 |
A püspökfürdői Szent László-tó endemikus csigafaunájának filogenetikai, biogeokémiai és paleoökológiai vizsgálata
|
súgó 
nyomtatás 
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
| |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
129265 |
| típus |
K |
| Vezető kutató |
Sümegi Pál |
| magyar cím |
A püspökfürdői Szent László-tó endemikus csigafaunájának filogenetikai, biogeokémiai és paleoökológiai vizsgálata |
| Angol cím |
Phylogenetical, biogeochemical and paleoecological investigations on the endemic gastropod fauna of Lake Petea near Oradea |
| magyar kulcsszavak |
termáltó, endemikus csigafauna, geometriai morfometriai, evolúció, biogeokémia, paleoökológia |
| angol kulcsszavak |
thermal lake, endemic gastropods, geometric morhometrics, evolution, biogeochemistry, paleoecology |
| megadott besorolás |
| Őslénytan, földtörténet (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 60 % | | Ortelius tudományág: Őslénytan | | Filogenetika, szisztematika, taxonómia, összehasonlító biológia, ökofiziológia (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 20 % | | Paleoklimatológia, Paleoökológia (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 20 % |
|
| zsűri |
Földtudományok 1 |
| Kutatóhely |
Földtani és Őslénytani Tanszék (Szegedi Tudományegyetem) |
| résztvevők |
Gulyás Sándor
|
| projekt kezdete |
2018-09-01 |
| projekt vége |
2023-08-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
26.654 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
5.60 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Jelen pályázat célja, hogy a XIX. század végén kialakult, egyik legelső és legfontosabb quartermalakológiai - őslénytani kérdéskörre választ keressen: rekonstruálja a Kárpát-medencére nézve bennszülött, és ma is élő Melanopsis taxonok fejlődését és kialakulását. Ennek a célnak az elérésére a Nagyvárad melletti Püspökfürdő Szent László (Petrea) termáltavában felhalmozódott üledékösszletben fellelhető Melanopsis és Fagotia taxonba sorolt csigahéjakat átfogó biometriai alapú héjmorfológiai, héjkémiai szempontból vizsgálnánk. A vizsgált taxonok fejlődési sorozata a Kárpát – medence egyik legfontosabb endemikus fajának, a Melanopsis parreyssii kialakulásához vezetett. A területen 1999, 2011-ben több zavartalan magfúrást és földtani szelvényt alakítottunk ki. A legfontosabb szelvényünk 8,4 méteres mélységig a jégkor végéig visszanyúl a termálvíz forrástölcsér peremén. A szelvényben található Fagotia és Melanopsis taxonokon átfogó 2-3D geometriai morfometriai elemzést végeznénk (kb. 2200 db) és a morfológiai változás nyomán rajzolnánk meg az egyes taxonok megjelenésének ütemét, módját és rokonsági kapcsolatait. A lehatárolt ökoformák héjain héjkémiai (nyomelem, izotóp) (350 db) és héjszerkezeti (CT,SEM) vizsgálatokat végeztetnénk. Az eredményeket összehasonlítanánk a szelvény üledéksorozatán mért radiokarbon alapú kronológiai, szemcseösszetételi, geokémiai és mágneses szuszceptibilitás elemzésekkel, amelyek alapján az üledékes rendszerben klímahatások és emberi hatások nyomán bekövetkezett változásokat rekonstruálnánk. A kutatásunk alapján rekonstruálnánk a héjak morfológiai változására ható tényezőket, statisztikailag tesztelnénk az ismert evolúciós modelleket.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A püspökfürdői Fagotia és Melanopsis taxonok kifejlődése és átalakulása, az ökoformák, taxonok fejlődési sorozatának kialakulása az előzetes adataink alapján a jégkor végétől napjainkig zajlott, így a történelmi időkben is folyamatos volt ezen csiga taxonoknak a fejlődése. Úgy tűnik, hogy az egyik legfontosabb Kárpát – medencei endemikus csigafaj, a bordás homorcsa csiga (Melanopsis parreyssii) a holocén második felében, a történelmi idők kezdetén fejlődött ki a püspökfürdői Szent László tóban (román nevén Bai 1 Mai, Lacus Petrea). Az őslénytani anyag tömeges a feltárt rétegsorban a termáltó feláramlási tölcsérének peremén kialakított földtani szelvényben. Így a Melanopsis/Fagotia taxonok mintánként statisztikus vizsgálatokhoz alkalmas egyedszámban jelentkeztek több száz ép héjjal. Ez a héjmennyiség megfelelő alapot biztosít a statisztikai alapú héjmorfológiai elemzéseknek, a 3D héjvizsgálatoknak, a statisztikai alapú héjkémiai és héjizotópgeokémiai vizsgálatoknak. Ezen vizsgálatok és a korábban elvégzett radiokarbon alapú geokronológiai elemzések nyomán gyakorlatilag évszázados felbontású lépésekben nyomon fogjuk tudni követni az őslénytani anyag változását, a termál tavi környezet átalakulását és az ökoformák, taxonok kifejlődését és fejlődését. Ez a jelenleg ismert legfinomabb időléptékű felbontása egy őslénytani fejlődési sorozatnak, taxon és ökoforma fejlődési sornak.