Az ELKH Ökológiai Kutatóközpont (ÖK) tudományos tanácsadóját, Botta-Dukát Zoltánt is a tagjai között tudó nemzetközi kutatócsoport legújabb kutatásában azt vizsgálta, hogy az inváziós képesség alapján hogyan csoportosíthatók a fajok, és milyen tényezők határozzák meg az idegenhonos fajok terjedésének sikerét Európában. Az eredményeiket bemutató publikáció a PNAS folyóiratban jelent meg június 1-jén.
A siker dimenziói az özönnövényeknél
Idegen növényfajoknak azokat a fajokat nevezzük, amelyek természetes elterjedési területükön kívül nőnek. Közülük azok a fajok, amelyeknek sikerül önfenntartó populációt létrehozni az új környezetben – ezt nevezzük „meghonosodásnak” –, jelentős negatív hatással lehetnek az élővilágra, a gazdaságra vagy az emberi jóllétre. Azonban nem minden növényfaj egyformán sikeres az új élőhelyek meghódításában.
A PNAS-ban megjelent tanulmány az inváziós siker három elkülönülő dimenzióját írja le: lokális tömegesség, földrajzi elterjedés és élőhelyválasztás. A sikeres fajok tömegesek, nagy területen és sokféle élőhelyen fordulnak elő. A sikeres fajoknak azonban csak egy részére igaz, hogy mindhárom szempontból sikeres „super-invader”. A kutatók európai léptékben vizsgálták a fajok sikerességét a három szempont szerint, amelynek alapján elvégezték az Európában előforduló őshonos és idegen fajok nagy részének a besorolását. A fajok biológiai tulajdonságai mellett a betelepedésük története is fontos egy-egy faj sikerének előrejelzéséhez. A mindhárom szempontból sikeres fajok között sok az Európában sehol sem őshonos, de a kontinensre régen behurcolt, gyors növekedésű faj. Az ilyen megállapítások nemcsak a fajok jelenlegi előfordulásának jobb megértését segítik, hanem a későbbi inváziók előrejelzéséhez is támpontul szolgálnak.
Sima zsinegfű (Spartina alternifolia): tömeges, szűk elterjedésű, élőhely specialista (Forrás: Public Domain)
Minden özönnövény ugyanolyan?
Az ökológusok egyre inkább felismerik, hogy az inváziós – vagy más néven özönnövények – nem alkotnak egységes, egyetlen tulajdonsággal definiálható csoportot. A fajok elterjedésének különböző jellemzői alapján határozható meg, hogy egy idegenhonos faj inváziója sikeres, azaz özönnövénnyé vált. A folyamat jobb megértéséhez a cikk szerzői két nagy adatbázis – a Global Naturalized Alien Flora (GloNAF) és a European Vegetation Archive (EVA) – információit összegezték, és az őshonos fajok ritkaságának leírására korábban használt háromdimenziós rendszert adaptálták az idegenhonos fajokra.
A korábbi rendszert Deborah Rabinowitz még az 1980-as években dolgozta ki. Rabinowitz szerint akkor mondhatjuk egy fajra, hogy „gyakori”, ha lokálisan tömeges, nagy területen és sokféle élőhelyen fordul elő. A minden szempontból „gyakori” fajok mellett a ritkaság hét formája különböztethető meg, amikor a faj a három dimenzió legalább egyikében kevésbé sikeres. Például „ritka” faj lehet az, amelyik helyenként ugyan tömeges és nagy a földrajzi elterjedése is, de csak speciális élőhelyeken fordul elő.
Ahogy Rabinowitz őshonos fajokra vonatkozó modelljében különböző formái vannak a ritkaságnak, úgy az idegen fajoknál az inváziós siker különböző formái határozhatók meg. Ez a részletesebb kategorizálás azért fontos, mert a különböző kategóriákba tartozó fajok esetén eltérő védekezési módok lehetnek hatékonyak. Például, ha egy idegen faj helyben elszaporodik, de várhatóan nem fog nagy távolságra elterjedni és sokféle élőhelyet meghódítani, akkor a már meglévő állomány visszaszorítására kell koncentrálni, és nem fontos a terjedés megelőzésével foglalkozni.
