Biocenologia BLOK III
Typ interakcji międzygatunkowych w biocenozie ze względu na ich mechanizm
Organizacja biocenoz (struktura biotyczna biocenoz)- to sposób uporządkowania oddziaływań(interakcji) międzygatunkowych w biocenozie.
Oddziaływania między populacjami (gatunkami) mogą być klasyfikowane ze względu na ich mechanizm lub ze względu na skutki.
Rodzaje oddziaływań ze względu na mechanizm:
konkurencja – dwa gatunki korzystają z tych samych, ograniczonych zasobów środowiska; ograniczają się, szkodzą sobie korzystając z tych samych zasobów
drapieżnictwo – dotyczy zwierząt. Zwierzęta jednego gatunku zjadają zwierzęta innego gatunku – oddziaływania troficzne bezpośrednie
roślinożerność – dotyczy zwierząt zjadających całe rośliny lub ich części – oddziaływania troficzne bezpośrednie
pasożytnictwo – dotyczy wszystkich grup (bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta). Organizmy zależne metabolicznie od żywiciela, czerpią od niego materię i energię nie zabijając go. Żywiciel może zachorować i umrzeć. Związek obligatoryjny, bezwzględny, konieczny – pasożyt nie może żyć w innym środowisku, poza żywicielem
chorobotwórczość – związek między mikroorganizmem patogennym, a żywicielem. Niekorzystny wpływ na określone procesy fizjologiczne żywiciela powodują chorobę. W ten związek wchodzą mikroorganizmy (bakterie, grzyby) i żywiciel
mutualizm – ścisły związek między dwoma gatunkami, korzystny dla ich obu. Związek obligatoryjny – organizmy w niego wchodzące nie mogą istnieć poza tym związkiem
Typ interakcji międzygatunkowych w biocenozie ze względu na ich skutki
Wyróżnia się trzy rodzaje skutków oddziaływań międzygatunkowych i przez to trzy rodzaje oddziaływań:
Brak wpływu jednego gatunku (populacji) na drugi: oddziaływanie obojętne;
+- oddziaływanie z populacją innego gatunku przynoszą populacji korzyść, tj. korzystny wpływ na wzrost, przeżywanie i inne cechy populacji; interakcja zwiększa szanse przeżycia i rozrodu, zwiększa dostosowanie: oddziaływania korzystne( kooperacyjne);
- - oddziaływania z populacją innego gatunku są niekorzystne, ograniczają wzrost i inne cechy; interakcja zmniejsza szanse przeżycia i rozrodu, zmniejsza dostosowanie: oddziaływanie niekorzystne( dysoperacyjne)
3. Co to jest konkurencja? Kiedy zachodzi i jakie są jej typy.
Konkurencja - jest to interakcja między dwoma osobnikami tego samego lub różnych gatunków, która zachodzi gdy muszą one wspólnie korzystać z tych samych zasobów środowiska. Konkurencja może być wewnątrzgatunkowa lub międzygatunkowa.
Typy konkurencji:
konkurencja o zasoby( konkurencja przez odbieranie),
konkurencja na drodze interferencji, czyli konkurencja przez ustępowanie.
Jakie zasoby środowiskowe są przedmiotem konkurencji u roślin a jakie u zwierząt?
Zasoby środowiska, o które konkurują gatunki:
W przypadku roślin, konkurencja może zachodzić o światło, substancje pokarmowe w glebie, wodę, ale również o przestrzeń czy zwierzęta zapylające.
W przypadku zwierząt, konkurencja może zachodzić o pokarm, wodę, partnerów do rozrodu, ale również o przestrzeń- dostęp do kryjówek, miejsc gniazdowania, zimowisk
Opisz zasadę konkurencyjnego wyparcia i jaki ona ma związek z koncepcją niszy ekologicznej.
Zasada konkurencyjnego wyparcia
Teoretyczne modele konkurencji wskazują, że w przypadku konkurencji między dwoma gatunkami jeden z nich musi zostać wyparty lub też oba mogą współwystępować w stanie równowagi. Możliwość wypierania jednego gatunku przez drugi legła u podstaw zasady konkurencyjnego wyparcia. Wedle tej zasady, współwystępowanie gatunków o identycznych wymaganiach ekologicznych jest niemożliwe. Jeden z gatunków zostanie wyparty.
Na czym polega konkurencja o zasoby czyli konkurencję o odbieranie? Porównuj ją z konkurencją na drodze interferencji czyli konkurencją przez ustepowanie.
