A szubtrópusi erdőben a szorosan összefüggő fák messze egymástól távolodnak • Alexey Gilyarov • Tudományos hírek a "Elemekről" • Ökológia, botanika, pedológia

A szubtrópusi erdőben a szorosan összefüggő fák messzire nőnek egymástól.

Szubtrópusi erdő közelében Zhaoqing, Guangdong, Kína. Photo Thrips c oldal www.panoramio.com

A "Jensen-Connell-hipotézis" (lásd Janzen-Connell-hipotézis), amely megmagyarázza a trópusi erdőkben előforduló ritka fafajok létezésének lehetőségét azzal, hogy csíranövényeik nem érintik a fajspecifikus parazitákat és az állati fitofágokat, kis számuk miatt úgy tűnik, hogy "filogenetikus összetevő ". Minél közelebb van a két fajtípus közötti kapcsolat, annál nagyobb a valószínűsége, hogy közös parazitákkal és fitofágokkal rendelkeznek. Ezt a következtetést kínai és holland tudósok tették ki, akik a szubtrópusi erdőben dolgozták Kínában. A különböző típusú fák szomszédságában a sikeres növekedés valószínűsége magasabb, annál távolabb rokonok vannak. Ezt az eredményt megerősítik és kísérletileg, amikor különböző fafajok palántákat termesztenek a talajban saját és idegen fajokból. A palánták növekedését gátolja a talajban maradt parazita gombák, amelyek elsősorban "saját" fajon és bizonyos mértékben szorosan összefüggő, de nem független fajokon hatnak.

Az ugyanazon erőforrásokért versengő sokféle fák esőerdőként való együttélésének problémája valóban rejtélyes a környezetvédők számára.Különösen érdekes a ritka fajok túlélése: végül is, ha a fajok száma nagyon alacsony, a pusztán véletlen körülmények miatt bekövetkező kihalás veszélye nagyon magas. És képes-e a fajok kis számát előnyben részesíteni? Igen, azt mondja a Jenzen-Connell hipotézis, amelyet az 1970-es években Daniel Janzen és Joseph Connell önállóan előterjesztett. E hipotézis szerint a fák magvak és fiatal csemeték gyakran "ragadozók" (fitofág állatok) és paraziták (elsősorban azok, akik a kórokozó gombák talaján élnek) ragadoznak, és mind a ragadozók, mind a paraziták magasan szakosodtak és fertőzik meg a szigorúan meghatározott növényeket. Ennek megfelelően, ha a magvak és a palánták nagy számban vannak az anya növény közelében, valószínűleg felfedezik és megsemmisítik őket saját ellenségeik. De ha szétszóródnak egy nagy terület felett, vagyis de facto ritkák, akkor a fajspecifikus fitofágok vagy paraziták észlelésének és károsodásának valószínűsége lényegesen alacsonyabb.

A Jensen-Connell-hipotézis kielégítően megmagyarázta a ritka fajok túlélésének számos eseteit, de az idő saját korrekciókat hozott.Különösen egyre több információ halmozódott fel, hogy a legtöbb phytophagus állatok nem olyan keskeny szakemberek, mint azt korábban feltételezték. Legalábbis az egyetlen növényfajta táplálkozó levélfüves rovarok nagyon kicsinek bizonyultak (lásd: Miért léteznek olyan sok fajta rovarok az esőerdőben ?, Elements, 2006. szeptember 6.), de azok, amelyek számos növényi fajot megtámadnak elsősorban szorosan kapcsolódó, lényegesen több. Lehetséges, hogy valami hasonló is megfigyelhető a kórokozó gombák esetében. De ha a Jensen-Connell-hatásnak van egy "filogenetikai összetevője", vagyis a fitofágok és a paraziták hatásai nem szigorúak, de változik az áldozatok rokonságának mértékétől (minél inkább a kapcsolat, a gyakoribb ellenségek), majd a növekedés valószínűségét két különböző az erdei fafajok az esőerdőben lesznek magasabbak, annál távolabb rokonok vannak.

Ennek a feltevésnek a részletes vizsgálatát a közelmúltban egy kutatócsoport hajtotta végre Kínából és Hollandiából, a különböző fajok fajainak térbeli eloszlását a szubtrópusi erdőben a Heyshidin Nemzeti Parkban (23 ° 27 's.W, 111 ° 53 ' stb.), Guangdong tartományban (Kína). A fákat hat területen határozták meg, melyek mindegyike 1 hektáros terület volt. Minden olyan fát, amelynek mellkasátmérője a mellkas magasságában legalább 1 cm volt, meghatározták és megmérették, pontos helyüket leképeztük. Összesen 29800 példányt figyeltek meg a 181 fajba tartozó és 5 családból származó 106 nemzetségből. Ezenkívül a kutatók figyelembe vették az 1200 × 1 méternek megfelelő 1200 mintapárnát tartalmazó fák (kevesebb, mint 20 cm magasságú) palántákat2. A palánták sorsa 5 évig tartott. Az egyéb fajok egyedeinek hatását csak akkor értékelték, ha az érett fák a kis felmérési helyektől legfeljebb 30 m-re helyezkedtek el. A vizsgált fajok rokonságának (filogenetikai közelségének) mértékét egy speciális, korábban javasolt program segítségével értékeltük (lásd Webb, Donoghue, 2005. Phylomatic: PDF, 54 kb) az összes angiospermek filogénjéről rendelkezésre álló adatok alapján.

