BIOLOGIA I EKOLOGIA
POWSTANIE ziemi
4,5 do 5 mld lat temu z pierwotnego obłoku materii międzygwiezdnej
nagromadzonej wokół słońca powstała Ziemia.
3do 3,5 mld lat temu powstało na ziemi życie i początek organizmów żywych
w wyniku ewolucji powstało kilka kilkadziesiąt różnych środowisk a w nich olbrzymia różnorodność organizmów. Różnorodność jest istotnym elementem życia na ziemi.
Obecnie jest okolo
0,5 mln. Gatunków roślin
1,5 mln gatunków zwierząt.
Gatunki te utworzyły układ przyrodniczy na ziemi. Ów układ przyrodniczy posiada następujące cechy.
jest on wysoce zorganizowany
samokontrolujący się
samoorganizujący się.
Elementy ukladu przyrodniczego
czynniki biotyczne- wszystkie organizmy żywe
czynniki abiotyczne- woda powietrze gleba i czynniki klimatyczne
UKlAD PRZYRODY
Ponad układ zaczął wybijać się człowiek starający się zmienić przyrodę dla własnych korzyści.
Będąc elementem układu wchodził w reakcję z pozostałymi nie naruszał ładu układu .
Potem zaczął się wybijać, rozrastała się populacja ludzka. W czasie ewolucji człowiek zaczął wykazywać chęć większej przestrzeni i rozpoczął ekspansję ingerując tym samym w układ. Człowiek zaczął szukać pożywienia (przemysł, technologia itd.). poprawa bytu odbywała się kosztem elementów biotycznych i abiotycznych. Równowaga została zachwiana człowiek zaczął ponosić z tego względu straty- odwet ekologiczny, czyli reakcja przyrody przejawiająca się zachowaniem równowagi i trudnymi do przewidzenia szkodliwymi następstwami przekształcenia środowiska. Mimo tego przyroda nadal jest życzliwa, bo ludzi jest już 8 mld żeby obronić się przed odwetem. Sposób ograniczenia negatywnych skutków oddziaływania ludzi na przyrodę, to nic innego jak tylko poznanie praw przyrody i uwzględnienie ich w działalności cywilizacyjnej gospodarczej człowieka.
EKOLOGIA bada
Prawa przyrody
Prawidłowości funkcjonowania systemów przyrodniczych.
Ekologia jest nauką o
Związkach miedzy organizmami lub grupami organizmów a środowiskiem
Współzależnościach miedzy żywymi organizmami a ich środowiskiem
Strukturze i funkcjonowaniu przyrody ogólnie
gospodarce przyrody
Ekologia jako nauka bada zależności pomiędzy światem nieożywionym a żywymi organizmami jak też między nimi samymi i w ten sposób daje przyrodnicze podstawy do ochrony przyrody i kształtowania środowiska
TEORIA- EKOLOGIA
PRAKTYKA- OCHRONA ŚRODOWISKA.
Ekologia rozumiana jest jako nauka o środowisku przyrodniczym człowieka jest utożsamiana z ochroną przyrody czy środowiska.
Róznica pomiędzy przyrodą a środowiskiem:
Przyroda obejmuje całokształt świata nieorganicznego i organicznego, ogół zjawisk fizycznych zachodzących miedzy nimi bez ingerencji człowieka.
Przyroda w wymiarze uniwersalnym.
Abiotyczne środowisko
Żywa biocenoza
Historycznie środowisko było wcześniejsze. Jest elementem składowym przyrody.
OCHRONA PRZYRODY, (na czym polega)
zachowanie różnorodności biologicznej
racjonalne gospodarowanie prawami przyrody
właściwe kształtowanie krajobrazu
zachowanie środowiska człowieka i umożliwienie mu kontaktu z przyrodą dla regeneracji sil
przygotowanie norm prawnych regulujących relacje człowiek przyroda oraz organizowanie akcji społecznych propagujących tematykę ochroniarską
OCHRONA SRODOWISKA to działania zmierzające do zachowania bądź przywrócenia równowagi stawiające sobie za cel przeciwdziałanie szkodliwym wpływom człowieka na środowisko tj. zapobieganie jego dewastacji i degradacji
EKOLOGIA
Znaczna część społeczeństwa utożsamia niesłusznie ekologię z zagrożeniem środowiska. Przymiotnik „ekologiczny” jest szeroko stosowany w handlu i marketingu. W domyśle ekologiczny =zdrowy= sprzyjający środowisku. EKOLOGIA BADA RELACJE MIĘDZY ORGANIZMAMI. Ekologia utożsamiana jest również z ruchem społecznym na rzecz ochrony przyrody podejmowanym przez ideologów i polityków, którzy nie zawsze zdają sobie sprawę z faktycznych dzisiejszych możliwości i kosztów realizacji głoszonych haseł.
Ekologia (synonimy)
ekologizm
ekofilozofia
filozofia ekologiczna -kierunek filozoficzny mówiący o nowym podejściu do przyrody
Filozofia ekologiczna
dąży do harmonii społeczeństwa i przyrody
ruch moralizatorsko-pedagogiczny postulujący by człowiek coraz lepiej poznawał samego siebie i opanował agresję i okrucieństwo wobec innych form życia oraz zdążał do ogarnięcia całego globu humanitaryzmem i humanistycznym działaniem.
Myslenie ekologiczne
Nastawienia i postawy wobec środowiska wynikające z systemu norm i wartości zasad ogólno etycznych wierzeń i wiedzy które warunkują i regulują zachowanie się człowieka także w środowisku
Etyka ekologiczna
Powinna być oparta na dwóch bardzo istotnych elementach
Poszanowaniu życia w każdej jego formie
Uznaniu jednakowej roli i wartości wszystkich organizmów żywych w przyrodzie.
Ekologia jako dyscyplina naukowa
Oikos- dom
Logos- nauka
Wyodrębniona z biologii około 1900 r. Największy rozkwit nastał dopiero po II wojnie światowej.
Działy podstawowe „warstwy” ekologii
Ewolucjonizm
Biologia rozwoju
Genetyka
Ekologia
Itd.
Działy taksonomiczne „wycinki”
Bakteriologia
Główne przesłanie ekologii:
Jak można zachować lub przywrócić równowagę w przyrodzie opierając się na mechanizmach funkcjonowanie systemów przyrodniczych na różnych poziomach ich organizacji i jak respektować te mechanizmy w działaniach gospodarczych.
Naukowy aspekt ekologii
Wyjaśnienie
Mechanizmów funkcjonujących w przeszłości bądź ich układów ekologicznych
Procesów regulacyjnych
Czynników warunkujących obieg materii i przepływ energii w biocenozach
Stosowany aspekt ekologii
Tworzenie przyrodniczych podstaw ochrony i kształtowania środowiska
Podział ekologii
AUTOEKOLOGIA
SYNEKOLOGIA
Autekologia to ekologia pojedynczego osobnika, bada zależności między organizmem a środowiskiem wyjaśnia w jaki sposób organizm oddziałuje na otoczenie i w jaki sposób otoczenie wpływa na organizm.
Synekologia zajmuje się zbiorowościami osobników populacjami i biocenozami
Ekologia populacji
Ekologia biocenoz
Ekologia ekosystemów
Ekologia krajobrazu
ZAKRES BADAn EKOLOGII
Poziomy ORGANIZACJI zYWEJ MATERII
Słoneczko ekologiczne
Populacja- to grupa osobników jednego gatunku zamieszkująca wspólny obszar mogąca się swobodnie i skutecznie krzyżować tzn. wydawać płodne potomstwo
Biocenozy-to zespół populacji różnych gatunków żyjących w określonej przestrzenii środowiska lądowego lub wodnego połączonych głównie zależnościami pokarmowymi-troficznymi
Biotop-obszar w określonych warunkach ekologicznych będący siedliskiem dla bicenozy lub osobnika
EKOsystem = biotop+biocenoza
Układ ekologiczny utworzony przez biocenoze łącznie ze swym abiotycznym środowiskiem- biotopem
Biom zespół ekosystemów tworzących duże i łatwe do rozróżnienia regiony biologiczne na ziemi np. tajga tundra pustynia itp.
Biosfera i ekosfera
strefa w której może istnieć życie
zespół wszystkich występujących na ziemi ekosystemów największy i najbliższy samowystarczalności układ biologiczny zamieszkany przez organizmy żywe .
biosferę i ekosferę dzielimy na
TROPOSFERĘ- dolna część atmosfery do wysokości 10-15 km
HYDROSFERA- wszystkie wody
LITOSFERA- powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej (do 1 km)w tym gleba do 3m
EKOSYSTEM -BIOMY -BIOSFERA (EKSFERA)
EKOLOGIA ORGANIZmów żywych, czyli autekologia zajmuje się wymaganiami poszczególnych organizmów w odniesieniu do czynników środowieskowych które na nie oddziaływują bada relacje organizm- środowisko - organizm
Czynniki środowiska -ograniczające występowanie organizmów
Na ziemi wyróżnia się dwa główne środowiska występowania organizmów
Lądowe
Wodne
Środowiska wodne i lądowe różnią się
Właściwościami fizycznymi
Temperaturą
Zawartością O2 iCO2
Odmiennymi warunkami świetlnymi
Zasobnością soli mineralnych
Odczytem (ph)
Stopniem oddziaływania czynników mechanicznych -wiatry, prądy morskie, ciśnienie
Porównanie środowisk
Czynniki środowiska |
Środowisko |
|
|
wodne |
lądowe |
1.gęstość 2.O2 3. CO2 4. N2 5. wahania temperatur 6oświetlenie zewn. |
1000 kg/m3 3,5% 1,7% 65% małe rozproszone |
1,29kg/m3 21% 0,03% 78% duże pełne |
Czynniki środowiska wpływają na
Aktywność organizmów
Ich liczebność
Rozmieszczenie
Tempo i efektywność procesów życiowych takich jak oddychanie odżywianie rozmnażanie
Czynniki środowiska
Abiotyczne biotyczne
Czynniki abiotyczne
Oddziaływanie nieożywionych elementów środowiska na organizm. Wyróżniamy czynniki:
Klimatyczne-, temperatura, H2O, światło ciśnienie, wiatr,
Edoficzne - gleba jej struktura i skład chemiczny
Czynniki biotyczne -żywe składniki środowiska- rośliny zwierzęta człowiek wywierające bezpośredni wpływ lub pośredni wpływ na siebie wzajemnie i na otaczające abiotyczne składniki środowiska
Ograniczające czynniki ekologiczne to Biotyczne i abiotyczne czynniki środowiskowe wywierające wyraźny wpływ na organizmy
Temperatura przejawy życia od -200 do 150oC żaden organizm nie może żyć w tak szerokim przedziale temperatur. Większość żyje w rejonach świata gdzie temp. Jest w przedziale od 0oC do 30oC. Ogólna granica życia to temperatura 0oC a górną granicą jest temperatura denaturacji białka czyli temp. 40-50oC
Temperatura na lądzie
-70 (Syberia) bakterie sinice porosty mszaki zwierzęta polarne
-196oC ciekły N2 w warunkach laboratoryjnych przez kilkanaście minut przetrzymują ją wrotki i niesporczaki.
Odporność na działanie niskich temperatur zależy od
Biologia i Ekologia
Temperatura na ladzie
Odporność na działanie niskich temperatur zależy od :
Zawartości wody w organizmie
Ilości tłuszczu
Pokrycia ciała
Temperatura na ladzie
150oC -w warunkach laboratoryjnych krótkotrwała ekspozycja przetrwały formy przetrwalne niesporczaków
80oC- rośliny i zwierzęta żyjące na pustyniach stadia rozwojowe niektórych słodkowodnych skorupiaków bakterie termofilne (96oC)
Temperatura na ladzie
przystosowanie zwierząt do przetrwania w niesprzyjających warunkach termicznych
HIBERNACJA- sen zimowy
ESTYWACJA- sen letni
Temperatura w wodzie
Woda ma duże ciepło właściwe i dużą pojemność cieplną, dlatego w wodzie amplituda wahań temperatury jest mniejsza niż na lądzie. Stąd organizmy wodne mają odpowiednio większe zakresy tolerancji niż organizmy lądowe
Temperatura w wodzie
Temperatury wśród śródlądowych mieszczące w granicach od 0oC do ok. 40oC. Najwyższa temperatura powierzchni wody wynosi 36oC (Morze Czerwone) najniższa w strefach biegunowych -1,9oC .
Temperatura w wodzie- gęstość wody zależy od temperatury dlatego występuje wartościowość termiczna zbiorników wodnych tzw. stratyfikacja jest to pionowy układ temperatur im głębiej tym chłodniej.
Światło
Promieniowanie słoneczne jest podstawowym źródłem energii na ziemi w tym również procesów życiowych organizmów występujących w biosferze. Wpływ światła na organizm zależy od jego naświetlenia
ZAKRES PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
SŁOŃCA
Promieniowanie T 10-7-10-4 |
Promieniowanie X 10-4 - 10 -3 |
Promieniowanie UV 10 -3- 1 |
Promieniowanie widzialne 390-760 |
Promieniowanie IR( podczerwone) 1- 10 3 |
Promieniowanie radiowe10 3 -10 9 |
Światło dla roślin jest niezbędne do życia ze względu na swoją podstawową rolę w procesie fotosyntezy.
Dla zwierząt jest czynnikiem który reguluje czynności życiowe.
Aktywność rozrodcza
Wzrost
Temperatura przemiany materii
Wędrówki zachowanie się
Orientacje w otoczeniu.
Dla roślin i zwierząt lądowych światło nie jest istotnym czynnikiem ograniczającym. Promieniowanie dociera do nich niezmienne i nie wpływa na intensywność fotosyntezy.
W wodzie ze wzrostem głębokości natężenie promieniowania zmniejsza się na skutek pochłaniania przez warstwę wody. Najmniej absorbowane jest światło niebiesko- zielone i ono dociera, stąd też na dużych głębokościach rosną glony wykorzystujące niebiesko - zieloną część promieniowania(chlorofil , fikocyjanina).
Woda
Niezbędny składnik każdego żywego organizmu przeciętnie 70%- 80%
Zwierzęta wodna np., żebropław, czy pas wenery (99%);meduza chełbia modrej (98%); ślimak zatoczek (94%); szczupak (80%); zwierzęta lądowe kaczka (70%); człowiek (65%)
Rola wody
Niezbędny element przy syntezie i hydrolizie wielu związków organicznych
Umożliwia pobieranie składników pokarmowych (sole mineralne )
Rozpuszczalnik w płynach ustrojowych
Uzupełnianie pokarmu każdego organizmu
Środek transportu wewnątrzustrojowego
Pomaga regulować temperaturę organizmu pozwala utrzymać ciśnienie osmotyczne i Ph.
Woda jest ograniczającym głównie w środowiskach lądowych w szczególności suchych natomiast w środowisku wodnym tylko tam gdzie jej ilość ulega dużym wahaniom.
W środowiskach ubogich w wodę organizmy wykształciły różne rodzaje przystosowań polegających głównie na gromadzeniu wody lub na ograniczaniu jej wydalania. Niekiedy mimo dostatku w środowisku jest niedostępna dla organizmu.
W przypadku siedlisk zawierających wodę o większej zawartości soli. Płyny wewnątrz organizmu zamiast pobierać wodę oddają ją.
GAZY
Największe znaczenie mają
Tlen
Dwutlenek węgla
Azot
Tlen w wodzie podobnie jak i na lądzie ma ważne znaczenie dla życia organizmów głownie pochodzi z procesów fotosyntezy nie dostaje się na drodze dyfuzji z powietrza.
W środowisku wodnym ilość jest 20-30 razy mniejszy niż w powietrzu.