Konkurencja o zasoby, czyli konkurencja przez odbieranie- zachodzi wtedy, gdy osobniki należące do jednego lub różnych gatunków korzystają z tych samych ograniczonych zasobów środowiska ( będących w niedomiarze). To konkurencja o charakterze eksploatacji, zachodzi przez modyfikację środowiska- jeden osobnik (gatunek) sprawniej wykorzystuje zasoby przez co dla drugiego zostaje mniej.
Konkurencja na drodze interferencji czyli konkurencja przez ustępowanie. Zachodzi wtedy, gdy organizm przeszkadzają sobie nawzajem korzystając z tych samych zasobów środowiska, nawet jeśli nie są one ograniczone.
Co to jest symbioza i mualizm podaj przykłady
Symbioza- wg pierwotnego znaczenia słowa, jest to oddziaływanie między gatunkami, które przynosi korzyść każdej ze stron (mutualizm) lub jednej, a drugiej nie szkodzi (komensalizm). W klasycznej teorii symbiozy zawiera się także pasożytnictwo. Przykładem symbiozy może być: ukwiał oraz pustelnik,
Mutualizm- Stały i ścisły związek między dwoma gatunkami, konieczny dla ich przetrwania i korzystny dla nich obu.
Przykłady:
przeżuwacze i ich bakterie jelitowe,
termity i ich fauna jelitowa (wiciowce rozkładające celulozę).
Specyficzną odmianą mutualizmu jest helotyzm, występujący np. u porostów.
Co to jest amensalizm, protokooperacja, komensalizm. Podaj przykłady.
Amensalizm- obecność i czynniki życiowe jednego gatunku wpływają niekorzystnie na gatunek drugi, przy czym jest to relacja jednostronna tj. obecnośc drugiego gatunku dla pierwszego jest obojętna. Przykład: pędzlak, grzyb
Protokooperacja- polega na współpracy dwóch populacji odnoszących wzajemne korzyści, lecz mogących żyć także samodzielnie przykład: ukwiał i pustelnik.
Komensalizm- typ zależności o charakterze symbiozy między dwoma lub więcej gatunkami przy czym jeden z gatunków czerpie z tej zależności wyraźne korzyści nie szkodząc pozostałym np. rekin i podnawka.
Co to jest nisza ekologiczna ? Jakie są jej typy ? Powiąż koncepcję niszy z zasadą konkurencyjnego wyparcia.
Nisza ekologiczna- zespół czynników biotycznych i abiotycznych zapewniający populacji warunki do życia zgodnie z zasadą Gaudego jedna nisza może być zajęta tylko przez jedną populację . Jeden gatunek wyklucza drugi.
Typy niszy:
Przestrzenna
Troficzna
Fizjologiczno-przystosowawcza
Funkcjonalna
Podstawowa
Rzeczywista
Jednowymiarowa
Wielowymiarowa
Wąska
Szeroka
Jakie znaczenie dla ekologii biocenoz ma koncepcja niszy ekologicznej?
Na terenie biocenozy populacje konkurują o korzystne czynniki. Zgodnie z zasadą Gaudego jedna nisza może być zajęta tylko przez jedną populacje. Nisza ekologiczna określa miejsce danej populacji w biocenozie. Określa znaczenie i rolę danego gatunku w ekosystemie tj sposób przetwarzania energii.
11. Co to jest struktura troficzna biocenozy? Co jest jej wyrazem?
Struktura troficzna biocenozy- określa powiązania pokarmowe pomiędzy poszczególnymi elementami biocenozy. To jedna z najważniejszych struktur organizacyjnych biocenozy. Strukturę odżywczą opisuje się uwzględniając takie parametry jak liczebnośc gatunków tworzących poszczególne grupy ekologiczne producenci, konsumenci, destruenci, liczebność poszczególnych poziomów troficznych
Rys. str 26.
12. Co to jest sieć troficzna biocenozy? Co jest jej wyrazem?
Sieć troficzna – inaczej sieć pokarmowa, sieci troficzne są tworzone przez wzajemnie przeplatające się łańcuchy pokarmowe. Sieci mogą być mniej lub bardziej złożone, a wynika to głównie z obecności w danej biocenozie organizmów o różnych poziomach troficznych oraz przedostawania się do niej organizmów ze środowisk sąsiednich.
13. Co to są łańcuchy pokarmowe? Jaka jest ich długośc i jakie rodzaje łańcuchów się wyróżnia. Opisz je.
ŁAŃCUCH TROFICZNY – ciąg organizmów kolejno zjadających się, przez który przepływa energia zawarta w pokarmie począwszy od źródła.
