Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola
Állandó link (URI) ehhez a gyűjteményhez
Természettudományi Kar
Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola
(vezető: Dr. Tóthmérész Béla)
Természettudományi doktori tanács
D
tudományágak:
- biológiai tudományok
- környezettudományok
Doktori programok:
- Biodiverzitás
(programvezető Dr. Barta Zoltán) - Biológia
(programvezető Dr. Sipiczki Mátyás) - Biotechnológia
(programvezető: Dr. Pócsi István) - Hidrobiológia
(programvezető Dr. Dévai György) - Alkalmazott ökológia
(programvezető Dr. Magura Tibor) - Kvantitatív és terresztris ökológia
(programvezető: Dr. Tóthmérész Béla)
Böngészés
Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola Megjelenés dátuma szerinti böngészés
Megjelenítve 1 - 20 (Összesen 244)
Találat egy oldalon
Rendezési lehetőségek
Tétel Szabadon hozzáférhető Szarvasmarhák szelektív legelésének gyepvegetációra gyakorolt hatásaiBalogh, Nóra; Kelemen, András; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Biológiai és Ökológiai Intézet, Ökológiai TanszékA legelők megfelelő minőségének hosszútávú fenntartása szempontjából fontos ismernünk az elfogyasztott biomassza mennyiségét és az állatok legeléspreferenciáját. Kutatásunkban rétsztyeppeken vizsgáltuk a fitomassza frakciók fogyását és azt, hogy milyen tulajdonságokkal rendelkező növényeket kedvelnek a szarvasmarhák. A legelő állatok a mohát és az avart csak kis mértékben fogyasztották, ezzel szemben az élő biomassza 65%-át elfogyasztották, a kétszikűeket és az egyszikűeket hasonló arányban. Két levéltulajdonság mutatott szignifikáns összefüggést a legeléspreferenciával: a nagyobb fajlagos levélterületű és a magasabb nitrogén tartalmú fajokat kedvelték leginkább. Eredményeink alapján látható, hogy a legeltetéssel való területkezelés hosszú távú tervezését segíti a növényzet biomasszájának mérése, illetve a növények tápértékének becslése, amelynek jó indikátora néhány egyszerűen mérhető növényi tulajdonság, mint amilyen a fajlagos levélterület. Második kutatási témámban legelés hatására megnyilvánuló sűrűségfüggő facilitáció hatását vizsgáltuk az orvosi ziliz (Althaea officinalis) sűrűséggradiense mentén, amelyet a legelő állatok nem preferálnak. Tanulmányunk során az orvosi ziliz tömegességi gradiense mentén vizsgáltuk a fajgazdagságot és a fajok virágzási sikerét kiskunsági legeltetett rétsztyeppeken. Kimutattuk, hogy a fajgazdagság és a virágzási siker is egycsúcsú görbével (humped-back mintázat) írható le a növekvő zilizborítás mentén illetve hogy az orvosi ziliz hatása abundancia-függő. Eredményeink alapján látható, hogy az orvosi ziliz teljes visszaszorítása nem szükséges, mert amíg alacsony a borítása, addig természetvédelmi szempontból nincs káros hatása, bár gazdasági szempontból ilyen lehet a legelő minőségének kismértékű romlása.In order to maintain the long term functioning of pastures it is important to gather information about the amount of consumed biomass and the dietary choice of the grazers. In the first study related to grazing preference, we examined the grazing loss of each biomass fraction and the grazing preference of the grazing animals in species-rich meadows grazed by cattle. The consumption of the litter and moss biomass was negligible, while the reduction of the live biomass of vascular plants was 65%. Cattle consumed species characterized by high specific leaf area and high nitrogen content. Based on our results we emphasize that, the livestock carrying capacity of an area and the long-term management of grasslands can be carefully planned based on biomass measurements and the nutritional value of plants, which is well indicated by some easily measurable plant properties such as specific leaf area of species. In the second study, we examined the effect of density-dependent facilitation on grazing along the density gradient of a common, native unpalatable species (Althaea officinalis). In the research, we examined species richness, species flowering success (flowering species number, flowering shoot number) along a density gradient of Althaea officinalis. We have shown the relationships between the Althaea cover and both the number of flowering shoots and species richness were unimodal, indicating a humped-back pattern of facilitation along the density gradient of the benefactor, and the effect of Althaea officinalis is density-dependent. Based on our results, it can be said that it is not necessary to completely eradicate Althaea on pastures, because as long as its cover is low, it has no detrimental effect from a nature conservation point of view, although from an economic point of view there may be a slight deterioration of pasture quality.Tétel Szabadon hozzáférhető Parental care in a beetle species: Roles and investmentsLévai-Kiss, Johanna; Barta, Zoltán; Kiss, Johanna; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Biológiai és Ökológiai Intézet::Evolúciós Állattani és Humánbiológiai TanszékAz utódgondozó viselkedésformák diverzitásának megértése érdekes betekintést nyújthat az utódgondozás evolúciójába. Továbbá, az utódgondozást potenciálisan alakító ökológiai, szociális és evolúciós tényezők feltárása hozzájárulhat az evolúciót mozgató, mögöttes mechanizmusok megértéséhez. Törekedve arra, hogy a kétszülős utódgondozásról, valamint az azt formáló különböző faktorokról átfogóbb képet kaphassunk bogarak esetében, doktori képzésem során egy több szempontból is unikális bogárfaj, a nagyfejű csajkó (Lethrus apterus) szaporodási és utódgondozási rendszerét vizsgáltam. Terepi megfigyeléseket, kísérleteket 3 helyszínen végeztük, Debrecen, Dorogháza, Ózd-Susa települések mellett. Terepi megfigyeléseink elsődleges célja volt, hogy tisztázzuk a szülők szerepeit az utódgondozás során, illetve tisztázzuk hogy egyes szülők hogyan járulnak hozzá az utódok túléléséhez, reprodukciós sikerhez. Ehhez a hímek és nőstények mozgásmintázatának és aktivitásának összehasonlítását végeztük el talajcsapdázást alkalmazva, valamint kamerák segítségével rögzítettük az egyedek felszíni viselkedését a fészkeknél. A hímek hatását a reproduktív sikerre hím eltávolításos kísérlettel kívántuk felmérni, valamint a fészkek reprodukciós sikerének becslésére a vizsgált fészkeket kiástuk, meghatároztuk az utódszámot, valamit a sikertelen reprodukciós események számát az üres kamrabölcsők számának alapján. Másodsorban, a hímeknél megfigyelt 3 morfotípussal (kicsi, közepes, nagy) kapcsolatban feltételeztük, hogy a különböző morfotípusok eltérő párzási taktikákat alkalmaznak, hiszen a párzási lehetőségekért zajló versenyben eltérő esélyekkel és lehetőségekkel vesznek részt. Ez feltehetően a területhasználatukban és mozgás mintázatukban, illetve az ezekben észlelhető különbségekben is tükröződik. Ennek vizsgálatára fogás-jelölés-visszafogás módszert alkalmaztunk. Harmadsorban, az ivarok szaporodásban betöltött szerepét vizsgálva felkeltette érdeklődésünket a reproduktív befektetés és az önfenntartás, azaz az immunitás közötti kapcsolat. Pontosabban, az immunkapacitás, a reproduktív befektetések, az ivar, a testméret, parazita terhelés és a szezonalitás közötti bonyolult kapcsolatrendszert vizsgáltuk, különböző testméretű nőstényeken és hímeken végzett enkapszulációs tesztek és a hemolimfa baktérium növekedésgátló kapacitásának meghatározásával, valamint a reproduktív szövetek mérése révén. Ez a vizsgálat a szaporodási időszak mind korai, mind késői szakaszára egyaránt kiterjedt. Eredményeink alapján az ivarok között szigorú feladatspecializáció van jelen az utódgondozás során, a nőstények elsődlegesen a lárvák táplálékának összegyűjtésében, feldolgozásában és elhelyezésében játszanak szerepet, ez tükröződik a nőstények kis területen, nagy frekvenciával történő mozgásában. A hímek fő feladata az aktív párkeresésen felül a fészek őrzése a behatolókkal szemben, ennek megfelelően nagy távolságokat tesznek meg és kis frekvenciával mozognak. Továbbá, a hímek igen gyakran cserélődtek a fészkeknél, ami alapján a nőstények többször és különböző hímekkel párzanak a szaporodási szezon során; feltehetőleg szekvenális poligínia a nagyfejű csajkóra jellemző szaporodási rendszer. Morfotípusok területhasználatának, mozgásmintázatának összevetésekor különbséget találtunk a változatok között: A kis hímek lokalizáltabb mozgása, illetve a két megfogás között általuk megtett távolságok csökkenő tendenciája a szezon előre haladtával besurranó taktikát sejtet, ezzel szemben a közepes méretű hímek által megtett távolságok egyre növekvő tendenciája a szezon során „disperser” taktikára utal. A nagy hímek