|
 |
Details of project |
|
|
| Identifier |
134832 |
| Type |
PD |
| Principal investigator |
Lukic, Dunja |
| Title in Hungarian |
Időszakos vizek táplálékhálózatai |
| Title in English |
Food webs of temporary ponds |
| Keywords in Hungarian |
paraziták, táplálékhálózat, plankton, Anostraca |
| Keywords in English |
parasites, food webs, plankton, Anostraca |
| Discipline |
| Community ecology, systems ecology, ecosystem services (Council of Complex Environmental Sciences) | 80 % | | Ortelius classification: Botany | | Interspecific interactions (Council of Complex Environmental Sciences) | 10 % | | Biodiversity, conservation biology and genetics, invasion biology (Council of Complex Environmental Sciences) | 10 % | | Ortelius classification: Nature conservation |
|
| Panel |
Ecology and evolution |
| Department or equivalent |
Balaton Limnological Institute, Centre for Ecological Research, Hungarian Academy of Sciences (Centre for Ecological Research) |
| Starting date |
2020-10-01 |
| Closing date |
2022-10-31 |
| Funding (in million HUF) |
0.000 |
| FTE (full time equivalent) |
0.00 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az időszakos kisvizek kulcsszerepet játszanak a biodiverzitás megőrzésében, mivel gyakran találunk bennük kivételesen fajgazdag flórát és faunát, illetve fontos táplálkozó- és szaporodóhelyet biztosítanak a madarak, kétéltűek és emlősök számára is. Kis méretüknél és rendszeres kiszáradásuk miatt ezek az élőhelyek és közösségeik különösen érzékenyek a klímaváltozás hatásaira. A projekt ezen élőhelyek kiemelten fontos fogyasztóival foglalkozik, a tócsarákokkal (Crustacea: Anostraca) és a kisrák zooplanktonnal (Copepoda, Cladocera), olyan osztrák és magyar szikes tavakban, amelyekben ugyanaz a tócsarák faj (Branchinecta orientalis) dominál. Először ezen fogyasztók trofikus szerepét és a táplálékhálózatban betöltött szerepét vizsgálom stabil izotópok és metabarcoding segítségével, és feltárom a környezeti tényezők szerepét ezek kialakításában. Egyre több eredmény utal a paraziták fontos szerepére a gazdaállatok táplálkozásának alakításában, amelyet mind a tócsarákok, mind a kisrákok esetén tesztelek majd ezeken az élőhelyeken. Egy nagyléptékű szabadtéri mezokozmosz-kísérletben vizsgálom majd a növekvő szervetlen lebegőanyag és hőmérséklet hatását a tócsarákok táplálékválasztására és ezen keresztül a közösségek működésére. Végül megvizsgálom a tócsarákok és kisrákok lipid-összetételét, és hogy melyik csoport szolgáltatja a jobb minőségű táplálékot az őket fogyasztó vízimadarak számára. A projekt jelentősen hozzájárul majd annak megértéséhez, hogy a biotikus és abiotikus faktorok (ideértve a klímaváltozás miatt bekövetkező hőmérséklet-emelkedést is) hogyan befolyásolják az időszakos vizek táplálék-hálózatait és közösségeit.
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 projekt célja empirikus és kísérletek módszerek együttes használatával kimutatni az abiotikus (hőmérséklet, szervetlen lebegőanyagok) és biotikus (gazda-parazita) interakciók hatását az időszakos vizek legfontosabb fogyasztó szervezeteire, és ezáltal hozzájárulni ezen ökoszisztémák táplálék-hálózatainak és közösségi dinamikájának jobb megértéséhez, valamint annak előrejelzéséhez, hogy milyen hatással lesz ezekre a klímaváltozás.
A fő kérdéseim az alábbiak:
1: Milyen közvetett hatással vannak a legfontosabb fogyasztó szervezeteken keresztül az abiotikus és biotikus interakciók az időszakos vizek táplálék-hálózataira és közösségeire?
2: Milyen a tócsarákok közösség-alakító szerepe? Ez hogy változik a különböző klímaváltozási forgatókönyvek esetén?
3: Milyen a tócsarákok és kisrákok lipid-összetétele, ez hogyan változik a különböző abiotikus és biotikus kölcsönhatásokkal, és melyik csoport szolgáltatja a legjobb minőségű táplálékot az őket fogyasztó vízimadarak számára?
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!
