BIOCENOZA

25. Co to jest biocenoza i jakie są jej podstawowe cechy?

Biocenoza to zbiór populacji żyjących na określonej przestrzeni i w określonym czasie.

- Posiada strukturę przestrzenną (rozmieszczenie pionowe - warstwowość oraz

rozmieszczenie poziome - strefowość, mozaikowatość) i zawsze funkcjonuje na

określonym siedlisku

- Składa się z populacji różnorodnych organizmów (BIORÓ NORODNOŚĆ)

- Pomiędzy populacjami istnieją zależności pokarmowe (struktura troficzna)

- Istnieją mechanizmy regulujące liczebność populacji (międzypopulacyjne i wewnątrz populacyjne) (INTERAKCJE)

- Ulega przemianom (SUKCESJA) oraz rytmice sezonowej - FENOLOGIA)

- Posiada zdolność samoregulacji (HOMEOSTAZA)???? - NIE!

26. Przedstaw dwa najczęściej powtarzające się wzorce zróżnicowania przestrzennego roślinności.

Najczęściej powtarzające się wzorce przestrzennego zróżnicowania roślinności to zonacja (koncentryczna, pasowa) i mozaikowość

27. Wskaż różnice między zonacyjnym i mozaikowym modelem przestrzennego zróżnicowania roślinności.

• Zonacja - forma przestrzennego zróżnicowania roślinności wyróżniająca się pasowym następstwem zbiorowisk zgodnie z gradientem (kierunkiem zmian) czynników siedliskowych - brzegi jezior, wydmy, doliny rzeczne

• Wielkoskalową formą zonacji jest strefowość klimatyczna i piętrowość

Górska

• Mozaikowość - forma nieregularnego przestrzennego zróżnicowania roślinności w heterogennym środowisku, np. roślinność tundry,

ols, kępki i dolinki na torfowisku wysokim)

• Mozaikowość częściej ujawnia się w rozmieszczeniu zbiorowisk ni w ich wewnętrznej strukturze

28. Co to jest ekoton?

Ekoton (strefa przejścia) - obszar niejednorodnej roślinności między typowymi płatami fitocenoz budowany przez gatunki obu z nich

29. Co to jest zbiorowisko roślinne?

Zbiorowisko roślinne - kombinacja osobników wielu gatunków roślin, które spółzawodniczą ze sobą i ze swej strony zmieniają środowisko (Ellenberg 1956)

30. Co to jest fitosocjologia?

Fitosocjologia - nauka zajmująca się badaniem zbiorowisk roślinnych

31. Co to jest syntaksonomia?

Syntaksonomia - klasyfikacja zbiorowisk analogiczna do taksonomii gatunków; pojęciu gatunku odpowiada zespół

32. Co to jest gatunek charakterystyczny?

Gatunek charakterystyczny - posiada większy punkt cię kości występowania w danym syntaksonie w porównaniu z innymi (wyłączne lub prawie wyłącznie występowanie w zbiorowisku i/lub wyższy stopień stałości)

33. Co to jest zespół roślinny?

Zespół roślinny - abstrakcyjnie ujęty, najniższy hierarchicznie typ fitocenozy, który na danym terytorium ma swoistą charakterystyczną kombinację gatunków

34. Co to jest synantropizacja?

Synantropizacja jest to proces przekształcania szaty roślinnej (świata zwierzęcego i

biotycznego środowiska geograficznego) pod wpływem działalności człowieka, objawiający się jako kolejne wypieranie elementów swojskich przez elementy obce, kosmopolityczne, a elementów swoistych (stenotopowych) przez wszędobylskie (eurytopowe).

35. Wymień piętra lasu

Piętrowość lasu

• warstwa gleby

• warstwa ściółki

• warstwa runa

• warstwa podszytu

• warstwa (1-3) pni i koron

36. Co to jest bioróżnorodność?

Różnorodność biologiczna określa bogactwo (ilość) i częstość występowania rozmaitych elementów na poszczególnych stopniach organizacji przyrody, a więc:

1. Bogactwo pul genowych w obrębie danego gatunku

2. Bogactwo gatunków w obrębie danego ekosystemu

3. Bogactwo ekosystemów biosferze

37. Wskaż najważniejsze cechy bioróżnorodności Polski.

Bioróżnorodność w Polsce

• Na całym terytorium Polski stwierdzono występowanie około 5 tys. gatunków grzybów (na świecie 120 tys.) i ponad 33 tys. gatunków roślin (na świecie prawie 300 tys.).

• Skład flory ukształtowany został w wyniku oddziaływania dwóch głównych czynników: przemian klimatycznych okresu polodowcowego (ok. 15-20 tys. lat) i presji antropogenicznej (5000 lat ze szczególnym nasileniem podczas ostatnich 150-200 lat).

• Stwierdzono istnienie 2200 gatunków roślin nasiennych (na świecie odpowiednio 240 tys.), z czego zdecydowana większość to rośliny zielne. Co roku na świecie opisuje się około 2000 nowych gatunków roślin kwiatowych.

• Fauna reprezentowana jest przez 33 066 gatunków zarejestrowanych, zaś szacunki podają liczbę 47 tys. gatunków, z czego ogromną większość stanowią bezkręgowce. Dla porównania: na świecie liczbę gatunków zwierząt szacuje się na ponad 1,08 mln. Wśród kręgowców (592

gatunki) występuje w Polsce 112 gatunków ryb, 18 - płazów, 9 - gadów, 360 -

ptaków i 93 gatunków ssaków.

• Liczba endemitów i reliktów jest jednym z przejawów bogactwa flory i fauny. Flora i fauna Polski reprezentowana jest przez wiele gatunków przejściowych (klimat! oraz zlodowacenia), niewiele natomiast - endemicznych. Zarejestrowano tylko 59 endemitów roślinnych i 36

zwierzęcych. Stwierdzono istnienie prawie 40 gatunków zwierzęcych.

• Florę i faunę Polski cechuje dużo gatunków mających na jej terytorium granice zasięgu naturalnego, np. 30% gatunków ssaków, 16% gatunków ptaków i 7-50% gatunków bezkręgowców

38. Wymień grupy organizmów żywych w ekosystemie.

Grupy org. żywych w ekosystemie (biocenoza)

• Organizmy żywe (living organisms) w ekosystemie możemy pogrupować wg pełnionych przez nie funkcji na producentów (producers), konsumentów (consumers) i destruentów (decomposers).

39. Zdefiniuj producentów.

Producenci to organizmy autotroficzne (autotrophs) czyli samożywne. Wytwarzają one związki organiczne (organic compounds) z nieorganicznych w procesie fotosyntezy (photosynthesis).

40. Zdefiniuj konsumentów.

Konsumenci to organizmy heterotroficzne (heterotrophs) czyli cudzożywne. Odżywiają się oni materią organiczną wytworzoną przez producentów:

- Roślinożercy (herbivores) zjadają bezpośrednio producentów

- Drapieżcy (carnivores) zjadający roślinożerców lub drapieżców niższego

poziomu troficznego.

- Pasożyty (parasites) wykorzystują stale lub okresowo organizm żywiciela

jako źródło pożywienia i środowisko życia

41. Zdefiniuj destruentów.

Destruenci przekształcają martwą materię organiczną z powrotem w biogeny (inorganic nutrients) - materię nieorganiczną niezbędną w procesie fotosyntezy

42. Co to jest łańcuch pokarmowy?

Łańcuch troficzny (ŁAŃCUCH POKARMOWY - food chain) to uporządkowany ciąg organizmów, zjadanych jedne przez drugie

43. Jakie wyróżniamy dwa główne łańcuchy pokarmowe?

Wyróżniamy łańcuch FITOFAGÓW konsumentów (spasania) i łańcuch SAPROFAGÓW destruentów

44. Co to jest poziom troficzny?

Poziom troficzny (trophic level) tworzą organizmy odżywiające się tym samym typem pokarmu (na tym samym poziomie)