konzisztensen ugyanakkora távolságokat tettek meg a megfogások között, a tradicionális fészekőrző taktikát tükrözve. Végezetül, eredményeink alapján, a nagyfejű csajkó esetében, az erőforrások immunitásba és szaporodásba történő allokációja függ a kondíciótól, illetve befolyásolja az atkafertőzöttség mértéke és a szezonalitás is. A nőstények nagyobb antimikrobiális kapacitást mutatnak, míg az enkapszulációs válasz nem különbözik szignifikánsan a nemek között, azonban kondíciófüggő. Mind a nőstényeknél, mind a hímeknél a testméret és a szezonalitás befolyásolta a reproduktív befektetést. Understanding the diversity of offspring care behaviours can provide intriguing insights into the evolution of offspring care. Furthermore, exploring the ecological, social, and evolutionary factors that potentially shape offspring care can contribute to understanding the underlying mechanisms that drive evolution. To gain a more comprehensive understanding of biparental offspring care and the various factors that shape it in beetles, my PhD research investigated the reproductive and offspring care systems of a species of beetle that is unique in several respects, the large-headed chafer (Lethrus apterus). Field observations and experiments were conducted at three locations near Debrecen, Dorogháza, and Ózd-Susa. The primary objective of our field observations was to clarify the roles of parents in offspring care and to understand how individual parents contribute to offspring survival and reproductive success. To achieve this, we compared the movement patterns and activity of males and females using pitfall-trapping and recorded the above-ground behaviour of individuals at nests using cameras. We aimed to assess the impact of males on reproductive success through a male removal experiment and estimated the reproductive success of nests by excavating them, determining the number of offspring, and assessing the number of failed reproductive events based on the number of empty brood chambers. Secondly, for the three observed male morphotypes (small, medium, large), we hypothesised that different morphotypes would employ different mating tactics due to varying opportunities in the competition for mating. This was assumed to be reflected in their space use and movements, as well as differences in these patterns. We used a capture-mark-resight method to investigate this. Thirdly, we were interested in the relationship between reproductive investment and self-preservation, i.e., immunity, when studying the role of sexes in reproduction. Specifically, we explored the complex relationships between immune capacity, reproductive investments, sex, body size, parasite load, and seasonality by conducting encapsulation tests on females and males of different body sizes, determining the bacterium growth inhibitory capacity of hemolymph, and measuring reproductive tissues. This study covered both the early and late stages of the reproductive period. Based on our results, strict task specialization exists among the sexes during offspring care, with females primarily involved in collecting, processing, and depositing larval food, as reflected in the high-frequency movements of females in smaller areas. The main role of males, in addition to actively seeking mates, is to guard the nest against intruders, and they move accordingly over long distances and with low frequency. Furthermore, males are frequently replaced at nests, suggesting that females mate multiple times with different males during the breeding season; presumably, sequential polygyny characterises the reproductive system of L. apterus. When comparing territorial use and movement patterns among morphotypic variants, differences were found: the localised movements of small males and the decreasing trend in the distances they travelled between two captures as the season progressed suggests a sneaking tactic, while the increasing trend in the distances covered by medium-sized males during the season indicated a disperser tactic. Large males consistently travelled almost the same distance between captures, reflecting traditional nest-guarding tactics. Finally, our results suggest that resource allocation to immunity and reproduction in L. apterus depends on the condition and is influenced by the level of mite load and seasonality. Females exhibit higher antimicrobial capacity, while the encapsulation response does not significantly differ between sexes but is condition-dependent. In both females and males, body size and seasonality influenced reproductive investment.Tétel Szabadon hozzáférhető A cserjeszint hosszú távú strukturális változásai egy cseres-tölgyes erdőben Magyarországon (Síkfőkút ILTER)Misik, Tamás; Tóthmérész, Béla; Kárász, Imre; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Ökológiai TanszékAz erőteljes tölgypusztulás ellenére a cserjeszint fajszáma és fajösszetétele az elmúlt 40 év során nem változott lényegesen a síkfőkúti cseres-tölgyes erdőben. A cserjeszint domináns fásszárú fajainak (Acer campestre, Acer tataricum, Cornus mas) átlagos magassága és hajtásvastagsága szignifikánsan emelkedett. Ez eredményezte egy új, második lombkoronaszint kialakulását 8,0–13,0 m között. Az erdő a tölgyek kidőlésével együttjáró lombveszteséget nem tudta a cserjeszint lombborítás arányának szignifikáns növelésével pótolni. A cserjeszint 4 meghatározó faja közül csupán az Acer campestre átlagos lombja növekedett szignifikánsan. A tölgyfák denzitásának csökkenése szignifikánsan csökkentette a cserjeközösség és az alacsony cserjék diverzitási és egyenletességi index értékeit.Tétel Szabadon hozzáférhető Variations in plumage structure as a function of the environmental conditions and flight style of birdsOsváth, Gergely; Lendvai, Ádám; Juhász-Nagy Pál doktori iskolaA tollak növekedését és eredetét tanulmányozó számos vizsgálat ellenére a tollakat alkotó strukturális elemek fajok közötti változatosságáról, ennek aerodinamikai, ökológiai és evolúciós hátteréről kevés információ áll rendelkezésünkre. A disszertációmban bemutatott vizsgálatok célja az volt, hogy feltárja a madarak tollazatában megfigyelhető strukturális változatosságot, és ezek kapcsolatát a madarak eltérő ökológiai- és életmenet-jellegeivel, lehetséges adaptációk után kutatva.Tétel Szabadon hozzáférhető Nehézfémekkel szennyezett talajok fitoremediációjának vizsgálataTőzsér, Dávid; Kundrát-Simon, Edina; Tőzsér, Dávid; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Biológiai és Ökológiai IntézetFűz fajok fitoextrakciós potenciáljának metaanalízises vizsgálata során a Cd, Pb és Zn felhalmozódását tanulmányoztuk 9 különböző faj gyökér, szár, ág és levél növényi részeiben. A szennyezett területen tenyésző egyedek az elemeket szignifikánsan nagyobb koncentrációban halmozták fel, mint a szennyezetlen területen lévők. Az elemek koncentrációja a növényi részek között szignifikánsan különbözött. A fűz fajok a Cd (ágak, levelek), Pb (gyökerek, ágak) és Zn (ágak) esetében is sikeres akkumulátornak bizonyultak. A Cd (ágak, levelek) és Zn (ágak) koncentrációjában szignifikáns növekedés jelentkezett a telepítéstől számított 36. hónapig. Szennyvíziszappal terhelt területen tenyésző kosárfonó fűz (Salix viminalis) gyökereinek és leveleinek elemakkumulációs (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr és Zn) képességét vizsgálva megállapítottuk, hogy a növényi részek elemkoncentrációi általánosan kicsik voltak. A gyökerekben a legmagasabb BCF értékek a Mn, Cu, Fe és Zn, míg a levelekben a Cd és Zn esetén jelentkeztek. A TF értékek a Mn, Cd, Sr és Zn esetén voltak a legmagasabbak. A fák egészségi állapota az erősen szennyezett területrészen volt a legkedvezőtlenebb, mely jelenségért az Al, Ca, K, Mg, Ni, Sr és Zn volt felelős. Fehér libatop (Chenopodium album) és a kaporlevelű ebszékfű (Tripleurospermum inodorum) elemakkumulációját (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr és Zn) vizsgálva szignifikáns korrelációt találtunk a talajminták és a növényminták elemkoncentrációja között. Az elemakkumulációs potenciál mindkét faj esetében alacsony volt (BAF és BCF<1). Az elemek gyökerekből levelekbe történő transzlokációja több esetben is igen intenzív volt; a fehér libatop fajnál a Fe, Mn, Ba, Cu, Ni, Pb, Sr és Zn, míg a kaporlevelű ebszékfű fajnál a Fe, Mn, Ni, Sr és Zn elemeknél. We reviewed the literature reporting the element accumulation potential in plant parts of Salix species by yielding data from previous relevant publications (meta-analysis). We found higher plant concentrations of Cd, Pb and Zn in contaminated areas than in uncontaminated areas. Concentrations of elements were found to be significantly different among plant parts. We showed that willows are prosperous accumulators of Cd (twigs, leaves), Pb (roots, twigs) and Zn (twigs). Additionally, we also confirmed that willow species have temporally changing element concentrations: Cd (twigs, leaves) and Zn (twigs) concentrations were found to be significantly increased by the 36th month of exposure. We investigated the element (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr and Zn) accumulation potential of Salix viminalis (Basket willow). It was found that element concentrations in roots and leaves were generally low. The highest BCF values were demonstrated for Fe, Mn, Cu and Zn in roots, and for Cd and Zn in leaves. The highest TF values were found for Mn, Cd, Sr and Zn. Tree condition was influenced by concentrations of Al, Ca, K, Mg, Ni, Sr and Zn. We studied the element (Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr and Zn) accumulation potential of two weed species (C. album and T. inodorum) by moderate to strong soil contamination. We found significant correlation in element concentration between soil and plant samples. Element accumulation potential was low in the cases of both species; BAF and BCF values were very low (<1) for all the plant parts. Translocation potential was very good in the cases of several elements. TF values were higher than 1 for Fe, Mn, Ba, Cu, Mn, Ni, Pb, Sr and Zn in C. album, and for Fe, Mn, Ni, Sr and Zn in T. inodorum.Tétel Szabadon hozzáférhető Study On Horseradish (Armoracia Rusticana) Essential Oil And Comparison With The Related Species – Debreceni Horseradish (Armoracia Macrocarpa).Nguyen, Minh Nhat; Vasas, Gábor; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Department of BotanyArmoracia rusticana G. Gaertn., B. Mey. & Scherb. (commonly known as horseradish) is well known for the irritating, pungent smell and bitter taste. In Hungary, horseradish has been cultivated and used extensively in food industry, as well as in traditional medicine. Characteristic smell, taste and possible pharmacological effects comes from the plant' s essential oil. Developing essential oil extracting technology is not only proved to be useful for economical purpose, but also for scientific research due to the high content of isothiocyanate, a potential anti-carcinogenic agent present in the essential oil. Therefore, this study starts with the development of oil extracting technology, first in laboratory-scaled and then medium-scaled distillation. The efficiency of the new technology is taken under investigation by examining the yield of extracted oil, the completion of extraction process and the quality (content) of essential oil. Although there have been studies on horseradish’s isothiocyanates content, at the moment of this study, there has been no analytical investigation on neither isothiocyanate, glucosinolate profile nor the enzymatic activities in horseradish cultivated in Hungary. The analytical study starts with gas chromatography and mass spectrometry analysis on horseradish essential oil in order to reveal the full profile of horseradish isothiocyanates, which was compared to data collected from literature after for checking the quality of the extracted oil. The second part of the analytical study concentrates on development of the novel capillary electrophoresis method for instantly separation and detection of isothiocyanates and their parent molecules (glucosinolates) as well as revealing activity of myrosinase enzyme on the conversion of glucosinolates into isothiocyanate. Armoracia macrocarpa (Waldst. & Kit.) Baumg. or Debreceni horseradish, is the relative species of Armoracia rusticana. Debreceni horseradish has been used for condiment purpose and known as “sweet radish”. Unlike its famous relative, there is neither information on Armoracia macrocarpa' s phytochemistry, anatomical structure nor enzymatic activities. The final part of this study gives the comparison on glucosinolate contents (by liquid chromatography and mass spectrometry), anatomical structure (by cross sections) and enzymatic activities (by gel electrophoresis and spectrophotometry) between Armoracia rusticana and Armoracia macrocarpa.Tétel Szabadon hozzáférhető Environmental factors shaping the variability of amphibian chemical defencesÜveges, Bálint; Hettyey, Attila; Juhász-Nagy Pál doktori iskolaA fenotípusos plaszticitás, tehát a genotípus azon képessége, hogy különböző környezetekben különböző fenotípusokat hozzon létre, általánosan elterjedt az élővilágban. Jól ismert, hogy az élőlények módosíthatják viselkedésüket, morfológiájukat és különböző életmenet jellemzőiket ily módon, hogy a környezet kihívásaihoz alkalmazkodjanak. A fajok közötti interakció egy, ökológiailag és evolúciósan is fontos adaptációja a mérgező anyagok felhalmozása és használata, amely ugyancsak széleskörűen elterjedt az élet összes doménjéban. Kémiai védekezésnek nevezzük, ha az élőlények az ilyen anyagokat önvédelemre használják fel ragadozók vagy más biotikus környezeti faktorok ellen. Az azonban ritkán kutatott jelenség, hogy az állatok képesek-e környezeti veszélyekre plasztikusan reagálni a méreganyagaik szintézisének fokozásával vagy azok szelektív kifejezésével. Ebben a disszertációban azt vizsgálom, hogy a barna varangy (Bufo bufo) ebihalai képesek-e különböző környezeti hatásokra főbb méreganyagaik, a bufadienolidok fokozott termelésével válaszolni. Azért, hogy tanulmányozzam ezt a kérdést, laboratóriumi és mezokozmosz kísérleteket végeztem az ebihalakkal, melyekben manipuláltam a ragadozók, a rájuk utaló ingerek, illetve versenytársak jelenlétét. Bizonyítom, hogy a varangyok már korai fejlődési stádiumaiktól kezdve képesek a bufadienolidok aktív termelésére, valamint, hogy csökkentett táplálékmennyiség, illetve versenytársak és ragadozók jelenléte plasztikus kémiai védekezést vált ki az ebihalakban. Tárgyalom e jelenség ökológiai és evolúciós vonatkozásait is.Tétel Szabadon hozzáférhető Zöld mikroalgák sótoleranciája és sótalanító képességeFigler, Aida; Bácsi, István; Juhász-Nagy Pál Doktori Iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Biológiai és Ökológiai intézet; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Hidrobiológiai TanszékGlobális szinten az egyik legfontosabb környezeti probléma, hogy világszerte csökken az édesvízkészletek mennyisége, valamint azok minősége fokozatosan romlik. A minőség romlásához egyre inkább hozzájárul a nagy sótartalmú szennyvizek növekvő mennyisége, amelyek előkezelés nélkül sem a felszíni vizekbe, sem az általános szennyvíztisztító rendszerekbe nem vezethetők be. Számos tanulmány kimutatta már, hogy a mikroalgák megfelelően alkalmazhatók különböző eredetű szennyvizek kezelésére, képesek eltávolítani a szennyezőanyagok széles skáláját, illetve egyes mikroalgák még a víz sótartalmát is képesek tolerálni, vagy akár csökkenteni azt. Algákkal történő szennyvíztisztítás során a tápanyagok optimálistól eltérő mennyisége és aránya gátolhatja a folyamat hatékonyságát, emiatt mindenképpen szükséges a megfelelő arányok és mennyiségek meghatározása az eredményes szennyvíztisztítás érdekében. Az antropogén hatások mellett a klímaváltozás okozta fokozott párolgás és az ebből adódó kiszáradás is hozzájárul a természetes vizek betöményedéséhez, melyhez az élőlények számos módon alkalmazkodhatnak. Az algák több csoportja körében gyakori a nem mozgékony ciszták kialakítása. Az ilyen algafajok cisztásodási folyamatainak és azok indukálási lehetőségeinek vizsgálata hozzájárulhat a cisztásodás folyamatának általános megértéséhez, ezzel segítve az előrejelzését annak, hogy a globális környezeti hatások milyen változási irányokat okozhatnak a fitoplankton közösségekben. A doktori munka során megvizsgáltuk 9 édesvízi faj sótoleranciáját és sótalanító képességét, amely során bebizonyosodott, hogy a változatos élőhelyeken előforduló, közönséges zöldalgák képesek csökkenteni a közeg sótartalmát és általánosságban széles só-toleranciával jellemezhetők, sótűrőnek tekinthetők. A megfelelő tápanyagtartalommal és arányokkal foglalkozó további kísérleteink során meghatároztuk, hogy a nagy tápanyagtartalom kedvezően befolyásolja a kloridfelhalmozást és a sótoleranciát, valamint a nagy N:P arány kedvez a hatékony foszfát-eltávolításnak. A munkánk utolsó szakaszában a szalinitás hatásait vizsgáltuk egy cisztaképző alga, a Haematococcus pluvialis életciklusára, amely során igazoltuk, hogy a NaCl hozzáadásával növelt szalinitás az általános védelmi