2014. április 3., csütörtök

Növényi funkcionális jellegek – Bevezetés

Az ökológiával, azaz az élőlények és környezetük kapcsolatával foglalkozó kutatók arra törekszenek, hogy kibogozzák a rendkívül bonyolult biológiai rendszerek szövevényes hálóit. Egy terület növényzetének leírását, az abban történt változások nyomon követését elsősorban a fajok jelenléte és tömegessége alapján végzik. Azonban ily módon az adott ökoszisztéma csak egy igen kis szeletét vagyunk képesek megismerni, a fajok tényleges alkalmazkodási mechanizmusai rejtve maradnak. Az élőlények kapcsolatainak és a számtalan környezeti tényező élőlényekre gyakorolt hatásainak leírására egyszerű modelleket igyekszünk létrehozni, melyhez számszerűsíteni és kategorizálni próbáljuk az élőlényeket és tulajdonságaikat. A növények mérhetetlenül sokféle formája mindig is kíváncsisággal töltötte el a biológusokat és igen hamar felfedezték, hogy azok kapcsolatban állnak az élőhelyek környezeti jellemzőivel, vagyis hűen tükrözik a fajok adott élőhelyhez történő alkalmazkodását. A növény egyedének magassága, a leveleinek mérete és alakja, a gyökérzet típusa, a termések és a magok száma mind-mind valamilyen külső környezeti hatáshoz való alkalmazkodás eredményei. Ez a környezeti hatás lehet élettelen (pl. a hőmérséklet vagy szélerősség), de lehet élő is (pl. a megporzás típusa vagy a növényt lelegelő állat). Míg például egy hínárnövénynek a víz felszínén kiterülő, lágy szövetű levelei vannak, amelyek pontosan arra alkalmasak, hogy a növényt a víz felszínén tartsák, és elegendő fényhez juttassák, addig a száraz, sivatagi élőhelyeken élő kaktuszok igyekeznek minél kisebb testfelületet létrehozni, így védekezve a vízvesztés (párologtatás) és a perzselő hőség ellen.

Theophrasztosz
(http://hu.wikipedia.org/wiki/Theophrasztosz)
A felismerés, miszerint a növényfajok testfelépítése a környezetükre adott válasz, nem új keletű. A növények első ismert csoportosítása az ókori Görögországban történt. Az i.e. 3. században Theophrasztosz már megkülönböztette a fákat, cserjéket és lágyszárúakat. A növények egy jóval későbbi, máig is használatban levő osztályozása, Christen C. Raunkiær dán kutató nevéhez kötődik, aki az 1900-as évek elején elsőként hozott létre növényi életforma kategóriákat, amelyek a növények klímához és talajhoz történő alkalmazkodását tükrözte. A növényi tulajdonságok egy másik, de egészen eltérő osztályozását Heinz Ellenberg (1913-1997) német biológus végezte el, aki a növényeket környezetükhöz való viszonyuk szerint sorolta kategóriákba azáltal, hogy megállapította számos Közép-Európában honos növényfaj talaj, víz és tápanyagigényét. Ehhez hasonló adatbázis hazánkban is készült Zólyomi Bálint és Borhidi Attila által. A növények ilyen jellegű osztályozása a fajok rendszertani besorolásával párhuzamosan zajlott. Ezt az időszakot a növényökológia klasszikus időszakának is nevezik.

Raunkiær-féle életforma osztályozás (forrás: www.botanyvn.com)
A növényökológiának ez a területe azonban az elmúlt két évtizedben újra előtérbe került. Sorra jelennek meg a növényi tulajdonságokat összesítő adatbázisok, melyek egy bizonyos jelleg-típusra (pl. magok-magterjedés, esetleg levél morfológia) vagy földrajzi régióra (pl. Közép- és Nyugat-Európa) koncentrálnak, de léteznek nagyobb, átfogóbb adatbázisok is. Kutatók tucatjai dolgoznak egy-egy ilyen adatbázison, melyek egységes mérési módszerekkel minél több fajról igyekeznek információt felhalmozni, hogy később mások is felhasználhassák azokat. Ezeket az adatbázisokat jellemzően olyan kis és nagy léptékű vizsgálatokban használják, amelyek pl. a növényfajok klímaváltozásra adott válaszait, egyes fajok és fajcsoportok evolúcióbiológiai folyamatait, invazív fajok ökológiai jellemzőit vagy konzervációbiológiai folyamatokat írnak le.
A növények testfelépítése számos lehetőséget rejt magában ahhoz, hogy környezeti viszonyokat vagy az ökoszisztéma folyamatokat lehessen jellemezni velük. Alapvetően két típusuk létezik: vannak minőségi (pl. fásszárú-lágyszárú, szín) és mennyiségi jellegek. A mennyiségi jellegek lehetnek folytonosak (pl. magasság), diszkrétek (pl. levelek száma) vagy kategorikusak (pl. magbank típusa). De csoportosítani lehet őket morfológiai (külső bélyegek), fenológiai (a növény egy éven belüli életszakasza, pl. virágzási idő), funkcionális (életmenet stratégiák, pl. megporzás típus) vagy ökológiai tolerancia (pl. nitrogén igény) jellegek alapján is.

De mik is pontosan azok a növényi „funkcionális” jellegek?

A „növényi (funkcionális) jellegek” az adott növényfaj olyan tulajdonságai, amelyek a növény rátermettségét befolyásolják, tehát hatással vannak a növekedésre, szaporodóképességre vagy túlélőképességre. A „növényi tulajdonságokviszont egy tágabban értendő fogalom, mely magába foglalja az adott faj összes környezeti tényezőhöz való alkalmazkodását, ökológiai igényeit és toleranciáját, valamit a más élőlényekkel való kapcsolatait is. Fontos, hogy ezek a jellegek, mindig pontos és egységes fizikai méréseken alapuljanak, amelyek így egymással is összevethetők lesznek.
Szűkebb értelmezésük miatt számunkra a növényi funkcionális jellegek fontosak, mert ezek azok, melyek konkrét kérdések megválaszolására lehetnek alkalmasak. Számos tudományterület sikerrel alkalmazza őket. Hogy melyik jelleg mire jó azt mindig az adott vizsgálat dönti el, hiszen ugyanaz a jelleg többféle környezeti változót is indikálhat, vagy fordítva, egy környezeti változóra vagy változók sokaságára több funkcionális jelleg is indikatív lehet. 

Felhasznált irodalom:
Csecserits A., Szabó R., Czúcz B. 2009: Növényi tulajdonságok, tulajdonság-adatbázisok és ezek felhasználása az ökológiai kutatásokban. Botanikai Közlemények 96 (1-2): 1-17.
Kleyer M., Bekker R. M., Knevel I. C., Bakker J. P., Thompson K., Sonnenschein M., ... & Peco B. 2008: The LEDA Traitbase: a database of life-history traits of the Northwest European flora. Journal of Ecology 96: 1266–1274.
Kühn I., Durka W., Klotz S. 2004. BiolFlor: a new plant-trait database as a tool for plant invasion ecology. Diversity and Distributions 10: 363–365.