45. Wskaż różnice między łańcuchem pokarmowym fitofagów i saprofagów.

Łańcuch detrytusowy różni się kilkoma cechami od łańcucha fitofagów

• Wielkość organizmów jest z reguły mniejsza

• Trudniej wyróżnić wyraźne poziomy troficzne

• Żyją w środowisku zasobnym w rozdrobnioną materię

organiczną (ściółka, gleba, dno zbiornika wodnego)

• Są mniej ruchliwi ni konsumenci w łańcuchu fitofagów

( żyją w środowisku utrudniającym mobilność)

• Najważniejsze organizmy łańcucha detrytusowego (saprofagów) to bakterie, grzyby, śluzowce, pierwotniaki, roztocza, owady, skorupiaki, wije, mięczaki, robaki, strzykwy, krety (ssaki). Są to zarówno detrytusożercy, jaki odżywiającymi się nim i drapie nicy.

46. Narysuj łańcuch pokarmowy fitofagów i saprofagów.

47. Podaj 3 przykłady łańcuchów pokarmowych.

Producent: liście, gałązki - konsument I rzędu: zając szarak - konsument II rzędu: lis - konsument III rzędu: wilk.

Producent: kora - konsument I rzędu: kornik - konsument II rzędu: dzięcioł - konsument III rzędu: jastrząb.

Producent: trawa - konsument I rzędu: mysz - konsument II rzędu: wąż - konsument III rzędu: jastrząb.

48. Co to jest sieć pokarmowa?

SIEĆ POKARMOWA to wiele łańcuchów pokarmowych powiązanych wzajemnymi

zależnościami. W sieci pokarmowej zwierzę, które należy do poziomu troficznego konsumentów, może być reprezentantem różnych łańcuchów pokarmowych. Znajomość sieci pokarmowej daje orientację co do kierunku i nasilenia przepływu energii i obiegu materii w ekosystemie

49. Narysuj schemat przepływu energii przez ekosystem

50. Jakie postaci energii występują w ekosystemie?

Postaci energii w ekosystemie:

• Energia słoneczna: cieplna i promieniowanie widzialne

• Energia kinetyczna ruchu powietrza i ruchu wody

• Energia chemiczna związków organicznych (biomasa, paliwa kopalne) (produkowana przez fotoautotrofy i chemoautotrofy)

51. Co to jest stała słoneczna? Ile wynosi?

Stała słoneczna (całkowita irradiancja słoneczna) - całkowita energia, jaką promieniowanie słoneczne przenosi w jednostce czasu przez jednostkową powierzchnię ustawioną prostopadle do promieniowania w średniej odległości Ziemi od Słońca (1 j.a.) przed wejściem promieniowania do atmosfery. Średnia wartość stałej słonecznej wynosi około 1366,1 W/m².

52. Porównaj ilość energii docierającej do ekosystemu ze słońca (stała słoneczna) i z wnętrza Ziemi (gęstość strumienia cieplnego Ziemi). W jakich ekosystemach ciepło ziemi odgrywa większa rolę niż energia Słońca?

Do Ziemi dociera promieniowanie słoneczne zbliżone widmowo do promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze ok. 5700 K. Przed wejściem do atmosfery moc promieniowania jest równa 1367 W/m² powierzchni prostopadłej do promieniowania słonecznego. Część tej energii jest odbijana i pochłaniana przez atmosferę, do powierzchni Ziemi w słoneczny dzień dociera około 1000 W/m².

Gęstość strumienia ciepła Ziemi wynosi 0,070 W/m2 (od 0,050 do 0,095) czyli około 5 tys. razy mniej ni gęstość strumienia ciepła Słońca w odległości 150 mln km od niego!!!

Jest ono (ciepło Ziemi) odpowiedzialne za ruch kontynentów, trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów.

