Ekologie – maturitní otázka z biologie (2)

Otázka: Ekologie

Předmět: Biologie

Přidal(a): Tereza Knoblochová

Obsah

Ekologie
Ekologické pojmy
Abiotické faktory prostředí
Biotické faktory prostředí
Biomy
Člověk

a) Ekologie

věda zkoumající vzájemné vztahy mezi organismy a vztahy organismů k prostředí
využívá poznatků chemie, matematiky, fyziky
dělení:
- obecná – obecné principy a zákonitosti
- speciální – specifické životní podmínky v různých typech prostředí (ekologie vod, ekologie lesa)
- ekologie rostlin, živočichů, bakterií…
- ekologie moří, souší, vod, lesa…
ekologické faktory prostředí – souhrn všech podmínek existence organismu v prostředí, mění se v prostoru i čase

b) Ekologické pojmy

biotop – prostor (místo), které poskytuje organismům místo pro život
životní podmínky organismů (ekologické faktory) dělíme na:
- biotické (životné) – působení organismů na sebe navzájem včetně potravních vztahů a působení člověka
- abiotické – působení neživé přírody
ekologická nika – souhrnné prostorové a funkční zařazení organismu do ekosystému (úloha organismu ve vztahu k jiným druhům a faktorů životního prostředí); zahrnuje soubor všech faktorů, které organismus využívá pro své životní funkce
ekologická valence – rozmezí podmínek, za nichž je organismus schopen přežít, vymezena minimem a maximem (nejnižší a nejvyšší hodnota faktoru, při kterých je organismus schopen přežít); optimum – většinou střední hodnota, ideální podmínky
- podle šíře ekologické valence známe druhy
  - stenovalentní – úzká ekologická valence – nesnesou výrazné kolísání
  - euryvalentní – široká ekologická valence – snášejí výraznější kolísání
faktor limitující – hlavní faktor, který rozhoduje o přežití druhu (voda v půdě..)
Liebigův zákon – žádný z faktorů nesmí překročit hranici ekologické valence
bioindikátory – organismy, z jejichž výskytu můžeme usuzovat na vlastnosti prostředí (vřes obecný = kyselá půda)
areál – oblasti, v nichž se na Zemi vyskytuje určitý druh
- kosmopolitní organismy – mají široký areál, téměř po celém světě (člověk, moucha domácí)
- endemické organismy – pouze na určitém území, jinde se nevyskytují (hatérie novozélandská)
relikt – původně široce rozšířený druh přežívající dnes jen na určitém omezeném území, kde přírodní podmínky zůstali i v průběhu geologického vývoje prakticky nezměněny

c) Abiotické faktory prostředí

soubor všech fyzikální a chemických faktorů působících na organismy

Sluneční záření

hlavní zdroj energie pro život na zemi
ultrafialové – v malých dávkách působí pozitivně (tvorba vitaminu D), vyšší dávky životu nebezpečné (mutagenní účinky), většina zachycena ozonosférou
viditelné světlo – přímou zdroj energie pro fotosyntézu (a tím podmínkou života ostatních organismů)
- světelný režim má periodický charakter (v průběhu dne i roku)
- fotoperioda – délka světelné části dne, podmiňuje rytmické opakování životních projevů organismů – biorytmů (doba rozkvétání rostlin, doba pohlavní aktivity živočichů)
infračervené záření – nejvýznamnější zdroj tepla pro organismy, u většiny organismů optimální teplota 15-30°C
- termofilní (teplomilní) – např. korálnatci
- psychrofilní (chladnomilní) – např. arktičtí ptáci
- eurytermní – snášejí výkyvy teplot (organismy mírného pásma)
- stenotermní – organismy citlivé na změny (tučňák)
podle nároků na světlo:
- světlomilné (fotofilní)
- stínomilné (skiofilní)
- temnomilné (fotofobní)

Teplota

zdroj: sluneční záření, okolní prostředí, reakce metabolismu
- eurytermní (snášejí široký rozsah teplot)
- stenotermní (úzký rozsah teplot
- teplobytné
- chladnobytné
u rostlin ovlivňuje:
- otevírání/zavírání průduchů, fotosyntézu, kvetení, opadání listů
adaptace rostlin na teplotu:
- na zvýšenou – chlupy, redukce listů, lesklé listy
- na sníženou – opadání listů
živočichové
- studenokrevní = exotermní, poikilotermní, teplota závisí na teplotě okolního prostředí
- teplokrevní = endotermní, shomoiotermní, teplota řízena vnitřními procesy, nezávisí na teplotě prostředí
adaptace živočichů: změna srsti, hledání úkrytu,…
- adaptace teplokrevných na chlad: hibernace
- adaptace na teplo: estivace (letní spánek)
mechanismy výdeje tepla: pocení, vyplazený jazyk…

Vzduch

organismy max. v 700 m.n.m. (pak příliš řidký vzduch), člověk dlouhodobě max. v 5 tis.
tlak vzduchu s nadmořskou výškou klesá → potíže s dýcháním, vyšší sterilita samců – jen krátkodobě sem zalétají dravci
vzduch je zdrojem chemických látek nutných k životu – kyslík, oxis uhličitý
živočichové
- stenobarní: ptáci, savci
- eurybarní: hmyz
- vliv proudění vzduchu: vliv na opylování, přenos semen, migraci, eroze, ochlazování vysoušení…ale také možnost zanesení do nevhodných podmínek
složení vzduchu:
- 0,03 % oxid uhličitý – pokles koncentrace díky fotosyntéze, příbytek díky dýchání, rozkladu organických sloučenin, sopečné činnosti, spalování fosilních paliv; skleníkový plyn
- 21 % kyslík – pokles koncentrace díky dýchání a hoření, nárůst díky fotosyntéze, na souši nejsou výkyvy koncentrace, ve vodě klesá s rostoucí teplotou; aerobní a anaerobní organismy
- 78 % dusík – využito bakteriemi a sinicemi
- 1 % vodní páry, vzácné plyny, nečistoty

Voda

tvoří 2/3 povrchu Země, z toho jsou je 2% voda sladká
9 % vodních par dopadne z moře na pevninu
sladká:
- proudící
- stojatá
brakická voda – mísí se slaná se sladkou
volná voda (pelegiál) – obývá jí plankton (zooplankton, fytoplankton)
voda pro život nezbytná, je součástí těl organismů, zajišťuje transport látek v těle, účastní se všech biochemických reakcí, umožňuje tepelnou regulaci atd.
Tvoří životní prostředí pro některé druhy
zdrojem vody v přírodě atmosferické srážky
život organismů ovlivňují fyzikální a chemické vlatsnosti vody: salinita, teplota, hustota, obsah kyslíku, pH, proudění, viskozita, průhlednost (v mořích do 200m, rybníky a jezera v cm)….
vliv na souši: limitující faktor (nutno přijímat vodu), spotřeba závisí na velikosti, potravě, typu vylučovací soustavy a tělního pokryvu
podle nárokoů na vodu dělíme rostliny na:
- hydrofyty – vodní rostliny (leknín)
- hygrofyty – vlhkomilné (blatouch, rákos)
- mezofyty – mírně vlhké půdy (jetel, buk)
- xerofyty – na suchých půdách (kaktus)
obrana proti nedostatku vody: rozšíření kořenového systému, redukce listů, zásobárny vosy, krycí chlupy, silnější kutikula

Půda

vznik zvětráváním litosféry
zdroj živin
složení půdy:
- pevná složka – úlomky zvětralých hornin a nerostů, humus
- kapalná složka – půdní roztok (půda s rozpuštěnými látkami)
- plynný složka – půdní vzduch (organismy žijící v půdě)
- edafon
neerostná složka 93 %, organická 7 % (mrtvá hmota)
85 % humus, 10 % kořeny rostlin, 5 % edafon (organismy – živí dekompozitoři)
význam: zdroj živin, ukotvení rostlin, životní prostředí pro některé živočichy, úkryt
vlastnosti ovlivňující půdu: chemické složení, pórovitost, teplota, struktura
pórovitost ovlivňuje množství vzduchu a vody
teplota klesá na povrchu
chemické složení: pH, slanost, obsah minerálních látek

d) Biotické faktory prostředí

Populace

soubor jedinců téhož druhu na určitém území, v určitém prostředí a a čase
uplatňují se vnitrodruhové vztahy: hierarchie, sociální vztahy
densita: počet jedinců/jednotka ploch\ – maximální densita je dán anosnou kapacitou prostředí (potravva, prostor, světlo…), minimální nejmenším počtem jedinců potřebných pro rozmnožování, lov, ochranu…
oscilace: krátkodobé kolísání hustoty populace
fluktuace: dlouhodobé kolísání hustoty populace
rozpytl populace: roovnoměrné rozmístění, náhodné rozmístění, shloučení (trsy trav, stáda býložravců…)
struktura populace: každá populace má např. svojí strukturu věkovou (dělení podle věku), sexuální (dělení podle pohlaví – určující je počet smaci – pro růst populace), sociální (ukazuje vztahy mezi jedinci)
růst populace: rozhodující je poměr natalita/mortalita
- natalita: počet nových jedinců/čas
  - fyziologická – maximální TEORETICKÁ možná produkce potomků za ideálníhc podmínek (potenciál populace)
  - skutečná – dána podmínkami prostředí
- mortalita
  - minimální – idealistická, teoretická
  - ekologická – odpovídá realitě
- faktory ovlivňující růst populace:
  - migrace: pravidelné přesouvání (např. zimní tahy ptáků)
  - emigrace: vystěhování jedinců bez návratu
  - imigrace: přistěhování nových jedinců

Společenstvo = biocenóza

soubor populací různých druhů organismů na určitém biotopu
ve společenstvech se uplatňují mezidruhové vztahy
nutná pestrost společenstva
stabilní společenstvo: moře, oceán, deštný prales
nestabilní: akvárko, zahrada
struktura: vnitřní společenstvo
biocenóza → dílčí společenstvo (fytocenóza, zoocenóza) → ráz určuje dominantní populace (většinou rostliny)
rozvrstvení (stratifikace) společenstva:
- v prostoru:
  - vertikální – rostlinná patra (kořenové → mechové → bylinné → keřové → stromové)
  - horizontální (např. moře nebo les – jinak to vypadá u kraje, a jinak uprostřed)
- v čase:
  - během sezóny – fenologický aspekt (věda fenologie), jaro, léto…
  - během delšího období

Vztahy ve společenstvu (interakce):

vnitrodruhové – boj o potravu, území, hierarchie a sociální vztahy
mezidruhové
- neutrální – rozdílní teritoria, neovlivňují se (čmelák, krtek)
- pozitivní – prospěšné soužití
protokooperace: nevázané, volné, dočasně vzájemně prospěšné vztahy (zimní hejna ptáků tůzných druhů, hnízdění ptáků na jendom místě)
komenzalismus: komenzál x hostitel, komenzál má ze soužití prospěch, aniž by hostitele nějak ovlivňoval (hyena + lev, liána + dřeviny…)
mutualnismus (symbióza): trvalé, nezbytné, vzájemně výhodné (rostlina + opylovač, sasanka + rak poustevníček…)
negativní – jeden druh poškozuje durhý druh
amenzalismus: např. trnovník akát kontaminuje půdu výměšky kořenů – ovlivnění růstu dalších rostlin
kompetice: konkurence, vzájemné soutěžení o životní potřeby (potrava, území)
predace: predátor + kořist (dravec + kořist), predátor bývá větší, ale početně slabší, kořist je zabita; populační hustoty predátora a kořisti jsou na sobě závislé
parazitismus: parazit + hostitel, hostitel je nedobrovolný, není hned zabit, paraziti: ektoparaziti, endoparaziti, přiložitostní, nezbytní…

e) ekosystém

přírodní celek zahrnující všechny organismy na určitém území a jejich vztahy
ekosystém = biocenóza + biotop
mikroorganismy, živočichové, rostliny, houby v neživé přírodě a jejich vztahy
ekosystém je otevřená soustava – tok energií a látek
dovnitř: světlo, teplo druhy…
ven: dýchací plyny, teplo
klíčový druh: závisí na něm ekosystém
z hlediska vztahů dělíme organismy do třech skupin:
Primární producenti: autotrofní rostliny + řasy (tvorba organické hmoty)
Konzumenti: heterorofní organismy – živí se již vytvořenou organickou hmotou a současně svým růstem vytváří organickou hmotu
- konzumenti 1. řádu: býložravci
- konzumenti 2. řádu: masožravci/všežravci
- konzumenti 3. řádu: masožravci – velké šelmy a dravci
Reducenti: dekompozitoři, rozkladači – bakterie, houby, postupně rozkládají organickou hmotu na minerální látky

Potravní řetězec

soubor organismů, které jsou na sobě potravně závislé
1. pastevně – kořistnický: rostlina → býložravec → masožravec → (větší masožravec)
- velikost těla konzumentů se v rámci řetězce zvětšuje a počet klesá
2. dekompoziční (rozkladný, detritový): mrtvý králík → do těla naklade hmyz vajíčka + plíseň → larvy a bakterie se tím živí
- velikost těla konzumentů se změnšuje a počet roste
3. parazitický: savec → na něm parazituje hmyz → hmyz nese bakterie → bakterii napadne bakteriofág
- velikost těla se zmenšuje, počet roste
v potravních řetězcích dochází k hromadění škodlivých látek v tělech konzumentů – nejhorší na konci řetězce

Potravní pyramida

znázornění potravních vztahů v rámci ekosystému
rostliny vytvářejí primární hrubou produkci ekosystému
primární čistá produkce: to co zbyde z hrubé po spotřebování potřebného rostlinami (tvorba, biomasy, dýchání); pro býložravce → to co býložravci nesežerou je čistá produkce ekosystému
produktivita ekosystému: množství organické hmoty (biomasy) vyprodukované na určitém místě za určitý čas
nejvyšší: deštný prales, lužní les, korálový útes
nejnižší: poušť, hluboký oceán, arktické oblasti

rozdělení ekosystémů:

