Department of Biological Physics (Eötvös Loránd University)
Participants
Oborny, Beáta Pásztor, Erzsébet Szabó, Péter Szilágyi, András Vukov, Jeromos
Starting date
2005-01-01
Closing date
2009-06-30
Funding (in million HUF)
7.797
FTE (full time equivalent)
6.97
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A pályázat alapkérdése a versengés és együttélés, szelekció és sokféleség viszonya úgy ökológiai, mint evolúciós szempontból: ökológiában niche elmélet; evolúcióelméletben fajkeletkezés. Ökológiai eredményeink legfontosabbika a korlátozott hasonlóság modell-független elmélete, amely az együttélés robusztusságát összeköti az együttélő fajok közötti – pontos matematikai értelemben vett – niche szegregációval. Az általános összefüggés konkrét megnyilvánulásait specifikus esetekben vizsgáltuk, a klasszikus Lotka-Volterra versengési modelltől a térben strukturált, illetve időben fluktuáló esetekig. Evolúciós kutatásaink a divergens evolúció lehetőségéről szólnak. Az adaptív dinamika elméletének egy új megalapozását adtuk meg, amely azt a populációdinamikából vezeti le a kis evolúciós lépések feltételezésével. Biológiailag ez a populációreguláció és az adaptív tájkép fogalma összekapcsolásának felel meg és megalapozza a szétágazó evolúció niche-szétválásként való értelmezését. A fajkeletkezési probléma másik oldalát, a reproduktív izoláció létrejöttét egy analitikusan kezelhető minimál-modellben vizsgáltuk. A pályázat eredményeiből 13 nemzetközi publikáció született, amelyek együttes impakt faktora 38.
Results in English
The basic issue of the work, reported here, is the relationship between competition and coexistence; selection and diversity from ecological as well as from evolutionary point of view. In ecology it corresponds to niche theory; in evolutionary theory it is speciation. Our most important ecological result is a model-independent theory of limiting similarity. It connects robustness of coexistence to niche differentiation in a precise mathematical way. We studied the implementations of this general framework in several specific cases from the classical Lotka-Voltarra model to spatially explicit and temporally fluctuating situations. Our evolutionary investigations are concerned about divergent evolution. A new underpinning of adaptive dynamics was introduced: it was derived from the explicitly considered underlying population dynamics with the single assumption of evolution via small steps. From biological point of view it corresponds to establishing a connection between the notions of adaptive landscape and population regulation. The other side of the speciation problem, the emergence of reproductive isolation was studied in an analytically tractable minimal model. We published 13 papers with cumulative impact factor 38.
Pásztor E, Botta-Dukát Z, Czárán T, Magyar G, Meszéna G: Darwini fajképződés és a modern ökológia, Természet Világa (megjelenés alatt), 2009
Meszéna G: Populáció reguláció és niche, Magyar Tudomány, 2005/4, 410., 2005
Meszéna G; Gyllenberg M; Jacobs, FJ; Metz JAJ: Link between population dynamics and dyanamics of Darwinian evolution, Physical Review Letters 95: 078105, 2005
Meszéna G; Gyllenberg M; Pásztor L; Metz JAJ: Competitive exclsion and limiting similarity: a unified theory, Theoretical Population Biology 69: 68-87, 2006
Várkonyi P; Meszéna G; Domokos G: Emergence of asymmetry in evolution, Theoretical Population Biology 70: 63-75, 2006
Szabó P; Meszéna G: Spatial ecological hierachies: Coexistence on heterogeneous landscapes via scale niche diversification, Ecosystems 9: 1009-1016, 2006
Oborny B; Szabó Gy; Meszéna G: Survival of species in patchy landscapes: percolation in space and time, pp. 409-440 in: Storch D; Marquet P; Brown J (eds.) Scaling biodiversity. Cambridge University Press, Cambridge, 2007
Szabó P; Meszéna G: Multi-scale regulated plant community dynamics: mechanisms and implications, Oikos 116: 233-240, 2007
Meszéna G: Ökológia és evolúció fizikus szemmel, Fizikai Szemle, 2008/11 391-395, 2008
Durinx M; Metz JAJ; Meszéna G: Adaptive dynamics for physiologically structured population models, Journal of Mathematical Biology 56: 673-742, 2008
Pennings PS; Kopp M; Meszéna G; Dieckmann U; Hermisson J: An analytically tractable model for competitive speciation, American Naturalist, 171: E44-71, 2008
Szilágyi A; Meszéna G: Two-patch model of spatial niche segregation, Evolutionary Ecology, 23: 187-205, 2009
Barabás G; Meszéna G: When the exception becomes the rule: the disappearance of limiting similarity in the Lotka-Volterra model, Journal of theoretical Biology, 258: 89-94, 2009
Szilágyi A; Meszéna G: Limiting similarity and niche theory for structured populations, Journal of theoretical Biology, 258: 27-37, 2009
Parvinen K; Meszéna G: Disturbance-generated niche-segregation in a structured metapopulation model, Evolutionary Ecology Research 11: 651-666, 2009
Oborny B; Vukov J; Csányi G; Meszéna G.: Metapopulation dynamics across gradients - The relation between colonization and extinction in shaping the range edge, Oikos, in press, 2009
