Populáció dinamika Hidrobiológia vízi organizmusok adaptáció  hőmérséklet  oxigén  fény 1. Abiotikus környezet 2. Organizmusok forrás 21 fitoplankton.

Az előadások a következő témára: "Populáció dinamika Hidrobiológia vízi organizmusok adaptáció  hőmérséklet  oxigén  fény 1. Abiotikus környezet 2. Organizmusok forrás 21 fitoplankton."— Előadás másolata:

1 populáció dinamika Hidrobiológia vízi organizmusok adaptáció  hőmérséklet  oxigén  fény 1. Abiotikus környezet 2. Organizmusok forrás 21 fitoplankton 22 baktériumok 23 Zooplankton 24 bentikus organizmusok 25 Zoobentosz 26 halak és vízi madarak

2 Abiotikus környezet alapvető szezonalitás (mérsékelt övi mono-/dimiktikus tavak)‏ meghatározott szezonalitás plankton szukcesszió vízi szervezetek adaptácója ökologiai niche

3 gázcsere, légzés oxigén és CO 2, N 2, metán… – oldhatóság (mikro)organismusok – felület:térfogat kopoltyú (halak, rovar lárvák, kagylók, rákok stb.) hemoglobin (Daphnia, Chironomus, Tubifex) levegő (buborék = „fizikai kopoltyú“ – vízibogarak, vízipók; szifon – vízipoloskák, Diptera; szárnyfedő alatt – csíborok, csíkbogarak.)‏ tüdő (magasabbrendű gerincesek) légzőparenchima (sás) supersaturáció (fotoszintézis – 200 %-ig) anoxibiozis (Chironomus, Chaoborus, Tubifex)

4 pH hatása közvetlen (H + ) = acido-/alkalifil /-toleráns kalcium metabolizmus (puhatestűek, rákok) toxikus Al 3+ pH < 5 toxikus NH 3 pH > 9 indirect hatás

5 Szalinitás, ozmoreguláció tengeri (poikilozmotikus) organizmusok – izotoniai egyensúly hipertonikus ozmoreguláció (édesvízi és brakk vízi org.)‏ hipotonikus ozmoreguláció (Artemia salina)‏ nagy energiaigényű reguláció  csökkenő hatékonyság Poikilozmotikus: Olyan organizmusok, melyek belső ozmózis nyomása, a környezet ozmotikus nyomása szerint változik.

6 Áramlás, sedimentáció hidrodinamikai alak rögzült szervezetek (tapadó, rögzítő szervek)‏ lassítani a ülepedést (  ellenállás a predaciónak): sűrűség csökkentés / növekvő viszkozitás (csomóképzés, kocsonyaképzés stb.)‏ felületi feszültség (neuszton) vertikális mozgás (ostorosok, kékalgák, zooplankton) aktív úszás (halak)

7 Áramlás, keveredés, tápanyagok nagy sebesség = kékalgák

8 Élettájak, élőlénytársulások PELAGIÁL LITORÁL BENTÁL

9 Pelagiál: Plankton (algák, kerekesférgek, egysejtűek stb.)‏ Nekton (halak, vízi bogarak, poloskák stb.)‏

10 Faciál Epi~ ~pleuszton: Gerris paludum, keringő bogarak. ~neuszton: Salvia natans, Lemna sp Hipo ~pleuszton: szúnyoglárva, Limnea stagnalis, alsóbrendű rákok ~neuszton: algák baktériumok

11 Fitál Rizomenon: gyökerező növények Metafiton: rizomenon között élő élőlények Biotekton: élőbevonat (alga, baktériumok, Vorticella)‏ Plokon: hidra Pekton: mohaállat, szivacs

12 Benton bentosz Epibentosz (herpon)‏ endobentosz Herpon: felületen él Pszammon: homokos, kavicsos aljzat élővilága Pelon: finom iszap élővilága Freatál Sztigon: Harpacticoida, Niphargus sp. Ciliata

13 méret, funkció, taxonomiai szempontok Femtoplankton <0,2 µm Pikoplankton ! 0,2–2 µm Nanoplankton 2–20(30) µm Mikroplankton (20)30–200(300) µm Mesoplankton 200 µm–20 mm Makroplankton >20 mm producensek konzumensek lebontók Nekton

