Életmenet stratégiák.

Az előadások a következő témára: "Életmenet stratégiák."— Előadás másolata:

1 Életmenet stratégiák

2 Stratégia: komplex adaptáció, amely az életmódbeli tulajdonságok összehangolt evolúciójának eredménye. Életmenet jelleg („trait”): adott élőlény valamely, evolúcióbiológiai szempontból fontos (vagy releváns-gyanús) mennyiségileg kifejezhető tulajdonsága. Fitness: valamely genotípus várható részvétele egy jövőbeli időpontban (pl. a következő generációban).

3 Aktuális és reziduális reproduktív érték
Adott kor elérésének valószínűsége Korspecifikus termékenység Aktuális és reziduális reproduktív érték Szaporodási koefficiens

4 Kor és méret az ivaréréskor: Különböző gerincesek ivarérési korának sűrűségeloszlása

5 Az adult testsúly és az ivarérés kora közötti kapcsolat pikkelyes hüllő és emlős fajokon

6 Az ivarérés korának optimalizálása

7 Adott kor (x) elérésének valószínűsége l(x), a korspecifikus termékenység, m(x) és a kettő szorzata az életkor függvényében. a = a szorzat maximális értéke

8 Néhány példa a szélsõséges utódszámra vagy méretre
A kékbálna egyszerre egyetlen utódot szül, de annak mérete kb. megegyezik a kifejlett afrikai elefántéval. A fiatal életének elsõ hat hónapjában kizárólag az anya zsírban gazdag tejét fogyasztja, aki ekkor önmaga sem képes táplálkozni a táplálékban szegény trópusi vizekben. Az emlõsök közt a denevéreknek van testméretükhöz képest a legnagyobb ivadéktömegük. A törpe denevér (Pipistrellus pipistrellus) rendszerint ikreket hoz létre, ezek tömege elérheti az anya testtömegének 50 %-át is. És ne feledjük, a denevér várandósan is röpül és táplálkozik! A szürke kivi nagysága közel megegyzik egy házityúkéval (testtömege kb. 2 kg), de tojása g, amely 7-8-szorosa a tyúkénak. A rovarok közül a trágyabogarak utódszáma meglepõen kicsiny: 4-5, ráadásul életükben csak egy alkalommal szaporodnak. Ehhez a rovarok között páratlan, mintegy 50 %-os arányban kell túlélniük a reproduktív kor eléréséig. Az orchideák magvai aprók, de számuk a nagyságrendet is elérheti. Van olyan fajuk, ahol viszont az utódok reprodukcióra képes korig tartó túlélése mindössze 10-9. Egyes halak ikrát rakhatnak egyetlen íváskor. Hosszú életű fák százezres nagyságrendű magot hozhatnak létre évente. Egyetlen termesznõstény összes utódszáma megegyezik kb. teljes Nyugat-Európa emberi népességével.

9 Reproduktív élettartam
Paritás: (1) Szemelparitás: az egyed életében csak egyszer szaporodik (pl. sok rovar, egynyári növények stb.) (2) Iteroparitás: többszöri reprodukció (pl. madarak, emlősök, fák) stb. Rekordok: Elvileg végtelen élet: osztódás, klonalitás (> éves növény!) Gerinctelen rekordok: Actinia év; Cereus év; Homarus 50 év, kabóca 17 év Gerinces rekordok: Homo; sasok; baglyok; teknősök

10 Túlélési görbék típusai
I. típus II. típus Túlélők számának logaritmusa III. típus Kor Kritika: a típusok akár egy fajon belül is változhatnak

11 Példák a túlélési görbékre (vázlat)
Emlősök (pl. ember a fejlett országokban) NŐK Madarak, egyes hüllők FÉRFIAK Túlélők számának logaritmusa Ízeltlábúak Kor

12 Egy egyéves növény (tavaszi ködvirág: Erophila verna) denzitásfüggő túlélése
Kis denzitás Közepes denzitás Kor Kor Túlélés Nagy denzitás Kor

13 Fészekalj-méret és földrajzi szélesség összefüggése (Lack 1954)
6,3 6,3 Azori szgk 4,7 5,5 5,1 6,0 5,8 5,9 5,6 5,9 5,9 5,9 4,9 4,2 3,5

14 Vándorsólyom (Falco peregrinus)
Jenkins & Hockey (2001) után

15 További példák a fészekalj-méret és földrajzi szélesség összefüggésére

16 A földrajzi szélesség és a fészekalj mérete közötti összefüggés hipotézisei
[1] Nappalok hossza [2] A zsákmány diverzitása [3] Kompetíció hiánya [4] Ragadozók száma [5] Reziduális reproduktív érték (A vonulás és az áttelelés nagy veszélyeket hordoz) [6] A klíma előrejelezhetetlensége

