Az ökológiai környezet és niche

Az ökológiai környezet: (1) Szinguláris környezetelv A szinguláris környezetelv: a környezet az objektumot körülvevő külvilág. Eszerint több objektumnak közös környezete van: [környezet]~[külvilág]; ill. [környezet]~[élőhely]. Pl. „épített környezet”; „természetes környezet”. A környezet mintegy közös fürdőmedence.

Az ökológiai környezet: (2) Plurális környezetelv Az ökológiai környezet: (2) Plurális környezetelv. [A] Fokozatos közelítés Teljes külvilág Hol él? Pontosabban hol él? Oecus (~környék, tanyahely) Habitat Mi hat rá ? (Tapasztalatunk szerint) Miliő Mi hat rá? (Vizsgálataink szerint) Környezet

Az ökológiai környezet: (2) Plurális – multiplurális környezetelv Az ökológiai környezet: (2) Plurális – multiplurális környezetelv. [B] Kvázi-definíció A plurális környezetelv értelmében minden objektumnak külön környezete van. Ahány objektum, annyi környezet. A multiplurális környezetelv szerint ahány objektum és megközelítés, annyi környezet.

Az ökológiai környezet: (2) Plurális környezetelv. [C] Definíciók 1. Környezet: Valamely szünbiológiai objektumra ténylegesen és közvetlenül ható külső feltételek halmaza. 2. Környezetvédelem: Intézkedési tevékenység, amely az emberi populációk védelmére irányul, környezeti paramétereik optimalizálásával. Tehát nem a „környezetet” védjük, hanem az objektumot, amelynek környezetéről szó van: esetünkben az embert.

Az ember és természet kapcsolata Az ember elődei az ősi természettel együtt éltek, annak szabályozó mechanizmusai hatottak rájuk („ökológiai társadalmak”). Az ember igyekezett az őstermészettől elszakadni, azon mintegy felülkerekedve, annak törvényei alól kivonni magát → exponenciális léptékű szaporodás → természeti készletek túlhasználása → összeomlás. A természettől nem képes függetleníteni magát: vikingek Grönlandon, Húsvét-sziget, Pitcairn és Henderson-szigetek, maják, Hispaniola: Haiti és Dominika (Diamond 2005, 2007). Beléptek a társadalmi szabályozók → bioszociális lény.

Az ember és természet kapcsolata (4) Közben: az ember megismeri, felhasználja a természeti adottságokat és transzformálja az ősi természetet: (a) A természeti mechanizmusokat figyeli meg és alkalmazza (pl. állatokkal végzett vadászat, biológiai védekezés) → természetbúvár attitűd (b) Drasztikus átalakítás: állattenyésztés, mezőgazdaság, ipar → ipari, „leigázó”, „modern” attitűd. (5) Az ember rádöbben, hogy nem tudja függetleníteni magát nemcsak az élővilágtól, de az ősi természettől sem (Dendrobatinae: nyilméregbékák mérgében epibatidin, ópiumszerű fájdalomcsillapító, dependencia nélkül; Borneóról származó fa Callophyllum sp. AIDS-tünet csökkentése – Wilson 2002, 2006).

Az ember és természet kapcsolata (6) A rombolás globálissá válik kérdések merülnek fel: (a) Része-e még az ember a természetnek? (Az őstermészetnek biztos nem) (b) Függ-e az ember a természettől? (Igen) (7) A természet jobb ismerete és védelme szükséges →új, tudományos alapú természetbúvárkodás → ökológia (8) Ökológia és társtudományok: mindig az élőlények halmazaival foglalkoznak → szintetikus szemlélet

Az ökológiai környezet: (2) Plurális környezetelv Az ökológiai környezet: (2) Plurális környezetelv. [D] További definíciók 3. Természet: világunknak az ember által nem vagy csak kevéssé befolyásolt része. (~ ősi természet) 4. Természetvédelem: a természet értékeinek megőrzésére irányuló intézkedési tevékenység. Ökológus-szünbiológus szemmel mind a természetet, mind az emberi populációkat mint élőlények halmazait és azok fizikai feltételeit vizsgáljuk. Ennek alapján: 5. A természet- és környezetvédelem: a szupraindividuális szerveződés védelme.

