A kárpát-medencei halfauna funkcionális diverzitás vizsgálata. Elővizsgálatok és adatbázis építés.  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
115801
típus PD
Vezető kutató Takács Péter
magyar cím A kárpát-medencei halfauna funkcionális diverzitás vizsgálata. Elővizsgálatok és adatbázis építés.
Angol cím Functional diversity of the Carpathian fishfauna. Preliminary studies and database development.
magyar kulcsszavak alak analízis, morfometria, guildek
angol kulcsszavak shape analysis, morphometry, guilds
megadott besorolás
Környezeti biológia, ökotoxikológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)50 %
Ortelius tudományág: Édesvízi ökoszisztémák
Hidrobiológia, ökológiai állapotértékelés, alkalmazott ökológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)25 %
Ortelius tudományág: Hidrobiológia
Biodiverzitás, természetvédelmi biológia és genetika, inváziós biológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)25 %
zsűri Ökológia és evolúció
Kutatóhely Balatoni Limnológiai Intézet (Ökológiai Kutatóközpont)
projekt kezdete 2015-09-01
projekt vége 2019-02-28
aktuális összeg (MFt) 10.415
FTE (kutatóév egyenérték) 2.95
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

Tervezett munkáink elsődleges célja egy, a kárpát-medencei vizekben előforduló halfajok funkcionális tulajdonságait tartalmazó adatbázis kialakítása, amely segítségével lehetővé válik a halközösségek működésének eddigieknél részletesebb megismerése. A közösségek funkcionális diverzitásának értékeléséhez az egyes halfajok életmenetét tükröző sajátságok, a táplálkozási és élőhely-használati szokásaik szolgáltathatnak fontos információkat. Ezen információk egy bizonyos része a szakirodalomban hozzáférhető. Ugyanakkor számos, elsősorban morfometriai mérésekkel definiálható jellemvonás megadása is fontos; melyek a vizsgált faj élőhelyi, illetve a táplálkozási preferenciáiról szolgáltatnak információt. A munkánk megvalósításához, az adatbázis létrehozásához számos elővizsgálat szükséges. Egyebek között meg kell határozni a morfológiai elemzésekhez megfelelő módszereket. Tesztelni azok megbízhatóságát és ismételhetőségét. Valamint vizsgálatokkal határozzuk meg, mely morfobélyegek elengedhetetlenül fontosak az egyes halfajoknál a funkcionális csoportokba való besoroláshoz. Ugyancsak tesztelendő a regionális és élőhelyi hatások morfológiai paraméterekre gyakorolt hatása, illetve az egyedfejlődés során bekövetkező életmód-, élőhely- és táplálékváltás hatások okozta morfológiai változások funkcionális diverzitásra gyakorolt hatásai. A megalkotott adatbázis használhatóságának tesztelése után, az adatbázis segítségével az egyes élőhelyeket érő degradációs hatások közösségi kapcsolatokra gyakorolt hatásait fogjuk vizsgálni. A kapott eredményeink ismeretében megfelelőbb javaslatokat lehet majd tenni a vízi élőlénytársulásokat érő negatív hatások mérséklésére.

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.

Alapkérdésként fogalmazható meg, hogy a létrehozni kívánt funkcionális jegyeket tartalmazó adatbázis segítségével jobban megismerhető-e a tanulmányozott halközösségek kapcsolatrendszere; illetve a funkcionális diverzitási értékelések jobban felhasználhatóak-e a közösségeket érő degradációs hatások közösségen belüli kapcsolatrendszereke gyakorolt hatásának kimutatására, mint a jelenleg széles körben elterjedt taxonómiai alapokon nyugvó diverzitási értékelések. Kérdéses továbbá, hogy mely bélyegek azok, melyek nélkülözhetetlenek a magyar halfauna funkcionális diverzitásának megfelelő értékeléséhez. Az adatbázis létrehozásához számos elővizsgálat eredményének ismerete szükséges. Egyebek között választ keresünk arra, hogy mely morfológiai módszer a legmegfelelőbb az adatbázis építéshez. A szakirodalomban nem találtunk részletes infromációkat az egyes morfometriai módszerek megbízhatóságát, és ismételhetőségét illetően, így ezeket a módszereket is tesztelni kell. Nincs adat arról sem, hogy melyek azok a változók, illetve mi az a változó szám, amely még megfelelően jellemzi egy-egy faj morfológfiai adottságait. Kevés információ áll rendelkezésünkre a regionális és élőhelyi, valamint degradációs hatások egyes fajok közösségen belül betöltött szerepére gyakorolt hatásairól, illetve hogy ezek hogyan manifesztálódnak morfológiai jegyekben. Ugyancsak fontos ismernünk, hogy az egyedfejlődés során bekövetkező életmód-, élőhely- és táplálékváltások hogyan határozzák, illetve változtatják meg egyazon faj különböző korosztályainak közösségen belüli funkcionális helyzetét, és hogy ezek bírnak-e olyan jelentőséggel, hogy figyelembe vegyük őket a funkcionális diverzitás meghatározásánál.

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!

Kutatásunk alapkutatás, számos alkalmazott vonatkozású eredménnyel. A hagyományos, taxonómiai alapú diverzitás értékelések az egyes élőlénytársulások faji sokféleségéről (alfa diverzitás), illetve a társulásokban előforduló egyes fajok részarányáról (béta diverzitási értékszámok) adnak információkat. Az élőlénytársulásokon belüli kapcsolatrendszereket, illetve, hogy melyik élőlény milyen szerepet játszik a területen megtalálható élőlénycsoportok kapcsolatrendszerében viszont kevéssé, vagy egyáltalán nem jellemzik. Holott a társulások, nem egymás mellett élő, egymással szoros kapcsolatban álló entitások rendszere. A kidolgozni kívánt adatbázissal, illetve a funkcionális diverzitási alapú értékelés a hal közösségökológiai vizsgálatokba való bevezetésével véleményünk szerint jobban átláthatóvá, illetve jobban érthetővé válnak egy-egy élőhely haltársulásainak működése és a közösséget alkotó halfajok közötti kapcsolatrendszer. Végső soron a vízi élőlényközösségek hosszú távú megőrzése is könnyebbé válik. Bizonyos környezetvédelmi beavatkozások, az élőhely-rekonstrukciós, rehabilitációs, kreációs munkák során lehetőségünk nyílik majd természetesebb és életképesebb halfauna kialakítására a rehabilitált területeken. Véleményünk szerint a kapott információk segítségével az agresszíven terjedő adventív halfajok ökoszisztémákra gyakorolt negatív hatásait is jelentősen mérsékelni lehet.

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 adófizetők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI számára.

Az utóbbi évtizedekben a közösség ökológiai vizsgálatok között mind nagyobb számban találunk olyanokat, melyek az egyes területek élőlényközösségeit nem faji összetételük, hanem a társulásokat alkotó fajok közösségben betöltött szerepük, funkcióik alapján értékelik. Mivel a funkcionális szempontú diverzitás értékelések széleskörűbb és használhatóbb információkat adnak a hagyományos faj alapú diverzitás érékelésnél, így jobban felhasználhatók természetvédelmi célú beavatkozásoknál, különösen azoknál, amelyeknél a cél egy egészséges és jól működő új ökoszisztéma létrahozása. Jelen munkánk célja, hogy a magyar halfaunát alkotó fajokat élőlénytársulásokban betöltött szerepük alapján funkcionális csoportokba soroljuk. A halfauna funkcionális diverzitásának értékeléséhez a halfajok életmenetét tükröző sajátságok, valamint a táplálkozási és élőhely használati szokásaik szolgáltathatnak fontos információkat. Ezek az információk egy része a szakirodalmakban hozzáférhető. Ugyanakkor számos testalak mérésekkel meghatározható jellemvonás megadása is szükséges melyek a vizsgált faj élőhelyi, illetve a táplálkozási preferenciáiról szolgáltatnak információt. Ezekből a jegyekből egy adatbázist tervezünk létrehozni. Az egyes halfajok közösségben betöltött szerepek elemzése véleményünk szerint sokkal célravezetőbb, sokkal több információt szolgáltat a vizes élőhelyek hosszútávú megőrzéséhez, mintha pusztán csak a területen előforduló fajok számát vagy azok százalékos előfordulási valószínűségét elemeznénk..
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

Based on literature data describing the complexity and health of a community is much more effective if we characterize it by functional diversity of the species forming it than using the traditional taxonomical based diversity metrics. Whereas there is no eligible database about functional traits of the Carpathian fish species, our principal goal is to establish one containing wide range of functional characteristics suitable for functional diversity computations. Since many publications dealing with the fish fauna of this area, a lot of information is available about their habitat use, spawning, and dietary preferences, etc. If the available data is systematized, it may serve as the fundamental of the database. At the same time, there is only little information about morphometric features of these species, although these physical variables may call attention to certain ecological needs and show the role of the species in the fish community. To obtain suitable information from morphometric traits additional methodology surveys are needed. Similarly we have to take into consideration the effect of regional and habitat features on the morphometric traits, moreover little is known about how the ontogenic lifestyle, habitat and feeding strategy changes affect the morphometric traits used to specify the species functional in the community. After testing the applicability of the database by comparing these results with the traditional diversity computations, we plan to use functional diversity analyses to reveal how different negative effects (habitat degradation, invasive species, etc.) change the within community contacts.