mechanizmusokat indukálja, megindul a cisztaképzés és az astaxanthin-felhalmozás. Továbbá az eredmények alapján elmondható, hogy a növekvő szalinitás mellett a nitrát és a foszfát gyors kimerülése, valamint a térfogatcsökkenés és ezzel együtt az „élőhely” fényviszonyainak megváltozása azok a fő környezeti tényezők, amelyek a cisztaképzést és az anyagcseretermék-felhalmozást indukálják.Tétel Szabadon hozzáférhető A halak testében raktározott szén, nitrogén és foszfor fajon belül megfigyelhető mennyiségi és aránybeli variabilitásaMozsár, Attila; Nagy, Sándor Alex; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Hidrobiológiai TanszékAz ökológiai sztöchiometria elmélet szerint a heterotróf szervezetek elemi összetétele genetikailag meghatározott érték, és fajon belül megközelítőleg állandó. Azonban, a közelmúltban napvilágot látott eredmények szerint a test elemi összetétele jóval variábilisabb, mint azt korábban feltételezték, megkérdőjelezve ezzel az ökológiai sztöchiometria elmélet alapfeltételezését. Ezen tanulmányok eredményeit szem előtt tartva, disszertációm alapvető célja volt a test elemi összetételének fajon belül megfigyelhető – populációk közötti és populáción belüli – változékonyságának vizsgálata. Továbbá elvégeztünk egy összehasonlító vizsgálatot annak érdekében, hogy találjunk egy hatékony és egyszerűen elvégezhető módszert a vízi élőlények testében tárolt foszfor meghatározására. Végül, teszteltük a Fulton-féle kondíciófaktor, mint a test összetételének közvetett becslésére alkalmazott index megbízhatóságát.Tétel Szabadon hozzáférhető Az Aspergillus fumigatus humán patogén gombafaj stresszválaszainak vizsgálataKurucz, Vivien; Emri, Tamás; Kurucz, Vivien; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Mezőgazdaság- Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar -- Biotechnológiai és Mikrobiológiai TanszékAz Aspergillus fumigatus egy ubikviter, szaprotróf, opportunista patogén fonalas gomba. Az Aspergillus fajok által okozott humán fertőzések több, mint 90%-áért ez a faj felelős. Az emberi szervezeten belül az A. fumigatus-nak többféle stresszel, illetve ezek kombinációjával is meg kell birkóznia. Ilyen tipikus stressz hatások a vaséhezés és az oxidatív stressz is. E két stressz szorosan kapcsolódik egymáshoz: a túl sok vas – redox aktivitásának köszönhetően – oxidatív stresszt generálhat, de a túl kevés vas is felboríthatja a sejtek redox egyensúlyát. A stressz az emberi szervezeten kívül is alapvetően befolyásolja a gomba viselkedését. Az antropogén eredetű stresszhatások közül az egyik legjelentősebb a kadmium szennyezés okozta stressz. A kadmium stressz szorosan kapcsolódik a vas anyagcseréhez (a kadmium transzportja gyakran vas transzporterek segítségével valósul meg) és bár a kadmium nem redox aktív fém, jelenléte oxidatív stressz kialakulásához is elvezet. Dolgozatomban a vaséhezés és az oxidatív stressz közötti kölcsönhatásokat, valamint a kadmium stressz élettani hatásait vizsgáltam. Az első téma keretében arra voltunk kíváncsiak, hogy az emberi szervezetben való növekedéskor is jellemző vaséhezés hogyan befolyásolja a gomba oxidatív stresszel szembeni védekezését. A második téma keretében arra a kérdésre kerestük a választ, hogy az A. fumigatus Af293 törzs miért rezisztens a kadmiumra, illetve kadmium toleranciája kapcsolatba hozható-e vas anyagcseréjével és ezen keresztül befolyásolhatja-e in vivo virulenciáját.Tétel Szabadon hozzáférhető The effects of habitat restoration and management on grassland mammals and wetland birdsMérő, Thomas Oliver; Lengyel, Szabolcs; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Ökológiai TanszékA jelen disszertáció négy fejezetben tárgyalja az élőhely-rekonstrukciók és kezelések hatásait gyepek kisemlős-közösségeire, és szikes mocsarak és nádasok madár-közösségeire, valamint az égetés, az időjárás és a nádasok tulajdonságainak hatását a nádspecialista nádirigó Acrocephalus arundinaceus fészkelésére és költési sikerére különböző nádas élőhelyeken. Az 1. Vizsgálat eredményei szerint a lokális léptékben az élőhelyek kaszálásos és legeltetéses kezelése volt a legfontosabb, míg a rekonstrukció hatása nem volt egyértelmű. A kisemlősök abundanciáját lokális, azaz élőhelyi szinten elsősorban a kezelés és a térszint, valamint ezen tényezők és a mintavételi időszak közötti interakciók határozták meg. A kaszálás és legeltetés a növényzetmagasság csökkentése révén növeli a predáció kockázatait a kisemlősökre. A legmagasabb őszi abundanciát a kezeletlen természetes gyepeken és a korán (júniusban) kaszált gyepeken találtam a későn kaszált, juh-legelt és szántott területekhez képest. A magasabb térszinten fekvő területek refúgium szerepet játszottak a télvégi-tavaszi elöntések illetve a nyári aszályok során. Tájléptéken kimutattam, hogy a természetes és rekonstruált gyepek aránya pozitív hatással volt a kisemlősök abundanciájára, míg a lineáris élőhelyek (utak, csatornák) negatívan befolyásolták azt. Eredményeim szerint a rekonstrukció a gyepek területének növelése révén kedvező hatással volt a kisemlősökre, mivel a gyepek lehetővé tették a kedvezőtlen periódusok átvészelését a kisemlősök számára. Az 1. Vizsgálat több eredménye is fontos gyakorlati védelmi jelentőséggel bír. A gyeprekonstrukciónak és a kezeléseknek különböző élőhelytípusokból álló mozaikos tájszerkezetet kell kialakítaniuk, mely a rekonstruált és természetes gyepek kombinációjából áll melyen legalább a táj egy részén a kezelés elhagyásával maximalizálhatóak a kisemlősök fennmaradási esélyei a kedvezőtlen periódusokban. A jelen kutatás tanulsága az is, hogy mind a lokális, mind pedig a tájléptékű tényezőket szükséges figyelembe venni a rekonstrukciók és a kezelések tervezésénél, illetve a biodiverzitás és ökoszisztéma-szolgáltatások monitorozásában. A kisemlősök fontos láncszemei az ökoszisztémáknak és számos ökoszisztéma-szolgáltatásban vesznek részt, ezért a rekonstrukciók és kezelések tervezésénél fontos figyelembe venni az állományaik belső tér- és időbeli dinamikáját, melyek tájléptéken működnek és lokális szinten kezelhetők. A 2. Vizsgálat fő következtetése, hogy a térben és időben változatos égetéses és szarvasmarhával történő legeltetéses kezelések hatékonyak voltak a homogén zárt nádasok felnyitásában, az élőhelyek sokféleségének növelésében és a madár-együttesek diverzitásának növelésében. A kezelés szignifikánsan hatott a mocsári madár-közösségek egyenletességére és diverzitására. A Shannon diverzitás és az egyenletesség a kétszer égetett és legelt foltokban alacsony, míg a Simpson diverzitás magas volt a többi kezeléshez képest. A nem énekes madarak inkább az újonnan égetett, nyílt vízfelületekben gazdag foltokat preferálták, ugyanakkor a nádi énekesek a kezeletlen, régebben égetett és legelt foltokat preferálták, míg a mezőgazdasági területekhez kötődő madárfajok a legelt foltokban mutattak maximumot. A térben és időben változó kezelések elsődleges hatása az volt, hogy az égetéssel gyorsabban, míg a legeltetéssel lassabban, de tartósabban visszaszorult az öreg nád. Ahhoz, hogy a nádasok heterogén szerkezete fennmaradjon, folyamatos és irányított, több éven át történő legeltetést szükséges alkalmaznunk. A késő nyári égetés ugyancsak képes erőteljesen féken tartani a nádat, de az égetés mellett fontos alkalmazni a legeltetést, mert az égetés hatása két-három éven belül eltűnik. Mindezek miatt az égetést két-három évente szükséges megismételni. Ideális esetben mindkét kezelést a madarak és más védett állatfajok inaktív, azaz nem reproduktív periódusában kell elvégezni. A késő nyári időszak kedvező időpontnak bizonyult, mivel ekkorra már lezajlik a költő madarak szaporodási időszaka, de még nem kezdődik el a a vonulási és telelési periódus. Az égetés után a szarvasmarhák taposása kevés vegetációval borított lapos partokat és sekély vízfoltokat eredményeznek, melyek fontosak a lúdalkatúak, a gázlómadarak és a sirályfélék számára. Ennek következtében mindkét kezelési típus releváns annak érdekében, hogy a mocsári madarak számára sokféle élőhelyet biztosítson. A 3. Vizsgálat eredményei szerint a költőpárok számára és denzitására elsősorban a vízszint-ingadozás hatott (magasabb vízszint több költőpárt eredményezett), míg a nádégetés kevésbé bizonyult fontosnak a nád gyors és erőteljes visszanövése miatt. A vizsgálat egyik legérdekesebb eredménye, hogy az égetéses években a nádirigó költési sikere magasabb volt a késői, mint a korai időszakban, míg a kezeletlen években nem volt ilyen különbség. A tojások napi túlélési rátája alacsonyabb volt a korai költési időszakban, mint a késői