Projekti / Programi
Vpliv večvrstnih odnosov na strukturo združb v ekosistemih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.03 |
Naravoslovje |
Biologija |
Ekosistemi |
| Koda |
Veda |
Področje |
| B280 |
Biomedicinske vede |
Živalska ekologija |
medvrstni odnosi, kompeticija, plenilstvo, posredne interakcije, združba, ekosistem, plenilski ceh, ekološki poskus, ornitologija, entomologija, speleobiologija
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
21502 |
dr. Al Vrezec |
Biologija |
Vodja |
2007 - 2008 |
1.038 |
Organizacije (1)
Povzetek
Osnovno gibalo v oblikovanju strukture naravnih združb, torej njihove vrstne sestave in abundance posameznih vrst v njej, so medvrstni odnosi ali interakcije med vrstami. Le-te so temelj pri raziskavah funkcije in strukture ekosistema, ki so tudi ena od raziskovalnih prioritet 6. okvirnega programa EU. Nekatere novejše raziskave so opozorile na velik vpliv posrednih medvrstnih interakcij na strukturo združb v ekosistem. Te so pogosto celo pomembnejše od neposrednih interakcij, saj lahko vodijo v popolno izključitev vrste iz sistema. Povdarek tovrstnih raziskav pa je bil predvsem na ugotavljanju negativnih posrednih razmerij med vrstami, zlasti med vrstami različnih trofičnih nivojov. V nasprotju s tem pa so pozitivna posredna razmerja zelo slabo poznana, saj v praksi še niso bila eksperimentalno dokazana in potrjena. Predlagani podoktorski raziskovalni projekt zajema celostni pristop k študiju tako neposrednih kot posrednih interakcij med vrstami plenilskih združb. Na strukturo plenilskih združb še posebej močno vplivajo negativni neposredni odnosi, ki se pogosto izrazijo kot kompeticijsko izključevanje med vrstami. Glede na naše preliminarne raziskave pa na strukturo plenilskih združb pomembno vplivajo tudi pozitivna posredna razmerja, ki so plod sinergističnega kompleksa negativnih neposrednih interakcij. V predlaganem projektu zato načrtujemo tri metodološke pristope študija teh interakcij: (1) primerjalna ekološka raziskava na primeru plenilske združbe gozdnih sov (Strigidae), (2) eksperimentalna ekološka raziskava na primeru umetne plenilske združbe vodnih hroščev kozakov (Dytiscidae) in (3) analiza plenilske združbe v naravnih ekosistemih na primerih združb jamskih krešičev (Carabidae), kjer bomo preverjali izražanje interakcijskih vzorcev in mehanizmov strukturiranja združb v velikostno strukturiranem plenilskem cehu. V predlogu smo podali pomen raziskave, ki odpira povsem novo področje pozitivnih posrednih interakcij v ekoloških študijah, zbrani podatki pa bodo pomemben prispevek tudi k entomološki in speleobiološki znanosti. Možnost aplikacije rezultatov projekta je predvsem pri ohranjanju ekosistemov in biodiverzitete ter pri načrtovanju trajnostne rabe virov okolja, zlasti biotskih.
Pomen za razvoj znanosti
V okviru zaključenega podoktorskega projekta smo uspeli prvič dokazati in opisati pozitivno posredno interakcijo v združbi t.i. končnih plenilcev na primeru kozače in koconogega čuka. Opisano razmerje zelo dobro ustreza konceptu zaščitnega mutualizma, pri katerem ena vrsta ščiti drugo pred negativnimi učinki plenilcev ali kompetitorjev. Ker gre za posredno razmerje ga lahko razumevamo le v povezavi dveh vrst s tretjo, ki ima pri tem vlogo mediatorske vrste. Pri končnih plenilcih je bil do sedaj zaščitni mutualizem opisan v primeru učinka varovanja gnezda, pri katerem imajo vrste nižjih trofičnih nivojev večji gnezditveni uspeh v neposredni bližini gnezd končnih plenilcev. V primeru naše raziskave pa je posredni pozitivni učinek bil posledica medvrstne teritorialnosti med sovami, v našem primeru med večjo kozačo in manjšo lesno sovo, in je predvsem omejen na vrste istega ekološkega ceha, kar v raziskavah posrednih medvrstnih razmerij novost. V pričujočem projektu smo raziskave razširili še na druge skupine oziroma plenilske združbe, da bi preverili, če gre pri tem splošno ekološko zakonitost. Na primeru plenilske združbe vodnih hroščev kozakov (Dytiscidae) smo ugotovili, da se soodvisnost abundance velikih in malih vrst