Ökológiai környezet és tolerancia Vizsgálandó: a környezet szünbiológiai objektumokra gyakorolt hatása

A tolerancia hagyományos nomenklatúrája Reprodukció G Egyedi növekedés S Túlélés

Exteriőr feltételek (a miliő elemei) „Kondícionáló-zavaró” feltételek: nem fogyaszthatók, ökofiziológiai úton befolyásolják adott szünbiológiai objektum életlehetőségeit. Az optimum közelében kondícionáló, pesszimum közelében zavaró hatásúak (pl. hőmérséklet, fény, légnedvesség). Készlet (resource) jellegű feltételek: fogyaszthatóak, mennyiségük változatlan (pl. lakóhely) vagy megújuló (pl. táplálék, víz).

Két klasszikus, de érvényes minimumelv „Pesszimális faktor elve”: az a kondícionáló vagy zavaró tényező a meghatározó hatású, amely a legközelebb van a pesszimumhoz ill. amelyből a legkevesebb áll rendelkezésre (ld. „abszolút” vagy „relatív” hiány). „Legsztenőkebb stádium elve”: az az egyedfejlődési stádium határozza meg adott populáció túlélési lehetőségeit, amelyben a tolerancia határai a legszűkebbek (pl. fiatal magoncok, lárvák, fiókák stb.). [Sztenők = szűk tűréshatárú]

A preferencia hagyományos nevei Tartomány Miliőelem Oligo Mezo Poli Hőmérséklet pszikrofil hipotermofil termofil Légnedvesség xerotoleráns higrofil athmofil Fény szkotofil umbrofil fotofil Áramlás reoxén reofil reobiont Oxigén olig-oxibiont steno-oxibiont pH acidofil neutrofil alkalofil általában oligo-(xen) mezo- (fil) Poli-(biont)

A legismertebb miliőfaktorok gyakoribb hatásai (Cotgreave  Forseth 2002 után) Hőmérséklet: Légnedvesség: Csapadék Károsítás (fagyás, túlmelegedés, toleranciaküszöbök túllépése) Metabolizmus (növekedés, egyedfejlődés respiráció, fotoszintézis) Akklimatizáció (tolerancia, prefendum) Aktivitás (küszöb, lineáris, telítődési) Vizveszteség(evaporáció,transpiráció) Patogének (baktériumok, gombák) Xerotolerancia (fiziológiai vízkészlet) Vízkészlet, szárazságstressz, árvíz

A legismertebb miliőfaktorok gyakoribb hatásai (Cotgreave  Forseth 2002 után) Szél: Napsugárzás: Károsítás (vihar, széldöntés) Vízveszteség (evaporáció, transpiráció) Hőmérséklet Légnedvesség Terjedés, keveredés Metabolizmus (fotoszontézis) Vízveszteség Környezeti inger (pl. fotoperiódus) Károsítás (pl. rák)

Példák a hőmérséklet hatására Aktivitás: lineáris/ telítődési/ küszöb válasz Egyedfejlődés: logisztikus görbe Akklimatizáció: tolerancia Akklimatizáció: prefendum

Példák a hőmérséklet hatására: extremitások Hibernálás: visszatérés Speciális példák: Anabiotikus Tardigrada (medveállatka): -273 Co Anabiotikus Tardigrada: -190 Co és +153 Co Bythinia thermalis (csiga): 53 Co Nassus elegans (egysejtű): 55 Co Philodina aculiformis (kerekesféreg): 61 Co Astagobius angustatus (bogár): (-1,7) – (+1) Co

Klasszikus indikációelv A klasszikus és elterjedt indikációs tevékenység arra irányult, hogy megfelelő „indikátorokat”, „jó indikátorokat”, esetleg „indikátorértékű szervezeteket” találva, mintegy megspórolva a műszerek alkalmazását, e szervezetekkel „mérjék” a „környezet” állapotát. De: (1) A műszerek és az élőlények „skálázottsága” eltér. (2) A toleranciát, preferenciát, de különösen a gyakoriságot befolyásolják a körülmények, pl. a partnerek.