přírodní: prales, rašeliniště, tundra, korálový útes…druhově bohaté, složité potravní vztahy, udržena rovnováha bez zásahu člověka (jsou stabilní, schopné vývoje a samoregulace, schopné obnovy)
umělé: vytvořené člověkem nebo zásahem člověka, dnes převažují – monokultury, parky, rybníky…. menší počet druhů, nestabilní, snadno se naruší (přemnožení škůdců, vývraty…), nejsou schopna autoregulace (nutná lidská – dodatková – energie)
vodní: sladko/slano
suchozemské

f) biosféra

soubor všech ekosystémů na Zemi (pedosféra, hydrosféra, atmosféra)
3 hlavní biocykly:
- 1. pevninský: suchozemský, druhově nejbohatší, hlavním producentem organické hmoty jsou vyšší rostliny
- 2. slanovodní: marinní – moře, oceány, je největší (71% povrchu), méně druhově bohatý než suchozemský, producentem organické hmoty jsou řasy
- 3. sladkovodní: limnický – kontinentální vody, producenti opět nižší rostliny
zvláštním typem jsou brakické vody – docela druhově bohaté
některé organismy během svého života žijí i ve dvou biocyklech
v biosféře dochází k toku energie a koloběhu látek
energie: sluneční → tepelná → chemická

látky:

hydrologický cyklus (koloběh vody) – vlivem Slunce vypaření atd…→
cyklus uhlíku (oxidu uhličitého) – v atmosféře → do vody a rostlin → zpracování fotosyntézou → odpad dýchání/ splování fosilních paliv/sopečná činnost/zvětrávání sedimentů → ovzduší
cyklus dusíku – v ovzduší (z kouře, sopečné činnosti, půdy) → zpracování mikroorganismy (vzdušný) nebo rostlinami (z půdy) → sní to živočichové → v odpadních produktech (čpavek, močovina) → do půdy hnojením, rozpadem hornin
cyklus kyslíku – do atmosféry fotosyntetickou činností → zpracování dýchání (z atmosféry do vody, půdy, organismů, rozklad na ozón…)
cyklus fosforu – v půdě (s hnojivy, minerály), součást fosforečnanů, které zpracovávají rostliny → potrava živočichů
cyklus síry – zapojeny mikroorganismy, součást paliv
do všech cyklů zasahuje člověk produkcí různých látek (hnojiva, detergenty – prostě chemikálie) → mohou mít negativní vliv

g) ochrana a tvorba životního prostředí

Znečištění ovzduší

emise (látky které se dostávají do ovzduší – pevné kapalné plynné)
imise (látky vzniklé reakcí emisí se složkami vzduchu a emisí mezi sebou)
smog (směs imisí a emisí, které se většinou drží nad aglomeracemi, průmyslovými oblastmi, jedovatý, vliv na prostředí)
inverze – díky teplotní inverzi nedochází k promíchávání vzduchu a smog se drží dole
znečišťují oxidy síry – kyselé deště, oxidy dusíku – ozonová díry, oxid uhelnatý – toxický, uhlovodíky, olovo, freony, čpavek, popílek, prach, radioaktivní znečištění
řešení omezením spalování fosilních paliv, filtry, nepotřebovat tolik energie

Znečištění půdy

nadměrné hnojení (příliš dusičnanů – ty jdou do vody), pesticidy, imise (těžké kovy), eroze (vypleněné krajiny, kde nic neroste), hutnění půdy
řešení omezením umělých hnojiv, dodržení agrotechnických postupů

Znečištění vody

regulace vodních toků, znečišťování, průsak → méně pitné vody
biologické znečištění: močůvka, siláž (krmivo pro dobytek), odpady potravinářského průmyslu
chemické: ropa, ropné produkty, zpracování fosilních paliv, polychlorované bifenyly (PCB) z nátěrových hmot, detergenty, hnojiva, pesticicdy, těžké kovy
fyzikální: radioaktivní znečištění, tepelné znečištění (vypouštění chladiva), odpad
voda má do určité míry schopnost samočištění
perspektiva řešení: čistírny vod

Problematika odpadů

stoupá množství plastů, komunálního, radioaktivního odpadu → ohrožení všech předchozích
reakce odpadů – kontaminace
řešení: snížení odpadů, recyklace, třídění, spalovny

Problematiky nadměrného hluku

člověk – letiště, průmysl, doprava, disco, párty,…
podstatná je síla a délka
působí stres, snížení imunity, poruchy spánku
řešení odhlučňování

Ochrana přírody

ohrožené druhy celosvětově i v jednotlivých zemích vypsány v červených knihách (ohrožené → kriticky ohrožené → vzácné)
chráněná území – cílem ochránit celý ekosystém
velkoplošné: NP (4), CHKO – podmínky stejné, rozdílná velikost
maloplošné: národní přírodní rezervace, přírodní rezervace, národní přírodní památka, přírodní památka

Další podobné materiály na webu: