Ökológia és vadbiológia Ökológia • Az élőlények eloszlását és sűrűségi viszonyait meghatározó tényezők vizsgálata • Az élőlények és a környezetük közötti kapcsolatok tudományos módszerekkel való vizsgálata • Az élőlényközösségek struktúrájának és a szupraindividuális jelenségek kiváltó tényezőinek vizsgálata Vadbiológia • A vadon élő állatok és a környezetük közötti kapcsolatok tudományos módszerekkel való vizsgálata A vizsgált fajok • a vadászható fajok • szabadon élő madarak és emlősök • szabadon élő gerincesek a halak kivételével
Vadbiológia A vadgazdálkodást tudományosan megalapozó ismereteket és módszereket előállító és összefoglaló tudományterület • interdiszciplináris • tárgyából és módszereiből következően elsősorban ökológiai tudományterület • tudományos módszereket alkalmaz • kellően definiált fogalomrendszere van és ezeket a fogalmakat szabatosan alkalmazzák • magukat vadbiológusnak nevező tudományosan képzett szakemberek művelik A vadbiológia a vadgazdálkodáson keresztül kapcsolódik a vadászathoz Vadgazdálkodás és vadbiológia kapcsolata (kommenzalizmus, szimbiózis) • A vadgazdálkodás tudományosan megalapozott válaszokat és módszereket igényel • A vadgazdálkodók tudományosan (is) képzettek – a fogalmakat jelentésüknek megfelelően alkalmazzák – tudományosan értelmezhető kérdéseket tesznek fel – a tudomány eredményeit alkalmazzák
Vadgazdálkodás és vadászat Vadgazdálkodás • A vadon élő gerincesek állományainak valamilyen célból való kezelése • A vadgazdálkodás a vadon élő állatok elterjedésének, állomány nagyságának (sűrűségének) és az állomány minőségének befolyásolása. A vadgazdálkodás során a vadpopulációk dinamikájába és élőhelyébe történik beavatkozás. Vadgazdálkodás jellege • Manipulatív gazdálkodás (a populáció vagy a környezet befolyásolása a vadállomány állapota szerint) – vadvédelem – vadállomány hasznosítás – vadállományok kontrollja
• • •
Megfigyelő (nem tesz semmit, de szemmel tart) Megőrző (custodialis) gazdálkodás A külső hatásokat minimalizálja: nem stabilizál, hanem az ökológiai folyamatokat hagyja szabadon érvényre jutni Î nemzeti parkok – megelőző (preventív) – védelmező (protektív)
A vadászat
• A vad elejtésére vagy elfogására irányuló tevékenység • Hasznosítás, mely a céloknak megfelelő mennyiségű és minőségű tartós hozamot ad, miközben a környezet állapota is kedvező marad • A vadgazdának és a vadásznak nem kell azonosnak lennie
A vadbiológia működése Kutatás, fejlesztés, innováció • Tudomány: a hipotézis mindaddig nem igaz, amíg valamilyen próbával nem bizonyítják, hogy igaz. • Innováció – feltalálás: az ötlet mindaddig igaz, míg az összes lehetséges módon nem bizonyosodott be az ellenkezője. • Műszaki fejlesztés: A kutatás és az innováció eredményeinek felhasználásával a gyakorlati alkalmazásra alkalmas eszköz, módszer stb. kifejlesztése. Az eredményesség és hatékonyság feltételei • Friss és széles körű ismeretek • Kreativitás – egyéni – csoport • Nem kutatunk olyat, amit már "kitaláltak" • A kutatást tudományosan jegyzett szakemberek részletekbe menően vizsgálják - általában minimum 2 ponton: – a pályázat benyújtásakor (programtervezés) – az eredmények publikálásra való benyújtásakor
A vadbiológia működése Tudományos elmélet, következtetés és bizonyítás formái • Indukció (következtetés, általánosítás): a jelenségek két csoportja közötti "törvényszerű" összefüggés felismerése Î a következmények indoklása, ha az előfeltételek megerősítőek, de nem szükségszerűen abból következnek • Retrodukció (visszakövetkeztetés): hipotézis felállítása a folyamatokról, amelyek hatásával igazolható vagy indokolható valamely jelenség bekövetkezése • Hipotézis - dedukció (bizonyítás): A hipotézisből kiindulva előrejelzéseket (predikciókat) tesz arra, hogy az adott jelenség bekövetkezik-e, ha megfelelő feltételek igazak. – Dedukció: Valamely jelenség olyan bizonyítása, amelyben a következtetés szükségszerű eredménye a bizonyítékoknak, ezért a következtetés nem lehet téves, ha a bizonyítékok igazak. – Pl. Minden állat halandó. Az ember állat. → Az ember halandó.
