Ekologie – maturitní otázka z biologie (8)

 

   Otázka:  Ekologie

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Tialyn

 

 

Zakladatel E. Haeckel 1866 jako samostatný obor

Vztahy mezi organismy a mezi neživým prostředím

 

Dělení:

• Dle skupin organismů
• Dle úrovně vztahů
  • Autekologie- 1 jediný druh (izolovaně)
  • Denekologie- populace (hustota… demografie-o lidské populaci)
  • Synekologie- společenstva- rybník…
  • Využívá poznatků z biologie, chemie, matematiky, geologie

 

POJMY

• Biotop: soubor abiotických faktorů (neživé stránky…), místo vhodné pro život
• Stanoviště: lokalita, naleziště, určitá lokalita
• Areál výskytu: soubor všech lokalit, nepočítá se zimoviště
• Populace: soubor jedinců téhož druhu, na stejném místě, ve stejnou dobu
• Biocenóza, cenóza: věda o společnosti (soubor různých druhů na určitém biotopu), fotocenóza (rostliny), zoocenóza (živočichové)
• Ekosystém: biotop+ cenóza+ vztahy+ koloběh látek+ tok energie
• Ekologická nika: adresa+ zaměstnání druhu (mohou si konkurovat)
• Biom: soubor podobných ekosystémů na zemi, pásovité rozšíření (tundra…)
• Biosféra: soubor všech biomů na zemi, živý obal Země
• Ekologická valence: rozmezí podmínek vhodných pro život, vymezuje faktory (hranice)

 

Euryvalentní: mírný pás (přizpůsobivé)

Stenovalentní: ostatní (lišejníky, bioindikátory)

• Ekotyp: soubor adaptací určitého druhu na určité prostředí
• Liebigův zákon minima: žádný z faktorů nemůže překročit hraniční hodnoty, kdyby jedne faktor překročil hraniceàorganismus vymře
• Areály:
  • Makro- tundra, tajga
  • Mezo- hranice států Střední Evropa
  • Mikro- propast, jeskyně, louka
  • Souvislé x nesouvislé
  • Endemiti: organismy, které se nikdy nerozšířili nikam jinam
  • Synantropní organismus: je druh, který je svým výskytem vázán na člověka a jeho sídla; organismy využívají prostředí pozměněné člověkem ke svému vývoji a existenci (kokoška)
  • Původní druh (autochtorní): rak, pstruh
  • Nepůvodní druh (alkochtonní): záměrně (ondatra, pstruh, sumeček, muflon, daněk…)nebo nezáměrně zavlečený (křídlatka japonská)
  • Introdukovaný: záměrně dovezený druh (muflon, borovice vejmutovka, tůje…)
  • Reintrodukovaný druh: kdysi původníàvyhubenànavrácen (rys)

ABIOTICKÉ FAKTORY

• Vytváří neživá příroda, jejich soubor=biotop, mohou ovlivnit život organismů
• Rozdělení:
  • Klima, světlo, teplo, srážky
  • Edafické- původní (vlhkost, pH..)
  • Topografické (geografická poloha, nadmořská výška…)

 

1.      Klima

• Makroklima: velký geografický prostor
• Mikroklima: malý geografický prostor

 

2.      Sluneční záření

• Dopadá o vlnové délce 290-5000nm, zdroj energie, světla a tepla
• Dělení:
  • Ultrafialové      
    • 100-390 nm, 90% zachytí ozónová vrstva
    • Vlivy: pozitivní (vitamín D), negativní (brzdí růst, ničí mikroorganismy, mutace, nádory)
  •  Viditelné
    • 360-760nm
    • Vlivy: vlnovou délkou, intenzitou, délkou působení, polarizací, směrem osvětlení
    • Fotoperioda: změny v délce světelné části dne
    • Fotoperiodismus: přizpůsobení organismů fotoperiodě
  •  Infrasvětlo
    • 800- 5000nm
    • Teplo
    • Nejvýznamější
• Dělění organismů podle nároků na světlo:
  • Stenofotní: určitou dobu
  • Euryfotní: neutrální
  • Světlomilné: plazi
  • Stínomilné: kapradiny, mechy
  • Temnomilné: žížala
• Vlivy:
  • Rostliny: energie, stimulace fitohormonů (kvetení, pohyb)
  • Živočichové: orientace, pigmenty, denní aktivita, stimulace hormonů (rozmnožování), mograce

 

3.      Teplo

• Sluneční záření, okolní prostředí, exotermní reakce metabolismu, 15°-30°C optimum
• Rozdělení organismů podle nároků na teplo:
  • Stenotermní
  • Eurytermní
  • Chladnomilné
  • Teplomilné
  • Kryafilní- led
• Vlivy:
  • Rostliny: fyziologické procesy (opad listí)
    • Adaptace: vysoké teploty (lesklý list, transpirace), nizká teplota (trichomy, snížení obsahu vody, opad listů)

 

• Živočichové:
  • Studenokrevní (poikilotermní)
    • Teplota těla závisí na tepltě okolí, malá produkce tepla, rychlé ztrácení (snadný příjem)
    • Vlivy: rychlost vývoje, dospívání (pohlavní), počet generací, určení pohlaví, rozmnožování, aktivita (strnulost=amebióza), zbarvení (nižší tmaví)
    • Teplokrevní (homoiotermní)
      • Ptáci+ savci, tělesná teplota nezávisí na okolní teplotě, produkce velkého možství tepla
      • Termoregulace= tuk, peří, srst
      • Vlivy: zbarvení (nízká světlejší), chování (úkryty, koupání, příjem potravy, vody, migrace)
      • Adaptace:
        • Hibernace- zimní spánek
          •  pravý- celou zimu (ježek)
          • Levý- nesnižuje se tělesná teplota (medvěd)
          • Estivace- letní spánek

 

4.      Vzduch – 5200m pro člověka

• Tlak: s rostoucí nadmořskou výškou tlak klesá
• Vítr:
  • Na rostliny- pozitivní (opylení, transport), negativní (vysoušení, vyvraty (vlajkoví formy))
  • Na živočichy- pozitivní (pasivní transport, plachtění), negativní (vysoušení, zavlečení do nepříznivých podmínek)
• Kyslík: 21% O_2, s nadmořskou výškou klesá, fotosyntéza, aerobní
• CO₂: 0,037%, dýchání a hoření uhlíkatých látek, rostliny
• N₂: 78%, sinice, bakterie- ze vzduchu

 

5.      Voda:

• Brakická: přechod mezi sladkou a slanou
• Bental: na dně- nitěnka, chobotnice
• Pelogiál: ve volné vodě- plankton, ryby
• Zvláštní skupiny vod:
  • Podzemní:
    • Nedostatek světla, konstantní teplota, rostliny chybí, živočichové redukce zraku, zbarvení, dokonalý sluch a čich- mocarát jeskynní (obojživelník)
  • Periodická:
    • Vysychající, krátká životnost, žábronožka, listonoh- 1 měsíc žijí v dospělosti
  • Rašeliniště:
    • Rašeliník (odumřelá rostlina bez přístupu O₂
      • Slatiny- podzemní
      • Vrchoviště- nadzemní (srážkové) pH 3-5
• Rozdělení rostlin podle nároků na vodu:
  • Hydrofyty- vpdní
  • Hygrofyt- vlhkomilné- blatouch
  • Mezofyty- střední- kopretina
  • Xerofyty- suchomilné

 

6.      Půda: vznikává zvětráváním hornin, humus- humusotvorní živočichové

• Edafon: soubor všech organismů žijících v půdě
• Upevnění rostlin, živočichové
• Zdrojem většiny minerálních látek
• Hlína: zvětralá hornina bez života
• Složky: pevné, kapalné a plynné
• Vlastnosti:
  • Struktura: způsob uspořádání půdy, na vzniku se podílí organismy, ovlivňují klimatické faktory a způsoby obdělávání půdy člověkem
  • Pórovitost: póry se tvoří mezi půdními částicemi a jejich agregáty
    • Póry kapilární: váží pevně vodu
    • Póry nekapilární: umožňují výměnu vzduchu a vody
  • Sorpční schopnost: schopnost půdních částic vázat na svém povrchu vodu a ionty (zvyšuje ji obsah humusu
  • Vlhkost: voda v půdě v různém skupenství, různě dostupná pro organismy, nadbytek negativné ovlivňuje obsah vzduchu v půdě
  • Půdní vzduch: obsah závisí na struktuře, pórovitosti, obsahu vody, obsaguje méně O₂, více CO₂ než v atmosféře (obsah CO₂ stoupá s hloubkou), při hnilobných procesech se tvoří H₂S a NHS- jedovaté pro edafon
  • Teplota: největší výkyvy jsou v povrchových vrstvách (směrem do hloubky se vyrovnává), největší kolísání jsou na pouštích -50°C i více, hloubka promrznutí půdy závisí na sněhové pokrývce (zmenšuje ochlazení, sílu mrazu, vegetační pokryv)
  • Světlo: proniká jen nepatrně, několik cm
  • Chemické složení: ovlivňuje také pH- zásadité (pralesy), kyselé (les- horské), neutrální (obdělávaná půda)

