predacio [kompatibilitási mód] -...
TRANSCRIPT
Predáció
Ökológia alapjaiÖkológia alapjai
++‐E ik lá ió d i tá lálék k t ki tikEgyik populáció egyedei tápláléknak tekintik a
másik populáció egyedeit – herbivoria, predáció, itiparazitizmus.
Taxonómiai csoportosítás:Taxonómiai csoportosítás:Állat fogyasztók – carnivor – ragadozóNö én fog as tók herbi or nö én e őNövény fogyasztók – herbivor - növényevő Mindkettőt fogyasztók – omnivor – mindenevő
Predátorok fő típusai:igazi predátorok; legelészők; paraziták parazitoidok;igazi predátorok; legelészők; paraziták, parazitoidok; (kannibalizmus)
É„Étrend összeállítás”
A predátor lehet : -generalista: többféle prédája van →
stabilizálják a préda populációkat -specialista: 1 prédára specializálódott→
instabilitást okoznak
É„Étrend összeállítás”Specializáció mértéke
Monofág – elvben csak egy bizonyos faj egyedein élMonofág – elvben csak egy bizonyos faj egyedein él
Oligofág – csak egy család fajain él
Polifág – több család fajain él
Egyéb specializációHerbivoria esetén növényi részek fogyasztásátólHerbivoria esetén növényi részek fogyasztásától függően specialista vagy generalista.
MonofágMonofágpl. koala, néhány lepke faj, Cinipidae - gubacsdarazsak
Vadgesztenyelevél-aknázómoly(Cameraria ohridella)(Cameraria ohridella)
Koala(Phascolarctos cinereus) ( )
Oligofágpl Leptinotarsa decemlineta colorado bogárpl. Leptinotarsa decemlineta – colorado-bogár (burgonyabogár)
PolifágPolifágpl. sáskák, szöcskék, egyes lepkék
Gyapjas lepke(Lymantria dispar)
Olasz sáska(C lli i li )(Lymantria dispar) (Calliptamus italicus)
Táplálék preferencia
Előnyös legyen - energia tartalombefektetett idő
A predáció populációdinamikája
Hogyan szabályozza a ragadozó a zsákmány-populáció abundanciáját?populáció abundanciáját?
- a biológiai védekezés „csodálatos” eredményei ( l I h i ( j ű) é R d li(pl. Icerya purchasi (pajzstetű) és Rodolia cardinalis (katicabogár))
- nem azt kaptuk, amire vártunk (Ulex europaeus (sülzanót) és Apion ulicis (ormányosbogár))
- csatolt osszcilláció (kanadai hiúz és sarki nyúl)- a ragadozó populáció fluktuál de hat-e aa ragadozó populáció fluktuál de hat e a
zsákmányra? (Senecio jacobea és Tyria jacobaeae)
Lotka-Volterra modell
R-Zs viszony alapmechanizmusa:diff i l k (Ni h l & B il )- differencia egyenletek (Nicholson & Bailey)
- differenciál egyenletek:1. Rosenzweig & MacArthur-féle grafikus modell2 Lotka-Volterra-féle modell (a NAGYOK2. Lotka Volterra féle modell (a NAGYOKszerint a LEGEGYSZERŰBB!!!)
Alfred J Lotka (1925) és Vittorio Volterra (1926)- Alfred J. Lotka (1925) és Vittorio Volterra (1926)
FeltételeiAz ökológiai környezet állandó;Az interakcióban résztvevő fajok egyedsűrűsége j gy gmegfelelően reprezentálható egyetlen változóval;Az interakció hatása azonnaliA kölcsönhatás bekövetkezése a ragadozók és zsákmány állatok számának szorzatával arányos;A ragadozó születési aránya növekszik a zsákmány számának növekedésével;A zsákmány szaporodási rátája nem változik, a halálozási aránya növekszik a ragadozók számának növekedésével;
!Eme leegyszerűsített modellben sok hiba akad!
Matematikai modell
Ökológiai tanulmányaink egyik nagy alapvetése:dN/dt=rN ahol r a belső szaporodási ráta, N a zsákmány populációméretep , y p pElső Lotka-Volterra egyenlet (predáció alatti zsákmánypopuláció
növekedés):/ ’ h l dá lá ió é ’ d ódN/dt=rN-a’PN ahol P a predátor populációmérete a’ a ragadozó hatékonysága
Második Lotka-Volterra egyenlet (van zsákmány amit el is ejt és így gy ( y j gynövekszik a ragadozó populáció):
dP/dt=fa’PN-qP ahol q a mortalitási ráta f pedig a zsákmányból az utódokba allokált energiautódokba allokált energia
Grafikus modell (R-Zs kapcsolat)Z ák á é d ó i kli k
-Azt a populációméretet,amelynél a populációk
Zsákmány és ragadozó izoklinek.
y p pkülön-külön egyensúlybanvannak a zéró növekedési
k í ják legyenesek írják le –izoklinek.Zsákmány és-Zsákmány és
ragadozó populációinak p pváltozása az izoklinek eltolásával –á i ífázissík!!!
-Neutrális stabilitás
Grafikus modell (R-Zs kapcsolat)Neutrálisan stabil oszcilláció
Ragadozó-zsákmány kapcsolat
Ragadozó-zsákmány kapcsolat
A zsákmány részleges menedékkel rendelkezikmenedékkel rendelkezik
- sok „éhes” száj és kevés „kaja” – stabil!!!- kevés „vicsorgó fog” és
é édnépes prédasereg –instabil!!!
Ragadozó-zsákmány kapcsolatA táplálékváltás stabilizáló jellege – FÜGGETLEN!!!
- a predátor izoklin minden zsákmány denzitás mellett azonos - „nem tanultam meg enni” – 3. típusú funkcionális válasz (gyakoribbprédát hatékonyabban fogyasztja)prédát hatékonyabban fogyasztja)- „másik fogás az étteremben” - táplálékváltás
Ragadozó-zsákmány kapcsolat
Többszörös egyensúlyi állapotú ragadozó-zsákmány kapcsolat- két stabil pont között egy instabil – izoklin „púp”p gy „p p- pl. rovargradációk
Védekezési mechanizmusok
A préda szervezetek különböző adaptációs mechanizmusokkal védekeznek a ragadozás ellenmechanizmusokkal védekeznek a ragadozás ellen.Színezet – „ elbújok” azaz rejtő, megijesztelek azaz riasztóriasztóMimikri – Bates-féle, Müller-féle, Agresszív, Dodson-féle modell nélküliDodson féle, modell nélküliMimezia – allomimezia, fitomimezia, zoomimeziaViselkedési adaptációkViselkedési adaptációkMutualizmus
Nyírfaaraszoló
Színezet - rejtő (Biston betularia)
Ál á ó í tÁlcázó színezet
Anti-árnyék színezet
Feldaraboló színezetBengáli tigrisg g(Panthera tigris tigris)
Pápaszemes pingvinPápaszemes pingvin(Spheniscus demersus)
Színezet – riasztó (aposzematikus)
Hétpettyes katicabogárNémet darázs
Hétpettyes katicabogár(Coccinella septempunctata)
(Vespula germanica)
Színezet – riasztó (aposzematikus)
Nappali pávaszem (Inachis io) Éjjeli pávaszem (Saturnia pyri)
Mimikri – Bates-féle
Díszes darázscincér (Plagionotus detritus)
Lódarázs (Vespa crabro)
Darázslepke(Sesia apiformis)( p )
Mimikri – Müller-féle
Málna gyöngyházlepke(Brenthis daphne)
Kis gyöngyházlepke(Boloria dia) (Brenthis daphne)(Boloria dia)
Mimikri – Agresszív
Myrmarachne sp.Tettigonidae Reduviidae
l didCerambycidae
Alydidae
Mimezia – allomimezia, fitomimezia, zoomimezia
Kőhal
Mimezia – allomimezia, fitomimezia, zoomimezia
H ld lóHoldasaraszoló (Selenia sp.) Vándorlólevél
(Phyllum giganteus)
Mimezia – allomimezia, fitomimezia, zoomimezia
Viselkedési adaptációkTelepes költés,Csapatba verődés,Csapatos vadászat stbCsapatos vadászat, stb.
Hiénakutya
Sziklaugró pingvin
y(Lycaon pictus)
S ug ó p gv(Eudyptes chrysocome)
Vetési varjúVetési varjú(Corvus frugilegus)
Herbivoria
A predáció egy speciális esete:- növényi szervezetek fogyasztása (kb 26%-ban rovaroknövényi szervezetek fogyasztása (kb. 26% ban rovarok
fogyasztják őket)- nem jár a károsodott szervezet pusztulásával
(kivéve magpredáció – speciális!!! pre-, és posztdiszperziós)- legelészők („grazers”) és fitofágok (főként rovarok)- folivor = levélfogyasztó, garnivor = magfogyasztó- szekunder anyagcseretermékek (hát ez sem habos torta!)y g ( )- helyhez kötött fajok – élettani, szerkezeti, viselkedésbeli
módosulás
A növény
1. A herbivor szempontjából a legfontosabb a növény kémiai összetétele
2. Primer és szekunder anyagcseretermékek3. A tápnövénykört a szekunder anyagcsere termékek
határozzák meg (óriási diverzitás, több mint 100.000 vegyület) (védekezés az őket fogyasztók ellen, allelopátia védelem az UV sugárzás ellen)allelopátia, védelem az UV sugárzás ellen)
4. Ezek egy része nemcsak a herbivorokra veszélyes, hanem magára a növényre nézve is (pl. fitocidek)
5. Nagyon változékony mennyiség és minőség (nap-árnyék, reproduktív szervek-levelek, levél-levél, )
A növényevő
1. A vizualitás fontossága egy kis kémiával fűszerezve (alapból is hatnak dolgok)(alapból is hatnak dolgok)
2. A tápnövény az amelyen a herbivor evolúciós értelemben hosszú ideig képes magát fenntartanig p g
3. A „negatív hatású” ingerek a fontosak!4. Legtöbb nagytestű generalista (kivételek és kevert4. Legtöbb nagytestű generalista (kivételek és kevert
populációk)5. A fitofágok többsége specialista (mono-, oligo-, poli-)g g p ( , g , p )6. Generalista – specialista „vita”7. C:N arány, na és mi lesz a szekunderekkel?y,
Növény-herbivor kapcsolat
Kompenzáció:1 Ha kicsi a kár (fotoakt raktár áramlás szállítás növelés1. Ha kicsi a kár (fotoakt., raktár, áramlás, szállítás, növelés,
rügy)Diszproporcionális következmény:Diszproporcionális következmény:1. Ha nagy a kár („gyűrűs” kéreg, kórokozó, kompetíció,
fiziológia)fiziológia)Előnyök:„Hová is ástam?” és a „megeszem a termést, kiürül a mag”„Hová is ástam? és a „megeszem a termést, kiürül a magmagterjesztési mód
Védekezési mechanizmusokEllenállóságnak (rezisztencia) nevezik egy növény olyan örökíthető
tulajdonságainak a körét, amelynek következtében a herbivorkevesebbet fogyaszt belőle vagy egyáltalán nem fogyasztja ahhoz akevesebbet fogyaszt belőle vagy egyáltalán nem fogyasztja, ahhoz anövényhez hasonlítva, amely ilyen tulajdonságokkal nem rendelkezik.
Növényi ellenállóság (a növényi oldalról):y g ( y )
Antixenózis – a fogyasztók magatartását befolyásoló tulajdonságok (védekezek!!!!)j g ( )
Antibiózis – a fogyasztóra gyakorolt fiziológiai hatás (megmérgezlek!!!!)( g g )
Tolerancia – lesz ami lesz elviselem
Rezisztencia
Vertikális:E f j l bi í á k ikEgy faj egyetlen biotípusára vonatkozik
(hozzáférhetőség – pl. tüskék, szőrök vagy f h ó á i ák Si lfogyaszthatóság – graminerák Si-tartalma
Horizontális:Több fajra vagy biotípusra vonatkozik (kémiai
rezisztencia – primer termékek hiánya vagy p y gytáplálkozást gátló szekunderek termelődése)
Védekezési mechanizmusok
Direkt (elkerülés, tolerancia)Indirekt (mutualizmus)Indirekt (mutualizmus)
Ellenállóképesség a kialakulás módját p g jtekintveKonstitutív rezisztencia– „beépített”, állandóKonstitutív rezisztencia „beépített , állandó tulajdonság pl.lignin, pektinIndukálható rezisztencia– valamilyen külsőIndukálható rezisztencia valamilyen külső behatás hozza létre pl. a sebnél mérgek termelődnek
Direkt Védekezési mechanizmusok
ElkerülésAz állati fogyasztás lehetőségének csökkentése.3 út
S k ti ód lá Szerkezeti módosulás Fenológiai ritmus szabályozása
Véd k ő k lé
statikus jellemző
di ik j ll ő Védekező anyagok termelése - dinamikus jellemző
Direkt Védekezési mechanizmusok
ToleranciaA herbivoria során keletkezett kár minimalizálására irányul.Herbivor típusától függ a válasz (lombfogyasztó, szívogató)(lombfogyasztó, szívogató)
Indirekt Védekezési mechanizmusok
Más szervezetek felhasználása a károsítók llellen.
Például: olyan faj mellett nő, amelyet a herbivorok
nem szívesen fogyasztanaknem szívesen fogyasztanak„személyi testőrök”- (mutualizmus)
Az anyaghoz kapcsolódó kérdésekAz anyaghoz kapcsolódó kérdések
Milyen főbb típusai vannak a predátoroknak?Mik L k V l d ll f l é l i?Mik a Lotka-Volterra modell feltételei?Milyen főbb típusait vannak a mimikrinek (rövidjellemzés és példák)?Mi történhet a szekunder anyagcseretermékekkel ha ay gfogyasztó szervezetébe kerülnek?Milyen kompenzációs folyamatokat ismersz a növényMilyen kompenzációs folyamatokat ismersz a növényrészéről a herbivória kapcsán?