Niedobór wody w powietrzu może być spowodowany eutrofizacją wód lub zanieczyszczeniu ściekami
Dwutlenek wegla - niezbędny w życiu roślin jako zasadnicze źródło węgla potrzebnego do budowy związków organicznych. W wodzie jest go więcej niż w powietrzu co wynika z bardzo dobrej rozpuszczalności
CO2 w wodzie znajduje się na skutek
Dyfuzji powietrza
Procesów oddechowych
Rozkładu związków organicznych nadmiar CO2
W wodzie prowadzi do zakwaszenia
W powietrzu prowadzi do efektu cieplarnianego
CIŚNIENIE
Atmosferyczne - panujące w atmosferze ziemskiej którego wartość zmienia się wraz ze zmianą temperatury i wysokości nad poziomem morza
Hydrostatyczne -panujące w zbiornikach wodnych rośnie 1 atmosferę na każde 10 m głębokości w sposób istotny wpływa na ograniczenie życia organizmów.
Cisnienie hydrostatyczne jest ważnym czynnikiem ograniczającym w przeciwieństwie do ciśnienia atmosferycznego. Wysokie ciśnienie w głębokich oceanach (1000atm)spowalnia procesy życiowe.
Czynniki biotyczne są to formy oddziaływania organizmów na siebie czyli w zależności międzygatunkowe i wewnątrzgatunkowe jak również wpływ organizmów na środowisko abiotyczne.
Organizmy przystosowują się do środowiska fizycznego a także przystosowują to środowisko do swoich potrzeb życiowych.
Wywołują ciągłe zmiany fizycznych chemicznych właściwości materii nieożywionej wprowadzając do środowiska nowe związki i źródła energii.
Organizmy oddziałują na życie innych organizmów.
Rośliny współzawodniczą o wodę, światło lub składniki odżywcze mogą wydzielać substancje hamujące lub uniemożliwiające rozwój innych roślin.
Zwierzęta roślinożerne wpływają na skład i ilość szaty roślinnej. Skład gatunkowy i liczebność zwierząt roślinożernych regulują drapieżcy.
Organizmy oddziałują na siebie w sposób antagonistyczny lub protekcyjny.
Czynniki ograniczające - każdy czynnik abiotyczny lub biotyczny który zbliża się do granic tolerancji lub je przekracza.
Tolerancja ekologiczna - zdolność organizmów do przystosowania się do zmian danego czynnika.
Zakres tolerancji- przedział wartości danego czynnika, siły jego oddziaływania w obrębie którego organizm bytuje i utrzymuje swe funkcje życiowe.
Tolerancja organizmów
Zakres tolerancji wyznaczają dwa punkty krytyczne określające wartość progową przeżycia organizmu
Minimum dolny punkt krytyczny
Maksimum górny punkt krytycznyi
DOLNE I GÓRNE PUNKTY KRYTYCZNE
Dolna temperatura powodująca śmierć |
Górna temperatura powodująca śmierć |
||
Gatunek |
Temperatura 0C |
Gatunek |
Temperatura 0C |
Człowiek |
-1 |
Glony termofilne |
85-93 |
Świnka morska |
-15 |
Młode pstrągi |
15 |
Królik |
-45 |
Zarodki pstrąga |
12 |
Kura |
-50 |
Dżdżownica |
24-26 |
Kaczka |
-100 |
Żaba |
30 |
Pszczoła |
-1 |
||
Trykotka |
-1,4 |
||
Warzucha |
-1 |
||
Prawa opisujące tolerancje organizmów żywych na czynniki ograniczające
Prawo minimum J. Liepiga
Prawo tolerancji V.E. Shelforda
Prawo minimum- możliwość rozwoju wzrostu organizmów określa ten składnik którego jest najmniej w stosunku do zapotrzebowania
Czynniki ograniczające wzrost rozwoju roślin
Niedobór wody (H2O)
Brak składników pokarmowych
Niedobór światła
Niskie stężenie dwutlenku węgla (CO2)
Czynniki ograniczające rozwój zwierząt to niedobór
Białka
Witamin
Wody
Prawo tolerancji -możliwości bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika
Zakresy tolerancji organizmów
Tolerancja różnych organizmów względem tego samego czynnika może być
Odmienna tzn. punkty krytyczne zbliżona gdy punkty krytyczne przebiegu krzywej pokrywają się , dla wyrażenia względnego stopnia tolerancji cechującego dany gatunek. Powszechnie używa się w ekologii terminów z przedrostkami
Steno- oznacza wąski
Eury- oznacza szeroki zakres tolerancji
Gatunki eurytypowe (eurybionty) mają szeroki zakres tolerancji mogą żyć i rozmnażać się (do organizmów środowiska) o zróznicowanych warunakch dużych wachaniach czynników zewnętrznych.
Gatunki stenotypowe (stenobionty) - mają małą tolerancjęw stosunku do czynników środowiska występują w ściśle określonych warunkach o niewielkich wachaniach wartości tych czynników stenobionty są bardziej wyspecjalizowane niż eurybionty.
EURY- termiczny-temperatura
STENO - halinowy - zasolenie
- fagiczny- pokarm
szerokość zakresu tolerancji świadczy o specjalizacji organizmu. Tolerancja może być duża w przypadku jednego czynnika a mała względem drugiego np. organizm stenotermiczny euryhalinowy
- POLIBIONTY
OLIGOBIONTY
POLIBIONTY-są to stenobionty których strefa tolerancji mieści się w górnej granicu zmienności czynników środowiska a wymagania organizmu są zarazem wąskie i względniewąskie.