A vadbiológia működése: ok-okozati kapcsolatok HILL KRITERIUMAI AZ OK – OKOZATI KAPCSOLATOK ÉRTÉKELÉSÉHEZ (Járványtan) • • • • • • • • • •
Erősség Î a stresszor hatására nagy mértékű hatás jelentkezik Konzisztencia Îa két jelenség asszociációja ismételten megfigyelhető eltérő körülmények között is Specifikusság Î a hatás diagnosztikus értékű a stresszorra nézve Időbeniség Î a stresszor megelőzi az okozatot (hatást) Biológiai grádiens jelenléte Î dózis - válasz Î a válasz arányos a dózis nagyságával Kézenfekvő hatásmechanizmus Î hogyan vezet a dolog a hatáshoz Koherencia Î a hipotézis nincs konfliktusban a természettudományos/biológiai ismereteinkkel Kísérleti bizonyítás lehetősége Analógia Î a hasonló stresszek hasonló eredményre vezetnek Kovariancia Î együttesen változó dolgok veszélyei
A vadbiológia működése A folyamat • Monitoring Î adatok és időskála • Természetrajz Î a faj ismerete • Modellezés Î mi történhet? • Hipotézisek Î tényleg az történik? • Eredmény Î biológiailag megalapozott, gyakorlatias és költséghatékony módszerek A módszer • Probléma meghatározása: mi történt? Î ízekre szedni az esetet • Diagnózis: milyen tényezők okozzák a folyamatot? Î hipotézis vizsgálat • Kezelés: mit kell tenni a diagnózis alapján? Î beavatkozás az eredmények alapján
Elmélet és gyakorlat Előítéletek: • az elméleti ökológusok elszakadtak a valóságtól • a gyakorlati ökológusoknak (vadbiológus, természetvédő, vadgazda, erdész stb.) nincs szükségük az elméletre, a gyakorlati aranyszabályokat és sarokpontokat kell ismerniük. DE HOL AZ ALÁZAT? – Alkalmazott tudomány nincs ... csak a tudomány alkalmazása van, ami egészen más dolog. Bárki számára nagyon könnyű a tudományt alkalmazni, ha mestere a tudománynak magának. (L. Pasterur, 1871)
Tények: • A tudományos állítás tesztelhető és elvethető - ellenkező esetben axióma, hit, kinyilatkoztatás vagy dogma. • Megfelelő kísérlet nélkül semmilyen módon sem bizonyítható, hogy valamely feltételezés igaz vagy sem. • A mai hipotézisekről sem bizonyos, hogy igazak csupán még nem sikerült őket cáfolni. (SZKEPSZIS) • Az aranyszabályok legtöbbjéről bebizonyosodott, hogy hibásak.
Vadgazdálkodás Tradicionális modell: • személyes tapasztalatok és felhalmozott bölcsességek Î "tő mellől indul" • konzervatív gondolkodás - kipróbált szabályok követése • óvakodás az új ötletektől - az újítások zöme megbukik Kísérletező modell: • adatokra és elemzésekre épül, • hipotéziseket próbál ki, • folyamatosan változik és alkalmazkodik (adaptív gazdálkodás) A sikeresség feltétele, hogy tudjuk: • Hová akarunk eljutni? • Oda lehet-e egyáltalán jutni? • Fogjuk tudni, ha odaértünk? • Hogyan lehet odajutni? • Milyen hátrányokkal vagy költségekkel kell számolni? • Milyen előnyökre vagy haszonra számíthatunk? • Az előnyök nagyobbak, mint a hátrányok? • Mik a sikertelenség kritériumai?