Poszczególne organizmy to ogniwa:
I ogniwo – producenci
II ogniwo – roślinożercy
III ogniwo – drapieżniki I rzędu
IV ogniwo – drapieżniki II rzędu.
Liczba ogniw ograniczona jest zazwyczaj do 4 – 5:
Wynika to z ubywania energii dostarczanej na wyższe poziomy troficzne.
W biocenozie poszczególne poziomy troficzne krzyżują się – jedna populacja może należeć do dwóch łańcuchów troficznych; istnieje sieć łańcuchów troficznych. Sieć pokazuje drogi przepływu materii i energii przez ekosystem.
Rodzaje łańcuchów troficznych:
łańcuch spasania – łańcuch spasania – rozpoczyna się od roślin zielonych (producentów), poprzez zwierzęta roślinożerne (konsumenci I rzędu), do drapieżców czyli konsumentów wyższych rzędów
łańcuch detrytusowy – zaczyna się od martwej materii organicznej, roślinnej lub zwierzęcej, poprzez mikroorganizmy i zwierzęta saprofagiczne, do drapieżników.
np. martwa materia organiczna-wiciowce-okoń-szczupak-człowiek
łańcuch pasożytów – zaczyna się od konsumentów (np. 1 rzędowych) a kończy na najmniejszych pasożytach.
np. krowa—bakteria—bakteriofag
W ekosystemach wodnych przeważają łańcuchy spasania. W ekosystemach lądowych, głównie leśnych, większość materii i energii przepływa przez łańcuchy detrytusowe (umieszczone głównie w glebie).
14. Podaj definicje i opisz szczegółowo strukturę konkurencyjną biocenozy i jej znaczenie dla utrzymania równowagi biocenozy.
Struktura konkurencyjna biocenozy- oparta jest o strukturę troficzną , oddziaływania troficzne to oddziaływania związane z przekazywaniem energii i materii między osobnikami w sposób konkurencyjny
Struktura troficzna:
pierwotna- oparta na pojedynczych populacjach wypełniających całe ogniwa łańcucha pokarmowego np. w biocenozach sztucznych ( agrocenozy) , biocenozy otwarte (nienasycone); niski stopień stabilności ; szybko przechodzą sukcesję
wtórna- jedno ogniwo łańcucha zajęte jest przez kilka populacji gatunkowych; zespół organizmów -> zespół konkurencyjny-> oparte na strukturze biocenozy (struktura organizacyjna II rzędu)
15. Co to są zespoły konkurencyjne? Co to jest struktura dominacji?
Zespoły konkurencyjne- grupa gatunków wchodzących w skład pojedynczego łańcucha troficznego, związanych wspólnym wykorzystaniem zasobów oraz tym samym zespołem gatunków, który je eksploatuje. Zespoły konkurencyjne zapewniają stabilizacje struktury troficznej biocenozy.
Struktura dominacji- wynik różnic w tolerancji ekologicznej populacji. Ma to wpływ na stabilizacje struktury troficznej biocenozy. Odpowiedzią zespołu konkurencyjnego na zmianę warunków środowiska jest zmiana struktury dominacji.
16. Co to są wtórne metabolity i jakie jest ich znaczenie ekologiczne? Podaj przykład tych związków.
Metabolity- związki chemiczne produkowane lub zużywane w procesach metabolicznych zachodzących w organizmach żywych. Dzieli się na początkowe, pośrednie, końcowe i wtórne.
Metabolity wtórne magazynowane w wakuolach lub poza komórką pełnią różne funkcje:
przywabiającą- barwniki i feromony
ostrzegającą lub ochronną- jady, toksyny, antybiotyki
regulującą- hormony
17. Podaj definicje struktury paratroficznej biocenozy? Opisz znaczenie oddziaływań biochemiczno-ekologicznych w biocenozie.
Struktura paratroficzna- oparta jest o związki nie troficzne między składnikami biocenozy. Oddziaływania nie troficzne (paratroficzne) to oddziaływania nie związane z przekazywaniem materii i energii między osobniki. Uporządkowanie tych oddziaływań to struktura paratroficzna. Główną rolę odgrywają oddziaływania biochemiczno – ekologiczne (za pomocą związków chemicznych). Związki te mogą być szkodliwe. Ich różnorodność jest bardzo duża, mogą być wykorzystywane w lecznictwie – są to substancje produkowane przez rośliny. W mniejszym zakresie takie związki tworzą zwierzęta, bakterie, grzyby
Oddziaływania biochemiczno – ekologiczne wpływają na strukturę przepływu materii i energii w ekosystemie – kształtują strukturę troficzną w ekosystemie. Wpływają na rozdział materii na typ detrytusowy i spasania. Należą tu oddziaływania między roślinami wyższymi a fitofagami: toksyny, substancje odstraszające, blokujące odruch jedzenia, oddziałujące na rozrodczość i rozwój fitofaga. Roślina odstrasza fitofaga i nie wchodzi do łańcucha spasania, ale obumiera – detrytus.
18. Opisz główne funkcje chemomediatorów ekologicznych w oddziaływaniach nietroficznych.
Funkcje ekologiczne chemomediatorów:
obrona przez potencjalnym konsumentem, pasożytem – przez odstraszanie, zahamowanie aktywności, konsumpcji. Rośliny produkują toksyny, repelenty – substancje odstraszające.
atak na organizmy, które są obiektami konsumpcji, np. pająki wytwarzają toksyny uśmiercające ofiarę
powstrzymywanie konkurentów z tego samego poziomu troficznego; substancje allelopatyczne u roślin; feromony znakowania u zwierząt; pestycydy – powstrzymywanie chwastów
przywabianie – atraktanty – substancje przywołujące. Często stymulują aktywność troficzną i rozrodczą. Atraktanty pokarmowe roślin – oddziałują na fitofagi, przywabiające zwierzęta zapylające; wydzielane przez ofiary – kajomony.
regulacja oddziaływań w obrębie populacji lub rodziny: feromony wielofunkcyjne
zaopatrywanie organizmów w półprodukty, z których powstają hormony i feromony. Funkcja ta jest wbudowana w strukturę troficzną. Do produkcji feromonów, hormonów są potrzebne pewne substancje zawarte w pokarmie. Dochodzi do wytworzenia się koniecznych powiązań w obrębie łańcucha troficznego, do uzależnień pomiędzy poziomami troficznymi, np. rośliny produkują alkaloidy, będące prekursorami feromonów płciowych niektórych motyli
udział w kształtowaniu siedliska – duże znaczenie w środowisku wodnym, glebowym – wydzielanie egzometobiolitów.
Człowiek przez chemizację środowiska zniekształca te oddziaływania.
19. Co to są oddziaływania paratroficzne ? Podaj przykład oddziaływań troficznych i paratroficznych.
Oddziaływania nie troficzne (paratroficzne) to oddziaływania nie związane z przekazywaniem materii i energii między osobniki. Uporządkowanie tych oddziaływań to struktura paratroficzna. Główną rolę odgrywają oddziaływania biochemiczno – ekologiczne (za pomocą związków chemicznych). Związki te mogą być szkodliwe. Ich różnorodność jest bardzo duża, mogą być wykorzystywane w lecznictwie – są to substancje produkowane przez rośliny. W mniejszym zakresie takie związki tworzą zwierzęta, bakterie, grzyby.
Przykłady oddziaływań:
troficzne- przekazywanie pokarmu od jednego gatunku do drugiego (rodzice- potomstwo)
paratroficze- nie związane z przekazywaniem pokarmu, energia od jednego osobnika do drugiego (np. wspólne polowanie)
22. Co to są gatunki kluczowe ? Jakie jest ich znaczenie dla biocenozy? Podaj przykład takich gatunków.
Gatunek kluczowy- Gatunek niezbędny do prawidłowego funkcjonowania całego ekosystemu, warunkujący istnienie innych gatunków jak np. gatunki zapylające, zwierzęta roznoszące nasiona, rośliny żywicielskie, drapieżniki kontrolujące liczebność.
24. Porównanie gatunków dominujących , edyfikatory, gatunki zwornikowe.
Edyfikator- gatunek wpływający na warunki życia innych gatunków w biocenozie (np. drzewa w lesie- są podstawą lasu i wszystkich gatunków, które w lesie występują)
Gatunek dominujący- gatunek który wpływa decydująco na biocenozę. Dominanty wpływają w dużym stopniu na przepływ energii przez każdą grupę troficzną, zaś duża liczba gatunków gatunków rzadkich wpływa na zróżnicowanie składu gat.biocenoz.
Gatunek zwornikowy- to taki gatunek, którego wpływ na strukturę i funkcjonowanie ekosystemu jest nieproporcjonalnie duży w stosunku do stopnia jego liczebności lub biomasy. Gatunki mogą być zwornikami, ponieważ stanowią pożywienie dla wielu różnych gatunków lub są drapieżnikami, które nie dopuszczają by jakiś inny gatunek stał się zbyt liczny.