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Világszinten, Európában és a térségünkben, a Kárpát-medencében egyedülálló a szelvényünk, a kinyert őslénytani anyag, mivel a Tóth Mihály féle 1891-es szelvény és a Kormos Tivadar féle 1903-ban nyitott szelvény melletti területeken 1999-ben és 2011-ben saját szelvényt alakítottunk ki. Ezen négy föltani szelvényen kívül senki nem végzett földtani szelvényből őslénytani anyaggyűjtést ezen a területen és jelenleg egyedül nekünk vannak radiokarbon adatokkal korolt rétegsorunk és őslénytani anyagunk. A teljes őslénytani anyagnak a beágyazó üledékanyagával is rendelkezünk. Éppen ezért a nemzetközi és hazai kutatócsoportok tekintetében egyedülálló az anyagunk. Ugyanakkor még a termáltó létezésekor alakítottuk ki a szelvényeinket, és megőriztük az üledékföldtani, geokémiai vizsgálatokhoz az üledéksorozatot, valamint radiokarbon alapú geokronológiai méréseket alakítottunk ki a szelvényeken és ennek nyomán az eredeti termál tavi rendszerről teljes földtani és őslénytani anyaggal rendelkezünk. Ma már a termáltó kiszáradása miatt az üledéksorozat a helyszínen összeszáradt a tavi rétegsor felső három méterében. Kutatásunknak kiemelkedő jelentősége, hogy a területen termálvíz túltermelés miatt a termáltó kiszáradt 2012-ben és így hozzá tudunk járulni a helyreállítására tett nemzetközi erőfeszítésekhez, valamint a jelenleg melegvizű akváriumokban fennmaradt reliktumfajok, köztük a bordás homorcsa csiga (Melanopsis parreyssii) visszatelepítéséhez. Ugyanis a tó kiszáradása miatt ma már csak az adataink alapján rajzolható meg az endemizmusokat őrző tavi rendszer és a Melanopsis fauna kapcsolata, a visszaállítandó tavi rendszer optimális környezeti viszonyai. Egyetlen más kutatócsoport sem rendelkezik hasonlóan nagy pontossággal és nemzetközi rétegtani, földtani, paleontológiai szabályok szerint begyűjtött őslénytani és üledékföldtani anyaggal, kronológiai eredményekkel.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A Nagyvárad melletti püspökfürdői Szent László tóban több, kiemelkedő jelentőségű, csak a Kárpát – medencére jellemző bennszülött faj is fennmaradt, köztük a bordás homorcsa csiga (Melanopsis parreyssii) faj. A tavi rendszer üledékei megőrizték a faj kialakulásához vezető héjmorfológiai változásokat, különböző taxonok és ökoformák kialakulását. 1891 és 1905 között vázolták fel a formák lehetséges rokonsági kapcsolatait és azóta keresik a fauna kialakulásának okait. Habár történt néhány rendszertani és őskörnyezettani célú vizsgálat, ezek nem időrétegtani alapúak. Az üledékrendszer egészét feltáró és a Mollusca faunát átfogó elemzést nem végeztek. 1999-ben, és 2011-ben munkacsoportunk engedéllyel földtani szelvényeket nyitott az akkor még létező termáltó területén. Az előzetes korelemzések alapján a minták ezeréves/ évszázados felbontásban adnak időkeretet a faunafejlődés tanulmányozásához. A mintákból több ezer ép Melanopsis/Fagotia nemzetséghez sorolt csigahéjakat emeltünk ki. Az idősorozatban vett héjakon fénykép (2200 db) és CT (1200 db) felvételek alapján digitális biometriai, héjszerkezeti elemzést végzünk. Lehatároljuk az idősorozatban jelentkező fajokat, ökoformákat és héjgeokémiai, izotóp elemzéseket végzünk. Kiegészítve a beágyazó üledék geokémiai paramétereivel rekonstruáljuk a tavi környezet fizikokémia adottságait. Így az egykori termál tavi környezetet és a benne lévő múltbeli csiga fauna változásait modellezhetnénk. Kiemelkedő cél, hogy a kiszáradt tó visszaállítását az endemikus, jelenleg akváriumokban fennmaradt bordás homorcsa csiga faj hosszútávú megőrzését elősegítsük.