Új lehetőségek az eltérő funkciójú fajok összehasonlító vizsgálatában

„A faji sokféleség változását jól követik az életstratégia-összetételben bekövetkező módosulások” – állítják cikkükben az MTA-DE Biodiverzitás Kutatócsoport tagjai.

2016. január 25.

A diverzitás és biomassza összefüggésének vizsgálata kulcsfontosságú témakör az ökológiában, amit vezető szaklapokban megjelent cikkek sora is bizonyít (Adler et al. 2011; Fraser et al. 2015).

A tanulmányok közül az MTA-DE Biodiverzitás Kutatócsoport közelmúltban publikált írása – amelynek elkészítésében az MTA Ökológiai Kutatóközpont Duna-kutató Intézet Tisza-kutató Osztály, a Debreceni Egyetem, valamint a Hajdú-Bihar Megyei Kormányhivatal Környezetvédelmi és Természetvédelmi Főosztály munkatársai is közreműködtek – elsőként kapcsolta össze a diverzitás és a biomassza összefüggésének vizsgálatát a fitoplankton-ökológiában is meghatározó funkcionális stratégiákkal.

A funkcionális csoportokon alapuló elemzésekben rejlő lehetőségek

Az élő szervezetek utóbbi évtizedben teret nyert funkcionális alapú csoportosítása új megközelítés a vízi szervezetek tanulmányozásában (1. ábra). A frissen megjelent írás hangsúlyozza, hogy a dinamikai folyamatok vizsgálata során a funkcionális csoportokon alapuló elemzések kiválthatják a nagy taxonómiai tudást igénylő faji és fajcsoportszintű eredményeket megkövetelő elemzéseket. Továbbá lehetővé teszik a fajösszetételükben igen eltérő, de abiotikus paramétereikben hasonló élőhelyekre jellemző közösségek funkcionális összehasonlítását.

Török Péter biológus, az MTA-DE Biodiverzitás Kutatócsoport tagja és munkatársai kimutatták, hogy a fajszám és a biomassza összefüggése a fitoplankton-közösségek esetében a Grime-féle humped-back görbével írható le, amelyben a fajszám a biomassza növekedésének kezdeti szakaszában emelkedő, majd egy kulminációs szakasz után csökkenő trendet mutat (2. ábra). A vizsgált biomassza gradiens mentén a fajszám, a diverzitás, valamint a funkcionális stratégiák száma és diverzitása hasonló lefutást mutatott. Ezek az eredmények rávilágítanak, hogy a funkcionális csoportok összetételében bekövetkező változások jól követik a fajösszetételben bekövetkező változásokat.

1. ábra. Eltérő funkciót betöltő fajok találkozása: kékalgagömb a békanyál fogságában

Eltérő közösségek: okok és különbségek

Ellentétben a szárazföldi közösségekkel, ahol a fajszám erőteljes csökkenése a biomassza gradiens 20-60% közötti tartományában várható, a fitoplankton esetén a csökkenés jóval magasabb értéknél (75% felett) jelentkezett. A kutatók további érdekességként említették, hogy a terresztris (szárazföldi) közösségektől eltérően a fitoplankton-közösségekben a teljes biomassza gradiens mentén igen erősen fluktuáló fajszám volt jellemző. Mindezek a terresztris növényközösségek és a fitoplankton-közösségek közötti funkcionális és dinamikai különbségekkel magyarázhatók: (1) A fajok térbeli és időbeli együttélése a terresztris növényközösségekben az alkotó fajok térbeli rögzültsége miatt erősebben koordinált, mint a fitoplankton-közösségekben. A fitoplankton-közösségek erőteljes fajszám-fluktuációi alapján a kutatók arra következtetnek, hogy e közösségekben időlegesen egyszerre több alternatív fajkompozíció is stabilizálódhat. Ezeket véletlenszerű terjedési fluktuációk, tápanyagtartalom-változások és más, például a szelektív predációval összefüggő folyamatok is befolyásolják. (2) A legtöbb terresztris növényközösség meghatározó elemei az évelő fajok, amelyek már a közösségfejlődés kezdeti szakaszában betelepülve, térben és időben is stabilizálják a közösséget – szemben a fitoplankton – közösségeket jellemző rövid életidejű fajkompozíció gyors ciklikus vagy fluktuáló változásával. (3) Terresztris növényközösségekben a biomassza-fajszám összefüggés lefutásában igen fontos szerepet tölt be a felhalmozódó avar (Kelemen et al. 2013). A fitoplankton-közösségekben a holt anyag többnyire kiülepedik a rendszerből, így nem gyakorol döntő hatást a közösségre.

2. ábra. Fajszám és biomassza összefüggése a vizsgált fitoplankton-közösségekben

Mindezek alapján a fitoplankton-közösségekben a fajok és funkcionális csoportok erőteljes visszaszorulása vagy teljes eltűnése csupán igen magas biomassza mellett, többnyire egy vagy néhány faj felszaporodása során kialakuló vízvirágzások esetében várható.