Az időszakos vizek védelme kiemelt célként szerepel az Éghajlat-változási Kormányközi Testület (IPCC) stratégiájában. Ugyanakkor ezen élőhelyek nem tarthatók fenn változatlanul a bennük élő kulcsszerepű élőlények védelme nélkül. Jelenleg még nagyon keveset tudunk a tócsarákok szerepéről az időszakos vizek táplálék-hálózataiban és ökoszisztéma-funkcióinak fenntartásában, annak ellenére, hogy ezen élőhelyek nagy testű csúcsragadozóinak tekinthetőek. A környezet és a biotikus hatások szerepéről szintén keveset tudunk, mivel erre vonatkozóan nem ismertek integratív módszereken alapuló kutatási eredmények, és ilyen téren eddig inkább csak eseti, felfedező jellegű kutatások születtek. A projektem legfőbb erőssége és újdonsága pontosan ebben rejlik, hogy a fajok közti interakciókat (kompetíció, predáció, parazitizmus) integratív módon vizsgálja, beillesztve a klímaváltozással megváltozó körülmények hatását is, és kiterjesztve azokat az egyes fajok helyett a teljes közösségre. A projekt másik fő erőssége, hogy ellentétben sok korábbi kísérletes tanulmánnyal, sokkal realisztikusabb megközelítéssel a teljes közösségek vizsgálatára és nagy kísérleti skála használatára épül. Továbbá empirikus és kísérletek módszerek együttes használatával megbízható konklúziókat vonhatunk le nemcsak a tócsarákok időszakos vizekben betöltött trofikus szerepével kapcsolatban, de ezeknek az élőhelyeknek a klímaváltozásra való érzékenysége kapcsán is.
Magyar és osztrák nemzeti parkokkal működöm majd együtt a projekt során. Az eredményeket, korábbi tapasztalataimat is hasznosítva, nemcsak a nemzeti parkok felé fogom kommunikálni, hozzájárulva ezen élőhelyek megőrzésének még hatékonyabbá tételéhez, de rendszeresen tájékoztatom majd a nyilvánosságot (a nemzeti parkok és a kutatóintézet nyílt napjai, sajtóközlemények és a közösségi média révén).
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.
Az időszakos kisvizek elengedhetetlenek a biológiai sokféleség megőrzéséhez, változatos állat- és növényviláguknak köszönhetően, valamint a madarak, kétéltűek és emlősök számára biztosított fontos szaporodási és táplálkozási helyekként. Kis méretük, valamint az őket felöltő csapadék mennyiségétől és a kiszáradásukat gyorsító hőmérséklettől való függésük miatt ezek az élőhelyek rendkívül érzékenyek az éghajlatváltozásra. A projekt az időszakos kisvizek kiemelten fontos fogyasztóival foglalkozik, a tócsarákokkal (Crustacea: Anostraca) és a kisrák zooplanktonnal (Copepoda, Cladocera), és ezek táplálkozási kapcsolataival olyan osztrák és magyar szikes tavakban, amelyekben ugyanaz a tócsarák faj (Branchinecta orientalis) dominál. Egyre több vizsgálat utal a mikroszkopikus paraziták, mint a gazdaszervezet étrendjének meghatározó tényezőire, ennek nyomán megvizsgálom ezek szerepét az időszakos vizekben a tócsarákok és a kisrákok példáján is. Ezután szimulálom a természetes körülményeket és a lehetséges jövőbeli forgatókönyveket egy nagy szabadtéri kísérleti környezetben, ahol megvizsgálom a megnövekedett hőmérséklet és a zavarosságot okozó szervetlen lebegőanyagok mennyiségének következményeit a tócsarákokra, táplálkozásukra és a plankton közösség összetételére. Végül megvizsgálom a tócsarákok és kisrákok lipid-tartalmát, hogy megállapítsam, milyen minőségű táplálékot biztosítanak vízimadarak számára. A projekt eredményei jelentősen kitágítják ismereteinket arról, hogy a közösségek tagjai közötti interakciók és a környezet hatása - beleértve az éghajlatváltozás miatti hőmérséklet-emelkedést is - együttesen hogyan befolyásolja az időszakos tavak táplálék-hálózatait és közösségeit
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Temporary ponds are essential to biodiversity conservation since they often support a diverse fauna and flora and provide breeding and feeding grounds for birds, amphibians and mammals. Due to their small size and recurrent dry phase in their annual cycle, temporary ponds and their communities may be highly sensitive to climate change. Here, I focus on key consumers of temporary pond food webs, fairy shrimps (Crustacea: Anostraca) and crustacean zooplankton (Copepoda, Cladocera) in temporary pond communities in Austria and Hungary, which are dominated by the same fairy shrimp species (Branchinecta orientalis). I start with a food web reconstruction based on stable isotope analysis and gut content metabarcoding, with special focus on the position of fairy shrimps and crustacean zooplankton in relation to environmental conditions. Growing evidence points to microscopic parasites as key determinants of a host’s feeding niche and I will investigate whether this is also the case for fairy shrimps and crustacean zooplankton. In a large outdoor mesocosm setup, I will assess the consequences of temperature and inorganic turbidity increase on fairy shrimps, their feeding ecology and the functioning of temporary pond ecosystems as a whole. Finally, I will examine the lipid content of fairy shrimps and crustacean zooplankton to assess their nutritional quality for waterbirds. The results of this project will notably improve our understanding on how biotic and abiotic factors – including the temperature increase due to the climate change – affect the food webs and communities in temporary ponds.