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.

The fundamental question of our work: How will the planned database containing functional trait data of the Carpathian fish fauna be appropriate to characterize the functional diversity of the fish communities studied? Is the computation using the data of the newly developed database produce more reliable results, than the traditional taxonomic based diversity calculations? To obtain suitable information from morphometric traits to build in the database, additional surveys are needed. Among others we have to designate e.g. which morphometric method (traditional or shape analysis) is suitable to obtain these functional traits. How the different methods used effect on the quality of morphometric data (reliability, repeatability, etc.)? Moreover what are the most important morphometric parameters to be recorded, and how many individuals are needed for these studies. Some additional studies will be carried out to shed light on how the function of the studied species may be transformed in community during the ontogeny due to the specific diet composition and habitat preference changes. And finally little is known about how morphometric features can be changed because of regional differences or because of habitat degradation effects, moreover how these variables influence the function of the species within the community at all.

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.

This project is a basic research with important applied implications. As a result of this project we can offer information about the Carpathian fish fauna for the better understanding of the organization of freshwater fish communities and the role of environmental factors in formulation of functional traits of fish species living in this region. Based on literature data it is suggested that the metrics derived from functional traits will be usable tools for detecting changes in diversity and structure of communities. Moreover it is supposed, that trait based view of community diversity will much more informative than the traditional, taxonomic based diversity indices, especially in those cases when degradation effect have caused only slight changes yet. Analysis of fish community structure of fish stocks living in natural and degraded habitats using these newly defined traits may help to explore the mechanisms of degradation effects. Thus, measuring and understanding functional trait diversity we can make better conservation and restoration decisions. Results of the additional studies, beside their help in database establishment can produce important information in themselves, which information can be used for other ecological studies. Results derived from functional diversity analyses using the database can improve our knowledge on fish community structure and may increase the success of the further conservation acts planned on aquatic ecosystems. Moreover our results may help to moderate the negative influences of invasive fish species or habitat degradations on fish community structure in the Carpathian Basin.

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 NKFI in order to inform decision-makers, media, and the taxpayers.

