Ekologia sem. 1 ćwiczenia

EKOLOGIA - nauka o ekonomice przyrody, o wzajemnych związkach i współzależnościach między organizmem, organizmami, a środowiskiem ich życia, dyscyplina biologiczna, która bada zależności zachodzące między organizmami oraz między organizmami a ich środowiskiem życia.

ŚRODOWISKO - przestrzeń, która otacza organizm, łącznie z elementami, które się w nim znajdują

ŚRODOWISKO NATURALNE

AUTEKOLOGIA - ekologia pojedynczego osobnik, nauka o związkach i zależnościach między organizmem a środowiskiem

SYNEKOLOGIA - ekologia zbiorowości osobników, populacji i biocenoz; nauka o związkach i zależnościach między organizmami , a środowiskiem; bada całe biocenozy, zespoły populacji

SOZOLOGIA - nauka zajmująca się ochroną środowiska i środowiska przyrodniczego

POPULACJA- ogół osobników jednego gatunku, zdolnych do rozmnażania i zamieszkujących tę samą czasoprzestrzeń ( czyli żyjących w tym samym czasie, na tym samym terenie, gdzie zachodzą te same współzależności

• struktura przestrzenna (skupiskowa, równomierna, przypadkowa)

• struktura wiekowa (młodociana, w.rozrodczego, w. pozarozrodczego)

• struktua płci

• liczebność

• zagęszczenie

• śmiertelność

• rozrodczość

ZESPÓŁ - grupa populacji między którymi , występują rozmaite zależności ekologicznenp. Konkurencja o określone czynniki środowiskowe

BIOCENOZA- wszystkie populacje (żywe organizmy) na określonej powierzchni

EKOSYSTEM - wszystkie populacje (żywe organizmy) na określonym terenie(czyli biocenoza) wraz z ich środowiskiem życia(biotopem)

• Funkcjonowanie ekosystemu, w obrębie którego realizuje się obieg materii i energii (przepływ energii, krążenie materii) możliwe jest dzięki dużej bioróżnorodności. Obieg ten realizowany jest między komponentami biocenozy i środowiska. Ogniwa tego obiegu to autotrofy(producenci), organizmu cudzożywne(konsumenci- roślinożercy,drapieżnicy,pasożytniczy)oraz destruenci(mikroorganizmy, które redukują związki organiczne do nieorganicznych). Aby układ był pełen. Mógł funkcjonować i był trwały w czasie musi zawierać wszystkie 3 wymienione grupy.

Ekosystemy

1. wielkie - makroekosystemy

• wodne

• lądowe

2. średnie - mezoekosystemy

• wodne

• lądowe

3. małe - mikroekosystemy

• wodne

• lądowe

KRAJOBRAZ - grupy sąsiadujących ze sobą ekosystemów

• naturalny

• subnaturalny

• seminaturalny

• rolniczy

• zurbanizowany

BIOSFERA - wszystkie ekosystemy kuli ziemskiej; sfera wraz ze wszystkimi organizmami w niej bytującymi

BIOM- makrosystem lądowy , ekosystem wielki środowiska lądowego

BOTOP- siedlisko, środowisko życia organizmów

PLEOCEN - układ trwały w czasie , w którym występuje duża bioróżnorodność zapewniająca krążenie materii i przepływ energii (producenci -> konsumenci (roślinożercy, drapieżnicy, pasożytnicy) -> destruenci)

DEMOCEN - układ nietrwały w czasie, w którym występują organizmy tylko jednego gatunku

MONOCEN - układ nietrwały w czasie, w którym bytuje tylko jeden organizm

EKOTURYSTYKA- dziedzina ekologii zajmująca się kompleksowym oddziaływaniem wszystkich form turystyki oraz infrastruktury turystycznej na środowisko

- forma turystyki, która w najmniejszym stopniu szkodzi środowisku

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE (EKOLOGICZNE) - każdy element środowiska, który oddziaływuje na organizm chociaż w jednej fazie jego rozwoju

Działanie czynników

a)przejawia się eliminacją jednych gatunków z terytoriów i umożliwianiu innym osiedlanie się

b)przejawia się sprzyjaniu utrzymywaniu się korzystnych adaptacji

c)przejawia się regulacją rozrodczości, śmiertelności, wywołują migracje, wpływają na zagęszczenie populacji

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

ABIOTYCZNE		BIOTYCZNE
FIZYCZNE	CZEMICZNE

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

• Abiotyczne klimatyczne

• Abiotyczne nieklimatyczne środowiska wodnego i gleby

• Pokarmowe

• Biotyczne

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

1. REKWIZYTY, czynniki, które decydują o życiu organizu w środowisku(h2o,substancje energetyczne, przestrzeń)

2. CZYNNIKI WARUNKUJĄCE(temp., ciśnienie, nasłonecznienie, cz. abiotyczne klimatyczne i nieklimatyczne)

3. CZ. BIOTYCZNE

TOLERANCJA ORGANIZMU - zdolność żywego organizmu do przystosowania się do zmian danego organizmu

ZAKRES TOLERANCJI przedział wartości zmian danego czynnika w obrębie którego organizm zdolny jest do utrzymania czynności życiowych

Podział organizmów ze względu na zakres tolerancji

• EURY - szeroki zakres tolerancji

• STENO - wąski zakres tolerancji

Porównanie względnych granic tolerancji organizmów steno- i eury- termicznych. Minimum i maximum temp. Dla gatunków stenotermicznych są zbliżone tak, że mała ich zmiana bywa często dla nich krytyczna, na gatunki eurytermiczne natomiast nie wywiera żadnego wpływu.

Organizmy stenotermiczne mają odznaczać tolerancję w stosunku do niskich temp. (org. OLIGOTERMICZNE), do wysokich temp.(OGR. POLITERMICZNE), pośrenich temp. (MEZOTERMICZNE)

STENO -

OLIGO- (niskie wartości)

POLI- (wysokie wartości)

MEZO- (średnie wartości)

Biontyczny = typowy (dot. Większości czynników)

PRAWA OPISUJĄCE TOLERANCJĘ ORGANIZMÓW

1. PRAWO MIN. LIEBIG'A

Możliwość wzrostu i rozwoju org. Określa ten czynnik, którego jest najmniej w stosunku do zapotrzebowania

2. PRAWO SHELFORDA

Możliwość bytowania org. określają min i max danego czynnika; każdy org. W stosunku do czynników posiada granice tolerancji pomiędzy , którym rozciąga się strefa tolerancji, a w środku położone jest jego optimum ekologiczne

REGUŁY POMOCNICZE

1. Tolerancja w stos. Do jednego czynnika zmienia się w zależności od sumy czynników działających w tym samym czasie

2. Org. Mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika a wąski w stosunku do innych

3. Org. O szerokim zakresie tolerancji w stosunku do wszytkich czynników sa najbardziej rozpowszechnione (Eurytypowe)

4. Kiedy warunki czynników środowiskowych nie są optymalne dla gatunku to jego granice tolerancji dla innych czynników mogą być zawężone

INDYKATORY - grupa organizmów wskaźnikowych , o wąskiej tolerancji (raki, porosty, pstrągi)

PODZIAŁ ROŚLIN NA GRUPY EKOLOGICZNE WG RÓZNYCH CZYNNIKÓW ŚRODOWISKOWYCH

Czynnik środowiskowy	Grupa ekologiczna	Przykład
światło	światłolubne (heliofile)	Słonecznik , rumianek
		cieniolubne (skiofile)	Paprocie, bluszcz
	Ilość H2O	wodnolubne (hydrofity)	Rogatek, strzałka wodna
		sucholubne (kserofity)	Kaktusy
		wilgociolubne (higrofity)	Mchy, zawilec gajowy
	Obecność pierwiastka w glebie	wapniolubne (kalcyfile)	koniczyna
		azotolubne (nitrofile)	Pokrzywa zwyczajna
		słonorośla (halofity)	piołun
	Ph gleby	kwasolubne (acydofile)	Wrzos, skrzyp polny
		zasadolubne (bazofile)	Koniczyna, szałwia

PROMIENIOWANIE

PROMIENIOWANIE ULTRAFIOLETOWE (UV) dzieli się na

• UVA - 310-390 nm - Dodatkowo zakres UVA został podzielony na dwie podgrupy:
   - UVA - I czyli fale długie 340-400 nm
   - UVA- II czyli fale krótkie 320-340 nm
  Promieniowanie UVA stanowi 95 % całego promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni Ziemi. Nie powoduje powstawania rumienia i poparzeń, natomiast powoduje pigmentację skóry czyli opaleniznę oraz jak się okazało w ostatnim czasie to ono jest głównie odpowiedzialne za tzw. fotostarzenie się oraz zmiany nowotworowe skóry.

• UVB - 290-310 nm. - Stanowi ono 5 % całego promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni Ziemi. To ono jest odpowiedzialne za pojawianie się rumienia i oparzeń słonecznych, a także powoduje pigmentację czyli efekt opalonej skóry.

• UVC - do 290 nm - Ten rodzaj promieniowania jest prawie całkowicie pochłaniany przez warstwę ozonową atmosfery, otaczającą kulę ziemską, tak więc promienie UVC nie występują w świetle słonecznym docierającym do powierzchni Ziemi. Promieniowanie UVC wykorzystuje się na przykład w warunkach laboratoryjnych do sterylizacji czyli odkażania i zabijania chorobotwórczych mikroorganizmów jak np. bakterii.

Wpływ promieniowanie ultrafioletowego na organizm:

• przyczynia się do zmian nowotworowych, nie tylko skóry, ale także innych organów.

• wytwarzanie melatoniny - proces opalania

• może być jednym z powodów zaćmy-choroby oczu.

• przyczynia się do pojawiania się reakcji fotouczulających.

• jest główną przyczyną fotostarzenia się skóry.

• poprawia nastrój, pomaga zwalczyć zimową depresję,

• poza tym polepsza działanie układu krążenia, przyczynia się do wzrostu ilości erytrocytów

• efektem działania promieniowania UVB na skórę jest umożliwienie syntezy witaminy D3, która jest potrzebna z kolei do przyswajania wapnia i fosforu

• wzrost odporności skóry i jej zdolności do przyjmowania kolejnych dawek UV

• przyspiesza przemianę materii

• promieniowanie UV stosuje się do leczenia zmian skórnych typu : czyraki, łuszczyca, trądzik

PROMIENIOWANIE WIDZIALNE, czyli światlo , którego barwy jest w stanie zarejestrować ludzkie oko

Wpływ promieniowania widzialnego na organizm:

• światło poprawia humor, ale tylko poprzez bodźce wzrokowe. To one stymulują szyszynkę i pobudzają ją do wydzielania serotoniny- hormonu dobrego samopoczucia

• światło decyduje o aktywności organizmów

• zwiększa zawartość hemoglobiny w organizmie

• potęguje potrzebę ruchu, podwyższa wydolność organizmu

• choroby oczu - zaćma, zjawisko albedo - odbicie promieniowania od np. śniegu, piasku, wody , zwiększa ilość dochodzącego do oczu promieni (im mniejszy kąt padania, tym więcej promieniowania jest odbijane.

FOTOPERIOD - wpływ promieniowania z zakresu widzialnego na aktywność organizmow

1. wpływ na rośliny

• przyspiesza fotosyntezę

• wpływa na wzrost i rozwój

• rośliny dnia krótkiego (mniej niż 12h)

• rośliny dnia długiego

• rośliny fotoobojętne

2. wpływ na zwierzęta

• długość dnia wpływa na aktywność dobową

• aktywność dzienna (70%) - większość ssaków

• aktywność nocna (80%) - nietoperze , sowy

• aktywność o zmierzchu - niektóre motyle

PROMIENIOWANIE PODCZERWONE - Działanie biologiczne promieniowania IR polega na ich wpływie cieplnym na tkanki, czyli to promieniowanie odczuwamy w postaci ciepła.

Wpływ biologiczny promieniowania podczerwonego polega na działaniu ciepła, które powoduje między innymi:

• poprawę ukrwienia skóry i zwiększenie wydzielania potu;

• rozszerzenie naczyń włosowatych skóry a co za tym idzie zwiększony przepływ przez tkanki krwi tętniczej;

• reakcje ze strony naczyń głębiej położonych zgodnie z prawem Dastre-Morata. Prawo to mówi, iż “bodźce termiczne (zimno lub ciepło) działając na duże powierzchnie skóry, powodują przeciwne do naczyń skóry zachowanie się dużych naczyń klatki piersiowej i jamy brzusznej. Naczynia nerek, śledziony i mózgu wykazują odczyn taki sam, jak naczynia skóry.”;

• pobudzenie procesów metabolicznych;

• działanie przeciwbólowe poprzez podwyższenie progu bólu;

• zmniejszenie napięcia mięśni.

TEMPERATURA

Klasyfikacja jako czynnika:

• cz. Abiotyczny fizyczny

• cz. Abiotyczny klimatyczny

• cz. Warunkujący

Podział organizmów ze względu na temperaturę ciała (i źródło temp)

• STAŁOCIEPLNE (ENDOTERMICZNE)

Co wpływa na utrzymanie stałej temp. Ciala?