14 méret, funkció, taxonomiai szempontok

15 Alapvető organizmus csoportok (Lindemann 1942)‏ táplálék lánc szintek  1. szint  2. szint  3. szint  4. szint

16

17 trofikus csoportok (Lindemann 1942)‏ producensek – fitoplankton, fitobentos, makrofita (bakteriumok)‏ konzumensek – zooplankton, zoobentosz, halak, madarak… (herbivorok, omnivorok, carnivorok, csúcs ragadozók)‏ grazing (legelés) – „részleges predáció“ szűrők, kaparók, vadászók, paraziták, parazitoidok… lebontók, detritusz fogyasztók – baktériumok, zoobentosz darálók, gyűjtögetők (szűrők, kaparók)‏ TÁPLÁLÉK LÁNC (ÉPÍTÉS, LEBONTÁS)‏  TROFIKUS RENDSZER koncepció un. mikrobiális hurok – baktériumok, ostorosok, egysejtűek…

18 TROFIKUS RENDSZER

19 Elsődleges forrás – helyettesíthető, nem helyettesíthető

20 1 populació – 2 forrás Mechanisztikus modell (Tilman): Esszenciális forrás – a források nem helyettesítik egymást interakció nélkül (Liebig-féle minimum tv.) interaktiv = Zero-Net-Growth-IsoclineZNGI helyettesíthető forrás – táplálék forrás energia (nagyban helyettesíthető): teljesen (kombinációik +/- nincs hatásuk )‏ kiegészítő (kombinációjuk jobb, mint csak az egyik vagy csak a másik)‏ antagonisztikus (kombinációjuk rosszabb, mint csak az egyik vagy csak a másik) ZNGI a populáció növekedése zéró

21 Forrás vezérelt egyedszám növekedés numerikus válasz limitációs elv = Liebig-féle minimum törvény Blackman modell: v = v max v = S ×   V max /2K s Monod modell: µ = µ max × S / (K s + S)‏ KsKs KsKs

22 Forrás felhasználás sűrűség-függése funkcionális válasz (Holling)‏ – préda keresési idő – préda kezelési idő I típus – homogén szuszpenzió, szűrés, fotoszintézis II típus – préda-ragadozó, predáció III típus – alkalmazkodás („tanulás“), predáció (rovarok, halak)‏ search image → gyakori faj

23 Fény, mint forrás, fotoszintézis 6 CO 2 + 6 H 2 O  C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 – 2802 kJ térben és időben korlátozott (eufotikus réteg)‏ elsődleges termelés mérése – sötét/világos palack módszer: O 2 : (net, NPP = P – R)‏ 14 CO 2 : (gross, GPP)‏  kompenzációs pont

24 Az elsődleges produkció vertikális rétegződése függ az átlátszóságtól Fény, mint forrás, fotoszintézis oligotróf-mezotróf

25 Tér, mint forrás, heterogenitás eloszlás, homogenitás, véletlen-normál-szigetszerű vertikális eloszlás, stratifikáció axiális eloszlás (áramlás, tározás)‏ (mikro)aggregáció (patches) – csoport, folt, konzorcium… horizontális eloszlás „objektív“ okok – pl. szél általi (nem)keveredés, tápanyag áramlás, (hőmérsékleti) rétegződés „subjektív“ okok – (nem)energiaigényes (aktív) mozgás, rejtőzködés, kompetíció a forrásért (fény, tápanyag, oxigén…), mutualizmus / szimbiózis (mikrob. konzorcium)

26 Populació dinamika populáció: valamilyen esszenciális statisztikai döntés alapján az azonos egyedek halmaza (klón), osztott genetikai információ demográfiai parameterek: populáció sűrűség, import × export, szaporodás = natalitás – mortalitás [idő -1 ] mikroplankton (protista)‏ r = µ – µ = (lnN 2 – lnN 1 ) / (t 2 – t 1 )‏ = veszteség (öregedés, fiziol. mortalitás, parazitózis, sedimentáció, elfolyás)‏ zooplankton (metazoa)‏ r = b – d b = ln (E + 1) / D (Egg ratio, Development time)‏ d = veszteség (öregedés, fiziol. mortalitás, parazitózis, sedimentáció, elfolyás)‏

27 Egyedek – hatékonyság, optimális tálálkozás táplálék – tápérték (C:N, C:P, N:P)‏ „sikeres gének“ mérése egyedek hatékonysága (fitness), a dilema megoldása – eddig mire használtuk a (korlátozott) forrást: reprodukciós potenciál vagy túlélés? optimális tálálkozás (optimal foraging) model – mennyiségi vagy minőségi forrás – (préda) válogatás vagy kezelés költsége fogyasztás – szelektív predáció, táplálék váltás (switching)‏ interakció: kompetíció, predáció… – stb.

28 Optimális táplálkozás táplálék szelekció válogatás, kezelés (Daphnia magna, különböző alga)‏ szűrés predáció

29 Optimális táplálkozás táplálék szelekció mennyiség és minőség (Chaoborus, Daphnia)‏