Kísérletező vadgazdálkodás Az elmélet kialakulása • Indukció: megállapítja a kapcsolatot. • Retrodukció: hipotézist állít fel, mi okozza a jelenséget. • Hipotézis-bizonyítás: előrejelzést próbál tenni, arra hogy más esetekben mi fog történni. A hipotézis annyira bizonyítható vagy elvethető, amilyen mértékben a kísérlet igazolja vagy cáfolja a predikciót. Miért fontos a miért? • Miért? – Milyen folyamat vagy ok magyarázza a tényeket Î kísérlet Î megbízható tudás – A megfelelő kísérletek hiányában a hipotézisek a szónoklatok, divatok, ízlések, a hatalmi fölény és/vagy az ismételgetés révén válnak "törvénnyé" Î megbízhatatlan tudás
•
Miért? Î mert az új ismeretek alapján időről-időre újra kell gondolni az addigi tudást
Az erdősültség és a szarvasállomány nagyságának kapcsolata
A gímszarvas „hatásának” várható területe napjainkban .
Somogy megye: szarvaslétszám-vadkár összefüggés 500000
14000
450000 12000 400000
V adkár(eFt)
300000
8000
250000 6000
200000 150000
4000
100000 2000 50000 0
0 1994
1995
1996
1997
mg.-i vk.
1998
Év
1999
erdei vk.
2000
szarvas
2001
2002
L étsz ám (d b )
10000
350000
A vadkár és a mezőgazdasági termények felvásárlási átlagárának összefüggése Somogy megyében 70000
500000 450000 400000
50000
V ad kár (eF t)
350000 300000
40000
250000 30000
200000 150000
20000
100000 10000
50000 0
0 1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Év mg.-i vk.
erdei vk.
búza
kukorica
napraforgó
2001
2002
F elvásárlási átlag ár (F t/t)
60000
6000
500000 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0
5000 4000 3000 2000 1000 0 1994
1995
1996
1997
mg.-i vk.
1998
1999
Év erdei vk.
2000 vadföld
2001
2002
V ad föld m érete (ha)
V ad k á r (e F T )
Somogy vadkár-vadföld összefüggés
Kísérletező vadgazdálkodás • Egy rendszer működéséről, dinamikájáról semmi, vagy nagyon kevés tudható meg, ha egyensúlyban van. • Ezért a rendszernek változnia kell vagy a rendszert kell manipulálni. • A beavatkozások hatásait szigorúan nyomon kell követni (monitoring) Î adatok a beavatkozás előtt, közben és után! • Kontrollra (0 kezelés), ismétlésekre és különböző kezelési szintekre van szükség. Hiányukban nem eldönthető, hogy a hatás oka: – a kezelés, – külső tényezők – vagy a kezelés és külső tényezők interakciója
Kísérletező vadgazdálkodás • A tudományos kísérlet és következtetés elemei, amit használni kell: – – – – – –
a kutatási kérdés meghatározása a kérdés null hipotézisként való megfogalmazása adatok gyűjtése (kísérlet beállítása) statisztikai próba az adatokból a hipotézis elfogadása vagy elvetése a statisztikai próba alapján a biológiai következtetés levonása
Kísérletező vadgazdálkodás A kísérletezés a gazdálkodásba illeszkedik: • Minden gazdálkodási beavatkozás kezelésnek tekinthető, feltéve ha megfelelő az ellenőrzöttsége és szigorú szabályok betartásával folyik • A vadgazdának a feltételezéseit pontosan és tesztelhető hipotézisként is meg kell fogalmaznia • A beavatkozás hatását mérni kell, az eredményeket pedig akkor is közzé tenni, ha a hipotézist cáfolják (a hipotézis elvetése nem katasztrófa, hanem az ismeretek fejlődése) A kísérletező vadgazdálkodás feltételei: • a vadgazdák az ökológiai fogalmakat értelmüknek megfelelően használják, • értik a releváns ökológiai elméletet, • képesek a gazdálkodási beavatkozások várható hatásaira ökológiailag megalapozott előrejelzéseket tenni. Ezért: a professzionális képzésnek súlyos elméleti, kísérletes és terepökológiai alapjai kell legyenek.