Idegen, de nem is annyira más
Amikor a keretrendszert elkezdték az őshonos növényfajokra alkalmazni, az ökológusok felfigyeltek arra, hogy noha a ritkaság mind a hét típusára lehet példát találni, a három dimenzió nem teljesen független egymástól. A helyben tömeges fajok gyakran nagy földrajzi területen fordulnak elő, és kevésbé válogatnak az élőhelyek között. „Azt vártuk, hogy az idegen fajoknál is korrelál a három dimenzió, ahogy az őshonos fajoknál láttuk. Hiszen végül is minden idegen faj őshonos valahol máshol” – fogalmazta meg Trevor Fistoe, a cikk vezető szerzője a kutatócsoport kiinduló hipotézisét.
A vizsgálat igazolta azt a hipotézist, miszerint az özönnövényeknél az őshonos európai fajokéhoz nagyon hasonló mintázat figyelhető meg: amelyik faj az egyik dimenzióban sikeres, az valószínűleg a másikban is az. Ez a párhuzamosság azt igazolja, hogy az őshonos és a behurcolt fajok előfordulására és tömegességére ugyanazok a növényföldrajzi és ökológiai szabályok vonatkoznak.
Hottentottafüge (Carpobrotus edulis): tömeges, szűk elterjedésű, generalista (Forrás: CC BY-SA 3.0)
Mi határozza meg az invázió sikerét?
A hasonlóságok ellenére van egy fontos különbség az őshonos és a behurcolt növényfajok között: az utóbbiak nem itt alakultak ki, evolúciójuk máshol – Európa más részén vagy akár más kontinensen – zajlott, csak nemrégiben jelentek meg mostani elterjedési területükön. A siker három dimenziója közti összefüggés ellenére a kutatók megkísérelték mindegyik esetén külön-külön feltárni a fajok sikerét meghatározó tényezőket. Ehhez a fajok biológiai tulajdonságai mellett a behurcolás történetét használták lehetséges magyarázó tényezőként.
A kutatók azt találták, hogy a mindhárom szempontból sikeres fajok általában más kontinensekről (Ázsiából vagy Amerikából) származnak, míg az Európa más részein őshonos fajok általában nem lesznek sikeresek ott, ahol természetes módon nem fordultak elő a kontinensen. Ezenkívül a más kontinensről származó, minden szempontból sikeres fajok („super-invaders”) gyakran gyors növekedésűek, azonban gyengén védekeznek természetes ellenségeik – például az őket fogyasztó rovarok – ellen. Ez összecseng az „ellenségektől megszabadulva” („enemy release”) hipotézissel, amely szerint új földrajzi területre kerülve az idegen faj maga mögött hagyja az evolúció során vele együtt kifejlődött kórokozóit és fogyasztóit, így kevésbé fontos számára a védekezés, és erőforrásait a növekedésre fordíthatja. A jelenség különösen kifejezett, ha az eredeti és az inváziós elterjedési terület távol van, vagy köztük terjedési akadályok – például magas hegyek vagy óceánok – vannak.
Kivételek, amik erősítik a szabályt
Vannak azonban kivételek, amikor az egyik szempontból sikeres fajok nem sikeresek más szempontból. Sok a kivétel például a kontinensre nemrég bekerült fajok között, amelyek még nem érték el végső elterjedtségüket. Ennek nagyon fontos gyakorlati üzenete van: ha egy idegen faj csak egyetlen dimenzióban sikeres, de még csak nemrég került be Európába, várható, hogy később a többi dimenzióban is sikeressé válik. A fajok háromdimenziós tipizálásával, a behurcolás időpontját is figyelembe véve, előre jelezhető a faj későbbi sikeressége, és megtervezhető a leghatékonyabb kezelési stratégia is.
Publikáció:
Trevor S. Fristoe et al. (2021). “Dimensions of invasiveness: links between local abundance, geographic range size and habitat breadth in Europe’s alien and native floras”, PNAS