We are a team of evolutionary biologists and behavioral ecologists at the Plant Protection Institute of the Centre for Agricultural Research. We are being funded mainly by the Lendület (Momentum) Program of the Hungarian Academy of Sciences (MTA), by a Marie Curie Career Integration Grant of the EU, and by the National Research, Development and Innovation Office (NKFIH).
One of our most prominent research interests is phenotypic plasticity – studying how various environmental conditions induce adaptive changes in the morphology, behavior, and life history of individuals. For example, how do toad (Bufo bufo) tadpoles change the amount and composition of their toxins in response to predators, pathogens, and competitors? How do female smooth newts (Lissotriton vulgaris) choose their egg-laying strategy to minimize predation risk to their offspring? How does plasticity evolve in spider mites (Tetranychus urticae) coexisting with different predators?
We are also interested in the effects of environmental change from a conservationist point of view. For example, what are the consequences of climate change and urbanization on the demography and behavior of amphibians and birds? How do amphibians cope with (and how can we help to protect them from) agricultural pollutants and diseases such as chytridiomycosis? How does the interplay between polluting chemicals and warming climate affect the sexual development and life history of amphibians and reptiles?
Students interested in these topics are welcome to join our team. For further details and contact info, see the personal pages of our senior researchers.
Játékelméleti megközelítések az evolúciós ökológiában – hogyan döntenek az élőlények?
A játékelmélet fogalmai eredetileg a stratégiai döntéshozatal matematikájából nőttek ki – és gyökerei részben valóban a kártyaasztaloktól erednek. John von Neumann, a modern játékelmélet egyik megalapítója, pókerből vette az első inspirációit, amikor az optimális stratégiák formalizálásán dolgozott. Aki ma egy megbizhato online casino platformon játszik blackjacket vagy pókert, öntudatlanul is ugyanazokkal az elvekkel dolgozik – kockázatértékelés, várható értékek, ellenfél viselkedésének előrejelzése –, amelyeket John Maynard Smith az 1970-es években az evolúciósan stabil stratégiák (ESS) elméletébe emelt. Az evolúciós ökológia azóta elválaszthatatlan a játékelmélettől.
Mi az az evolúciósan stabil stratégia?
Az ESS fogalma azt írja le, hogy egy populációban milyen viselkedési stratégia tud fennmaradni hosszú távon – vagyis olyan stratégia, amelyet egyetlen mutáns sem tud eredményesen felváltani. A klasszikus példa a Héja–Galamb modell: ha egy populációban mindenki agresszívan viselkedik (héja), akkor egy békés egyéni stratégia (galamb) is megjelenhet és terjedhet – de csak addig, amíg nem válik túl gyakorivá, mert akkor az agresszívabb stratégia megint előnyre tesz szert.
Ez az egyensúlyi gondolkodás pontosan az, ami a stratégiai kártyajátékokat is meghatározza. A pókerben sem éri meg mindig blöffölni – és mindig igazat mondani sem. Az optimum valahol a kettő között van, és azt a többi játékos viselkedése határozza meg. Az evolúció és a kaszinóasztal logikája ebből a szempontból meglepően hasonló.
Kockázat és döntéshozatal a természetben
Az evolécol.hu kutatócsoportja olyan kérdéseket vizsgál, amelyek mind a döntéshozatal és a környezeti bizonytalanság metszéspontjában helyezkednek el. Hogyan változtatja meg egy varangyos béka (Bufo bufo) ebihalainak méregösszetételét a ragadozók jelenléte? Hogyan minimalizálja a pettyes gőte (Lissotriton vulgaris) nősténye az utódait fenyegető kockázatot a petéinek elhelyezésével?
Ezek a kérdések mind egy alapvető biológiai problémára mutatnak rá: az élőlények korlátozott információ alapján, bizonytalan környezetben hoznak döntéseket, amelyek közvetlen hatással vannak a túlélésükre és szaporodási sikerükre. Ez a döntési kényszer formálja az evolúciót – és a játékelmélet adja hozzá a matematikai keretet.