Becslés és/vagy monitoring A becslés: valamely paraméter mintavételezésen alapuló meghatározása. • matematikai statisztikával alátámasztott • valamilyen feltételezéseken alapul, ha ezek teljesülnek, akkor a becslés torzítatlan • pontossága, hibája ismert (ezt is becsli!) • meghatározott szabályrendszer szerint zajlik, tehát reprodukálható
Becslés és/vagy monitoring A monitoring • a természetes v. mesterséges környezet állapotának v. állapotváltozásának nyomon követése • rendszeres • standardizált, kipróbált módszerekkel zajlik • közvetlen: a paramétert magát méri (pl. ragadozó monitoring, vadállomány becslések) • közvetett: a paraméter hatását méri (pl. tegzesek száma – víztisztaság, vadkár – nagyvadlétszám (?)) • Magában nem kutatás (nincs hipotézis, predikció, tesztelés) csak egy állapotváltozás nyomon követése A becslés beépülhet a monitoringba.
A vizsgálati objektum kiválasztása • A kiválasztott faj reprezentálja-e egy nagyobb kategóriát (viselkedési, rendszertani, élettani szempontból)? • Vannak-e ismert rokon fajok? → összehasonlítás • Van-e alapos irodalma az adott fajnak? • → Konklúziók • Könnyen megfigyelhető a természetes környezetében? • Beszerezhető, mint labor állat? • Védett vagy ritka faj? • Sok pénzt vagy időt igényel a megfigyelése, tartása? • Könnyű a fajt tartani, etetni, tenyészteni? • Toleráns az emberrel? • Van-e veszélyes betegsége (emberre nézve)?
• Milyen az életmenet stratégiája? • Elegendő ideig él az ismételt kísérletekhez? • Elég gyors a fejlődése a feltett kérdéseket tekintve? → elefánton ne végezzünk viselkedésgenetikai vizsgálatokat • Mikor aktív? → éjszakai állatot ne nappal vizsgáljunk • Magános vagy társas? → társas állatot ne magánosan figyeljünk meg, territoriális állatokat ne zárjunk össze! • Mozgása a vizsgált problémához képest nem túl gyors vagy lassú? • Előzetes információgyűjtés → szakirodalmazás!
• Ezekre a kérdésekre sokszor csak az elővizsgálatok során tudunk választ kapni. • A vizsgálat során azután a lehető legegyszerűbb választ fogadjuk el magyarázatként. → ha egy állat a petéit nedves helyre rakja, akkor aktívan keresheti ezeket és megmérheti a nedvesség tartalmát a helynek és összevetheti a korábbi tapasztalataival ↔ de az is lehet, hogy egyszerűen a nedves helyen lelassul és megáll
A kutatás lépései • Elővizsgálatok és kérdésfeltevés → világos kérdés(ek) megfogalmazása: • Milyen a szexuális viselkedése a gímszarvasnak? → szűkítve: • A nagyobb hímek többször párzanak a kisebbeknél? • Hipotézisek: specifikus kérdések → bármi lehet, de biológiailag értelmezhető és tesztelhető legyen! • Mindig egymást kizáró hipotézispárokat alkossunk! → • H1: a faj szaporodásában a hím testnagyságával arányos a hím szaporodási sikere • H2: A faj hímjeinek szaporodási sikerében a testnagyság nem játszik szerepet
• Predikciók (következtetések a hipotézisekből): • Biológiailag értelmes és statisztikailag tesztelhető legyen egyszerre! • A H1 hipotézisből az alábbi predikciókat vonhatjuk le: • P1: A kétszer nagyobb hímek átlagos sikere kétszerese az átlagos hímekének • P2: A kétszer nagyobb hímek átlagos sikere négyszerese az átlagos hímekének • P3: A hímek méretével nő a territórium mérete • P4: A hímek testnagyságával nő az utódok felnövési esélye