It is well known that physical appearance and behavior of each species reflects to its habitat preference, feeding habits, etc., thus indicate its role in the community. But the use of the functional traits of the certain species to define the complexity or health of communities has expanded only in recent years in the ichthyologic studies. Literature data show that use of functional diversity metrics computed from functional traits is much appropriate to describe the functioning of the communities, in fact to detect changes in the structure of communities than the traditionally used species richness and other metrics based on relative abundance data (e.g. diversity indices). Additionally in many cases the taxonomic position of a certain species is unclear (e.g. the frequent Carpathian gudgeon species) therefore the taxonomic based diversity computing may easily produce false data. The aim of this project is to establish a database containing the functional trait data of all Carpathian fish species. To establish and the employable database some investigations are needed: to estimate the minimum number of morphometric variables and specimens, to determinate the appropriate morphometric method and to characterize the morphometric traits. Using this database functional diversity of the communities can be determined. Analysis of community structure of fish stocks living in degraded or natural habitats using these newly defined traits may help to explore the mechanisms of degradation effects on community level. Thus by using functional trait diversity, we can make better conservation and restoration decisions in the future.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A pályázatomban létrehoztam a Kárpát-medencében honos halfajok fukcionális trait adatbázisát, illetve a teszteltem a funkcionális trait alapú diverzitásértékelések érzékenységét is. Emellett, mivel a trait adatbázis alapját főleg morfometriai módszerekkel gyűjtött adatok képzik, így a használni kívánt morfometriai módszerek használhatóságának vizsgálatát is elvégeztem. A metodikai vizsgálatok eredményeit azt mutatták, hogy az ugyanazon testfélről készült fotók „geometriai” módszerrel végzett adatfelvételei jobban reprodukálhatók és ismételhetők, valamint kevésbé terheltek a mérő hatásával. Ugyanakkor a klasszikus távolság alapú és a geometriai módszerek kriptikus entitások elkülönítésére egyaránt jól felhasználhatók, illetve távolságalapú módszer esetében a mért változók száma jelentősen csökkenthető. Ezen információk felhasználásával hoztuk létre a jelenleg 78 faj, 42 morfometriai bélyegéből képzett 15 trait adatát tartalmazó adatbázist. A trait alapú minősítés teszteléséhez egy országos léptékű adatbázist hoztam létre. Melynek adatsorait elsősorban idegenhonos-őshonos relációban klasszikus és funkcionális trait alapú módszerekkel elemeztem. Vizsgálataim eredményeit nyolc közleményben (ebből 4 SCI) és 11 konferencia előadásban mutattam be.
kutatási eredmények (angolul)
In this proposal, I compiled the functional trait database of Carpathian fish species morover the sensitivity of the functional trait based diversity computations was tested and compared with the traditionaly used diversity indices. Besides, since as the functional trait database built up mainly from morphometric data, I tested the usability of the morphometric methods widely used in fish biology. Results of these methodological studies (e.g. the photos taken from strictly the same bodyside is better employable for morphometric analyses than the "direct" measurement on the body of the investigated fish individuals, moreover the number of the measured morphometric features can be considerably reduced) were used in the compilation of the tarit database. We compiled a database containing 15 functional traits (derived from 42 morphometric features) of 78 Carpathian fish species. Moreover for the usability testing of the trait diversity computation a fish faunistic database containing 767 sites' fish faunistic data was assembled. This fish faunistic database were analyzed from various aspect, especially in native-non native relations. My results were published in eight scientific publication (which from four is SCI) and eleven oral and poster presentation was made in Hungarian and international conferences also.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=115801
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Takács P, Ferincz Á, Staszny Á, Vitál Z: Effect of bodyside-specific data processing on the results of fish morphometric studies, FUNDAMENTAL AND APPLIED LIMNOLOGY 192 : 2 pp. 137-144. , 8 p. (2018), 2018
Takács P, Ács A, Bánó B, Czeglédi I, Csaba J, Erős T, Fésűs-Móré M, Preiszner B, Staszny Á, Vitál Z, Weiperth A, Ferincz Á: “Invasion in progress”: first occurrence and spread of river nerite (Theodoxus fluviatilis, L. 1758) in the largest Central European shallow lake, Lake Balaton, Hungary, BIOINVASIONS RECORDS 8(2): 273-280., 2019
Takács P, Vitál Z, Ferincz Á, Staszny Á: Repeatability, Reproducibility, Separative Power and Subjectivity of Different Fish Morphometric Analysis Methods, PLoS ONE, 2016
Takács P, Czeglédi I, Ferincz Á, Sály P, Specziár A, Vitál Z, Weipert A, Erős T: Halállományok fajgazdagsága és a védett halfajok elterjedés-mintázata magyarországi vízfolyásokban = The species richness of fish stocks and the distribution of protected fish species in the Hungarian river system, HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 98: 86-90., 2018
Takács P, Czeglédi I, Ferincz Á, Sály P, Specziár A, Vitál Z, Weiperth A, Erős T: Non-native fish species in Hungarian waters: historical overview, potential sources and recent trends in their distribution., HYDROBIOLOGIA 795:1-22., 2017
Ferincz Á, Staszny Á, Takács P, Weiperth A, Urbányi B, Paulovits G, Vilizzi L, Copp GH 780:(1) pp. 85-97. (2016): Risk assessment of non-native fishes in the catchment of the largest Central-European shallow lake (Lake Balaton, Hungary), Hydrobiologia, 2016
Takács P, Bánó B, Czeglédi I, Ferincz Á, Kern B, Preiszner B, Staszny Á, Vitál Z, Weiperth A, Erős T: Hány csukafaj él a Kárpát-medencében? = How many Pike (Esox) species live in the Carpathian Basin?, PISCES HUNGARICI 12: 67-70., 2018
Takács P: Megjegyzések a Magyarországon előforduló, Gobio genusba tartozó küllők taxonómiai helyzetével és névhasználatával kapcsolatban = Notes on the taxonomic position and naming problems of the Hungarian stream dwelling gudgeons (Gobio), PISCES HUNGARICI 12: 63-66., 2018
Takács P, Czeglédi I, Ferincz Á, Sály P, Specziár A, Vitál Z, Weiperth A, Erős T: Idegenhonos halfajok Magyarországon és a Balaton vízgyűjtőjén; történeti áttekintés és recens elterjedés mintázatok, ECOLOGY OF LAKE BALATON / A BALATON ÖKOLÓGIÁJA 4: 1-23., 2017




vissza »