OLIGOBIONTY-są to stenobionty zachowujące odległość w wąskich lecz względnie niskich granicach tolerancji.
WZGLĘDNE GRANICE TOLERANCJI ORGANIZMÓW STENO- I EURY- TERMICZNYCH
Grupy ekologiczne- organizm o podobnym zakresie tolerancji w stosunku do określonych czynników środowiska
Czynnik środowiska |
Grupa ekologiczna |
Przykład |
ŚWIATŁO |
Światłolubne -heliofile |
-Słonecznik -Rumianek -Dziurawiec |
|
Cieniolubne -skoliofile |
-Paprocie -Bluszcze -Szczawik zajęczy |
ILOŚĆ WODY |
Wodolubne |
-Lilia wodna -Gąbka morska |
|
Wilgociolubne |
-Mchy -Zawilec -Skrzyp -Ryz -Żywokost lekarski |
|
Sucholubne |
-Kaktusy -Rozchodnik -Wilczomlecz |
Gatunki wskaźnikowe
Kwaśne gleby - skrzyp, siódmaczek leśny
Mało soli mineralnych - borówka, wilczomlecz
Gleby wilgotne próchnicze- żywokost lekarski, niecierpek pospolity
Znaczenie granic tolerancji
Przy ocenie stanu czystości środowiska np. wskaźnikowe biondykatory
W gospodarce łowieckiej przy regulacji liczebności drapieżcy i ofiary
W biologicznym zwalczaniu szkodników
W zwiększeniu plonów przez dobór odpowiedniej rośliny do właściwych warunków.
BIONDYKATORY -BILOGICZNE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚRODOWISKA ZWIERZĘTA ROŚLINY O DUŻEJ WRAŻLIWOŚCI NA DZIAŁANIE OKREŚLONYCH CZYNNIKÓW, np. DO BADANIA CZYSTOŚCI WÓD STOSUJE SIĘ CHLORELLĘ, PAŁKĘ SZEROKOLISTNĄ, PSTRĄGA POTOKOWEGO; DO BADANIA CZYSTOŚCI POWIETRZA UŻYWA SIĘ POROSTY LICHENES DRZEWA MSZAKI ROŚLINY ZIELONE.
Porosty Lichenes
Wskaźnik stopnia zanieczyszczenia NOX, O3, Pb. Obecność brak skład pozwalają określić ilość brakujących składników.
Drzewa
Wygląd kształt rozmieszczenie liści stan kory (Ph) niektórych gatunków pozwalają ocenić stopień zanieczyszczenia Tlenki siarki, azotu zakwaszają a tlenki metali alkalizują korę. Odporne na SO2 są buk, klon polny, brzoza, dąb czerwony, olchy. Wrażliwa na SO2 są lipa drobnolistna, jesion, wiąz kasztanowiec, zielone rośliny naczyniowe.
Wskaźnik zanieczyszczenia powietrza i akumulacji metali ciężkich
Dziurawiec zwyczajny |
Hyperycium perforaktum |
Kukurydza |
Zea mays |
Tytoń |
Tabacum |
Kurzyślad polny |
Nagallis arvensis |
SYNEKOLOGIA
Ekologia populacji
Populacja- to zespół jednego gatunku wzajemnie na siebie oddziałujących i zamieszkującym w tym samym czasie określoną przestrzeń mogących krzyżując się wydawać potomstwo.
Dwa kryteria we wszystkich definicjach
Genetyczne - wymiana genów krzyżowanie osobników
Ekologiczne- życie osobników jednego gatunku w danym czasie w danej przestrzeni.
Miejsce w którym żyje populacja danego gatunku nazywane jest siedliskiem.
Siedliska ma określoną pojemność ekologiczną którą określa
Przestrzeń
Kryjówki
Pokarm
Populacja jest formą istnienia gatunku biologicznego spełnia określone funkcje w biocenozie w której występuje, a ponadto występuje w określonych związkach z innymi populacjami tego samego gatunku.
Areał - część siedliska zajmowanego przez pojedynczego osobnika populacji na którym występują wszystkie potrzebne mu do życia elementy.
Zasięg przestrzenny populacji- suma areałów poszczególnych osobników. Suma nie musi pokrywać się z zasięgiem przestrzennym populacji.
NISZA EKOLOGICZNA
SKŁADA SIĘ Z NISZY
PRZESTRZENNA SIEDLISKOWA
POKARMOWA- TROFICZNA
WIELOCZYNNIKOWA FIZJOLOGICZNO PRZYSTOSOWAWCZA
Nisza przestrzenna - przestrzeń fizyczna zajmowana przez populacje.
Nisza pokarmowa - przestrzeń zbezpieczająca potrzeby pokarmowe populacji
Nisza fizjologiczno -przystosowawcza- przestrzeń która zawiera całkowity zakres warunków w których populacja może się rozwijać
Cechy populacji
Liczebność
Różnorodność
Śmiertelność
Rozprzestrzenianie się
Liczebność - jest to liczba osobników składających się na populacje. Z liczebnością związane jest zagęszczenie populacji.
Zagęszczenie populacji- to liczba osobników składających się na określoną jednostkę powierzchni 500 sosen/ha, 5mln okrzemek /m3, 2 dżdżownice / dm3.
liczebność i zagęszczenie zależą od wielkości organizmów. Im organizmy większe tym populacja mniej liczna i mniej zagęszczona.
