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.