17 N. B. a variáció < 25%-a magyarázható ezzel
Ivarérés kora és a populációméret variációs koefficiense madarakon (20 év) N. B. a variáció < 25%-a magyarázható ezzel

18 Az utódok születési mérete: a Drosophila tojásszáma és tojásmérete közötti összefüggés
Csereviszony: valamely életmenet jelleg előnyössé válásának ára egy másik tulajdonság kedvezőtlenné válása

19 Aktuális és reziduális reproduktív érték kapcsolata (Asplanchna kerekesféreg)

20 Az aktuális és reziduális reproduktív ráfordítás közti csereviszony

21 A generációs idő és méret összefüggése

22 A generációs idő és szaporodási ráta összefüggése

23 A szaporodási ráta és az egyensúlyi méret kapcsolata
b

24 MacArthur & Wilson (1967): szelekciós típusok és kolonizáció
A kolonizáció kezdetekor és közvetlenül utána: r-szelekció A készletek kimerülése közelében: K-szelekció

25 r- és K-stratégia (Pianka 1970)
Jelleg r K Klíma Változó Konstans N Változó, N* nincs Állandó, N* Kompetíció Gyenge Erős Szelektív tulajd. Gyors fejlődés Lassú fejlődés Nagy r(max) Kis r(max) Korai reprod. Kései reprod. Kis test Nagy test Szemelparitás Iteroparitás Élethossz < 1 év > 1 év Energia Produktivitás Kihasználás Kolonizációs képess. Jó Rossz Társas viselkedés Fejletlen Fejlett Mortalitás Density independent Density dependent

26 Két életmenet jelleg és a fitness össze-függése
Stearns nyomán

27 Az r-K elmélet kritikája (1)
A kontinuum/diszkontinuum problémája r K (2) A dimenzionalitás problémája A jó kolonizáló és jó kompetítor B rossz kolonizáló és rossz kompetítor A r K B

28 Az r-K elmélet kritikája (2)
Stearns (1992): Populációs statisztikák és a szelekciós mechanizmusok konfúziója A legjobban illeszkedő vizsgálatok sem bizonyítják a regulációt a kor-specifikus modellekkel szemben Az r-K dichotomikus klasszifikáció az esetek 50 %-ában nem működik Mesterséges körülmények közötti kísérletek: 75 %-ban jobbak a kor-specifikus modellek, a 25 % sem konzisztens a teóriával.

29 Az r-K elmélet kritikája (3)
Stearns (1992): (5) Density dependent és density independent hatások nem válnak szét (6) Az „r és K szelektált” jellegek nem biztos, hogy valóban r és K szelektáltak Egy megközelítési probléma: az r–K elmélet determinisztikus, a kolonizáció sztochasztikus De: a maga idejében fontos és konstruktív elmélet volt.

30 Grime felfogása Diszturbancia-toleráns Stressz-toleráns
Kompetíció-toleráns

31 Egyszerű algoritmus az életmenet stratégiák vizsgálatára
[1] Csoport-specifikus releváns, kvantifikálható tulajdonságok kiválasztása (nincs „mindenható” trait); [2] Minden vizsgálandó fajon meg kell határozni e tulajdonságok értékeit/tartományát; [3] Mindezek ábrázolása egy n-dimenziós stratégia térben; [4] Az egyes jellegek/stratégiák korreláltsága miatt [3] egyszerűsíthető ordinációs eljárással; [5] Ha a stratégia térben/ordinációs faktortérben aggregált ponteloszlást kapunk → vannak stratégia-típusok.

32 Hangyák egyszerűsített életciklusa
Szárnyas ♂♂ és ♀ ♀ Kolónia Kopuláció  ♂♂  ♀ ♀: kolónia-alapítás Első dolgozók

33 Hangyák néhány reproduktív életmenet-jellege
a kolónia kora az első, reprodukcióra képes ivaros alakok kibocsájtásakor; a kolónia mérete az első, reprodukcióra képes ivaros alakok kibocsájtásakor; a kolóniában születő, később azt elhagyó termékeny nőstények (leendő királynők) száma; a termékeny hímek száma; a kolónia mérete; a kolóniában tojást rakó királynők száma; a kolóniaalapítás módja (önálló, saját kolóniáit felhasználó vagy parazita); a kolónia egy- vagy többfészkes jellege.

34 Hangyák néhány további életmenet tulajdonsága
9. a populáción belüli kompetíció gyenge - közepes – erős; 10. az adott faj domináns (territoriális) – átmeneti (csak fészket és táplálékot védő) – gyenge (csak fészket védő) a populációk közötti kompetícióban 11. magányosan táplálkozik - „tandem running” -„group recruitment” 12. nyomjelző feromon – nap/polarizált fény; 13. csak táplálkozik – gondoz - termeszt

35 Hangyák ordinációja reproduktív életmenet-tulajdonságaik alapján