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.
In the project, I combine empirical and experimental approach, and study both the effect of abiotic (temperature and inorganic turbidity) and biotic (host-parasite) interactions on key consumers of temporary ponds to improve our understanding on food webs and community dynamics in these ecosystems, as well as on how temporary pond ecosystems will respond to climate change.
My main research questions are:
Q1: What is the indirect impact of abiotic and biotic factors (with a directly effect on key consumers) on food web dynamics and community composition of temporary ponds?
Q2: What is the community structuring role of fairy shrimps? How does it change under different climate change scenarios?
Q3: What is the nutritional quality of these key consumers of temporary ponds for waterbirds, how is this affected by abiotic or biotic interactions, and which crustacean group represents the highest quality food for waterbirds?
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.
Temporary ponds are defined as priority targets for conservation under climate change by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Yet, keeping these ecosystems healthy may not be possible without the protection of their keystone organisms. Currently, the role of fairy shrimps in temporary pond food webs and their impact on ecosystem functioning is still little-known, even though they are large-bodied top consumers in these ecosystems. Similarly, with the exception of occasional explorative research, no integrated studies have tackled the role of environment and biotic effects (parasites) in aquatic ecosystems. The main novelty and strength of my project is coming from an integrative assessment of species interactions; including competition, predation and parasitism under climate change, not being limited to single species responses but considering the entire communities.
While a number of experimental assessments of climate change effects on pond communities have been undertaken, most of these are highly unrealistic. Our assessment surpasses existing studies by working in large volumes, including whole communities. Finally, by combining both empirical and experimental research, I will be able to draw robust conclusions, not only with respect to the role of fairy shrimps in temporary pond communities but also on their vulnerability under climate change.
I will collaborate with national parks in Hungary and Austria. Relying on the project results and my previous expertise, I will communicate my results not only to the national parks (working on a more efficient conservation of the remaining soda pans), but also regularly inform the public about the results of the project and significance of the soda pans (through outreach activities of the national parks and the host institute, press releases and social media). Considering the significance of soda pans as recreational and bird watching areas, this research will be of high interest to the public.
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.
Temporary ponds are essential to biodiversity conservation since they often support a diverse fauna and flora and are important breeding and feeding grounds for birds, amphibians and mammals. Due to their small size and dependence on rainfall for filling and temperature for drying, temporary ponds are highly sensitive to climate change. Here, I focus on key crustacean groups, fairy shrimps and two microscopic crustaceans (Copepoda, Cladocera) and study their diet and position in food webs of temporary ponds. I use a set of temporary pond communities, dominated by the same fairy shrimp species, from Hungary and Austria. I will analyse their food webs especially with regards to the position and role of fairy shrimps and microscopic crustaceans. Growing evidence points to microscopic parasites as key determinants of a host’s diet and I will investigate whether this is also the case for fairy shrimps and microscopic crustaceans. Then, I will simulate natural conditions and possible future scenarios in a large outdoor experimental setup, where I will assess the consequences of increased levels of temperature and clay particles (causing turbidity) on fairy shrimps, their diet and plankton community composition. Finally, I will examine the lipid content of fairy shrimps and microscopic crustaceans to assess their nutritional quality for waterbirds. The results of this project will notably improve our understanding on how the interactions among members of the communities and the effect of environment – also involving the temperature increase due to the climate change – jointly affect the food webs and communities in temporary ponds.
|
|
|
|
|
