Predavanja iz ekologije

1
Sveucilište Josipa Jurja Strossmayera u
Osijeku Odjel za Biologiju Cara Hadrijana 8/A,
31000 Osijek www.biologija.unios.hr
Predavanja iz ekologije životinja (6. predavanje)
PREDATORSTVO
prof. dr.sc. Stjepan Krcmar doc.dr.sc.Davorka
K. Hackenberger Dodani novi sadržaji 10.01.2015.
2
PREDATOR - PLIJEN

• Predatori - životinjski organizmi koji se hrane
  drugim organizmima (plijen).
• Predatori koriste širok izbor organizama u
  ishrani.
• Znacajna ekološka prilagodba predatora je
  prijelaz s jedne vrste plijena na drugu.
• Opce znacajke predatora prema (Price 1997)

a) lov je obicno pokrenut gladu i zaustavljen
zasicenošcu
b) mjesto lova odredeno je prvenstveno
naslijedenim znacajkama ponašanja, iako
iskustva o visokoj koncentraciji plijena na nekom
mjestu mogu modificirati ove reakcije
c) ucestalost traženja plijena je produkt brzine
kretanja predatora u odnosu na plijen i
reaktivnog podrucja predatora obje
vrijednosti mogu biti pod utjecajem unutarnjih
fizioloških stanja (glad), vanjskih fizickih
uvjeta, prethodnih iskustava u lovu, te
znacajkama plijena (velicina, boja)
d) kada predator vrši izbor pojedine jedinke
plijena iz skupine, najcešce je to jedinka
razlicita odnosno uocljivija od ostalih
3
e) predator ne napada sve uzraste plijena
jednakom ucestalošcu, neke uzraste plijena
predator nikad ne napada
f) predator se uglavnom hrani s nekoliko vrsta
plijena, iako ponekad napada samo jednu vrstu
Ucestalost jedinki u ishrani odredena je
slijedecim cimbenicima 1. brojnošcu vrsta u
okolišu 2. prirodenom sklonošcu predatora
3. kompeticiji s ostalim predatorima 4.
unosnošcu plijena

• g) odgovori predatora na promjene u gustoci
  plijena odredeni su
• prehrambenim navikama
• 1. ako se predator hrani samo s jednom vrstom
  plijena,
• populacije plijena i predatora osciliraju
• 2. ako se predator hrani s više vrsta
  plijena, promjene u gustoci
• jedne vrste plijena dovode do promjena u
  postotnom sastavu
• ishrane predatora.

4
h) predator reagira na promjenu vlastite gustoce
na isti nacin kao i druge životinje koje se
natjecu oko zajednickih potreba

• i) kompeticija izmedu predatora dviju ili više
  vrsta, zbog zajednickog
• plijena, smanjuje njihovu ucinkovitost i
  uzrokuje promjenu u
• postotnom sastavu ishrane oba predatora

• Periodicna variranja (predator plijen) u
  funkciji su brojnosti svake uzajamno djelujuce
  vrste (Price 1997).
• Na periodicna variranja (predator plijen)
  utjecu i odnosi s drugim vrstama, te abioticki
  cimbenici.
• Vremenska neuskladenost reakcije predatora s
  reproduktivnim procesom plijena dovodi do
  ciklicnosti variranja populacije plijena (Price
  1997).

5
Lotka - Volterra jednadžba (predator plijen)

• Pretpostavke ? životinje se krecu nasumce
• ? svaki susret
  predatora s plijenom rezultira ulovom,
• a svaki ulov biva
  pojeden neovisno o gustoci
• populacija
  predatora i plijena.
• ? populacije
  plijena i predatora imaju sposobnost
• povecanja
  populacije u skladu s logistickom
• teorijom rasta
  sve do nastupanja ogranicavajucih
• cimbenika okoliša
  (Price 1997, Ricklefs Miller
• 2000).