periódusban, míg a fiókák napi túlélési rátája nem különbözött a periódusok között. A vízszint hatással volt a tojások és fiókák túlélésére, mivel az extrém alacsony illetve extrém magas vízállású években a tojások és fiókák magasabb túlélési arányt mutattak a késői költési időszakban, mint a koraiban. A 4. Vizsgálat eredményei szerint a nádirigó által fészeképítésre kiválasztott nádszálak denzitása és átmérője nem különbözött a környezet által kínált nádszálakétól függetlenül attól, hogy öreg vagy új nádszálakról van szó. A nádsűrűség azonban szignifikánsan befolyásolta a fészkek számát, a fészekalj méretét és a költési sikert. A legtöbb fészek a közepesen sűrű nádban épült, míg a nagy fészekaljak és magasabb költési siker a sűrű nádasokra voltak jellemzőek. Ugyanakkor a napi túlélési ráták nem különböztek a különböző nádsűrűségi kategóriák között.Tétel Szabadon hozzáférhető Formation of a novel tritrophic system: an invasive plant (Robinia pseudoacacia) and its host shifted consumersLakatos, Tímea Klára; Tóthmérész, Béla; Lakatos, Timea-Klára; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Ökológiai TanszékVizsgálataink modellrendszerének egy újonnan keletkezett magfogyasztó-parazitoid közösséget választottunk, amelyben a gazdanövény az invazív fehér akác (Robinia pseudoacacia), a gazdaváltó magfogyasztó akácmagdarázs (Bruchophagus robiniae), valamint ennek a fajnak a parazitoidjai vannak jelen. Vizsgálatunk során a gazdanövény abundanciájának magfogyasztóra és két gyakori parazitoidjára (Eupelmus urozonus és Mesopolobus sp.) kifejtett hatását tanulmányoztuk. Eredményeink azt mutatják, hogy a gazdanövény tömegessége eltérő módon befolyásolta a magfogyasztót és két parazitoidját. Az akácmagdarázs B. robiniae nagyobb egyedsűrűségben volt jelen a nagyobb akácfoltokban, mint a kis foltokban; ez arra utal, hogy magfogyasztása leginkább a nagy akácfoltok magtermelését csökkenti. A specialista parazitoid Mesopolobus sp. egyedsűrűsége alacsonyabb volt az akácfoltokban, mint a kis foltokban, míg a generalista parazitoid Eupelmus urozonos egyforma arányban volt jelen mindkét típusú akácfoltban. Terepi kísérletünkben a mesterséges zavarás hatását vizsgáltuk. A vizsgálat során a kiválasztott foltok teljes termésmennyiségének eltávolításával a magfogyasztó és parazitoidjainak lokális kihalását idéztük elő. Eredményeink szerint a zavarás megváltoztatja a vizsgált gazdaváltó rendszer magfogyasztó/parazitoid arányát. Fokozza a parazitáltságot, ezáltal csökkentve a magpredáció hatását; így hosszú távon növeli a megmaradó magmennyiséget, elősegítve az invazív növényfaj terjedését. A fehér akác európai magfogyasztóinak azonosításához, valamint az akácmagdarázs B. robiniae parazitoid közösségében lévő fajok azonosításához akácterméseket gyűjtöttünk be öt éven keresztül; kineveltük és meghatároztuk a termésekben fejlődő rovarokat: az akác magvainak legfontosabb fogyasztója az akácmagdarázs B. robiniae; az akácmagdarázs parazitoid közösségben hét faj volt jelen: Eupelmus urozonus, Mesopolobus robiniae sp. n., Pteromalus sequester, Aprostocetus venustus, Pediobius bruchicida, két Baryscapus, valamint több Braconidae faj.Tétel Szabadon hozzáférhető Cilindrospermopszin tartalmú cianobakteriális kivonatok algaközösségekben betöltött lehetséges szerepeDobronoki, Dalma; Bácsi, István; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Hidrobiológiai TanszékA cilindrospermoszin (CYN) a mikrocisztinek (MCs) után a második legjobban kutatott és ismert cianobakteriális toxin.A toxin termelésének okáról, biológiai funkciójáról, a termelő sejtben, illetve az algaközösségekben betöltött szerepéről azonban még mindig viszonylag kevés, és sok esetben egymásnak ellentmondó információ áll rendelkezésünkre. A doktori munka során különböző cianobakteriális kivonatok három, részben eltérő ökológiai igényű zöldalga fajra (Scenedesmus obtusus, Haematococcus pluvialis, Chlorococcum sp.) kifejtett hatásának vizsgálata zajlott, mely által közelebb szerettünk volna kerülni a CYN biológiai szerepének megértéséhez. A S. obtusus-ra vonatkozó eredményeink újszerűségét adja, hogy egy olyan zöldalga faj esetében is sikerült kimutatnunk a CYN-tartalmú cianobakteriális kivonat hatására megnövekedett alkalikus foszfatáz enzim aktivitást, sem a toxin relatíve magas koncentrációjára, sem pedig a foszfát hiányra nem érzékeny. A H. pluvialis-ra vonatkozó eredményeink alapján kijelenthető, hogy a CYN-tartalmú cianobakteriális kivonatok indukálják a cisztaképzést, ám gátolják az aplanospórák kialakulását, lassítva a ciszták érését, a piros színanyagok felhalmozódását. A Chlorococcum sp. tenyészetek esetében a gátló hatások sokkal kifejezettebbek voltak a centrifugált kivonattal kezelt tenyészetek esetében, mint a teljes kivonattal kezelteknél. A kutatómunka eredményei rávilágítanak arra, hogy a CYN nem csak az eukarióta algák növekedését, tápanyagfelvételét és enzimaktivitását befolyásolja, hanem hatással lehet a kitartó képletek képzésére, érési folyamataira. Nem utolsó sorban pedig az itt bemutatott eredmények rávilágítanak arra, mennyi megválaszolatlan kérdés merülhet fel a cianobaktériumok által termelt metabolitokkal, a cianotoxinokkal kapcsolatban.Tétel Szabadon hozzáférhető A lebegőanyag és a mederanyag anyagforgalmi szempontú elemzése a Dunában Kismaros és Paks között, valamint az Ipolyban és két börzsönyi patakbanTóth, Bence; Dévai, György; Oertel Nándor; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Hidrobiológia TSZFolyó- és állóvizek szervesanyagának jelentőségét évtizedek óta számos munka hangsúlyozza. Mind az oldott, mind a partikulált formában jelenlévő szervesanyag fontos szén- és energiaforrás, egyes oldott tápanyagok és fémek biológiai hozzáférhetőségét is befolyásolja, továbbá a víz optikai tulajdonságaira is hatással van (FINDLAY és SINSABAUGH 2002). A folyó által lebegtetett szerves (és szervetlen) anyagok lassabb áramlásnál kiülepszenek, majd újra felkeveredhetnek, döntően meghatározzák az üledék mennyiségi és minőségi tulajdonságait. E két frakció nem kezelhető, nem vizsgálható teljesen elkülönítve. A mederanyag az üledékkel keveredve, valamint a víz lebegőanyaga időben és térben változó mennyiségű (és minőségű) szervesanyag-tartalommal bír. Ez a szervesanyag a bentikus makro- és meiofauna anyagforgalmi folyamatait alapvetően meghatározza. Először kisebb vízfolyásokban írták le a bentikus társulások és a szervesanyag kapcsolatát, a nagy folyók anyagforgalmi kutatását alapvetően megnehezíti a térbeli heterogenitás, az időbeli változékonyság és nem utolsó sorban a mintavételi nehézségek. Az adatok összehasonlítása és az eredmények interpretálása is problémát okozhat, mert a legtöbb publikált eredmény eltérő rendűségű, eltérő klimatikus övben fekvő vízfolyásról származik. A mederanyag-frakciók mérettartománya, a szervesanyag meghatározás módszere, valamint a makroszkopikus gerinctelen fajok funkcionális táplálkozási csoportba való besorolása is többféle lehet (NOSEK et al. 2009). A Duna középső szakaszán a vízben, ill. az üledék rétegeiben lejátszódó építő és lebontó folyamatok is viszonylag kevésbé kutatottak, a magyarországi Duna szakaszon ismereteink szerint eddig ilyen vizsgálatok alig történtek, holott ezeknek alapvető hidrológiai és hidrobiológiai vonatkozásai vannak. Kutatásom egyik célkitűzése a lebegőanyag mennyiségi és minőségi tulajdonságainak leírása, a vízhozammal való és az évszakos összefüggések feltárása. A lebegőanyag mennyisége, a folyó lebegőanyag hozama, ill. a formált (partikulált) szervesanyag-mennyiség változásának bemutatása kilenc év heti rendszerességgel végzett mérési eredményeinek felhasználásával történt meg. A dolgozat másik célkitűzése a Dunán, az Ipolyon és két börzsönyi patakon különböző áramlású helyszíneken a parti zónában található mederanyag jellemzőinek leírása, a bentikus szervesanyag fő előfordulási formáinak, területegységre vonatkoztatott teljes mennyiségének bemutatása. Kapcsolatot kerestünk az egyes funkcionális táplálkozási csoportokba sorolt makroszkopikus gerinctelen közösségek összetétele és a bentikus szervesanyag frakciók előfordulása közt.Tétel Szabadon hozzáférhető Anionok szorpciója kationcserével módosított bentonitokonBuzetzky, Dóra Beáta; Kónya, József; Buzetzky, Dóra Beáta; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizikai Kémiai TanszékA XXI. század egyik fontos célja a környezet állapotának javítása. A szennyező anyagok kibocsátása kedvezőtlen hatást gyakorolhat a környezetre és a közegészségügyre. Ezért elsődlegesen olyan kezelési folyamatok kialakítására van szükség, melyek elkülönítik