-procesy metaboliczne

-budowa i wytwory skóry

-tk. Tłuszczowa

Jak organizm stałocieplny broni się przed:

• Przegrzaniem

• Parowanie wody, pocenie się

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych

• Zrzucanie nakryciawierzchniego (sierści, lub ubrania)

• Wybieranie miejsc zacienionych

• Picie chłodnych napojów, kąpiele w chłodnej wodzie

• Obniżenie aktywności

• Wychłodzeniem

• Stroszenie sierści

• Nakładanie kolejnej warstwy wierzchniej

• Picie ciepłych napoi, kąpiele w ciepłej wodzie

• Napięcie mięśni (termogeneza Drzeniowa)

• Zwężenie naczyń krwionośnych

• Aktywność ruchowa - zwiększenie aktywności

• Termoregulacja socjalna- skupianie się w grupach

• ZMIENNOCIEPLNE (EGZOTERMICZNE)

Jak organizm broni się przed przegrzaniem (wychłodzeniem):

• Migracje, przemieszczanie w miejsca chłodniejsze (cieplejsze)

• Zmiana aktywności w ciągu dnia

• Termoregulacja socjalna

Pod względem temperatury organizmy dzielimy na :

• Eurytermiczne- o szerokiej tolerancji (tygrys, człowiek)

• Stenotermiczne - o wąskiej tolerancji (pasożyty skórne- które przystosowuja się do temperatury swojego gospodarza)

Środowisko a temperatura

Wartości średnie temperatury dla większości organizmów to 15-30'C. Powyżej / poniżej występują organizmy proste tj. bakterie, sinice, które zaadoptowały się do tych temperatur.

Aktywność a temperatura

Przy wzroście temperatury aktywność organizmów początkowo rośnie, do pewnego stopnia (optimum) , a potem maleje.

Temperatura a rozwój

Temperatura wpływa na rozwój , może go przyspieszać albo opóźniać

TEMPERATURA ZERA ROZWOJOWEGO - temperatura poniżej której organizm nie jest w stanie się rozwijać (np. dla stonki ziemniaczanej 13'C)

TEMPERATURA EFEKTYWNA - temp. W której występuje rozwój organizmu, jest to różnica pomiędzy średnią dobową temperatura otoczenia a temperaturą zera rozwojowego.

W zależności od średnich temperatur dobowych otoczenia tempo rozwoju będzie różne.

Czas pełnego rozwoju to suma temperatur efektywnych (dla stonki to np. 260'C)

Wnioskujemy z tego że im wyższa temperatura otoczenia tym szybszy rozwój organizmu oraz więcej pokoleń.

TEMPERATURA to podstawowy regulator procesów fizjologicznych

WODA I WILGOTNOŚĆ

Klasyfikacja jako czynnika:

• Abiotyczny chemiczny (woda)

• Abiotyczny fizyczny

• Abiotyczny klimatyczny

• Warunkujący

Podział organizmów ze względu na zapotrzebowanie wody w środowisku życia:

• HYDROFILE - org. wodnolubne

• HIGROFILE - org. środowisk wilgotnych

• MEZOFILE - org. o średnim zapotrzebowaniu na wodę

• KSEROFILE - org. sucholubne

ZWIERZĘTA	ŚRODOWISKO	ROŚLINY
Stawonogi, wieloszczety, ślimaki, małże, głowonogi, ryby	WODNE	Wodolubne- hydrolity Pływacz, strzałka wodna, rogatek, rzęsa, grzybień biały
Wirki, dżdżownice, wstężnice, wije, pratchawce, ślimaki, płazy	WILGOTNE	Wilgociolubne- higrofity Szczawik zajęczy, skrzyp, paprocie, niezapominajka
Przystosowania polegają na magazynowaniu wody lub ograniczeniu jej wydalania. Ciało zabezpieczone jest przez śluz, skorupę, pancerz lub wytwory skóry (płytki rogowe, pióra, włosy) i wzmożone przez pobieranie soczystego pokarmu. Sposoby wydalania - mocz zagęszczony. Możliwość estywacji np. wrotki, nicienie, ślimaki, płucodyszne, płazy. Zmiany trybu życia z dziennego na nocny z nadziemnego na podziemny. Oszczędna gospodarka wodna. Metabolizm dostosowany do rzadkiego pobierania wody lub obywania się bez niej przez bardzo długi czas. Uzupełnienie strat wody poprzez spadanie zapasów tłuszczów np. wielbłąd. Ogromne uszy spełniające funkcją promienników ciepła np. u fenka.	SUCHE	Sucholubne- kserofity Sukulenty: rośliny gruboszowate gromadzące wodę. - grube, soczyste, mięsiste łodygi (np. kaktus) lub liście (agawa, rojnik) magazynujące wodę - liście zredukowane lub przekształcone w łuski - rozwój miękiszu wodnego np. u rozchodnika - system korzenny rozwija się stosunkowo słabo i zwykle w powierzchniowych warstwach gleby Sklerofity - ograniczenia transpiracji w okresie suszy nie gromadzą zapasów wody -pędy twarde, sztywne, skórzane - silnie rozwinięty system korzeni sięgający wód gruntowych - skóra z grubą warstwą kutikuli - kuter - zagłębione aparaty szparkowe (oleander) - silnie rozwinięte tkanka przewodząca i wzmacniająca.

---