• Rast populacije plijena u neogranicenom
  okolišu
• r1m maksimalni rasta jedinki
• N1 velicina populacije
  plijena

6

• Odsustvo populacije plijena uzokuje išcezavanje
  populacije predatora.
• d2 smrtnosti
  predatora
• N2 velicina
  populacije predatora

• Plijen predator u ogranicenom prostoru
  r1m se smanjuje ovisno o
• velicini populacije predatora.
• (r1m - ?) N1 , takoder negativan
  koeficijent d2 ce rasti ovisno o
• velicini populacije plijena.
• (d2 ?) N2 promjene r1m bit ce
  proporcionalne N2 r1m - ?N2)N1
• tako ce i d2 biti proporcionalno N1 d2
  ?N1) N2 slijedi

jednadžba za populaciju plijena
jednadžba za populaciju predatora
C1 konstanta mjera obrambene moci plijena C2
konstanta mjera uspješnosti napada predatora
7

• Zakon periodicnih ciklusa - variranja brojnosti
  populacije predatora i plijena periodicna su.
  Perioda variranja ovisi o pocetnim brojevima i
  koeficijentima rasta i opadanja obiju populacija
  (Price 1997).

Oscilacije populacija plijena (NI) i predatora
(NII) prema Lotka-Volterrinim jednadžbama. (A)
Velicine populacija u vremenu (B) fazni dijagram
koji indicira perpetualnu koegzistenciju
predatora i plijena (Price 1997).
8

• Tri Gauss-ova eksperimenta koja
• testiraju Lotka-Volterrine jednadžbe
• u homogenom mikrokozmosu
• u mikrokozmosu sa zaštitom od
• predatorstva
• (C) s imigracijama jedne od svake vrste,strelice
  pokazuju trenutak imigracija. (Price 1997).

9

• Zakon održanja srednjih vrijednosti - srednja
  gustoca obje populacije ostaje konstantna u
  konstantnim uvjetima okoliša pri cemu su i
  koeficijent rasta populacija i ucinkovitost
  predatorstva konstantni (Price 1997).
• Zakon poremecaja srednjih vrijednosti - ako su
  obje populacije podjednako uništavane, razmjerno
  njihovoj relativnoj gustoci, srednja gustoca
  populacije plijena raste, a predatora opada
  (Price 1997).

? Primjer Didinium nasutum (predator)
Paramecium caudatum (plijen)
10
NICHOLSON BAILEY JEDNADŽBA

• Primjedbe na Lotka Volterrinu jednadžbu prema
  (Price 1997)
• ? Lotka i Volterra pretpostavljaju da do
  reakcije populacije dolazi u
• istom trenutku kada predator susretne
  plijen. To nije tocno jer
• vrijeme koje protekne prije nego što je
  vidljiv rezultat susreta može,
• u nekim slucajevima, biti tako dugo da
  protekne cijeli naraštaj
• (generacija) predatora. Ovo je osobito
  tocno kod parazitskih vrsta
• kod kojih polaganje jaja na plijen ne
  pokazuje vidljivu reakciju u
• populaciji odraslog predatora sve dok se
  iz tih jaja ne ispile licinke
• koje se hrane i zakukulje i dok se ne
  pojave odrasle jedinke.
• Odgada se ucinak izmedu populacije plijena
  i predatora.
• ? Lotka i Volterra pretpostavljaju da su
  sve jedinke jednake i u
• populaciji plijena i u populaciji
  predatora. Nisu ukljucili razlicite
• uzrasne stupnjeve npr. jaja, licinke,
  kukuljice i imaga.
• ?