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The present proposal is aimed to find answers to one of the first documented and most puzzling Quaternary malacological conundrums of Hungary dating back to the mid-late 19th century: origin and radiation of the endemic melanopsid gastropods of the Carpathian Basin. To achieve this, the endemic modern and extant melanopsid taxa preserved in the deposits of the thermal spring fed Lake Petea near Oradea is to be investigated from various aspects via comprehensive morphometric, taxonomic, phylogenetic, biogeochemical investigation of the shells. The closing member of this evolutionary lineage Melanopsis parreyssii, the most important freshwater endemics of the region, is the last remaining witness of this story. As part of multiple field campaigns several profiles were created along the travertine cone of the lake with the thickest (8.4 m) reaching all the way back to the Late Glacial. The retrieved shells classified into the groups of Melanopsis/Fagotia will be subjected to 2D (ca. 2200 pcs) and 3D geometric morphometric (ca.1200 pcs) analyses to elucidate the mode and tempo of radiation of this taxon. Once the major ecophenotypes are differentiated, selected samples (350 pcs) will be subjected to shell structural (CT, SEM) and biogeochemical analyses (trace elements, isotopes). Results will be analyzed in conjunction with 14C-dated sedimentological, geochemical data retrieved from the embedding sediments. This enables us to tackle climate and/or human-induced temporal changes in the sedimentary basin. Potential environmental and intrinsic factors driving radiation is to be elucidated and the observed patterns of speciation will be tested against known evolutionary models.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
According to our preliminary data from Lake Petea, radiation of endemic gastropods classified into the genera Melanopsis/Fagotia initiating during the Late Glacial was continuous throughout the Holocene. One of the most important freshwater endemic gastropods of the Carpathian Basin Melanopsis parreyssii evolved during the second half of the Holocene in the thermal spring fed Lake Petea near Oradea. Shell of this modern melanopsid and its extant relatives have been retrieved in great masses from geological profiles created in the lacustrine sequence at the edge of the travertine cone. Most shells are intact enabling the implementation of statistical shape analysis (2-3D geometric morphometrics) complemented by shell biogeochemical and structural investigations. With an independent chronology in hand emergence, disappearance or transformation of various ecophenotypes as well as shifts in the paleoenvironmental conditions of the lacustrine habitat can be tackled at the millennial/centennial scale. To our knowledge, this is the highest temporal resolution available for studying endemic radiation from fossil lake sequences.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The geological profiles, which is studied as part of the present proposal in unique not only in the Carpathian Basin but in Europe and the world as well from several aspects. The profiles deepened in 1999 and 2011 are in the direct vicinity of former profiles of Tóth and Kormos created during the 19th century enabling direct comparison of the results on one hand. Apart from our work, no stratigraphical sampling has been done in the study area. As our samples were taken before the 2012 desiccation of the lake, the entire undisturbed geological record has been preserved and retrieved. Since then the upper 3 meters have been compacted hampering correct scientific investigations based on new sampling. Thanks to our efforts 14 C dated records preserving the original evolutionary history of this thermal lake system and its biota are available for further studies to our research group alone. A major milestone of our investigations is that our comprehensive evaluations can contribute to the international efforts taken for a conscious restoration of the lake and the reintroduction as well as long-term conservation of the last endemic gastropod member Melanopsis parreyssii. As the lake dried up, the only available independently dated, high resolution records to elucidate the relationship of this thermal lake system and its endemic biota leading to the radiation of melanopsids and the emergence of the last endemic taxon are available for us alone. It can be used to decipher the optimal conditions favoring the preservation of traits for this taxon.