LICZBA OSOBNIKÓW
ZAGĘSZCZENIE =
JEDNOSTKA PRZESTRZENI
ZAGĘSZCZENIE POPULACJI ZALEŻY OD
Pojemności środowiska
Wydolności środowiska np. pokarmowej
Opór środowiska jest to suma fizycznych i biologicznych czynników, które nie pozwalają gatunkom osiągnąć maksymalnej liczebności. Czynniki zewnętrzne działające na populację i powodujące pośrednio i bezpośrednio śmiertelność.
Opór środowiska możemy zmierzyć i wyrazić za pomocą liczby osobników ubywających z populacji w jednostce czasu.
Można go wyrazić jako
ROZRODCZOŚĆ POPULACJA OPÓR POTENCJALNA ----- EKOLOGICZNA = ŚRODOWISKA POPULACJI FIZJOLOGICZNEJ |
SZYBKOŚĆ WZROSTU POPULACJI-LICZBA OSOBNIKÓW O KTÓRE ZWIĘKSZA SIĘ POPULACJA W JEDNOSTCE CZASU.
Tempo wzrostu ilościowego populacji obrazują dwie krzywe wzrostu liczebności
-esowata
-jotowata
Krzywa esowata- jest uzyskiwana wtedy gdy mamy ograniczony wzrost związana jest z istnieniem czynników ograniczających biotycznych i abiotycznych
Krzywa jotowata- uzyskiwana jest przy wzroście nieograniczonym brak jest czynnika ograniczającego liczba osobników stale wzrasta.
Funkcje - oscylacje nieregularne wahania liczebności populacji na skutek czynników
biotycznych drapieżcy i pasożyty
abiotycznych zmiany klimatyczne temperatura( strefa umiarkowana , arktyczna) wilgotność (obszary tropikowe).
LICZEBNOŚĆ populacji zależy od pozostałych 3 cech populacji
-rozrodczość
-śmiertelność
-rozprzestrzenianie migracji
Rozrodczość - stosunek liczby nowo urodzonych osobników do liczebności całej populacji.
Proces przeciwstawny to śmiertelność.
Śmiertelność określa ilość zgonów w stosunku do liczebności całej populacji
Śmiertelność populacji określają krzywe przeżywania
|
TYP1- największą śmiertelność mamy u osobników starych czyli w drugiej połowie lub pod koniec życia. Charakterystyczny dla populacji mających mało wrogów naturalnych lub mających wysoką organizację życia społecznego w przyrodzie rzadko występuje np. człowiek, karaczan, starczyk, duże ssaki.
TYP2 - jednakowe prawdopodobieństwo śmierci niezależnie od wieku osobników równomierny spadek przeżywalności wraz z upływem czasu. Rzadki w przyrodzie np. liczne populacje roślin jednorocznych, niektóre gatunki ptaków
TYP3- jest charakteryzowany wysoką śmiertelnością w okresie młodzieńczym( do 90%) a jednocześnie znaczna przeżywalność w wieku zaawansowanym. Określany jako ekologiczny charakterystyczny dla większości populacji naturalnych np. ryby, żółwie.
Przyczyny śmiertelności
Środowiskowe np. brak pokarmu
Osobnicze np. starzenie się brak opieki nad potomkiem, sposób rozrodu wady konstrukcyjne organizmu.
Populacyjne np. przegęszczenie, konkurencja, kanibalizm
Biocenotyczne np. drapieżnictwo, pasożyty chorobotwórcze
Rozprzestrzenianie polega na przemieszczaniu się osobników (dorosłych lub młodych) między populacjami.
Przyczynia się do zmian liczebności populacji, głównie zależy od barier w środowisku i liczebności osobników.
Formy rozprzestrzeniania
Emigracja
Imigracja
Migracja
Emigracja -to jednokierunkowy ruch osobników na zewnątrz, opuszczenie populacji
Imigracja - to jednokierunkowy ruch do wewnątrz nowych osobników spoza populacji
Migracja- to ruch dwukierunkowy, przemieszczanie się osobników między populacjami.
Struktura populacji - wynika ze znacznego zróżnicowania w obrębie populacji, poszczególnych osobników.
Te struktury populacji to
Struktura płciowa
Struktura wiekowa
Struktura przestrzenna
Struktura socjalna
Struktura płciowa- jest charakterystyczna dla gatunków które wykazują dymorfizm płciowy i obejmuje zależności między liczbą samic♀ i samców ♂. Przedstawiona w postaci stosunku najmniejszych liczb np. 1:15, 2:3 lub w formie procentowej tzn. sprawdzonej do sumy osobników równej 100 np. 40♀:60♂, 50♀:50 ♂.
Struktura płciowa nie dotyczy
Populacji obojnaczych np. dżdżownice, winniczek
Jednopłciowych rozmnażających się partenogenicznie czyli z niepłodnej gamety żeńskiej (np. mszyce, wrotki).
Struktura płciowa populacji naturalnych jest taka aby w danych warunkach umożliwia płodność nie maksymalnie możliwą ale niezbędną do życia.
Struktura wiekowa( rozkład wiekowy) udział populacji osobników różnych grup wiekowych:
Młodych , okres przedrozrodczy
Dojrzałych okres rozrodczy
Starych - okres pozarozrodczy
Struktura wiekowa informuje o rozrodczości i śmiertelności danej populacji.