53. Co jest źródłem energii słonecznej a co energii Ziemi?

54. Co to jest okno atmosferyczne?

Okno atmosferyczne - zakres spektralny promieniowania elektromagnetycznego słabo pochłaniany przez atmosferę. Dla atmosfery ziemskiej przypada on dla fal o długości 8 - 14 μm (w zakresie promieniowania podczerwonego). Okno atmosferyczne umożliwia emisję promieniowania cieplnego z powierzchni i atmosfery Ziemi w przestrzeń kosmiczną na poziomie ok. 100 W/m². W zakresach fal słabo pochłanianych przez atmosferę możliwa jest obserwacja powierzchni ziemskiej z Kosmosu (np. za pomocą kamer IR umieszczonych na satelitach).

55. Przedstaw bilans energetyczny powierzchni ziemi (uproszczony)

Uproszczony bilans energetyczny powierzchni Ziemi

• Około 30% promieniowania słonecznego dochodzącego do naszej planety jest odbijane

przez atmosferę, 20% jest przez nią pochłaniane, a tylko 50% energii dociera do powierzchni Ziemi.

• Najwięcej otrzymują obszary pustyń zwrotnikowych, około połowy tego obszary leśne strefy umiarkowanej oraz lasów równikowych i około ćwierci tego obszary podbiegunowe

56. Co to jest PAR?

Promieniowanie fotosyntetycznie czynne (ang. Photosynthetically active radiation, PAR, PhAR) - promieniowanie słoneczne, które może być zabsorbowane przez barwniki fotosyntetyczne na potrzeby fotosyntezy. Zakres długości fali światła fotosyntetycznie czynnego zbliżony jest do zakresu światła widzialnego i wynosi od ok. 400 do ok. 800 nm.

57. Jaki odsetek energii słonecznej jest wykorzystywany w poszczególnych ogniwach łańcuch pokarmowego?

58. Co to jest produktywność pierwotna netto?

Produktywność pierwotna netto (ppn) to szybkość magazynowania materii organicznej w tkankach producentów (ppb - respiracja czyli oddychanie)

• Produktywność netto biocenozy - szybkość gromadzenia materii

organicznej (ppn - konsumpcja heterotrofów)

• PPN to energia dostępna dla kolejnych ogniw ekosystemu

• Produktywność wyra amy np. w g/m2/dobę lub tonach/ha/rok suchej masy

• Całkowita produktywność globalna wynosi 243 mld ton/rok

59. Co to jest produktywność pierwotna brutto?

Produktywność pierwotna brutto (ppb) to szybkość, z jaką producenci przekształcają energię promieniowania słonecznego w energię chemiczną

• Część wyprodukowanej energii producenci zużywają na własne potrzeby w procesie respiracji (oddychania), który przebiega następująco:

C6H12O6 + 6O2 >>> 6CO2 + 6H2O + uwolniona energia

• Jest to więc odwrócenie procesu fotosyntezy

60. Napisz równanie fotosyntezy (zbilansowane).

6H₂O + 6CO₂ + hν (energia świetlna) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

61. Co to jest chemosynteza?

Chemosynteza - starszy ewolucyjnie od fotosyntezy i mniej od niej skomplikowany sposób samożywności. Przeprowadzają go organizmy nazywane chemoautotrofami, wyłącznie bakterie, których źródłem energii do asymilacji dwutlenku węgla (CO₂) są reakcje utlenienia prostszych związków nieorganicznych - chemolitotrofy, lub związków organicznych (jak na przykład metan)- chemoorganotrofy. Pełni ona bardzo ważna rolę w obiegach pierwiastków ważnych biologicznie (azotu, węgla, fosforu). Tak jak u fotosyntetyzujących autotrofów, chemosynteza jest źródłem związków organicznych, czyli sześciowęglowych cukrów (jak na przykład glukoza) i ewentualnie związków trzywęglowych.

Chemosyntezę można podzielić na dwa etapy:

1. utlenianie związku chemicznego (odpowiednik fazy jasnej fotosyntezy, w którym dany organizm wytwarza energię użyteczną biologicznie (ATP);

2. związanie CO₂ i produkcja glukozy (na tej samej zasadzie co faza ciemna fotosyntezy).