• A változók kiválasztása: csak a predikciókkal összefüggő változókat mérjük! DE egyéb változókról készíthetünk jegyzeteket → új kérdések, új hipotézisek • Ráadásul itt már statisztikai ismeretek is kellenek → pl. a változó folytonos vagy diszkrét • Pl. a P1 és P2 teszteléséhez két változót kell mérni: • Változó1: A hímek testnagysága • Változó2: A hímek szaporodási sikere • Felvételi módszer a paraméterek mérésére: • Ne törekedjünk túlzott pontosságra, de ne is nagyoljuk el a mérést → pl. gácsérok esetében nem kell mg pontosság, de a kg-os pontosság nem ad kellő felbontást • A mérés időszaka is fontos → a szaporodás elején mérjünk le minden hímet → a végére a sikeresebbek többet veszthetnek tömegükből! ↔ vagy mérjünk kevésbé kondíciófüggő változót → pl. agancsméretek
• A szaporodási siker esetében pedig el kell dönteni, hogy miben mérjük a sikerességet? → • megtermékenyített petesejtek száma → boncolás • Az élve született utódok száma → utódszámlálás • A felnevelt (ivarérett) utódok száma • De akár az egész populációban elvégezhetjük az utódok DNS alapú meghatározását. • Mintanagyság • Csoporthatás a minták között (függetlenség) → mi legyen a mérés egysége? • Ha az utódok túlélőképességét vizsgáljuk → mekkora a tömege a hím utódainak, DE az utódok nem függetlenek egymástól → az alom az egység → átlagolunk az almokra
• A megfigyelő hatása: • Zavarjuk a megfigyelt állatot → másképp viselkedik, mint ha nem vagyunk jelen • A megfigyelőnek elvárásai vannak → Okos Hans, a számolni tudó ló → akkor hagyta abba a kopogást, amikor a megfigyelő elégedett volt • A megfigyelő többet méri a territoriális, nagyobb bakokat, mert egyszerűbb ezeket megfigyelni → ezek utódszámát jobban vagy akár túlbecsli ↔ • A nem territoriális hímeket kevesebbet figyeli → kevésbé tudja megbecsülni az utódszámot, vagy alulbecsüli → ez igazolja a feltevésünket és megnyugszunk, habár lehet, hogy valójában nincs különbség a kétféle hím szaporodási sikere között
• Adatanalízis és további kérdések: • Ha a megfelelő nagyságú mintát vettük és nem követtünk el hibát (mintavétel, mérés, prekoncepció stb.) → felderítő adatanalízis → nyilvánvaló összefüggések (átlagokkal, mediánokkal, szórásokkal, eloszlások ábrázolásával → hisztogrammok) • Döntéshozó analízis: predikciók tesztelése → esetleges újabb kérdések • A megerősítés után is az eredmények még nem tények! • Az adataink támogatnak vagy nem támogatnak egy hipotézist ← ennek oka lehet az is, hogy mi vontuk le tévesen a következtetéseinket (predikciókat)! • Ha nem támogatják az első hipotézist az adataink → még nem jelenti automatikusan a másik hipotézis igazát! • Egy hipotézist csak egy alternatív hipotézis dönthet meg! → ehhez vizsgálatok kellenek
• A vizsgálat ismételhetősége: • Ha egy vizsgálat eredményét nem tudjuk ismét prezentálni → • Statisztikai hiba: szignifikáns különbséget kaptunk, pedig nincs → elsőfajú hiba (pl. p<0.05 esetén 100 ismétlésből 5 alkalommal hibás következtetést vonunk le) • Elfedés: valamilyen nem mért tényező elfedte az általunk kívánt hatást (hímek elpusztultak a vizsgálat előtt betegségben → minden maradék hímnek sok nősténye volt) • Mást mérünk, mint hisszük: hipotézisünk szerint az egyik tényező függ a másiktól → nagyobb testű hímnek nagyobb a sikeressége ↔ Mi van ha egy harmadik tényezőtől függnek valójában? Pl. tesztoszteronszint → a sikeresség az agresszivitástól függ és a nagyság maximum abban játszik szerepet, hogy a nagyobb testű állat nagyobbat üt, rúg stb., így jobban ki tudja fejezni az agresszivitását
• Minél több háttértényezőt tárunk fel (vizsgálunk meg), annál inkább megismételhető a vizsgálat. → a megismételhetetlen vizsgálat rossz!!! → gondoljuk újra az egészet! • Csinálhatunk konstruktív ismétlést is →amikor nem ugyanazzal a fajjal, esetleg nem ugyanazzal a módszerrel dolgozunk, de ugyanaz a predikció! • Ha a két vizsgálat ugyanazt a hipotézist támogatja → csökken a hiba esélye, pl. a statisztikai hiba 0.05 helyett már csak 0.0025 lesz.
