uabooks.top

Emlékezzetek, mi az adaptív potenciál!? Milyen bélyegeket neveznek a rendszertanban diagnosztikainak?

Ökológiai niche. Minden faj adaptív potenciálja be van határolva élettani sajátosságaival, reakciónormájával, mutációs képességeivel stb. A fizikai környezet feltételeihez alkalmazkodva a fajok populációi folyamatosan kölcsönhatásba lépnek más fajok populációival. így jön létre az ökológiai niche.

Ökológiai niche - a faj populációjának az ökoszisztémában elfoglalt térbeli és trofikus helyzete, a más fajok populációinak és a fizikai környezet tényezőinek komplexe.

Egy faj különböző populációinak ökológiai niche-je eltérhet. Például, a fonálférgek között akadnak olyan fajok, amelyek egyedei képesek a szabad és a parazita életmódra. így, a Strongiloides fonálféreg egyedei képesek megélni a talajban elfogyasztva szerves maradványokat, és lehetnek az ember tápcsatornájának élősködői. Ez mutatja a faj adaptációinak széles spektrumát.

A különböző ökológiai niche-ekkel jellemezhetőek a heterotóp organizmusok különböző életciklusai, amelyek életciklusuk egy részét vízben, másik részét a levegőben töltik (például a szitakötők, a kérészek). A szitakötők lárvái édesvizekben élnek, vizi állatokra vadásznak; az ivarérett egyedek (imágók) a szárazföldi ökoszisztémák részei, szárazföldi gerinctelenekre vadásznak (10. 1. ábra). Az, hogy egy faj fejlődésének különböző fázisait különböző ökológiai niche-ekben tölti egy adaptáció a források teljesebb kihasználásához.

Még a környezethez való tökéletes adaptációk és az elégséges táplálékforrás sem mindig biztosítja egy ökoszisztémában a faj prosperálását. Ehhez szükség van még a más fajok populációival való együttélést szolgáló adaptációkra.

Egy faj képviselőiben létrejött adaptációk nemcsak a már létező ökológiai niche-ek elfoglalását szolgálják, hanem új niche-ek létrehozását is, ami biztosíthatja a források hatásos felhasználását.

10. 1. ábra. A heterotóp organizmusokhoz tartozó óriás szitakötő: 1 — lárva — édesvizek lakója a halzsákmányával; 2 — az imágó rovarzsákmányával

Az ökológiai niche jellemzőinek két dimenziója van — a niche szélessége és a szomszédos niche-ek átfedési mértéke (10. 2. ábra). Az ökológiai niche kiszélesedésére vagy szűkülésére más fajok gyakorolnak hatást. Más fajok (konkurens, ragadozó, élősködő) nyomásának hiányában az ökológiai niche kiszélesedhet. Az egy biogeocönózisban élő, hasonló ökológiai igényű fajok populációi között felerősödik a versengés. Az ilyen konkurencia következménye vagy az egyik faj kiszorítása, vagy a versengés csökkenése mindkét faj táplálékigényének, térbeli elhelyezkedésének, szaporodási időszakának szétválása következtében. Az ábrán, amely két konkuráló faj ökológiai niche-eit mutatja be, a konkurencia kiélezettségét az átfedés mértéke illusztrálja (10. 2. ábra).

Tehát, az ökológiai niche-ek átfedése függ a két populáció környezeti forrás felhasználásától, ami kiváltja közöttük lévő versengést. A konkuráló fajok ökológiai niche-ének nagymértékű átfedése ellehetetleníti azok együttélését egy ökoszisztémában.

Az egy biogeocönózisban való együttélésre nyújt lehetőséget a konkuráló fajok ökológiai niche-ének szétválása (10. 3. ábra). Például, a különböző szavannán legelő állatfajok forráshasználatának differenciálódása következtében a fajok a legelőn másképp használják a táplálékot. A zebrák főként a füvek felső részét fogyasztják; a gnu bizonyos növényfajok maradványait, amelyeket a zebrák hagynak hátra; a gazellák a legalacsonyabb füvet fogyasztják, de a topi (a közönséges lantszarvú antilop alfaja) magas száraz növényi szárakkal táplálkozik, amelyeket más állatfajok elkerülnek.