11

• Predlažu novi model u koji su ukljuceni i
  paraziti, pa je odnos plijen - predator u omjeru
  1 1.
• a) plijen je rasprostranjen jednolicno u
  jednolicnom okolišu
• b) lakoca pronalaska plijena ne ovisi o
  gustoci populacije
• c) predatorska populacija lovi plijen
  nasumce
• d) apetit predatora je velik i neovisan o
  gustoci populacije plijena
• e) predator ima konstantno podrucje
  rasprostranjenosti i ono je
• jednako udaljenosti koju prijede loveci
  tijekom života pomnoženoj
• s dvostrukom udaljenosti na kojoj može
  primijetiti plijen.
• S obzirom da predator može primiti
  vizualne ili kemijske
• podražaje s obje strane vlastitog tijela
  dok lovi podrucje njegove
• rasprostranjenosti ekvivalentno je
  podrucju lova tijekom života
• f) podrucje pregleda predatora je
  konstantno i jednako je broju
• nadenog plijena tijekom života predatora
  podijeljenog s brojem
• plijena na podrucju rasprostranjenosti
  predatora.

12

• Na osnovi toga broj populacije plijena u
  slijedecoj generaciji može se izracunati iz
  slijedece formule
• p gustoca populacije parazita
• a podrucje pregleda
  predatora
• ui gustoca domadara u
  generaciji 1
• us gustoca domadara u
  slijedecoj generaciji ili broj preživjelih
• domadara

Predvidanja prema Nicholson- Baileyevom modelu
testirana na populacijama domadara Musca
domestica (--- domadar) i parazita Nasonia
vitripennis ( parazit), (Price 1997).
13

• Oscilacija velicine populacija
• domadara i parazita prema
• Nicholson-Baileyevom modelu
• velicine populacija u vremenu
• (B) fazni dijagram koji ukazuje
• na povecanje oscilacija.
• (Price 1997, Ricklefs Miller 2000).

14
UCINCI REGULACIJE POPULACIJE (PLIJENA I PREDATORA)

• postotak smrtnosti potreban za stabilizaciju
  populacije plijena mijenjat ce se ovisno o
  gustoci populacije plijena. Ekvivalentno
  reproduktivnom potencijalu, smrtnost smanjuje
  ovaj potencijal. Reprodukcija je vrlo niska kada
  raste nestašica hrane, a visoka kod umjerene
  gustoce populacije.

15
Ucinci regulacije populacija prema Hollingovim,
TIPU 2(A) i TIPU 3(B), funkcionalnim odgovorima.
NEC smrtnosti potreban za
stabilizaciju populacije ACT stvarni
predacije EX prag gustoce za
populaciju u išcezavanju EQ
ravnotežna gustoca ES prag gustoce za
populaciju u porastu
(izmakla kontroli) (Price 1997).
16

• smrtnosti ce konstantno opadati (prema
  tipu 2) kako gustoca plijena raste, medutim ovaj
  ucinak dodan je na krivulju reproduktivnog
  potencijala NEC. Nestabilna ravnoteža razvijena
  je kod EX i ES.

Pri malim gustocama populacija plijena (dI)
neuhvacenog plijena je mali, ali kako raste
gustoca (dII) tako raste i neuhvacenog
plijena. A broj dostupnog plijena, B - broj
uhvacenog plijena. (Price 1997).
17

• Kod gustoce plijena ispod EX, predacija ce uvijek
  biti veca nego plijen može izdržati to rezultira
  nestankom plijena.
• Kod gustoce plijena iznad EX predacija nikada
  nije dovoljna za stabilizaciju populacije plijena
  i populacija ce izmaknuti kontroli i predacija ce
  buknuti. To je izlaz iz ravnotežnog stanja EQ
  (Price 1997).
• Postotak predacije pocinje rasti kako gustoca
  plijena raste, to je dodano na NEC krivulju
  (Slika B) i stabilno ravnotežno stanje se
  razvija EQ.
• Ispod EX populacija plijena ide ka iscezavanju
  zbog visokog predacije, višeg nego što je
  potrebno za stabilizaciju populacije.
• Iznad ES stvarna predacija je preniska za
  stabilizaciju populacije tako da populacija
  plijena naglo raste jer je izmakla utjecaju
  predacije.
• Iznad EX populacija plijena ce rasti jer je
  predacija niža nego što je potrebno ali može
  porasti do EQ jedino gdje predacija postaje
  kontrolni cimbenik.
• Ispod ES populacija može opasti do EQ. Tako EQ
  predstavlja stabilnu gustocu.
• Ispod EQ reprodukcija je veca nego predacija,
  iznad toga predacija je veca nego reprodukcija.

