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 CO₂než 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

Další podobné materiály na webu: