A társas állatok populációi is átesnek fordulópontokon
#ökológia

Számos állatfaj él társas viszonyrendszerben, amelynek konkrét folyamatait meghatározzák a külső körülmények – közismert példa a vándorsáska, amely a kedvezővé váló körülmények hatására mintegy varázsütésre válik addig magányosan élő állatokból hatalmas csapatokat alkotva a zöld növényzetet letaroló csapássá. Más esetekben a populációkat a körülmények változásai összeomlásra késztetik, vagy megváltozik egy élőhely fajai közti dominancia. Ezek a változások nem szükségszerűen nagyok, ahhoz, hogy a populációra ható és a váltást előidéző folyamat beinduljon, egészen aprócska, ám küszöbértéket jelentő váltás is elegendő, a fordulópont az, amikor a mennyiségi változásokból minőségi változás alakul ki. A különböző ökoszisztémákat összetevő állatpopulációk esetében más és más lehet e fordulópont, az egyes összetevők számára fokozatosan kedvezőbbé váló körülmények más fajokra nézve negatívan hatnak s a változások sorozatából kialakul egy, a korábbi egyensúlyi állapottól jelentősen eltérő rendszer.

Egy nemzetközi kutatócsoport egy társas életmódú pókfaj (Anelosimus studiosus) esetét példaként használva vizsgálta meg azt, hogy miként hat a pókok egymás közelét kereső és együttesen élő csoportjára a környezeti körülmények megváltozása, s miként következik be a minőségi váltás a pókok populációjában. A pókoknál kapott tapasztalatok alapján más állatok populációira vonatkozó következtetéseket is levonhattak. A kutatásról a Proceedings of the Royal Society B szeptember 19-én számolt be.

Az Amerikában északon és délen egyaránt honos törpepók-faj kolóniái néha hatalmas fátyolként a növényzetre terülő hálórendszert építenek, amelyben számos nőstény, az ő utódaik sokasága, illetve csekély számú hím egyed él – a kolóniák létszáma viszont nagyon változó, az adott helyszín körülményei függvényében. Van, ahol csak egy nőstény és annak utódai építik fel a telepet, míg másutt számos nőstény s ezek még számosabb utódai együttesen alkotnak nagyobb kiterjedésű telepeket. A nagyobb telepekben a nőstények közösen tartják karban a hálórendszert, közösen óvják az utódgenerációt, és osztoznak a nagy hálórendszerben megfogott zsákmányon. Mi határozza meg azt, hogy egy kolóniában mennyi pók él meg egymás közelében? Korábbi kutatásokból már kiderült, hogy a melegebb vidékeken (pl. Dél-Floridában) az egy nőstényből plusz az utódaiból álló kis kolóniák vannak, míg a hűvösebb északabbi államokban a sok nőstényes telepek dominálnak.

A vizsgálatok alapján e társas pókok hűvösebb időben kiválóan együttműködő közösségben élnek, azonban, ha a hőmérséklet 30-31 fok fölé emelkedik, egymásnak esnek, s csak akkor hagynak fel az agresszív viselkedéssel, ha a hőmérséklet jelentősen visszaesik (27 fok alá). A két állapot – nyugodt és izgatott – közti átmenetet az egyedek külön-külön viselkedésmintái képviselik, s a köztes hőmérsékleti viszonyokban mindkettő megtalálható egy kolónián belül. A teljes kolónia viselkedése az egyedek viselkedésének arányától függ, a kutatók ezt attraktorokkal szemléltették

(Forrás: a cikket magyarul szemléző  Égen – Földön – Föld alatt csoport FB oldala).
Ez esetben egy egészen egyszerű rendszerről van szó, ahol két környezeti állapot (hűvös-meleg) hatására kétféle viselkedés alakul ki, azonban vannak ennél jóval több összetevőjű szociális rendszerek is. A hatást kiváltó körülmények is lehetnek környezetiek (hőmérséklet, napfény, közeg kémhatása, stb.) vagy biológiaiak (pl. táplálékmennyiség, ragadozók nyomása, betegségek-paraziták jelenléte), s ezek kombinált hatásként érvényesülnek, s többféle fordulóponttal is rendelkezhetnek az ilyen rendszerek.

Az attraktorok rendszerére vonatkoztatva ez azt jelenti, hogy egyes, a fordulóponton már átesett körülmény attraktora eltűnik (pl. bőségesen van táplálék), míg más változások (pl. egy betegség üti fel a fejét) új attraktorral bővíthetik a rendszer viselkedését. Egy-egy populáció az élettörténete során számtalan alkalommal áteshet ilyen változásokon, sok esetben többször, oda-vissza is (persze ez alól is vannak kivételek, amikor pl. a környezeti hatások kiváltják az adott fajban a szaporodáshoz szükséges ivaros egyedek kifejlődését, ez visszafordíthatatlan).

