Hidrobiológia vízi organizmusok adaptáció forrás populáció dinamika

Az előadások a következő témára: "Hidrobiológia vízi organizmusok adaptáció forrás populáció dinamika"— Előadás másolata:

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

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

3 gázcsere, légzés oxigén és CO2, N2, metán… – oldhatóság
(mikro)organismusok – felület:térfogat hemoglobin (Daphnia, Chironomus, Tubifex) kopoltyú (halak, rovar lárvák, kagylók, rákok stb.) 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 indirect hatás
kalcium metabolizmus (puhatestűek, rákok) toxikus NH3 pH > 9 toxikus Al3+ pH < 5

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

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
LITORÁL PELAGIÁL 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 szúnyoglárva, Limnea stagnalis, alsóbrendű rákok 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
konzumensek producensek Nekton Makroplankton >20 mm lebontók Mesoplankton 200 µm–20 mm Mikroplankton (20)30–200(300) µm Nanoplankton 2–20(30) µm Pikoplankton ! 0,2–2 µm Femtoplankton <0,2 µm

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) un. mikrobiális hurok – baktériumok, ostorosok, egysejtűek…  TROFIKUS RENDSZER koncepció

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 1 populació – 2 forrás 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 ZNGI = Zero-Net-Growth-Isocline

21 Forrás vezérelt egyedszám növekedés
numerikus válasz limitációs elv = Liebig-féle minimum törvény Blackman modell: v = vmax v = S ×   = Vmax/2Ks Monod modell: µ = µmax × S / (Ks + S) Ks

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
térben és időben korlátozott (eufotikus réteg) 6 CO2 + 6 H2O  C6H12O6 + 6 O2 – 2802 kJ elsődleges termelés mérése – sötét/világos palack módszer: O2: (net, NPP = P – R) 14CO2: (gross, GPP)  kompenzációs pont

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

25 Tér, mint forrás, heterogenitás
eloszlás, homogenitás, véletlen-normál-szigetszerű (mikro)aggregáció (patches) – csoport, folt, konzorcium… horizontális eloszlás axiális eloszlás (áramlás, tározás) vertikális eloszlás, stratifikáció „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 = (lnN2 – lnN1) / (t2 – t1)  = 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)