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Lake Petea near Oradea hosts numerous endemic gastropod taxa of the Carpathian Basin, including the thermophylous Melanopsis parreyssii. The sedimentary record preserved shell morphological changes of melanopsid radiation leading to the last member of the lineage through various ecophenotypes. The first outlines of phylogenies were drawn between 1891 and 1905, but the triggers of endemic radiation have been continuously searched since then. Unfortunately, most taxonomic and paleoecological studies lacked chronological, stratigraphical control. In addition, no samples were taken to capture the entire geological history of the lake basin. In 1999 and 2011 two independent field campaign of our research group retrieved undisturbed samples from full profiles deepened in the area collecting several thousand shells classified into the genera Melanopsis/Fagotia. Based on our intial chronological results, our sampling enabled the investigation of endemic radiation at a millennial/centennial- scale. Shells will be subjected to 2D and 3D geometric morphometric and shell structural analysis to determine the most important taxa and ecophenotypes using digital photos (2200 pcs) and CT scans (1200 pcs). Selected samples of these will be subjected to shell biogeochemical analyses. Complemented by proxies capturing the physico-chemical properties of the water and substrate from the investigation of the embedding sediment, faunal and paleoenvironmental changes will be tackled and modelled. The main aim is to provide reconstructions for the reintroduction and long-term conservation of the last endemic melanopsid into the restored, now desiccated lake body.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Közleményjegyzék |
|
|
| Benyó-Korcsmáros Réka, Torma Andrea, Gulyás Sándor, Sümegi Pál: Lótus Nagyváradról: A püspükfürdői hévízi tündérrózsa eredetének kérdése, Magyarok a Kárpát-medencében konferencia 2019.december, 2019 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Torma Andrea, Gulyás Sándor, Sümegi Pál: Lótus Nagyváradról: A püspükfürdői hévízi tündérrózsa eredetének kérdése, Szónoky Miklósné (eds). Magyarok a Kárpát-medencében IV. (in press), 2020 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Gulyás Sándor, Nagy Balázs, Törőcsik Tünde, Sümegi Pál: A püspökfürdői Szent László-tó holocén üledéksorozatában feltárt Chara maradványok azonosítása és környezeti hátterük, Magyar Őslénytani Vándorgyülés Nagybárkány, 2021 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Gulyás Sándor, Nagy Balázs, Törőcsik Tünde, Sümegi Pál: A püspökfürdői Szent László-tó holocén üledéksorozatában feltárt Chara maradványok azonosítása és környezeti hátterük, Magyar Őslénytani Vándorgyülés Nagybárkány, 2021 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Gulyás Sándor, Nagy Balázs, Törőcsik Tünde, Sümegi Pál: Identification and environmental background of Chara remains in the sequence of Lake St. László at Püspökfürdő., 3rd Virtual Paleontology Congress, 1-15/12/21, Book of Abstracts, 74, 2021 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Gulyás Sándor, Sebők Dániel, Benyó Dániel, Cseh Péter, Sümegi Pál: Methodological add-ons to the non-destructive, micro-CT-based taxonomic-morphometric analysis of Chara remains, Geologos, 2022 | | Bóni Zoltán, Gulyás Sándor, Sümegi Pál: Kagylósrákok taxonómiai, paleoökológiai vizsgálata a püspökfürdői Szent László-tó üledékeiből, 25. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, Tótvázsony 2022, 2022 | | Horváth Attila: A Theodoxus prevostianus faj példányainak morfometriai vizsgálata a Szent László tóból, SZTE szakdolgozati repozitórium, 2022 | | Bóni Zoltán: Kagylósrákok taxonómiai, paleoökológiai vizsgálata a Szent László tóból, SZTE szakdolgozati repozitórium, 2022 | | Gulyás Sándor, Sümegi Pál, Nagy Balázs, Benyó-Korcsmáros Réka: A Microcolpia parreyssii morfológiai változásai a vízi környezet fizikokémiai adottságainak függvényében a püspökfürdői Szent László-tó késő holocén üledékeiben, 25. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, 2022 | | Gulyás Sándor, Sümegi Pál: Endemic evolution and Ice age refugia in a thermal lake at the fringe of a loessy landscape during the Late Glacial and the Holocene, INQUA Loessfest 2022, 2022 | | Gulyás Sándor, Sümegi Pál, Müller Tamás, Dana H. Geary, Magyar Imre, Nagy Balázs, Benyó-Korcsmáros Réka: Assessing phenotypic variation and plasticity of endemic gastropods from thermal water refugia using complex morphometric techniques: a case study of Lake Peţea melanopsi, Paleontology- journal of the Paleontological Society, 2023 | | Gulyás Sándor, Sümegi Pál: Inconsistency between charcoal and aquatic gastropod 14C ages in thermal spring-fed lacustrine systems, Radiocarbon, 2023 | | Alzoubi Nour, Gulyás Sándor, Geiger János: Defining rock forming components of Holocene freshwater carbonates via univariate statistical and mixture analysis of CT data, Studia Quarternaria, 2022 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Torma Andrea, Gulyás Sándor, Sümegi Pál: Lótus Nagyváradról: A püspükfürdői hévízi tündérrózsa eredetének kérdése, : Szónokyné, Ancsin Gabriella (szerk.) Magyarok a Kárpát-medencében 4. Régmúlt és Jelen : Tudományos Nemzetközi KonferenciaSzeged, Magyarország : Egyesület Közép-Európa K, 2020 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Gulyás Sándor, Bóni Zoltán, Nagy Balázs, Törőcsik Tünde, Sümegi Pál: Identification and environmental background of Chara remains in the Holocene sequence of Lake Petea (NW Romania) and the possibility of using the results in archeobotany, Archimetriai Műhely 2023/XX/2, 2023 | | Benyó-Korcsmáros Réka, Gulyás Sándor, Sebők Dániel, Benyó Dániel, Cseh Péter, Sümegi Pál: Methodological add-ons to the non-destructive, micro-CT-based taxonomic-morphometric analysis of characean remains, Geologos 29/2 69-75, 2023 | | Petrovics Ferenc: A Theodoxus prevostianus morfológiai változásai a püspökfürdői Szt. László-tó kora és középső holocén rétegeiben, SZTE szakdolgozati repozitórium, 2023 | | Alzoubi Nour, Gulyás Sándor, Geiger János: Palaeoenvironmental and palaeoclimatic inferences based on X-ray computer tomography: a case study of alkaline lake deposits in Hungary., Geologos 39/2 113-128, 2023 | | Sümegi P, Gulyás S: Püspökfürdői termálvízhez kötődő refúgium jégkor végi és jelenkori jelentősége, 26. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, 2023 | | Alzoubi N, Gulyás S, Geiger J: The use of CT analysis in revealing the structural heterogeneity of freshwater carbonates, Archeometriai Műhely 23/xx/2, 2023 | | Nour Alzoubi: Characterizing small-scale heterogeneity in Quaternary freshwater carbonates, SZTE Doktori Repozitórium, 2023 | | Gulyás S, Sümegi P,: A püspökfürdői Szent László-tó endemikus Microcolpia csigáinak fejlődéstörténete a legújabb kronológiai, szedimentológiai és paleoökológiai eredmények tükrében, 26. Őslénytani Vándorgyűlés, 2023 | | Benyó-Korcsmáros Réka*, Gulyás Sándor, Sebők Dániel, Benyó Dániel, Sümegi Pál: Holocén és kréta kori Charophyta-maradványok komplex morfometriai elemzése – előzetes eredmények, 26. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, 2023 | | Gulyás Sándor*, Sümegi Pál, Petrovics Ferenc, Horváth Attila: A püspökfürdői Szent László-tó Theodoxus prevostianus csigáinak morfológiai változásai a tó fejlődéstörténetének tükrében, 26. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, 2023 | | Gulyás S, Sümegi P: Late Pleistocene to Holocene Palaeohydrological History of the Thermal-Spring-Fed Lake Pețea (NW Romania) Revealed by Radiocarbon Dating and Complex Sedimentological Investigations, Quaternary 2023, 6(2), 37, 2023 | | Vári, Tamás Zsolt, Sándor Gulyás, and Pál Sümegi: Reconstructing the Paleoenvironmental Evolution of Lake Kolon (Hungary) through Integrated Geochemical and Sedimentological Analyses of Quaternary Sediments, Quaternary 6, no. 3: 39., 2023 | | Gulyás Sándor, Sümegi Pál, Müller Tamás, Dana H. Geary, Magyar Imre, Nagy Balázs, Benyó-Korcsmáros Réka: Assessing phenotypic variation and plasticity of endemic gastropods from thermal water refugia using complex morphometric techniques: a case study of Lake Peţea melanopsis, Paleontology, 2024 | | Gulyás S, Sümegi P: Coordinated response of endemic gastropods to climate-driven paleohydrological changes in a small thermal pond of Central Europe: implications for habitat conservation, Frontiers in Ecology and Evolution, 2024 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