A fenotípusos plaszticitás mint rugalmas stratégia
A kutatócsoport egyik fő érdeklődési területe a fenotípusos plaszticitás – az a képesség, amellyel egy egyed az élete során módosítja morfológiáját, viselkedését vagy életmenet-jellemzőit a környezeti feltételekre reagálva. Ez evolúciós szempontból egy rendkívül hatékony stratégia: ahelyett, hogy egyetlen rögzített fenotípus mellett kötelezné el magát a szervezet, rugalmasan alkalmazkodik.
A plaszticitás evolúciójának vizsgálata az atka (Tetranychus urticae) rendszerben különösen informatív: ezek a kis ízeltlábúak különböző ragadozók jelenlétében gyorsan és megbízhatóan változtatják viselkedésüket, és ezek a változások generációkon átnyúlva rögzülhetnek. Ez egy remek modellrendszer arra, hogyan lép kölcsönhatásba az egyedi alkalmazkodóképesség és az evolúciós változás.
Urbanizáció és klímaváltozás – az ökológiai kontextus
A kutatócsoport másik hangsúlyos területe az emberi tevékenység okozta környezeti változások hatása az állatpopulációkra – különösen a kétéltűekre és madarakra. A klímaváltozás és az urbanizáció nem egyszerűen hőmérséklet-emelkedést vagy élőhely-veszteséget jelent: megváltoztatja a predátor–zsákmány viszonyokat, a szaporodási időzítést, a migrációs útvonalakat, sőt még a kémiai kommunikációt is.
A mezőgazdasági szennyezők és a felmelegedő klíma együttes hatása az amphibiák ivarfejlődésére és élettörténetére szintén aktív kutatási irány. Ezek a hatások nem izoláltan érvényesülnek – kölcsönhatásaik sokszor előre nem látható következményeket hoznak, amelyeket csak hosszú távú, terepen végzett megfigyeléssel lehet feltárni.
Miért érdekesek ezek a kérdések a szélesebb közönségnek?
A válasz egyszerű: mert az evolúciós gondolkodás nem áll meg a laboratórium ajtajánál. Az a keret, amellyel az evolúciós ökológus nézi a varangyos béka ebihalának döntéseit – mikor éri meg kockázatot vállalni, mikor érdemes rugalmasan alkalmazkodni, mi az optimális stratégia egy változó környezetben –, pontosan ugyanaz a keret, amellyel az emberi döntéseket is vizsgálhatjuk. A viselkedési ökológia és a döntéstudományok évtizedek óta egymásból merítenek.
- Az optimális életmenet-elmélet ugyanazokat a matematikai eszközöket alkalmazza, mint a közgazdasági döntéselmélet
- A kockázatvállalás és kockázatkerülés közötti egyensúly mind a természetben, mind az emberi viselkedésben megjelenik
- A kooperáció és versengés dinamikája – amit az evolúciós játékelmélet vizsgál – az emberi közösségeket is formálja
A kutatócsoport és a hazai tudományos ökoszisztéma
Az evolecol.hu csapata a Magyar Tudományos Akadémia Lendület (Momentum) Programjának támogatásával működik – ez a versenyalapú finanszírozási forma azokat a fiatal kutatói csoportokat célozza meg, amelyek nemzetközileg is versenyképes kutatást folytatnak. A Marie Curie Career Integration Grant és az NKFIH-támogatás további megerősítése annak, hogy az evolúciós ökológiai alapkutatás Magyarországon is tudományos szinten folyik.
Azoknak a diákoknak és fiatal kutatóknak, akik fenotípusos plaszticitás, kétéltű-ökológia, vagy evolúciós viselkedésbiológia iránt érdeklődnek, érdemes felkeresni a kutatócsoport oldalát – a csatlakozási lehetőségekről a kutatók személyes oldalain lehet tájékozódni.