A hasonló ökológiai igényekkel rendelkező fajok térbeli differenciálódása lehetővé teszi, hogy egy biogeocönózison belül a fajok egymástól térbelileg elkülönüljenek. Például, a ráják tápcsatornájában vannak speciális részek, ahol különböző galandféreg fajok élnek, ezek egymástól jól elkülönülnek: közülük egyesek a hal belének kezdeti szakaszain élősködnek, mások közelebb vannak középtájához, némelyik a hátsó egyharmadában.

10. 2. ábra. Az egy biogeocönózisban élő két konkuráló faj ökológiai niche-einek átfedése: az 1. számú faj (1) ökológiai niche-e szűkebb, ami a specializálódását mutatja; míg a 2. számú fajé (2) tágabb, ami biztosíthatja a versenyképességet; 3 - a konkuráló fajok ökológiai niche-inek átfedési zónája: minél jobban átfed a két faj ökológiai niche-e, annál kisebb az esélye az együttélésnek.

A májusi cserebogár két

faja — a nyugati és a keleti májusi cserebogár - Ukrajna teljes területén megtalálhatóak, de a nyugati főként a nyílt terepet kedveli, míg a keleti az árnyékos részeket részesíti előnyben.

Az ökológiai niche-ek szétválhatnak időben. A sivatagokban élnek olyan hangyák, amelyek a táplálékukat a felszínen szerzik. Köztük vannak olyan fajok, amelyek rovarmaradványokkal és apróbb élő rovarokkal (a legforróbb napszakokban aktívak) táplálkoznak, éjszakai ragadozók (lassan mozgó puha páncéllal rendelkező rovarokra vagy frissen vedlett ízeltlábúakra vadásznak); és vannak olyanok is, amelyek növényi magvakat fogyasztanak (egész nap aktívak).

A hasonló ökológiai igényekkel rendelkező két faj ökológiai niche-ének szétválása megteremti az előfeltételét egy új faj ökoszisztémában való megtelepedésének.

Az ökológiai niche kötelező betöltésének szabálya szerint az ökológiai niche hosszú távon nem lehet betöltetlen: ha felszabadul, akkor általában betölti egy hasonló ökológiai igényű másik faj. Ha egy bizonyos helyen felszabadulnak szabad részek (tűz, hegyomlás, folyók tartós áradása), akkor új fajok népesítik be azokat, nem pedig a korábbi fajok. Később az ide költöző fajokat kiszoríthatják a versenyképesebbek. Az „első telepesek” átköltözhetnek új területekre.

Ökológiailag plasztikus és nem plasztikus fajok. A fajokat adaptációs komplexük alapján besorolhatjuk ökológiailag plasztikus és ökológiailag nem plasztikus fajokra. Az ökológiailag plasztikus fajok tág reakciónormával rendelkeznek, vagyis jól alkalmazkodtak a környezet különféle feltételeihez. Rájuk nagyfokú adaptív potenciál jellemző. Éppen ezek a fajok képesek benépesíteni az új élőhelyeket vagy azokat a helyeket, amelyek erőteljesen megváltoztak (tűz, fakitermelés, hosszantartó áradás után). Az ökológiailag nem plasztikus fajok szűk specializációja biztosítja a környezet bizonyos forrásainak maximális felhasználását, ugyanakkor csökkenti a faj új feltételekhez való alkalmazkodó képességét, kisebbítve az ökológiai plaszticitását. Már említettük, hogy vannak monofág és polifág fajok (5. 1. és 5. 2. ábra).

Az ökológiailag plasztikus fajokra jó példa az ezüstkárász, amely valamikor az Amur folyó medencéjében és a hozzá tartozó vizekben élt. A XX. század hatvanas éveiben mesterségesen betelepítették Szibéria és Európa vizeibe, később Dél-Amerikába és Indiába is. Európa és Szibéria vizéből ez a faj fokozatosan kiszorította a széles kárászt (10. 4. ábra).

Tehát, egy faj nem képes egyformán jól alkalmazkodni a környezet összes felvételéhez. (Emlékezzetek az adaptációk viszonylagos függetlenségének szabályára!) A specializált fajokkal (ökológiailag nem plasztikus fajok) ellentétben

az ökológiailag plasztikus fajokkal, jellemzőek a nem teljes adaptációk. Ezt nevezik adaptív kompromisszumnak.