Általános indikációelv (1) A biométer (zoométer, fitométer), jó indikátor/rossz indikátor, indikátorértékű szervezet stb. kifejezések helytelenek. Minden szünbiológiai objektum saját környezetének legjobb indikátora.

Általános indikációelv (2) Exteriőr komplexus Indikátormintázat Indikátum Indikandum Tolerancia Transzformáció Indikátor

A niche koncepció kialakulása Steere (1894): koncepcionálisan alkalmazta először, a Fülöp-szigetek madarai elterjedésére (Kendeigh 1974). Grinnell (1904): hasonló életmódú és igényű madárfajok populációi közötti kompetícióról ír, de a szót még nem alkalmazta. Johnson (1910): cikkében bukkant fel először a szó. Grinnell (1914,1917a,1917b): az élőhely tulajdonságai amelyek meghatározzák egy adott faj elterjedését („strukrúrális”). Elton (1927): állat táplálékához és ellenségeihez való viszonya („funkcionális”). Szelényi (1957): egy állat adott tápnövényen kialakuló táplálkozási hálózatban elfoglalt helye (pl. növényevő, parazitoid stb.). Gallé (1973): a táplálkozási hálózat szintjei. Odum (1971) (?): a faj “postacíme”, illetve “foglalkozása”.

Hutchinson (1957) niche koncepciója

Hutchinson niche koncepciója és a RUF Hutchinson niche koncepciója értelmében a niche a környezeti tényezők értékeiből, mint dimenziókból képezett absztrakt hipertér azon tartománya, ahol egy faj (pontosabban: populáció) egyedei túlélni és szaporodni képesek. MacArthur szerint a niche nem homogén absztrakt térrész, „készlet hasznosításának” megfelelő szerkezete van (Resource UItilization Function, RUF).

„Modern” niche-koncepció (MacArthur)

A niche kvázi-definíciója A niche: adott populáció tolerancia és preferencia viszonyait megjelenítő ponteloszlás/függvény a környezeti tényezők mérhető értékeiből, mint dimenziókból alkotott n-dimenziós absztrakt hipertérben.

A niche relációi Ökostátusz: az n-dimenziós miliőtér azon része, amit egy szünbiológiai objektum igénybe vesz. Niche és környezet: (a) imperfekt mefeleltetés; (b) valós−absztrakt viszony. Külső—belső niche (JNP)

Posztmodern niche-koncepció Chase & Leibold (2003): a niche fogalmát kiterjesztették és a környezet→tolerancia viszony mellett az adott populáció („faj”) környezetre gyakorolt hatását is belevették. Eszerint „requirement” és „impact” niche-t különböztetnek meg.

Chase & Leibold niche-definíciói Azon környezeti feltételeknek a leírása, melyek kielégítik egy faj minimális igényeit úgy, hogy egy lokális populáció születési rátája eléri vagy meghaladja a halálozásét a faj ezen környezeti feltételekre gyakorolt hatásaival együtt. A környezeti feltételek által meghatározott többváltozós térben egy organizmus(!) nulla-növekedési izoklínje hatásvektoraival együtt.

Példák Chase & Leibold niche-ére (1): Requirement niche A populáció nő Készlet 2. Nulla-növekedési izoklin A populáció csökken Készlet 1.

Példák Chase & Leibold niche-ére (2): Requirement + impact niche A populáció nő Impakt-vektor Készlet 2. A populáció csökken Készlet 1.