II. ÉLETFELTÉTELEK

1. Bevezetés – Életfeltételek és források

Az egyes szervezetek a habitátokat akkor népesítik be, ha az

ott található életfeltételeket képesek tolerálni, illetve ha

megtalálhatóak a számukra fontos források.

Ezek azok a tényezők, amelyek az élőlények elterjedését és

abundenciáját befolyásolják, illetve limitálják.

Az életfeltételek a környezet fiziko-kémiai tényezői –

hőmérséklet, nedvességtartalom, pH, sótartalom,

szennyezések. Fontos a napszakos, illetve szezonális

változásuk, illetve a szélsőséges értékek előfordulási

gyakorisága. Az élő szervezetek jelenlétükkel befolyásolják

közvetlen környezetükben az életfeltételeket, de fontos,

hogy azokat nem fogyasztják, illetve nem használják el.

Ezzel szemben a forrásokat az élőlények fejlődésük, illetve

szaporodásuk során felhasználják, ezáltal társaiknak

kevesebb jut belőlük. Forrás bármi, ami hiányával limitál, de

ez a hiány egy másik egyed tevékenységének, és nem egy

fiz-kém. változó szélsőséges értékének a következménye.

Növények: napsugárzás, széndioxid, víz, ásványi anyagok

Baktériumok: metán, ammónium, kénhidrogén, vas

DE akár más szervezetek (növényi és állati) is: élő-,

búvóhely, szexuális partner, stb.

→versengés (kompetíció)

Mindig az adott élőlény szemszögéből vizsgálni

Életfeltételek hatása:

Hőmérséklet toxinok NaCl

pH szennyezőanyagok mikroelemek

2. A niche fogalma

Niche, fr. – fülke, bemélyedés

a fajok együttélésének problémájával kapcsolatos fogalom

JOHNSON, 1910

DARWIN, 1859

GRINNELL 1914, 1917 „térbeli” koncepció, fizikai faktorok

“az az élőhely, amelyben egy adott faj előfordul”

“a habitat legkisebb alegysége, az az alapvető egység,

amelyet egyetlen faj vagy alfaj elfoglal”

absztrakt tér?

értelmezési zavar

ELTON 1927 funkcionális koncepció, biotikus megközelítés

“az állat által betöltött funkció, különösen a trofikus

viszonyok vonatkozásában” (növényevők, húsevők,

hulladék eltakarítók)

SZELÉNYI, 1957 + producensek

→ ODUM

„egy szervezetnek a közösségen és ökoszisztémán

belül elfoglalt pozíciója vagy státusza, amely a

szervezet strukturális adaptációjának, fiziológiai

válaszainak és specifikus (öröklött vagy tanult)

magatartásának eredménye”

→ HUTCHINSON, 1957 hipertérfogat modell

„a biotikus és abiotikus tényezők sorának olyan

kombinációi, melyeknek szélső pontjait az adott szervezet

tolerancia-határai jelölik ki a szóban forgó dimenzók

vonatkozásában.”

n-dimenziós hipertér

dimenzió-hatótényező

fundamentális (prekompetitív/virtuális)

↕

realizált (posztkompetitív/aktuális)

Venn halmaz

JUHÁSZ-NAGY:

“A populációk vagy populációkollektívumok együttélésének

(koegzisztenciájának) elvont értelmezésére szolgáló

fogalom. Egy adott populációra vagy

populációkollektívumra vonatkozóan a

toleranciasajátosságoktól függően egy ökológiai helyzet

(ökostátus) adható meg, a környezeti tényezők egy adott

kombinációjában, amelyet milliő-térnek nevezünk. Az

ökostátus tehát a ténylegesen ható környezeti tényezőkből,

mint koordinátákból képezett absztrakt n-dimenziós

attributum-tér olyan része, amelynek értékeinél a populáció

vagy populációkoollektívum egyedei bizonyos

valószínűséggel túlélni és szaporodni képesek. Az ökostátust

reprezentáló ponteloszlás függvényekkel történő

jellemezésének eredményeként kapjuk egy adott populáció

vagy populációkollektívum niche-t. Fundamentális niche-

nek azt a függvényekkel jellemzett ponteloszlást tekintjük,

amely a populáció vagy populációkollektívum potenciális

helyzetét írja le a milliő-térben, míg azt a függvényekkel

jellemzett ponteloszlást, amellyel a populáció vagy

populációkollektívum helyzete a milliő-térben egy adott

esetben valóban (aktuálisan) jellemezhető, realizált niche-

nek nevezzük.”

KÉSZLETHASZNOSÍTÁSI FÜGGVÉNY

RUF „Resoruce Utilisation Function”

MacARTHUR, 1972

Mi történik a toleranciahatárok között?