és eltávolítják a szennyeződéseket a környezetükből. Így kutatásom célja a környezetszennyező anionok (foszfát- és arzenitionok) és hosszú felezési idejű radioaktív izotópok (36Cl-, 129I-, 99Tc-izotópok, mint pertechnetátionok TcO4-) megkötése módosított agyagkőzeteken. Mivel ezek a vizsgálni kívánt szennyezők anionos jellegűek, a természetes agyagokon nem szorbeálódnak számottevő mértékben, ezért a migrációjuk viszonylag gyors, a környezetben levő vízzel együtt történik. Ennek csökkentésére szolgálnak azok a módosítások, melyek olyan kötőhelyeket teremtenek az agyagkőzetekben, ahol az anionok is tudnak szorbeálódni, ill. kicsapódhatnak a felületen rosszul oldódó sók formájában, ezzel csökkentve a migrációt. A foszfát- és arzenitionok megkötődését ritkaföldém (RFF(III))- és Fe(III)- bentonitokon, a klorid- és jodidionok szorpcióját Ag- bentoniton, míg a pertechnetátionok megkötését Mn(II)-, Cr(III)- és Sn(II)-bentonitokon vizsgáltam. A La(III)-, Ce(III)-, Y(III)-, Fe(III)-, Ag-, Mn(II)-, Cr(III)-, Sn(II)-bentonitokat ioncserével állítottam elő Ca-bentonitból. Az eredmények hasznosak a radioaktív hulladéktárolók, illetve mérnöki gátak tervezésénél. Eredményeim segítséget nyújthatnak annak megakadályozásában, hogy a nem kívánt szennyezőanyagok kijussanak a természetbe.Tétel Korlátozottan hozzáférhető A tiszavirág (Palingenia longicauda) kárpátmedencei állományainak populációgenetikai kapcsolatai és veszélyeztető tényezőiMálnás, Kristóf András; Dévai, György; Lengyel, Szabolcs; Juhász-Nagy Pál doktori iskolaAz egykor Európa síkvidéki folyóinak többségében előforduló tiszavirág (Palingenia longicauda) állományai XX. században rohamosan fogyatkozni kezdtek, a faj elterjedési területe összehúzódott. Az areacsökkenés eredményeként az 1970-es évektől már csak a Kárpát-medencéből, a Tisza vízrendszeréből, illetve a Rábából ismertek a tiszavirág állományai, valamint a közelmúltban ismét megtalálták populációit az Al-Duna vidékén is. A faj ilyen nagymértékű area-összehúzódásáért jelentős szerepe lehetett az ember környezetátalakító tevékenységének. A disszertációban korábbi szakirodalmi adatok alapján feltérképeztem a tiszavirág egykori elterjedési területét, majd a faj visszaszorulásáért felelőssé tehető tényezők közül vizsgáltuk a kőszórásos partbiztosítás példáján az élőhely degradáció, illetve a Tivadar és Kisar közötti híd példáján az élőhelyfragmentáció következményét, illetve azok hatásmechanizmusát. Végül genetikai vizsgálatot végeztünk, hogy felmérjük a Kárpát-medence megmaradt tiszavirág állományainak genetikai diverzitását. Megállapítható, hogy a tiszavirág egykori elterjedési területe egy nyugati Rajna-vidéki, és egy keleti, összefüggő areafragmentumra tagolódott. A tiszavirág-lárvák jelenlétét és mennyiségét, valamint a telepek szerkezetét meghatározó tényezők vizsgálatával rámutattunk a vízmélység és a vízszintingadozás fontosságára, mellyel finomítottuk a korábbi megfigyeléseket, miszerint a lárvák előfordulását és számát elsősorban az aljzat tulajdonságai határozzák meg. A korábbi vizsgálatokkal egybehangzóan kimutattuk, hogy a Felső-Tisza vizsgált szakaszán sűrűbb tiszavirág telepek elsősorban a kanyarok külső ívén találhatóak, ahol a sodorvonal a parthoz közel halad, de rámutattunk arra is, hogy ez összefüggésben lehet a nagyobb vízmélységgel ezeken a helyeken. Megfigyeléseink szerint a telepek elhelyezkedését nagymértékben befolyásolhatják az utóbbi években megfigyelhető szélsőséges vízszintingadozások, különösen a megfelelő élőhelyek kisvízi periódusokban megfigyelhető beszűkülése miatt. Mennyiségi (uszadékhálós) mintavétellel bizonyítottuk, hogy a természetes, kövezésmentes szakaszon szignifikánsan, mintegy 86%-kal több lárva kel ki rajzáskor, mint a partvédő kövezéssel ellátott partszakaszokon. Ezen eredményből következik, hogy a part hidromorfológiai tulajdonságainak megváltoztatása az élőhely degradációjához és a tiszavirág-állomány csökkenéséhez vezethet. Igazoltuk, hogy a Tivadar és Kisar közötti közúti híd optikai barriert képez a kompenzációs repülést végző tiszavirág nőstények számára, melynek következményeként a nőstények a hídnál feltorlódnak, visszafordulnak vagy vízkereső viselkedést mutatnak és energia-veszteséget szenvednek. Másrészt kimutattuk, hogy a híd alatti szakaszon a nőstények 2:1 arányú túlsúlya figyelhető meg, míg a híd felett nincs eltérés az 1:1 aránytól, azaz a híd mint optikai barrier az egyedi viselkedés módosításával akár populáció-szintű következményekhez vezethet. Kimutattuk, hogy a tiszavirág kárpát-medencei állományai jelentős genetikai sokféleséggel rendelkeznek, ami a jelenlegi elterjedési terület és az utolsó eljegesedés idején fennálló refúgium átfedésével magyarázható. Bizonyítottuk, hogy a tiszavirág populációja a Rábán nem a közelmúltban történt migráció eredménye, hanem a Tisza vízrendszer állományaitól valószínűleg az utolsó eljegesedés óta elszigetelten fejlődő, önálló evolúciós történettel rendelkező állomány, ezért evolúciósan szignifikáns egység. Kimutattuk továbbá, hogy a tiszavirág esetén az utolsó eljegesedés idején valószínűleg legalább két refúgiumterület létezett, melyek egyikéből történt meg a Rába és a Rajna vízrendszer, illetve valószínűleg a hajdanvolt északnyugat-európai előfordulási helyek benépesülése, míg a tiszai állományok a másik refúgiumterületről származhatnak. The Long-tailed Mayfly (Palingenia longicauda) is a mayfly species used to occur in the majority of lowland rivers of Europe. In the 20th century, its populations declined and went extinct from large areas, and its geographical range contracted. As a result of this process, by the 1970s, Long-tailed Mayfly populations were known only from the Tisza river system and the Rába river in the Carpathian Basin, although some populations were found recently in the lower Danube region. The widely accepted view suggests that the species became rare primarily due to the anthropogenic modification of the environment. In the dissertation, first the former area of the species was mapped. Than anthropogenic effects that presumably caused its range contraction were investigated. The decrease in the genetic variability of the species resulted the large-scale range loss was estimated. In the study of the factors determining the presence and quantity of larvae of the long-tailed mayfly and the structure of mayfly colonies we showed the importance of water depth and water level fluctuations, which thus refined previous observations that the occurence and number of larvae are primarily determined by the properties of the riverbank. In agreement with previous studies, we found that dense mayfly colonies occur on the outer arch of the riverbanks, where the stream-channel is close to the riverbank, but I also showed that this can be related to the greater water depth is these locations. Our observations showed that the location of the colonies are greatly influenced by the extreme fluctuations of the water level, which could be observed in recent years, particularly due to the decreased availability of suitable habitats in low-water periods. Using quantitative sampling by a drift net, we provided the first evidence that the number of larvae moulting into adults is significantly, 86% higher in sections with natural, no-riprap riverbanks than in sections with riprap-covered riverbanks. Based on this result, we pointed out that the alteration of the hydromorphological properties of the riverbank can lead to habitat degradation and a decline of the Long-tailed Mayfly population. We proved that the bridge between the villages of Kisar and Tivadar functions as an optical barrier to females in compensation flight, and forces the females to turn back or start water-searching behaviour and to suffer increased energy loss at the bridge. In addition, I showed that females outnumber males 2:1 in the section downstream from the bridge, whereas there is no deviation from a 1:1 sex ratio upstream from the bridge, therefore, the bridge as an optical barrier can lead to population-level consequences by modifying the individual behaviour of female mayflies. We showed that the Carpathian Basin populations of the Long-tailed Mayfly have substantial genetic variability, which can be explained by the overlap between the last glacial refugium and the current distribution. We further provided evidence that the Rába population of the Long-tailed Mayfly is not the result of a recent introduction, rather, it has its own evolutionary history as it has developed in isolation from the Tisza populations probably since the last