Ekologie – maturitní otázka z biologie (4)

 

Otázka:  Ekologie

Předmět: Biologie

Přidal(a): Martina

 

Úvod

• věda o vztahu mezi organismy a prostředím a mezi organismy navzájem
• zakladatel: Haeckel

 

Dělení:

• podle úrovně skupin
  • autekologie: studuje vztahy jedince k prostředí
  • demekologie: studuje vztahy mezi populacemi a jejich prostředím
  • synekologie: studuje vztahy na úrovni společenstev a ekosystémů
• podle systematických skupin
  • ekologie bakterií, rostlin, hub, živočichů…
• podle prostředí, v němž organismy žijí
  • ekologie vod, lesa, půdy

 

Základní pojmy

• stanoviště = lokalita = konkrétní místo výskytu organismu
• biomasa = hmotnost jedince v daném okamžiku
• areál = území, kde daný druh vyskytuje
• kosmopolit = široký areál
• endemit = malý areál
• relikt = zbytek druhu na určitém území po jeho původně větším rozšíření
• glaciální relikt = pozůstatek po době ledové
• autochtonní druh = původní druh
• allochtonní druh = cizí druh
• synantropní druh = druh, který doprovází člověka a jeho sídla
• introdukce = zavlečení nebo úmyslné vysazení
• reintrodukce = opětné vysazení druhu do míst, kde byl vyhuben
• populace = soubor jedinců téhož druhu žijící na určitém místě v určitém čase
• společenstvo = biocenóza = soubor jedinců různých druhů na určitém biotopu
• fytocenóza; zoocenóza
• biotop = místo, které poskytuje organismům místo (podmínky) pro život
• ekosystém = soubor organismů a jejich prostředí: cenóza + biotop
• ekologická nika = místo a funkční zařazení organismu v ekosystému
• biom = soubor podobných ekosystémů
• biosféra = soubor všech ekosystémů na zemi
• ekologická valence = rozmezí podmínek v nichž je organismus schopný žít
• stenoekní = stenovalentní = malé rozmezí podmínek pro život
• euryekní = euryvalentní = velké rozmezí podmínek pro život
• ekotyp = odlišné formy druhu vytvořené adaptací na různé podmínky
• Abiotické podmínky = neživá příroda

 

SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ

• je hlavní zdrojem E pro život na Zemi
• ultrafialové záření (100-390nm)
  • 90% zachytí atmosféra,
  • vliv na organismy: tvorba vit. D, brzdí růst rostlin, způsobuje mutace a nádory, baktericidní (ničí mikroorganismy)
• viditelné záření (390-760nm)
  • různé druhy organismů vnímají různý rozsah spektra
  • př. včela (300-600nm), člověk (400-750nm)
  • světlo ovlivňuje org. svojí vlnovou délkou, intenzitou, délkou působení …
  • fotoperiodismus: délka osvětlení ovlivňuje u rostlin jejich přechod do fáze kvetení à dlouhodenní, krátkodenní, neutrální
  • fotoperioda (délka osvětlení) podmiňuje rytmické opakování životních projevů organismů – biorytmů (sezónní, cirkadiánní)
• infračervené záření (800-5000nm)
  • nejvýznamnější zdroj tepla pro organismy

 

TEPLO

• teplotní optimum: 15-30°C u většiny organismů
• extrémní odolnost: bakterie (-190-100°C), želvušky v anabioze (-271-100°C)
• eurytermní org.: snese větší výkyvy teplot (zmije obecná, smetanka lékařská)
• stenotermní org.: snese jen malé kolísání teplot (datlovník pravý, tučňák císařský)
• vliv tepla na organismy:
  • rostliny: opad listí, zrání plodů, klíčení semen, jarovizace
    • adaptace na vysokou teplotu: regulace transpirací, odraz záření lesklými listy
    • adaptace na nízkou teplotu: trichomy, snížení obsahu vody v semenech, opad listů
  • živočichové:
    • ektotermní: malá produkce tepla, teplota těla závisí na okolí (plazi)
    • endotermní: velká produkce tepla (savci: 36-37°C, ptáci 39-40°C), termoregulace
    • adaptace na vysokou teplotu: strnulost, estivace (=letní spánek)
    • adaptace na nízkou teplotu: snížení metabolismus, anabioza(strnulost), hibernace (zimní spánek)

 

VZDUCH

• zdroj chemických látek potřebných k životu
  • tlak: klesá s nadm. výškou – potíže s dýcháním, tvorba červených krvinek, více hemoglobinu
  • hustota: malá, létající živočichové mají menší rozměry, nežijí zde trvale
  • vítr: pasivní let, opylení větrem, přenos semen a plodů, orientace org. (zachycení pachu), ochlazování

• chemické složení:
  • N₂: 78%, přímo ho využívají jen někt. bakterie a sinice
  • O₂: 21%, produkován zelenými a mořskými řasami, spotřebován při dýchání a hoření
  • CO₂: 0,03%, zvyšuje se, vzniká při hoření uhlíkatých látek, dýchání org., sopečné činnosti, pozitivně ovlivňuje fotosyntézu

 

VODA

• pro život nezbytná: součástí těl organismů, zajišťuje transport látek v těle, účastní se biochemických reakcí v organismu, umožňuje tepelnou regulaci …
• na Zemi ve 3 skupenstvích (kapalná, led, pára) – nejdůležitější je kapalná
  • mořská voda: 70,8% zemského povrchu
  • sladká voda: 2% zemského povrchu
• přechod mezi sladkou a slanou vodou = brakická voda

 

Vody se člení na oblasti:

• volná voda = pelagiál: obývá plankton (soubor drobných vznášejících se organismů, fyto- a zoo-) a nekton (soubor větších organismů s aktivním pohybem)
• dno = bentál: obývá bentos (nítěnky, chobotnice)
• pobřežní mělčiny = litorál
• dno mořských hlubin = abysál

 

Vlastnosti vody a jejich vliv na organismy:

• tlak: zvyšuje se s hloubkou, odolnost vůči hydrostatickému tlaku snižují prostory vyplněné vzduchem
• hustota: 775x větší než vzduch, nadlehčuje (à velké rozměry a hmotnost vodních organismů), ovlivňuje tvar těla, největší při 4 stupních
• propustnost světla: závisí na hloubce a množství přítomných látek, s hloubkou se měn intenzita a spektrální složení (př. ruduchy díky fykoerytrinu pronikají do větší hloubky)
• povrchové napětí: na hladině se tvoří povrchová blanka
• neuston (plankton při povrchu); pleuston (organismy na povrchu blanky – vodoměrka)

 

Zvláštní skupiny vod:

• podzemní voda: nedostatek světla, nízká teplota (macarát, bezkrunýřka slepá)
• periodické vody: vysychání (žábronožka sněžní, listonoh jarní)
• rašeliniště: souvislé porosty rašeliníků (z odumřelých rostlin bez přístupu vzduchu)
• slatiny: zásobovány podzemní vodou
• vrchoviště: zásobeny srážkovou vodou

 

Voda na souši je limitující faktor:

• živočichové: příjem pitím, potravou, metabolicky (štěpením tuků), různá spotřeba (hmyz velmi malou)
• rostliny: dělení podle nároků na vodu:
• hydrofyty = vodní (okřehek)
• hygrofyty = vlhkomilné (blatouch)
• mezofyty = střední nároky (kopretina)
• xerofyty = suchomilné (kavyl) – kopce, stráně

 

PŮDA

• vzniká zvětráváním hornin a činností organismů
• edafon = soubor organismů žijících v půdě (řasy, sinice, bakterie, houby, prvoci, ploštěnci, žížaly, měkkýši, obratlovci, hmyz)

 

Vlastnosti půdy:

• pórovitost: je ovlivněna velikostí částic, na tom závisí obsah vody a vzduchu
• sorpční schopnost: schopnost půdních částic vázat na svém povrchu vodu a ionty, zvyšuje ji obsah humusu
• obsah iontů: ovlivňuje:

• pH půdy: kyselé (rašeliník, vřes, borůvka); zásadité (třemdava, bělozářka)
• slanost půdy: na půdách s vyšším obsahem solí rostou halofyty
• slaniska: NPR Slanisko u Nesytu
• sekundárně: zasolené půdy podél silnic – kriticky ohrožené druhy (zblochanec oddálený Pha-B)

 

Biotické podmínky (=živá příroda)

POPULACE

• = soubor jedinců téhož druhu, který žije v určitém prostoru v určitém čase
  • hustota populace (denzita): vyjadřuje se počtem jedinců (abundací) n. biomasou na jednotce plochy nebo prostoru
• maximální: dána nosnou kapacitou prostředí (potrava, prostor, světlo …)
• minimální: dána nejmenším počtem jedinců nutných k rozmnožování
• kolísání hustoty:
  • oscilace = krátkodobé kolísání (během roku)
  • fluktuace = dlouhodobé kolísáni (během několika let)

• rozmístění populace
  • náhodný
  • rovnoměrný
  • shloučený
• struktura populace
  • poměr pohlaví = poměr samců a samic
  • věková struktura = dostatečný počet jedinců v produktivním věku
  • sociální struktura = nadřazenost, podřazenost
• růst populace: dán poměrem mezi množivostí (natalitou) a úmrtností (mortalitou)
  • množivost: fyziologická (maximální produkce potomků v ideálních podmínkách); skutečná
  • úmrtnost: vysoká u druhů s vysokou množivostí a nízká u druhů s nízkou množivostí
  • růst populace je také ovlivňován: migrací (přesun se zpětným návratem), emigrací (vystěhování), imigrací (přistěhování)

 

SPOLEČENSTVO

• = soubor populací různých druhů organismů na určitém biotopu
• uplatňují se zde mezidruhové vztahy
• pro zachování stability společenstva je důležitá druhová pestrost (diverzita)
• dominantní populace = určují ráz společenstva (stromy v lese, trávy na louce)

 

Rozvrstvení = stratifikace společenstva:

• v prostoru:
  • svislé: tvoří se rostlinná patra (kořen, mech, bylina, keř, strom)
  • vodorovné: rozvrstvení na ploše (př. rozdíl mezi okrajem a středem lesa)
  • ekoton = hraniční pásmo mezi ekosystémy
• v čase: jedná se o postupné změny
  • během sezóny: tvoří se tzv. fenologický aspekt = vzhled – studuje obor fenologie (př.: jarní aspekt: stromy bez listí-rozvoj světlomilných bylin; letní aspekt: olistěné stromy, ústup světlomilných a rozvoj stínomilných bylin)
  • během delšího období: mokrá louka – v důsledku meliorace úbytek vody à mizí vlhkomilné rostliny

 

Vztahy ve společenstvu:

• VNITRODRUHOVÉ
• MEZIDRUHOVÉ
  • Neutrální – populace se navzájem neovlivňují
  • Pozitivní – prospěšné soužití
• protokooperace: vzájemně prospěšné nezávazné sdružování
• komenzalismus: soužití pro jeden druh nezbytné, druhý není poškozen
• mutualismus = symbióza: nezbytné a trvalé, pro oba druhy vzájemně prospěšné
  • Negativní – jeden druh poškozuje druhý
• amenzálismus: jeden druh poškozuje svými metabolity druh jiný
• konkurence (kompetice): vzájemné soupeření o životní potřeby
• predace: vztah dravce a kořisti
• parazitismums: vztah mezi hostitelem a parazitem

 

Ekosystém

• je tvořen biocenózou a jejím biotopem – může mít různou velikost

 

Organismy mají v ekosystému určitou funkci – dělení:

• primární producenti: autotrofní organismy (C z CO₂), fotosyntézou tvoří organickou hmotu (rostliny)
• konzumenti: heterotrofní organismy, živí se organickou hmotou z primárních producentů
  • • konzumenti 1. řádu: býložravci (kopytníci)
    • konzumenti 2. řádu: masožravci, všežravci (drobné šelmy)
    • konzumenti 3. řádu: další masožravci (velké šelmy)
• reducenti = dekompozitoři = rozkladači: rozkládají org. hmotu na minerální látky (houby, bakterie)

 

Potravní řetězec = soubor organismů, které jsou na sobě potravně závislé

• pastevně kořistnický: rostlina – býložravec – drobný masožravec – velký masožravec
  • (strom – lýkožrout – hmyzožravý pták – dravec)
• dekompoziční (rozkladný, detritový): postupný rozklad organické hmoty až na humus, umožňuje koloběh látek v přírodě
  • (odumřelý organismus – saprofytní hmyz – houba – řada bakterií)
• parazitický: opak pastevně kořistnického
  • (savec – na něm parazitující hmyz – parazitické bakterie – bakteriofág)

 

Dělení ekosystémů:

• přírodní: (prales, korálový útes) druhově bohaté, stabilní, schopny autoregulace, vývoje, při částečném narušení schopnost obnovy, při výrazném narušení zhroucení ekosystému; v ČR velmi vzácné, blíží se jim některá chráněná území
• umělé: (lesy, parky, pole) druhově málo početná, monokultury, nestabilní, k jejich udržení musí člověk pomáhat (orba, hnojení, zavlažování, pesticidy …)

 

Vývoj ekosystému = sukcese

• zmlazení ekosystému: po zhroucení předchozího ekosystému, uvolněné niky – ekologické nahrazování
• vyzrávání ekosystému: období stabilizace
• vrcholové stádium = klimax: ustálené společenstvo – druhově velmi bohaté