Castanopsis fissa – a bükkcsalád egyik fája, melyet különös figyelmet kapott a munkában. A picasaweb.google.com/greta.cpl nevű kép

Az egyes fajokra vonatkozó szomszédok átlagos rokonsági fokát mutató index segítségével a kezdeti feltevést megerősítették egy hatalmas empirikus anyagban: a környéken nőtt fák,távolabb rokonok, mint amennyit elvárnának, ha az egymáshoz viszonyított eloszlás véletlenszerű volt. Az első évben a palánták túlélése egyértelműen függött a közeli fák fajától. Minél nagyobb a saját vagy közeli fajok fajainak száma (pontosabban, annál magasabb a mutató értéke, amely a szomszédok rokonságának átlagos mértékét mutatja), annál alacsonyabb az adott fajta palánták túlélési aránya. Nyilvánvaló, hogy a Jensen-Connell-hatás egyértelműen kifejeződött a filogenetikai komponensben: a szomszédoknak a palánták túlélésére gyakorolt ​​hatásának erejét a kapcsolatuk mértéke határozza meg.

Kapcsolatrendszer C. fissa a másik hét fafajta a tapasztalat. Kép a cikkből a vita során Ökológiai levelek

Ami azt a lehetséges mechanizmust illeti, amellyel a saját vagy közeli rokonságban álló fajok palántái fejlődő fák egyes fajainak gátlását elvégezték, a korábban kapott adatok alapján azt feltételezték, hogy a talaj patogén gombák döntő szerepet játszanak. Ennek a feltevésnek a megvizsgálására a szóban forgó munka szerzői különleges kísérleteket hajtottak végre üvegházakban a fa palánták termesztéséhez. Castanopsis fissa (Bükkcsalád) az ugyanazon faj fái alatt levett talajban, valamint hét másik faj, amelyek különböző fokú filogenetikai viszonyban vannak C. fissa (mindkettőjüket "a" talajukban és a talajban termelték alulról C. fissa). A kiválasztott 7 fajot kifejezetten úgy választották meg, hogy köztük közeli és távoli rokonok voltak C. fissa (lásd a diagramot a filogenetikus fával). A kísérletek eredményei ragyogóan megerősítették a várakozásokat: minél közelebb vannak a rokonok azok a fák, amelyekből a talajt a kísérletben használták, annál rosszabb volt a túlélés C. fissa. Ugyanez vonatkozik a "másik" földjükön és a föld alatti földön termesztett hét másik faj palántájára is C. fissa.

A palánták túlélése 5 hónapig földön töltött fazékokban az "ő" és más típusú fák alatt. tovább vízszintes tengely mindenhol a különböző fafajok "filogenetikai távolsága" (a rokonság távolabbi foka) C. fissa. tovább függőleges tengely – A "túlélési esélyek" aránya. (A) – a különböző fajtájú palánták túlélése a talaj alól C. fissa a "saját" talajban való túlélés tekintetében a hozzáadott gombaölő szer nélkül. A megnövekedett túlélés hatása a növekvő filogenetikus hatásokkaltávolságok (csökkenő kapcsolat). (B) – ugyanaz, mint a (C), de fungicid hozzáadásával. A hatás gyakorlatilag nem kimondott. (C) – a különböző fajok palántájának túlélése a változatokban, a fungicid hozzáadásával a talajban a kontrollhoz képest C. fissa. A gombaölő szerek erőteljes hatása a közeli (de nem távoli) rokonokhoz. (D) – ugyanaz, mint a (C)de a "saját talajban". A hatás szinte nem kimondott. Ha a pontok nulla közelében vannak (szaggatott vonal), ez azt jelenti, hogy a talaj nem befolyásolja túlélésüket. Kép a cikkből a vita során Ökológiai levelek

A kórokozó gombák hatásának kiküszöbölése, minden palántanevelő kísérlet C. fissa és más fajokat megismételjük egy gombaölő szer használatával – a gomba növekedését gátló gyógyszerrel. A fungicidekkel végzett kísérletek szignifikánsan magasabb túlélési arányt mutattak ki. C. fissa a talajon a saját és szorosan összefüggő fajok alatt. A gombaölő szer hozzáadása azonban nem befolyásolta a talajban levő csemeték túlélését a nem kapcsolódó fajok közül. Így minden okunk azt feltételezi, hogy a kórokozó gombák kulcsfontosságúak, mint a csíranövény túlélésének a fákhoz vagy közeli rokonságú fajokhoz közel álló tényező.

Forrás: Xubing Liu, Minxia Liang, Rampal S. Etienne, Yongfan Wang, Christian Staehelin, Shixiao Yu. Kísérleti bizonyíték egy filéenetikus Janzen-Connell-hatásra egy szubtrópusi erdőben // Ökológiai levelek. 2012. V. 15. P. 111-118.

Lásd még:
1) Campbell O. Webb, Michael J. Donoghue. Phylomatic: faelrendezés a filogenetikához (PDF, 54 KB) // Mol. Ecol. Megjegyzések. 2005. V. 5. P. 181-183.
2) Campbell O. Webb, David D. Ackerly, Mark A. McPeek, Michael J. Donoghue. Phylogenies és közösségi ökológia (PDF, 248 KB) // Annu. Rev. Ecol. Syst. 2002. V. 33. o. 475-505.
3) A trópusi erdőben ritka fák nem tolerálják a szomszédokat rokonainkkal, "Elements", 2010/08/25.

Alexey Gilyarov


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: