Az életközösségek jellemzői

1. Fajkészlet

Ökológia előadás

2013 Kalapos Tibor

2

A Föld ismert fajkészlete mintegy 1,8 millió, de az összes fajszámra

a becslések 3-30 millió között mozognak (becslés: Erwin & Scott 1980)

- a legfrisebb becslés (2011): 8,7 millió faj

- az eddig még meg nem ismertek főleg rovarok, mélytengeri

szervezetek,

ismert fajok

még megismerésre

váró fajok

(becsült érték)

Fajok száma (milliókban)

rovarok

gombák

pókok

algák

férgek

növények

puhatestűek

tüskésbőrűek

gerincesek

Hány faj él a Földön?

3

• Közösségi léptékben nézve egy földrajzi régióban – a helyi közösségekbe a regionális fajkészletből „válogatódnak” az adott élőhelyi

környezetben fennmaradni képesek

– minél gazdagabb a potenciális fajkészlet, annál fajgazdagabbak a helyi közösségek.

• Már a regionális

fajszám

meghatározása is

egy nehéz feladat

• A regionális

fajkészletből nem

véletlen

válogatódott

egységek alkotják a

lokális

közösségeket

4 Egy közösség különböző okok miatt lehet képes több faj „befogadására”

- Több faj él együtt, mert

a források (R)

szélesebb választéka

több niche befogadására

alkalmas;

a fajok specializáltak,

így niche szélességük

kisebb;

a fajok niche-i között

nagyobb átfedések

lehetnek;

a közösségi miliő

jobban telített fajokkal

(nincs üres niche)

Helyi életközösségek

5

Együttélő fajok száma: niche távolság, szélesség és átfedés

egy dimenziós niche

6

Együttélő fajok száma: a közösségi niche-tér kitöltése

két dimenziós niche

7

• Adott közösség fajszámának meghatározásához mintát kell venni belőle

– mekkora területről vegyük?

– foglalkozni kell a terület - fajszám összefüggéssel

• Fajszám-terület összefüggés

– Fontos a mintavétel miatt,

– közösségre jellemző: • a) fajszáma

• b) az a legkisebb terület, ahol ez a fajszám megállapítható

• A fajszám (fajgazdagság) a biológiai sokféleség fontos mérőszáma, bolygatás hatására csökken!

Helyi életközösségek

8

• Nagy térléptékben (kontinens, földrész)

• Közvetlen kapcsolat, a regionlis fajkészlet becsülhető

Species–area relationships: (a) for plants on

cays off the northeast coast of Andros,

Bahamas (after Morrison, 1997); (b) for

birds inhabiting lakes in Florida (after Hoyer

& Canfield, 1994); (c) for bats inhabiting

different-sized caves in Mexico (after Brunet

& Medellín, 2001); and (d) for fish living in

Australian desert springs that have source

pools of different sizes (after Kodric-Brown

& Brown, 1993).

denevérek

barlangokban

(Mexikó)

sziget területe (ha) Tó vízfelszín területe (km2)

fajs

zám

fajs

zám

fa

jszá

m

log

faj

szám

log barlang terület (m2)

tavi vizi-

madarak

(Florida)

növények

a Bahamák

sziget-

világában

halak sivatagi

oázis tavacskákban

(Ausztrália)

Fajszám-terület

összefüggés

Arrhenius-i összefüggés

S=cAz

log S = z logA + log c

S= fajszám, A= terület

c és z konstansok

z: a log egyenes meredeksége

z nagyobb (egységnyi terület

növekedéshez magasabb fajszám

növekmény) a trópusokon mint a

mérsékelt vagy hideg övben

9

Finom- vs. durva szemcsés közösségszerkezet

A különböző mintázatú kis négyzetek (különböző fajok egyedei) száma a két ábrán azonos. Az A)

ábrán finom szemcsés az eloszása, a B) ábrán csoportos a fajonkénti eloszlás, így a közösség

szerkezete durva szemcsés.

• Finomabb skálán (pl. egy gyep- vagy erdőállományra) – a függvény alakját három változó befolyásolja:

• A fajok tömegessége (abundanciája)

• A fajok egymáshoz viszonyított eloszlása

• Az egyedek fajokon belüli eloszlása

Finom szemcsés Durva szemcsés

10

Finom- ill. durva szemcsés

közösségszerkezet

A mintavételi egység területe

és mintavételi egységenként

észlelt fajszám kapcsolata

Minél durvább szemcsézetű

és kisebb egyenletességű a

térbeli eloszlás, annál

nagyobb lesz az a minimális

mintavételi egység (a

minimiárea), amiben a

közösséget kellően hűen

reprezentáló fajeggyüttest

észlelni tudjuk.

finom szemcsés,

magas kiegyenlítetteség

finom szemcsés,

kis kiegyenlítetteség

durva szemcsés,

magas kiegyenlítetteség

durva szemcsés,

alacsony kiegyenlítetteség Mintavételi terület

Fajo

ik s

zám

a m

inta

véte

li e

gység

en

kén

t

+ egyenletesség

13

Az élőhely térbeli változatosságával nő az együtt élő fajok száma

fák és hangyák fajszáma

élőhely változatossága és

hajtásos növények fajszáma pókok fajszáma tűleveleitől

különböző mértékben megfosztott

duglászfenyőn (a kontroll a legdúsabb

levélzetű)

vizi növényzet

változatissága

és halak fajszáma

14

Mérsékelt zavarás esetén a legmagasabb fajgazdagság

fitoplankton diverzitása

és fajszáma ill. a bolygatások

között eltelt napok

száma

fajszám gördülő sziklákon gyakori (F),

közepes (I) és ritka (R) görgésnél

az élőhely bolygatásának intenzitása

és rovarok fajszáma

15

• rendszeresen ismétlődő bolygatásnál magasabb az együtt élő fajok száma, mint a rendszertelennél

• a földtörténeti múlt hatásai: – kihalási hullámok

– akadályok a fajok terjedésének útjában • pl. kontinensvándorlás, jégkorszakok

• Földrajzi trendek: – az egyenlítőtől a sarkok irányában

csökken a közösségek fajszáma (S)

• nem monoton: alacsony a térítőknél, majd ismét nő a mérsékelt övben, végül csökken a hideg égövben

– hegyvidéken a tszf. magassággal alacsonyabb lesz S

– tengerekben a vízmélységgel egyre fajszegényebb közösségek

– közös elem ezekben: a környezet egyre korlátozóbbá válását egyre kevesebb, specialista faj képes elviselni

16

• Földrajzi trendek: – az egyenlítőtől a sarkok irányában

csökken a közösségek fajszáma (S)

– MIÉRT?? magyarázó hipotézisek • önmagában egyik sem elégséges, különböző

súlyozású kombinációk érvényesek

1. Semleges modell: a benépesíthető területek határai (pólusok) között az áreák eloszlása a váletlen műveként is olyan, hogy középen (egyenlítő) gyakoribbak az átfedések, mint a széleken ott több faj

2. Termékenyebb terület több egyed él meg több faj életképes populációjára elég egyedszám több faj

• termékenység: magasabb hőmérséklet, több csapadék

3. Trópusok: idősebbek és nagyobb területen több faj evolúciója

• Földtörténeti Újkor (65 Mév-től): trópusok 20 Mév-ig égészen a mai mérsékelt övig

• kevésbé tizedelték meg a jégkorszakok

4. Diverzifikáció gyorsabb a trópusokon • gyorsabb fajkeletkezés + kevesebb faj hal ki

magasabb fajszám

17

A korlátozó élőhelyi környezet (stressz) mérsékli az együtt élő fajok számát

Talaj pH

Nö

vé

nyfa

jok

szá

ma

Patakvíz pH

Viz

i g

eri

nc

tele

ne

k f

ajs

zá

ma

18 Species richness of trees in North America north of the Mexican border (in which the continent has been divided into

336 quadrats following lines of latitude and longitude) in relation to (a) potential evapotranspiration (PET). (After Currie

& Paquin, 1987; Currie, 1991.)

Potenciális vízforgalom

(az élőhely hőellátottságával arányos)

Fa

fajo

k s

zá

ma

Az élőhelyi környezet korlátozó állapota (stressz) mérsékli az együtt élő

fajok számát

19

Az élőhelyi környezet korlátozó állapota (stressz) mérsékli az együtt élő fajok számát

Species richness of (a) birds, (b) mammals, (c) amphibians, and (d) reptiles in North America in

relation to potential evapotranspiration. (After Currie, 1991.)

Potenciális vízforgalom

(az élőhely hőellátottságával arányos)

Fa

jok

szá

ma

kétéltűek

madarak emlősők

hüllők