Átfedés problémája

KIHASZNÁLATLAN FORRÁSTENGELY

SZAKASZOK PROBLÉMÁJA

„üres niche”

Ellentmondásos

Anglia

Pápua Új-Guinea

AEÁ

NICHE SZÉLESSÉG, ÁTFEDÉS

populációk viszonyára utal (pl. kompetíció)

niche-szélesség: Shannon-Wiener, Levins, Smith

n H= -∑pilogpi i=1 H – niche szélesség pi– azon egyedek aránya, melyek az i forrást használják n – a források száma

niche-átfedés: MacArthur-Levins, Horn, Morisita, Renkonen

Pjk= [∑(minpijpik)]100

Pjk – a j és k fajok közötti százalékos átfedés

pijpik - a j és k faj által az I forrásból felhasznált rész

n – a források száma

min – a két faj között megoszló forráshasznosítás közül

mindig a kisebb érték figyelembevételére utal

GENERALISTÁK ÉS SPECIALISTÁK

forrásszűke

↓ forrásbőség

↓

– nagymértékű specializáció

Darwin-pintyek

keresztcsőrűek Dendroica poszáták Fakopáncsok táplálékkeresése

csőre táplálékkeresése fenyőn tölegyeken

3. Az egyedek válasza a hőmérsékleti viszonyokra

3.1. Szélsőséges (extrém) körülmények

Mindent a saját szemszögéből vizsgálni!

3.2. Metabolizmus, növekedés, fejlődés és testméret

Leptinotarsa decemlineata (krumplibogár)

Egysejtű (Strombidinopsis

multiauris)

Rovar (Oulema

duftschmidi)

Atka (Amblyseius

californicus)

Fejlődés – hőmérséklet összefüggése Effektív hőösszeg (fiziológiai idő): idő és hőmérséklet

kombinációja

Repcelepke (Pieris rapae)

Fejlődési küszöb 10,5 C Hőösszeg igény 174

3.3. Ektoterm és endoterm szervezetek

Ektotermek: nincs belső hőszabályozás, külső hőforrások

használata

DE kivételek: rovarok repülőizmai (poszméhek), szociális

rovarok (méhek, termeszek), filodendron virág

Endotermek: állandó testhőmérséklet 35-40 0C (madarak,

emlősök)

DE: időszakosan ektotermek (hibernálás)

Tamias striatus (amerikai csíkos mókus)

Magas ráfordítás, magas haszon ↔ alacsony ráfordítás,

alacsony haszon

3.4. Élet alacsony hőmérsékleten

A Föld 80%-a hideg

Kétféle károsodás (irreverzibilis, letális): kihűlés és fagyás

A víz akár 40 0C –ra is lehűlhet jégképződés nélkül, de

változnak fizikai tulajdonságai → biológiai

következmények

Jég inkább a sejtek között képződik → ozmótikus hatás →

szárazság és szalinitás hatásához hasonló

- két metabolikus stratégia:

o fagy elkerülés – alacsony molekulasúlyú poliolok

(glicerol)

o fagy tűrés – jég a sejten kívül

Akklimatizáció – ősszel, laborban – glikogén átalakítása

poliolokká (energiaigényes)

Epiblema scudderiana moly

3.5. Élet magas hőmérsékleten

- Akár csak néhány fokkal az optimum felett

- enzimek inaktiválódása vagy denaturálódása

- közvetett hatás – dehidratáció – vízvesztés/párologtatás

kényes egyensúlya

Tidestromia oblongifolia,

Death Valley, Kalifornia

Levegő 50 0C

Levelek 40-45 0C

Intenzív párologtatás

- kaktuszok: tüskék, szőrök,viasz, kevés sztóma

Cataglyphis bombycina

hőrezisztens fehérje

- tüzek hatása, tűzflóra

- lebomló szervesanyagokban 50-60 0C – termofil gombák:

Aspergillus fumigatus,65 0C: Mucor pusillus, baktériumok

- hévizek élővilága

- Csendes Óceán: füstölgő kémények

Nagy nyomás, 350 0C,

termofil baktériumok

3.6. A hőmérséklet, mint inger (stimulus)

- fagy vagy hideg a csírázás beindításához: Betula

pubescens (nyír)

- tűz: Robinia pseudacacia (akác)

4. A hőmérséklet és az élőlények elterjedése

4.1. A hőmérséklet tér- és időbeli változása

- hőmérséklet változásának okai: tsz. fölötti magasság,

szélességi kör, kontinentalitás,szezonális, napszakos,

mikroklíma, vízben a mélység

4.2. A fajok elterjedése és izotermák

Rubia peregrina Tilia cordata (kislevelű hárs)

4.3. Eloszlások szélsőséges körülmények között

Carnegiea gigantea (szaguáró kaktusz)

4.4. Eloszlások és a hőmérséklet kapcsolata más

tényezőkkel

Coleophora alticolella Juncus squarrosus

Helminthosporium maydis

fertőzések

Salvelinus malma S. leucomaenis kompetíció

5. A talaj és víz pH-ja

pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Thiobacillus thiooxidans

Th. ferroxidans

Anabaenopsis arnoldii

Spirulina platensis

Plectonema