 

• Organismy se dělí podle:
  • Zásoby živin:
    • Oligotrofní: rostou na půdách chudých na minerály (vřes)
    • Mezotrofní: rostou na půdách se střední zásobou živin (trávy)
    • Eutrofní: rostou na půdách bohatých na živiny (trepka)
  • pH půdy:
    • Acidofilní: kyselé (vřec, azalky)
    • Neutrální: (většina)
    • Alkalifilní: zásadité (koniklec, sleziník, plži)
  • Speciálních nároků na živiny:
    • Halofilní: obsahy soli: chloridy, síryny, uhličitany (brouci, pláštěnci..)
    • Halcifilní: vápnomilní (plži, koniklec..)
    • Halcifobní: vápnofóbní (zalky)
    • Nitrofilní: dusíkomilní (kopřiva, maliník…)
    • Nitrofobní: s nedostatkem N₂ (roznatka okrouhlolistá)

 

BIOTICKÉ FAKTORY

1.      Populace: vnitrodruhové vztahy:konkurence, hierarchie, sociální vazby

• Vlastnorti:
  • Hustota (denzita):
    • Počet jedinců nebo biomasy na jednotku plochy,
    • velkou hustotu mají většinou drobné organismy (bakterie, prvoci, hlodavci) X malou hustotu mají většinou velké organismy (šelmy)
    • nosná kapacita prostředí: maximální hustota, kterou je prostředí schopno uživit
    • minimální hustota: minimální počet jedinců nutný k udržení populace
    • kolísání hustoty: 1. Oscilace (krátkodobá), 2. Fluktuace (dlouhodobá)
• Rozptyl (disperze):

Pravidelné                                        náhodné                                           shloučené

 

• Struktura:
  • Pohlavní: čím více samic, tím lepší zabezpečení druhu
  • Věková struktura: co největší počet mladých
  • Sociální struktura: hierarchie, smečky- vztahy
• Růst populace: změna počtu jedinců za určitý čas (natalita, mortalita)
  • Faktory:
    • Migrace: dočasná
    • Emigrace: nevrací se
    • Imigrace: přistěhování- trvalý

 

Růstové křivky

2.      Společenstva (biocenóza)

• Soubor populací různých druhů organismů na určitém biotopu
• Uplatňují se zde mezidruhové vztahy
• Každé společenstvo má určitou stabilituàpro její zachování je nezbyná druhová pestrost (diverzita), mezidruhové vztahy, zachování podmínek biotopu
• Ve stabilním společenstvu existuje: autoregulace, sebeobnovení, vývoj= sukcese
  • stabilní společenstvo- prales
  • nestabilní společenstvo- zahrada (člověk musí vynakládat energii na její udržení)
• dominantní druh: druh určující ráz celého společenstva
• Rozvrstvení=stratifikace
  • V prostoru:
    • Vertikální: rostlinná patra- kořenové, mechové, bylinné, keřové, stromové
    • Horizontálně: změna druhové skladby v závislosti mezi středem nebo okrajem
  • V čase:
    • V roce: fenologický aspekt: vzhled spol. v určitou část roku (fenologie- věda o vzhledu spol. v určitou část roku)
    • V delším čase: změní se druhová skladba
• Vztahy:
  • • Vnitrodruhové: souboje…, vztahy ve smečce
    • Mezidruhové:

   

  název	Druh A	Druh B	Popis, zástupci
  neutralismus	0	0	Neovlivňují se (krtek a motýl)
  Komenzalismus	+	0	Výhodný vztah pouze k jednomu org. (liána a strom)
  Mutualismus	+	+	Oboustranně prospěšný (obligátní)nutný vztah: Mikorhiza (orchidej+houby) Lichenismus (houba+řasa,houba+sinice)
  Protokooperace	+	+	Fakultativní vztah (není nutný), kořist v savaně (spojí smysly při ochraně) (sojka v lese, kořenové srůsty)
  Amenzalismus	–	0	Jeden druh odtlačuje svými metabolity druhý (trnovnák akát-otravuje půdu, antibiotika)
  Konkurence	–	–	Oboustranně nevýhodný, dva druhy překrývající se nikou, vzájemně si konkurují a omezují, silnější org. postupně převládá) (pstruh americký vytlačuje pstruha říčního)
  Predace	=	=	Šelma, dravec a kořist, potlačuje populaci své kořisti, predátor je větší, ale početně slabší (když se přemnoží hlodavci, přemnoží se dravci)
  Parazitismus	+	-0	Hostitel je tělesně větší a méně četný, hostitel a parazit spolu prodělaly mnoholetý vývojParazit je rychlejší, jako 1. Přijde s evoluční novinkouàhostitel se zpožděním reaguje a brání seParazit neusmrcuje hostitele (ne hned) dokud nedojde vývoje (nebo ho nemusí nikdy usmrtit) Složitý vývojàstřídá hostitele (je vykompenzován nadproduktů parazita (škrkavka, tasemnice)