spremeni glede na vrstno pestrost združbe. Pri združbah z nizko pestrostjo je ta soodvisnost negativna, pri združbah z visoko pestrostjo pa se obrne in je pozitivna. Tako pričujoča raziskava podpira hipotezo, da je t.i. večvrstni mutualizem, s katerim se spreminja kompeticijsko okolje, igra pomembno vlogo pri določanju vrstne pestrosti na nivoju življenjskih združb. Pokazali smo, da takšna razmerja niso pomembna oziroma pričujoča le med vrstami različnih trofičnih nivojev, ko imata denimo dve vrsti plena skupnega plenilca ali zajedavca, pač pa se pojavljajo tudi znotraj istega trofičnega nivoja in celo znotraj istega ceha ekološko podobnih vrst. Raziskava je vpeta v širši koncept raziskav funkcije in strukture ekosistemov. S tem so dane osnove za modeliranje procesov znotraj plenilskih združb in za določanje t.i. ključnih vrst, katerih prispevek je bistven pri oblikovanju velikosti in strukture združb in posledično pri ohranjanju stabilnosti ekosistema. Tekom raziskav so se odprla tudi nova vprašanja, ki zadevajo mehanizme, ki omogočajo večvrstni mutualizem v plenilskih ekoloških cehih. Če se je med svojimi vrstami kot mehanizem izkazala medvrstna teritorialnost, ti mehanizmi niso poznani v ostalih plenilskih združbah. Z laboratorijskimi poskusi smo delno odgovorili na to vprašanje pri združbi vodnih hroščev, kjer kot kaže pomembno vlogo igra medvrstni kemični odboj. Vsekakor so mehanizmi posrednih interakcij še odprto področje nadaljnjih raziskav v prihodnosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Dva izbrana plenilska ceha, gozdne sove in jamski krešiči, predstavljata v Sloveniji del usmeritev varstva narave. Gozdne vrste sov predstavljajo pomembne indikatorje ekološkega stanja gozdov, saj gre za t.i. velike plenilce na koncu prehranjevalne verige (top predators), dve vrsti, kozača (Strix uralensis) in koconogi čuk (Aegoilus funereus), pa sta evropsko pomembni varstveni vrsti navedeni v Direktivi EU za varstvo prostoživečih ptic (Council Directive 79/409/EEC). Z rezultati zaključenega projekta smo pokazali na pomen celostnega ohranjanja plenilskih združb in nakazali posledice, ki lahko izhajajo ob izginotju na primer velikega plenilca v cehu, v našem primeru kozače, na ostale vrste. Sistematično zbrani podatki v okviru projekta na različnih lokacijah po Sloveniji dajejo boljši vpogled na prostorsko razporeditev varstveno pomembnih vrst pri nas in dopolnjujejo podlage za omrežje Natura 2000 v Sloveniji z manjkajočimi kvantitativnimi populacijskimi podatki. Po drugi strani pa so jamski krešiči zaradi velikega števila endemnih vrst izjemno pomemben del biodiverzitete oziroma naravne dediščine Slovenije, ki ima prav glede jamskega živalstva izjemen globalni pomen. Zbrani populacijski in favnistični podatki v predlagani raziskavi so tako direktno uporabni pri aktivnostih varstva in ohranjanja teh vrst. Večji del speleobioloških raziskav v Sloveniji je namreč v zadnjem času usmerjen v ekologijo vodnih ekosistemov in precej manj v ekologijo kopenskih ekosistemov, ki jim pripadajo tudi jamski krešiči. Sicer so v Sloveniji entomološke raziskave usmerjene predvsem v taksonomijo, favnistiko, biogeografijo, bioakustiko, fiziologijo in cenologijo, manj pa v smislu ekoloških raziskav, ki obsegajo medvrstne interakcije, populacijsko biologijo, izbor habitata ipd., ki so bile cilj raziskav tega projekta. Zaradi tega posebej izpostavljamo prispevek raziskav k razvoju ekologije žuželk pri nas in njihovemu populacijskemu kvantificiranju. Varstvo žuželk in še posebej jamskih krešičev je v Sloveniji zgolj arbitrarno urejeno, saj so ekološke zahteve nepoznane ravno tako pa tudi ne potencialni viri ogrožanja. Varstvene smernice so zato pomanjkljive in nedodelane. Ker smo v okviru ciljev predlaganega projekta določali tudi nekatere ekološke zahteve jamskih vrst krešičev, denimo izbor habitata, ocenjujemo, da bodo ti podatki pomemben prispevek za dopolnitev in dodelavo ustreznih smernic za ohranjanje tega pomembnega dela naravne dediščine v Sloveniji.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
