Ökológiai élőlényismeret I. Szárazföldi növények [628548]

Ökológiai élőlényismeret I. –Szárazföldi növények

1. előadás
A növények elterjedését befolyásoló környezeti
tényezők. Tűrőképesség, limitáció, indikáció.
Plant traitek. A növények alkalmazkodása. A NÖVÉNYEK ÉS KÖRNYEZETÜK
KÖLCSÖNHATÁSAI

Miről lesz szó a félévben?
•A növények elterjedését milyen környezeti tényezők
befolyásolják?
•Hogyan alkalmazkodnak a növények ezekhez a
tényezőkhöz?
•Milyen jellegek (plant trait -ek) teszik sikeressé a
növényfajokat a különböző élőhelyeken?
•Hogyan alkalmazhatóak ezek az ismeretek a
természetvédelemben?

•Hazai gyepi és erdei élőhelyek példáján vizsgáljuk
ezeket a kérdéseket.

A növények elterjedését
befolyásoló környezeti tényezők
•Víz
•Fény
•Hőmérséklet
•Talaj
•Biotikus kölcsönhatások
•Természetes zavarások
•Emberi tevékenység

VÍZ
•Tápanyag a fotoszintézis során
•Ozmotikus folyamatok és tápanyagszállítás víz
segítségével történik
•Növényi sejtek turgorának kialakításában
•A növényi mozgások víz segítségével, a sejtek
vízállapotának változása révén valósulnak meg
•A növényi sejtek biokémiai folyamatai vizes
közegben játszódnak le
•Enzimreakciók katalizátora (pl. hidrolízis)
•Fontos szerepet játszik a növényi hőmérséklet –
szabályozásban (transzspiráció)

A víz mennyisége és minősége
•Szárazság
–Fizikai szárazság
–Fiziológiai szárazság: Van elegendő víz, de
nem hozzáférhető (fagyott, vagy sókban,
huminsavakban gazdag)

Vízhiány kiküszöbölése
•A száraz időszak elkerülése (efemerek,
geofitonok)
•A vízfelvétel könnyítése : speciális vízfelvételi
szervek, képletek kifejlesztése
•Vízvesztés csökkentése (párologtatás
szabályozása)
•Víztartó szövetek, víztároló szervek
kialakítása

A víz mennyisége és minősége
•Víztöbblethez való alkalmazkodás:
–A kutikula hiányzik vagy igen vékony
–Az epidermisz felszínén szőröket nem
hordoz
–A leveleknél előfordul vízkiválasztás
(guttáció)
–A vízszállító (fa) elemek és a szilárdító
szövetek redukáltak
–Az aerenchima jelenléte gyakori

A növények vízigénye
•Xerophytonok : fizikailag vagy fiziológiailag
száraz élőhelyeken élnek
•Mesophytonok : közepes páratartalom – és
talajnedvesség viszonyok mellett, alacsony
sótartalmú élőhelyeken fordulnak elő
•Helofitonok : mocsári növények
•Hydrophytonok : vízinövények

FÉNY
•Olyan forrás, ami nem felhalmozható és
raktározható
•A fotoszintetizáló növényekben a felépítő
anyagcsere kulcsfaktora
•Fokozza a kémiai reakciók sebességét
•Befolyásolja a növekedést
•Növényi mozgásokat befolyásolja
(fototropizmus, fotonasztia, fototaxis)

A fény mennyisége és minősége
•Fotoszintézis szempontjából a vörös és kék
fénysugarak a legkedvezőbbek
•Szórt fény kedvezőbb, mint a direkt fény
•Szintezett közösségekben az alsó szintekre
gyakran főleg a zöld fénysugarak jutnak csak le

A fény mennyisége és minősége
•A csökkent fényintenzitás hatásai:
– A sejtfalak vastagsága és a szilárdító elemek
száma csökken
–A levéllemez elvékonyodik és a levélfelszín megnő
–A fény felé növekedés során az internódiumok
megnyúlhatnak
Hedera helix; Fény- és árnyéklevelek

A fény mennyisége és minősége
•A túl intenzív megvilágítás hatásai:
– A levelek túlmelegedése következtében szöveti
károsodások léphetnek fel
–Növeli a respiráció intenzitását
–Növekedés -gátló hatással bírhat
–A klorofil lebomlását idézheti elő
–A talaj felhevülése révén gyökérsérüléseket
okozhat

Fény- és árnyéknövények
•Napfénynövények (heliofitonok ): Igénylik a teljes
megvilágítást .
•Árnyéktűrő napfénynövények (helio-szkiofitonok ): A
viszonylag erős árnyalást tűrik ugyan, de bizonyos
életfolyamataikhoz (pl. virágzás, terméskötés)
igénylik a teljes megvilágítást .
•Árnyéktűrő növények (szkiofitonok ): A teljes
megvilágítást nem igénylik, sőt kifejezetten káros is
lehet számukra .
•Szkotofitonok : A teljes megvilágítás elméleti 1%-os
határértéke alatt is képesek fennmaradni .

