Základy ekologie – maturitní otázka z biologie

 

Otázka: Základy ekologie

Předmět: Biologie

Přidal(a): Paris

 

 

Vymezení pojmů

• Ekologie
  • Biologická věda, která se zabývá vztahem mezi organismy a prostředím a mezi organismy navzájem

 

• Enviroment
  • Z angličtiny
  • Prostředí, životní prostředí, environmentální = vztahující se k životnímu prostředí

 

Ekologie jako vědní obor

• Poč 20. St; Ernst Haeckel v r. 1866
• Rozdělení
  • Dle úrovně skupin
  • Dle systematických skupin
  • Dle prostředí, kde org žijí

 

Dle úrovně skupin

• Autekologie – nejužší pojem, studuje vztahy jedince a prostředí
• Demekologie – vztahy mezi populacemi (= jedinci téhož druhu) a jejich prostředím
• Synekologie – vztahy na úrovni společenstev (soubor populací) a ekosystémů (= soubor živých a neživých složek)

 

Dle systematických skupin

• Ekologie bakterií
• Ekologie rostlin

• Ekologie hub
• Ekologie živočichů
• Ekologie člověka = antorpoekologie

 

Dle prostředí, kde org žijí

• Ekologie vod
• Ekologie lesa
• Ekologie půdy
• Krajinná ekologie (přirozeně ohraničené celky)

 

Základní ekologické pojmy

• Biotop
  • ekotop, stanoviště, habitát
  • prostředí osídlené společenstvěm
  • (biotop kamzíka jsou horské skály)
• Areál
  • Prostředí, kt splňuje ekol. Podmínky určitého druhu
• Populace
  • Soubor určitého druhu, vyskytující se na určitém místě a v určitém čase, schopni se rozmnožovat
• Společenstvo = cenóza
  • Soubor populací všech druhů na určitém biotopu
• Ekosystém
  • Biocenóza + ekotop
  • Ekosystém lesa, oceánů
• Ekologická nika
  • Soubor životních podmínek, kt umožňují život a schopnost existence populace druhu
• Biom
  • Soubor podobných ekosystémů charakteristický určitými klimatickými podmínkami na Zemi
• Biosféra
  • Soubor všech ekosystémů na Zemi, část Země obývaná životními organismy

 

Organismus a prostředí

• Org je živý a má některé charakteristické vlastnosti:
  • Chem složení
  • Buněčná organizace
  • Metabolismus – přeměna látek a energie
  • Dráždivost
  • Rozmnožování
  • Dědičnost
  • Vývoj – evoluce

 

Ekologická valence

• Rozmezí podmínek, v nichž je org schopen existovat
• Druhy stenoekní – úzká ekologická valence, mohou sloužit jako bioindikátoři; např. perlorodky, raci, kopřivy (půda bohatá na dusík), vřes, některé mechy (kyselé půdy), lipnice roční, jitrocel (sešlapané půdy), …
• Druhy euryekní – majíí značnou přizpůsobivost, adaptabilitu

Limitový faktor – omezuje růst (pro rostliny – voda)

Areál

• Prostředí, kt splňuje ekologické podmínky určitého druhu
• Typy:
  • Prvotní (autochtonní) – kukuřice v Americe
  • Druhotní (sekundární) – donesená kukuřice do ČR
• Druhy žijící v areálech:
  • Kosmopolitní org – široký areál (moucha domácí, veš obecná, pampeliška lékařská)
  • Endemity – malý areál – ostrova, jezera (jinan dvoulaločný, haterie novozélandská)
  • Synantropní druhy – druhy org vázané na člověka (vrabec domácí, krysy)
• Podle prostředí:
  • Suchozemské = terestrické
  • Vodní = aquatické
  • Obojživelné = amfibické

 

Aby mohl život existovat, potřebuje základní podmínky:

• Abiotické (neživé) = Vliv světla, tepla, vody, vzduchu a minerálních látek
• Biotické (vliv jiných org)

 

1. Sluneční záření, světlo

• Hlavním zdrojem energie pro život na Zemi je Slunce
• Fotoperiodismus – org jsou ovlivněné pravidelným střídáním světla aa tmy během dne nebo roku
• VIDITELNÉ SVĚTLO
  • Záření o vlnové délce 400 – 750 nanometrů, spektrum vnímání je různé, rozhoduje kvalita světla, intenzita, délka osvětlení
  • Vliv na rostliny – zachycují světlo svými barvivy (chlorofyl), využívají ho při fotosyntéze
    • Rozlišujeme rostliny světlobytné – rostou v nezastíněném prostředí (nř. Pouště; mateřídouška, pelyněk)
    • Stínobytné – na zastíněných místech (nř. Většina mechů, kapradi, řas, hrachor jarní,…)
  • Vliv na živočichy
    • Orientace zrakem (světlo má vliv na barevnost)
    • Aktivita (noční, denní)
    • Fotoperioda působí na biorytmy (nř. Rozmnožování – u ptáků s prodlužujícím se dnem, u srnců se zkracují se dnem)
    • Migraci
    • Výměnu srsti a peří
  • ULTRAFIALOVÉ SVĚTLO
    • Záření o vlnové délce 100 – 300 nanometrů
    • 90% zachyceno atmosférou
    • – účinky = brzdí růst rostlin a bakterií, působí změnu v DNA (mutace, nádory)
    • + účinky = UV je nezbytné pro tvorbu vitamínu D v kůži člověka
  • INFRAČERVENÉ ZÁŘENÍ
    • Nad 750 nanometrů, zdroj tepla pro org

 

2. Teplo

• Zdroj – infračervené záření
• Teplo přijaté od okolí
• Teplo uvolněné při metabolických procesech
• Tepltní odolnost
  • Teplotní optimum – teplota prostředí, ve kt je org nejlépe 15 – 30 °C
  • Teplotní extrém – některé bakterie snesou teploty -190 až + 100 °C
• EURYTERMNÍ ORG
  • Snesou větší výkyvy teplot
  • Vyskytují se v různých zeměpisných šířkách (zmije obecná, pampeliška lékařská)
• STENOTERMNÍ ORG
  • Snesou jen malé výkyvy, jejich areál bývá zpravidla menší
  • Teplomilné – banánovníky, palmy, anakondy, žirafa
  • Chladnomilné – ostružiník, zakrslé, vrby, tučňák
• Vliv teploty na rostliny
  • Ovlivnění fyziologický procesů (opad listí, zrání plodů, klíčení semen)
  • Adaptace rostlin na zvýšenou teplotu
    • Regulace pomocí transpirace
    • Odraz záření lesklými listy
    • Omezování transpirační plochy (kaktusy)
  • Adaptace rostlin na nízkou teplotu
    • Trichomy
    • Snížení obsahu vody – přeměna škrobu na tuk
    • Opad listí
  • Vliv na živočichy
    • Poikilotermní živočichové – tělesná teplota stálá
    • Homoiotermní živočichové – stálá tělesná teplota (člověk)

 

>POIKILOTERMNÍ ŽIVOČICHOVÉ

• Exotermní
• Proměnlivá teplota – malá produkce, rychlé ztráty
• Teplota ovlivňuje
  • Rychlost vývoje, počet generací v roce
  • Pohlavní dospívání, určení pohlaví
  • Způsob rozmnožování, počet potomků
  • Zbarvení a aktivitu potomků
• Adaptace na chlad
  • Snížení metabolismu, tvorba obalů, hledání úkrytu
• Adaptace na zvýšenou teplotu
  • Strnulost, estivace

 

>HOMOIOTERMNÍ ŽIVOČICHOVÉ

• Endotermní
• Udržují tělesnou teplotu nezávisle na okolí
• Termoregulace, teplotní izolace
• Vliv teploty na:
  • Zbarvení
  • Chování
  • Příjem potravy a vody
  • Migrace
• Adaptace na chlad
  • Hibernace = zimní spánek = snížení metabolitických procesů na minimum (křeček, plch)
  • Nepravý zimní spánek = metabolické procesy fungují (medvě, jezevec)
  • Tvorba tepla
  • Izolace
• Adaptace na teplo
  • Estivace = letní spánek
  • Denní spánková letargie

 

3. Vzduch

• Org žijí v nějnižší vrstvě atmosféry v troposféře, kt na ně působí svými fyzikálním a chemickým složením
• Troposféra (do 20 km), stratosféra (do 50 km), mezosféra (do 90 km), termosféra (výš)
• Fyzikální vlastnosti
  • Tlak
    • Klesá se stoupající nadmořskou výškou
    • Živočichové – adaptace (orel)
  • Hustota
    • Malá hustuta
  • Proudění vzduchu
    • Umožňuje přenos pylu, semen, plodů
    • Uplatňuje se při migraci i při orientaci živočichů (přenos zvuků, chemickými signály látek)
    • Vítr může ničit porosty, ochlazovat a vysušovat org
  • Složení vzduchu
    • kyslík
      • 21% rostliny
      • Nezbytné pro aerobní org
      • Produkují ho zelené
    • Oxid uhličitý
      • 0,03 %
      • Produkce dýcháním org, spalováním, tlením, činností sopek
      • Spotřebovává se při fotosyntéze
      • Zvýšený obsah CO2, kt vzniká spalováním fosilních paliv, zapříčiňuje tzv. skleníkový efekt – oteplování planety = tání ledovců, zvýšení hladiny oceánů, zaplavení pevnin
    • Dusík
      • 78%
      • Využívají ho některé bakterie

 

4. Voda

• Zaujímá 2/3 povrchu Země
• Základ vnitřního prostředí
• Nezbytná podmínka k životu
• Mořská voda – 70,8%, sladká voda 2% (voda stojatá = lentická, jezera, rybníky, močály), voda proudící (lotická) = prameny, potoky, řeky
• Vody povrchové a půdní
• Volná voda (pelagiální) obsahuje plankton (drobné org, kt se vznášení) a nekton (statnější org s aktivním pohybem, např. ryby)
• Dno (bentál) obydlují bentos (nitěnky, chobotnice, …)
• Fyzikální vlastnosti
  • hustota
    • 775x větší než vzduch -> nadlehčuje velké rozměry a hmotnost živočichů (někteří mají hydrodynamický tvar těla)
  • Hydrostatický tlak
    • Roste s hloubkou
    • Nebezpečné rychlé změny (např. při potápění)
  • Propustnost světla
    • Vliv na rostlince větších hloubkách obsahují barviva pohlcující modrou, zelenou a fialovou složku spektra, hloubka ovlivňuje i redukci zraku, často se vyskytují světélkující orgány
  • pH vody
    • dešťová voda – 5,6
    • mořská voda – 8,3
    • rašeliniště – 3
    • vápenatá voda – 10
  • obsah kyslíku
    • kolísá, zdrojem jsou vodní rostliny a vzduch, limitující faktor ve stojatých a sladkých vodách (eutrofizace)
  • obsah oxidu uhličitého
    • s hloubkou se zvyšuje, dýchání převažuje nad fotosyntézou
  • voda a suchozemské org
    • živočichové – příjem pitím, z potravy, metabolická voda uvolněná štěpením živin
    • rostliny – příjem kořeny
      • rozlišujeme
        • hydrofyty – vodní
        • hygrofyty – vlhkomilné – blatouch
        • xerofyty – suchomilné – divizna, jehličnany, sukulenty

 

5. půda

• vzniká zvětráváním a činností org
• obsahuje složku pevnou, kapalnou a plynnou
• zdroj většiny organických látek
• fyzikální vlastnosti půdy
  • teplota půdy – v hloubce se skoro nemění, v povrchových vrstvách kolísá, závisí na obsahu vody
  • obsah iontů – ovlivňuje kyselost – kyselé půdy, zásadité půdy, slanost půdy

 

• Dělení org
  • Podle zásoby živin
    • Oligotrofní – rostou na půdách chudých na minerály (nř. Vřes)
    • Mezotrofní – se střední zásobou živin (nř. Trávy)
    • Eutrofní – půdy bohaté na živiny (nř. Lilie)
  • Podle pH
    • Acidofilní – kyselé půdy – azalka
    • Neutrofilní – většina org
    • Alkalifilní – zásadité půdy (vápenec) – koniklec sleziník
  • Podle dusíku
    • Nitrofilní – dusík je – kopřivy
    • Nitrofóbní – dusík není – rosnatka, masožravé rostliny

 

Životní prostor pro oganismy

• prostor, v němž organismy žijí, vymezuje se pomocí různých pojmů
• Ekologická nika – soubor všech abiotických faktorů prostředí, které na organismus působí, vztahy, jichž využívá ke svému životu, rozlišujeme
  • prostorová nika – zaujímá část prostředí, které organismus využívá
  • potravní nika – vše, co slouží k obživě

 

BIOTICKÉ PODMÍNKY

Populace

• soubor všech jedinců téhož druhu, vyskytující se v určitém čase na stejném místě
• vlastnosti populace
  • rozptyl
  • růst
  • hustota
  • struktura

 

Rozptyl

• nejčastěji označujeme vzdalování se jedinců od jiných (rodičů, sourozenců…)
• napomáhá k tomu, aby nedošlo k lokálnímu zahlcení biotopu
  • náhodné rozmístění – potemník
  • nahloučené rozmístění

 

Růst populace

• snižování nebo zvyšování velikosti populace
• závisí na:
  • migraci – stěhování
  • množivosti – natalita (příznivé podmínky)
  • úmrtnosti – mortalita (při nedostatku potravy, špatné životní podmínky)

 

Hustota populace

• vyjadřuje se počtem jedinců na jednotku plochy nebo objemu
• určování hustoty populace
  • sčítání – zjišťování celkového počtu sčítáním (u velkých kopytníků, koloniálně hnízdících ptáků, u ryb při úplném výlovu rybníka)
  • značkování – kroužkování u ptáků, značkování ryb, obojživelníků, savců
  • sledování stop