Wtorek 13.10.2009, godz. 10.00 - 14.15, Ekologia

Sprawy organizacyjne:

• Sposób zaliczenia przedmiotów ekologia i ochrona środowiska - kolokwium

• Nie potrzebujemy konkretnej literatury zważywszy na to, że wszystkie potrzebne informacje otrzymamy na wykładach.

Ekologia - podstawowe definicje

Ekologia - to nauka badająca zależności pomiędzy organizmami (roślinami, zwierzętami, ludźmi), a otaczającym je środowiskiem. To nauka mówiąca o tym jak funkcjonuje przyroda.

Układ Biologiczny - kompleks elementów ustawicznie oddziałujących na siebie (zmieniających się i razem funkcjonujących).

Hierarchia układów na różnych poziomach:

1. submolekularny - struktura przestrzenna cząstek

2. integracyjny - komórka biologiczna, układ zorganizowany

3. tkanka

4. organizm

5. populacja

6. ekologia

7. biosfera (całość kuli ziemskiej i „otoczka” kuli ziemskiej)

• domena biologii (pozycje 1-3)

• domena ekologii (pozycje 4-7)

Ekologia - podziały ze względu na cele i zakresy badawcze:

1. Ekologia - teoretyczna i praktyczna

2. Ekologia - komórki, populacji, biocenozy

3. Ekologia - zbiorników wodnych, lądów, atmosfery

4. Ekologia - stref klimatyczno - roślinnych

5. Ekologia - układów naturalnych i antropogenicznych

Ekologia

(nasz przedmiot zajęć)

Nauki pokrewne (które „wyrosły” z ekologii):

• Fitosocjologia (przedmiotem badań jest roślinność)

• Hydrobiologia (nauka o życiu organizmów w środowisku wodnym)

• Agroekologia

• Ekologia kliniczna

• Ekologia społeczna

• Bioklimatologia ekologiczna

Czynniki ekologiczne - kształtują i określają warunki bytowania gatunków i dynamikę zmian liczebności gatunków.

Czynniki biotyczne (ożywione):

• rośliny

• zwierzęta

• ludzie

Czynniki abiotyczne (nieożywione):

• klimatyczne (temperatura, wilgotność, światło)

• edaficzne (glebowe)

• fizjograficzne (rzeźba terenu)

Czynniki antropogeniczne:

• obiekty (budowle, technika, transport)

• produkty (konsumpcyjne, broń, narzędzia)

• zanieczyszczenia, odpady

Ekosystem - układ przyrodniczy (ekologiczny) w którym realizują się zjawiska oraz zachodzą zjawiska i przebiegają procesy o charakterze ekologicznym.

Ekosystem = czynniki biotyczne (biota) + abiotyczne środowisko życia

Ekosystem (dobry, prawdziwy) wtedy istnieje, gdy jest samowystarczalny.

Typy (poziomy) ekosystemów:

1. MONOCEN = ORGANIZM + MONOTOP

(organizm i jego otoczenie, czyli monotop)

= ekologia organizmu

2. DEMOCEN = POPULACJA + DEMOTOP

(grupa zwierząt podobnych i środowisko w którym żyje populacja, czyli demotop)

= ekologia populacji

3. PLEOCEN = BIOCENOZA + BIOTOP

(mamy w nim do czynienia ze wszystkimi zwierzętami <organizmami żywymi>, roślinami oraz ich środowiskiem życia)

= ekologia biocenoz

Ekoton - to granice pomiędzy ekosystemami (tworzą rozbudowaną sieć, występują głównie pomiędzy różnymi zespołami roślinnymi, obecnie kształtuje je człowiek)

jeżeli przerwiemy ekotony (granice) wtedy środowisko, dany ekosystem ulega przemianom, degradacji.

łamani systemów ekotomalnych jest bardzo szkodliwe dla funkcjonowania, przetrwania ekosystemu.

Nisza ekologiczna: pozycja populacji w określonym środowisku:

• wyznacza ją zespół właściwości biologicznych i ekologicznych populacji oraz wzajemne powiązania z innymi biotami i abiotami.

• Każdy gatunek i populacja ma swoją niszę.

Ustrój / Konstytucja ekologiczna:

to wszystkie właściwości określonego zbiorowiska organizmów, które opisują jego wymagania ekologiczne i pozwalają mu na zajmowanie określonego siedliska (warunki, otoczenie, budowa zewnętrzna i wewnętrzna, sposób odżywiania, biologia rozmnażania).

Biocenoza - to zespół populacji różnych gatunków roślin i zwierząt z danego biotopu powiązanych zależnościami pokarmowymi i konkurencją biologiczną.

Introdukcja = przeniesieni - dot. włożenia (zazwyczaj przez człowieka) różnych gatunków zwierząt i roślin do obcych biotopów.

Biom - bardzo rozległa, łatwa do rozpoznania jednostka biocenotyczna, ukształtowana pod wpływem klimatów regionalnych, strefowych i podłoża geologiczno - glebowego (najczęściej są to strefy roślinne i zwierzęce związane z danymi strefami klimatyczno - roślinnymi).

Biosfera - cała przestrzeń (sfera) zamieszkana przez organizmy żywe (ekosystem globalny).

BIOMY LĄDOWE:

1. Tundra - mało gatunków, głównie trawy, mchy, turzyce, porosty (podbiegunowa wieczna zmarzlina, bardzo mroźno, wegetacja skrajnie krótka)

2. Tajga - lasy szpilkowe, głównie jodły, świerki, sosny (klimat zimny, mało opadów, okres wegetacyjny, krótki, zima długa)

3. Lasy Liściaste - runo, krzewy, drzewa typu dąb, klon, lipa (klimat umiarkowany - ciepły lub chłodny, okres wegetacji dłuższy)

4. Stepy - głównie wysokie trawy (ciepłe lata, ostrzejsze zimy, klimat kontynentalny, suchy)

5. Zarośla Wiecznie Zielone - typu makia (klimat ciepły, suchy latem, wilgotny zimą)

6. Pustynne - biocenozy bardzo ubogie (klimat podzwrotnikowy, skrajnie suchy, gorący lub ciepły)

7. Sawanna - gównie wysoki trawy, liczne gatunki zwierząt (klimat zawsze gorący z wyraźną porą deszczową i suchą)

8. Lasy Równikowe - wiecznie zielone, wielogatunkowe, zwarte (klimat gorący, wilgotny, podłoże podmokłe).

przykładowe pytania / zadania na kolokwium:

1. W jakim biomie jesteśmy?

2. Wymień charakterystyczne zwierzęta i rośliny dla danego biomu.

<EKOLOGIA ORGANIZMÓW - kierunki badań w aspekcie roli czynników środowiska>

Ekofizjologia - badanie rekwizytów, ich roli ekologicznej, badani gospodarki wodnej organizmów.

Energetyka Ekologiczna - badanie surowców energetycznych i ich wykorzystywanie przez organizmy.

Ekologia Tolerancji:

to badanie oddziaływań czynników warunkujących, analiza ich roli w życiu organizmów.

<EKOLOGIA ORGANIZMU - zasada funkcjonowania monocenu>

Zasada Jedności Organizmu i Środowiska:

organizm żywy stanowi samoregulujący się, trwający w czasie mechanizm, który jest swoistym układem przepływowym ściśle związanym ze swym otoczeniem poprzez procesy przemiany materii. Dla podtrzymania życia organizm czerpie ze środowiska materię i energię równocześnie wydala produkty przemiany materii (sprzężenie zwrotne) i zmienia w ten sposób swoje otoczenie, związek organizmu ze środowiskiem ma charakter ciągły i nieprzerwalny.

(Sieczenów, 1861r.)

Zasady THINMANNA (1942):

żywe organizmy związane są ze środowiskiem przede wszystkim poprzez swój potrzeby życiowe

wymagania organizmów wynikają z jego przystosowań morfofizjologicznych (w zasadzie stałych); przystosowania te pozostają w ścisłym związku z właściwościami miejsca bytowania w przyrodzie (jakie „wybrał” dany gatunek).

<EKOLOGIA ORGANIZMU - klasyfikacja czynników środowiska>

Czynniki dzielimy na:

• czynniki o znaczeniu podstawowym

• czynniki wpływające na przebieg tylko niektórych procesów i reakcji

• czynniki mające wpływ mały (lub żaden).

Najważniejsze Komponenty Środowiska / Biotopu:

komponenty nieprzyswajalne (niejadalne):

1. temperatura powietrza, wody

2. grawitacja ziemska

komponenty przyswajalne (jadalne)

1. woda

2. pokarm (substancje energetyczne)

WNIOSEK - dla wszystkich organizmów żywych (a zwłaszcza dla lądowych) bardzo ważnym uwarunkowaniem jakości życia ( i szans na przeżycie) jest klimat (warunki termiczne i wilgotnościowe).

Klasyfikacja wg. ANDERWARTA (bez określania rangi czynników):

1. Warunki fizyczne życia (np. klimat)

2. Pokarm (inne organizmy)

3. Inne organizmy (warunkujące dostęp do pokarmu)

4. Miejsce życia

Klasyfikacja wg. NICHOLSONA (1954R.):

• Rekwizyty - czynniki środowiska niezbędne do życia i warunkujące ich możliwości życiowe

• Akcesoria - czynniki środowiska wchodzące w skład bezpośredniego otoczenia , lecz nie odgrywające większej roli w ich życiu.

czynniki MATRIAŁOWE (materialne) - od materii, rzeczy, fragmenty rzeczy

czynniki WARUNKUJĄCE (niematerialne) - nie jadalne np. klimat

UWAGI:

Ten sam czynnik może mieć różne znaczenie dla poszczególnych typów organizmów np. światło jest dla roślin podstawą życia (źródło energii), dla zwierząt czynnikiem warunkującym lub akcesorycznym, natomiast dla organizmów glebowych, głębokowodnych lub żyjących w jaskiniach nie ma żadnego znaczenia.

Wśród wielu czynników - rekwizytów warunkujących nieomal każdy może mieć różne znaczenie dla poszczególnych typów organizmów. Są jednak:

CZYNNIKI UNIWERSALNE

• czyli takie, które są istotne dla każdego organizmu (dla wszystkich organizmów)

Rekwizyty Jako Czynniki Materiałowe:

• Woda (tlen i wodór): jako podstawowy składnik konstrukcyjny organizmu

• Surowce energetyczne (węgiel): jako czynniki niezbędne do realizacji metabolizmu

• Pierwiastki wchodzące w skład organizmów (poza O_2, H, C) stanowiące ułamek ogólnej masy organizmów, np. Ca, N, K, Si, P, Mg, Cl, Na, Al., Fe, Me i 18 innych

• Czynniki nieprzyswajalne, lecz decydujące o przebiegu reakcji fizjologicznych i ekologicznych, zwłaszcza w aspekcie gospodarki wodnej i energetycznej.

Rekwizyty Określają:

• tempo procesów ( ich jakości)

• efektywność procesów życiowych (efektywność pracy organizmów)

• możliwość występowania

• możliwość przeżycia (przetrwania)

• możliwość rozrodu - budowy następnych pokoleń, aby była trwałość, ciągłość w systemie.

Następne zajęcia zaczniemy od teorii ekologicznej.

organizmu

grup

Całych ekosystemów

---