Od udziału różnych grup wiekowych populacji zależy aktualny potencjał rozrodczy.
Strukturę wiekową populacji można przedstawić za pomocą piramidy.
Typy piramid wiekowych
|
Klasa wiekowa
|
Struktura przestrzenna populacji jest związana z rozmieszczeniem osobników populacji na danym obszarze
Typy rozmieszczenia osobników w terenie
Równomierne
Losowe
Skupiskowe
Rozmieszczenie równomierne
Występuje stosunkowo rzadko w przyrodzie obserwuje się w populacjach o ostrej konkurencji wewnątrzgatunkowej. Np. baobab, pingwiny w kolonii, skowronki drzewa w sadzie.
Rozmieszczenie losowe- w warunkach naturalnych występuje rzadko polega na tym że osobniki dzieli rozmaity odstęp np. pewne drobne stawonogi w ściółce leśnej niektóre gatunki drzew wiatropylnych w lesie mieszanym.
Rozmieszczenie skupiskowe - występuje w przyrodzie najczęściej dotyczy np. zwierząt glebowych, pawiany , dęby, ryby tworzące ławice, antylopy, bawoły na sawannach , renifery w tundrze.
Struktura socjalna- względnie stały układ zachowańi zależności pomiędzy osobnikami tworzącymi populację
Organizacja socjalna w przypadku kręgowców oparta jest na trzech zasadach :
Stosunków dominacji i hierarchii
Obrony i zachowania terytorium
Przewodnictwa
Dominacja i hierarchi społeczna jest to forma organizacji oparta na zróżnicowaniu funkcji jakie pełnią osobniki w populacji. Ustala się w przypadku bezpośrednich kontaktów osobniczych. W wyniku tych kontaktów tworzy się stosunek nadrzędności i podrzędności między osobnikami. Terytorilalizm polega na rozdzieleniu przestrzeni osobników danej populacji i służy zminimalizowaniu konkurencji wewnątrzpopulacyjnej.
Dziel osobniki na :
Osobniki osiadłe - aktywnie broniące terytorium
Osobniki migrujące prowadzące koczowniczy tryb życia są rezerwą populacyjną na miejsce osobników osiadłych
Korzyści z terytorializmu
Równomierne wykorzystanie terenu
Faworyzowanie związków monogamicznych korzystniejsza opieka nad potomstwem
Ochrona przed przegęszczeniem i jego następstwami np. epidemiami
Tworzenie przez populacje rezerwy osobników służących do uzupełnienia strat w liczebności populacji osiadłe oraz do ekspansji terytorialnej.
PRZEWODNICTWO
Przewodnictwo polega na kierowaniu stadem
Dominantem może być :
Jeden osobnik np. wilki
Grupa osobników np. renifery
Przewodnikiem może być
Samiec np. pawiany
Samice np. słonie
Owady społeczne mają najbardziej rozwiniętą organizacje socjalną. Są to pszczoły mrówki i termity.
Owady społeczne charakteryzują się
Polimorfizmem
Podziałem pracy- zróżnicowane funkcjonowanie
Całkowitym podporządkowaniem losów osobnika interesom życiowym całej kolonii.
Polimorfizm jest to zjawisko szczególnego zróżnicowania budowy osobników i przyzwyczajenia do pelnienia okreslonych funkcji w społeczeństwie np. u błonkówek robotnice , żołnierze , królowa.
Różnice w związkach socjalnych owady społeczne.
Reakcje osobnicze oparte są na instynktach odruchach bezwarunkowych wywołane przez boźce zapachowe, wzrokowe i słuchowe.
Miejsce osobnika i ich funkcje są określone w sposób trwały i nie podlegają zmianom.
Róznice w związkach socjalnych kręgowców z innymi członkami stada
Zachowanie osobników jest uwarunkowane obecnością osobników i w przypadku zmian w składzie grupy może ulegać zmianom.
Interakcja między populacjami
Klasyfikacja interakcji jest oparta na korzyściach lub stratach jakie ponosi jeden lub oba gatunki.
Antagonistyczne
Nieantagonistyczne
Neutralne
Neutralizm polega na zupełnym braku wzajemnych powiązań i brak wpływów pomiędzy dwoma żyjącymi w tej samej biocenozie populacjami w przyrodzie niezwykle rzadki i trudny do stwierdzenia. Możliwy gdy osobniki dwu populacji mają odmienne wymagania życiowe co wyklucza konkurencje.
Interakcje antagonistyczne
Amensalizm
Konkurencja
Drapieżnictwo
Pasożytnictwo
AMENSALIZM- populacja jednego gatunku hamuje rozwój drugiej populacji nie ponosząc strat i nie czerpiąc z tego żadnych korzyści. Jeżeli hamowanie odbywa się za pomocą związków chemicznych to jest to jest to działanie allopatyczne np. ; grzyb pędzla produkuje penycyline ona hamuje rozwój bakterii, brzoza wytwarza substancje działające na sosnę orzech włoski produkuje chinon.
KONKURENCJA -zachodzi między osobnikami o tych samych wymaganiach życiowych zajmujących tę samą przestrzeń i korzystających z tych samych zasobów będących w nadmiarze. Konkurencja prowadzi do osłabienia, a w końcu do wyeliminowania najsłabszego najmniej dostosowanego. W wyniku konkurencji dochodzi do rozdzielenia blisko spokrewnionych ze sobą gatunków, a w konsekwencji do wypierania gatunku słabszego przez silniejszy.
DRAPIEŻNICTWO- jedna z populacji przynosi szkodę drugiej populacji w zamian zyskując pewne korzyści. Dotycz przede wszystkim zwierząt i zachodzi w układzie drapieżca ofiara. Drapieżca wykrywa ofiarę chwyta ją zabija i zjada. Istnienie drapieżców i ofiar jest jednym z mechanizmów regulujących liczebność zwierząt w biocenozie. Powoduje w stosunkowo krótkim czasie wytworzenie mechanizmów zwiększających szanse uniknięcia zjedzenia przez drapieżcę. Jest to silny czynnik doboru naturalnego.
Ewolucyjne konsekwencje drapieżnictwa :
Wytworzenie strategii zabezpieczających przed zjedzeniem poprzez obronę czynną polegającą na ucieczce bądź ukryciu się lub odstraszaniu napastnika
Bierną czyli mechanizmy pozwalające pozostać ofierze niezauważoną.
Obrona czynna:
Środki chemiczne- (trujące lub cuchnące) wyrzucane z zasłon ochronnych np. ośmiornica.
Środki mechaniczne- (kolce kopyta, rogi)
Środki psychologiczne polegające na stwarzaniu fałszywych pozorów(dwie plamy) na skrzydłach motyli i ptaków imitujące oczy
Wcześniejsze wzajemne ostrzeganie (bobry, uderzają ogonami o ziemię, ptaki wydają różne odgłosy)
Obrona bierna polega na :
Mimetyzmie- upodobnianie się do środowiska barwą , wzorem ubarwienia (mątwa płaszczka samice ptaków ) lub kształtem (patyczak liścionóg)
Mimikra- upodobnienie się w toku ewolucji organizmów bezbronnych do gatunków mających przystosowania obronne>
Zmienianie barwy skóry dzięki komórkom pigmentowym
Kamuflaż stały w postaci przyczepionych na ciele muszelek ziaren piasku u niektórych zwierząt wodnych.
PASOŻYTNICTWO- jest to negatywny typ zależności między żywicielem a pasożytem. Pasożyt żyje kosztem gospodarza i działa na jego szkodę równocześnie jednak nie może bez niego utrzymać się przy życiu.
Pasożytnictwo dzielimy na :
Zewnętrzne
Wewnętrzne
Pasożytnictwo zewnętrzne są to organizmy które przytwierdzają się do ciała żywiciela na stałe lub okresowo aby czerpać z niego substancje odżywcze- krew , płyny tlenowe, soki roślinne,
zwierzęce- pijawki, kleszcze wszy pchły
roślinne -jemioła, huba
Pasożytnictwo wewnętrzne- dotyczy organizmów które swój cykl rozwojowy lub jakąś fazę tego cyklu rozwojowego odbywa się wewnątrz ciała żywiciela. Przystosowanie się do życia wewnątrz ciała żywiciela prowadzi do zmian :
W budowie pasożyta znikają pewne narządy czy układy a rozwijają się inne
Funkcji życiowych
Pasożyty wewnętrzne to :
Bakterie wywołujące choroby - błonicę gruźlicę czerwonkę, zgorzel jabłoni, mokrą zgniliznę ziemniaka.
Pierwotniaki chorobotwórcze np. zarodziec malarii, pełzak czerwonki
Grzyby pasożytnicze np. drożdżaki ( wywołujące kryptokokoze, drożdżycę)
Kropidlaki- (wywołujące ospergillozę)Buławinka czerwona rdza zbożowa
Robaki pasożytnicze taśemce i nicienie
Pasożytnictwo ekologiczne gniazdowe
Związane z zachowaniem się kukułka (pasożyt )-- i jej ofiary- żywiciele ptaki śpiewające np. trzcinaczek lub strzyżyk.
Interakcje nieantagonistyczne prolekcyjne
Komensalizm
Potokooperacja
Mutualizm
KOMENSALIZM - rodzaj współżycia między dwomagatunkami z których jeden czerpie korzyści nie przynoszac szkody drugiemu
Komensale - hieny szakal czy sęp- korzystające z resztek upolowanej przez lwa zdobyczy
Owady które występują w gniazdach ptaków czy w norach ssakóe
20
Zakres tolerancji
Zakres tolerancji
Punkt krytyczny
Punkt krytyczny
Zakres tolerancji
Strefa nietolerancji
Strefa fizyczn stresu
Strefa fizyczn stresu
Strefa nietolerancji
Strefa optimum fizjologicznego
Temperatura otoczenia
Max
Min
OPTIMUM
OPTIMUM
OPTIMUM
ORGANIZMY EYRYTERMICZNE
ORGANIZMY STENOTERMICZNE
ORGANIZMY STENOTERMICZNE
MAX
MIN
MAX
MIN
TEMPERATURA
WILGOTNOŚĆ ŚRODOWISKA
JOTOWATA
ESOWATA
CZAS
ZAGĘSZCZENIE
TYP1
TYP3
TYP2
25
50
75
100
Wiek
Populacja ustabilizowana
Populacja wymierająca
% osobników populacji
Stare
Niedojrzałe
Młode
% osobników populacji
Populacja wymierająca
Stare
Niedojrzałe
Młode
% osobników populacji
Wyszukiwarka