 

 

 

3.      Ekosystémy= biotop, abiotické složky- společenstvo+ tok energie- přes potravinový řetězec+ koloběh živin

• Otevřená soustava
  • Vstupy: světlo, teplota nad 0°C, voda, CO₂ (autotrofní), O₂ (heterotrofní), organismy (potrava, soužití)
  • Výstupy: teplo, CO₂, O₂, odpadní látky, organismy (úmrtí)
• Klíčové druhy organismů: po vymření se ekosystém většinou hroutí, je pro ekosystém nejdůležitější (plankton)¨
• Organismy:
  • Primární producent: rostlina, která umí vyrobit své tělo= fotosyntetizující organismy, který je na vrcholu ekosystému
  • Konzumenti: požíráním primárních producentů umí vyrobit své tělo (člověk)
    • 1. Řádu býložravci
    • 2. Řádu všežravci (slepice, člověk)
    • 3. Řádu masožravci (šelmy)
  • Reducenti (rozkladači): živí se odumřelou org. hmotou, vrací živiny v anorganické podobě primárním producentům (rostliny) např. (žížala, hrobařík, bakterie)
• Potravní řetězec=posloupnost jedinců, který je potravou předešlého a loví následujícího, může se stát, že jedinec může lovit více organismů nebo být loven více predátory (propojením potravních řetězcůà potravní sítě)
  • Pastevně kořistnický– příklad tráva (bylina)àzajícàkáně
    • Začínají primární producentem a končí konzumentem 3. Řádu
    • Planktonà menší ryby àvětší ryba à člověk
    • Jedinců je hodně, velikost konzumentů se zvětšuje, ale počet klesá
  • Detritový= dekompozitivní (rozkladný řetězec)-mršinožravec vyloučí trusà žížala, hrobařík, bzučivkyà vajíčka do trusuà larvy se živí trusem, barterie, plísněà minerální látky pro rostliny

 

• Parazitický řetězec= opak koř., parazité početně vzrůstají, ale velikostně jsou menší
• Na konci řetězce škodlivé látky
• Potravní pyramida

 

• Tok energie- ze slunečního záření
  • 1% jde do rostlin,…à fotosyntézaà primární hrubá produkce
  • Rostliny polovinu prodýchají (DR)
  • Primární čistá produkce (PČP)= zbývající biomasa, potravní základna pro živočicha (DŽ)
  • Sekundární produkce- živočichaà zabudovaná do jeho těla= svaly, drápy…
  • To co zbyde= čistá produkce ekosystému= nezkonzumovaná část
  • 1% stačí, aby systém fungoval
• Produktivita ekosystému=množství biomasy vyprodukované na určitém ekosystému za jednotku času ( MJ/m)
  • Největší produktivita- pralesy, korálové útesy, lužní lesy
  • Vysoká dodatková energie- vložená člověkem
  • Střední- lesy, rybníky
  • Nízká- pouště, tundry
• Rozdělení:
  • Přírodní- nezměněné člověkem (pralesy, korálový útes…), druhotně bohaté, autoregulace, při velkém zásahu se může zhroutit
  • Umělé- zásah člověka, kulturní krajina (parky, sídliště…) vyžaduje dodatkovou energii, nestabilní
  • Vodní (sladko, moře), suchozemské
• Vývoj= sukcese: postupný vývoj ekosystému, postupná druhová proměna (sukcesní stádia), začíná zhroucením původního ekosystému až po klimax (ekosystém, který druhovou skladbou odpovídá geografické poloze a klimatu)
  • Stádia:
    • Zmlazení: po zhrouceí, kdy se změnili podmínky (síto evolučního výběru)àco bylo původně nevýhodné teď výhodné, druhová skladba s počátku malá, potravní vztahy jednoduché, mnoho potomků, silná přírodní výběr
    • Vyzrání ekosystému: stabilizace- stoupá druhová diverzita, komplikují se potravní vztahy, objevují se specialisti
    • Vrcholové stádium: klimax- druhově nejpočetnější, samoregulace, v rovnováze se svým klimatem a polohou