glaciation, therefore, the Rába population is an evolutionarily significant unit. Finally, we showed that there must have been at least two refugia of the species during the last glaciation, one of which was the source of the recolonisation of the Rába and Rhein river systems and probably other north-western European populations that are now extinct, whereas the Tisza populations probably originated from the other refugium.Tétel Szabadon hozzáférhető A dimorfizmus genetikai hátterének vizsgálata Schizosaccharomyces japonicus-banPapp, László Attila; Miklós, Ida; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Genetikai és Alkalmazott Mikrobiológiai TanszékA patogén gombák fertőzési folyamataikkal világviszonylatban sok problémát okoznak a mezőgazdaságban és az egészségügyben. Számos patogén gomba dimorfizmust mutat, vagyis képes egysejtes állapotból fonalas növekedési formába átváltani és így fertőzni. E patogének tanulmányozása sokszor nehézkes, ugyanis speciális körülményeket igényelnek, diploid genetikai állományuk pedig időigényessé teszi a genetikai vizsgálatukat. Ráadásul a patogenitásuk miatt a velük való munka során fokozott elővigyázatosság szükséges. Ezeket a tényezőket ki lehet kerülni modell szervezetek, mint például a Schizosaccharomyces japonicus dimorf hasadóélesztő használatával. Munkánk során a külső körülmények hatását, illetve a miceliális növekedés molekuláris hátterét tanulmányoztuk. Megállapítottuk, hogy az alacsony pH, a magas hőmérséklet és a pepton jelenléte elősegíti a Sch. japonicus morfológiai átváltását, míg más anyagok gátolhatják azt. Azonosítottuk azokat a körülményeket is, melyek mellett a Sch. japonicus képes folyadékban is fonalas formában szaporodni. Sikeresen azonosítottuk a hifák génexpressziós mintázatának vizsgálatával a dimorfizmus fajtól független és fajspecifikus génjeit. Ez alapján kiválasztottunk egy a dimorfizmusban fontos regulátor gént, a protein kináz A-t (PKA), melyet töröltünk a Sch. japonicus kromoszómájáról. E mutáns segítségével felfedtük a dimorfizmusban szerepet játszó és PKA által szabályozott géneket. Eredményink arra is rávilágítottak, hogy a PKA nem csak a dimorfizmust regulálja, hanem egy sokoldalú enzim, mely számos más sejtfolyamatra is hatással van.Tétel Korlátozottan hozzáférhető A nitrogénkötés jelentősége a planktonikus algák nitrogénellátásában és a cianobaktérium biomassza becslése a fikocianin mennyisége alapján magyarországi sekély vízterekenHorváth, Hajnalka; Dévai, György; Présing, Mátyás; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Hidrobiológiai TanszékMunkám során a Balaton és a Kis-Balaton fioplanktonjának légköri N2-kötését határoztuk meg 15N módszer alkalmazásával. Vizsgáltuk területi és szezonális változását, intenzitását elsődlegesen befolyásoló környezeti tényezőket, valamint a fitoplankton nitrogénellátáshoz való hozzájárulását. Vizsgálataink során, a terület heterogenitása, mely adódhat többek közt az egyes tározók, medencék különböző méretéből, tápanyag-ellátottságából, a fitoplankton nagyságából és faji összetételéből, jól megmutatkozott a cianobakteriális N2-kötési aktivitásban, jelentős szerepet játszott annak intenzitásának változásában. 2009-ben kimutattuk a Kis-Balatonban az oldott nitrogénformák -elsősorban az ammónium és a nitrát- N2-kötés sebességére kifejtett csökkentő hatását. Méréseink szerint a nyári algabiomassza-csúcs idején, területenként eltérő mértékben, de akár háromszorosan is meghaladta a cianobakteriális N2-kötés az egyéb forrásból származó külső nitrogénterhelés mértékét és a fitoplankton nitrogénellátásához is nagymértékben hozzájárult (~30%). Eredményeink megerősítik a korábbi megfigyeléseket, mely szerint ebben a sekély, könnyen felkeveredő, turbid rendszerben (KBVR), amelyhez az algák tömeges elszaporodásuk során, önárnyékolásuk révén is jelentősen hozzájárultak, az elsődleges termelést leginkább befolyásoló tényező továbbra is a fény. Ugyanakkor a Balaton elsődleges termelését a hozzáférhető tápanyag mennyisége szabályozza inkább, mely az év nagy részében ugyan P-limitált, de a nyári biomassza-csúcs idejekor, elsősorban a nyugati medencékben előfordulhatnak nitrogénhiányos periódusok is. 2009-ben a Keszthelyi-medencében az algák nitrogénellátásuk mintegy 25%-át fedezték a cianobaktériumok kötése által a rendszerbe vitt nitrogénből, amely a Zalával ugyanazon időszakban érkező víz oldott nitrogén mennyiségének közel háromszorosát tette ki.A N2-kötés területi változásán túl, az egyes évek között is számottevő különbség mutatkozott az ugyanazon mintavételi helyen és időben mért sebességekben. 2009-ről 2011-re a Kis-Balatonban jelentősen megváltozott az algabiomassza nagysága és faji összetétele, mely jól nyomon követhető volt a N2-kötési sebességek változásában is. Bár a tápanyagarányok és koncentrációk nem változtak lényegesen, a biomassza faji összetétele átalakult, melynek köszönhetően töredékére, helyenként (KB_1) nullára csökkent a megkötött nitrogén mennyisége. A Balatonban 2010-ben még nagyságrendnyi különbség mutatkozott a két nyugati és a két keleti medence N2-kötési sebessége között, mely különbség 2011-re némiképp megváltozott; a Szemesi-medence valamennyi kémiai mutatójában már inkább a Keszthelyi- és a Szigligeti-medencéhez hasonlított jobban, mint a Siófoki-medencéhez. A fikocianin meghatározására kidolgozott extrakciós módszerrel meghatároztuk a Balaton, a Kis-Balaton, valamint néhány tározó és halastó (a Pátkai-, a Zámolyi- és a Marcali-tározók, valamint a Lellei- és a Fonyódi-halastavak) fitoplanktonjának fikocianin-tartalmát, területi- és szezonális változását, továbbá laboratóriumban (azonos körülmények között) fenntartott tiszta tenyészetek fikocianin-tartalmának fajonkénti változását. Kimutattuk a fitoplankton fikocianin koncentrációjának trofikus gradiens mentén (Kis-Balaton, Balaton) nyugat-kelet irányú csökkenését, valamint vízmélységgel való növekedését, mely jól követte a biomasszában bekövetkező faji változásokat. Ez a fikocianin koncentráció és a cianobaktériumok biomasszája közötti összefüggésben vált láthatóvá, amely évenként és területenként némi ingadozást mutatott (Balaton 2010: R2 = 0,8022, 2011: R2 = 0,8431; Kis-Balaton 2011: R2 = 0,4168, tározók, halastavak R2 = 0,7101). A Kis-Balaton esetében a vártnál gyengébb összefüggés az egybarázdás moszatok (szintén fikobiliprotein szintetizálók) nagyobb tömegben való nyári előfordulásával magyarázható. A kapcsolat erőssége (R2 = 0,6719) jelentősen javult, ha az összefüggésben figyelembe vettük az egybarázdás moszatok biomasszáját is. Nemcsak a fény intenzitásához, hanem a Balaton egyes medencéiben a különböző spektrális összetételhez való alkalmazkodást is sikerült kimutatnunk. A kinyert fikocianin és fikoeritrin mennyiségek alapján, korábbi, pikocianobaktériummal végzett vizsgálatoknak megfelelően, a keleti medencében a fikoeritrin, míg a nyugati medencékben a fikocianin bizonyult a fő cianobakteriális fotoszintetikus pigmentnek. A statisztikai modell, mely a mérési tartományunkon belül leírja a fikocianin koncentrációja és a N2-kötési sebességek közötti kapcsolatot, a két folyamatra sokszor ellentétesen ható, számos befolyásoló környezeti tényező ellenére is viszonylag szoros összefüggést adott. A fikocianin koncentrációjában mért változások a N2-kötés intenzitásában bekövetkező változásokat 57,8%-ban magyarázta. Ez az első kísérlet a fikocianin koncentráció alapján történő N2-kötés becslésére, annak akár távérzékelési módszerrel történő megállapításban is. Ezzel további fontos lépést sikerült tenni a távérzékelésen alapuló ökológiai vízminősítés fejlesztésében. Az általunk kidolgozott fikocianin extrakciós módszer a cianobaktérium biomassza fikocianin koncentráció alapján történő becsléséhez, a különböző természetes vízterekre külön-külön is (R2 = 0,4168–0,8431), de akár széles biomassza tartományban is kiválóan alkalmazható (R2 = 0,8134). In this study it was determined the phytoplankton N2 fixation using 15N-isotope technique in Lake Balaton and in the Kis-Balaton Water Protection System (KBWPS). The seasonal and regional variability of N2-fixation, the effect of different environmental factors and the contribution of N2-fixation to the N demand of algae were examined. The heterogeneity of the study site (characterized by different features e.g. available nutrient content, water retention time, species composition and phytoplankton biomass), allowed us to investigate the nitrogen fixation across variable conditions. These features played significant roles in the changes of nitrogen fixing rates. In 2009 we defined the negative