62. W jakich jednostkach wyrażamy produktywność?

Produktywność wyrażamy np. w g/m2/dobę lub tonach/ha/rok suchej masy

Produktywność mierzona jest w kg/h, wyrażana w dżulach lub w kaloriach na jednostkę powierzchni i czasu

63. Co to jest respiracja?

respiracja (łac. respiratio `oddychanie') 1. med. oddychanie, oddech. 2. geol. r. gleby - proces wymiany gazów między glebą a atmosferą, zależny od wielu czynników, np. temperatury, wilgotności, struktury gleby.

64. Porównaj produktywność ekosystemów trawiastych i leśnych na kuli ziemskiej. Jak wzorzec zmian dostrzegasz?

65. Z którymi typami ekosystemów strefowych jest porównywalna produktywność ekosystemów astrefowych (bagna, estuaria)?

66. Porównaj produktywność lądów i oceanów. Które strefy lądów i oceanów są najbardziej produktywne, a które najmniej?

67. Wymień ekosystemy lądowe o największej produktywności na świecie

mokradła, lasy równikowe i liściaste, rejony wybuchów wulkanów, okolice gejzerów, gejzerów wód geotermalnych

68. Wymień ekosystemy morskie o największej produktywności na świecie.

doliny dryftowe, szelfy kontynentalne, ujścia rzek, rady koralowe, podwodne wulkany

69. Jakie czynniki ekologiczne decydują o produktywności wód oceanów?

Od jakich czynników zależy produktywność oceanów?

• Woda,

• światło,

• CO₂ ,

• biogeny

70. Porównaj odsetek produkcji pierwotnej netto zjadanej w różnych typach ekosystemów.

Odsetek produkcji pierwotnej netto spasanej przez zwierzęta:

- Las liściasty strefy umiarkowanej 4-5%

- Zbiorowiska trawiaste 10%

- Fitoplankton 2-59% (średnio 33%)

- W strefach upwellingu 35%

- Otwarty ocean 40%

71. Co to jest produkcja wtórna?

Produktywność wtórna - szybkość, z jaką konsumenci wykorzystają materię i energię producenta do produkcji swojej biomasy.

72. Porównaj zużycie energii na respirację organizmów stałocieplnych i zmiennocieplnych. Z czego one wynikają?

- Ssaki i ptaki zużywają na respirację 97-99% asymilowanej energii (produkcja netto 1-3%), przede wszystkim na utrzymanie stałocieplności.

- Ryby zużywają na respirację 90%, ale dokarmiane nawet 50%

- Zmiennocieplne bezkręgowce 65-80% (produkcja netto 20-35%)

73. Co to jest piramida troficzna?

Piramida ekologiczna (piramida biomasy, piramida troficzna) - tradycyjny sposób przedstawiania struktur ekosystemu, wyrażonych biomasą, liczebnością lub przepływem energii przez poziomy troficzne; podstawę piramidy ekologicznej stanowią producenci, na niej ustawia się kolejne poziomy troficzne konsumentów I,II,III,IV... rzędu. Najniższy stopień piramidy pokazuje ilość energii zgromadzonej w ciałach producentów. Następne stopnie, z których każdy jest około 10 razy krótszy od poprzedniego, ilustrują ilość energii zebranej w ciałach konsumentów stanowiących kolejne ogniwa łańcucha pokarmowego.

74. Porównaj piramidę liczebności i biomasy w łańcuchu pokarmowym: dąb-gąsienica-sikorka-krogulec. Przedstaw to porównanie również graficznie.

75. Co to jest dekompozycja?

76. Zdefiniuj destruentów.

DESTRUENCI - nazwa ogólna organizmów odżywiających się martwą materią organiczną (reducenci, oksydenci)

77. Zdefiniuj saprofity saprofity.

Saprotrofy, roztocza, mikrokonsumenci - (z gr. saprós - zgniły) - cudzożywne organizmy pobierające energię z martwych szczątków organicznych, rozkładając je do związków prostych. Są reprezentowane przez liczne drobnoustroje (bakterie, grzyby).

78. Zdefiniuj saprofagi.

Saprofag, szczątkojad (sapro + gr. phageín pożerać) - organizm odżywiający się obumarłymi szczątkami roślin i zwierząt.

Saprofagi to specyficzna grupa organizmów występujących zarówno na dnie zbiorników wodnych, jak i w glebie. Odgrywają bardzo ważną rolę: użyźniają i oczyszczają środowisko.

79. Zdefiniuj saprobionty

Saprobiont - organizm cudzożywny żyjący w rozkładającej się materii organicznej, którą się odżywia.

Do saprobiontów należą saprofagi rozdrabniające martwą substancję organiczną i saprofity, czyli reducenci - bakterie i grzyby mające zdolność rozkładu materii organicznej do prostych związków mineralnych.

80. Co to są nekrofagi? Podaj przykład.

Nekrofagi (necrophaga), trupojady - organizmy (np. owady) odżywiające się martwymi zwierzętami, np. larwy chrząszczy z rodziny Silphidae (zoonecrophaga) lub roślinami, np. larwy Anobiidae (phytonecrophaga)

81. Od czego zależy tempo rozkładu materii organicznej.

82. Porównaj tempo rozkładu organizmów zwierzęcych i roślinnych. Które części zwierząt rozkładają się najdłużej?

83. W jakich ekosystemach zachodzi akumulacja materii organicznej? Wyjaśni to zagadnienie w kategoriach produkcji i respiracji.

84. Co to jest gnicie?

Gnicie - proces rozkładu głównie białek w warunkach beztlenowych. Powstają związki mineralne: CH4, NH3, H2, H2S, N2, CO2, H2O.

85. Co to jest butwienie?

Butwienie - proces rozkładu z częściowym dostępem tlenu(produktem jest butwina)

86. Co to jest mineralizacja?

Mineralizacja - rozkład substancji organicznych na składniki proste przy pełnym dostępie tlenu

87. Co to jest humifikacja?

Humifikacja - proces przekształcania związków organicznych w humus (próchnicę)

88. Co to jest fermentacja?

Fermentacja - rozkład cukrów w warunkach beztlenowych

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH (alkohol) + 2 CO2 + energia

89. Narysuj obieg materii w ekosystemie.

90. Podaj definicje ekosystemu.

Ekosystem jest to ogół organizmów wraz z ich abiotycznym środowiskiem (struktura), pozostających we wzajemnych relacjach (funkcjonowanie)

91. Co to jest autotrofia?

Autotrofia zdolność do samodzielnego wytwarzania potrzebnych do życia i rozwoju organizmu substancji org. z substancji nieorg. (na drodzefotosyntezy lub chemosyntezy) wykazywana przez rośliny zielone i niektóre bakterie; samożywność

92. Co to jest heterotrofia?

Heterotrofia - cudzożywność, odżywianie się organizmów (heterotrofów) związkami org. i wykorzystywanie ich poprzez enzymatyczne przemiany chem.; dotyczy zwierząt i człowieka, większości bakterii oraz grzybów; przeciwieństwo autotrofizmu.

93. Co to jest samożywność?

Samożywność, autotrofizm, autotrofia- sposób odżywiania się charakterystyczny dla roślin, częściej bakterii i protistów, polegający na syntezie związków organicznych z prostych związków mineralnych. Energia konieczna do tego procesu pochodzi z energii słonecznej (fotosynteza) lub z prostych związków organicznych, nieorganicznych lub pierwiastków np. z metanu, siarkowodoru, jonów żelaza (chemosynteza).

94. Co to jest cudzożywność?

Cudzożywność, heterotrofizm, heterotrofia (gr. héteros-różny, trofe-pokarm) - sposób odżywiania zwierząt, protistów zwierzęcych, grzybów, bakterii pasożytniczych i saprofitycznych oraz roślin pasożytniczych. Cudzożywność polega na pobieraniu gotowych związków organicznych (w przeciwieństwie do samożywności).

---