Egyes populációk a fordulópontokon átesve az ún. hiszterézis állapotába kerülnek, ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy a késleltetve reagálnak a környezeti állapotok visszarendeződésére. A fentebb tanulmányozott pókoknál a hőmérséklet jelentősebb csökkenése szükséges ahhoz, hogy ismét nyugodt, társas viszonyt ápoljanak egymással, nehezebben s lassabban reagálnak a csökkenésre, míg a hőmérséklet kis mértékű emelkedése is kiváltja az izgatott, agresszív viselkedést a kolónián belül. Fontos az adott társas életmódú állatnál az is, hogy egyrészt milyen rokoni szálak vannak az adott csoporton belül, másrészt az, hogy mekkora maga a csoport, ezen felül a szociális hierarchiának is fontos szerep jut azon fajokban, ahol ez is jelen van.

Mire is jók ezek a vizsgálatok, miért érdemes megfigyelni a populációk fordulópontjait?

Egyrészt információt kapunk arról, hogy mennyire és milyen környezeti nyomásokra érzékeny az adott populáció, másrészt megértjük a viselkedésükben hirtelen bekövetkező változásokat. Ha a hiszterézis állapotát is feltárjuk, azzal a környezeti változásokra adott választ pontosabban előrejelezhetjük, modellezhetjük egy-egy populáció esetén. A fordulópontok megismerése azt is megmutatja, hogy mennyire és miben rugalmas a populáció viselkedése, s e tudás birtokában a veszélyeztetett fajok környezetét is hatékonyabban tudjuk megóvni, illetve helyreállítani.

The populations of social animals also undergo a turning point
# Ecology

Many animal species live in a social relationship, the specific processes of which are determined by external circumstances – a well-known example is the wandering bag that, as a result of the favorable conditions, becomes a magical experience of lonely living animals, forming huge troops to the green vegetation. In other cases, populations are caused by changes in the conditions that collapse or the dominance of habitats is changing. These changes are not necessarily large enough for the population-triggered and shifting process to start, a tiny, but threshold-shifting move is enough, the turning point is when qualitative changes in quantitative changes develop. In the case of animal populations that make up different ecosystems, this turning point may be different,

An international research team used an example of a socially-based spider species (Anelosimus studiosus) as an example of how environmental spatial changes and the quality shift in the population of spiders affect the group of spiders seeking and living together. Based on the experience of spiders, we could draw conclusions about the populations of other animals. The research in the Proceedings of the Royal Society B reported on September 19 th.

Colonies of the Dwarf Ponds, native to the North and South, are sometimes built as a giant veil in a vegetation netting system in which many females, their offspring and a small number of males live – the number of colonies, however, varies greatly depending on the circumstances of the given site. There is where only a female and its offspring build the colony, while in the other, many females and their more offspring together form larger colonies. In larger colonies, females jointly maintain the grid system, jointly guard the generation of the offspring, and share the prey captured in the large grid system. What determines how many spiders live in one colony close to each other? Previous research has shown that in warmer regions (eg.

Studies show that these spider spiders live in a cooler community when they are cooler, but if temperatures rise above 30-31 degrees, they fall apart and leave aggressive behavior only when the temperature drops significantly below 27 degrees. The transition between the two states – calm and excited – is represented by the individual behavioral patterns of the individuals, and in the intermediate temperature relations both are found within a colony. The behavior of the entire colony depends on the ratio of the behavior of the individuals, the researchers have shown it with attractors

(Source: article in Hungarian on the Earth-Earth – FB side of the Earth ).
In this case, it is a very simple system where two environmental conditions (cool-warm) cause two behaviors, but there are also many more components of social systems. Environmental conditions (eg temperature, sunlight, medium impact, etc.) or biological (such as food volume, pressure of predators, presence of diseases and parasites) may also be the effects that can trigger the effects, and these can be combined effects and may have multiple turning points for such systems.

With respect to the system of attracts, this means that some attractors of a circumstance that has passed the turning point disappears (eg abundant food), while other changes (such as a headache) can add a new attractor to the behavior of the system. Some populations may experience many such changes during their life history, in many cases more than once, back and forth (of course there are exceptions when, for example, environmental impacts cause the development of sexually transmitted reproductive material for that species irreversible).

Some populations, after turning points, hysteresis, this means in practice that the delay responds to the reversal of environmental conditions. The snouts studied above require a significant decrease in temperature to re-establish a relaxed, social relationship with each other, and it is more difficult and slower to respond to the decrease, while a slight increase in temperature triggers excited aggressive behavior within the colony. It is also important for a given socially active animal to know what kind of cousins ​​are within a given group and to what extent the group itself is, and the social hierarchy also plays an important role in the species where it is present.

Why are these tests good, why should you observe the turning points of the populations?

On the one hand, we get information on how much and what kind of environmental pressures are sensitive to the population and to understand the sudden changes in their behavior. If the state of the hysteresis is revealed, the answer to environmental changes can be more accurately predicted and modeled for each population. Getting to know the turning points also shows how flexible and flexible the behavior of the population, and knowing how to maintain and restore the environment of endangered species more efficiently.