effect of the different soluble N forms –especially ammonium and nitrate– on the N2-fixation in the KBWPS. In the summer algae bloom, the N2-fixation was sometimes three times higher than the other external N source of the reservoir, depending of the investigated area, and its contribution to the N demand of algae was also significant (30%). Our results enhanced the earlier findings that in this shallow, turbid system the growing conditions of phytoplankton were limited more by light intensity than by the available nutrient concentrations or ratios thereof. The primary production of phytoplankton in Lake Balaton is determined by the soluble nutrient, which is usually the phosphorus during the whole year. Sometimes in the summer algal bloom N deficient periods can occur, especially in the western basins of the Lake. In 2009 the contribution to the N supply of the phytoplankton sometimes reached 25%, which was more than two times higher than the total soluble nitrogen content carried by the Zala River into the Keszthely basin. Over the regional variability of N2-fixation, significant differences were found in the fixing rates between the years (2009‒2011), measured at the same period and study site. Phytoplankton biomass and species composition of KBWPS had changed significantly from 2009 to 2011, which were observable in the changes of the N2-fixation rates too. However the nutrient ratios and concentrations did not change substantially, the species composition and biomass of phytoplankton had been altered and due to these the fixed amount of nitrogen decreased, at some places (KB_1) down to zero. In 2010 we measured N2-fixing rates in the western basins of the Lake one order of magnitude higher than in the eastern ones. These differences changed for 2011; the chemical characteristics of Szemes basin were much more similar to the western basins’ than to the Siófoki basin. We worked out an extraction method for determination of phytoplankton phycocyanin (PC) content to allow the estimation of the biomass of cyanobacteria. Using this method we determined the phycocyanin concentrations of phytoplankton in Lake Balaton, KBWPS, Pátkai-, Zámolyi- and Marcali-reservoirs, furthermore in three fishponds from Balatonlelle and Fonyód. We demonstrated the seasonal and regional variation of PC-content in the Lake and KBWPS and also the species-dependent PC-content in pure cultures of four filamentous cyanobacteria. Additionally, we demonstrated the variation of phycocianin concentration along the trophic gradient (Kis-Balaton-Lake Balaton system), and its increasing concentration with the depth of water column, which followed the variation of species composition. Good correlation was found between the phycocyanin concentration and the cyanobacteria biomass, which showed some fluctuations between years and sampling sites characterized by different trophic states (Lake Balaton 2010: R2 = 0.8022; 2011: R2 = 0.8431; Kis-Balaton 2011: R2 = 0.4168). Less significant correlation found in KBWPS can be explained with relatively high summer abundance of Cryptophyta species (they can also synthetize phycobilin pigments) in the reservoirs. The correlation became much better (R2 = 0.6719), when Cryptophyta species biomass were also taken into account. It was detected that the pigment composition of phytoplankton adapted to different light intensities, as well as to the spectral composition of the light. Based on the extracted phycocyanin and phycoerithrin concentrations –in alignment with earlier picocyanobacterial studies– the phycoerithrin proved to be the main cyanobacterial photosynthetic pigment in the eastern basin, and the phycocyanin was in the western one. The model, which describes the relation between the N2-fixation rates and the phycocyanin concentrations (in the studied range) –despite the several mainly reversely acting environmental factors– gave relative good correlation. This is the first and so far the only attempt, for estimating the N2-fixation rate on the basis of phycocyanin concentration even taking remote sensing into account. It is an important step forward to improve the ecological water quality assessment based on remote sensing. The phycocyanin-based cyanobacterial biomass estimation with the newly developed method of phycocyanin extraction has been proved well applicable for use in different waters (R2 = 0.4168–0.8431) and in a wide biomass range (R2 = 0.8134).Tétel Szabadon hozzáférhető Biodiversity patterns and conservation priorities: case studies on the herpetofauna of Albania and the freshwater biodiversity of EuropeSzabolcs, Márton; Lengyel, Szabolcs; Szabolcs, Márton; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Ökológiai TanszékDisszertációm első két fejezetében Albánia kétéltű- és hüllőfaunáján keresztül mutatom be egy nagy léptékű térbeli adatbázis elkészítését és hasznosítását az ökológiában. A második két fejezetben Európa édesvízi biodiverzitásának példáján szemléltetem egy hasonló adatbázis alkalmazhatóságát a szisztematikus természetvédelmi tervezésben. In the first two chapters of my dissertation I described the completion of a large scale spatial database and its application in ecology on the case study of the amphibian and reptile fauna of Albania. In the second two chapters I showed the usage of a similar database in systematic conservation planning on the case study of the freshwater biodiversity of Europe.Tétel Szabadon hozzáférhető A magyarországi vízfolyások halközösségeinek struktúrája és ökológiai szempontú elemzésükHalasi-Kovács, Béla; Lakatos, Gyula; Juhász-Nagy Pál doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Ökológia TanszékA múlt század nyolcvanas éveinek közepétől az antropogén hatások vízgyűjtő léptékű, vagy globális hatásainak ökológiai kutatása során vált egyre világosabbá az ökológiai jelenségek skálafüggése, ezzel együtt az a tény, hogy a vízgyűjtő méretű kérdésekre nem a populációs, hanem a közösségi ökológia eredményei biztosítanak jobban értelmezhető és interpretálható eredményeket. A folyókutatás fejlődése alapvetően a fluviális rendszerek jelentőségének és degradáltságának felismerésével, állapotuk megőrzésének és javításának igényével magyarázható. A hazai vízfolyáshálózat közösségi ökológiai jellemzése érdekében ökológiai vizsgálatokat végeztem a Duna hazai vízgyűjtőterületének vízfolyásain. A statisztikai értékelések 122 vízfolyás mintahely alapadatai alapján történtek. Az elemzésekhez felhasznált mintavételi helyekről összesen 61 halfaj 53 094 egyedét mutattam ki. A klasszifikációs, és ordinációs statisztikai elemzések eredményeként nyolc, ökológiai szempontból elkülöníthető halközösség-típust, e mentén pedig nyolc vízfolyás-típust lehet azonosítani a Duna magyarországi vízgyűjtőjében. Bizonyítottam, hogy a hazai vízfolyások halközösségeinek létrejötte szempontjából vízgyűjtő léptékben elsősorban a hidrológiai környezeti tényezők – vízsebesség, tengerszint feletti magasság, mederszélesség, közepes vízhozam – felelősek, de ezek mellett bizonyos típusokban a fizikai és kémiai környezeti tényezők is befolyásolják, vagy meghatározzák a közösség struktúráját. A meghatározott nyolc vízfolyástípus halközösségeit funkcionális jellemzői alapján is elemeztem. A diszkriminanciaanalízis eredménye azt jelzi, hogy a funkcionális jellemzők összessége alkalmas a víztípuscsoportok lehatárolására, míg a kisebb mutatószámú funkcionális jellemzők jól alkalmazhatók egy-egy speciális állapot jelzésére. Az eredmények ökológiai szempontú értelmezése alapján megállapítható, hogy a többváltozós statisztikai elemzések során meghatározott csoportok nem lineárisan kapcsolódnak össze, hanem grádiens mentén, fokozatosan változnak, így a vizsgált vízgyűjtő léptékben vízfolyásaink kontinuus rendszerekként viselkednek. A zonális és klinális folyómodellekhez viszonyítva a jelenlegi vizsgálat eredményei azonban azt is igazolják, hogy a gradiensszerű változásokban a vízfolyáshálózat minden tagjának meghatározott szerepe van, hangsúlyozva ezzel a konnektivitás szükségletét a halközösségek természetes struktúrájának fenntartása érdekében. A funkcionális jellemzők ökológiai elemzésének fontos tanulsága, hogy a RCC klinális modellje nem elégséges a vizsgált hazai vízfolyáshálózat halközösség-struktúra teljességének magyarázatára. Ugyanis az alapján nem értelmezhető az a hagyományostól eltérő zonális rendszer, amely a dombvidéki, de főként alföldi vízfolyástípusok közösségszerkezetét jellemzi, és amelyekben a legfontosabb közösségszervező tényező nem hidrológiai, hanem fizikai - kémiai jellegű.