10. 4. ábra. Ezüstkárász (1) és széles kárász (2)

Az adaptív kompromisszum hipotézisét

az ismert zoológus és paleontológus Olexandr Rasznyicin (1936-ban született) állította fel. Ennek az a lényege, hogy az organizmusok adaptációi nem lehetnek abszolút tökéletesek, csak viszonylagosak. (Hozzatok fel példákat!) Az organizmusoknak nemcsak egy bizonyos tényezőhöz kell alkalmazkodniuk, hanem azok komplexéhez. Ezért egy ökológiai tényező hatásához való jó alkalmazkodás nem jelenti a más tényezők hatásához való hasonlóan jó adaptáltságot. Szintén érdemes figyelembe venni az ökológiai tényezők kölcsönhatásának jelenségét. (Emlékezzetek, mi ennek a lényege!) A magas szervezettségi szintű organizmusoknál a különböző testrészek nemcsak térbelileg, de funkcionálisan is kapcsolatban állnak. Ezért egy szerv evolúciós változása kiválthatja más funkcionálisan vele kapcsolatban álló szerv változását. (.Emlékezzetek a korrelatív változékonyság jelenségekre!) Ugyanakkor az ilyen változások nem mindig adaptív jellegűek, és ezért csökkenthetik a szervezet általános adaptáltságát. Magyarán, az ideális tökéletességet nem lehet elérni teljesen és azonnal, arra áldozni kell, adaptív kompromisszumot kell keresni.

Az ökológiailag plasztikus fajok nemcsak a létfeltételek változásaihoz alkalmazkodnak, de képesek is azokat megváltoztatni. Tevékenységükkel megteremtik a feltételeket a fejlődő ökoszisztémák más, az új feltételekhez alkalmazkodni jobban képes fajok általi benépesítésére. Az ilyen fajok akadályozhatják az első fajokat. Az ökoszisztémában fokozatosan elterjednek azok a fajok, amelyek erősen specializálódnak (10. 5, 1. ábra).

10. 5. ábra. Példák specializált (1) és nem specializált (2) állatfajokra: 1 — az Ausztrália nyugati és déli részén élő koala (az erszényesek képviselője); kizárólag az eukaliptusz leveleivel és hajtásaival táplálkozik, amikben más állatok számára mérgező vegyületek vannak, ezért a koalákkal csak néhány erszényes versenghet, olyanok, mint a gyűrűsfarkú oposszum és az erszényes repülőmókus; 2-а mindenevő (polifág) mosómedve: tavasszal és nyár elején a mosómedve főként gerinctelenekkel és gerincesekkel táplálkozik, a nyár második felében és ősszel inkább növényi táplálékot (gyümölcsöket, zöldségeket, magvakat) fogyaszt; ennek a fajnak az elsődleges areája Észak- és Közép-Amerika, később betelepítették Európa és Ázsia különböző országaiba.

Tehát, a fajok specializációja adaptációként szolgál bizonyos források teljesebb felhasználására, és a hasonló ökológiai igényű fajok közötti konkurencia csökkentésére. Ugyanakkor, csökkenti a faj ökológiai

plaszticitását (az adaptív potenciálját), ami egy környezetváltozás hatására az adott faj bizonyos ökoszisztémából való eltűnéséhez vezet.

Az ökológiailag nem plasztikus fajok többnyire a stabil ökoszisztémákban élnek. Ezek evolúciója általában kapcsolatban áll a stabilizáló szelekció hatásával. Az ilyen evolúció során fokozatosan alakul ki a populáció vagy a faj génkészlete, ami leginkább megfelel a létfeltételeknek.

Kulcsszavak és fogalmak

ökológiai niche, ökológiailag plasztikus és ökológiailag nem plasztikus fajok, adaptív kompromisszum.

Ellenőrizzétek a megszerzett tudást!

1. Mi az ökológiai niche? 2. Melyek a hetero-tóp organizmusok? 3. Mely fajokat nevezzük ökológiailag plasztikusoknak és ökológiailag nem plasztikusoknak? Közülük melyiknek van nagyobb adaptív potenciálja? Miért? 4. Mi a lényege az adaptív kompromisszumnak?

Miért lehet egy adott faj populációja által elfoglalt ökológiai niche-t az evolúció során egy faj által megszerzett adaptációs komplexnek tekinteni?

Ez a tankönyv anyaga Biológia 11. osztály Osztapcsenko, Bálán