18
Promjene u smrtnosti prema TIPU 3. Pri malim
gustocama (dI) nizak je i postotak predatorstva,
visok je pri umjerenim gustocama(dII) i nizak pri
velikim gustocama (dIII). A broj dostupnog
plijena, B - broj uhvacenog plijena (Price 1997).
19

• Primjeri odnosa plijen predator
• ? ptica grablivica škanjac mišar (Buteo
  buteo) - poljski miš (Apodemus
• agrarius)

? ribe koštunjace štuka (Esox lucius) -
deverika (Abramis brama)
20
? praživotinje (Didinium nasutum) - (Paramecium
caudatum)
? periodicne oscilacije brojnosti populacija
predatora i plijena kvasac (Saccharomyces
exiguus) - praživotinja (Paramecium aurelia) ?
opadanje gustoce populacije kvasca praceno je
opadanjem populacije praživotinja
21

• ? americki zec (Lepus americanus) - ris
  (Lynx lynx)

? predator mijenja režim ishrane prema gustoci
jedne ili druge vrste plijena, npr. šumska
sova (Asio otus) hrani se sitnim glodavcima,
pticama i drugim sisavcima.
22
? kretanje populacije jelena u razdoblju od
1905/40. u Arizoni (USA) pocetna populacija
iznosila je 4000 grla ? 1905./23. ubijeno 3700
zvijeri ? porast jelena na 100.000 grla ?
nedostatak hrane ? 1924./25. 40.000 grla ?
1939. 10.000 grla ? ? kapacitet okoliša je za
30.000 grla.
23

• Komensalizam
• ? sesilni
  trepetljikaši iz rodaVorticella na tijelu
• mekušaca
  (Mollusca) i drugih vodenih životinja
• ? lav i
  hijena
• ? gnijezda
  ptica i razlicite vrste clankonožaca
• ? vrste
  praživotinja iz rodova Trichomastix i
• 
  Chilomastix u crijevu sisavaca.

je uzajamni odnos izmedu dvije vrste gdje se
aktivnošcu jedne vrste osigurava hrana ili
sklonište drugoj vrsti (Ricklefs Miller 2000).
24

• Amensalizam
• ? pojedine plijesni i
  gljivice (Penicillium notatum, P.
• chrysogonum)
  izlucuju metabolite (antibiotici) koji djeluju
• negativno na druge
  mikroorganizme (antibioza).
• ? planktonska alga
  Prymnesium parvum izlucuje metabolite koji
• imaju toksican
  ucinak na ihtiofaunu ribnjaka.
• ? alga Gymnodinium
  brevis (Florida) izlucuje metabolite koji
• uzrokuju pomor
  riba.

metaboliti jedne vrste koji se izlucuju u okoliš
djeluju negativno na drugu vrstu uzrokujuci
zastoj u rastu, razvoju, razmnožavanju).
25
Literatura Price P. W. (1997) Insect ecology.
John Wiley Sons, Inc. New York 874
pp.Ricklefs R. E. G. L. Miller (2000)
Ecology, 4th edition by W.H. Freeman and Company,
New York 823 pp.http//www.kolkatabirds.comwww.d
es.ucdavis.eduwww.cdc.gov.www.commons.wikimedia.
orgwww.fiskbasen.sewww.gamereserve.comwww.math.
duke.eduwww.wildlife.comwww.ecology.orgwww.biop
ix.dkwww.naturephoto-cz.com