HŐMÉRSÉKLET
•A magas hőmérséklet hatásai:
–Denaturálja a protoplazma fehérjéit
–Komoly anyagcserezavarokat eredményezhet

•Az alacsony hőmérséklet hatásai:
–A fehérjék szétesését idézheti elő
–Intracelluláris jégkristály -képződést eredményez,
ami a biológiai membránok szerkezetét károsítja.
–A vízfelvételi folyamatok gátlása révén a növény
kiszáradását okozhatja (fiziológiai szárazság)

Alkalmazkodás a hideghez
Betula nana HEVERŐ SZÁRTÍPUS
Leontopodium alpinum HŐSZIGETELŐ SZŐRÖK
Saxifraga oppositifolia
PÁRNA -NÖVEKEDÉS LETÖRPÜLÉS
Pinus mugo

TALAJ
•A növények számára alapvető fontosságú a
rögzülés, víz – és tápanyagfelvétel miatt
•A talaj növények szempontjából legfontosabb
tulajdonságai:
–Tápanyag -tartalom
–Vízgazdálkodás
–Levegőtartalom
–Szemcseméret -eloszlás
–Pórustérfogat
–Sótartalom
–Mikroelem -tartalom

BIOTIKUS INTERAKCIÓK
+ 0 –
+ szimbiózis kommenzalizmus predáció ,
parazitizmus
0 kommenzalizmus
neutralizmus ?
– predáció ,
parazitizmus ? kompetíció és
allelopátia

TERMÉSZETES ZAVARÁSOK

TERMÉSZETES ZAVARÁSOK
•Fontos a zavarások frekvenciája, intenzitása
és szezonalitása
•Fontos, hogy milyen fenológiai állapotban van a
növény, mennyiben károsítja a zavarás
•Fontos, hogy mennyiben képes kompenzálni a
zavarás következményeit (újrasarjadás,
magbank, megváltozott biotikus interakciók)

EMBERI TEVÉKENYSÉG
Inváziós fajok terjedése Intenzív mezőgazdasági művelés
Környezetszennyezés Urbanizáció

TŰRŐKÉPESSÉG – TOLERANCIA
•Tolerancia: valamely környezeti tényezőnek azon
tartománya, amelyen belül a populáció egyedei
életképesek.

LIMITÁCIÓ
•A populációk válaszreakciója az olyan
környezeti hatásokra, amelyek a
tűrőképességi tartományuk határait
minimum vagy maximum irányban
megközelítik vagy átlépik .

•Az ökológiai faktoroknak a változást
előidéző környezeti része a limitáló, a
változást elszenvedő tűrőképességi
része a limitált tényező, a populációknál
megfigyelt változás pedig a limitáltság .
Liebig -féle
Minimum -törvény

INDIKÁCIÓ
•A környezet tényleges hatásaira adott jelzés.
•Alapja, hogy a populációk jelzik (indikálják) a
létrejöttükben és viselkedésükben szerepet játszó
ténylegesen ható tényezőket.
•Bioindikátorok:
–Egyes fajok bizonyos tényezőkre különösen
érzékenyek -> eltűnésükkel vagy csökkent
életműködésükkel jeleznek
–Más fajok jól elviselnek, jól tűrnek bizonyos
extrém feltételeket, így jelenlétükkel, fokozott
életműködésükkel indikálnak

PLANT TRAIT -EK
•Növényi tulajdonságok vagy jellegek
•Olyan tulajdonságok, amelyek a fajok
életfolyamatainak vagy viselkedésének jellemzésére
használhatóak
–Morfológiai jellegek (virágszín, magasság)
–Fenológiai jellegek (virágzási, magérlelési idő)
–Életmenet jellegek (magbank típus , pollin átor)
–Ökológiai jellegek (szárazságtűrés, fényigény)

LEGEK A NÖVÉNYVILÁGBAN

Leggyorsabb növekedés
Albizzia falcata ,
10,74m /év
Bambusa spp.; akár 1m/nap;
átlagosan 25 cm/nap

Legnagyobb méret
Populus tremula fahálózat
Tömege: 6000 t; kiterjedése :43 ha
Sequoiadendron giganteum
„General Sherman”
84.8 m magas; törzstérfogat: 1487 m3
2300 -2700 éves

Taxodium mucronatum „ El Arbol del Tule”
törzs -átmérő: 11 m; lombkorona: 58 m
Sequoia sempervirens
115 m magas

Legnagyobb lombozat
Ficus benjamina
Lomkorona: 1,2 ha;
1200 támasztógyökér;
Törzskerület: 412 m

Legnagyobb levélfelület
Victoria amazonica ; átmérő akár 2,5 m

Legnagyobb gyökérzet
Ficus sp. Dél -Afrika; 120 m
Ficus elastica ; India

„Legagresszívabb gyökér”
Nuytsia floribunda gyökérélősködő, Ausztrália

Életkor
Picea abies ; Svédország
9550 éves élő fa
Azorella compacta ; Andok
3000 éves élő félcserje(Apiaceae)

Legkisebb virágos növény
Wolffia spp. 0,6 mm hosszú, 0,3 mm széles; 0, 15 mg tömegű.

Legtöbb virágot hozó növény
Wisteria sinensis ;
Kalifornia
Ágai 150 m hosszúak,
Tömege 23 tonna;
1,5 millió virágot hoz.

Legnagyobb virágú növény
Rafflesia spp. Indonézia; átmérő: 1 m; tömege: 6.8 kg

Legtovább csíraképes mag
Silene stenophylla;
Szibéria;
30,000 éves

Legkisebb magok
Orchidaceae magok
Legkisebbek kb. 0,085 mm hosszúak;
0,081 mg tömegűek

Legnagyobb mag
Lodoicea maldivica ; tömege: 15 -30 kg; átmérője: 45 -50 cm

IRODALOM
•Csecserits A., Szabó R., Czúcz B. (2009): Növényi
tulajdonságok, tulajdonság -adatbázisok és ezek
felhasználása az ökológiai kutatásokban. Botanikai
Közlemények 96: 1 -17.
•Török P., Tóthmérész B. (2010): Növényökológiai
alapismeretek. Kossuth Egyetemi Kiadó, pp. 173, 2.
kiadás.