„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Krzysztof Zamojski
Charakteryzowanie środowiska leśnego 321[02].O1.02
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr.inż. Iwona Rogozińska
mgr inż. Eugeniusz Masalski
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Krzysztof Zamojski
Konsultacja:
dr inż. Janusz Figurski
mgr Czesław Nowak
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[02].O1.02
„Charakteryzowanie środowiska leśnego”, zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik leśnik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie
3
2. Wymagania wstępne
5
3. Cele kształcenia
6
4. Materiał nauczania
7
4.1. Charakterystyka świata roślin
7
4.1.1. Materiał nauczania
7
4.1.2. Pytania sprawdzające
26
4.1.3. Ćwiczenia
27
4.1.4. Sprawdzian postępów
30
4.2. Charakterystyka świata zwierząt
31
4.2.1. Materiał nauczania
31
4.2.2. Pytania sprawdzające
88
4.2.3. Ćwiczenia
89
4.2.4. Sprawdzian postępów
91
4.3. Podstawy ekologii
93
4.3.1. Materiał nauczania
93
4.3.2. Pytania sprawdzające
106
4.3.3. Ćwiczenia
107
4.3.4. Sprawdzian postępów
109
5. Sprawdzian osiągnięć
110
6. Literatura
116
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o środowisku leśnym.
W poradniku zamieszczono:
– wykaz umiejętności, jakie powinieneś posiadać przed przystąpieniem do nauki tego
modułu,
– wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z tym poradnikiem oraz pracy
na zajęciach,
– materiał nauczania,
– ćwiczenia, które umożliwią Ci nabycie umiejętności praktycznych,
– zestawy zadań, które pomogą Ci sprawdzić opanowanie podanych treści określania
właściwości biologicznych drzew i krzewów,
– sprawdzian postępów, który pomoże Ci przygotować się do pracy kontrolnej z całego
materiału nauczania,
– wykaz literatury, z jakiej możesz korzystać podczas nauki.
Materiał nauczania obejmuje tylko najistotniejsze problemy, które powinieneś poznać
w tej jednostce modułowej. Zakres treści kształcenia jest bardzo szeroki, dlatego Poradnik nie
może być traktowany jako jedyne i wyłączne źródło wiedzy na temat określania stanu
i zasobów środowiska. Podane propozycje literatury pozwolą na pogłębienie wiedzy
teoretycznej z treści materiału nauczania, które Ciebie szczególnie zainteresują lub są
niezbędne do realizacji zadań.
Materiał nauczania zawiera ponadto ćwiczenia zawierające:
–
treść ćwiczenia,
–
wykaz materiałów potrzebnych do realizacji,
–
sposób wykonania ćwiczenia,
–
pytania pomocne planowanie czynności,
–
wzory sprawozdań, arkusze ćwiczeń, tabele do wypełnienia.
Po wykonaniu przykładowych ćwiczeń powinieneś samodzielnie sprawdzić poziom swoich
umiejętności. W sprawdzianie postępów zawarte są pytania, na które należy udzielić
odpowiedzi TAK lub NIE.. Każda odpowiedź TAK wskazuje Twoje mocne strony, natomiast
odpowiedź NIE ukazuje braki, które powinieneś uzupełnić.
Cykl jednostki modułowej zakończony jest sprawdzianem osiągnięć edukacyjnych ucznia.
W poradniku znajdziesz test sprawdzający Twoje umiejętności. Proponuję Ci rozwiązanie testu
i wypełnienie arkusza odpowiedzi, który znajdziesz w tym Poradniku.
Wszelkie trudności ze zrozumieniem treści tematu lub ćwiczenia zgłaszaj do nauczyciela i
poproś Go o wyjaśnienie i ewentualne wskazówki do samodzielnego uzupełnienia.
Jednostka modułowa: „Określanie stanu i zasobów środowiska” jest jednym
z koniecznych modułów do zrozumienia charakterystyki i zasad prowadzenia gospodarki leśnej
w zakresie hodowli i zagospodarowania lasu.
Mam nadzieję, że Poradnik będzie pomocny. Życzę powodzenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
Schemat układu jednostek modułowych w module
321[02].O1.02
Charakteryzowanie środowiska leśnego
321[02].O1.03
Charakteryzowanie zjawisk
klimatycznych oraz właściwości
gleb
321[02].O1
Podstawy zawodu
321[02].O1.04
Przestrzeganie przepisów ochrony
środowiska przyrodniczego
321[02].O1.01
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz ochrony
przeciwpożarowej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
–
korzystać z różnych źródeł informacji,
–
posługiwać się terminologią leśną,
–
rozwiązywać określone zadania i problemy teoretycznie i praktycznie,
–
współpracować w grupie,
–
przestrzegać przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy,
–
charakteryzować organizmy roślinne i zwierzęce.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
scharakteryzować budowę i funkcje tkanek roślinnych,
−
scharakteryzować budowę i funkcje organów roślinnych,
−
wyjaśnić zależności między budową i funkcją tkanek oraz organów roślin,
−
rozpoznać gatunki roślin, które mają podstawowe znaczenie w gospodarce leśnej,
−
scharakteryzować systematyczny podział roślin,
−
scharakteryzować budowę oraz cykl rozwojowy mszaków i paprotników,
−
scharakteryzować rośliny nasienne,
−
rozpoznać gatunki roślin leśnych podlegające ochronie,
−
scharakteryzować budowę i funkcje tkanek zwierzęcych,
−
scharakteryzować budowę narządów i układów narządów zwierzęcych,
−
wyjaśnić zależności między budową i funkcją tkanek oraz narządów i układów narządów
zwierząt,
−
wyjaśnić podział systematyczny zwierząt,
−
scharakteryzować zwierzęta bezkręgowe,
−
scharakteryzować owady mające podstawowe znaczenie w leśnictwie,
−
rozpoznać podstawowe gatunki ptaków leśnych,
−
scharakteryzować ssaki żyjące w lesie,
−
rozpoznać chronione gatunki zwierząt leśnych,
−
wyjaśnić pojęcia i prawa genetyki oraz teorię dziedziczności,
−
określić biologiczne i gospodarcze znaczenie roślin i zwierząt w gospodarce leśnej,
−
zinterpretować podstawowe prawa ekologiczne,
−
wyjaśnić strukturę ekosystemu i prawa rządzące jego funkcjonowaniem.
−
scharakteryzować rolę określonych gatunków roślin i zwierząt w ekosystemie lasu,
−
określić właściwości i strukturę populacji,
−
wyjaśnić związki i zależności między organizmami na poziomie populacji i biocenozy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Charakterystyka świata roślin
4.1.1. Materiał nauczania
Budowa i funkcje tkanek roślinnych
Tkanką nazywamy grupę komórek wyspecjalizowaną do pełnienia określonej funkcji
w organizmie. Najważniejszą ich cechą jest jednak konieczność współpracy ze sobą w celu
pełnienia właściwych zadań w organizmie.
Tkanki, które spełniają w organizmie jednakowe czynności życiowe, bez względu na to,
czy stanowią ciągły zespół komórek, tworzą odpowiedni układ, czyli system tkanek. Ogólnie
możemy wyróżnić następujące układy tkanek:
–
twórczy,
–
okrywający,
–
wzmacniający,
–
chłonny,
–
przyswajający,
–
przewodzący,
–
spichrzowy,
–
wentylacyjny,
–
wydzielniczy.
Główną funkcją układu twórczego jest wytwarzanie nowych komórek i ich zespołów.
Układ okrywający składa się z tkanek powierzchniowych, które chronią pozostałe tkanki
przed szkodliwymi wpływami zewnętrznymi i pośredniczą w wymianie materii między
organizmem roślinnym a otoczeniem.
Układ wzmacniający nadaje organom odpowiednią wytrzymałość na działanie sił
mechanicznych.
Układ chłonny umożliwia roślinie pochłanianie wody i substancji pokarmowych
z otoczenia.
Układ przyswajający uczestniczy przede wszystkim w procesie asymilacji dwutlenku
węgla.
Układ przewodzący rozprowadza w roślinie wodę z rozpuszczonymi w niej pokarmami
lub produktami asymilacji.
Elementy układu spichrzowego gromadzą i przechowują zapasy substancji pokarmowych.
Układ wentylacyjny umożliwia sprawną wymianę gazów między organizmem roślinnym
a jego otoczeniem.
Główną funkcją układu wydzielniczego jest wreszcie wydzielanie różnych substancji, które
bądź pozostają w organizmie, bądź wydalane są z niego na zewnątrz.
Tkanki twórcze
Tkanki twórcze, czyli merystemy, odgrywają bardzo ważną rolę, gdyż wytwarzają
wszystkie pozostałe tkanki. Dzięki nim odbywa się wzrost rośliny i kształtowanie się jej
poszczególnych narządów.
Tkanki te zbudowane są z komórek drobnych, cienkościennych, obficie wypełnionych
plazmą, zawierających stosunkowo duże jądra i wykazujących zdolność energicznego
podziału. Ze względu na pochodzenie możemy je podzielić na pierwotne i wtórne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Tkanki twórcze dzielą się na:
–
merystemy wierzchołkowe,
–
merystemy wstawowe,
–
merystemy boczne, – kambium (miazga twórcza) i fellogen (miazga korkotwórcza).
Tkanki stałe
Tkanki stałe różnią się od twórczych przede wszystkim tym, że komórki ich nie mają już
zdolności podziału, są na ogół większe, zawierają mało plazmy, a dużo soku komórkowego
i mają często błony zgrubiałe. Niektóre tkanki stałe zbudowane są z komórek martwych, nie
mających już plazmy.
Tkanki okrywające. Tkanki okrywające występują na powierzchni organów rośliny.
Chronią one głębiej położone tkanki przed różnymi szkodliwymi wpływami zewnętrznymi,
np. przed osuszającym działaniem wiatru, gwałtownymi wahaniami temperatur, uszkodzeniami
mechanicznymi, atakiem organizmów pasożytniczych itp. Jednocześnie jednak muszą
umożliwiać niezbędną wymianę materii między rośliną a jej otoczeniem.
Tkanki miękiszowe. Jej komórki są zazwyczaj duże, mają duże wakuole i cienką ścianę
komórkową.
Tkanka
miękiszowa
występuje
w
kilku
odmianach
w
związku
z wyspecjalizowaniem do pełnienia różnych funkcji w organizmie:
–
miękisz asymilacyjny – bierze udział w fotosyntezie, a przez to w odżywianiu się rośliny.
Może on przybierać różne formy, takie jak:
–
miękisz gąbczasty,
–
miękisz palisadowy,
–
miękisz wieloramienny.
–
miękisz spichrzowy pozbawiony jest chloroplastów, za to zawiera liczne ziarna materiałów
zapasowych (skrobi, tłuszczów lub białek).
–
miękisz wodonośny, podobnie jak spichrzowy, służy do magazynowania wody.
–
miękisz powietrzny, zwany też przewietrzającym, ma bardzo rozwinięte systemy
przestworów międzykomórkowych tworzące prawdziwe kanały wentylacyjne, którymi
gazy mogą się swobodnie przemieszczać w obrębie rośliny.
Tkanki przewodzące. Zbudowane są z komórek wydłużonych, ściśle do siebie
przylegających i ciągnących się wzdłuż rośliny nieprzerwanymi wiązkami. Jedne z nich
są elementami drewna i służą głównie do przewodzenia wody z rozpuszczonymi w niej
substancjami mineralnymi od korzenia ku liściom, inne natomiast są elementami łyka,
rozprowadzającymi produkty asymilacji z liści do innych organów. Elementami
przewodzącymi w drewnie są cewki i naczynia. W łyku zasadniczymi elementami
przewodzącymi są rurki sitowe.
Tkanki wzmacniające. Tkanki wzmacniające, zwane też mechanicznymi, wzmacniają
organy roślin, nadając im odpowiednią wytrzymałość na działanie różnych sił zewnętrznych.
W szczególności chronią one roślinę przed złamaniem, rozerwaniem, zgnieceniem,
a jednocześnie umożliwiają jej organom utrzymanie się np. w pozycji pionowej. Wytrzymałość
zapewniają dwa rodzaje tkanki wzmacniającej: zwarcica i twardzica, a poza tym komórki
kamienne.
Tkanki wydzielnicze. Tkanki wydzielnicze wytwarzają i wydzielają takie produkty
przemiany materii, które w organizmie nie są zużytkowane jako substancje odżywcze. Do tego
rodzaju substancji należą olejki eteryczne, żywice, kauczuk, guta, garbniki, alkaloidy,
glikozydy, kryształki szczawianu wapnia itd. Substancje te gromadzą się wewnątrz komórek
lub wewnątrz przestworów międzykomórkowych albo wydalane są przez organizm
na zewnątrz.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
Charakterystyka biologiczna grzybów, mszaków i paprotników
Królestwo: Grzyby – Fungi
Typ: Skoczki (Chytridiomycota)
Typ: Sprzężniowe (Zygomocota)
Typ: Workowce (Ascomycota)
Typ: Podstawczaki (Basidiomycota)
Ogólna charakterystyka grzybów. Grzyby wyodrębniły się w procesie ewolucji z pewnych
pierwotnych form glonów. Jednakże w odróżnieniu od glonów grzyby są organizmami
bezchlorofilowymi – cudzożywnymi, a jako takie wykazują wiele odrębnych cech
biologicznych i morfologicznych. Są one pasożytami lub roztoczami, a niektóre z nich, zależnie
od warunków bytu, mogą nawet przechodzić z pasożytniczego sposobu życia na saprofityczny,
lub odwrotnie. Wiele grzybów żyje poza tym w symbiozie z roślinami zielonymi, i to zarówno
niższymi, jak i wyższymi.
Ściany komórkowe grzybów utworzone są przeważnie z substancji chitynowej.
Strzępki grzybni rosną wierzchołkowo. Mogą się one rozgałęziać, splatać ze sobą,
a nawet tworzyć zwarte skupienia przypominające tkanki.
Grzybnia może rozwijać się na powierzchni podłoża lub w jego wnętrzu. Może ona
przybierać postać płatów, sznurów itp. Grube, rozgałęzione sznury grzybniowe,
przypominające wyglądem korzenie roślin wyższych, nazywamy ryzomorfami. Sznury takie
odgrywają ważną rolę w rozprzestrzenianiu się grzyba, a ponadto w przewodzeniu wody,
powietrza i substancji pokarmowych. Niekiedy grzybnia tworzy różnego kształtu
przetrwalniki, czyli sklerocja. Są to utwory odporne na działanie szkodliwych czynników
zewnętrznych, umożliwiające organizmowi przetrwanie okresów, w których warunki
środowiska nie sprzyjają wegetacji. W określonych etapach rozwoju ze strzępek grzybni
wykształcają się też utwory o różnej postaci i różnej konsystencji, na których lub wewnątrz
których powstają organy rozmnażania. Utwory takie nazywamy owocnikami.
Grzyby pobierają z podłoża pokarm w postaci soli mineralnych i łatwo rozpuszczalnych
substancji organicznych: cukrów, prostych białek, aminokwasów itp. Strzępki grzybni
wydzielają przy tym na zewnątrz do podłoża odpowiednie enzymy, które przyśpieszają rozkład
materii organicznej. Rozpuszczone składniki pokarmowe przenikają na zasadzie dyfuzji przez
błony do wnętrza komórek grzybni.
Rozmnażanie. Grzyby mogą się rozmnażać bezpłciowo przez fragmentację (rozpad)
plechy, przez pączkowanie lub za pomocą zarodników rostowych (rys. 1 i 2).
Rys. 1. Cykl rozwojowy workowca na przykładzie dzieżki pomarańczowej [1, s. 134]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
Znaczenie grzybów. Grzyby jako rośliny bezzieleniowe są roztoczami lub pasożytami.
Zarówno jedne jak i drugie odgrywają ważną rolę w przyrodzie i w gospodarce człowieka.
Grzyby – roztocza uczestniczą w rozkładzie materii organicznej. Wiele grzybów – roztoczy
współżyje z roślinami zielonymi.
Jedną z form takiego współżycia jest mikoryza. Grzyby pasożytnicze wywołują różne
choroby infekcyjne wśród roślin i zwierząt. Niektóre z chorób wywoływanych przez grzyby
wśród roślin użytkowych mogą niekiedy przybierać nawet rozmiary klęski. W tym wypadku
działalność grzybów z punktu widzenia gospodarczego jest oczywiście wysoce szkodliwa.
Grzyby mogą wyrządzać też nieraz duże szkody gospodarcze przez rozkład drewna.
Królestwo: Rośliny – Plantae (Phytobionta)
Typ: Mszaki (Bryophyta)
Gromada: Porostnicowe (Marchantiopsida)
Gromada: Jungermaniowe (Jungermanniopsida)
Gromada: Mchy (Briopsida)
Mszaki wyodrębniły się z glonów, a w historycznym rozwoju świata roślinnego stanowią
odgałęzienie pnia rodowego, z którego wywodzą się rośliny wyższe.
Są to rośliny mające postać plechy lub ulistnionej łodyżki, zawsze pozbawione korzeni.
Do podłoża przytwierdzają się za pomocą drobnych nitkowatych utworów, zwanych
chwytnikami. Chwytniki ułatwiają im pobieranie z podłoża wody i soli mineralnych.
W budowie anatomicznej mszaków można już wyróżnić elementy takich tkanek,
jak okrywająca, miękiszowa i wzmacniająca. Nie wykształca się tu jeszcze typowa tkanka
przewodząca, ale u niektórych wyżej uorganizowanych form (z rodziny płonnikowatych)
występują już elementy przewodzące, zbliżone do naczyń i rurek sitowych właściwych
roślinom naczyniowym.
Bardzo wyraźnie zaznacza się u mszaków przemiana pokoleń. Pokolenie płciowe, czyli
gametofit, jest tu z reguły silniej rozwinięte i żyje dłużej niż pokolenie bezpłciowe, czyli
sporofit. Gametofit rozwija się z zarodnika jako roślina samożywna.
Gametofit wytwarza wielokomórkowe organy płciowe. Organem płciowym żeńskim jest
rodnia, w której powstaje komórka jajowa. Męskim natomiast organem płciowym jest plemnia,
w której tworzą się liczne ruchliwe (opatrzone w wici) plemniki. Plemniki przedostają się do
rodni za pośrednictwem wody (np. kropli deszczu). W rodni z zapłodnionej komórki jajowej
powstaje zarodek sporofitu. Później jednak rozrywa ścianę rodni i wysuwa się na zewnątrz.
Sporofit
mszaków
nazywamy
sporogonem.
Jest
on
mniej
okazały
niż gametofit i nie jest samodzielną rośliną, lecz przez cały czas swego życia pozostaje
Rys. 2. Cykl rozwojowy podstawczaków na przykładzie muchomora czerwonego [1, s. 135]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
zrośnięty z gametofitem, z którego też czerpie pokarm. Jego najważniejszą częścią jest
zarodnia, zwana puszką. W niej wyróżnicowuje się specjalna tkanka twórcza, tzw. archespor.
Wytwarza ona komórki macierzyste zarodników, z których przez podział redukcyjny powstają
zarodniki (rys. 3).
Rys. 3. Schemat cyklu rozwojowego mszaków na przykładzie płonnika [1, s. 74]
Mszaki dzielimy na dwie klasy: wątrobowce i mchy.
Mchy odgrywają w przyrodzie ważną rolę. Niektóre z nich dzięki niewielkim
wymaganiom siedliskowym mogą osiedlać się na nagich skałach lub jałowych, suchych
piaskach, jako rośliny pionierskie, przysposabiające podłoże do opanowania przez rośliny o
większych wymaganiach życiowych. Inne rozwijają się szczególnie silnie na gruntach
podmokłych, jako element roślinności bagiennej, nadającej szczególne piękno krajobrazowi.
W zespole leśnym największe znaczenie mają mchy naziemne. Tworzą one najniższą
warstwę w pionowej strukturze leśnego zbiorowiska roślinnego. Darnie ich wpływają przede
wszystkim na kształtowanie się stosunków wilgotnościowych, cieplnych i powietrznych w
glebie, na proces powstawania próchnicy i na związane z tym zmiany właściwości chemicznych
gleby, a wreszcie na przebieg naturalnego odnowienia drzewostanu.
Typ: Widłakowe (Lycophyta)
Gromada: Widłaki jednozarodnokowe (Lycopsida)
Gromada: Widłaki różnozarodnikowe (Isoëtopsida)
Gromada: Widliczki (Selaginellopsida)
Typ: Skrzypowe (Sphenophyta)
Gromada: Skrzypy (Sphenopsida)
Typ: Paprociowe (Polypodiophyta = Pterophyta)
Gromada: Paprocie (Polypodiopsida = Pteropsida)
Paprotniki, podobnie jak mszaki, wykazują w swym rozwoju osobniczym wyraźną
przemianę pokoleń. Rozmnażają się one bezpłciowo za pomocą zarodników. Z kiełkującego
zarodnika rozwija się gametofit, który uczestnicząc w rozrodzie płciowym daje początek
sporofitowi. Podobnie też jak u mszaków sporofit wytwarza zarodniki w zarodniach, gametofit
zaś wytwarza swoje organy rozrodcze w postaci rodni i plemni. U paprotników oba pokolenia
tylko przejściowo są ze sobą związane, a poza tym żyją oddzielnie. U paprotników sporofit
jest rośliną okazałą, złożoną z łodygi, liści i korzeni, gdy tymczasem gametofit jest drobną
roślinką o bardzo uproszczonej budowie. Ważną cechą paprotników jest silne wykształcenie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
tkanek przewodzących. Na tej podstawie zalicza się paprotniki już do grupy roślin
naczyniowych. Dzięki silnemu rozwojowi systemu przewodzącego rośliny te mogły osiągnąć
znaczne rozmiary i w odpowiednim etapie ewolucji zdobyć niezbędne przystosowanie do życia
w środowisku lądowym.
Rozwijający się z zarodnika gametofit paprotników nazywa się przedroślem. Jest to twór,
który odpowiada splątkowi i ulistnionej łodyżce mszaków. Na nim właśnie powstają organy
rozmnażania płciowego. Plemniki przedostają się z plemni ku rodniom za pośrednictwem
wody, a więc np. kropli deszczu lub rosy. Tym ich ruchem kieruje bodziec chemiczny zawarty
w śluzowatej substancji, która wydziela się u szczytów rodni.
Rys. 4. Cykl rozwojowy widłaka jednakozarodnikowego na przykładzie widłaka goździstego [1, s. 97]
Z zygoty, czyli z zapłodnionej komórki jajowej, powstaje zarodek sporofitu.. Młodociany
sporofit zrośnięty jest tzw. stopą z przedroślem, z którego czerpie substancje odżywcze.
W niedługim czasie przedrośle zamiera, a sporofit rozwija się dalej już jako samodzielna
roślina. Wkrótce zanika też jego korzeń zarodkowy, ale w zamian rozwijają się liczne korzenie
przybyszowe (rys. 4).
Łodyga paprotników ma budowę bardziej złożoną niż łodyga mszaków. Jej tkanką
okrywającą jest skórka. Pod nią znajduje się kora pierwotna zbudowana z tkanki miękiszowej
i mechanicznej. Zasadniczymi elementami w drzewnej części systemu przewodzącego
u większości paprotników są cewki, ale już u niektórych paproci występują typowe naczynia.
W części łykowej natomiast zasadniczymi składnikami są rurki sitowe.
Liście paprotników są rozmaicie ukształtowane i w procesie ewolucji przebyły
niejednakową drogę historycznego rozwoju. U wielu paprotników zaznacza się wyraźne
zróżnicowanie tych organów na liście płonne, asymilacyjne, i liście zarodniowe, czyli
sporofilowe, na których powstają zaradnie. W zarodniach, podobnie jak u mszaków,
wyróżnicowuje się tkanka zarodnikotwórcza (archespor), wytwarzająca komórki macierzyste
zarodników, z których przez podział redukcyjny powstają zarodniki.
Rząd: Widłakowce – Lycopodiales
Widłakowce można scharakteryzować jako paprotniki jednakozarodnikowe, których
sporofit jest rośliną zielną trwałą o pędach nie wykazujących przyrostu wtórnego. Ich liście,
podobnie jak u innych przedstawicieli klasy widłaków, są drobne, siedzące; są one gęsto
osadzone na łodygach pędów wegetatywnych. Liście zarodniowe (sporofile) przeważnie tylko
nieznacznie różnią się od liści płonnych. U szeregu gatunków zebrane są one w szczytowych,
częściach pędów w kłosy zarodniowe, czyli sporofilostany. Zarodnie powstają na liściach
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
zarodniowych pojedynczo; są one jednokomórkowe i po dojrzeniu otwierają się poprzeczną
szparą. Gametofit, czyli przedrośle widłakowców, rozwija się i żyje zwykle pod ziemią jako
organizm bezzieleniowy, cudzożywny.
Współcześnie żyjące widłakowce reprezentuje tylko jedna rodzina: widłakowate
(Lycopodiaceae), której przedstawicielem w naszej florze jest rodzaj widłak (Lycopodium).
Jednym z najpospolitszych u nas gatunków widłaka jest widłak goździsty – Lycopodium
clavatum.
Rząd: Widliczkowce – Selaginellales
Widliczkowce należą do paprotników różnozarodnikowych i z tego względu zasługują
na omówienie. Reprezentuje je rodzaj widliczka (Selaginella) z rodziny widliczkowatych
(Selaginellaceae). W Polsce występują dwa gatunki tych roślin, z nich zaś najpospolitszym jest
widliczka ostrozębna – Selaginella selaginoides, rosnąca na trawiastych zboczach Sudetów i
Karpat.
Typ: Skrzypowe – Sphenopsida (Equisetinae)
Łodygi skrzypowych wykazują członową budowę, tzn. są zróżnicowane na węzły
i międzywęźla. W węzłach łodygi wyrastają okółkowo łuskowate liście dość znacznie
zredukowane, u nasady pochwiasto zrośnięte. Pod pochwą liściową w węzłach wykształcają
się też pączki gałązek bocznych, które w miarę wzrastania przebijają pochwę i wydostają się na
zewnątrz. Kłosy zarodniowe rozwijają się albo na pędach zielnych, albo na specjalnych pędach
bezzieleniowych. W tym ostatnim wypadku pędy z zarodniami rozwijają się na wiosnę, pędy
asymilacyjne (płonne) zaś dopiero w późniejszym okresie wegetacji.
Rząd: Skrzypowce – Equisetales
Spośród kilku rodzin, które wyróżniono w tym rzędzie, dziś jeszcze żyje jedynie jedna:
skrzypowate (Equisetaceae) z rodzajem skrzyp (Equisetum).
Sporofit skrzypu składa się z trwałego podziemnego kłącza i z pędu nadziemnego o silnie
zredukowanych liściach. Kłącza są zwykle dość silnie rozgałęzione i, podobnie jak pędy
nadziemne, zróżnicowane na węzły i międzywęźla. U niektórych gatunków krótkie
odgałęzienia kłączy w miarę nagromadzania materiałów zapasowych nabrzmiewają bulwowato
i w tej postaci trwają przez zimę, a na wiosnę dają początek nowym pędom.
Z morfologicznie jednakowych zarodników rozwijają się przedrośla dwojakiego rodzaju:
męskie z plemniami i żeńskie z rodniami.
Rys. 5. Przedstawiciele skrzypowych: A – skrzyp leśny, B – kłos zarodnionośny na szczycie pędu wiosennego
skrzypu polnego [1, s. 101]
Przedrośla są samożywne, plechowate, rozczłonkowane na nieregularne łatki; żeńskie
są przy tym znacznie większe i silniej rozgałęzione niż męskie. W plemniach powstają ruchliwe
B
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
wielowiciowe plemniki; które po przedostaniu się do rodni uczestniczą w procesie
zapłodnienia.
Z zapłodnionej komórki jajowej rozwija się zarodek, z którego następnie wykształca się
sporofit o typowej dla danego gatunku postaci.
Do najpospolitszych na terenie Polski skrzypów należy skrzyp polny – Equisetum arvense
(rys. 5B).
Typ: Paprociowe – Pterophyta
W cyklu rozwojowym paproci zaznacza się wyraźna przewaga pokolenia bezpłciowego
nad pokoleniem płciowym. Sporofit jest rośliną okazałą, wykazującą wysoki stopień
ukształtowania organów wegetatywnych: korzenia, łodygi i liści. U wielu naszych paproci pęd
wykształca się w postaci kłącza, z którego wyrastają korzenie przybyszowe i krótkie pędy
nadziemne z dużymi liśćmi, zróżnicowanymi – na ogonek i zwykle rozczłonkowaną blaszkę
liściową. Młode liście są u wierzchołka zwykle ślimakowato zwinięte, a dopiero później się
rozprostowują.
Zarodnie powstają u paproci na liściach. Tworzą się one na wszystkich liściach lub tylko
na niektórych; w tym ostatnim przypadku liście zarodnionośne różnią się postacią
od płonnych liści asymilacyjnych. Zaradnie występują na brzegu lub na dolnej stronie liści,
pozostając zawsze w łączności z tkanką przewodzącą, która doprowadza do nich substancje
pokarmowe. Najczęściej tworzą one na liściu skupienia, zwane kupkami. Kupki mogą być
nagie, osłonięte zawiniętym brzegiem liścia lub specjalnymi jego wyrostkami zwanymi
zawijkami.
Rząd: Paprotnikowce – Filicales
Paprotnikowce są paprociami jednakozarodnikowymi. Sporofit jest rośliną okazałą
o liściach dużych, rozmaicie ukształtowanych, złożonych z ogonka oraz z blaszki liściowej,
mających wyraźną budowę grzbieto – brzuszną. Kształty blaszek liściowych oraz ewentualne
rozczłonkowanie blaszki na odcinki związane są ściśle z rozgałęzieniem wiązek
przewodzących w liściu. Bardzo często złożona blaszka podzielona jest na odcinki pierwszego,
drugiego lub trzeciego rzędu. Młode liście są zwinięte i w tym stadium mają wygląd
pastorałów.
Łodyga sporofitu żyjących u nas paproci wykształca się w postaci kłącza rosnącego
w ziemi pionowo lub częściej poziomo. Z kłącza wyrastają liczne korzenie przybyszowe.
Zarodnie osadzone są na liściu najczęściej w skupieniach. Liście zarodnionośne mogą być
przy tym inaczej wykształcone niż liście płonne. Gdy zarodnie dojrzeją, pękają poprzecznie,
a zarodniki wysypują się na zewnątrz.
Z kiełkujących zarodników powstają obupłciowe przedrośla. Są one zielone, kształtu
przeważnie sercowatego, wielkości około 2cm, niekiedy nieco większe Na spodniej stronie
przedrośla oprócz chwytników powstają najpierw plemnie, a następnie rodnie. Plemniki są
ruchliwe, zaopatrzone w wici. W wyniku zapłodnienia powstaje zygota, z której rozwija się
zarodek. Zarodek szybko różnicuje się na wierzchołek wzrostu pędu, zawiązki pierwszych liści
i zawiązki korzenia. W miarę rozwoju korzenia i organów asymilujących sporofit staje się w
ciągu krótkiego czasu samodzielną rośliną.
W naszych lasach rozpatrywany rząd reprezentują dwie rodziny: długoszowate
i paprotkowate.
Do rodziny długoszowatych (Osmundaceae) należy długosz królewski – Osmunda regalis
(rys. 6). Jest to paproć rzadka, objęta ochroną. Rośnie na niżu w podmokłych lasach
i na torfowiskach.
Rodzina paprotkowatych (Polypodiaceae) reprezentowana jest we florze naszych lasów
przez liczne gatunki, z których najważniejsze to:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
Wietlica samicza – Athyrium filix-femina, zachyłka trójkątna – Phegopteris dryopteris;
narecznica samcza – Dryopteris filix-mas; narecznica krótkoostna – D. spinulosa; pióropusznik
strusi – Matteucia struthiopteris; orlica pospolita – Pteridium aquilinum; paprotka zwyczajna –
Polypodium vulgare.
Budowa i funkcje organów roślinnych
Rola systemu korzeniowego. System korzeniowy spełnia w życiu rośliny dwojaką rolę:
fizjologiczną – polegającą głównie na zaopatrywaniu rośliny w wodę i sole mineralne, oraz
mechaniczną – polegającą na przytwierdzaniu rośliny do podłoża. Do tych dwóch zasadniczych
funkcji dostosowana jest też jego budowa.
W środowisku leśnym u drzew rosnących w zwarciu bardzo ważną rolę odgrywa stopień
rozwoju systemów korzeniowych oraz wzajemne zrastanie się korzeni różnych osobników.
Od budowy systemu korzeniowego i od głębokości jego osadzenia w glebie zależy
skuteczność, z jaką spełnia on swą funkcję mechaniczną. Drzewa narażone od wczesnej
młodości na mechaniczne działanie wiatru zakorzeniają się w glebie silniej niż drzewa tego
samego gatunku korzystające z osłony przed wiatrem. Ponadto cała budowa drzewa rosnącego
na otwartej przestrzeni przystosowuje się do stawiania oporu siłom działającym w kierunku
jego obalenia. Drzewa wyrosłe w zwartym drzewostanie, a następnie gwałtownie odsłonięte
przez wyrąb drzew od strony nawietrznej, nie wykazują wspomnianego przystosowania
i dlatego ulegają nieraz bardzo łatwo klęskom wiatrowałów (rys. 7).
Budowa anatomiczna korzenia jest ściśle związana z jego funkcjami. W miarę
postępującego rozwoju i wzrostu zmienia się też ona odpowiednio wraz ze zmianami
czynności życiowych, które spełnia dany odcinek korzenia.
W korzeniu wiązki przewodzące pierwotnie zajmują centralną część zwaną walcem
osiowym, oddzieloną od zewnętrznego miękiszu (czyli tzw. kory pierwotnej) warstwą
komórek, zwaną perycyklem bądź okolnicą.
Perycykl odpowiada między innymi za tworzenie korzeni bocznych. Układ wiązek
przewodzących w walcu osiowym jest naprzemienny: drewno pierwotne na przekroju
poprzecznym korzenia najczęściej przyjmuje postać czteroramiennej gwiazdki, a pomiędzy
jej ramionami są pasma łyka pierwotnego. Kambium zakłada się tu w postaci falistego
pierścienia w taki sposób, że drewno pozostaje wewnątrz, łyko zaś na zewnątrz warstwy
miazgi.
Rys. 6. Długosz królewski [1,s. 102]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
system palowy
system wiązkowy
Rys. 7. Systemy korzeniowe [1, s. 107]
Budowa i funkcje pędu
Pęd rozwija się, podobnie jak korzeń, ze stożka wzrostu. Jednakże stożek wzrostu pędu
charakteryzuje się pewną odrębnością budowy, ponieważ na pędzie występują liście.
Na stożku wzrostu pędu obserwujemy drobne wypuklinki, tzw. wzgórki pierwotne, które są
zawiązkami liści.
Budowa pierwotna łodygi ma podobny układ wewnętrzny tkanek jak korzeń. Wyróżniamy
tu
także
na
zewnątrz
jednowarstwową
tkankę
okrywającą
–
skórkę,
a bezpośrednio pod nią zewnętrzną część – korę pierwotną i centralny walec osiowy.
W peryferyjnej części kory pierwotnej występuje tkanka wzmacniająca. Główną część kory
pierwotnej stanowi miękisz, jest go tu jednak proporcjonalnie mniej niż w korzeniu.
Wewnętrzna jednokomórkowa warstwa kory to śródskórnia (endoderma); może ona mieć
częściowe skorkowacenia ścian i zawierać drobne ziarna skrobi.
Walec osiowy łodygi ma zawsze proporcjonalnie dużą średnicę. Zewnętrzną
jego warstewkę stanowi okolnica.
Tkankę przewodzącą stanowią w łodydze wiązki złożone z drewna i łyka zorientowane
zawsze tak, że ku obwodowi łodygi znajduje się łyko, a ku środkowi zwrócone jest drewno.
Pasma miękiszowe pomiędzy wiązkami są to promienie rdzeniowe (rys.8).
Rys. 8. Wiązki przewodzące: zamknięta (A) i otwarta (B) [1, s. 82]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Łodyga
wynosi
liście
ku
górze,
a
dzięki
rozgałęzieniom
umożliwia
im wszystkim dostęp do światła Poza tym w łodydze odbywa się transport wody ku górze.
Ruch ten zależy od trzech czynników. Działają tu siły włoskowatości naczyń, z kolei – siła
parcia korzeniowego, i wreszcie ssące działanie liści wyparowujących stale wodę. W łodydze
również odbywa się transport asymilatów od liści do innych części rośliny.
Liść rozwija się ze wzgórka pierwotnego na stożku wzrostu. Liście niektórych roślin mają
u nasady drobne przydatki, zwane przylistkami. Mogą też nie mieć ogonka liściowego,
wówczas blaszkę liściową nazywamy siedzącą; czasem dolna część liścia wykształca się
w postaci pochwy, która obejmuje łodygę.
Liście na łodydze rozmieszczone są w określonym porządku: skrętolegle lub okółkowo.
W ich kątach zazwyczaj znajdują się pączki, które powstały ze wzgórków wtórnych.
Istnieje wielka rozmaitość kształtów liści, ale zawsze cechują je te same przystosowania
do zasadniczych funkcji w życiu rośliny, którymi są: fotosynteza, wymiana gazów w procesie
oddychania i transpiracja. Płaski kształt blaszki liściowej zwiększa powierzchnię zetknięcia się
z powietrzem atmosferycznym. Aparaty szparkowe rozmieszczone są głównie w skórce strony
dolnej, na którą nie padają bezpośrednio promienie słoneczne. Główną masę liścia stanowi
miękisz asymilujący, u wielu roślin zróżnicowany na: palisadowy od strony górnej i gąbczasty
od strony dolnej. Kształt komórek miękiszu palisadowego i rozmieszczenie w nim
chloroplastów sprzyja wykorzystaniu promieni słonecznych, a luźna tkanka gąbczasta ułatwia
dyfuzję gazów przez szparki w dolnej skórce.
Układ przewodzący liścia, tworzący jego tzw. nerwację, stanowią wiązki łyko-drzewne
rozgałęziające się bądź pierzasto, bądź dłoniasto, albo biegnące w blaszce liściowej
równolegle. Doprowadzają one do liścia wodę, a odprowadzają asymilaty. Wiązkom
przewodzącym towarzyszy zwykle tkanka wzmacniająca, dzięki czemu nerwacja liścia stanowi
szkielet usztywniający płaską blaszkę liściową.
Prócz fotosyntezy ważną funkcją liścia jest transpiracja, tj. wyparowywanie wody przez
szparki, a także częściowo z powierzchni liści. Transpiracja sprzyja transportowi substancji
od korzenia ku górnym częściom rośliny oraz chroni liść przed przegrzaniem, obniżając jego
temperaturę.
Na pędzie możemy wyróżnić pączek wierzchołkowy i pączki boczne. Pączek
wierzchołkowy powstaje bezpośrednio ze stożka wzrostu, pączki boczne ze wzgórków
wtórnych. Najstarsze zawiązki liściowe okrywają cały pączek.
Pączki roślin zielnych rozwijają się przez cały okres wegetacji, dając przyrost pędu.
Pączki roślin drzewiastych okryte są łuskami. Są one skorkowaciałe, często sklejone
żywicą. Chronią pączek w okresie zimy, ponieważ pączki zawiązują się w poprzednim roku,
a rozwijają dopiero w następnym. W pączkach zawarty jest program rozwoju pędu – mogą
więc być pączki liściowe, kwiatowe i mieszane.
Budowa wtórna organów osiowych
Łodyga roślin dwuliściennych może przyrastać na grubość. U roślin drzewiastych przyrost
ten jest znaczny. Dzieje się to wskutek powstania dwóch tkanek twórczych wtórnych:
kambium i miazgi korkotwórczej.
Kambium powstaje w obrębie wiązek pomiędzy łykiem i drewnem oraz w miękiszu
pomiędzy wiązkami. Kambium roślin wieloletnich odkłada rytmicznie i okresowo – co roku –
nowe warstwy łyka ku obwodowi i nowe warstwy drewna ku środkowi, przy tym drewna
odkłada znacznie więcej. Tym się tłumaczą widoczne na pniach ściętych drzew słoje, których
liczba odpowiada liczbie lat przeżytych przez drzewo.
Miazga korkotwórcza powstaje w peryferycznych częściach łodygi i, podobnie
jak kambium, działa dwustronnie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Ku środkowi tworzy nieco miękiszu, a na zewnątrz specyficzną wtórną tkankę
okrywającą, zwaną korkiem. W ścianach komórek korka pojawia się substancja pochodzenia
tłuszczowego (suberyna), która powoduje jej nieprzepuszczalność dla wody i gazów. Komórki
korka tracą żywą treść i wypełniają się powietrzem.
Korzenie roślin drzewiastych także przyrastają na grubość, dzięki działalności tych samych
tkanek twórczych wtórnych. Budowa wtórna korzenia w początkowym okresie działalności
tych tkanek przedstawia się nieco inaczej niż w łodydze. Ze względu na inny układ tkanek
przewodzących w budowie pierwotnej korzenia kambium odkładając się tworzy faliste pasmo,
przebiegające tak, że wiązki drewna znajdą się wewnątrz niego, a wiązki łyka na zewnątrz. W
późniejszym
okresie budowa drewna wtórnego i łyka wtórnego w korzeniu
i łodydze jest podobna.
Miazga korkotwórcza powstaje w obrębie okolnicy i na skutek tego warstwa korka
odcina korę pierwotną, która pęka i złuszcza się w glebie. Pozostaje tylko rozrośnięty walec
osiowy.
Budowa, powstawanie i funkcja kwiatów
Kwiat roślin wyższych jest organem rozmnażania. W kwiecie powstają gamety i tam też
następuje ich łączenie się, czyli zapłodnienie.
Kwiaty bywają w różny sposób ukształtowane, ale najwyższy stopień rozwoju osiągają
u roślin okrytonasiennych.
W budowie kwiatu okrytonasiennych wyróżniamy następujące części: kielich złożony
z działek, koronę złożoną z płatków, pręcikowie (tj. zespół pręcików) i słupkowie (tj. zespół
słupków). Wszystkie te części rozmieszczone są na dnie kwiatowym (u większości
okrytonasiennych) okółkowo. Kwiat przeważnie przytwierdzony jest do łodygi za pomocą
szypułki. Jeśli szypułki nie ma, nazywamy go siedzącym.
Kwiaty występują na pędzie rośliny pojedynczo lub w skupieniach, na rozgałęzionych
w różny sposób odcinkach pędu, które nazywamy wówczas kwiatostanami.
Charakterystyka biologiczna roślin nasiennych
Typ: Nagozalążkowe drobnolistne (Pinophyta = Coniferophyta)
Gromada: Miłorzębowe (Ginkgopsida)
Gromada: Kordaitowe (Cordaitopsida)
Gromada: Szpilkowe (Pinopsida)
Typ: Nagozalążkowe wielkolistne (Cycadophyta)
Gromada: Paprocie nasienne (Pteridospermopsida, Lyginopteropsida)
Gromada: Sagowce (Cycadopsida)
Gromada: Benetyty (Bennettitopsida, Cycadeoidopsida)
Gromada: Gniotowe (Gnetopsida)
Typ: Okrytozalążkowe (Magnoliophyta)
Gromada: Dwuliścienne (Magnoliopsida)
Gromada: Jednoliścienne (Liliopsida)
Rośliny nasienne mają łodygi i korzenie zdolne do wtórnego przyrostu na grubość,
a także specyficzny żeński organ rozrodczy, jakim jest zalążek. Zalążki po zapłodnieniu
znajdującej się w nich komórki jajowej przekształcają się w nasiona. Ponadto plemniki
nasiennych nie muszą płynąć w wodzie, aby dotrzeć do komórki jajowej.
Nasienne (zalążkowe) są grupą obejmującą kilka niezależnych linii rozwojowych,
prowadzących między innymi do współczesnych nagonasiennych (nagozalążkowych) oraz
do okrytonasiennych (okrytozalążkowych).
Współczesne rośliny nagonasienne mają solidne pnie oraz palowe korzenie zdolne
do wtórnego przyrostu na grubość.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
Pierwotne okrytonasienne też miały zdrewniałe łodygi i korzenie o dużym przyroście na
grubość, jednak w tej grupie kilkakrotnie doszło do takiego uproszczenia budowy, że niektóre
z nich zaczęły przypominać bardziej paprotniki niż nasienne. Obok okazałych drzew pojawiły
się tu wyspecjalizowane rośliny zielne pozbawione wtórnego przyrostu na grubość, o bardzo
rozdrobnionych i rozproszonych wiązkach przewodzących. W niektórych wypadkach nastąpiła
całkowita redukcja korzenia palowego i zastąpienie go systemem wiązkowym, złożonym z
korzeni przybyszowych (jak u paprotników).
Liście nasiennych są klasycznymi makrofilami, wywodzącymi się (według teorii
telomowej) z wielokrotnie rozgałęzionych, spłaszczonych i zrośniętych bocznych telomów.
W najbardziej typowej postaci składają się z ogonka i płaskiej blaszki, ale w tak zróżnicowanej
grupie roślin, jaką są nasienne, doszło do wielu modyfikacji tego planu budowy.
Nagonasienne drobnolistne mają liście pojedyncze, z dwudzielną, czyli dychotomiczną
nerwacją, często z podłużnymi wcięciami (miłorzębowe), lub równowąskie, przekształcone
w mniej lub bardziej spłaszczone igły. U nagonasiennych wielkolistnych blaszka ulega
najczęściej podziałowi na pierzasto ułożone listki, tworząc liść złożony (prymitywne paprocie
nasienne, sagowce i benetyty). Czasami w tej grupie roślin zachodzi redukcja liści – blaszki
stają się pojedyncze, a nawet taśmowate (wyspecjalizowane paprocie nasienne i gniotowce).
U okrytonasiennych występuje największe zróżnicowanie liści. Tu spotykamy liście
ogonkowe, bezogonkowe (siedzące), a także otaczające łodygę pochewką, o blaszkach
mających najrozmaitsze kształty – okrągłe, jajowate, wydłużone i inne. Oprócz pojedynczych
występują liście z blaszką podzieloną pierzasto lub dłoniasto, oprócz całobrzegich spotykamy
liście o brzegach karbowanych, ząbkowanych, wrębnych, siecznych itd.
Sposób rozmieszczenia liści na łodydze nazywa się ulistnieniem. Gdy wyrastają one
wzdłuż linii śrubowatej, jest to ulistnienie skrętoległe. Gdy ulokowane są po dwa naprzeciw
siebie, mówimy o ulistnieniu naprzeciwległym i wreszcie, gdy tworzą się po kilka z jednego
węzła, to jest to ulistnienie okółkowe.
Cykle rozwojowe roślin nasiennych
U roślin nasiennych dominacja sporofitu nad gametofitem jest jeszcze wyraźniejsza niż
u paprotników. Sporofit jest okazałą rośliną, często wyrastającą na kilkadziesiąt metrów
w górę, gametofity zaś są tak małe, że rozwijają się wewnątrz zarodnika.
U nagozalążkowych, na przykład u sosny zwyczajnej (rys. 9), liście zarodnionośne
(sporofile) zebrane są w kłosy zarodnionośne (strobile), zwane tu szyszkami lub czasami też
kwiatami.
Sosna jest rośliną jednopienną. Odrębne szyszki (zwyczajowo zwane męskimi) tworzone
są przez mikro sporofile (sporofile z mikrosporangiami).
Każdy taki liść zarodnionośny, zwany tu pręcikiem, ma podczepione po dwa
mikrosporangia, czyli worki pyłkowe, w których tworzą się mikrospory, czyli ziarna pyłku.
W każdym ziarnie pyłku rozwija się haploidalny gametofit męski (przedrośle), ograniczony
do kilku niewielkich i szybko zamierających komórek przedroślowych oraz dwóch dużych
komórek – wegetatywnej i generatywnej. Dodatkowo osłonka mikrospory wytwarza dwie
puste komory powietrzne (co jest przystosowaniem do przenoszenia przez wiatr) i w takiej
postaci pyłek uwalniany jest z worków pyłkowych. Zwyczajowo szyszka składająca się
z mikrosporofili i produkująca ziarna pyłku nazywana jest kwiatem męskim, choć „męski” jest
tylko gametofit rozwijający się wewnątrz mikrospor.
Makrosporangia u sosny ulokowane są również w specyficznych strukturach, nazywanych
zwyczajowo szyszkami żeńskimi.
Każde makrosporangium, zwane tu ośrodkiem, okryte jest osłonką (integumentem).
Ośrodek wraz z osłonką tworzy charakterystyczny dla nasiennych zalążek. Osłonki nie zrastają
się całkowicie, na szczycie pozostaje niewielki otwór – okienko. Zalążki znajdują się po dwa
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
na łuskach nasiennych. Łuski nasienne, mimo że są podobne do pojedynczych liści
zarodnionośnych (w tym wypadku byłyby to makrosporofile), w rzeczywistości powstały
z przekształcenia całych krótkich gałązek, tak zwanych krótkopędów (pierwotnie mających
wiele listków). Wynika z tego, że w przeciwieństwie do szyszki męskiej sosny szyszka żeńska
nie jest kwiatem, czyli zbiorem liści zarodnionośnych, lecz kwiatostanem, czyli zbiorem
kwiatów. Kwiat żeński u sosny to pojedyncza łuska nasienna z dwoma zalążkami.
Makrosporangium sosny wytwarza tylko cztery haploidalne makrospory, z których trzy
bardzo szybko degenerują i zamierają – rozwija się tylko jedna makrospora, w niedługim czasie
wypełniająca w zasadzie całe wnętrze ośrodka. W jej wnętrzu tworzy się wielokomórkowy
gametofit żeński (przedrośle), który oczywiście też ma swoją odrębną nazwę – bielmo
pierwotne. Gametofit wytwarza dwie rodnie, a w każdej z nich po jednej komórce jajowej.
Reszta gametofitu zaczyna magazynować substancje odżywcze, przyjmując charakter tkanki
spichrzowej (bielmo pierwotne).
Rys. 9. Cykl rozwojowy nagonasiennych na przykładzie sosny [1, s. 111]
Nasiennym nie jest potrzebna woda, aby doszło do zapłodnienia. Niektóre ziarna pyłku
(gametofity męskie), niesione wiatrem, trafiają na okienko zalążka. Jest to proces zapylenia.
Komórka wegetatywna gametofitu męskiego zaczyna tworzyć wyrostek, zwany łagiewką
pyłkową, wrastający w ośrodek aż do chwili dotarcia do jednej z dwóch komórek jajowych.
Komórka generatywna, dzieląc się, tworzy dwa plemniki, które u sosny pozbawione są
aparatów ruchu i właściwie zredukowane do samych jąder komórkowych, dlatego też noszą
nazwę komórek plemnikowych. Te komórki plemnikowe wędrują w łagiewce i jedna z nich
łączy się z komórką jajową, tworząc zygotę. Z niej powstaje młody sporofit, czyli zarodek
zbudowany z zawiązka korzenia, pączka wierzchołkowego i kilku (5–8) liści zarodkowych
zwanych liścieniami. Zarodek otoczony jest tkanką odżywczą, czyli bielmem pierwotnym,
które powstało z przekształconego gametofitu i jest haploidalne. Osłonka zalążka twardnieje
i przekształca się w łupinę nasienną, a u sosny tworzy też skrzydełko umożliwiające
przenoszenie przez wiatr. W ten sposób tworzy się nasienie, najbardziej charakterystyczny
twór roślin nasiennych, spoczywające tu na łusce nasiennej, niczym nieosłonięte (i stąd inna
nazwa
nagozalążkowych
–
„nagonasienne”).
Proces
dojrzewania
nasion
jest
u nagozalążkowych powolny. U sosny trwa on dwa lata od momentu zapłodnienia. Gdy
jeszcze doliczymy rok upływający od momentu zapylenia (czyli przeniesienia pyłku na okienko
zalążka) do zapłodnienia komórki jajowej, to się okaże, że cały cykl rozrodczy trwa tu trzy
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
lata. Dopiero po tym okresie nasiona wysypują się i jeśli trafią na właściwe warunki,
to kiełkują, wytwarzając nową roślinę.
Organy rozrodcze okrytonasiennych uległy dość poważnym przekształceniom w stosunku
do odpowiednich struktur nagonasiennyeh. Przede wszystkim kwiaty – rozumiane jako zbiory
liści zarodnionośnych, a także niebiorących udziału w rozmnażaniu liści płonnych są zazwyczaj
obupłciowe. Składają się zarówno z pręcików (mikrosporofili), jak i makrosporofili
zaopatrzonych w zalążki.
Pręciki składają się z nitki pręcikowej i główki zbudowanej z czterech worków pyłkowych
(mikrosporangiów).
Gametofit rozwijający się w mikrosporach, czyli ziarnach pyłku, okrytonasiennych składa
się tylko z dwóch komórek – wegetatywnej i generatywnej.
Makrosporofile, nazywane tu owocolistkami, zrastają się (pojedynczo lub po kilka),
tworząc swoisty organ okrytonasiennych – słupek, w najbardziej typowej wersji składający się
ze znamienia, szyjki i zalążni. W jej wnętrzu zostają ukryte zalążki wyróżniające się dwiema
osłonkami (zalążki nagonasiennyeh mają tylko jedną), ale szczelina, zwana okienkiem,
pozostaje. Tak jak u nagonasiennych, w makrosporangium (ośrodku) tworzą się cztery
makrospory, z czego trzy zamierają, a czwarta rozwija się w gametofit żeński. W porównaniu
z nagonasiennymi jest on tu jeszcze bardziej uproszczony i nosi odrębną nazwę woreczka
zalążkowego. Składa się z siedmiu komórek, które tworzą się wokół jąder powstałych
z trzykrotnego podziału haploidalnego jądra makrospory. Po trzykrotnym mitotycznym
podziale jądra tworzy się wprawdzie osiem haploidalnych jąder potomnych, ale w wypadku
woreczka zalążkowego powstaje tylko sześć haploidalnych komórek – zlokalizowana
w pobliżu okienka komórka jajowa, towarzyszące jej dwie synergidy (pozostałość rodni)
i trzy tak zwane antypody, leżące po przeciwnej niż komórka jajowa stronie woreczka. Dwa
pozostałe jądra zlewają się ze sobą, tworząc diploidalne jądro centralne, zwane też wtórnym
jądrem woreczka zalążkowego.
Pierwotnie pyłek okrytozalążkowych był przenoszony przez owady, co było jednym
z powodów ich sukcesu ewolucyjnego. Później powstało także wiele grup tych roślin, które
powróciły do zapylania przez wiatr. Jednak w obu tych wypadkach pyłek jest przenoszony
na znamię słupka, a nie bezpośrednio na okienko zalążka, jak u nagonasiennych. Tutaj ziarno
pyłku kiełkuje, czyli komórka wegetatywna zaczyna tworzyć łagiewkę pyłkową (czasami
bardzo długą) wrastającą w słupek i kierującą się w stronę okienka w zalążku. Komórka
generatywna dzieli się na dwie pozbawione ruchu komórki plemnikowe, które wędrują
wewnątrz łagiewki, aż w końcu docierają do woreczka zalążkowego. Tutaj dochodzi
do niezwykłego i jedynego w świecie organizmów żywych zjawiska zwanego podwójnym
zapłodnieniem (rys. 10).
W procesie tym uczestniczą obie komórki plemnikowe: jedna łączy się normalnie
z komórką jajową, tworząc zygotę, druga zaś – z diploidalnym jądrem centralnym i powstaje
jądro triploidalne. Z zygoty po wielokrotnej mitozie tworzy się zarodek podobny do zarodka
nagonasiennych, z tym że liczba liścieni jest tu zredukowana do dwóch – u dwuliściennych,
bądź też do jednego – u jednoliściennych.
Jądro triploidalne, dzieląc się, tworzy wiele nowych komórek, które nabierają charakteru
tkanki spichrzowej, stanowiącej materiał zapasowy dla zarodka. Tkanka ta nazywa się bielmem
wtórnym (dla odróżnienia od bielma pierwotnego nagonasiennych, haploidalnego). Podwójne
osłonki zalążka twardnieją, tworząc dwuwarstwową łupinę nasienną, a ścianka zalążni (a
czasami też i inne elementy kwiatu) przekształca się w mięsistą lub suchą owocnię.
Tak powstaje kolejny twór charakterystyczny dla okrytonasiennych – owoc.
Wydaje się, że to właśnie sposób rozrodu spowodował, że okrytonasienne opanowały dziś
większość zbiorowisk lądowych. Zamknięcie delikatnych zalążków w słupku chroni je przed
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
uszkodzeniami. Podwójne zapłodnienie sprawia, że substancja zapasowa dla zarodka (bielmo
wtórne) tworzy się dopiero po powstaniu zygoty, kiedy jest pewne, że zostanie wykorzystana.
U nagonasiennych bielmo pierwotne tworzy się bez względu na to, czy dojdzie
do zapłodnienia, czy nie, co jest zdecydowanie mniej korzystne energetycznie. Taki oszczędny
rozród wpłynął na przyspieszenie całego cyklu życiowego okrytonasiennych – większość z
nich to rośliny zielne jedno- lub dwuletnie. Korzystne okazało się także wykorzystanie
owadów do precyzyjnego przenoszenia pyłku, dzięki czemu okrytonasienne mogą go
produkować znacznie mniej.
Rys. 10. Cykl rozwojowy okrytonasiennych na przykładzie jabłoni [1, s. 115]
Systematyczny
przegląd
wybranych
gatunków
roślin
nagonasiennych
i okrytonasiennych
Nasienne podzielono na trzy typy. Pierwszy stanowią nagozalążkowe drobnolistne
(Pinophyta, inaczej Coniferophyta). Wykazują one silny przyrost łodyg na grubość przez
odkładanie kolejnych warstw drewna wtórnego o dość prymitywnej budowie, gdyż składa się
ono z cewek, podobnie jak u paprotników. Liście współczesnych przedstawicieli tych roślin są
raczej niewielkie i pojedyncze. System korzeniowy jest typu palowego. Zaliczamy tu:
miłorzębowe, kordaitowe oraz szpilkowe.
Miłorzębowe (Ginkgopsida) – to drzewa o pokaźnym pniu i koronie, z liśćmi o blaszkach
w kształcie wachlarza z dychotomiczną (dwudzielną) nerwacją. Zalążki mają dwuwarstwową
osłonkę, a plemniki są ruchliwe. Pojawiły się pod koniec ery paleozoicznej, a szczyt rozwoju
osiągnęły w mezozoiku. Dziś żyje na świecie tylko jeden gatunek – miłorząb dwuklapowy
(Ginkgo biloba).
Kordaitowe (Cordaitopsida) pojawiły się w górnym dewonie, wymarły zaś w permie. Były
to duże drzewa (do 30m wysokości), o liściach wydłużonych w kształcie długich
(do 1m) jęzorów. Miały jednopłciowe kwiaty, zebrane w kotkowate kwiatostany.
Przypuszczalnie z nich wywodzą się szpilkowe.
Do szpilkowych (lub iglastych, Pinopsida, czyli Coniferopsida) należą drzewa i krzewy
(łącznie około 600 gatunków) mające liście w postaci igieł lub łusek, które nie opadają
na zimę. Z naszych gatunków wyjątek stanowi modrzew.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
U większości łuski nasienne i mikrosporofile tworzą jednopłciowe strobile, czyli szyszki.
Do szpilkowych należą takie pospolite rośliny, jak sosna (Pinus; rys. 11b), świerk (Picea abies;
rys. 11c), jodła (Abies alba) czy jałowiec (Juniperus). Cztery gatunki zostały w Polsce uznane
za rośliny chronione – cis pospolity (Taxus baccata), limba (Pinus cembra), kosodrzewina
(Pinus mugo) i sosna błotna (Pinus uliginosa).
Rys. 11. Przedstawiciele szpilkowych: A – cis pospolity, B – sosna zwyczajna, C – świerk [1, s. 116]
Szpilkowe to bardzo stara grupa roślin, pierwsi jej przedstawiciele pojawili się już
w karbonie. Dziś stanowią bardzo ważny składnik lasów, zwłaszcza w klimacie umiarkowanym
i chłodnym, a także w wyższych partiach gór. Mają też duże znaczenie gospodarcze –
dostarczają drewna dla przemysłu budowlanego, meblarskiego, papierniczego itd.
Typ nagozalążkowe wielkolistne (Cycadophyta) to obecnie rośliny nieliczne
i wymierające. Doliczono się tylko około 180 gatunków żyjących w klimatach tropikalnych.
Zgodnie z nazwą ich liście są duże i najczęściej pierzasto podzielone. Mają stosunkowo słaby
przyrost łodygi na grubość, a ich drewno zbudowane jest zazwyczaj z cewek, rzadko z naczyń.
Zaliczamy tu cztery grupy roślin, w tym wymarłe już paprocie nasienne i benetyty.
Typ okrytozalążkowe (Magnoliophyta) to drzewa, krzewy lub rośliny zielne wykazujące
dużą różnorodność przystosowań ekologicznych. Mają zalążki okryte zrośniętymi
owocolistkami (czyli słupkami), charakteryzują się jeszcze silniejszą niż u nagonasiennych
redukcją gametofitu i występowaniem procesu podwójnego zapłodnienia. W drewnie wtórnym
występują zazwyczaj naczynia. W zależności od liczby liścieni w zarodku dzielimy je na
dwuliścienne oraz jednoliścienne.
Dwuliścienne (Magnoliopsida) mają zarodek z dwoma liścieniami. Zaliczane tu rośliny
mają łodygi zdrewniałe lub zielne, o otwartych, czyli zdolnych do wtórnego przyrostu
na grubość, wiązkach przewodzących. System korzeniowy najczęściej jest palowy. Ich liście są
zazwyczaj ogonkowe, o nerwacji pierzastej lub dłoniastej, czasami miewają przylistki. Kwiat
obupłciowy czterokrotny, czyli czteroelementowy, składa się ze: słupka lub kilku słupków
tworzących tak zwane słupkowie, pręcików, korony utworzonej z płatków (najczęściej 4–5
sztuk) i kielicha złożonego z tak zwanych działek. Płatki korony i działki kielicha tworzą tak
zwany podwójny okwiat. Dwuliścienne są dziś najliczniejszą grupą roślin; należy do nich ponad
200 tysięcy gatunków występujących we wszystkich strefach klimatycznych i niemal we
wszystkich typach siedlisk.
Systematycy dzielą je na 8 grup stanowiących niezależne linie rozwojowe:
Magnoliowe (Magnoliidae) są roślinami tropikalnymi uznawanymi za najprymitywniejszą
grupę dwuliściennych, zachowały prawdopodobnie wiele cech przodków wszystkich
okrytonasiennych. Są to krzewy lub niewielkie drzewa o drewnie wtórnym, zbudowanym u
niektórych wyłącznie z cewek (jak u typowych nagonasiennych). Ich duże, najczęściej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
pojedyncze liście, mają pierzastą nerwację. Bardzo pierwotna jest budowa kwiatu. Jego oś jest
wydłużona i przypomina oś kłosa zarodnionośnego.
Wszystkie elementy kwiatu – listki okwiatu, a także pręciki i słupki – rozmieszczone są
na osi spiralnie (a nie w okółkach jak u pozostałych). Słupki mają bardzo prymitywną budowę:
czasami owocolistki, z których się składają, nie są nawet do końca zrośnięte. Do tej grupy
zaliczamy między innymi pochodzące z Dalekiego Wschodu magnolie (Magnolia), niewielkie
drzewa, często sadzone jako rośliny ozdobne, a z naszych rodzimych – grzybienie białe i grążel
żółty (Nuphar luteum).
Jaskrowe (Ranunculidae) są głównie roślinami zielnymi, dostosowanymi do klimatu
chłodnego i umiarkowanego. Ich kwiaty mają dość prymitywną budowę, listki okwiatu nie są
nigdy zrośnięte ze sobą, pręciki i słupki są liczne, ustawione spiralnie. W przeciwieństwie
do magnoliowych ich drewno zbudowane jest z naczyń. Do jaskrowych należą bardzo
pospolite rośliny krajowe, jak na przykład: jaskier ostry (Rammculus acer), ziarnopłon
wiosenny (Ficaria fucaria) i mak (Papaver rhoeas), zawilec gajowy (Anemone nemorosa),
rosnący w miejscach podmokłych kaczeniec (Caltha palustris), a także rosnący powszechnie
na poboczach dróg i w innych tak zwanych siedliskach ruderalnych glistnik jaskółcze ziele
(Chelidonium maius).
Oczarowe (Hamamelididae) to niewielka grupa obejmująca prawie wyłącznie formy
drzewiaste o pojedynczych liściach i drewnie zbudowanym z samych cewek, bez naczyń.
Wśród oczarowych większość gatunków ma kwiaty jednopłciowe. Wyraźnie widać tu także
stopniowe przejście od owadopylności do wiatropylności, czego dowodem mogą być rodzime
gatunki, takie jak leszczyna (Corylus avellana), buk (Fagus sylvatica), dąb (Quercus) czy
brzoza (Betula) – wszystkie one są wiatropylne.
Goździkowe (Caryophyllidae) głównie są roślinami zielnymi, ale często spotykamy wśród
nich sukulenty, czyli rośliny magazynujące wodę w liściach (sukulenty liściowe) jak
przypołudniki (Aizoaceae), i w łodygach (sukulenty łodygowe), na przykład kaktusy
(Cactaceae). Ich kwiaty mają symetrię promienistą i najczęściej tylko jeden słupek zbudowany
z pięciu zrośniętych owocolistków. Liście są zazwyczaj pojedyncze. Wśród krajowych
reprezentantów tej grupy wyróżniają się goździki (12 gatunków), na przykład goździk
kartuzek (Dianthus cartusianorum), a także bardzo niegdyś powszechny i uciążliwy chwast
kąkol (Agrostemma githago).
Do ukęślowych (Dilleniidae) zaliczamy ponad 35 tysięcy gatunków bardzo
zróżnicowanych roślin, mających najczęściej pięciopłatkowe kwiaty z wyraźnym kielichem
i koroną. Są wśród nich niewielkie rośliny zielne, takie jak fiołki, na przykład nasz fiołek leśny
Viola silvestris, a także drzewa i krzewy, jak na przykład wierzby (Salix), topole (Popidus) czy
morwy (Morus). Do tej grupy zalicza się też pospolite pokrzywy (Urtica),
a ponadto rząd dyniowców (Cucurbitales) z ważnymi roślinami uprawnymi, takimi jak dynie
(Cucurbita), ogórki (Cucumis) i arbuzy (Citnillus).
Różowe (Rosidae) to liczna (60 tys. gatunków) i bardzo zróżnicowana morfologicznie
grupa dwuliściennych (drzewa, krzewy i zielne), prawdopodobnie mających wspólnych
przodków z ukęślowymi. Kwiaty są tu pięciopromienne (u form prymitywnych, na przykład
jeżyna Rubus) lub mają symetrię grzbiecistą (u roślin bardziej wyspecjalizowanych, np. groch
Pisum).
Kwiaty niektórych różowych uległy redukcji i przekształciły się w gęste kwiatostany,
wypełniające funkcję pojedynczego kwiatu, na przykład u marchwi (Daucus) lub kopru
(Anethum). Do różowych zaliczamy też ważne pod względem gospodarczym drzewa
owocowe, takie jak wiśnie (Cerasus), śliwy (Prunus), jabłonie (Malus), wszystkie cytrusy
(różne gatunki z rodzaju Citrus), a ponadto klony (Acer) i kasztanowce (Aesculus). W Polsce
rośnie łącznie około 400 gatunków należących do tej grupy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
Astrowe (Asteridae) wywodzą się z prymitywnych różowców i są jedną z dwóch
najbardziej wyspecjalizowanych grup roślin dwuliściennych. Należą tu głównie rośliny zielne
o liściach najczęściej mających podzielone blaszki. U wcześniejszych astrowych kwiaty są
jeszcze duże o zrośniętych płatkach, jak u leśnego dzwonka Campanula. U bardziej
wyspecjalizowanych, skupionych w rodzinie złożonych (Asteraceae), pojedyncze kwiaty są
drobne, tworzące gęsto upakowane kwiatostany, wyglądające jak koszyczki lub główki
okolone liśćmi płonnymi, tworzącymi powabnie; z wierzchu cały taki kwiatostan przypomina
jeden kwiat. Do tej rodziny zaliczamy takie powszechnie znane gatunki, jak mniszek lekarski
(Taraxacum officinale), różne gatunki astrów (Aster), rumianek (Matricaria chamomilla),
stokrotkę o pięknej nazwie łacińskiej Bellis perennis, łopian (Arctium) czy słonecznik
(Helianthus annus), a z roślin użytecznych gospodarczo można tu oprócz słonecznika
wymienić także sałatę (Lactuca sativa) i cykorię (Cichorium).
Potomkami pierwotnych różowców są także wyspecjalizowane jasnotowe (Lamiidae).
Większość jasnotowych to rośliny zielne (choć zdarzają się też drzewa), o kwiatach
obupłciowych, zrośniętych płatkach korony i działkach kielicha. Kwiaty te mogą być
promieniste, jak u ziemniaka (Solanum tuberosum) czy pomidora (Lycopersicon), lub
grzbieciste, jak u jasnoty białej (Lamium album). W tej grupie roślin znajdują się także
popularne zioła i przyprawy, na przykład mięta pieprzowa (Mentha piperita), szałwia (Salvia),
melisa (Melissa), tymianek (Thymus), bazylia (Ocimum) i inne.
Jednoliścienne (Liliopsida) mają zarodek z jednym liścieniem i kwiaty trójdzielne są często
wiatropylne. Większość to rośliny zielne, formy drzewiaste zdarzają się rzadko. Ich drobne
wiązki przewodzące, rozproszone po całej szerokości łodygi, są zamknięte, a więc
nie występuje tu klasyczny przyrost na grubość. Jednoliścienne mają liście o blaszkach
niepodzielonych (choć są wyjątki!) i równoległej nerwacji, a system korzeniowy wiązkowy.
Wśród jednoliściennych wyróżniamy trzy linie rozwojowe.
Żabieńcowe (Alismatidae) – to najprymitywniejsza grupa jednoliściennych, obejmująca
w większości rośliny wodne lub błotne. Ich liście często mają ogonki. Czasami występuje
u nich heterofolia, czyli występowaniem różnych rodzajów liści na jednej roślinie – tak jest
w wypadku strzałki wodnej (Sagittaria sagittifolia). W drewnie brak naczyń (są cewki). Słupki
przypominają złożony wpół owocolistek; są jak u magnoliowych liczne i umieszczone spiralnie
na wydłużonym dnie kwiatowym. U niektórych pyłek jest przenoszony przez wodę
i zapylenie też odbywa się pod wodą.
Liliowe (Liliidae) – należy tu większość gatunków jednoliściennych (ok. 60 tys.).
W większości są to rośliny zielne (rzadko sukulenty lub o łodygach zdrewniałych,
z przyrostem na grubość). Kwiaty mają budowę typową dla jednoliściennych, są zazwyczaj
owadopylne, najczęściej mają 6 niezrośniętych działek okwiatu. Do tej grupy zaliczamy
popularne rośliny cebulowe, jak tulipany (Tulipa), irysy (Iris), śnieżyczkę przebiśnieg
(Galanthus nivalis), cebulę i czosnek (rodzaj Allium). Tu też należą wszystkie storczyki (rząd
Orchidales, ok. 25 tys. gatunków) skrajnie przystosowane do owadopylności, a także turzyce
(Carex) i trawy (Poaceae) przystosowane do wiatropylności. W Polsce występuje około 150
gatunków dziko rosnących traw, ale największe znaczenie mają sprowadzone do nas gatunki
hodowlane, takie jak pszenica (Triticum), żyto (Secale cereale), owies (Avena), jęczmień
(Hordeum) i kukurydza (Zea mays). Trawą jest też trzcina cukrowa (Saccharum officinarum)
i ryż (Oryza sativa) – rośliny stanowiące podstawę gospodarki i wyżywienia ludności wielu
państw na świecie. Wśród liliowych znalazły się też ananasy (Ananas) i drzewiaste bananowce
(Muso).
Arekowe (lub inaczej palmowe Arecidae) – to głównie tropikalne rośliny o pniu wysokim,
nierozgałęzionym, ale wykazującym swoisty przyrost na grubość. Na szczycie pnia mają
zazwyczaj pióropusz pierzastych liści. Ich kwiaty są niepozorne i wiatropylne. Powszechnie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
znane są tropikalne palmy kokosowe (Cocos nucifera) i daktylowe (Phoenix dactylifera). W
naszym klimacie grupę tę reprezentuje przywieziony i zadomowiony tatarak (Acorus calamus)
i niewielka rzęsa (Lemna), a także najmniejsza roślina kwiatowa na świecie, dorastająca do 1,5
mm wolfia bezkorzeniowa (Wolffia arrhiza).
Nie sposób w pełni docenić roli roślin nasiennych we współczesnym świecie. To one, jako
producenci wytwarzający materię organiczną z wykorzystaniem energii świetlnej, są podstawą
wszystkich przemian w ekosystemach lądowych. Dają pożywienie i schronienie licznym
konsumentom, a dostarczając materii destruentom, są głównym ogniwem przepływu energii i
obiegu materii w ekosystemach. Należy także pamiętać, że cały tlen w atmosferze jest
produktem fotosyntezy i to właśnie nasienne wraz z morskimi autotroficznymi protistami
należą do jego głównych „producentów”.
Także znaczenie gospodarcze roślin nasiennych jest ogromne. Papier, nasze ubranie
(bawełna) i meble są bowiem pochodzenia roślinnego. Nasienne są naszym pożywieniem
(dla wegetarian prawie jedynym), a także pożywieniem hodowanych zwierząt, z nich
produkuje się lekarstwa (i używki), a także dostarczają wrażeń estetycznych. W Polsce ponad
200 gatunków roślin nasiennych podlega ochronie gatunkowej.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1. Co to jest tkanka?
2. Jakie są rodzaje tkanek?
3. Jakie są funkcje tkanek?
4. Jak zbudowane są grzyby?
5. Jak przebiega rozmnażanie u grzybów?
6. Jakie jest znaczenie grzybów?
7. Czym charakteryzują się mszaki?
8. Jak u mszaków przebiega cykl rozwojowy?
9. Czym charakteryzują się paprotniki?
10. Jak u paprotników przebiega cykl rozwojowy?
11. Jakich przedstawicieli mają mszaki i paprotniki w lasach?
12. Jakie tkanki występują w korzeniach ?
13. Na czym polega różnica w budowie wiązki przewodzącej zamkniętej i otwartej?
14. Jakie tkanki wtórne twórcze występują u roślin?
15. Jakie tkanki wytwarza kambium?
16. Co oznaczają słoje widoczne na przekroju drewna wtórnego?
17. Jakie wyróżniamy części w zewnętrznej budowie liścia?
18. Jakie układy rozmieszczenia liści na łodydze możemy wyróżnić?
19. Jakie tkanki występują w budowie wewnętrznej liścia?
20. Jakie funkcje pełni liść?
21. Co to jest transpiracja?
22. Jaką funkcję pełni łodyga?
23. Jakie są rodzaje pączków?
24. Czym charakteryzują się rośliny nasienne?
25. Jakich przedstawicieli mają nagozalążkowe?
26. Jak przebiega cykl rozwojowy nagozalążkowych?
27. Czym charakteryzują się okrytonasienne?
28. Jak przebiega cykl rozwojowy u okrytonasiennych?
29. Jakich przedstawicieli mają okrytonasienne?
30. Jak zbudowane są kwiaty okrytonasiennych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przeprowadź obserwację mikroskopową przekroju poprzecznego przez igłę sosny i liść
rośliny okrytonasiennej (np. jabłoni lub tulipana). Obserwację udokumentuj w postaci
schematycznych rysunków. Rozpoznaj komórki w obu preparatach, zaznacz je i opisz na
swoim rysunku. Wynotuj różnice w budowie liścia rośliny okrytonasiennej i igły sosny. Wykaż
znaczenie przystosowawcze (przystosowujące do warunków i pełnionej funkcji) opisanych na
rysunku elementów.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) umieścić gotowe preparaty pod mikroskopem,
2) ustawić ostrość i dokładnie przyjrzeć się każdemu z nich,
3) na kartce sporządzić schematyczne rysunki spod mikroskopu,
4) opisać rysunki,
5) wynotować różnice w budowie igły sosny i liścia,
6) zanotować cechy przystosowawcze do pełnionej funkcji.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
preparaty igły sosny i liścia,
–
mikroskop,
–
kartki papieru,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 2
Przeprowadź obserwację mikroskopową przekroju poprzecznego przez korzeń, łodygę
i liść. Obserwację udokumentuj w postaci schematycznych rysunków. Rozpoznaj tkanki
w obu preparatach, zaznacz je i opisz na swoim rysunku.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) umieścić gotowe preparaty pod mikroskopem,
2) ustawić ostrość i dokładnie przyjrzeć się każdemu z nich,
3) na kartce sporządzić schematyczne rysunki spod mikroskopu,
4) opisać rysunki.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
preparaty igły sosny i liścia,
–
mikroskop,
–
kartki papieru,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 3
Wykonaj zielnik zawierający 40 pospolitych gatunków: chwastów, ziół, drzew i krzewów
(liście).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zebrać rośliny do zielnika w terenie,
2) oznaczyć je w terenie przy użyciu klucza do rozpoznawania roślin,
3) rozłożyć rośliny w gazetach i wysuszyć,
4) przykleić wysuszone rośliny na kartki bloku technicznego,
5) opisać rośliny.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
teren z roślinami,
–
klucz do rozpoznawania roślin,
–
stare gazety,
–
kartki papieru,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 4
Wyszukaj
w
materiałach
źródłowych pełną listę gatunków roślin nago-
i okrytonasiennych podlegających w Polsce ochronie prawnej. Przedstaw w postaci posteru
krótką charakterystykę wybranych z listy 5 gatunków oraz uzasadnij, dlaczego prawna
ochrona tych gatunków jest konieczna.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) z listy gatunków chronionych wybrać 5 gatunków roślin nago- i okrytonasiennych,
2) w kluczu do rozpoznawania odszukać zdjęcia i opisy tych roślin,
3) na brystolu sporządzić poster,
4) uzasadnić ustnie konieczność ochrony tych gatunków.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
lista gatunków chronionych,
–
zdjęcia i opisy roślin chronionych,
–
brystol, klej, nożyczki,
–
kartki papieru,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 5
Rozpoznaj rośliny dostarczone przez nauczyciela na podstawie klucza do oznaczania
roślin.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przyjrzeć się roślinom i ich kwiatom,
2) po barwie i budowie kwiatu, wyglądzie liścia określić rodzinę,
3) w kluczu do rozpoznawania odszukać zdjęcia i opisy tych roślin,
4) zapamiętać rozpoznane gatunki, nauczyć się ich charakterystycznych cech.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
klucz do rozpoznawania roślin,
–
zdjęcia i opisy roślin,
–
kartki papieru,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 6
Wykonaj pędownik 40 gatunków drzew i krzewów.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zebrać pędy drzew i krzewów,
2) rozpoznać pędy przy użyciu klucza lub przewodnika do oznaczania drzew i krzewów,
3) zapamiętać rozpoznane gatunki,
4) sporządzić karty pędownika,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
klucz do rozpoznawania roślin,
–
zdjęcia i opisy roślin drzewiastych,
–
kartki papieru,
–
taśma klejąca lub klej,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 7
Rozpoznaj rośliny podczas zajęć terenowych na podstawie klucza do oznaczania roślin.
Przyjrzyj się, w jakim środowisku rosną rośliny zielne. Określ liczbę gatunków roślin.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przyjrzeć się roślinom i ich kwiatom,
2) po barwie i budowie kwiatu, wyglądzie liścia określić rodzinę,
3) w kluczu do rozpoznawania odszukać zdjęcia i opisy tych roślin,
4) zapamiętać rozpoznane gatunki, nauczyć się ich charakterystycznych cech,
5) przyjrzeć się otoczeniu,
6) określić liczbę gatunków,
7) przedstawić wnioski.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
klucz do rozpoznawania roślin,
–
kartki papieru,
–
długopis, ołówek.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
4.1.3. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) scharakteryzować rodzaje tkanek?
2) omówić funkcje tkanek?
3) omówić rozmnażanie grzybów?
4) scharakteryzować znaczenie grzybów?
5) scharakteryzować mszaki?
6) porównać rozmnażanie mszaków i paprotników?
7) scharakteryzować paprotniki?
8) omówić funkcje organów roślinnych?
9) porównać cykl rozwojowy nagozalążkowych i okrytozalążkowych?
10) scharakteryzować rodziny nagozalążkowych?
11) scharakteryzować rodziny okrytozalążkowych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
4.2. Charakterystyka świata zwierząt
4.2.1. Materiał nauczania
Budowa i funkcje tkanek zwierzęcych
Tkankową budowę ma zarówno większość roślin, jak i zwierząt. Zwierzęta są znacznie
bardziej skomplikowane i zróżnicowane, wykształciły więc bardzo wiele wyspecjalizowanych
tkanek (tabela 1).
Tabela 1. Podział tkanek zwierzęcych [1, s. 154]
Tkanki zwierzęce
nabłonkowe
łączne
mięśniowe
nerwowa i glejowa
1.Nabłonki jednowarstwowe:
1. Właściwa:
- gładka,
- nerwowa,
- płaski,
- wiotka,
-poprzecznie prążkowana
- glejowa
- sześcienny (brukowy),
- zbita,
szkieletowa,
- walcowaty (cylindryczny)
- tłuszczowa,
-poprzecznie prążkowana
- wielorzędowy
-siateczkowata
serca
2.Nabłonki wielowarstwowe:
2. Oporowa
- płaski,
- chrzestna,
- przejściowy
- kostna
3. Krew i limfa
Nabłonki oddzielają organizm zwierzęcia od otaczającego środowiska, pozwalają
na wymianę gazową, ułatwiają odbiór bodźców ze świata zewnętrznego, a także wyściełają
narządy i jamy ciała. U zwierząt lądowych nabłonki zabezpieczają też częściowo przed utratą
wody. Ze względu na swoje graniczne położenie i zróżnicowanie funkcji nabłonki cechują się
urozmaiconą budową. Ich wspólną specyficzną cechą jest natomiast zwarty układ komórek,
utrzymywany między innymi dzięki tak zwanej błonie podstawnej oraz różnego rodzaju
połączeniom międzykomórkowym.
Nabłonki nie są unaczynione, a substancje odżywcze pobierają z leżącej pod nimi tkanki
łącznej. Wyjątkiem jest wielowarstwowy nabłonek skóry płazów, który jest ukrwiony.
Komórki nabłonkowe zdolne są do podziałów.
Podstawowy
podział
nabłonków
podyktowany
jest
liczbą
warstw
komórek
oraz ich kształtem. Nabłonki tworzone przez pojedynczą warstwę komórek określa się jako
jednowarstwowe, gdy warstw jest więcej -jako wielowarstwowe.
Podział nabłonków według funkcji, jakie pełnią w organizmie człowieka. Dzielimy je
wówczas na: pokrywające, gruczołowe i zmysłowe oraz wchłaniające. Typowym przykładem
nabłonka pokrywającego jest wielowarstwowy, złuszczający się naskórek czy nabłonek
jednowarstwowy płaski, wyścielający serce oraz naczynia krwionośne. Nabłonki gruczołowe
zawierają liczne komórki zdolne do produkcji specyficznych substancji „na eksport”. Tkanki te
współtworzą takie gruczoły, jak na przykład ślinianki, trzustkę, wątrobę czy gruczoły łojowe w
skórze. Nabłonki zmysłowe współtworzą także narządy zmysłów: kubki smakowe
w błonie śluzowej języka, błonę węchową nosa, ślimak w uchu wewnętrznym i siatkówkę oka.
Nabłonki wchłaniające pokrywają światło jelit.
Tkanka łączna jest najbardziej zróżnicowana spośród wszystkich tkanek zwierzęcych.
W ciele kręgowców tkanka łączna spełnia liczne funkcje: wypełniającą, odżywczą
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
i transportową, mechaniczną (tu: szkieletową) oraz obronną. Tkanka łączna składa się zawsze
z istoty międzykomórkowej oraz komórek.
Włókna kolagenowe są zbudowane z nierozpuszczalnego w wodzie, złożonego białka
o nazwie kolagen (w organizmie człowieka stanowi on ok. 30% wszystkich białek).
Najistotniejszą cechą włókien kolagenowych jest ich bardzo duża odporność na rozrywanie,
dlatego licznie występują w ścięgnach, chrząstkach i kościach.
Włókna sprężyste (elastyczne) są znacznie cieńsze niż włókna kolagenowe i zbudowane
z innego białka – elastyny. Włókna elastyczne tworzą nieregularną, sprężystą sieć, którą można
znacznie rozciągać. Jej odporność na zerwanie jest natomiast niewielka, ale w ścianach naczyń
krwionośnych i w chrząstce sprężystej – wystarczająca. Najdelikatniejsze są włókna
retikulinowe tworzące pojedyncze, delikatne włókienka. Ten typ włókien stanowi delikatne
rusztowanie w niektórych narządach, na przykład w zrębie węzłów chłonnych.
Tkanki łączne właściwe
Grupa tkanek łącznych właściwych to tkanki środowiska wewnętrznego. Cechą
charakterystyczną tkanek łącznych właściwych są: brak substancji twardych w istocie
międzykomórkowej, duże możliwości regeneracyjne i znaczny udział w metabolizmie ustroju.
Otacza ona między innymi naczynia krwionośne, nerwy i mięśnie, a z tkanką tłuszczową
współtworzy warstwę podskórną, przytwierdzającą skórę do muskulatury.
Tkanka łączna zbita natomiast zawiera liczne włókna kolagenowe. Jeśli są one ułożone
regularnie, to tkanka ta buduje ścięgna i torebki stawowe. Gdy układ włókien kolagenowych
jest nieregularny (w skórze właściwej), umożliwia silne odkształcanie.
Rezerwę metaboliczną ustroju stanowi tkanka łączna tłuszczowa. W warunkach stałej
nadwyżki substancji odżywczych jej liczne komórki syntetyzują i odkładają w swojej
cytoplazmie tłuszcze obojętne. Ponadto podskórna warstwa tkanki tłuszczowej pełni rolę
termoizolacyjną.
Tkanka łączna siateczkowata jest bogato unaczyniona i ma bardzo delikatną budowę. Jej
komórki kontaktują się ze sobą przez liczne wypustki. Powstaje w ten sposób przestrzenna
sieć, a jej puste miejsca wypełnia gąbczasta substancja podstawowa, bogata we włókna
retikulinowe. Ten typ tkanki tworzy zrąb takich narządów, jak: węzły chłonne, grasica oraz
zrąb szpiku kostnego.
Tkanka łączna zarodkowa, czyli mezenchyma występuje tylko w okresie zarodkowym.
Oznacza to zdolność wytwarzania wszystkich rodzajów komórek tkanki łącznej.
Z mezenchymy powstają więc wszystkie rodzaje tkanki łącznej. Galaretowata substancja
podstawowa tkanki łącznej zarodkowej pozbawiona jest włókien.
Tkanki łączne oporowe
Grupa tkanek łącznych oporowych zapewnia podporę ciała i ochronę mechaniczną.
Tkanki łączne oporowe są charakterystyczne dla zwierząt mających twardy, wewnętrzny
szkielet osiowy, czyli dla kręgowców. Wśród bezkręgowców jedynie głowonogi mają puszkę
mózgową zbudowaną z tkanki o charakterze chrzestnym.
Ze względu na różnice w budowie i funkcjach tkankę łączną oporową podzielono na dwa
rodzaje: tkankę chrzestną (tworzącą chrząstki) i tkankę kostną (tworzącą kości).
Tkanka chrzestna nie jest unaczyniona ani unerwiona. W dojrzałej postaci składa się
z istoty międzykomórkowej (chondryny), w której zanurzone są włókna białkowe oraz
elementy komórkowe. W wypadku urazu mechanicznego w okolicy uszkodzenia chondrocyty
przekształcają się w komórki chrząstkogubne (chondroklasty), które rozpuszczają chrząstkę.
Pewna część komórek chrzęstnych przekształca się jednocześnie w komórki chrząstkotwórcze
(chondroblasty). Pozwala to na uzupełnienie ubytków w tej tkance.
Tkanka chrzestna szklista tworzy szkielet wszystkich kręgowców w okresie zarodkowym.
W szkielecie dorosłego człowieka chrząstka szklista buduje powierzchnie stawowe
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
i przymostkowe części żeber. Występuje także w części chrzestnej nosa, nagłośni
i oskrzelach.
Tkanka chrzestna sprężysta występuje w małżowinie usznej ssaków. Współtworzy też
część chrząstek krtani i nagłośni,
W organizmie większości kręgowców tkanka kostna powstaje jako szkielet ostateczny.
Tkanka kostna powstaje głównie w drodze kostnienia tkanki chrzestnej szklistej lub,
w mniejszym stopniu, tkanki łącznej właściwej. W odróżnieniu od chrząstek, kości są
unaczynione i unerwione.
Wyróżnia się dwa rodzaje tkanki kostnej: zbitą i gąbczastą.
Krew i limfa
Krew, a ściślej hemolimfa owadów, pozbawiona jest barwników oddechowych. Nie
transportuje więc gazów oddechowych (funkcję tę spełnia układ tchawkowy). U innych
bezkręgowców, na przykład pierścienic, krew pełni funkcję przenośnika tlenu i dwutlenku
węgla. Nośnikiem tlenu jest białko, hemoglobina (czerwona), chlorokruoryna (zielona) lub
hemocyjanina (niebieska).
Kręgowce mają dwa rodzaje tkanki łącznej płynnej: krew oraz limfę. Krew, jak każdy
rodzaj tkanki łącznej, składa się z substancji międzykomórkowej, czyli nieupostaciowanego
osocza oraz elementów morfotycznych – krwinek czerwonych, białych oraz płytek krwi.
Osocze jest lekko żółtawą cieczą zawierającą około 90% wody. W osoczu rozpuszczone są
związki organiczne (około 9%), z czego większość stanowią białka, w tym odpornościowe
oraz fibrynogen odpowiadający za tworzenie skrzepów. W osoczu rozpuszczona jest także
glukoza oraz niewielka ilość wolnych kwasów tłuszczowych, hormonów i mocznika. Związki
nieorganiczne stanowią niespełna 1% składu osocza i są to głównie: chlorek sodu, jony
wapnia, potasu, magnezu oraz żelaza pochodzącego z przemian hemoglobiny.
Elementy morfotyczne krwi powstają głównie w czerwonym szpiku kostnym, który
wypełnia jamy szpikowe kości długich i płaskich oraz przestrzenie pomiędzy beleczkami
kostnymi części nasadowych kości.
Krew umożliwia dostarczanie tlenu z płuc do wszystkich komórek ciała – rola oddechowa,
a także zaopatruje wszystkie komórki w materiały budulcowe i energetyczne – rola odżywcza.
Ważną funkcją krwi jest też transportowanie zbędnych i szkodliwych produktów metabolizmu
– przede wszystkim dwutlenku węgla oraz związków azotu – rola wydalnicza. To jednak nie
wszystko, nie można bowiem pominąć udziału krwi w procesach odpornościowych – rola
immunologiczna. Krążąca krew rozprowadza także ciepło, pomaga w utrzymaniu stałej
temperatury ciała – rola termoregulacyjna.
Głównym składnikiem morfotycznym krwi są krwinki czerwone. Innym ważnym
składnikiem morfotycznym krwi są krwinki białe. Nazywane leukocytami, są faktycznie
bezbarwne. Występują nie tylko we krwi, ale także w mniejszych ilościach w limfie.
Ze względu na znaczne zróżnicowanie budowy i funkcji białe krwinki podzielono
na dwie grupy: granulocyty i agranulocyty.
Podstawową funkcją granulocytów jest niszczenie obcych białek, na przykład alergennych.
Agranulocyty są odpowiedzialne za pobudzanie innych leukocytów do działania i za produkcję
przeciwciał.
Monocyty są swoistymi strażnikami czystości biochemicznej organizmu. Mają zdolność
wydostawania się poza światło naczyń układu krążenia, szybkiego ruchu pełzakowatego
i są komórkami żernymi (przeprowadzają fagocytozę). Dojrzałe monocyty nazywa się
makrofagami (gr. makro – wielki, phagein – pożerać, zjadać).
Ostatnią z zasadniczych grup krwinek są płytki krwi, czyli trombocyty. Trombocyty
spełniają rolę wyzwalaczy, zapoczątkowujących złożony proces krzepnięcia krwi. Inaczej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
mówiąc, podstawową rolą tych krwinek jest udział w hemostazie (zachowaniu ciągłości naczyń
krwionośnych).
Limfa, czyli chłonka, pośredniczy w dwustronnej wymianie substancji pomiędzy krwią
i innymi tkankami. Podobnie jak w wypadku krwi, w skład chłonki wchodzi nieupostaciowane
osocze, zbliżone składem do osocza krwi, zawierające jedynie nieco większy procent tłuszczu.
Powstaje ono jako przesącz z naczyń włosowatych do przestrzeni międzykomórkowych.
Spośród elementów morfotycznych zdecydowaną większość stanowią limfocyty. Chłonka
spełnia więc także rolę odpornościową.
Tkanka mięśniowa
Podstawową cechą tkanki mięśniowej jest zdolność jej komórek do aktywnego kurczenia
się. Tkanka mięśniowa kręgowców powstaje głównie z mezodermy. Jedynie mięśnie gładkie
gruczołów potowych i mięsień rzęskowy źrenicy pochodzą z ektodermy. Ze względu na
budowę oraz lokalizację tkankę mięśniową kręgowców podzielono na: poprzecznie
prążkowaną szkieletową, poprzecznie prążkowaną serca oraz gładką. Podstawową jednostką
czynnościową tkanki mięśniowej jest włókno mięśniowe.
Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa buduje aktywną część układu
ruchu kręgowców. Włókna poprzecznie prążkowane szkieletowe kształtem przypominają
wydłużone walce. Włókna w mięśniu ułożone są równolegle do siebie, co zwiększa siłę
skurczu. Ich wnętrze wypełnione jest głównie pęczkami miofibryli. Pęczki otoczone są
rozbudowanymi błonami siateczki śródplazmatycznej. Pomiędzy pęcherzyki siateczki wnikają
kanaliki, łączące się z błoną komórkową włókna. Takie rozwiązanie zapewnia połączenie
wewnętrznego systemu błoniastego z błoną komórkową i umożliwia szybkie rozprzestrzenianie
bodźca skurczowego we włóknie. Spłaszczone jądra komórkowe, których liczba może
dochodzić do kilkuset w jednym włóknie, znajdują się na obrzeżach komórki.
Mięśnie dokonują zamiany energii chemicznej na pracę mechaniczną (skurcze).
Największe ilości energii zużywają mięśnie szkieletowe. Ponadto, ze względu na duże
zapotrzebowanie tlenowe i intensywną przemianę materii, mięśnie szkieletowe są bardzo
dobrze ukrwione i unerwione. Ich skurcz zależny jest od naszej woli.
Serce jest bardzo sprawną pompą mięśniową. Dzięki sercu organizm kręgowca może
sprawnie transportować różnego rodzaju substancje do wszystkich części ciała. Mięsień
sercowy powinien więc wykonywać stosunkowo szybkie skurcze, być mało podatny na
znużenie, lecz niekoniecznie charakteryzować się wielką siłą.
Podstawową jednostką budulcową tkanki sercowej kręgowców jest jednojądrzasta
(rzadko dwujądrzasta) komórka, która wykazuje poprzeczne prążkowanie. Dzięki temu
łączące się ze sobą włókna tworzą przestrzenną sieć, w której skurcz elementów prowadzi do
zmniejszenia objętości jam serca. Skurcze serca są niezależne od naszej woli, chociaż
pośrednio możemy na nie wpływać.
Tkanka mięśniowa gładka współtworzy wór powłokowo-mięśniowy i ściany narządów
wewnętrznych płazińców, nicieni i pierścienic. U tych bezkręgowców jest więc ona związana z
lokomocją. Tkanka ta nie występuje u stawonogów. Z kolei u kręgowców mięśnie gładkie nie
spełniają funkcji lokomocyjnych. Tkanka mięśniowa gładka tych zwierząt współtworzy ściany
narządów wewnętrznych: przewodu pokarmowego, naczyń krwionośnych, limfatycznych i
narządów moczopłciowych, występuje też w skórze. Włókna mięśniowe gładkie skupiają się
najczęściej w pasma bądź w błony mięśniowe (stosuje się jednak określenie „mięsień”). Istotna
jest
odporność
na
znużenie,
czyli
zdolność
do
pozostawania
w długotrwałym skurczu, nawet w warunkach niedoboru tlenu. Skurcz mięśni gładkich jest
niezależny od naszej woli.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Tkanka nerwowa i glejowa
Prymitywną tkankę nerwową mają już parzydełkowce, u wszystkich zwierząt
trójwarstwowych tkanka nerwowa tworzy mniej lub bardziej rozwinięty układ nerwowy
z centrum nerwowym. Podstawową jednostką anatomiczną tkanki nerwowej są komórki
nerwowe (neurony) oraz komórki glejowe. Głównym zadaniem neuronów jest szybkie
przesyłanie informacji wzdłuż komórki w postaci impulsów nerwowych (fali niewielkich
wyładowań elektrycznych). Komórki glejowe nie przewodzą impulsów nerwowych.
Odpowiadają natomiast za odżywianie i ochronę komórek nerwowych. W zależności
od położenia w układzie nerwowym oraz pełnionej funkcji neurony ssaków i człowieka
znacznie różnią się wielkością i kształtem. Jednakże w każdym zwykle dość łatwo można
wyróżnić trzy charakterystyczne elementy: ciało komórki oraz dwa rodzaje wypustek
cytoplazmatycznych.
Budowa i funkcje narządów i układów narządów zwierząt
Grupy tkanek tworzą narządy, czyli organy (np. ruchu, trawienia, krążenia, węchu, słuchu
itp.).
Narządem nazywamy taką część ciała, która zajmuje określone miejsce w organizmie
zwierzęcia, ma pewien określony kształt i jest zbudowana z tkanek przystosowanych do
wypełniania określonych czynności. Przykładem narządu jest np. mięsień, kość, śledziona,
nerka, gałka oczna itp.
Zespół narządów (stanowiących jedną całość morfologiczną i czynnościową) zgodnie ze
sobą współpracujących nazywamy układem lub systemem. U wyżej uorganizowanych zwierząt
rozróżniamy następujące układy: powłokowy, mięśniowy, szkieletowy, pokarmowy, krążenia,
limfatyczny, oddechowy, wydalniczy, rozrodczy oraz nerwowy z narządami zmysłów (czyli
czucia).
Układ powłokowy osłania ciało od zewnątrz. Zadaniem tego układu jest ochrona
organizmu zwierzęcia przed szkodliwym wpływem czynników zewnętrznych i nadmiernym
odwodnieniem, regulacja temperatury wewnętrznej organizmu, łączność ze środowiskiem
zewnętrznym (przy udziale układu nerwowego), udział w procesach oddychania zewnętrznego
i wydalania.
Układ mięśniowy zbudowany jest z tkanki mięśniowej. Umożliwia zwierzętom
wykonywanie ruchów. Podstawowym elementem tego układu są mięśnie.
Układ szkieletowy tworzy rusztowanie dla miękkich części ciała i spełnia funkcje
ochronne. Rozróżniamy szkielety; zewnętrzne i wewnętrzne.
Szkielet; zewnętrzny, osłaniający organizm, spotykamy najczęściej u zwierząt
bezkręgowych, (np. stawonogi mają zwykle silnie rozwinięty pancerz ochronny, ślimaki
i małże – twarde muszle).
Szkielet wewnętrzny w postaci igieł wapiennych, krzemionkowych lub włókien
sponginowych mają gąbki. Silnie rozwinięty wapienny szkielet wewnętrzny mają koralowce.
U kręgowców występuje charakterystyczny szkielet wewnętrzny, zbudowany albo
z tkanki chrząstkowej, albo z tkanki kostnej i chrząstkowej, w którym wyróżniamy: szkielet
osiowy (czaszka i kręgosłup), szkielet klatki piersiowej (żebra i mostek) oraz szkielet kończyn
(szkielety pasów – barkowego i miednicowego, oraz szkielety wolnych kończyn przednich
i tylnych).
Układ pokarmowy (trawienny) ma zadanie pobierania pokarmu oraz mechanicznego
i chemicznego jego przerobienia do stanu przyswajalności przez komórki ciała. Zwierzę,
niezależnie od tego, czy ciało jego składa się z jednej komórki, czy z zespołu tkanek, musi
pobierać pokarm, aby żyć, rosnąć i rozmnażać się. Pobieranie pokarmu może się odbywać całą
jego powierzchnią (np. u tasiemców) lub określoną częścią ciała.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
W najprostszej postaci układ pokarmowy składa się z jamy chłonąco – trawiącej, która ma
tylko jeden otwór spełniający równocześnie rolę gęby i odbytu (np. u gąbek i jamochłonów).
W dalszym rozwoju ewolucyjnym świata zwierzęcego przekształca się on w przewód
pokarmowy.
Układ krążenia transportuje on za pomocą specjalnych cieczy pewne substancje
w obrębie ciała zwierzęcia. U nisko uorganizowanych zwierząt wielokomórkowych układ
krążenia nie występuje. U jamochłonów jego funkcje spełnia układ gastrowaskularny,
roznoszący pokarm po całym ciele. U zwierząt wyżej uorganizowanych, np. u większości
obleńców, rozprowadzanie wchłoniętego przez jelito pokarmu odbywa się za pośrednictwem
cieczy krążących w jamie ciała.
Rozróżniamy dwa typy układu krążenia. W układzie otwartym krew wlewa się
w niektórych częściach ciała do przestrzeni między tkankami i narządami (np. u stawonogów
i mięczaków). W układzie zamkniętym krew krąży wyłącznie w naczyniach (np. u pierścienic i
kręgowców).
Ponieważ u zwierząt wyżej uorganizowanych krew krążąca w organizmie oprócz
pożywienia transportuje również tlen, produkty przemiany materii i hormony, układ krążenia
współdziała ściśle z układem pokarmowym, oddechowym i wydalniczym.
Układ oddechowy umożliwia wymianę gazów między organizmem zwierzęcia
a środowiskiem. W procesie oddychania organizm pobiera z otoczenia tlen potrzebny do
utlenienia substancji organicznych, dostarczanych komórkom za pośrednictwem płynów
ustrojowych. W wyniku utleniania złożone substancje organiczne rozpadają się na składniki
prostsze, przy czym wyzwala się pewien zasób energii cieplnej, zależny od rodzaju utlenianych
substancji. Gąbki, jamochłony, niektóre robaki, pierścienice i pewne stawonogi pobierają tlen i
wydalają CO
2
całą powierzchnią ciała. Gazy rozchodzą się, u nich bezpośrednio między
tkankami lub za pośrednictwem hemolimfy. Jest to tzw. oddychanie śródcząsteczkowe.
W miarę rozwoju układu powłokowego zwierząt wymiana gazowa przez powierzchnię
ciała stawała się niemożliwa. Rozwijały się więc specjalne narządy oddechowe w postaci
tchawek (np. u stawonogów lądowych) lub płucotchawek (np. u pajęczaków), skrzeli
(u zwierząt wodnych), skrzelotchawek lub płuc (u zwierząt lądowych lub wtórnie wodnych).
Znaczny udział w oddychaniu może brać skóra.
Układ wydalniczy służy on do usuwania z organizmu zbędnych lub szkodliwych
produktów przemiany materii, które pozostając w nim spowodowałyby jego zatrucie i śmierć.
Układ rozrodczy ma u różnych grup zwierzęcych budowę rozmaitą i często
skomplikowaną (np. u bezkręgowców). W skład narządów układu wchodzą: gruczoły
rozrodcze, czyli płciowe, zwane gonadami (produkujące komórki rozrodcze), przewody
wyprowadzające oraz często dodatkowe gruczoły płciowe i narządy kopulacyjne.
W skład narządów rozrodczych męskich wchodzą jądra (produkujące nasienie – plemniki),
nasieniowody, gruczoły dodatkowe (produkujące płyn, w którym zawieszone są plemniki) oraz
często narząd kopulacyjny.
Narządy rozrodcze żeńskie składają się z jajników (produkujących jaja), jajowodów,
gruczołów dodatkowych (produkujących m.in. osłonki jajowe), macicy (gdzie gromadzą się
jaja lub rozwija się zarodek) oraz często narządu kopulacyjnego (np. pochwy).
Jeśli u danego osobnika występują oba rodzaje narządów rozrodczych: męskie i żeńskie –
wówczas nazywamy go obojnakiem (hermafrodytą).
Układ nerwowy ma on zadanie koordynowania czynności wszystkich układów w ciele
zwierzęcia, odbierania bodźców i przewodzenia ich do reagujących na nie narządów. Jest on
łącznikiem między organizmem a środowiskiem zewnętrznym u różnych grup zwierzęcych
różnie zbudowanym.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
Narządy zmysłów. Bytowanie zwierzęcia w otaczającym go środowisku, jego zachowanie
się i reakcje na zjawiska zewnętrzne zależą przede wszystkim od czynności jego narządów
zmysłów, czyli układu odbiorczego, który odbiera wrażenia i jest ściśle związany
z układem nerwowym. Za pomocą narządów zmysłów zwierzę odbiera bodźce z zewnątrz.
Wyróżniamy zmysły zasadnicze: dotyk, węch, smak, słuch i wzrok, oraz tzw. zmysły
dodatkowe (np. zmysł równowagi, temperatury, orientacji przestrzennej itd.).
Rozmnażanie
Każdy żywy organizm odżywia się, rośnie, a po dojrzeniu wydaje potomstwo. Zjawisko
wydawania na świat potomstwa nosi nazwę rozrodu, czyli rozmnażania. Rozmnażanie może
być bezpłciowe lub płciowe.
Rozmnażanie bezpłciowe występuje wówczas, gdy powstanie nowych osobników odbywa
się bez udziału specjalnych komórek rozrodczych; osobnik potomny powstaje kosztem
substancji
jednego
organizmu
macierzystego.
Występuje
ono
u
zwierząt niżej
uorganizowanych. Formami rozmnażania bezpłciowego są: podział (np. u pierwotniaków),
pączkowanie (u wymoczków, jamochłonów i niektórych pierścienic) i podział wielokrotny
(u sporowców).
Przy rozmnażaniu płciowym osobnik potomny powstaje zwykle przy współudziale dwóch
osobników macierzystych. Rozmnażanie płciowe jest związane z powstaniem w organizmie
rodzicielskim, specjalnych komórek rozrodczych (płciowych) zwanych gametami, które tworzą
się w specjalnych gruczołach płciowych – gonadach. Gonady produkujące męskie komórki
rozrodcze (plemniki) nazywamy jądrami, gonady zaś produkujące żeńskie komórki rozrodcze
(jaja) – jajnikami. U niektórych zwierząt gonady mogą produkować gamety męskie i żeńskie.
Takie gonady nazywamy obojnaczymi (hermafrodytycznymi).
U zwierząt nisko uorganizowanych komórki płciowe mogą się wydostać na zewnątrz bądź
przez okrywę ciała w różnych jego miejscach, bądź za pośrednictwem przewodu
pokarmowego. U zwierząt wyżej uorganizowanych istnieją specjalne kanały wywodzące
(u samców nasieniowody, u samic – jajowody). Końcowe części jajowodów mogą się
rozszerzać, tworząc macicę, w której zbierają się jaja lub odbywa się rozwój zarodka.
Charakterystyka biologiczna bezkręgowców
Systematyka zwierząt bezkręgowych
Królestwo: Zwierzęta (Animalia)
Podkrólestwo: Beztkankowce (Parazoa)
Typ: Gąbki (Porifera)
Gromada: Gąbki wapienne (Calcarea)
Gromada: Gąbki szkliste {Hyallospongia)
Gromada: Gąbki pospolite, czyli zwyczajne (Demospongia)
Podkrólestwo: Tkankowce (Metazoa)
Typ: Parzydełkowce (Cnidaria)
Gromada: Stułbiopławy (Hydrozoa)
Gromada: Krążkopławy (Scyphozoa)
Gromada: Koralowce (Anthozoa)
Typ: Plazińce (Platyhelminthes)
Gromada: Wirki (Twbellaria)
Gromada: Przywry (Trematoda)
Gromada: Tasiemce (Cestoda)
Typ: Nicienie (Nematoda)
Typ: Wrotki (Rotifera)
Typ: Pierścienice (Annelida)
Gromada: Wieloszczety (Polychaeta)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Gromada: Skąposzczety (Oligochaeta)
Gromada: Pijawki (Hirudinea)
Typ: Mięczaki (Mollusca)
Gromada: Ślimaki (Gastropoda)
Gromada: Małże (Bivalvia)
Gromada: Głowonogi (Cephalopoda)
Typ: Stawonogi (Arthropoda)
Gromada: Skorupiaki (Crustacea)
Gromada: Wije (Myńapoda)
Gromada: Owady (Insecta)
Gromada: Pajęczaki (Arachnoidea)
Gromada: Trylobity (Trilobita)
Typ: Szkarlupnie (Echinodermata)
Gromada: Liliowce (Crinoidea)
Gromada: Rozgwiazdy (Asteroidea)
Gromada: Wężowidła (Ophiuroidea)
Gromada: Jeżówce (Echinoidea)
Gromada: Strzykwy (Holothurioidea)
Typ: Strunowce (Chordata)
Podtyp: Osłonice (Tunicata)
Podtyp: Bezczaszkowce (Acrania)
Podtyp: Kręgowce (Yertebrata)
Gromada: Kręgouste (Cyclostomata)
Gromada: Ryby (Pisces)
Gromada: Płazy (Amphibia)
Gromada: Gady (Reptilia)
Gromada: Ptaki (Aves)
Gromada: Ssaki (Mammalia)
Typ: Gąbki – Portiera
Gąbki są najniżej uorganizowanymi, prymitywnymi zwierzętami wielokomórkowymi
o ciele asymetrycznym, żyjącymi przeważnie w morzach; nieliczne gatunki występują
w wodach słodkich. Wiodą one w postaci dorosłej nieruchomy, osiadły, kolonijny tryb życia,
usadawiając się na kamieniach, palach oraz innych przedmiotach zanurzonych w wodzie, gdzie
rozrastają się i przybierają różne formy: krzaczaste, bryłowate itp.
Ciało najprościej zbudowanej gąbki, wyodrębnionej z kolonii, ma kształt wydłużonego
woreczka o ściance zbudowanej z dwu komórek tkanki nabłonkowej, a mianowicie: warstwy
zewnętrznej – okrywającej, czyli ektodermy, i warstwy wyścielającej tkankę od zewnątrz, czyli
entodermy, przedzielonych bezkomórkową galaretowatą substancją (tzw. mezogleą).
Gąbki oddychają całą powierzchnią ciała. Woda przepływająca przez ciało gąbki
doprowadza do tkanek tlen rozpuszczony w wodzie i zabiera CO
2
. Na podrażnienia chemiczne
i mechaniczne gąbki nie reagują.
Gąbki mogą się rozmnażać sposobem płciowym lub bezpłciowym. Jedne gąbki są
organizmami obupłciowymi, inne – rozdzielnopłciowymi (np. nadecznik).
Gąbki wykazują znaczne zdolności regeneracji, tj. odtwarzania utraconych części ciała.
Ma to duże znaczenie dla zachowania gatunku.
Typ: Jamochłony
Do jamochłonów należą zwierzęta wodne, przeważnie morskie, wyżej uorganizowane niż
w poprzednim typie, ale o budowie ciała w ogólnych zarysach zbliżonej do budowy ciała
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
prymitywnej gąbki. Odznaczają się promienistą symetrią ciała. Ciało ich, podobnie jak u gąbek,
ma budowę workowatą, o ścianach zbudowanych z dwu warstw komórek tkanki nabłonkowej:
ektodermy, która okrywa i chroni ciało od zewnątrz, oraz entodermy wyścielającej wnętrze
ciała. Jamochłony mają dużą jamę chłonąco-trawiącą do trawienia pokarmów. Prowadzi do
niej otwór gębowy, spełniający zarazem rolę otworu odbytowego. Pomiędzy ektodermą i
entodermą leży cienka błona podstawowa lub warstwa galaretowatej mezoglei.
Jamochłony występują w dwu różniących się od siebie postaciach: polipa – prowadzącego
życie osiadłe i meduzy – swobodnie pływającej w wodzie. U większości gatunków postaci te
występują na przemian po sobie. Jamochłony rozmnażają się sposobem płciowym
i bezpłciowym.
Ze względu na budowę ciała i obecność lub brak parzydełek omawiany typ dzielimy na
dwa podtypy: parzydełkowce i żebropławy.
Parzydełkowce (Cnidaria) odznaczają się symetrią ciała. Charakterystyczną cechą tej
grupy zwierząt są komórki parzydełkowe, występujące wśród komórek ektodermy.
Parzydełkowce dzielą się na 3 gromady: stułbiopławy, krążkopławy i koralowce.
Gromada: Stułbiopławy – (Hydrozoa)
Do gromady tej należą przeważnie zwierzęta morskie, rzadziej słodkowodne. Występują
w dwu postaciach: polipa i meduzy, podobnych do siebie pod względem ogólnych cech
budowy. Polipy mogą być wolno żyjące lub tworzą kolonie (formy morskie). Meduzy zaś
prowadzą wolny tryb życia. W cyklu rozwojowym występuje przemiana pokoleń; polipy są
pokoleniem bezpłciowym, meduzy – płciowym.
Rys. 12.
Schemat cyklu rozwojowego chełbi modrej [1, s.176]
Typ: Płazińce (Robaki płaskie) – Plathelminthes
Do płazińców należy bardzo liczna grupa zwierząt, często znacznie różniących się między
sobą wyglądem, posiadających jednak w budowie ciała i w trybie życia szereg cech wspólnych.
Charakterystyczne jest dla nich ciało grzbieto-brzusznie spłaszczone, wstęgowato
wydłużone, owalne lub lancetowate, bez szkieletu i odnóży, dwubocznie symetryczne. Ściany
ciała (członowanego lub nieczłonowanego) stanowi wór skórno-mięśniowy, nadający
płazińcom stałe kształty. Zewnętrzną warstwę wora tworzy (orzęsiony lub nieorzęsiony)
nabłonek okrywający, który od strony wewnętrznej jest zrośnięty z warstwą włókien
mięśniowych. Skurcze i rozkurcze wora powodują ruch ciała płazińców. Wnętrze wora
skórno-mięśniowego (czyli jama ciała) jest wypełnione gąbczastą parenchymą. (tkanką łączną),
w której umiejscowione są narządy wewnętrzne. Układ trawienny jest prosto zbudowany. Ma
kształt wydłużonego, pojedynczego lub rozgałęzionego, ślepo zakończonego jelita. Otworu
odbytowego brak. Tasiemce nie mają układu trawiennego. Układ wydalniczy prymitywny: u
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
znacznej części zbudowany jest z pierwotnych kanalików wydalniczych, czyli protonefridiów.
Układ nerwowy, tzw. pasmowy, składa się ze zwojów głowowych (mózgowych), od których
odbiegają podłużne pnie nerwowe, biegnące wzdłuż całego ciała. Narządy zmysłów są słabo
wykształcone
lub
nie
ma
ich
w
ogóle.
Układu
krwionośnego
i oddechowego płazińce nie mają. Formy wolno żyjące oddychają całą powierzchnią ciała.
U pasożytów wewnętrznych zaś oddychanie ma charakter beztlenowy. Układ rozrodczy silnie
rozwinięty. Cykl rozwojowy u niektórych gatunków jest bardzo skomplikowany. Prawie
wszystkie robaki są obojnakami o olbrzymiej płodności.
Płazińce żyją w wodach, wilgotnej ziemi oraz jako pasożyty w organizmach zwierząt
bezkręgowych i kręgowych. Często powodują duże straty w hodowli zwierząt domowych
i łownych.
Typ płazińców dzieli się na 3 gromady: wirki, przywry (motylica wątrobowa) i tasiemce
(tasiemiec).
Typ: Obleńce (Robaki obłe) – Nemathelminthes
Obleńce należą. do zwierząt szeroko rozpowszechnionych na świecie (około 5000
gatunków). Żyją w wodach lub w glebie jako formy drapieżne lub żywiące się martwymi
substancjami organicznymi. Wiele gatunków prowadzi życie pasożytnicze w organizmach
zwierzęcych lub roślinnych.
Ciało mają wydłużone, na przekroju poprzecznym koliste (obłe), nieczłonowane, pokryte
silnym oskórkiem. Wór skórno-mięśniowy otacza pierwotną, obszerną, jamę ciała, w której
mieszczą. się narządy wewnętrzne. U większości obleńców pierwotna. jamę ciała wypełnia
swoista surowicza ciecz, która wprawdzie uniemożliwia obleńcom skracanie i wydłużanie
ciała, ale dzięki niej ciało ma dużą sprężystość i elastyczność.
Obleńce mają rurkowaty przewód pokarmowy, rozpoczynający się otworem gębowym.
Jelito kończy się otworem odbytowym. Trawienie jest zewnątrzkomórkowe. Układ wydalniczy
protonefridialny. Układ nerwowy składa się ze zwoju mózgowego i pni podłużnych. Obleńce
są rozdzielnopłciowe, o wyraźnym dymorfizmie płciowym. Dzielą się na 6 gromad. Największe
znaczenie dla gospodarstwa leśnego mają nicienie (glista ludzka, włosień spiralny) i
kolcogłowy (kolcogłów olbrzymi).
Typ: Pierścienice – Annelides
Pierścienice są szeroko rozprzestrzenione na świecie. Znanych jest około 7000 gatunków
pierścienic występujących głównie w wodach morskich i słodkich.
Niektóre gatunki żyją w glebach. Gatunki drapieżne żywią się pokarmem zwierzęcym,
pozostałe – roślinnym. Pewne gatunki są pasożytami.
Wydłużone ciało pierścienic jest podzielone poprzecznymi przewężeniami na liczne
odcinki, różnicujące się na mniej lub bardziej wyraźną okolicę głowową, tułowiową
i ogonową zwierzęcia. Segmentacji zewnętrznej odpowiada zwykle segmentacja wewnętrzna:
wtórna jama ciała jest podzielona przegrodami poprzecznymi na tyle odcinków wewnętrznych
(„komór”), ile jest segmentów. W „komorach” powtarzają się części narządów układów:
pokarmowego, krwionośnego, wydalniczego i nerwowego. Silny wór skórno-mięśniowy
obejmuje wtórną jamę ciała, zajmującą przestrzeń między wewnętrznymi ścianami wora
a jelitem. U większości pierścienic przestrzeń ta jest wyraźna i obszerna, natomiast u pijawek
ogranicza się do małych zatok krwionośnych leżących pośród mezenchymy.
Pierścienice mają prymitywne narządy ruchu w postaci szczecinek (u skąposzczetów) lub
pranóży (u wieloszczetów). Przewód pokarmowy jest zróżnicowany na poszczególne odcinki:
gardziel, przełyk, wole, żołądek, jelito środkowe i tylne. Układ wydalniczy (bardziej rozwinięty
niż u przedstawicieli typów poprzednich) jest metanefridialny. Układ krwionośny u większości
pierścienic jest zamknięty. Większość pierścienic oddycha całą powierzchnią ciała. Niektóre
(np. wieloszczety morskie) mają narządy oddechowe w postaci skrzeli skórnych na pranóżach.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
Układ nerwowy ze względu na segmentację jest drabinkowy. Narządy zmysłów
koncentrują się w części głowowej zwierzęcia. Występują w postaci prymitywnych oczek,
dołków węchowych, szczecinek dotykowych itp.
Większość pierścienic rozmnaża się płciowo i jest rozdzielnopłciowa. Skąposzczety
i pijawki są obojnakami. Przechodzą rozwój prosty (np. obojnaki) lub złożony. Pierścienice
mają dużą zdolność regenerowania utraconych części ciała.
Do omawianego typu zaliczamy gromady: skąposzczety (dżdżownica ziemna),
wieloszczety i pijawki (pijawka).
Typ: Stawonogi – Arthropoda
Stawonogi stanowią bardzo liczną grupę zwierząt wodnych i lądowych, różnorodną pod
względem wielkości, wyglądu zewnętrznego i budowy wewnętrznej. Wszystkie należące tu
formy mają szereg wspólnych charakterystycznych cech.
Ciało ich jest z reguły dwubocznie symetryczne, składające się z szeregu pierścienia
(segmentów) zgrupowanych w określone (zasadnicze) odcinki ciała, które powstały
ze zrośnięcia się określonej liczby pierścieni. Ciało stawonoga może się składać
z następujących odcinków: a) głowo-tułowia i odwłoka, (u gromady skorupiaków – np. raka
rzecznego) lub b) głowy, tułowia i odwłoka (u owadów), albo c) głowy wyraźnie
odgraniczonej od szeregu nie zróżnicowanych pierścieni (u wijów).
Na bokach segmentów tułowiowych, a często i odwłokowych, wyrastają odnóża,
składające się z poszczególnych członów („członkonogi”) połączonych ze sobą stawowato
(stąd druga nazwa „stawonogi”). U niektórych grup (np. u owadów) wytworzyły się narządy
służące do odbywania lotów.
Z zewnątrz ciało pokryte jest nabłonkiem okrywającym, tj. oskórkiem (kutikulą), który
tworzy szkielet zewnętrzny, często silnie przesycony solami wapnia i noszący wtedy nazwę
pancerza.
Stawonogi nie mają wora skórno-mięśniowego. Połączone z pancerzem mięśnie
zgrupowane są w pęczki, które mogą się kurczyć i rozkurczać, dzięki czemu możliwy jest ruch
odpowiednich części ciała.
Układ krwionośny jest otwarty. Charakteryzuje go obecność serca (leżącego
po grzbietowej stronie ciała), naczyń i zatok krwionośnych.
Narządy oddechowe są różnie wykształcone. Mogą nimi być skrzela, płucotchawki lub
tchawki w zależności od stadium rozwojowego poszczególnych rodzajów. Niektóre stawonogi
nie mają specjalnych narządów oddechowych; oddychają całą powierzchnią ciała.
Układ nerwowy jest drabinkowy, ale lepiej rozwinięty niż u pierścienic. Dotyczy to
zwłaszcza węzłów głowowych (mózgu). Narządy zmysłów są dobrze rozwinięte,
w szczególności oczy mają nader złożoną budowę.
Przewód pokarmowy jest rurowaty, rozpoczyna się otworem gębowym, a kończy
odbytowym. Jest on zróżnicowany na 3 odcinki: jelito przednie, środkowe i tylne. Przy
otworze gębowym wykształciły się narządy różnego typu. Procesy trawienia są wspomagane
wydzielinami gruczołów trawiennych, ślinowych i wątrobowo-trzustkowych.
Narządy wydalnicze są bardzo różne. Mogą one być np. w postaci ślepych, rurkowatych
wyrostków jelita środkowego lub tylnego (cewki Malpighiego), albo specjalnych gruczołów:
czułkowych, skorupowych i innych.
Układ rozrodczy jest dobrze rozwinięty. Stawonogi są rozdzielnopłciowe (wyjątek
stanowią nieliczne obojnacze skorupiaki) i mają jedną parę gonad. Samice niektórych
gatunków wyposażone są w specjalny narząd do składania jaj, czyli pokładełko. Stawonogi
przechodzą rozwój prosty lub przeobrażenie (metamorfoza).
Omawiany typ dzielimy na 6 gromad: trylobity, skorupiaki (rak rzeczny), pajęczaki (pająk
krzyżak), pratchawce, wije (drewniak) i owady.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
Gromada: Owady – Insecta
Jest to bardzo liczna grupa (obejmująca 3/4 wszystkich gatunków zwierząt) najwyżej
organizowanych, dwubocznie symetrycznych stawonogów (przeważnie lądowych, niekiedy
wodnych), zamieszkujących różne biotopy, wykazujących różnorodne kształty ciała i często
swoiste cechy biologiczne.
Ciało owada jest pokryte nabłonkiem, którego komórki wytwarzają pancerz kutikularny,
tworzący charakterystyczny szkielet zewnętrzny, w skład którego w 30% wchodzi chityna.
Ciało jest podzielone na 3 wyraźne odcinki: głowę, tułów i odwłok. W stadium dojrzałym
owady są zawsze zaopatrzone w 3 pary odnóży wyrastających z tułowia. U wielu gatunków
z górnej części tułowia wyrasta 1 lub 2 pary skrzydeł. Istnieją również owady bezskrzydłe.
Głowa owada tworzy dość dużą puszkę głowową, ochraniającą mózg. Na głowie znajduje
się najczęściej para czułków, narządy gębowe i para oczu złożonych. Czułki mogą być różnych
kształtów – równoczłonowe i różnoczłonowe. Mieszczą się w nich narządy dotyku
i węchu.
Oczy złożone i przyoczka są organami zmysłu wzroku. Zdarzają się również owady
pozbawione oczu (wtórnie), np. liczne gatunki żyjące w jaskiniach. Pod względem budowy
wyróżniamy oczy pojedyncze i złożone.
Oczy pojedyncze, zwane przyoczkami, są położone w obrębie ciemienia lub czoła.
Przyoczko nie ma zdolności akomodacji, gdyż kształt soczewki nie ulega zmianom.
Oczy złożone są parzyste i umieszczone zwykle po bokach głowy. Kształt mają półkolisty,
nerkowaty lub zbliżony do trójkątnego. Czasem nasada czułków wrzyna się
w przedni brzeg oczu, a niekiedy dzieli oko na 2 części. Powierzchnia oka złożonego wykazuje
dużą ilość regularnych, 6-bocznych pólek – soczewek. Pod każdą soczewką znajduje się
pojedyncze oczko o stożkowatym kształcie. Każde z nich jest odgraniczone od sąsiedniego
warstwą barwnika albo barwnik otacza z zewnątrz wszystkie oczka razem. Oczy złożone nie
dają ostrego obrazu z każdej odległości, ponieważ kształt soczewki jest niezmienny.
Narządy gębowe otaczają otwór gębowy. W zależności od zjadanego pożywienia
wyróżniamy kilka ich typów. Najpierwotniejszym typem są narządy gębowe gryzące,
występujące np. u chrząszczy lub gąsienic motyli. Do pobierania pokarmów stałych
i płynnych przystosowane są narządy gębowe gryząco-liżące (np. u trzmieli i pszczół). Narządy
gębowe ssąco-kłujące (u pluskwiaków i niektórych muchówek) służą do pobierania pokarmów
płynnych
z
tkanek
roślinnych
lub
zwierzęcych.
Narządy
gębowe
liżące
(np. u niektórych muchówek) przystosowane są do zlizywania pokarmu płynnego. Narządy
gębowe ssące (np. u motyli) umożliwiają wysysanie płynnego pokarmu, np. z dna kielicha
kwiatowego.
Za głową leży tułów składający się z 3 pierścieni (przedtułowia, śródtułowia i zatułowia).
Na tułowiu osadzone są narządy ruchu: nogi i skrzydła. Wszystkie owady mają po 3 pary nóg,
które wyrastają po jednej parze z każdego pierścienia tułowiowego. Noga składa się z szeregu
członów połączonych ze sobą stawami. W zależności od spełnianej funkcji nogi owadów mają
różną budowę. Wyróżniamy więc nogi kroczne (np. u chrząszczy, błonkówek), nogi skoczne
(u szarańczaków, pcheł), nogi grzebne (u turkucia), nogi pływne (u pływaka), nogi czepne
(u wszy).
Skrzydła osadzone są po 1 parze na śródtułowiu i zatułowiu. Wiele owadów ma tylko
jedną parę skrzydeł. Istnieją gatunki bezskrzydłe. Skrzydła mogą być błoniaste, pergaminowate
lub silnie stwardniałe, tzw. pokrywy (np. u chrząszczy), które służą zwykle do ochrony drugiej
błoniastej pary skrzydeł lotnych.
Odwłok jest największym odcinkiem ciała owada. W nim mieści się większość narządów
wewnętrznych. Samice niektórych owadów (szarańczaków, owadziarek) mają odwłok
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
zakończony pokładełkiem, które służy do składania jaj. Zmienionym pokładełkiem jest żądło (u
pszczołowatych) przeznaczone do obrony.
Układ pokarmowy składa się z 3 odcinków: jelita przedniego, rozpoczynającego się
otworem gębowym, jelita środkowego i końcowego, kończącego się odbytem.
Układ wydalniczy występuje w postaci cewek Malpighiego – ślepo zakończonych
rureczek, zbierających zbędne produkty przemiany materii i uchodzących do jelita.
Układ krwionośny jest otwarty. Składa się z wydłużonego cewkowatego serca, leżącego
po grzbietowej części odwłoka, kilku naczyń krwionośnych i zatok jamy ciała. Krew
najczęściej jest bezbarwna. Głównym jej zadaniem jest rozprowadzanie strawionych
pokarmów. W procesie oddychania prawie nie bierze udziału.
Układ oddechowy składa się z bardzo licznych, silnie rozgałęzionych tchawek,
przenikających i oplatających wszystkie narządy wewnętrzne. Zaczynają się one maleńkimi
otworkami, tzw. przetchlinkami, leżącymi po bokach tułowia i odwłoka.
Układ nerwowy jest drabinkowo-zwojowy. Pierwsze trzy pary zwojów głowowych
tworzą mózg. Po stronie brzusznej znajduje się drabinka brzuszna. Narządy zmysłów są różne i
dobrze rozwinięte. Narządami wzroku są oczy złożone i pojedyncze przyoczka. Narządy
węchu w postaci jamek węchowych znajdują się przeważnie na czułkach. Narządy dotyku
w postaci włosków i szczecinek umiejscowione są na czułkach, głaszczkach, odnóżach oraz
innych częściach ciała. Narządy słuchu występują na różnych częściach ciała, najczęściej na
nogach i pierścieniach odwłoka. Narządy smaku i węchu mieszczą się na wardze dolnej
i szczękach. Charakterystyczne dla owadów są narządy dźwiękowe oraz (mało zbadane)
narządy zmysłu orientacji przestrzennej.
Układ rozrodczy u samca i samicy jest różny. Owady są rozdzielnopłciowe, często
o wyraźnym dymorfizmie płciowym. Obojnactwo jest zjawiskiem rzadkim (osobniki takie są
niepłodne), natomiast częste jest dzieworództwo. Narządy rozrodcze składają się z bardzo
różnie zbudowanych jajników i jąder, przewodów wyprowadzających, często zaopatrzonych w
narządy kupulacyjne i pokładełka.
Większość owadów jest jajorodna. Niektóre gatunki muchówek, mszyc i czerwców
są żyworodne.
Pierwszym stadium rozwojowym owada jest jajo. W rozwoju pozazarodkowym
wyróżniamy jeszcze stadia: larwy, poczwarki i postaci doskonałej (imago), dojrzałej płciowo.
Rozwój, w którym występują 4 wspomniane stadia rozwojowe, nazywany jest przeobrażeniem
zupełnym. Do grupy owadów o przeobrażeniu zupełnym należą: np. chrząszcze, błonkówki,
motyle i muchówki. Owady, w rozwoju których brak jest stadium poczwarki, przechodzą tzw.
przeobrażenie niezupełne.
Larwa jest jedynym stadium rozwojowym owada, w którym odbywa się jego wzrost.
W związku z tym co pewien czas larwa zrzuca starą osłonkę kutikularną, która wskutek
wzrostu staje się za ciasna. Jest to tzw. linienie (zrzucona „skórka” zwie się wylinką). Larwa w
swoim rozwoju przechodzi szereg linień. Wyróżniamy kilka typów larw:
–
czerw – larwa pszczoły,
–
gąsienica, liszka (owłosiona gąsienica), – larwy motyli,
–
pędrak – larwa chrabąszczy,
–
drutowiec – larwa sprężyków.
Poczwarki owadów mogą być typu zamkniętego – gdy powierzchnia ciała jest okryta dość
twardym pancerzem, na którym są zaznaczone ogólne zarysy ciała, oraz typu wolnego – gdy
jest pokryta cienkim oskórkiem i ma dobrze widoczne podkurczone części ciała przyszłej
postaci doskonałej. U niektórych owadów poczwarka wolna spoczywa w ostatniej wylince,
z której tworzy się owalna osłonka. Ten typ poczwarki nazywamy baryłką lub bobówką.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
Postać doskonała, aby wydostać się z poczwarki, rozrywa jej osłonę, a jeśli dokoła niej
jest jeszcze oprzęd, wtedy nitki oprzędu rozpuszcza śliną. Długość życia postaci doskonałej
waha się od kilku godzin (np. jętka) do kilku lat (np. szeliniak). Postacie doskonałe niektórych
gatunków nie mają narządów pyszczkowych i wskutek tego nie pobierają pokarmu. Pozostałe
żywią się tkankami roślinnymi lub zwierzęcymi, wyrządzając zwykle mniejsze szkody niż
larwy.
Jeżeli jakiś gatunek owada rozwija się tylko jeden raz w ciągu roku, od jaja do postaci
doskonałej, mówimy wtedy, że ma generację jednoroczną. Wiele gatunków może mieć
w ciągu roku kilka generacji (np. mszyce, niektóre muchy lub błonkówki). Mamy wtedy
generacje podwójne, potrójne itd. Inne owady do osiągnięcia pełnego rozwoju potrzebują kilku
lub nawet kilkunastu lat (generacja n-letnia).
Gromadę owadów dzielimy na dwie podgromady: bezskrzydłe (Apterygota) i uskrzydlone
(Pterygota).
Podgromadę bezskrzydłych tworzą cztery rzędy: Skoczogonki (Collembola), pierwogonki
(Protura), widłogonki (Diplura) i szczeciogonki (Thysanura). Owady uskrzydlone zgrupowane
zostały w ok. 28 rzędach. Do najważniejszych należą: jętki, ważki, szarańczaki, skorki,
karaczany, psotniki, wszoły, wszy, przylżeńce, pluskwiaki, błonkówki, tęgopokrywe, sieciarki,
wojsiłki, chruściki, motyle, muchówki i pchły.
Typ: Mięczaki – Molusca
Typ ten obejmuje bardzo liczne (około 105 tys. gatunków) zwierzęta wodne i lądowe
o różnej postaci, odznaczające się miękkim, śliskim, niesegmentowanym ciałem, dwubocznie
symetrycznym, z wyjątkiem ślimaków o budowie asymetrycznej. Od strony grzbietowej ciało
okryte jest płaszczem, którego gruczoły wytwarzają konchiolinowo-wapienną muszlę
ochronną, dość luźno związaną z ciałem. Muszla może być pojedyncza (u większości
ślimaków) lub złożona z 2 połówek (np. u małży). U niektórych mięczaków wtórnie zanika.
U wielu mięczaków można wyróżnić głowę oraz mięsistą nogę, służącą za narząd ruchu.
Mięczaki o wyodrębnionej głowie mają w gardzieli rogową tarkę do rozcierania pokarmów.
Na głowie umieszczone są narządy zmysłów, a niekiedy specjalne narządy chwytne.
Układ oddechowy u mięczaków wodnych występuje w postaci skrzeli, a u lądowych
i niektórych wodnych – w postaci płuc skórnych. Układ krwionośny jest otwarty. Składa się z
woreczkowatego (osłoniętego osierdziem) serca, o jednym lub 2 przedsionkach i jednej
komorze, oraz licznych naczyń i zatok krwionośnych. Układ nerwowy tworzą 3 pary głównych
zwojów nerwowych: głowowych, nożnych i trzewiowych, połączonych spoidłami. U wielu
gatunków przednie zwoje łączą się razem tworząc mózg. Narządy zmysłów
u większości mięczaków są dobrze rozwinięte. Układ wydalniczy występuje w postaci nerek,
powstałych z silnie zmienionych metanefridiów, uchodzących jednym końcem do osierdzia,
drugim – do jamy płaszczowej. Układ rozrodczy dobrze rozwinięty. Rozmnażanie jest
wyłącznie płciowe lub obojnacze. Rozwój mięczaków bywa prosty lub przechodzą one przez
stadium larwalne.
Większość mięczaków żyje w morzach. Wiele gatunków występuje w wodach słodkich
i na lądzie. Żywią się pokarmem roślinnym, niektóre zaś mieszanym (mięczaki drapieżne).
Gospodarcze znaczenie mięczaków jest różne. Niektóre gatunki (np. ślimak winniczek,
ostrygi, omutki, sercówki, ośmiornice) są jadalne. Szereg gatunków dostarcza skorup
do wyrobu przedmiotów użytkowych (np. guzików) lub ozdobnych (perłopław). Niektóre
gatunki wyrządzają szkody w warzywnictwie i rolnictwie. Liczne gatunki są żywicielami
pośrednimi dla różnych pasożytów zwierząt i ludzi (np. błotniarka dla motylicy wątrobowej).
Mięczaki mają duże znaczenie skałotwórcze: z muszli gatunków morskich powstało wiele
pokładów skał wapiennych. Mięczaki kopalne mają znaczenie w nauce jako skamieniałości
przewodnie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
Mięczaki są spokrewnione z pierścienicami morskimi, od których pochodzą pramięczaki
(występujące w kambrze, tj. ponad 550 milionów lat temu). Typ mięczaków dzielimy na pięć
gromad. Do najważniejszych należą: ślimaki (ślimak winniczek), małże (szczeżuja)
i głowonogi.
Systematyczny przegląd wybranych rzędów owadów
Podgromada: Owady bezskrzydłe (Apterygota)
Są to przeważnie małe owady o prymitywnej budowie, nie mające skrzydeł. Niektóre na
pierwszych pierścieniach odwłoka mają kikutowate odnóża i widełki skokowe. Przeobrażenia
nie przechodzą. Żyją w środowiskach wilgotnych, żywiąc się odpadkami roślinnymi
i grzybami.
Należą tu np. pchlica wodna (Podura aąuatica), widłogonka zimowa (Entomobrya nivalis),
pojawiająca
się
niekiedy
masowo
zimą,
i
mysiogonek
(Sminthurus),
znany
z uszkadzania liścieni siewek sosny. Niektóre gatunki z rzędu pierwogonków i widłogonków
żyją w ściółce leśnej, przyczyniając się do jej rozkładu. Do szczeciogonów należy pospolity
w spiżarniach rybik cukrowy (Lepisma saccharina).
Podgromada: Owady uskrzydlone (Pterygota)
Cechą charakterystyczną tej podgromady, najliczniejszej pod względem gatunków, jest
brak kikutowatych kończyn na odwłoku. U wielu owadów ostatnie odnóża odwłokowe uległy
przemianie na pomocnicze narządy płciowe. Wszystkie owady należące do tej podgromady
mają po 2 pary skrzydeł, które mogą wtórnie ulegać zanikowi częściowemu (np. u much
zanikła jedna para skrzydeł) lub całkowitemu (np. u wszy i pchły). Odwłok u postaci
doskonałych składa się najwyżej z 10 pierścieni.
Rząd: Jętki – Ephemeroptera
Są to owady smukłe i o delikatnym ciele. Czułki mają krótkie. Funkcję ich przejęły długie
nogi pierwszej pary. Skrzydła są gęsto użytkowane. Koniec odwłoka zaopatrzony jest
w długie szczecinki. Narządy pyszczkowe zostały zredukowane (postacie doskonałe pokarmu
nie pobierają). Drapieżne larwy są podobne do owada doskonałego, lecz nie mają skrzydeł.
Żyją w wodzie przez kilka lat, natomiast postać doskonała żyje tylko przez kilka godzin,
w czasie których następuje lot godowy, kopulacja i złożenie jaj do wody. Jętki pojawiają się
niekiedy w olbrzymich ilościach. Zarówno larwy, jak i postacie doskonałe są częstym
składnikiem pożywienia ryb. Spośród nich należy wymienić np. jętkę jednodniówkę (Ephemera
vulgata).
Rząd: Ważki – Odonata
Owady średniej wielkości lub duże, o silnie rozwiniętym tułowiu. Odwłok ich jest
wysmukły i długi. Mają dwie pary skrzydeł dość szerokich i długich, przeważnie bezbarwnych i
gęsto użytkowanych. Głowa ich jest duża i ruchliwa. Oczy mają złożone, bardzo duże
i mocno wypukłe. Czułki są szczeciniaste i prawie zanikłe. Zaopatrzone są w narządy
pyszczkowe typu gryzącego.
Nogi mają dość słabo rozwinięte, ale na tyle silne, że służą do chwytania w locie
zdobyczy, którą stanowią inne owady, przeważnie drobne motyle i muchówki.
Larwy ważek żyją w wodzie. Są podobne do postaci rodzicielskiej; początkowo nie mają
skrzydeł, których zawiązki pojawiają się dopiero po drugim linieniu. Warga dolna (tzw. maska)
u larwy zmieniona jest w wysuwalny organ chwytny, zaopatrzony na końcu w silne, hakowate
żuwki. Ważki przechodzą przeobrażenie niezupełne. Zarówno larwy jak i postacie doskonałe
są drapieżne.
Najpospolitszymi przedstawicielami tego rzędu są: panna wodna, czyli świtezianka
(Calopteryx virgo) oraz łątka (Agrion) i ważka czarnoplama (Libellula quadrimaculata).
Rząd: Prostoskrzydłe (Szarańczaki) – Orthoptera (Saltatoria)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
Szarańczaki są to owady przeważnie naziemne, o wydłużonym ciele i nieco spłaszczonym
z obu boków. Otwór gębowy skierowany jest ku dołowi. Narządy gębowe są gryzące, a czułki
– szczeciniaste lub nitkowate i często bardzo długie. U samic na końcu odwłoka występuje
pokładełko. Szarańczaki wyposażone są w dwie pary skrzydeł (czasem ich brak, zwłaszcza
u samic). Pierwsza para jest pergaminowata, węższa od skrzydeł drugiej pary, które są
delikatne i szerokie, w spoczynku wachlarzowato złożone, przejrzyste lub jaskrawo
zabarwione. Obie pary skrzydeł w spoczynku okrywają odwłok. Odnóża tylne są skoczne.
U niektórych szarańczaków (np. turkucia) występują nogi grzebne. Stopy są 3- lub 5-
członowe. Narządy dźwiękowe u samców występują często na skrzydłach, piszczelach:
pierwszej pary nóg lub na pierwszym pierścieniu i odwłoka. Larwy są podobne do postaci
doskonałej, ale początkowo bezskrzydłe. Owady te przechodzą przeobrażenie niezupełne.
Szarańczaki prawie zawsze znoszą jaja do ziemi. Są owadami łąk, pól i stepów, nieliczne tylko
gatunki żyją w lasach lub zabudowaniach. Żywią się przeważnie pokarmem roślinnym.
Rzadziej spotyka się gatunki mięsożerne, u których występuje nawet kanibalizm.
W sprzyjających warunkach mogą się masowo rozmnażać i stają się plagą dla rolnictwa, jak
np. szarańcza.
Rodzina: Opaślikowate – Scaphuridae
Do nich należy opaślik sosnowiec (Barbitistes constrictus), wyrządzający niekiedy duże
szkody w drągowinach, młodnikach i uprawach sosnowych.
Rodzina: Pasikonikowałe – Tettigonidae
Do nich należy łatczyn (Decticus verrucivorus) i pasikonik zielony (Tettigonia viridissima)
zasiedlający zakrzewione obrzeża lasów.
Rodzina: Świerszczowate – Gryllidae
Do rodziny tej należy turkuć podjadek (Gryllotalpa gryllotalpa) i świerszcz polny
(Liogryllus campestris).
Rodzina: Szarańczowate – Acrldldae
Do niej należy szarańcza wędrowna (Locusta migratoria), trajkotka czerwona (Psophus
stridulus).
Rząd: Wszoły – Mallophaga
Są to małe, często ślepe, płaskie, bezskrzydłe, podobne do wszy owady, o dużej głowie
z gryzącymi narządami gębowymi. W rozwoju ich brak jest stadium poczwarki.
Wszoły żyją w sierści ssaków i piór ptaków. Żywią się złuszczonym naskórkiem. Nie są
więc pasożytami w pełnym tego słowa znaczeniu. Mogą być groźne dla piskląt w gniazdach.
Gatunki żyjące na ssakach nazywają się sierścieniami, na ptakach zaś – pierzelami.
Rząd: Przylżeńce – Thysanoptera (Physopoda)
Do przylżeńców należą drobne, smukłe owady, przeważnie zaopatrzone w dwie pary
skrzydeł o szerokiej frędzli z włosów. Głowę mają silnie pochyloną. Narządy gębowe są
kłująco-ssące, oczy – złożone, duże i bardzo wypukłe. Występują zwykle 3 przyoczka.
Odwłok siedzący z 10 pierścieniami zwęża się ku końcowi. Są to owady przeważnie
dzieworodne. Rozwój ich trwa 2–3 tygodnie, toteż w ciągu okresu wegetacyjnego mogą
wydać kilka pokoleń. Są to owady roślinożerne. Za pomocą kłujki wysysają soki z komórek,
wskutek czego na roślinie pojawiają się jasne plamki. Na długopędach modrzewia pasożytuje
Taeniothrips laricivorus, który powoduje usychanie pędów. Większe szkody powodują
w rolnictwie.
Nadrząd: Pluskwiaki – Hemipteroidea (Rhynchota)
Do nadrzędu tego należą uskrzydlone lub bezskrzydłe owady o różnych kształtach
i narządach, gębowych kłująco-ssących. Skrzydła pierwszej pary w nasadowej części mają
skórzasto zgrubiałe lub całe cienkie i błoniaste. Rozród może być płciowy lub dzieworodny.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
Niekiedy występuje przemiana pokoleń. W rozwoju brak stadium poczwarki. Mają znaczenie
gospodarcze jako szkodniki roślin lub drapieżniki żywiące się owadami.
Ze względu na duże zróżnicowanie budowy ciała nadrząd ten podzielono na 2 rzędy:
pluskwiaki różnoskrzydłe i pluskwiaki równoskrzydłe.
Rząd: Pluskwiaki różnoskrzydłe – Heteroptera
Owady tego rzędu mają ciało przeważnie spłaszczone. Kłujka w spoczynku ułożona jest
pod spodem ciała. Nasadowa część przednich skrzydeł jest skórzasta, część końcowa
błoniasta, tylne skrzydła są błoniaste. Odnóża u niektórych gatunków chwytne lub wiosłowate.
Większość gatunków wydziela nieprzyjemny zapach. Są to owady lądowe, niektóre –
słodkowodne. Żywią się sokami roślin lub krwią, a niektóre (drapieżne) napadają na inne
owady.
Rodzina: Tarczówkowate – Penłałomidae
Do rodziny tej należy zawadzik (Troilus luridus), tarczówka (Pentatoma rufipes) i wiele
innych.
Rodzina: Kowalowate – Pyrrhocoridae
Do nich należy kowal bezskrzydły (Pyrrhocoris apterus).
Rodzina: Rozwałkowate – Aradidae
Do nich należy pospolity w młodnikach sosnowych rozwałek sosnowiec (Aradus
cinnamomeus). Przebywa on pod łuskami kory i wysysając soki powoduje osłabienie
przyrostu, żółknięcie szpilek i charakterystyczne poprzeczne spękania korowiny.
Rząd: Pluskwiaki równoskrzydłe – Homoptera
Są to drobne owady o dość miękkim ciele oraz błoniastych, słabo użytkowanych
skrzydłach, w spoczynku daszkowato ułożonych. Skrzydeł często brak. Czasem ostatnia para
nóg jest skoczna. Ciało niektórych samic jest podobne do tarczki, nie przypominającej
wyglądem owada. W rozwoju brak stadium poczwarki. Często występujące dzieworództwo
jest połączone z przemianą pokoleń. Pluskwiaki te żywią się sokami roślin nakłuwając ich
tkanki. W miejscach nakłucia roślina zmienia barwę. Tworzą się plamki, które w przypadku
masowego pojawu szkodnika zlewają się razem. Często w tym miejscach powstają wyrośla.
Czasem z nakłuć sączy się sok, który zmieszany ze śliną lub odchodami szkodnika daje
substancje poszukiwane w handlu, np. szelak, manna itp.
Rodzina: Smrekunowate – Chermesidae
Wymienić tu należy np. smrekuna (Cnaphalodes strobilobius), ochojnika (Chermes abietis)
i mszycę jodłową (Dreyfusia piceae).
Rodzina: Mszycowałe – Aphidae
Do rodziny tej należy kilka gatunków mszyc powodujących powstawanie specyficznych
wyrośli, m.in. tolebnica wiązowa (Tetraneura ulmi).
Rodzina: Czerwcowate – Coccidae
Wymienić tu należy np. czerwca polskiego (Margarodes polonicus) i misecznika miechuna
(Lecanium coryli).
Rząd: Błonkówki (Błonkoskrzydłe) – Hymenoptera
Owady te często różnią się między sobą wyglądem, wielkością i trybem życia. Obie pary
skrzydeł są błoniaste o silnie lub całkowicie zredukowanym użytkowaniu (czasem 1 lub 2 pary
skrzydeł mogą być zmarniałe). Głowa jest ruchliwa i dobrze odgraniczona od tułowia. Narządy
gębowe są gryzące lub gryząco-liżące. Nogi mają bieżne. Stopy 5- członowe, zakończone
pazurkami, często zaopatrzone są w przylgi. Odwłok jest siedzący lub połączony z tułowiem
za pomocą stylika. Samice często wyposażone są w pokładełko, nieraz znacznie dłuższe od
ciała. U niektórych błonkówek pokładełko jest przekształcone w żądło i połączone z
gruczołem jadowym. Owady te przechodzą przeobrażenie zupełne. Poczwarka często jest
wolno leżąca w oprzędzie. Larwa ma postać czerwia lub podobna jest do gąsienic motyli.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
48
Postacie doskonałe żywią się pyłkiem lub nektarem kwiatowym, delikatnymi tkankami
roślinnymi albo spadzią. Niektóre gatunki są drapieżne lub pasożytujące w zwierzętach.
Do tego rzędu należy wiele pożytecznych owadów, jak np. pszczoła miodna i trzmiele.
Szereg gatunków jest szkodliwych w rolnictwie i leśnictwie. Niektóre prowadzą życie
społeczne o wysokim stopniu organizacji. Ze względu na budowę ciała i tryb życia dzielimy
błonkówki na trzy podrzędy: rośliniarki, owadziarki i żądłówki.
Podrząd: Rośliniarki – Symphyta (Phytophaga)
Są to owady średniej wielkości lub duże. Narządy gębowe mają gryzące. Czułki
u samców są okazalsze niż u samic. Pokładełko jest krótkie, w kształcie piłeczki, rzadziej
długie (np. u trzpienników). Larwy wyróżniają się wyraźną głową, nogami tułowiowymi
i odwłokowymi. Czasem nogi tułowiowe są bardzo małe, a odwłokowych jest brak
(np. u trzpiennika). Są to owady roślinożerne i niekiedy bardzo szkodliwe.
Rodzina. Osnujowate – Pamphilidae
Do szkodników tych należy np. osnuja gwiaździsta (Acantholyda nemoralis), osnujka
świerkowa (Cephaleia abietis) i inne.
Rodzina: Pilarzowate – Tenthredinidae
Do nich należy np. bryzgun brzozowy (Cimbex femorata), borecznik sosnowy (Diprion
pini) oraz naroślan (Lygaeonemafus abietinus
Rodzina. Trzpiennikowate – Sircidae
Do nich należą: trzplennik olbrzym (Sirex gigas), husarek (Paururus juvencus), kruszel
(Xeris spectrum) i inne.
Podrząd: Owadziarki – Terebrantes
Podrząd ten obejmuje owady długości od 0,3 do 10 mm, przeważnie uskrzydlone.
Użyłkowanie skrzydeł może być zupełnie zredukowane. Narządy gębowe gryzące. Czułki są
najczęściej szczeciniaste. Odwłok łączy się z tułowiem za pomocą stylika. U samic
niewciągalne pokładełko często wystaje poza odwłok. Czerwiowate larwy są pasożytami
wewnętrznymi albo zewnętrznymi zwierząt lub roślin. Wiele gatunków jest pożytecznych.
Duże znaczenie w ochronie lasu mają gatunki, których larwy pasożytują w larwach
szkodliwych owadów.
Rodzina: Gąsienicznikowate – Ichneumonidae
Do pospolitych gatunków występujących w lasach należą: gąsienicznik czarny (Ichneumon
nigritarius), sierpoń (Ophion luteus), kosoń (Banchus łemoralis), zgłębień (Rhyssa) i zamarnik
(Ephialtes).
Rodzina: Meczelkowate – Braconidae
Pospolitym owadem jest baryłkarz (Apanteles fulvipes).
Rodzina: Galasówkowate – Cynipidae
Najbardziej znanym tego przykładem jest galasówka dębianka (Diplolepis quercus folii).
Rodzina: Bleskotkowate – Chalcidldae
Pospolitym gatunkiem jest kruszynek (Trichogramma embryophagum
Podrząd: Żądłówki – Aculeata
Narządy gębowe żądłówek są gryzące lub gryząco-liżące. Odwłok jest przeważnie
połączony z tułowiem za pomocą stylika. Pokładełko zostało przekształcone w żądło.
Czerwiowate larwy zaopatrzone są przez rodziców w pokarm roślinny lub zwierzęcy.
Poczwarki występują w oprzędach. Niektóre gatunki prowadzą życie w licznych
społeczeństwach. Wiele jest gatunków drapieżnych. Mają bardzo duże znaczenie
w biologicznej ochronie przed szkodliwymi owadami.
Rodzina: Mrówkowate – Formicidae
Do rodziny tej należy gmachówka (Camponotus sp.) i mrówka rudnica (Formica rufa).
Rodzina: Osowate – Vespidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
49
Do nich należy szerszeń (Vespa crabro).
Rodzina. Grzebaczowate – Sphecidae
Do nich należy szczerklina piaskowa (Ammophila sabulosa), pokazana na rysunku
Rodzina: Pszczołowate – Apidae
Do nich należy pszczoła miodna (Apis mellifica) oraz trzmiel ziemny (Bombus terrestris).
Rząd: Chrząszcze (Tęgopokrywe) – Coleoptera
Do rzędu tego należą bardzo liczne gatunki owadów o różnej wielkości i postaci. Ciało ich
okryte jest twardym i grubym pancerzem. Pierwsza para skrzydeł (tzw. pokrywy) jest
skórzasta, twarda. Chroni ona pod sobą drugą parę – delikatną, błoniastą, służącą do latania.
Pokrywy układają się w spoczynku płasko nad odwłokiem. Czułki mogą być różnie
uformowane. Przyoczek brak. Przedplecze jest dość ruchomo połączone ze zrośniętym
śródtułowiem i zatułowiem. Odwłok „siedzący”, od grzbietowej strony miękki. Nogi
zakończone są 3 – 5-członowymi stopami. Larwy o wyraźnej głowie są przeważnie białawe,
beznogie lub z 3 parami nóg tułowiowych. Narządy gębowe są gryzące. Owady te przechodzą
przeobrażenie zupełne. Poczwarka spoczywa w kolebce poczwarkowej, niekiedy w oprzędzie.
Chrząszcze pobierają pokarm roślinny, zwierzęcy lub mieszany. Wiele gatunków jest
pożytecznych, ponieważ niszczą szkodliwe owady, usuwają padlinę, odchody itp. Do rzędu
tego należy również wiele gatunków szkodliwych, wyrządzających w gospodarce człowieka
znaczne szkody. Rząd tęgopokrywych obejmuje szereg rodzin.
Rodzina. Trzyszczowate – Cicindelidae
Do rodziny tej należą trzyszcze (Cicindela sp.), a spośród nich pożyteczny chrząszcz
trzyszcz piaskowy (Cicindela hybrida).
Rodzina: Biegaczowate – Carabidae
Do rodziny tej należą tęcznik (Calosoma), biegacz (Carabus), dzier (Harpalus) i in.
Rodzina: Kusakowate – Staphylinidae
Do niej należy np. kusak cezarek (Staphylinus caesareus).
Rodzina: Omarlicowate – Silphidae
Do rodziny tej należy np. grabarz (Necrophorus vespillo), omarlica czterokropkowa
(Xylodrepa ąuadripunctata) i wiele innych gatunków.
Rodzina: Gnilikowate – Histeridae
Przedstawicielem tej rodziny jest pełcik (Platysoma deplanatum).
Rodzina: Jelonkowate – Lucanidae
Najokazalszy z tej rodziny jest jelonek rogacz (Lucanus cervus). Jest owadem
chronionym.
Rodzina: Żukowate – Scarabeidae
Do rodziny tej należą np. żuk gnojarz (Geofrupes mutałor), chrabąszcze (Melolontha),
kruszczyca (Cetonia aurata) i szereg innych.
Rodzina: Łyszczynkowate – Nitidulidae
Do niej należą gatunki rodzaju obumierek (Rhizophagus).
Rodzina: Zagwozdnikowate – Colydidae
Do nich należą gatunki np. rodzaju zagwozdnik (Colydium).
Rodzina: Biedronkowate – Coccinellidae
Do nich należy np. biedronka siedmiokropka (Coccinella septempunctata).
Rodzina: Bogatkowate – Buprestidae
Do nich należą np. przypłaszczek granatek (Phaenops cyanea), zrębień sosnowiec
(Chrysobothris solieri), opiętek zielony (Agrilus viridis) i in.
Rodzina: Sprężykowałe – Elateridae
Do nich należy szereg rodzajów, jak np. sprężyk (Elater), nieskorek (Athous), osiewnik
(Agriotes) i wiele innych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
50
Rodzina: Omomiłkowate – Cantharidae
Przedstawicielem tej rodziny jest m.in. rodzaj omomiłek (Cantharis).
Rodzina. Przekraskowate – Cleridae
Do tej rodziny należy rodzaj przekrasek (Clerus).
Rodzina: Drwionkowate – Lymexylonidae
Do rodziny tej należą rodzaje: drwionek (Lymexylon) i rylel (Hylecoetus).
Rodzina: Kołatkowate – Anobiidae
Do rodziny tej należy kołatek domowy (Anobium punctatum) i szereg innych gatunków.
Rodzina: Majkowałe – Meloidae
Do niej należy majka lekarska (Lytta vesicatoria) oraz oleica krówka (Meloe violaceus).
Rodzina: Śniadkowate – Melandryidae
Przedstawicielem tej rodziny jest głaszczyn brodaty (Serropalpus barbatus).
Rodzina: Czarnuchowate – Tenebrlonidae
Do nich należą: omrzel (Opatrum sabulosum), mrzygłodek (Opatrum tibiale) i in.
Rodzina: Kózkowate – Cerambycidae
Do rodziny tej należy szereg gatunków, a m.in. wiele szkodników leśnych, jak np.
kozioróg dębosz (Cerambyx cerdo), tycz cieśla (Acantociocnus aedilis), spuszczel pospolity
(Hylotrupes bajulus), ściga fioletowa (Callidium violaceum), borówka żółta (Tetropium
fuscum), paśnik pałączasty (Plagionotus arcuatus), żerdzianka sosnówka (Monochamus
galloprovincialis), rzemlik topolowiec (Saperda carcharias).
Rodzina: Stonkowate – Chrysomelidae
Do rodziny tej należy m.in. rynnica topolówka (Melasoma populi), hurmak olszowiec
(Agelastica alni) oraz stonka ziemniaczana (Leptinotarsa decemlineata).
Rodzina: Ryjkowcowate – Curculionidae
Do nich należy szereg szkodników rolnych oraz leśnych z rodzajów: szeliniak (Hylobius),
kluk (Otiorrhynchus), choinek (Brachyderes), zmiennik (Strophosomus), smolik (Pissodes),
słonik (Balaninus).
Rodzina. Kornikowate – Scolytidae
Do rodziny tej należy szereg gatunków, a m.in. wiele groźnych szkodników leśnych
z rodzajów: ogłodek (Scolytus), jeśniak (Hylesinus), cetyniec (Myelophilus), zakorek
(Hylastes), rytownik (Pityogenes), kornik (Ips) lub drwalnik (Xyloterus).
Rodzina: Wyrynnikowate – Platypodidae
Do niej należy wyrynnik dębowiec (Platypus cylindrus).
Rząd: Sieciarki (Siatkoskrzydłe) – Planipennia (Neuroptera)
Owady tego rzędu mają skrzydła błoniaste i przejrzyste. Użytkowanie ich jest gęste,
o dużej ilości żyłek poprzecznych. Głowa, osadzona pionowo w stosunku do osi ciała,
zaopatrzona jest w gryzące narządy gębowe. Czułki, rozmaicie zbudowane, osadzone są
wysoko na głowie. Odwłok – wałeczkowaty, siedzący. Stopy 4 – 5-członowe. Owady te
przechodzą przeobrażenie zupełne. Zarówno owady doskonałe, jak i larwy są drapieżne
i pożyteczne.
Rząd: Wielbłądki – Raphidioptera
Rodzina: Wielbłądkowate – Raphidiidae
Przedstawicielem tej rodziny jest wielbłądka.
Rodzina. Mrówkolwy – Myrmeleontidae
Do nich należy mrówkolew pospolity (Myrmeleon formicarius).
Rodzina: Złotookowate – Chrysopidae
Przedstawicielem ich jest złotook pospolity (Chrysopa carnea).
Rząd: Wojsiłki – Mecoptera (Panorpatae)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
51
Do rzędu tego należą owady smukłe, miękkie, zwykle ciemno ubarwione, o 2 parach
błoniastych plamistych skrzydeł. W spoczynku są one poziomo ułożone nad ciałem. Mała
głowa jest wyciągnięta w ryjek i zakończona otworem gębowym. Narządy gębowe są gryzące
lub kłująco-ssące, czułki szczeciniaste, oczy duże. Odwłok „siedzący” ma koniec zwykle
zadarty do góry. Larwy są podobne do gąsienic motyli. Poczwarka jest wolna. Niektóre
gatunki prowadzą tryb życia drapieżny, inne żywią się martwymi owadami.
Najpospolitsza z tego rzędu jest wojsiłka pospolita (Panorpa communis). Można ją
znaleźć na krzewach w ogrodach lub na obrzeżach lasu. Jest to owad drapieżny i pożyteczny.
Poluje na larwy i pożera jaja drobnych owadów.
Rząd: Motyle (Łuskoskrzydłe) – Lepidoptera
Rząd ten obejmuje owady o długości od kilku mm do kilkunastu cm. Mają one 2 pary
skrzydeł błoniastych, pokrytych barwnymi łuskami. Rozpiętość skrzydeł u niektórych
gatunków dochodzi do 30cm. U nielicznych gatunków samice mają skrzydła zanikłe lub
zmarniałe. Głowa motyla jest ruchoma, oczy są złożone i duże. Narządy gębowe są typu
ssącego, czasem zupełnie zmarniałe. Czułki mogą być szczeciniaste, piłkowane lub
grzebykowate, czasem maczużkowate. Śródtułowie i zatułowie jest ściśle zrośnięte, odwłok
„siedzący” lub nieznacznie w nasadzie zwężony (np. u motyli dziennych). Gąsienice mogą być
nagie lub owłosione z dobrze wykształconymi nogami tułowia i odwłoka. Gąsienice, żerujące
wewnątrz roślin, często są beznogie. Narządy gębowe mają gryzące. Poczwarka jest
najczęściej zamknięta, czasami spoczywa w kokonie.
Postać doskonała żywi się nektarem kwiatów, powodując równocześnie ich zapylanie.
Larwy są przeważnie roślinożerne. Największą korzyść przynoszą motyle człowiekowi przez
zapylanie roślin.
Rodzina: Tyszerkowate – Tischeriidae
Do rodziny tej należy tyszerka (Tischeria complanella).
Rodzina: Smocznikowate – Hyponomeutidae
Do rodziny tej należą szkodniki leśne, jak np. jesik pączkowiec (Prays curtisellus) i mól
modrzewiowiec (Argyresthia laevigatella).
Rodzina: Pochwikowate – Coleophoridae
Do nich należy pochwik modrzewiowiec (Coleophora laricella).
Rodzina: Zwójkowate – Tortricidae
Do pospolitych rodzajów należą: zwójka (Evetria) i żywiczanka (Laspeyresia). Z rodziny
zwójkowatych najbardziej szkodliwa jest w drzewostanach sosnowych zwójka sosnóweczka
(Evetria buoliana), niszcząca pączki i młode pędy, przez co hamuje wzrost drzew i powoduje
ich deformację.
Rodzina: Trociniarkowate – Cossidae
Wymienić tu należy trociniarkę czerwicę (Cossus cossus) i torzyśniada kasztanówkę
(Zeuzera pyrina).
Rodzina: Przeziernikowate – Aegeriidae (Sesiidae)
Przedstawicielem tej rodziny jest przeziemik osowiec (Aegeria apiformis).
Rodzina: Omacnicowate – Pyralidae
Przykładem motyla tej rodziny jest omacnica szyszkowianka (Dioryctria abietella).
Rodzina: Zawisakowate – Sphingidae
Do rodziny tej należy szereg gatunków, m.in. zawisak borowiec (Sphinx pinastri).
Rodzina: Garbatkowate – Notodontidae
Motylem z tej rodziny jest narożnica zbrojówka (Phalera bucephala).
Rodzina: Korowódkowate – Cnethocampidae
Do nich należy m.in. korowódka sosnówka (Cnethocampa pinivora).
Rodzina: Brudnicowate – Lymantriidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
52
Do nich należą m.in. motyle z rodzajów brudnica (Lymantria) i szczotecznica (Dasychira).
Rodzina: Barczatkowate – Lasiocampidae
W rodzinie tej występuje szereg szkodników drzew leśnych i owocowych, jak np.
barczatka sosnówka (Dendrolimus pini) lub puchowica wiśniówka (Eriogaster lanestris).
Rodzina: Sówkowate – Noctuidae
Do rodziny tej należą liczne szkodniki rolne i leśne, a wśród nich np. strzygonia
choinówka (Panolis flammea), rolnica szkółkówka (Agrotis vestigialis) oraz gatunki rodzaju
wstęgówka (Catocala).
Rodzina: Miernikowcowate – Geometridae
Do pospolitych należą: poproch cetyniak (Bupalus piniarius), piędzik przedzimek
(Operophtera brumata), witalnik sosnowiak (Semiothisa liturata).
Rząd: Muchówki (Dwuskrzydłe) – Diptera
Do rzędu tego należą niewielkie owady wykazujące dużą różnorodność w budowie ciała.
Mają tylko jedną parę skrzydeł (przednią) słabo użytkowaną. Druga para uległa zmianie na
tzw. przezmianki w kształcie maczużki lub łuski. Znane są nieliczne gatunki bezskrzydłe.
Głowa bardzo ruchoma. Oczy są złożone i dobrze wykształcone. Często występują również
przyoczka. Narządy gębowe są kłująco-ssące lub liżące, czułki kolbkowate, nitkowate, często
szczoteczkowato owłosione. Odcinki tułowia są ściśle zrośnięte. Ciało zwykle pokryte jest
szczecinkami.
Larwy w postaci typowego czerwia przechodzą przeobrażenie zupełne. Poczwarki są typu
wolnego (w kształcie baryłki). Postacie doskonałe żywią się nektarem kwiatów i sokiem
płynącym z ran roślin lub wysysają krew zwierząt. Wiele z nich żywi się produktami
powstałymi przy rozkładzie zwłok zwierzęcych, gnojówką itp. Są także gatunki drapieżne,
łowiące inne owady. Larwy żyją w wodzie, odchodach, zwłokach zwierzęcych, wewnątrz
żywych roślin lub zwierząt (pasożyty). Wiele gatunków przyczynia się do roznoszenia
zarazków chorób zakaźnych.
Rodzina: Pryszczarkowate – Cecidomyidae
Do nich należy szereg szkodliwych gatunków, powodujących charakterystyczne
uszkodzenia igieł lub liści drzew leśnych.
Rodzina: Koziółkowate – Tipulidae
Do nich należą np. komarnice (Tipula).
Rodzina. Trawiszkowate – Agromyzidae
Należy do niej m.in. plamkówka (Dendromyza carbonaria).
Rodzina: Komarowate – Culicidae
Są to gatunki komarów roznoszących zarazki chorób, zwłaszcza malarii, z czego znany
jest widliszek (Anopheles maculipennis).
Rodzina: Bąkowate – Tabanidae
Należą do niej krwiopijne muchówki, m. in. dokuczające latem bydłu i zwierzynie,
jak np. gatunki z rodzajów jusznica (Haematopota), ślepak (Chrysops) oraz bąk bydlęcy
(Tabanus bovinus).
Rodzina: Gzowate – Oestridae
Należą do niej strzykacz sarni (Cephenomyia stimulator), strzykacz łosi (Cephenomyia
ulrichii), giez jeleni (Hypoderma actaeon) oraz giez sarni (Hypoderma dianae).
Rodzina: Wpleszczowate – Hippoboscidae
Niektóre gatunki pasożytują na zwierzynie kryjąc się w sierści, np. strzyżak jelenica
(Lipoptena cervi).
Rodzina: Muchowate – Muscidae
Należy do niej mucha domowa (Musca domestica).
Rodzina: Rączycowate – Tachinidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
53
Postacie doskonałe są silnie owłosione. Larwy gatunków należących do tej rodziny
pasożytują w szkodliwych owadach, czym przyczyniają się do likwidowania ich masowych
pojawów (np. Carcelia lutilla).
Charakterystyka biologiczna kręgowców
Typ: Strunowce – Chordata
Typ ten obejmuje wysoko uorganizowane, z reguły dwubocznie symetryczne zwierzęta
tkankowe, niekiedy różniące się znacznie między sobą budową ciała i sposobem życia. Żyją
w wodzie, na lądzie, w glebie lub powietrzu. Łączy je szereg cech wspólnych podanych
poniżej.
Główną cechą strunowców, której zawdzięczają one swą nazwę, jest obecność szkieletu
wewnętrznego w postaci elastycznej, biegnącej, wzdłuż ciała (położenie osiowe) struny
grzbietowej, która niekiedy zachowuje się przez całe życie zwierzęcia (np. u ogonic
i bezczaszkowców. W większości przypadków występuje ona tylko u stadiów młodocianych
(np. u larwy żachw) lub u stadiów zarodkowych, a potem przy dalszym rozwoju zwierzęcia
zostaje zastąpiona przez trzony rozwijających się kręgów kręgosłupa. Struna grzbietowa
zbudowana jest ze swoistej sprężystej tkanki.
Mają bardzo dobrze rozwinięty układ nerwowy (cewkowy), którego główne ośrodki
położone są zawsze w grzbietowej części ciała.
Dobrze rozwinięty układ krwionośny jest zamknięty. Główne naczynie krwionośne – serce
(jeśli występuje) znajduje się zawsze w brzusznej części ciała zwierzęcia.
Przednia część przewodu pokarmowego spełnia funkcję aparatu oddechowego, a u niżej
uorganizowanych strunowców oraz zarodków kręgowców – jamy skrzelowej. U dorosłych
osobników natomiast narządami oddychania są skrzela lub płuca, zawsze związane
z przednim odcinkiem przewodu pokarmowego.
Strunowce podzielono na 3 podtypy: bezczaszkowce, osłonice i kręgowce (czaszkowce).
Podtyp: Osłonice
Są to strunowce o bardzo uproszczonej budowie. Większość cech typu występuje
wyłącznie u larw. U form dorosłych występują szczeliny skrzelowe w gardzieli, ale struna
grzbietowa i cewka nerwowa u ogonie występuje już tylko w ogonie.
Osłonice żyją w morzach jako organizmy wolno żyjące, planktonowe, również jako
organizmy osiadłe, z wolno żyjącą larwą. Ich jednowarstwowy nabłonek wydziela
charakterystyczną
osłonkę
(tunikę),
zbudowaną
przeważnie
z
wielocukrów.
Są rozdzielnopłciowe albo obojnacze. Rozmnażają się bezpłciowo, przez pączkowanie.
U jednej z grup zaobserwowano nawet przemianę pokoleń.
Podtyp: Bezczaszkowce (Acrania)
Bezczaszkowce są to, podobnie jak osłonice, strunowce o prostej budowie. W ciągu
całego życia rolę szkieletu osiowego pełni struna grzbietowa, ciągnąca się przez całą długość
ciała, oraz elementy łącznotkankowe. Cewka nerwowa leży bezpośrednio nad struną.
Początkowy odcinek przewodu pokarmowego – gardziel – przebity jest szczelinami
skrzelowymi. W wielu elementach budowy wewnętrznej uwidacznia się metameria;
w ułożeniu mięśni, w budowie specyficznych narządów wydalniczych i w rozmieszczeniu
gonad.
Współcześnie znamy kilkanaście gatunków bezczaszkowców. Wszystkie zamieszkują
morza. Najlepiej znany jest lancetnik.
Podtyp: Kręgowce (Vertebrata)
Jest to najliczniej reprezentowany i najbardziej różnorodny podtyp strunowców.
Większość cech typu występuje u kręgowców tylko w okresie życia zarodkowego.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
54
Wspólnymi cechami kręgowców są:
Pokrycie ciała – skóra – składa się z wielowarstwowego nabłonka, zwanego naskórkiem,
i ze skóry właściwej. Naskórek zwilżany jest wydzieliną śluzową ułatwiającą ruch w wodzie
lub tworzy warstwę zabezpieczającą zwierzę lądowe przed wysychaniem. Kręgowce, takie jak
gady i ptaki, nie mają w skórze prawie żadnych gruczołów. Oprócz gruczołów skóra zawiera
komórki pigmentowe i rozmaite twory naskórka, jak: łuski, pióra, włosy, kopyta, pochwy
rogów etc. Skóra jest zawsze ukrwiona i unerwiona.
Dobrze wykształcony szkielet wewnętrzny zbudowany jest z tkanki chrzęstnej lub kostnej
i składa się ze szkieletu osiowego, szkieletu pasów i kończyn (wyjątek – kręgouste). Funkcję
szkieletu osiowego pełni kręgosłup oraz czaszka. Kręgosłup, w którym u kręgoustych, ryb
i płazów znaleźć można resztki struny grzbietowej, składa się z ruchomo połączonych
elementów, zwanych kręgami. Czaszka chroni mózg (mózgoczaszka), a jednocześnie tworzy
szkielet (trzewioczaszka) wzmacniający początkowy odcinek przewodu pokarmowego
i układu oddechowego (łuki skrzelowe, szczęki etc). Szkielet pasów służy do umocowania
płetw lub kończyn. Szkielet płetw jest promienisty (promienie ułożone w wachlarz), natomiast
szkielet kończyn krocznych zbudowany jest z elementów ustawionych szeregowo.
Ośrodkowy układ nerwowy powstaje z cewki nerwowej i składa się z pęcherzykowatego
mózgu i rdzenia kręgowego. Mózg kręgowców zbudowany jest z pięciu pęcherzyków,
są to: kresomózgowie, międzymózgowie, śródmózgowie, móżdżek (tyłomózgowie) i rdzeń
przedłużony (zamózgowie). Z ośrodkowego układu nerwowego wychodzą nerwy obwodowe.
Kręgowce mają dobrze rozwinięte narządy zmysłów: wzroku, węchu (i ewentualnie
smaku), słuchu i równowagi – wszystkie położone na głowie, oraz dotyku i termorecepcji –
rozmieszczone w skórze. Odpowiednie receptory odbierają również bodźce płynące z wnętrza
organizmu.
Kręgowce mają zamknięty układ krwionośny, z dwu-, trój- lub czterojamistym sercem.
Mają jeden (skrzelodyszne) lub dwa (płucodyszne) krwiobiegi. Krew krąży w naczyniach
krwionośnych o różnej budowie. Z serca ku tkankom krew płynie w tętnicach o sprężystych,
umięśnionych ściankach. W poszczególnych narządach drobne tętniczki rozgałęziają się,
tworząc sieć naczyń włosowatych (kapilarnych) o ściankach zbudowanych z jednej warstwy
komórek nabłonkowych. Naczynia łączące dwie sieci naczyń włosowatych żylnych nazywamy
układami zwrotnymi. Z tkanek krew wraca do serca żyłami – naczyniami o mniejszej
sprężystości wielowarstwowych ścianek. Niektóre żyły zaopatrzone są w zastawki,
zapobiegające cofaniu się krwi, która w sieci naczyń włosowatych straciła prędkość nadaną
przez skurcz serca.
W układzie wydalniczym kręgowców występują parzyste nerki. Podstawową jednostką
funkcjonalną i strukturalną nerek jest nefron. We wszystkich rodzajach nerek kręgowców
wydaliny kierowane są moczowodami do kloaki (wspólne zakończenie układu pokarmowego,
wydalniczego i rozrodczego) lub do wyodrębnionego z kloaki pęcherza moczowego,
a następnie otworem wydalniczym na zewnątrz.
Podtyp Kręgowce dzieli się na sześć gromad: kręgouste (Cyclostomata), ryby (Pisces),
płazy (Amplubia), gady (Reptilia), ptaki (Aves), ssaki (Mammalia).
Gromada: Kręgouste (Cyclostomata)
Kręgouste to gromada kręgowców zmiennocieplnych, zamieszkujących morza lub wody
słodkie. Charakterystyczną cechą kręgoustych jest brak płetw parzystych oraz szczęk. Stąd też
zalicza się je do bezszczękowców. Rozmiary kręgoustych wahają się od kilkunastu
centymetrów do 1 metra długości. Ich węgorzokształtne ciała są miękkie i bezłuskie,
zaś szkielety zbudowane są z chrząstki, a nie kości.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
55
Gromada: Kręgouste (Cyclostomata) dzieli się na 2 rzędy:
minogi (Petromyzontes), np. minog morski (Petromyzon marinus), minog rzeczny
(Lampetra fluviatilis) i śluzice (Myxinoidei), np. śluzica (Myxine glutinosa)
Gromada: Ryby (Pisces)
Ryby to wodne kręgowce zmiennocieplne oddychające skrzelami. Ryby są typowymi
mieszkańcami wód, doskonale przystosowanymi do środowiska. Ich ciało, pokryte łuskami,
ma zazwyczaj kształt wrzecionowaty, przeważnie bocznie spłaszczony. Większość gatunków
ryb żyje w strefie przybrzeżnej wód i w wodach powierzchniowych, ale znane są także gatunki
żyjące na dużych głębokościach, w strefie wiecznego mroku i wysokiego ciśnienia
hydrostatycznego sięgającego setek atmosfer.
Najważniejszą cechą odróżniającą ryby od kręgoustych jest obecność szczęk, płetw
parzystych i dwóch otworów nosowych.
Gromada: Ryby (Pisces) dzieli się na następujące podgromady: chrzęstnoszkieletowe,
spodouste (Elasmobranchii), np. rekin, płaszczka; kostnoszkieletowe (Teleostei), np.: okoń,
płoć, konik morski, iglicznia, makrela, śledź, szczupak; dwudyszne (Dipnoi), np.: płazak,
rogoząb, prapłetwiec; trzonopletwe (Crossopterygii), np. latimeria
Ryby cechuje olbrzymia różnorodność kształtów, związana głównie ze znacznym
zróżnicowaniem zajmowanego środowiska oraz trybem życia, jaki dany gatunek prowadzi.
Większość ryb żyjących w toni wodnej czy w wodach szybko płynących ma opływowy,
torpedowaty kształt ciała, tak jak np. tuńczyk, śledź czy makrela.
Ciało ryby pokrywa skóra, której rolę ochraniającą znacznie zwiększają łuski oraz liczne
jednokomórkowe gruczoły śluzowe. Śluz pomaga także w pokonywaniu oporu wody. Skóra
chroni ciało przed urazami mechanicznymi, jak również przed wnikaniem czynników
chorobotwórczych, ponadto bierze udział w procesach wymiany gazowej, wydalania oraz
osmoregulacji.
Skóra większości ryb pokryta jest twardymi łuskami. Łuski to charakterystyczne twory
skóry właściwej, pokrywające dachówkowato ciało ryb. Tworzą na ciele ryby jak gdyby
pancerz, który w znacznym stopniu zmniejsza możliwość zranienia, a także utrudnia
atakowanie zwierzęcia przez pasożyty zewnętrzne. Ponadto łuski (ich budowa i wymiary)
pomagają rybie w pokonywaniu oporu wody przez zmniejszenie tarcia.
Szkielet stanowi miejsce przyczepu mięśni, ochrania narządy wewnętrzne oraz bierze
udział w ruchu. Szkielet ryby kostnoszkieletowej składa się ze szkieletu osiowego
(elastycznego kręgosłupa połączonego z czaszką), szkieletu pasów (obręczy) oraz szkieletu
płetw piersiowych. Z kolei pas miednicowy nie jest związany z kręgosłupem. Tworzą go dwie
zrośnięte kości bezimienne, luźno ułożone w mięśniach brzusznych ryby.
Mięśnie zebrane są w pasma (miomery) oddzielone przegrodami tkanki łącznej
(mioseptami). Metameryczne ułożenie mięśni pozwala rybie na swobodne wyginanie ciała.
Układ pokarmowy – rozpoczyna się otworem gębowym prowadzącym do jamy gębowej.
Gardziel, przebita pięcioma parami szczelin skrzelowych, przechodzi w krótki przełyk,
rozszerzający się w żołądek. Za żołądkiem znajduje się jelito cienkie, jelito grube i odbyt. Do
przedniej części jelita cienkiego, zwanej dwunastnicą, uchodzą przewody dwóch gruczołów
trawiennych – trzustki i wątroby.
Układ oddechowy tworzą skrzela zamknięte w jamie skrzelowej, która zapewnia im
ochronę oraz skuteczny przepływ wody. Skrzela osadzone są na łukach skrzelowych po obu
stronach gardzieli. Od każdego łuku odchodzą dwa rzędy bogato unaczynionych listków
skrzelowych. Mieszczące się na listkach drobne fałdy to blaszki skrzelowe, zwiększające
powierzchnię oddechową. Pokrywy skrzelowe działają jak pompa ssąco-tłocząca, utrzymując
jednokierunkowy przepływ wody – od jamy gębowej do jamy skrzelowej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
56
Układ krwionośny. Krew krąży w ciele ryby kostnoszkieletowej w obiegu zamkniętym,
pompowana dzięki pulsującej pracy serca zbudowanego z zatoki żylnej, przedsionka
i komory. W sercu ryby znajdują się zastawki (w postaci błonek), pozwalające na ruch krwi
tylko w jednym kierunku. Krew przepływająca przez serce jest krwią nieutlenowaną.
Układ wydalniczy zbudowany jest z parzystych nerek i moczowodów. Nerki usuwają
zbędne i szkodliwe produkty przemiany materii.
Ośrodkowy układ nerwowy składa się z mózgu i rdzenia kręgowego. Najlepiej
rozwiniętymi odcinkami mózgu są: śródmózgowie, w którym znajdują się ośrodki wzrokowe;
móżdżek, będący ośrodkiem równowagi; oraz rdzeń przedłużony (zamózgowie). U wielu ryb
(np. drapieżnych) dobrze rozwinięte jest również kresomózgowie i płaty węchowe. Rdzeń
przedłużony przechodzi w rdzeń kręgowy, który w porównaniu z wielkością mózgu jest duży.
Od mózgu odchodzi 10 par nerwów czaszkowych.
Ryby w większości są rozdzielnopłciowe. U wielu gatunków zaznacza się dymorfizm
płciowy, przejawiający się między innymi długością płetw.
Gromada: Płazy (Amphibia)
Płazy są zwierzętami ziemnowodnymi i przez to zasięg ich występowania ogranicza się
przede wszystkim do terenów przybrzeżnych wód słodkich (w wodach słonych występuje
jeden gatunek żaby – (Rana carnivora), miejsc podmokłych i bagnistych. Ze względu na to,
że są zmiennocieplne, zasiedlają w szczególności okolice strefy międzyzwrotnikowej.
W klimacie strefy umiarkowanej na okres zimy zapadają w stan odrętwienia, tzn. przestają
pobierać pokarm, zagrzebują się w ziemi lub na dnie zbiorników wodnych i prawie
w bezruchu trwają do wiosny. W Polsce żyje kilkanaście gatunków płazów.
Gromada: Płazy {Amphibia) dzieli się na następujące rzędy: płazy beznogie (Apoda),
np. marszczelec; płazy ogoniaste (Urodela), np. traszka, salamandra; płazy bezogonowe
(Anura), np.: żaba, ropucha, kumak, rzekotka, huczek
Płazy mają dużą spłaszczoną głowę, która opływowo przechodzi w tułów. U wielu płazów
beznogich i ogoniastych za tułowiem wyrasta dobrze wykształcony ogon. Opływowy kształt
ciała jest przystosowaniem się do życia w wodzie. Płazy ogoniaste i bezogonowe mają dwie
pary kończyn, które umożliwiają zarówno poruszanie się po lądzie, jak i pływanie
w wodzie (niektóre palce u wielu płazów są spięte błoną pławną).
Na głowie znajduje się duży otwór gębowy, para wypukłych oczu pokrytych powiekami,
parzyste nozdrza z klapkami skórnymi oraz dwa otwory słuchowe pokryte błoną bębenkową,
która zamyka kanał ucha środkowego. Osadzenie oczu i nozdrzy na grzbietowej stronie głowy
umożliwia obserwację środowiska i wymianę gazową, gdy płaz jest częściowo zanurzony
w wodzie. Powieki natomiast chronią oczy przed wysychaniem na lądzie. Skóra jest wilgotna,
znajdują się w niej wielokomórkowe gruczoły śluzowe, których wydzielina (śluz) zwilża
i „smaruje” powierzchnię naskórka. Warstwa śluzu na powierzchni ciała w czasie pływania
zmniejsza opór wody, a na lądzie częściowo chroni skórę przed wysychaniem.
Tylko płazy beznogie mają drobne łuski, wytworzone przez skórę właściwą. Barwę ciału
nadają skupienia pigmentu (barwnika) w komórkach pigmentowych, znajdujących się
w naskórku i w skórze właściwej.
Układ szkieletowy i mięśniowy płazów różni się od układu ruchowego ryb dość znacznie.
Czaszka ma dwa kłykcie potyliczne (specyficzne wyrostki), które wchodząc w zagłębienia
kręgu szyjnego dają ruchome połączenie czaszki z kręgosłupem. Umożliwia to ruch głowy
w płaszczyźnie pionowej i ułatwia wystawianie głowy ponad wodę. Ze względu
na wykształcone płuca, łuki skrzelowe w czaszce płazów zanikają lub ich funkcja jest inna niż
u ryb. Cała czaszka jest bardzo delikatna.
Kręgosłup zróżnicowany jest na cztery odcinki: szyjny, piersiowy, krzyżowy i ogonowy.
Część szyjną tworzy jeden kręg, nazywany atlasem (dźwigaczem), którego panewki
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
57
(wgłębienia) łączą się stawowo z kłykciami potylicznymi. Część piersiowa składa się z kilku
kręgów, a część krzyżowa tylko z jednego. Kręgi ogonowe występują w dużej liczbie
u płazów ogoniastych i beznogich, natomiast u bezogonowych zrośnięte są w jedną kość,
nazywaną urostylem. U niektórych płazów (głównie u beznogich i niektórych ogoniastych)
z wyrostkami poprzecznymi kręgów piersiowych połączone są żebra. Płazy bezogonowe
i niektóre ogoniaste mają wykształcony mostek – element szkieletu położony po stronie
brzusznej; przytwierdzone są do niego kości pasa barkowego, co wzmacnia osadzenie kończyn
przednich.
Kości przedramienia (łokciowa i promieniowa) oraz podudzia (goleniowa i strzałkowa) są
zrośnięte. W kończynie przedniej zachowane są cztery palce, a w tylnej pięć. Stawy łokciowy i
kolanowy skierowane są na boki (poza obręb ciała), przez co ciało płazów nie jest zawieszone
na kończynach i zwierzęta te przemieszczając się na lądzie szorują brzuchem po podłożu.
Płazy bezogonowe mają dobrze wykształcone kończyny tylne, o wydłużonych kościach,
co umożliwia im skakanie i pływanie.
Płazy beznogie utraciły kończyny i poruszają się podobnie jak dżdżownice.
Układ pokarmowy rozpoczyna się jamą gębowo-gardłową. U niektórych płazów
bezogonowych (żaby) język jest rozwidlony na końcu i przytwierdzony do przedniej części
szczęki dolnej, co umożliwia szybkie wyrzucanie go i chwytanie pokarmu. W dalszej części
układu pokarmowego płazów występują takie same narządy, jakie spotykamy u ryb. Układ
pokarmowy zakończony jest kloaką, czyli rozszerzonym odcinkiem jelita prostego, do którego
uchodzi układ wydalniczy i rozrodczy. Dorosłe płazy są drapieżnikami – polują na drobne
zwierzęta, np.: owady, pajęczaki, pierścienice lub mięczaki.
Wymiana gazowa zachodzi przez dobrze unaczynioną i wilgotną skórę, ścianki jamy
gębowo-gardłowej oraz narządy oddechowe – płuca lub skrzela. Larwy płazów mają skrzela.
Wymiana powietrza w płucach możliwa jest dzięki ruchowi dna jamy gębowo-gardłowej,
odpowiednio zsynchronizowanemu z otwieraniem i zamykaniem krtani i nozdrzy
zewnętrznych.
Układ krwionośny larw płazów jest zbudowany podobnie jak u ryb. Znaczna przebudowa
tego układu następuje wraz z rozwojem płuc u dorosłych płazów. Tworzą się dwa obiegi krwi
(mały i duży), a serce staje się trójdziałowe, ponieważ następuje podział przedsionka na prawy
i lewy.
Układ wydalniczy ma budowę taką samą jak układ ryb: parzyste nerki (typu pranercza),
moczowody i pęcherz moczowy. Ujście tego układu u dorosłych płazów znajduje się
w kloace. Płazy są zwierzętami, które wydalają przede wszystkim mocznik.
W porównaniu z rybami, u płazów zaszły niewielkie zmiany w organizacji układu
nerwowego. Jedynie kresomózgowie rozrosło się i podzieliło na dwie półkule, pozostałe części
układu centralnego zachowały ten sam plan budowy.
W układzie obwodowym płazów wykształciły się nerwy, które kierują pracą mięśni
kończyn.
Płazy są zwierzętami rozdzielnopłciowymi, z zaznaczonym dymorfizmem płciowym, który
przejawia się przede wszystkim jaskrawszym ubarwieniem samców. Niektóre gatunki (żaba
wodna, kumak nizinny) w okresie rozrodu wydają charakterystyczny rechot, wzmacniany
przez rezonatory głosowe.
U większości płazów bezogonowych zachodzi zapłodnienie zewnętrzne, które polega
na tym, że samiec polewa spermą złożone w wodzie jaja. U płazów ogoniastych i niektórych
beznogich zachodzi zapłodnienie wewnętrzne, a rolę narządu kopulacyjnego pełni wysuwający
się stek. Zapłodnione jaja, tzw. skrzek, lub rodzące się larwy (u salamander) składane są w
wodzie. Rozwój płazów przebiega z przeobrażeniem i postać larwalna – kijanka, przez pewien
czas musi żyć w wodzie. Taki sposób rozrodu i rozwój uzależnia płazy od środowiska
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
58
wodnego. Niektóre opiekują się jajami lub kijankami, np. gatunek Pipa pipa nosi jaja w
zagłębieniu grzbietu, a samiec żaby Darwina przechowuje kijanki w rezonatorze.
Gromada: Gady (Reptilia)
Ewolucyjnie gady są pierwszymi kręgowcami, które uniezależniły się od środowiska
wodnego i przystosowały do życia w środowisku lądowym, chociaż niektóre z nich powtórnie
weszły do wody (krokodyle, niektóre żółwie, jaszczurki i węże). Ponieważ są zmiennocieplne,
zamieszkują głównie rejony tropikalne i subtropikalne, natomiast w strefie umiarkowanej
występują nielicznie. Opanowały wiele środowisk lądowych i prowadzą różny tryb życia.
Gady są drapieżnikami, a ich łupem padają owady, mięczaki, pierścienice, płazy, inne gady
i ssaki. Tylko nieliczne z nich są roślinożerne (niektóre żółwie i jaszczurki).
Gromada: Gady (Reptilia) dzieli się na następujące rzędy: żółwie (Chelonia), np. żółw
błotny, żółw szylkretowy; hatterie (Sphenodontia); łuskonośne (Sąuamata), np. jaszczurki:
padalec zwyczajny, jaszczurka zwinka, kameleon, waran, iguana i węże: zaskroniec zwyczajny,
żmija zygzakowata, wąż Eskulapa; krokodyle (Crocodylia), np. krokodyl nilowy, gawial.
Rozmiary i kształty gadów są dość zróżnicowane. Ich ciało jest najczęściej wydłużone
i można w nim wyróżnić głowę, szyję, tułów i ogon. Większość gadów ma cztery kończyny,
których stawy łokciowe i kolanowe skierowane są na boki (poza obręb ciała), i przez to tułów
nie jest na nich zawieszony, podobnie jak u płazów. Na końcach palców mają pazury, które
usprawniają poruszanie się. Węże i niektóre jaszczurki utraciły kończyny i poruszają się dzięki
skurczom mięśni przytwierdzonych do żeber.
Na głowie gadów znajduje się otwór gębowy, para oczu z powiekami i dodatkową błoną
migawkową (nieco inaczej jest u węży), parzyste otwory nosowe oraz dwa otwory słuchowe
pokryte błoną bębenkową.
Powierzchnia ciała gadów jest sucha; w ich rogowaciejącym i złuszczającym się naskórku
nie ma gruczołów śluzowych. Naskórek tworzy łuski, tarczki lub płyty rogowe, które chronią
ciało przed wysychaniem na lądzie.
U węży i jaszczurek zrzucanie (linienie) złuszczającej się warstwy naskórka zachodzi
okresowo. Skóra właściwa żółwi i krokodyli wykształca płyty kostne, które dodatkowo
chronią ciało.
Czaszka tych zwierząt w porównaniu do czaszek płazów bezogonowych jest bardziej
wydłużona i zabudowana, ponieważ składa się z większej liczby kości. Dzięki temu jest
mocniejsza i lepiej chroni narządy głowy.
Na kościach obu szczęk są prawie jednakowe (słabo zróżnicowane) zęby (homodontyzm),
a u niektórych węży występują zęby jadowe, połączone z gruczołem wydzielającym jad. Zęby
utraciły tylko żółwie na rzecz rogowych płytek pokrywających szczęki, które razem tworzą
strukturę podobną do papuziego dzioba. Czaszka gadów łączy się z kręgosłupem za pomocą
jednego kłykcia potylicznego. Na obrotniku sprawnie obraca się dźwigacz wraz z czaszką, co
umożliwia sprawne skręty głową i łatwość orientacji w środowisku.
W porównaniu z kręgosłupem płazów bezogonowych kręgosłup gadów składa się z dużej
liczby kręgów (od kilkudziesięciu do kilkuset). Gady mają dodatkowy odcinek kręgosłupa –
część lędźwiową, położoną między odcinkiem piersiowym i krzyżowym. Gady mają dobrze
rozwinięte żebra.
Układ mięśniowy gadów zachowuje metameryzację mięśni przede wszystkim w odcinku
ogonowym. Wraz z rozwojem klatki piersiowej wykształciły się mięśnie międzyżebrowe, które
umożliwiają ruchy klatki piersiowej niezbędne do wymiany powietrza w płucach.
W jamie gębowej gadów znajduje się dobrze wykształcony język, zęby (oprócz żółwi)
oraz ujścia gruczołów ślinowych. Język węży i wielu jaszczurek pełni rolę narządu dotyku (jest
długi, cienki i rozwidlony na końcu), a u kameleona służy do pobierania pokarmu (jest
wysuwalny i zwijający się). Za jamą gębową jest gardziel, od której odchodzi przełyk. Żołądek
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
59
gadów jest dobrze rozwinięty, szczególnie u tych grup, które pobierają pokarm
o dużej objętości (np. węże). U gadów roślinożernych rozwinęło się jelito ślepe, co ułatwia
trawienie pokarmu roślinnego. Podobnie jak u płazów, układ pokarmowy gadów zakończony
jest kloaką.
W odróżnieniu od płazów, wymiana gazowa u gadów zachodzi przede wszystkim przez
płuca. Powietrze przez nozdrza, gardziel, krtań, tchawicę i parzyste oskrzela dostaje się
do płuc, czyli właściwego narządu wymiany gazowej. Płuca są silnie unaczynione i bardziej
pofałdowane niż płuca płazów, dzięki czemu mają znacznie większą powierzchnię wymiany
gazowej.
Układ krwionośny gadów ma budowę podobną jak układ płazów. Zmienia się tylko
budowa serca. Gady mają częściową przegrodę komory, a u krokodyli rozrasta się ona na tyle,
że całkowicie dzieli tę część serca na komorę prawą i lewą. W komorze serca gadów (oprócz
krokodyli) krew odtleniona z natlenioną miesza się, ale w mniejszym stopniu niż u płazów.
Gady są kręgowcami, u których w układzie wydalniczym rozwija się nowy typ nerki –
tzw. zanercze, zwane inaczej nerką ostateczną. W porównaniu z płazami, u gadów następuje
rozdzielenie ujść układu wydalniczego i rozrodczego. Moczowody uchodzą bezpośrednio
do kloaki.
W porównaniu z płazami, u gadów doskonali się budowa centralnego układu nerwowego.
Na powierzchni kresomózgowia tworzy się kora mózgowa – substancja szara z licznymi
ośrodkami nerwowymi. Jednocześnie ta część mózgu rozrasta się i pokrywa międzymózgowie.
Ze względu na wykształcenie szyi i możliwość unoszenia głowy ponad poziom tułowia
następuje wygięcie (w kształcie litery S) zamózgowia i jego częściowe podwinięcie pod
móżdżek. Efektem tych procesów jest zaburzenie liniowego ułożenia poszczególnych części
mózgu na korzyść ich wzajemnej integracji, co usprawnia koordynację czynności życiowych.
W układach rozrodczych samców gadów występują narządy kopulacyjne, które
umożliwiają zapłodnienie wewnętrzne. Rozwój zarodkowy większości gadów przebiega w jaju
(w osłonkach jajowych) składanym na lądzie lub przetrzymywanym w organizmie samicy
(niektóre węże i jaszczurki). Jaja gadów mają skórzaste osłonki, dużą zawartość substancji
zapasowych, a rozwijające się zarodki wytwarzają błony płodowe – co umożliwia rozwój
zarodkowy w środowisku lądowym. U gadów zachodzi rozwój prosty.
Gromada: Ptaki (Aves)
Charakterystyczną cechą ptaków jest zdolność do aktywnego lotu (nie fruwają jedynie
pingwiny i ptaki bezgrzebieniowe). Dzięki tej umiejętności ptaki potrafią znacznie szybciej niż
inne zwierzęta pokonywać duże odległości, aby zdobyć pokarm, uciec przed drapieżnikiem czy
znaleźć dogodniejsze środowisko do życia.
Przeloty ptaków mają różny zasięg i najczęściej odbywają się blisko miejsc gniazdowania,
ale czasami są znacznie dłuższe, jak np. sezonowe wędrówki bocianów, żurawi, dzikich gęsi
czy skowronków.
Ptaki są stałocieplne (temperatura ciała utrzymywana jest w granicach 39,5°–45°C),
prowadzą aktywne życie we wszystkich porach roku i występują we wszystkich strefach
klimatycznych kuli ziemskiej. Ptaki nie tylko świetnie fruwają (np. jastrząb, bielik, sokół, gołąb,
jerzyk, wróbel, jaskółka), ale także wiele z nich doskonale pływa i nurkuje (np. pingwiny,
rybitwy, perkozy, nury) lub sprawnie przemieszcza się po lądzie (strusie, kazuary).
Większość ptaków buduje gniazda, wysiaduje jaja i opiekuje się potomstwem. Niektóre
ptaki żyją gromadnie, by łatwiej zdobyć pokarm i spostrzec niebezpieczeństwo, a nawet
wspólnie bronić jaj lub piskląt przed drapieżnikami (np. dzikie kaczki). Większość ptaków
w okresie rozrodu dobiera się w pary (samiec i samica), by wspólnie zbudować gniazdo
i wychować młode (np. bociany, orły).
Systematyka współcześnie żyjących ptaków:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
60
Gromada: Ptaki (Aves)
nadrząd: ptaki bezgrzebieniowe {Paleogncithae)
rząd: strusie (Stnithiomformes)
nandu (Rheiformes)
kazuary (Casuańiformes)
kiwi (Apterygiformes)
nadrząd: pingwiny (Sphenisciformes)
nadrząd: ptaki grzebieniowe (Neognathae)
rząd: nury (Gaviiformes)
per kozy (Pedocipediform.es)
rurkonose (Procellariiformes)
wiosłonogie (Pelecaniformes)
bocianowate (Ciconiiformes)
drapieżne (Falconiformes)
kuraki (Galliformes)
żurawie (Gruiformes)
siewkowate (Charadiiformes)
gołębie (Columbiformes)
kukułki (Cuculiformes)
papugi (Psittaciformes)
sowy (Strigiformes)
lelki (Caprimulgiformes)
jerzykowate (Apodiformes)
kraski (Coraciiformes)
dzięcioły (Piciformes)
wróblowate (Passeriformes)
W ciele ptaków wyróżniamy głowę wraz z dziobem, osadzoną na stosunkowo długiej szyi,
opływowy tułów wraz ze skrzydłami (przekształcone kończyny przednie) oraz kończyny dolne
podciągnięte pod ciało (staw kolanowy jest skierowany do przodu, a skokowy do tyłu).
Dobrze wykształcona szyja umożliwia sprawne obroty głową i przez to szybką orientację
w terenie nawet w czasie lotu. Skrzydła po rozpostarciu tworzą płaszczyzny lotne, a u ptaków,
które nie latają, są zredukowane (ptaki bezgrzebieniowe) lub słabo wykształcone,
ale przystosowane do pływania (pingwiny).
Dziób ptaków, utworzony z wydłużonych szczęk pokrytych rogową pokrywą, umożliwia
przede wszystkim zdobywanie pokarmu. Dzioby ptaków drapieżnych (sowy, orły, sokoły,
krogulce) są duże i zakrzywione do dołu. Ptaki ziarnojady (łuszczaki) mają dzioby stożkowate,
czasami
z
przekrzywioną
względem
siebie
częścią
górną
i
dolną,
tak
jak
u krzyżodzioba. Ptaki blaszkodziobe (kaczki, gęsi) mają szerokie, spłaszczone dzioby,
umożliwiające odsączanie pokarmu pobieranego z wodą.
Na dziobie znajdują się parzyste nozdrza. Nad dziobem po obu stronach głowy osadzone
są oczy, osłonięte powiekami i błoną migawkową. Z boku głowy znajdują się otwory słuchowe
pokryte błoną bębenkową.
Ciało ptaków pokryte jest piórami, a na nogach łuskami. Pióra i łuski są tworami
naskórka. W zależności od budowy i pełnionych funkcji wyróżniamy pióra konturowe
i puchowe.
Szkielet ptaków jest stosunkowo lekki, ponieważ wiele kości ma budowę pneumatyczną.
Kości czaszki są cienkie, a mózgoczaszka znacznie bardziej wysklepiona niż u gadów.
Wydłużone kości szczęk tworzą szkielet dzioba. Sposób połączenia czaszki z kręgosłupem jest
taki sam jak u gadów, ale ruchliwość głowy ptaków jest większa ze względu na większą liczbę
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
61
kręgów szyjnych (od 8 do 25). Dalsza część kręgosłupa znacznie usztywnia ciało, ponieważ
kręgi piersiowe i lędźwiowo-krzyżowe zrastają się ze sobą. Tak usztywniony kręgosłup jest
dobrym oparciem dla skrzydeł i kończyn dolnych. Ptaki mają kilka kręgów ogonowych
zrośniętych ze sobą, co tworzy dobre miejsce przyczepu dla mięśni sterówek.
Charakterystycznymi mięśniami ptaków są te, które umożliwiają ruch skrzydeł –
szczególnie dobrze rozwinięty jest mięsień piersiowy, osadzony na grzebieniu mostka.
U wszystkich ptaków silnie rozwinięte są mięśnie kończyn dolnych, ponieważ ich praca
warunkuje sprawne poruszanie się po lądzie, odbijanie się od ziemi podczas wznoszenia się
w powietrze i niejednokrotnie pływanie.
Układ pokarmowy ptaków rozpoczyna się bezzębną jamą gębową, w której jest język
(o częściowo zrogowaciałej powierzchni) oraz do której mają ujścia gruczoły ślinowe. Brak
zębów odciąża głowę (przystosowanie do lotu), ale powoduje konieczność połykania pokarmu
bez rozdrabniania.
Poprzez gardziel jama gębowa łączy się z przełykiem, którego końcowa część tworzy
rozszerzenie, nazywane wolem. Ta „kieszeń” przewodu pokarmowego służy nie tylko jako
magazyn pokarmu, ale umożliwia też jego rozmiękczanie i dzięki temu wytwarzanie tzw.
mleczka dla piskląt. Za wolem jest żołądek gruczołowy, w którym zachodzi trawienie
za pomocą enzymów, a za nim żołądek mięśniowy, miażdżący i rozcierający pokarm przy
udziale kamyków połykanych przez ptaka.
W stosunku do masy ciała, ptaki zjadają bardzo dużo pokarmu, ponieważ utrzymanie
stałocieplności i prowadzenie aktywnego trybu życia wymaga dużej ilości energii.
Układ oddechowy ptaków ma dość specyficzną budowę. Składa się z dróg oddechowych,
płuc i dodatkowo wykształconych worków powietrznych. Drogi oddechowe ptaków składają
się z takich samych elementów, jakie wykształciły gady, ale ich tchawica jest znacznie dłuższa
(rozwój szyi), a krtań zróżnicowana na część górną (oddziela tchawicę od gardzieli)
i dolną, która znajduje się na końcu tchawicy i jest narządem głosu. Oskrzela, jako parzyste
rozgałęzienia tchawicy, doprowadzają powietrze do rurkowatych płuc, w których zachodzi
wymiana gazowa.
Serce tych zwierząt ma całkowicie podzieloną komorę, co chroni przed mieszaniem się
krwi odtlenionej z natlenioną. Ekonomicznie pracujący układ krwionośny i duża ilość tlenu,
dostarczana dzięki podwójnej wymianie gazowej, pozwalają na wytwarzanie dużej ilości
energii w organizmie ptaka, a to umożliwia utrzymywanie stałej temperatury ciała.
Układ wydalniczy ptaków ma taką samą budowę jak układ wydalniczy gadów. Większość
tych zwierząt nie ma pęcherza moczowego, a szkodliwe produkty przemiany materii wydala
w postaci kryształków kwasu moczowego wraz z kałem (kałomocz). Tak oszczędna
gospodarka wodna powoduje, że liczne ptaki (np. drapieżniki) wcale nie piją wody. Brak
pęcherza moczowego obniża ciężar ptaka i ułatwia wznoszenie się w powietrze.
W porównaniu z gadami, u ptaków następuje dalszy rozwój mózgu. Silniej rozrastają się
półkule kresomózgowia oraz móżdżek, w którym są ośrodki równowagi i koordynacji ruchów,
co ma ogromne znaczenie dla lotu.
Ptaki mają dobrze rozwinięty zmysł wzroku. Dostosowanie oka do oglądania
przedmiotów z różnych odległości następuje przez zmianę kształtu soczewki i jej przesuwanie
w gałce ocznej. Proces ten nazywany jest podwójną akomodacją oka. Ze względu na to,
że oczy tych zwierząt osadzone są z boków głowy, ptaki mają duże (ok. 300°) pole widzenia.
Ptaki są kręgowcami o wyraźnym zazwyczaj dymorfizmie płciowym. Samce mają na ogół
barwniejsze upierzenie, szczególnie wyraziste w okresie godowym – prezentowane zwłaszcza
w czasie tańca godowego. U większości samców nie ma narządu kopulacyjnego, chociaż nadal
zachodzi zapłodnienie wewnętrzne przy udziale kloaki. Samice ptaków mają rozwinięty tylko
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
62
lewy jajnik i jeden jajowód, który jest zróżnicowany na odcinki produkujące białko
i skorupkę jaj.
Wszystkie ptaki składają jaja, które do czasu wylęgu piskląt wysiadują. Z jaj wylęgają się
młode ptaki (rozwój prosty), które przez pewien czas pozostają pod opieką rodziców.
Na okres rozrodu wiele ptaków buduje gniazda, chociaż niektóre podrzucają swoje jaja innym
ptakom, np. kukułka.
Pisklęta niektórych ptaków od razu po wylęgu są zdolne do samodzielnego życia
i natychmiast opuszczają gniazdo, a opieka samic nad nimi sprowadza się do wodzenia
młodych za sobą, wskazywania pokarmu i ochrony przed drapieżnikami. Takie ptaki nazywane
są zagniazdownikami. Należą do nich: kuraki, blaszkodziobe i bezgrzebieniowe. Ale inne
pisklęta, np. wróblowatych, na ogół są ślepe, nie pokryte puchem i niezdolne
do samodzielnego życia. Ich rodzice muszą je przez dłuższy czas karmić, poić i ogrzewać.
Takie ptaki nazywamy gniazdownikami. Pozostałe ptaki zaliczamy do półgniazdowników,
ponieważ ich pisklęta, choć wylęgają się pokryte puchem, przez pewien czas pozostają
w gnieździe pod opieką rodziców.
Gromada: Ssaki (Mammalia)
Ssaki, podobnie jak ptaki, są stałocieplnymi kręgowcami powszechnymi we wszystkich
środowiskach na kuli ziemskiej. Większość ssaków prowadzi naziemny tryb życia, niektóre
żyją pod ziemią (kret), inne w wodzie (wieloryby, syreny). Ze środowiskiem życia wiążą się
różne sposoby poruszania się tych zwierząt. Tak więc ssaki kroczą (krowa), szybko biegają
(antylopa), skaczą (kangur), przeskakują z drzewa na drzewo (kapucynka), pływają (delfin)
i latają (gacek). Różnorodność siedlisk i trybu życia zadecydowała o przeogromnym
zróżnicowaniu form ssaków.
Ze względu na budowę i sposób życia ssaki są zwierzętami, które osiągnęły najwyższy
poziom rozwoju ewolucyjnego. Człowiek jest także ssakiem.
Gromada: Ssaki (Mammalia)
podgromada: prassaki (Prototheńa)
rząd: stekowce (Monotremata)
podgromada: ssaki niższe (Metatheria)
rząd: torbacze (Marsupialia)
podgromada: łożyskowce (EutherialPlacentalia),
rząd: owadożerne (Insectivora)
rząd: nietoperze (Chiroptera)
rząd: szczerbaki (Edentata)
rząd: łuskowce (Pholidota)
rząd: zajęczaki (Lagomorpha)
rząd: gryzonie (Rodentia)
rząd: drapieżne (Carnivora)
rząd: płetwonogie (Pinnipedia)
rząd: walenie (Cetacea)
rząd: góralki (Hyracoidea)
rząd: słonie (trąbowce) (Proboscidea)
rząd: syreny (Sirenia)
rząd: parzystokopytne (Artiodactyla)
rząd: nieparzystokopytne (Perissodactyla)
rząd: słupozębne (Tubulidentata)
rząd: naczelne (Primatcs)
Budowa zewnętrzna łożyskowców jest bardzo zróżnicowana. Głowa tych ssaków jest
dobrze wyodrębniona i osadzona na wyraźnie wykształconej szyi, jednak u form wodnych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
63
(foka) i podziemnych (kret) jest słabo wyróżniona. Na głowie znajduje się para oczu okrytych
powiekami, nozdrza zewnętrzne, małżowiny uszne, których brak u syren i waleni,
a zachowanych w formie szczątkowej u fok i kretów, oraz otwór gębowy otoczony wargami.
Na tułowiu ssaków są cztery kończyny, które ze względu na prowadzony tryb życia mogą
być bardzo wydłużone – jak u antylopy, silnie skrócone i rozszerzone – jak u kreta, chwytne –
jak kończyny przednie człowieka, wreszcie tworzące powierzchnie lotne – jak kończyny
przednie nietoperza.
Większość ssaków ma wykształcony ogon, chociaż u niektórych z nich ulega on silnej
redukcji (niedźwiedzie, małpy człekokształtne czy człowiek).
Ciało ssaków pokrywa skóra, która składa się z naskórka, skóry właściwej i warstwy
podskórnej, zbudowanej z podściółki tłuszczowej. Zrogowaciałe części naskórka tworzą
różnorodne struktury, tj.: włosy, łuski, pazury, paznokcie, kopyta, pochwy rogowe
pustorożców.
Naskórek tworzy także gruczoły potowe, łojowe i zapachowe. Gruczoły potowe
wspomagają pracę układu wydalniczego oraz pełnią istotną rolę w termoregulacji. Wydzielina
gruczołów łojowych nadaje elastyczność włosom i zabezpiecza powierzchnię skóry przed
wysychaniem i pękaniem. Gruczoły zapachowe umożliwiają rozpoznawanie się osobników
tego samego gatunku.
W porównaniu z gadami, w czaszce ssaków zaszły dość istotne zmiany. Rozrosła się
mózgowa część czaszki, która np. u człowieka przerasta swoją objętością trzewiową część
czaszki. Czaszka jest mocna, ponieważ tworzące ją kości ściśle do siebie przylegają (tworzą
szwy) lub zrastają się. W zębodołach szczęk ssaków osadzone są zróżnicowane zęby
(heterodontyzm), wśród których wyróżniamy: siekacze, kły, przedtrzonowce i trzonowce.
Czaszka ssaków połączona jest z kręgosłupem za pomocą dwóch kłykci potylicznych,
ale pierwsze kręgi szyjne, atlas i obrotnik, są zmodyfikowane podobnie.
Również w kręgosłupie ssaków wyróżniamy takie same odcinki jak u gadów. Między
kręgami znajdują się wstawki chrzęstne, tzw. dyski międzykręgowe, które zmniejszają nacisk
kręgów na siebie. Odcinek szyjny składa się najczęściej z siedmiu kręgów, a piersiowy
zazwyczaj zawiera od dwunastu do dwudziestu pięciu kręgów. Wszystkie kręgi piersiowe
łączą się z żebrami. Część żeber po brzusznej stronie ciała przyrasta do mostka, co umożliwia
wytworzenie szkieletu klatki piersiowej.
Część lędźwiowa kręgosłupa najczęściej składa się z dwóch (leniwce) do dwudziestu
jeden kręgów (delfiny), które mają dobrze rozwinięte wyrostki poprzeczne i szczątkowe żebra.
Kręgi krzyżowe, w liczbie od jednego do trzynastu, zrastają się ze sobą i z kilkoma kręgami
ogonowymi, tworząc kość krzyżową.
Odcinek ogonowy charakteryzuje się dużą zmiennością liczby kręgów – od 3 do 49.
U człowieka ta część kręgosłupa składa się z kilku kręgów (4-5), które są zrośnięte, tworząc
kość ogonową, natomiast np. u parzystokopytnych odcinek ogonowy liczy sobie kilkadziesiąt
kręgów i tworzy szkielet długiego ogona.
U ssaków czworonożnych kręgosłup przyjmuje pozycję poziomą, a u człowieka pionową,
tworząc na przemian wygięcia ku przodowi i tyłowi – amortyzują one wstrząsy powstające w
trakcie poruszania się. W skład obręczy barkowej łożyskowców wchodzą łopatki; obojczyki
występują
tylko
u
ssaków,
które
wykazują
ruchliwość
kończyny
przedniej
w wielu płaszczyznach, takich jak owadożerne, naczelne czy nietoperze; kości krucze
natomiast nie występują.
Obręcz miednicowa ma budowę taką jak obręcz u gadów. Kończyny ssaków
są podciągnięte pod tułów (nie wystają poza obręb ciała) i unoszą ciało nad poziom podłoża,
co znacznie usprawnia poruszanie się.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
64
U ssaków ze względu na zróżnicowanie funkcji kończyn następują modyfikacje
ich szkieletów. W kończynach, które służą do pływania (np. u waleni), grubieją i skracają się
odcinki bliższe tułowia, wzrasta liczba palców i ich paliczków, natomiast kończyny tylne
najczęściej zanikają. Kończyny lotne (przednie u nietoperzy) mają wydłużone cztery palce.
Ssaki kroczące po podłożu mogą podpierać się dobrze wykształconymi częściami ręki i stopy
(stopochodność u niedźwiedzia) lub czubkami palców (palcochodność u nieparzystokopytnych
i parzystokopytnych).
Wszystkie mięśnie szkieletowe ssaków są bardzo dobrze rozwinięte i warunkują
sprawność ruchów tych zwierząt. U ssaków wytwarza się dość istotny mięsień, który
współuczestniczy w mechanizmie wentylacji płuc – tzw. przepona, czyli mięsień rozpięty
między ostatnimi żebrami, mostkiem i kręgosłupem.
Układ pokarmowy ssaków zbudowany jest z takich samych narządów jak układ
pokarmowy gadów. W jamie gębowej znajdują się zęby, które umożliwiają odcinanie kęsów
pokarmu (siekacze), jego rozszarpywanie (kły), a także rozdrabnianie (zęby przedtrzonowe
i trzonowe). U niektórych ssaków, takich jak delfiny, wszystkie zęby są jednakowe. Czasami
uzębienie jest całkowicie zredukowane, jak u mrówkojadów, syren, wielorybów fiszbinowych.
Jama gębowa ssaka otoczona jest wargami, które wraz z językiem umożliwiają ssanie
i pobieranie pokarmu. Do jamy gębowej uchodzą trzy pary ślinianek. Przez gardziel i przełyk
pokarm dostaje się do żołądka, który u ssaków wykazuje dużą zmienność kształtów
i rozmiarów. Za żołądkiem ciągnie się jelito, bardzo długie u roślinożerców (pokarm roślinny
jest trudniejszy do strawienia), a stosunkowo krótsze u drapieżców. Do pierwszej części jelita,
nazywanej dwunastnicą, uchodzą przewody z trzustki i wątroby. W dalszej części jelita
cienkiego odbywa się oprócz trawienia także wchłanianie aminokwasów, cukrów prostych
i kwasów tłuszczowych. W ostatnim odcinku, jelicie grubym, ma miejsce formowanie kału. Na
końcu jelita jest otwór odbytowy.
Powietrze przez nozdrza, gardziel, krtań, tchawicę i oskrzela zasysane jest do płuc.
Oskrzela wchodzące do płuc rozwidlają się na drobniejsze oskrzeliki zakończone groniastymi
układami pęcherzyków płucnych, w których następuje wymiana gazowa. Wdech zachodzi pod
wpływem podciśnienia wytworzonego w klatce piersiowej na skutek skurczu przepony
i mięśni międzyżebrowych. Wydech jest wynikiem rozciągania tych mięśni.
Układ krwionośny ssaków składa się z czterodziałowego serca, z całkowitą przegrodą
komory, oraz naczyń krwionośnych o podobnym układzie jak u gadów.
Budowa i funkcjonowanie układu oddechowego i krwionośnego umożliwia utrzymywanie
stałej temperatury ciała łożyskowców (ok. 37°C). Stałocieplność umożliwia aktywność ssaków
przez cały rok, a także pozwala im żyć we wszystkich strefach klimatycznych. Tylko niektóre
ssaki (z żyjących w Polsce np. borsuk, niedźwiedź) zapadają w sen zimowy, w czasie którego
zwalniają intensywność procesów metabolicznych i obniżają temperaturę ciała o kilka stopni
(hibernacja).
Układ wydalniczy ssaków składa się z parzystych nerek (zanercza), moczowodów,
pęcherza moczowego i cewki moczowej, która kończy się niezależnym od układu
pokarmowego otworem wydalniczym. Łożyskowce najczęściej wydalają mocznik.
U ssaków nastąpił intensywny rozwój mózgu. Przejawem tego jest duża jego objętość
w stosunku do wielkości ssaka oraz rozwój poszczególnych struktur mózgu. Najintensywniej
rozwinęło się kresomózgowie, które swoimi półkulami przykryło międzymózgowie
i śródmózgowie. Powierzchnia kresomózgowia jest pofałdowana, a w korze mózgowej
rozwinęły się ośrodki wyższych czynności nerwowych, takich jak pamięć i kojarzenie, które
decydują o inteligencji ssaków. Wykazują umiejętność nie tylko szybkiego reagowania
na bodźce środowiska, ale także przewidywania zachodzących w nim zmian.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
65
Ssaki w porównaniu z innymi kręgowcami mają dobrze rozwinięty móżdżek
(jest on podzielony na dwie półkule o pofałdowanej powierzchni), co decyduje o stopniu
rozwoju ośrodków odpowiadających za równowagę i koordynację ruchów.
Dobrze unerwiona skóra ssaków wrażliwa jest na dotyk, ucisk, ból, zimno i ciepło. Oko
ma budowę typową dla kręgowca, a jego akomodacja następuje poprzez zmianę kształtu
soczewki.
U większości łożyskowców jest dobrze wykształcona małżowina uszna, która służy
do „koncentracji” fal dźwiękowych. W uchu środkowym wszystkie ssaki, w tym łożyskowce,
mają trzy kosteczki słuchowe, które przekazują drgania błony bębenkowej do ucha
wewnętrznego. Rozwój narządu słuchu ma przeogromne znaczenie dla ssaków, ponieważ
większość z nich wydaje dźwięki, za pomocą których porozumiewa się.
W układzie rozrodczym samców ssaków są dwa jądra, nasieniowody, tzw. gruczoły
dodatkowe (prostata i pęcherzyki nasienne, których wydzielina wraz z plemnikami
wytwarzanymi przez jądra tworzy spermę) oraz narząd kopulacyjny.
Układ rozrodczy samic łożyskowców składa się z dwóch jajników, jajowodów, macicy
i pochwy. U ssaków zachodzi zapłodnienie wewnętrzne; plemniki z komórkami jajowymi łączą
się w jajowodach, a rozwój zarodka przebiega w macicy. Pod tym względem łożyskowce są
zwierzętami szczególnymi, ponieważ ich macica wraz z błonami płodowymi zarodka tworzy
łożysko omoczniowe, przez które do zarodka dostarczane są substancje odżywcze i tlen, a
zabierane szkodliwe produkty przemian związków azotowych i dwutlenek węgla.
Ssaki mają wykształcony instynkt macierzyński i ich młode długo pozostają pod opieką
rodziców.
Systematyczny przegląd wybranych rzędów ptaków
Nadrząd: Biegające – Gradientes
Rzędy: Strusie – Struthioniformes
Kazuary – Casuariiformes
Nieloty – Apterygiformes
Do nadrzędu tego należą nielatające, przeważnie duże ptaki biegające (bezgrzebieniowe),
o krępym tułowiu, zwykle długiej szyi, małej głowie i krótkim dziobie. Kończyny przednie
mają niedorozwinięte oraz silnie zmienione lub zanikające lotki. Podobnie zanikłe
są sterówki. Nogi, 2- lub 3- palcowe, są silnie rozwinięte i dostosowane do biegania. Ptaki
biegające mają kości wypełnione szpikiem kostnym, a na płaskim mostku brak jest grzebienia.
Kość krucza jest zrośnięta z łopatką. Obojczyków jest również brak lub są tylko w formie
szczątkowej. Czaszka jest prymitywnie zbudowana. Biegające mają pióra o luźnych, wskutek
braku promyków, rozwichrzonych chorągiewkach (przypominających włosy). Pióra służą
głównie jako izolacja cieplna.
Ptaki te składają jaja na ziemi. U większości gatunków wysiadywaniem jaj i opieką nad
potomstwem zajmuje się samiec. Pisklęta są zagniazdownikami. Biegające żywią się pokarmem
roślinnym i drobnymi zwierzętami (głównie bezkręgowymi).
Należy do nich struś (Struthio camelus), największy ptak współcześnie żyjący, osiągający
do 2,75m wysokości i ciężar do 136 kg. Zamieszkuje stepy i pustynie Afryki, Arabii i Syrii.
Nandu (Rhea) występuje na pampasach Ameryki Południowej, emu (Dromiceius) –
zamieszkuje sawanny i suche stepy wschodniej Australii oraz Tasmanię. Kazuar (Casuarius) –
zaś żyje w tropikalnych gęstych lasach północnej Australii, Nowej Gwinei i na sąsiednich
wyspach. Nielot, czyli kiwi (Apteryx), najmniejszy biegus (wielkości kury i o ciężarze 2–3 kg), żyje
na Nowej Zelandii.
Nadrząd: Latające – Volantes
Nadrząd latających, czyli ptaków grzebieniowych, wyróżnia się specyficznymi cechami.
Ptaki należące do tego nadrzędu mają pióra normalnie zbudowane (o zwartych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
66
chorągiewkach), dobrze wykształcone skrzydła, grzebień w mostku i są w większym lub
mniejszym stopniu obdarzone zdolnością do latania. Kości długie są u nich puste
(pneumatyczne), a kość skokowa jest zawsze złożona z całkowicie zrośniętych kości
śródstopia.
Rząd: Nury – Gaviiformes
Rodzina: Nury – Gaviidae
Są to ptaki wodne (przeważnie morskie), znakomicie pływające i nurkujące. Osiągają
wielkość dużej kaczki domowej. U nas jedynym, rzadkim gatunkiem lęgowym (Pomorze),
liczniejszym na przelotach, jest nur czarnoszyi – Gavia arctica. Na przelotach spotykamy
również nura rdzawoszyjego (G. stellata) i bardzo rzadko nura lodowca (G. immer). Nury
objęte są ochroną gatunkową.
Rząd: Perkozy – Podicipediformes
Rodzina: Perkozy – Podicipedidae
Do rodziny tej należą dość duże ptaki wodne, bardzo dobrze pływające i nurkujące.
Perkoz dwuczuby – Podiceps cristatus, perkoz rdzawoszyi – Podiceps griseigena, zausznik –
Podiceps nigricollis, perkozek – Podiceps ruficollis.
Rząd: Pełnopłetwe (Wiosłonogie) – Pelecaniformes
Pełnopłetwe są to duże lub średniej wielkości ptaki wodne, bardzo dobrze pływające
i nurkujące (wyjątek stanowią pelikany, które nie nurkują), związane z większymi zbiornikami
wód śródlądowych lub z morzami. Charakterystyczną ich cechą jest budowa nóg: krótki skok i
dość długi tylny palec spięty wraz z trzema palcami przednimi szeroką błoną, tzw. błoną pełną.
Upierzenie jest gęste i przylegające do ciała. Gruczoł kuprowy dobrze rozwinięty.
Pełnopłetwe żyją w monogamii. Większość gnieździ się koloniami. Pisklęta są typowymi
zagniazdownikami. Karmią je oboje rodzice. Podstawę pożywienia stanowią ryby.
W skład fauny krajowej wchodzą 2 rodziny: pelikany (zalatujące) oraz kormorany. Objęte
są ochroną gatunkową.
Rodzina: Kormorany – Phalacrocoracidae
Do rodziny pelikanów (Pelecanidae) należy pelikan różowy (baba) – Pelecanus
onocrotalus.
Rząd: Brodzące (Szczudłonogie) – Ciconiiformes
Są to ptaki średniej wielkości lub duże, związane z nadbrzeżną strefą wód, błotami
i wilgotnymi łąkami. Nogi mają długie, przystosowane do brodzenia. Dolna część goleni,
bardzo długi skok i 4 długie palce są nagie. Szyja jest cienka, długa i esowato wygięta. Głowa
– mała, dziób – dość długi, prosty lub nieco przygięty w dół. Skrzydła są szerokie, dość długie,
ogon krótki. Ubarwienie obu płci jest jednakowe. Składają przeważnie 3–5 jaj.
Są to gniazdowniki. W wychowaniu młodych biorą udział oboje rodzice. Brodzące gatunki
żywią się płazami, rybami, drobnymi skorupiakami, mięczakami i owadami. W skład rzędu
m.in. wchodzą rodziny: czapli oraz bocianów.
Rodzina: Czaplowate – Ardeidae
Czapla siwa – Ardea cinerea, bączek – lxobrychus minutus, bąk – Botaurus stellaris.
Rodzina: Bociany – Ciconiidae
Bocian biały – Ciconia ciconia, bocian czarny (hajstra) – Ciconia nigra.
Rząd: Blaszkodziobe – Anseriformes
Do rzędu tego należą ptaki związane ze środowiskiem wodnym i błotami. Tułów mają
krępy i wydłużoną szyję. Dziób jest dość szeroki i spłaszczony (wyjątek stanowią tracze),
zakończony paznokciem. Wewnętrzne brzegi szczęk opatrzone są rogowymi blaszkami
do przecedzania wody z mułem, lub ząbkami do przytrzymywania śliskiej zdobyczy. Nogi są
krótkie, a trzy przednie palce spięte błoną pływną. Puch okrywa całe ciało. Gruczoł kuprowy
jest silnie rozwinięty. Gnieżdżą się najczęściej w pobliżu wód na ziemi (na suchych miejscach),
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
67
niektóre gatunki w dziuplach, a nawet norach. Gniazda ich są prymitywne,
w postaci zagłębień wysłanych szuwarem lub trawami. Zagniazdowniki te mają jeden lęg
w roku. Po lęgach łączą się w stada. Zjadają pokarm roślinny lub zwierzęcy. Kilka gatunków
należy do zwierząt łownych. Na terenach Polski występuje jedna rodzina kaczkowatych
z 6 podrodzinami.
Rodzina: Kaczkowate – Anatidae Podrodzina: Łabędzie – Cygninae
Łabędź niemy – Cygnus olor, łabędź krzykliwy – Cygnus cygnus.
Podrodzina: Gęsi – Anserinae
Gęgawa (gęś gęgawa) – Anser anser, gęś zbożowa – Anser fabalis.
Podrodzina: Kaczki pływające (kaczki właściwe) – Anatinae
Krzyżówka – Anas plałyrhynchos, cyranka – Anas querquedula, cyraneczka – Anas
crecca. Do nielicznych gatunków lęgowych i przelotnych należą: płaskonos, krakwa, świstun
i rożeniec.
Podrodzina: Grążyce (kaczki nurkujące) – Aythinae
Na terenie kraju występują 4 pospolite gatunki lęgowe i przelotne: podgorzałka,
głowienka, czernica i gągoł.
Podrodzina: Tracze – Merginae
Nurogęś (tracz nurogęś) – Mergus merganser, szlachar (tracz długodziób) – Mergus
senator, bielaczek – Mergus albellus.
Rząd: Drapieżcę – Falconiformes
Rząd ten obejmuje ptaki różnej wielkości i rozmaitego wyglądu. Dziób mają silny,
haczykowato zagięty, u nasady okryty woskówką. Oczy są duże, a wzrok silnie rozwinięty.
Skrzydła przeważnie mają długie, różnego kształtu, wąskie i spiczaste, jak np. u sokołów,
szerokie i palczasto zakończone – u orłów i sępów – lub dość krótkie i tępe,
jak np. u jastrzębi. Drapieżce latają bardzo dobrze i wytrwale. Nogi mają silne z czterema
palcami (3 w przodzie i 1 w tyle), u większości przystosowane do chwytania zdobyczy,
zaopatrzone w ostre, haczykowate pazury.
Gatunki, które polują na ptaki (zwłaszcza w powietrzu), odznaczają się krótkim skokiem i
długimi palcami. Gatunki polujące przy ziemi lub na ziemi mają skok dłuższy i krótsze palce.
Gatunki karmiące się padliną mają pazury tępe i krótkie. Drapieżce (z wyjątkiem sępów) źle
chodzą po ziemi.
Dymorfizm płciowy zaznacza się głównie w wielkości osobników. Samice są zwykle
większe od samców. Upierzenie ich jest na ogół mniej barwne. Różnice w ubarwieniu ptaków
młodych i starych są zwykle dość duże.
Pożywienie drapieżców składa się przede wszystkim z kręgowców, ale udział owadów
w pokarmie w postaci pewnych małych gatunków jest czasem duży. Drapieżce chwytają
zdobycz pazurami, a rozdzierają dziobem. Wole mają obszerne. Żołądek wydziela duże ilości
soków, tak że trawienie odbywa się szybko. Piór, sierści, pazurów i twardych kości nie trawią,
ale formują w żołądku tzw. wypluwki, które wydalają przez otwór gębowy.
Drapieżce żyją parami, w które łączą się na długi czas. W okresie godowym obserwujemy
u obu płci wielu gatunków loty tokowe. Gnieżdżą się na drzewach, skałach, niektóre
w dziuplach i ruinach. Gniazda własne (otwarte) są budowane dość niedbale z gałęzi
i chrustu. Często zajmują gniazda innych większych ptaków. Gatunki duże przeważnie znoszą
1 lub 2 jaja, gatunki mniejsze – większą ich ilość. Mają jeden lęg w roku. Jaja wysiaduje
głównie samica.
Rodzina: Sępy – Aegyplidae
Na tereny Polski zalatuje rzadko: sęp płowy (Gyps fulvus) i sęp kasztanowaty (Aegypius
monachus). Bardzo rzadko zalatuje ścierwnik (Neophron percnopterus).
Rodzina. Jastrzębiowate – Accipiiridae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
68
Do rodziny tej należy kilka rodzajów z szeregiem gatunków, różniących się niekiedy
znacznie wielkością i wyglądem. Orzeł przedni – Aquila chrysaetos, orlik krzykliwy – Aquila
pomarina, orlik grubodzioby – Aquila clanga, bielik – Haliaetus albicilla, rybołów – Pandion
haliaëtus, gadożer (krótkoszpon) – Circaëtus galicus, trzmielojad – Pernis apivorus, myszołów
(myszołów zwyczajny) – Buteo buteo, myszołów włochaty (kosmacz) – Bufeo lagopus, kania
czarna – Milvus migrans, kania ruda (rdzawa) – Milvus milvus, jastrząb (gołębiarz) – Accipiter
gentilis, krogulec – Accipiter nisus, błotniak stawowy – Circus aeruginosus, błotniak zbożowy
– Circus cyancus, błotniak łąkowy (popielaty) – Circus pygargus.
Rodzina: Sokołowałe – Falconidae
Sokół wędrowny – Falco peregrinus, raróg – Falco cherrug, biatozór (sokół norweski) –
Falco gyrfalco, kobuz – Falco subbuteo, drzemlik – Falco columbarius, kobczyk – Falco
vespertinus, pustułka – Falco tinnunculus, pustułeczka – Falco naumanni.
Rząd: Kuraki (grzebiące) – Galliformes (Galii)
Do rzędu tego należą liczne gatunki ptaków (przeważnie) naziemnych, zamieszkujące
otwarte, a czasem półotwarte przestrzenie. Niektóre żyją w lasach. Pożywienia poszukują
rozgrzebując ziemię, stąd ich nazwa „grzebiące”.
Są to ptaki duże lub średniej wielkości, rzadko małe o krępym tułowiu. Głowę mają
niedużą, szyję średniej długości, dziób krótki, u podstawy szeroki i silny. Nogi krótkie i silne, o
krótkich palcach (z tępymi pazurami), skierowanych w przód i w tył, są dobrze przystosowane
do biegania i grzebania. Skrzydła krótkie i wypukłe (o wygiętych lotkach)
u większości gatunków są zaokrąglowe. Niektóre gatunki (np. przepiórka) mają skrzydła
spiczaste. Ogony u różnych gatunków są różnego kształtu i długości. Kuraki latają nisko
i ciężko, ale dość szybko i głośno, zwykle na krótkie odległości.
Samce są przeważnie większe od samic. Dymorfizm płciowy zaznacza się wyraźnie
u tych gatunków, u których samica bez udziału samca wysiaduje i wychowuje młode. Samce
tych gatunków są większe od samic i barwniejsze. Niektóre mają ostrogi na skoku oraz narośle
na głowie i szyi. Upierzenie natomiast samic jest bardzo skromne i zwykle harmonizuje z
ubarwieniem środowiska, w jakim ptak przebywa. U gatunków, u których osobniki obu płci
uczestniczą w wysiadywaniu jaj i w wychowie piskląt, dymorfizm nie jest tak wyraźnie
zaznaczony. Niektóre gatunki żyją w monogamii (np. kuropatwa, pardwa, jarząbek), inne zaś
(np. głuszce, cietrzewie) w swoistym rodzaju poligamii. One właśnie w porze godowej
odbywają głośne i burzliwe toki.
Kuraki gnieżdżą się na ziemi w prymitywnych gniazdach. Pisklęta ich są typowymi
zagniazdownikami. Szybko rosną i bardzo szybko zaczynają podlatywać. Pożywienie ich jest
mieszane – roślinno-zwierzęce. Obszerne wole mieści dużą jego ilość, a silnie umięśniony
żołądek (i połykane kamyki) umożliwiają zjadanie twardego pożywienia (nasiona, owady itp.).
Kuraki mają duże znaczenie gospodarcze. Wiele gatunków hodowanych jest w fermach,
np. drób, inne zaś „półdziko” lub w stanie dzikim. Wszystkie dziko żyjące gatunki krajowe są
zwierzętami łownymi.
Rodzina: Głuszcowate – Tetraonidae
Cietrzew – Lyrurus tetrix, głuszec – Tetrao urogallus, jarząbek – Tetrastes bonasia.
Rodzina: Bażantowate – Phasianidae
Kuropatwa – Perdix perdix, przepiórka – Coturnix coturnix, bażant (bażant obrożny) –
Phasianus colchicus.
Z ładnie ubarwionych bażantów ozdobnych najczęściej bywa hodowany w wolierach
bażant srebrzysty (Gennaeus nycthemerus), bażant złocisty (Chrysolophus pictus), bażant
diamentowy (Chrysolophus amherstiae) i bażant królewski (Syrmaticus reeversii).
Rząd: Żurawiowe – Gruiformes
Rodzina: Żurawie – Gruidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
69
Do rodziny tej należą duże ptaki naziemne, podobne do bocianów. Mają długą szyję
i długie nogi. Dziób natomiast jest niedługi, prosty i spiczasty. Na głowie widoczne są nagie,
barwne partie skóry. Skrzydła ich są długie, szerokie i zaokrąglone. Część lotek ramieniowych
i lotki łokciowe mają bardzo długie chorągiewki, zwisające przez ogon. Lecą kluczami
z wyciągniętą szyją i nogami wyprostowanymi do tyłu. Są to ptaki monogamiczne. W okresie
lęgów żyją odosobnionymi parami, potem zbierają się w gromady. Gnieżdżą się na ziemi.
Są zagniazdownikami. Pożywienie ich jest przeważnie roślinne, w mniejszym stopniu
zwierzęce. Należą do ptaków chronionych. Na terenach Polski występuje tylko jeden gatunek
lęgowy żuraw (Grus grus).
Rodzina: Dropie – Otididae
Drop (Otis tarcia). Do Polski z południowego wschodu przypadkowo zalatuje strepet
(Otis tetrax) i hubara (Chlamydotis undulata).
Rodzina: Chruściele – Rallidae
Derkacz (chruściel) – (Crex crex), kokoszka wodna (kurka wodna) – Gallinula chloropus.
Gęste zarośla nadwodne bagnistych stawów, jezior i rzek oraz mokradła i bagna zamieszkuje:
kureczka
nakrapiana
(Porzana
porzana),
kureczka
zielonka
(Porzana
parva)
i wodnik (Rallus aquaticus). Łyska – (Fulica atra).
Rząd: Siewkowe – Charadriiformes
Rząd ten obejmuje kilka grup ptaków różniących się niekiedy znacznie wyglądem
zewnętrznym oraz biologią, ale wykazujących wiele cech wspólnych w budowie anatomicznej.
Do niego należy kilka rodzin. Dla leśników najważniejsze są rodziny: siewkowatych, bekasów i
kulonów.
Rodzina. Siewkowate – Charadriidae
Czajka – Vanellus vanellus, sieweczka rzeczna – Charadrius dubius, siewka złota –
Charadrius apricarius.
Rodzina: Bekasowate – Scolopacidae
Słonka – Scolopax rusticola, kszyk – Capella gallinago, dubelt – Capella media, bekasik –
Lymnocryptes minimus, kulik wielki – Numenius arquata, rycyk – Limosa limosa, samotnik
(brodziec samotny, stalugwa) – Tringa ochropus, łączak (brodziec leśny) – Tringa glareola,
krwawodziób (brodziec krwawodzioby) – Tringa totanus, kuliczek (brodziec piskliwy) –
Tringa hypoleucos, batalion (bojownik) – Philomachus pugnax.
Rodzina: Kulony – Burhinidae
Kulon (Burhinus oedicnemus)
Rodziny: Rybitwy – Stemidae i Mewy – Laridae
Rybitwa zwyczajna – Sterna hirundo, rybitwa czarna – Chlidonias nigra, śmieszka (mewa
śmieszka) – Larus ridibundus.
Rząd: Gołębiowe – Columbiformes
Są to ptaki nadrzewne i naziemne zamieszkujące lasy i okolice półotwarte. Tułów mają
wrzecionowaty, dość krępy, o krótkiej szyi i małej głowie, dziób słaby. W nasadzie szczęki
górnej ponad nozdrzami występują 2 wypukłe woskówki. Oczy okolone są nagimi powiekami.
Skrzydła mają długie, spiczaste i szeroki ogon. Nogi ich są krótkie, skok nagi,
koralowoczerwony. Osobniki obu płci są podobnie ubarwione. Gołębiowe dobrze chodzą
i szybko latają. Są ptakami monogamicznymi. W okresie lęgów żyją parami, potem gromadnie.
Budują na drzewach prymitywne gniazda z chrustu lub zamieszkują dziuple (np. siniak). Młode
są typowymi gniazdownikami. Rodzą się ślepe i niedołężne. W pierwszych dniach życia
karmione są przez rodziców tzw. mleczkiem, wydzielanym przez ściankę wola
i częściowo nadtrawionym w wolu. Podstawowym pożywieniem gołębi są nasiona z dość dużą
domieszką karmy zwierzęcej (np. owadów i ślimaków).
Rodzina: Gołębiowate – Columbidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
70
Grzywacz (gołąb grzywacz) – Columba palumbus, siniak (gołąb siniak) – Columba oenas,
turkawka – Streptopelia turtur, sierpówka (synogarlica turecka) – Streptopelia decaocto.
Rząd: Kukułkowe – Cuculiformes Rodzina: Kukułkowate – Cuculidae
Są to nadrzewne ptaki zamieszkujące lasy, parki i okolice półotwarte. Tułów mają smukły
o długim ogonie i spiczastych skrzydłach, dziób – mały, cienki i spiczasty. Otwór gębowy jest
szeroko rozcięty. Nogi są krótkie, słabe o 2 palcach skierowanych w przód i 2 w tył.
Upierzenie mają miękkie. Osobniki obu płci są podobnie ubarwione.
Dobrze latają. Podstawowym pożywieniem są owady.
Kukułka (Cuculus canorus)
Rząd: Sowy – Słhgilormes
Do rzędu tego należą drapieżniki różnej wielkości, wiodące przeważnie nocny tryb życia.
Mają dużą głowę o dużych, wypukłych, skierowanych ku przodowi oczach, otoczonych
okrągłą lub owalną obwódką, tzw. szlarą. Dziób ich jest krótki, haczykowaty. Duże otwory
uszne zaopatrzone są od przodu w fałdy skórne, uruchamiane za pośrednictwem specjalnych
mięśni, tak że ptak może „otwierać” uszy. Nogi są silne, dość długie. Skok i palce są także
upierzone. Palec zewnętrzny jest zwrotny. Pazury haczykowate i bardzo ostre. Sowy chodzą
źle i niezgrabnie. Siedząc, przyjmują postawę pionową. Skrzydła mają duże, szerokie
i zaokrąglone. Ogon jest krótki, upierzenie – miękkie i puszyste. Osobniki obu płci
są ubarwione podobnie. Niektóre gatunki mają na głowie „uszy” z piór.
Sowy najbardziej związane są z lasami. Zamieszkują również parki, a niektóre gatunki –
zabudowania. Większość gatunków prowadzi osiadły tryb życia. Są to ptaki monogamiczne.
Gnieżdżą się w dziuplach, szczelinach murów i pod dachami budowli. Gniazd nie ścielą.
Z białych, okrągławych jaj lęgną się pisklęta okryte gęstym białym puchem.
Są gniazdownikami. Pożywienie stanowią ssaki, ptaki, gady, płazy i owady. Sowy są bardzo
pożytecznymi ptakami. Żywią się głównie myszowatymi gryzoniami i dlatego mają duże
znaczenie w biologicznej ochronie roślin. Są pod ochroną gatunkową.
Rodzina: Płomykówki – Tytonidae
Płomykówka (Tyto alba)
Rodzina: Puszczykowate – Strigidae
Puchacz – Bubo bubo, syczek – Otus scops, sowa śnieżna – Nyctea scandiaca, sowa
jarzębata – Surnia ulula, sóweczka – Glaucidium passerinum, pójdźka – Athene noctua,
puszczyk – Strix aluco, puszczyk mszarny – Strix nebulosa, puszczyk uralski – Strix uralensis,
sowa uszata (uszatka) – Asio otus, sowa błotna – Asio flammeus, włochatka – Aegolius
funereus.
Rząd: Lelkowe – Capriipulgiformes
Do rzędu tego należą niewielkie ptaki przypominające wyglądem duże jaskółki.
Rodzina: Lelki – Caprimulgidae
Lelek (lelek kozodój) – (Caprimulgus europaeus).
Rząd: Krótkonogie – Apodiformes
Do rzędu tego należą 2 rodziny: jerzyki oraz kolibry – najmniejsze ptaki na świecie.
Rodzina: Jerzyki – Apodidae
Jerzyk (Apus apus)
Rząd: Kraskowe – Coraciiformes Rodzina: Zimorodki – Alcedinidae
Zimorodek {Alcedo atthis).
Rodzina: Żołny – Meropidae
Żołna (szczurek pszczołojad – Merops apiaster)
Rodzina: Kraski – Coraciidae
Kraska (krasnowronka – Coracias garrulus)
Rodzina: Dudki – Upupidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
71
Dudek (Upupa epops).
Rząd: Łaźce – Piciformes
Ptaki te dobrze są przystosowane do chodzenia po pniach i gałęziach drzew i zdobywania
na nich pożywienia. Cechami charakterystycznymi tego rzędu jest budowa nóg o 2 palcach
skierowanych w przód i 2 w tył, dość długi, silny i dłutowało zakończony dziób, oraz budowa,
kształt i układ sterówek.
Rodzina: Dzięciołowate – Plcidae
Dzięcioł zielony – Picus viridis, dzięcioł zielonosiwy – Picus canus, dzięcioł duży –
Dendrocopus major, dzięcioł średni – Dendrocopus medius, dzięcioł białogrzbiety –
Dendrocopus leucotos, dzięciołek (dzięcioł mały) – Dendrocopus minor, dzięcioł trójpalczasty
– Picoides tridactylus, dzięcioł czarny – Dryocopus martius, kręłogłów – lynx torquilla
Rząd: Wróblowe – Passeriformes
Jest to najliczniejszy ze wszystkich rzędów ptaków. Obejmuje około 5100 gatunków,
niekiedy znacznie różniących się od siebie.
Ptaki śpiewające – Oscines
Od tzw. ptaków krzykliwych ptaki śpiewające różnią się swoistą budową organów
głosowych. Krtań dolna ma 5 par mięśni głosowych. Wielkość poszczególnych gatunków jest
różna – od małych (np. mysikrólik) aż do dużych (kruk). Tułów ich jest przeważnie krępy. Na
skutek specjalizacji pokarmowej nastąpiło u nich wyraźne przystosowanie postaci,
a zwłaszcza dziobów, które mogą być rozmaitego kształtu, przeważnie silne, krótkie i proste.
Nogi tych ptaków są krótkie z 3 palcami zwróconymi do przodu i 1 do tyłu. Budują gniazda
otwarte. Niektóre gnieżdżą się w dziuplach lub norach. Rozwój zarodkowy jest szybki. Małe
gatunki wylęgają się po 13–16 dniach wysiadywania. Pisklęta są gniazdownikami. Wylęgają się
niedołężne, nagie lub okryte miejscami bardzo rzadkim puchem, z zamkniętymi oczyma
i uszami. Są troskliwie pielęgnowane przez rodziców. W kątach dzioba mają grube wargi
jaskrawo ubarwione. Okres gniazdowania trwa krótko (13–14 dni).
Omawianą grupę podzielono na szereg rodzin. Rodziny ważniejsze dla leśnika zostaną
krótko omówione poniżej.
Rodzina: Skowronkowate – Alaudidae
Skowronek (skowronek polny) – Alauda arvensis, lerka (skowronek borowy) – Lullula
arborea, dzierlatka – Galerida cristata.
Rodzina: Jaskółkowate – Hirundinidae
Dymówka (jaskółka dymówka) – Hirundo rustica, oknówka (jaskółka oknówka) –
Delichon urbica, brzegówka (jaskółka brzegówka) – Riparia riparia.
Rodzina: Wilgi – Oriolidae
Wilga (Oriolus oriolus)
Rodzina: Krukowate – Corvidae
Kruk – Corvus corax, wrona – Corvus corone, wrona siwa – Corvus corone cornix,
gawron – Corvus frugilegus, kawka – Coloeus monedula, sroka – Pica pica, orzechówka –
Nucifraga caryocatactes, sójka – Garrulus glandarius.
Rodzina: Sikory – Paridae
Bogatka – Parus major, modraszka (sikora modra) – Parus caeruleus, sosnówka (sikora
sosnówka) – Parus afer, czubatka (sikora czubatka) – Parus cristatus, szarytka (sikora uboga)
– Parus palustris, czarnogłówka (sikora czamogłówka) – Parus atrica-pillus, raniuszek –
Aegithalos caudatus, remiz – Remiz pendulinus, wąsatka – Panurus biarmicus.
Rodzina: Kowaliki – Sittidae
Kowalik (Sitta europaea)
Rodzina: Pełzacze – Certhiidae
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
72
Pełzacz leśny – Certhia łamiliaris, pełzacz ogrodowy – Certhia brachydactyla, pomurnik –
Tichodroma muraria.
Rodzina: Strzyżyki – Troglodytidae
Strzyżyk (Troglodytes troglodytes)
Rodzina: Pluszcze – Cinclidae
Pluszcz (Cinclus cinclus)
Rodzina: Drozdowate – Turdidae
Paszkot – Turdus viscivorus, kwiczoł – Turdus pilaris, śpiewak (drozd śpiewak) – Turdus
ericetorum, droździk – Turdus musicus, kos – Turdus merula, drozd obrożny – Turdus
torquatus, białorzytka – Oenanthe oenanthe, pokląskwa – Saxicola rubetra, pleszka –
Phoenicurus phoenicurus, kopciuszek – Phoenicurus ochruros, słowik rdzawy – Luscinia
megarrhynchos, słowik szary – Luscinia luscinia, rudzik – Erithacus rubecula.
Rodzina: Pokrzewkowate – Sylvidae
Świerszczak – Locustella naevia, strumieniówka – Locustella fluviatilis, zaganiacz –
Hippolais icterina, kapturka (pokrzewka czarnołbista) – Sylvia atricapilla, jarzębatka
(pokrzewka jarzębata) – Sylvia nisoria, gajówka (pokrzewka ogrodowa) – Sylvia borin,
cierniówka (pokrzewka cierniówka) – Sylvia communis, pierwiosnek – Phylloscopus collybita,
piecuszek – Phylloscopus trochilus, mysikrólik – Regulus regulus, zniczek – Regulus
ignicapillus.
Rodzina: Muchołówkowate – Muscicapidae
Muchołówka szara – Muscicapa striata, muchołówka żałobna – Muscicapa hypoleuca,
muchołówka białoszyja – Muscicapa albicollis, muchołówka mała – Muscicapa parva.
Rodzina: Płochacze – Prunellidae
Pokrzywnica (płochacz pokrzywnica) (Prunella modularis)
Rodzina: Pliszkowate – Motacillidae
Świergotek drzewny – Anthus trivialis, pliszka siwa – Motacilla alba, pliszka żółta –
Motacilla flava, pliszka górska – Motacilla cinerea.
Rodzina: Jemiołuszki – Bombycillidae
Jemiołuszka (Bombycilla garrulus)
Rodzina: Dzierzbowate – Laniidae
Srokosz (dzierzba srokosz) – Lanius excubitor, gąsiorek (dzierzba gąsiorek) – Lanius
collurio.
Rodzina: Szpakowate – Sturnidae
Szpak – Sturnus vulgaris
Rodzina: Łuszczaki – Fringillidae
Grubodziób – Coccothraustes coccothraustes, dzwoniec – Chloris chloris, szczygieł –
Carduelis carduelis, czyż – Carduelis spinus, makolągwa – Carduelis cannabina, kulczyk –
Serinus canaria, gil – Pyrrhula pyrrhula, krzyżodziób świerkowy – Loxica cuwirostra, zięba –
Fringilla coelebs, trznadel – Emberiza citrinella
Rodzina: Wróble – Passeridae
Wróbel – Passer domesticus, mazurek – Passer montanus
Systematyczny przegląd wybranych rzędów ssaków
Gromada: Ssaki – Mammalia
Współcześnie żyjące ssaki zgrupowano w 3 podgromady: prassaki, torbacze (ssaki niższe)
i łożyskowce (ssaki wyższe).
Podgromada: Prassaki – Prototheria Rząd: Stekowce – Monotremata
Stekowce są rzędem wymierającym. Przetrwanie do czasów obecnych zawdzięczają
bardzo wczesnemu oddzieleniu się Australii z najbliższymi wyspami od kontynentu
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
73
azjatyckiego oraz temu, że przez długi okres czasu nie występowały tam konkurencyjne grupy
zwierząt ssących. Fauna ssaków krainy australijskiej składała się przed przybyciem
Europejczyków tylko ze stekowców i torbaczy.
Dziobak (Ornithorhynchus anatinus)
Podgromada: Ssaki niższe – Metatheria
Rząd: Torbacze – Marsupialia
Torbacze zamieszkują przeważnie krainę australijską. Kilka gatunków żyje w Ameryce
Południowej, niektóre w Środkowej i Północnej. Mają one prymitywną budowę, ale są wyżej
uorganizowane niż stekowce. Są one żyworodne. Steku nie mają. Gruczoły mleczne
zaopatrzone są w sutki. Kilka cech wyróżnia je od ssaków wyższych. Najbardziej
charakterystyczną cechą w rozwoju embrionalnym większości torbaczy jest brak łożyska.
W związku z brakiem łożyska zarodek przebywa wewnątrz ciała matki tylko przez bardzo
krótki okres, rozwijając się w nieznacznym stopniu. Młody po urodzeniu jest bardzo mały
(w stosunku do wielkości ciała samicy) i niedorozwinięty. U większości torbaczy samice mają
na brzuchu specjalny fałd skórny – torbę, do wychowywania niedołężnych młodych.
Do torbaczy należą kangury, których wyróżniamy kilkanaście gatunków: od form dużych,
np. kangur olbrzymi – Macropus giganteus.
Podgromada: Łożyskowce – Eutheria (Placentalia)
Do podgromady łożyskowców należy olbrzymia większość obecnie żyjących ssaków,
które odznaczają się następującymi cechami: są stałocieplne, żyworodne, zarodki ich aż do
urodzenia znajdują się w ciele matki, zamknięte w jaju płodowym i odżywiane
za pośrednictwem łożyska, które może być, w różny sposób ukształtowane. Na skutek
stosunkowo długiego życia płodowego w organizmie matki noworodki rodzą się dobrze
rozwinięte, są dość duże (w stosunku do ciała matki) i mogą samodzielnie ssać. Łożyskowce
nie mają torby i kości torbowych. Półkule przedmóżdża są połączone ze sobą ciałem
modzelowatym. Uzębienie definitywne jest poprzedzone uzębieniem mlecznym.
Łożyskowce są szeroko rozprzestrzenione na kuli ziemskiej. Są głównie zwierzętami
lądowymi. Żyją również w oceanach (walenie, syreny, płetwonogie), a niektóre mają zdolność
latania (nietoperze). Współczesne łożyskowce dzielimy na 17 rzędów. Na ziemiach Polski
występuje 89 gatunków dziko żyjących. Ważnymi cechami systematycznymi poszczególnych
rzędów jest uzębienie i budowa kończyn.
Rząd: Owadożerne – lnsectivora
Jest to najstarszy i najpierwotniejszy rząd łożyskowców. Do niego należą małe ssaki,
przeważnie owadożerne, odznaczające się wieloma prymitywnymi cechami w budowie:
półkule mózgowe nie mają bruzd i fałd, płaty węchowe są silnie rozwinięte. W czaszce
nastąpiło silne wydłużenie części pyszczkowej. Uzębienie zupełne jest słabo zróżnicowane
na poszczególne kategorie zębów. Kły są zwykle małe i niewiele różnią się od innych zębów.
Zęby trzonowe mają ostre sęczki. Długi pyszczek jest zakończony ruchomym, wydłużonym
ryjkiem. Węch tych zwierząt jest doskonały. Są one stopochodne. Nogi mają krótkie,
5-palcowe, zaopatrzone w pazury. Prowadzą nocny tryb życia. Niektóre gatunki zapadają
w sen zimowy.
Podstawowym pożywieniem są owady (stąd nazwa rzędu). Pewien dodatek stanowią inne
bezkręgowce, czasem drobne kręgowce, nasiona i delikatne pędy roślin. Dzienne
zapotrzebowanie pożywienia jest na ogół duże. Dlatego też należące do tego rzędu gatunki
mają duże znaczenie w biologicznej ochronie roślin przed szkodliwymi owadami.
Rząd dzieli się na 8 rodzin, z czego w Polsce występują: jeżowate, kretowate
i ryjówkowate.
Rodzina: Jeżowate – Erinaceidae
Jeż zachodni – Erinaceus europaeus, jeż wschodni – E. concolor.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
74
Rodzina: Ryjówkowate – Soricidae
Ryjówka aksamitna – Sorex araneus, ryjówka malutka – Sorex minutus, rzęsorek rzeczek
– Neomys fodiens
Rodzina: Kretowate – Talpidae
Kret – Talpa europaea
Rząd: Nietoperze – Chlroptera
Są to jedyne ssaki obdarzone zdolnością lotu czynnego. W związku z tym budowa
ich ciała uległa dużym zmianom. Kończyny przednie przekształciły się w „skrzydła”. Pomiędzy
silnie wydłużonymi palcami, przedramieniem i ramieniem oraz bokiem ciała, odnóżami tylnymi
(z wyjątkiem stopy) i ogonem rozpięta jest miękka i elastyczna błona lotna. Klatka piersiowa,
bardzo silnie zbudowana, stała się sztywna. W związku z dostosowaniem kończyn przednich
do
lotu
wytworzył
się
na
mostku
grzebień
(podobnie
jak
u
ptaków),
do którego przytwierdzone są silne mięśnie poruszające skrzydła. Mocne obojczyki
wzmacniają pas barkowy. Kończyny tylne, zaopatrzone w pazury (o stawie kolanowym
skierowanym do tyłu), służą do zawieszania się (w okresie spoczynku) głową w dół.
Nietoperze nie siadają na ziemi. Rząd ten rozpada się na 2 podrzędy: nietoperze
owocożerne (Megachiroptera), zamieszkujące kraje gorące, i nietoperze owadożerne
(Microchiroptera), których pewne gatunki żyją u nas.
Podrząd: Nietoperze owadożerne – Microchiroptera
Nietoperze są bardzo pożyteczne. Zjadają wielkie ilości szkodliwych owadów, latających
o zmierzchu i w nocy. Ich pożyteczna rola w biologicznej ochronie lasu jest przez wielu
leśników niedoceniana.
Rodzina: Podkowcowate – Rhinolophidae
Podkowiec mały (Rhinolophus hipposideros)
Rodzina: Mroczkowate – Vespertillonidae
Gacek wielkouch – Plecotus auritus, borowiec wielki – Nyctalus noctula, borowiaczek
(Nyctalus leisleri), nocek Natterera (Myotis nattereri), nocek rudy (Myotis daubentonii), nocek
wąsatek (Myotis mystacinus), mroczek pozłocisty (Eptesicus nilssonii), karlik malutki
(Pipistrellus pipistrellus), karlik większy (Pipistrellus nathusii).
Rząd: Zającokształtne – Lagomorpha (Duplicidentata)
Rząd ten niedawno wydzielony z rzędu gryzoni obejmuje niewielkie ssaki o niektórych
cechach podobnych do gryzoni. Nie mają one np. kłów i częściowo zębów przedtrzonowych,
wskutek czego między siekaczami a pozostałymi zębami przedtrzonowymi występuje duża
bezzębna przestrzeń, zwana diastemą.
Rodzina: Zającowate – Leporldae
Zając szarak – Lepus capensis, zając bielak – Lepus timidus, królik – Oryctolagus
cuniculus
Rząd: Gryzonie – Rodentia
Jest to najliczniejszy rząd w podgromadzie łożyskowców. Należą do niego zwierzęta
przeważnie małe i o różnych kształtach ciała. Wiąże się to ściśle z różnorodnością biotopów, w
jakich przebywają. Bardzo charakterystyczną cechą gryzoni jest ich uzębienie. Duże siekacze
zredukowane do 2 w żuchwie i do 2 w szczęce górnej, podobnie jak u poprzedniego rzędu, są
większe od pozostałych zębów, łukowato zgięte i dłutowate zaostrzone. Rosną one przez całe
życie zwierzęcia. Wzrost ich jest zsynchronizowany ze ścieraniem się.
Gryzonie zamieszkują różne środowiska, do których dostosowały się budową ciała
i sposobem życia (np. bóbr żyje w środowisku lądowo-wodnym, wiewiórka – w leśnym).
Niektóre gatunki zapadają w sen zimowy (np. chomik, suseł, świstak), gromadzą zapasy
zimowe (np. niektóre myszowate, wiewiórka lub chomik). Większość szybko się rozmnaża,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
75
rodząc kilka razy w roku od kilku do kilkunastu młodych. Dojrzałość płciową osiągają
wcześnie.
Rodzina: Wiewiórkowate – Sciuridae
Wiewiórka – Sciurus vulgaris, świstak – Marmota marmota, suseł perełkowany –
Spermophilus suslicus, suseł moręgowany – Spermophilus citellus.
Rodzina: Bobrowate – Castoridae
Bóbr europejski – Castor fiber, bóbr kanadyjski – Casfor canadensis.
Rodzina: Chomikowate – Cricetidae
Chomik (Cricetus cricetus)
Rodzina: Nornikowate – Microtidae
Nornica ruda – Clethrionomys glareolus, karczownik ziemnowodny – Arvicola terrestris,
piżmak – Ondatra zibethicus, darniówka zwyczajna – Pitymys subterraneus, nornik zwyczajny
(polnik) – Microtus arvalis, nornik bury – Microtus agrestis, nornik północny – Microtus
oeconomus.
Rodzina: Myszowate – Murldae
Badylarka – Micromys minutus, mysz leśna (mysz wielkooka leśna) – Apodemus
flavicollis, mysz zaroślowa (mysz wielkooka polna) – Apodemus sylvaticus, mysz polna –
Apodemus agrarius, szczur wędrowny – Rattus norvegicus, szczur śniady (szczur domowy) –
Rattus rattus, mysz domowa – Mus musculus
Rodzina: Popielicowate (pilchowate) – Gliridae
Popielica – Glis glis, orzesznica – Muscardinus avellanarius, żołędnica – Eliomys
quercinus, koszałka – Dryomys nitedula
Rodzina: Smużkowate – Dipodidae
Smużka (Sicista betulina)
Rząd: Drapieżne – Carnivora
Rząd ten obejmuje ssaki lądowe i ziemnowodne. Wielkość i kształt ciała gatunków
należących do tego rzędu są różne: od małego i wydłużonego (np. u łasicy) aż do dużego
i krępego (np. u niedźwiedzia). Zwierzęta mięsożerne żywią się głównie mięsem zwierząt
kręgowych, które najczęściej same chwytają i zabijają. Tylko niektóre gatunki żywią się
padliną (np. hieny) lub zjadają pokarm mieszany (np. niedźwiedź brunatny lub borsuk).
Przystosowanie do chwytania i zabijania zwierząt wyraża się głównie w typowym dla
mięsożernych uzębieniu zupełnym, składającym się z kilku typów zębów. Charakterystyczne są
cztery silnie rozwinięte i ostre kły, wystające znacznie nad pozostałe zęby.
Kończyny u drapieżnych są silnie rozwinięte, 4-lub 5- palcowe, zaopatrzone w pazury –
u przedstawicieli niektórych rodzin (np. u kołowatych) wciągane. U gatunków związanych
ze środowiskiem wodnym palce są spięte błoną pływną (np. u wydry). Obojczyki zwykle
nie występują lub są szczątkowe, ponieważ ruch kończyn odbywa się zwykle tylko równolegle
do osi ciała.
Mózg jest dobrze rozwinięty. Zmysły działają bardzo sprawnie, szczególnie węch, wzrok
oraz dotyk. Przewód pokarmowy drapieżne mają krótki, żołądek – pojedynczy, workowaty,
ponieważ zjadany pokarm jest dobrze rozdrabniany, łatwo strawny i wysoko kaloryczny.
Większość mięsożernych prowadzi przeważnie nocny tryb życia i odznacza się dużą
zręcznością w polowaniu na zdobycz. U wielu gatunków osobniki obu płci przez większą
część roku żyją osobno; łączą się dopiero na okres rui. W tym czasie samce bardzo często
staczają walki o samice. Większość mięsożernych jest poligamiczna. Młode rodzą się
z zamkniętymi powiekami, słabe i niedołężne, długo pozostają pod opieką matki.
Rodzina: Psowate – Canidae
Wilk – Canis lupus, pies domowy – Canis familiaris, lis – Vulpes vulpes, jenot (junat) –
Nyctereutes procyonoides
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
76
Rodzina: Niedźwiedziowate – Ursidae
Niedźwiedź brunatny – Ursus arctos
Rodzina: Łasicowate – Mustelidae
Borsuk – Meles meles, gronostaj – Mustela erminea, łasica (łaska) – Mustela nivalis,
tchórz – Mustela putdius, wydra – Lutra lutra, kuna leśna (tumak) – Martes martes, kuna
domowa (kamionka) – Martes foina.
Rodzina: Kołowate – Felidae
Żbik – Felis silvestris, kot domowy – Felis catus, ryś – Felis lynx, pantera – Panthera
pardus, tygrys – Panthera tigris, pantera śnieżna (irbis albo bars) – Panthera uncia, gepard –
Acinonyx jubatus, jaguar – Panthera onca, puma (kuguar) – Felis concolor.
Rząd: Płetwonogie – Pinnipedia
Rząd: Walenie – Cetacea
Walenie dzielimy na 2 podrzędy: uzębione – zębowce i bezzębne – fiszbinowce.
Rząd: Parzystokopytne – Artiodactyla
Rząd ten obejmuje ssaki naziemne niekiedy znacznie różniące się wielkością i wyglądem
zewnętrznym.
Olbrzymia większość należących do tego rzędu gatunków jest roślinożerna. Wyjątek
stanowią świniowate, których pożywienie jest mieszane. Ze względu na sposób rozdrabniania i
przygotowania do trawienia zjadanego pokarmu parzystokopytne dzielimy na 2 podrzędy:
nieprzeżuwające i przeżuwające. Wiąże się z tym odmienność uzębienia i różna budowa
żołądka.
Podrząd: Nieprzeżuwające – Nonruminantia
Do podrzędu tego należą ssaki średniej wielkości lub duże – roślinożerne albo zjadające
pożywienie mieszane. Podrząd ten tworzą 2 rodziny: hipopotamowate i świniowate.
Rodzina: Świniowate – Suidae
Dzik (Sus scrofa)
Pod rząd: Przeżuwające – Ruminantia
Przeżuwające są wyłącznie roślinożercami. Żołądek o bardzo złożonej budowie składa się
u krajowych gatunków z 4 oddziałów (worków): żwacza, czepca, ksiąg i trawieńca. Podrząd
dzieli się na rodziny: wielbłądowate, jeleniowate, żyrafowate i pustorogie.
Rodzina: Jeleniowate – Cervidae
Jeleń europejski (jeleń szlachetny) – Cervus elaphus, jeleń europejski zachodni – Cenus
elaphus elaphus, jeleń europejski karpacki – Cervus elaphus montanus, jeleń sika (jeleń
plamisty) – Cervus nippon, daniel – Dama dama, sarna europejska – Capreolus capreolus, łoś –
Alces alces
Rodzina: Krętorogie – Bovidae
Żubr – Bison bonasus, bizon amerykański – Bison bison, bawoły (Bubalus), muflon – Ovis
musimon, kozica – Rupicapra rupicapra
Rząd: Nieparzystokopytne – Perissodactyla
Rząd ten obejmuje średniej wielkości lub duże roślinożerne ssaki, różniące się niekiedy
znacznie budową i kształtem ciała (np. koń, tapir, nosorożec).
Nieparzystokopytne dzielimy na 3 rodziny: tapirowate i nosorożcowate, zamieszkujące
kraje gorące, oraz koniowate, których przedstawiciele występują i u nas.
Rodzina: Koniowate – Equidae
Tarpan – Equus gmelini, koń domowy – Equus caballus, koń Przewalskiego (Equus
przewalskii), osioł (Asinus), kułan (Equus hemionus), muł jest krzyżówką miedzygatunkową
ogiera-osła z klaczą konia domowego.
Rząd: Słonie – Proboscidea
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
77
Do rzędu tego należą największe ze współcześnie żyjących, lądowe, roślinożerne ssaki
o ciężkim, krótkim, ale wysokim tułowiu, osadzonym na grubych, słupowatych, 5-palcowych
kończynach, zaopatrzonych w płaskie kopytka. Najbardziej charakterystyczna dla słoni jest
mięsista, wydłużona trąba, która stanowi sprawnie działający narząd chwytny, a zarazem
narząd dotyku i powonienia (na końcu trąby znajdują się 3 otwory nosowe). Za pomocą trąby
słoń dźwiga ciężary, broni się, zrywa i wkłada do pyska pożywienie oraz pije wodę, wciągając
ją najpierw do trąby, a następnie wstrzykując do jamy gębowej. Uzębienie mają niezupełne.
Dwa górne siekacze (szczególnie u samców) są przekształcone w olbrzymie ciosy
(niewłaściwie nazywane kłami). Mają one zdolność nieograniczonego wzrostu. Skóra słonia
jest gruba, bardzo rzadko owłosiona, sfałdowana, luźno okrywająca ciało. Cienki ogon
zakończony jest pękiem szczecin.
Słoń indyjski – Elephas indicus, słoń afrykański – Loxodonta africana.
Rząd: Naczelne – Primates
Podrząd: Małpiatki – Prosimiae
Do małpiatek należą małe (od wielkości myszy do wielkości dużego kota), nadrzewne
ssaki, bardzo blisko spokrewnione z małpami. Do nich należą np. lemury i wyraki, występujące
na wyspach Archipelagu Malajskiego.
Podrząd: Małpy – Simiae
Podrząd małp obejmuje różnej wielkości, głównie formy leśne, prowadzące przeważnie
nadrzewny tryb życia. Są one najwyżej uorganizowanymi ssakami. Omawiany podrząd dzieli
się na 2 działy: małpy szerokonose i małpy wąskonose.
Dział: Małpy szerokonose – Platyrhina
Do nich należą np. liczne gatunki wyjców (Alouatta).
Dział: Małpy wąskonose – Catarrhina
Należą do nich: koczkodanowate, gibonowate, małpy człekokształtne oraz odrębna
rodzina człowiekowatych.
Rodzina: Koczkodanowate – Cercopithecidae
Należą do nich liczne gatunki afrykańskich koczkodanów (Cercopithecus) oraz pawianów.
Do rodziny tej należą również indomalajskie makaki (Macacus) oraz jedyne małpy europejskie
– magoty (Macacus sylvanus), żyjące w Gilbraltarze i w północnej Afryce.
Rodzina: Gibony – Hylobatidae
Przedstawicielem tej rodziny jest np. gibon hulok (Hylobates hoolock).
Rodzina: Ludomałpy – Pongidae
Orangutan – Pongo pygmaeus, szympans – Pan troglodytes, goryl – Gorilla gorllla,
człowiek (Homo sapiens).
Podstawowe pojęcia i prawa genetyki, teoria dziedziczności
W przyrodzie występuje prawidłowość powtarzania się cech rodzicielskich w potomstwie
i to zarówno przy rozmnażaniu płciowym, jak i bezpłciowym. Wyjaśnieniem tych zagadnień
zajmuje się dział biologii zwany genetyką. Wiadomo już, że o dziedziczeniu cech decyduje
kwas dezoksyrybonukleinowy, którego cząsteczki rozmieszczone są w chromosomach i są
głównym składnikiem tych struktur jądrowych.
Ze specyficznej budowy DNA wynika ważna właściwość tego związku, którą określamy
jako zdolność do samopowielania się. Odbywa się to w następujący sposób. Podwójny łańcuch
nukleotydów zostaje rozdzielony na skutek rozerwania wiązań między odpowiadającymi sobie
zasadami. Każdy z pojedynczych łańcuchów staje się wówczas wzorcem dla dopełniającego
łańcucha, który tworzy się przez syntetyzowanie dopełniających nukleotydów i łączenie par
odpowiadających sobie zasad. W ten sposób z jednej cząsteczki DNA powstają dwie
jednakowe, tzn. o tej samej kolejności nukleotydów. W podobny sposób odbywa się
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
78
powielanie RNA, który może być odwzorowany na jednej z nici DNA, z tą tylko różnicą, że w
miejscu, gdzie powinna znaleźć się tymina, wystąpi uracyl.
Znając zdolność DNA do sarnopowielania się możemy głębiej wejrzeć w istotę mitozy.
Podłużny podział chromosomów na chromatydy wiąże się zatem ze zjawiskiem rozdzielania
podwójnych łańcuchów DNA, a podwajanie ilości chromatyny przed mitozą z syntezą
dopełniających łańcuchów. W świetle tych właściwości DNA, identyczność potomnych
chromosomów w mitozie jest koniecznością biologiczną.
Kwas dezoksyrybonukleinowy decyduje o zjawiskach dziedziczności. Jak to rozumieć?
Dlaczego identyczność potomnych chromosomów w mitozie wiąże się z podobieństwem
potomnej komórki macierzystej? Aby to zrozumieć, należy uświadomić sobie,
że podobieństwo to nie ogranicza się tylko do wielkości i kształtu, ale polega przede
wszystkim na tym, że protoplasty ich są zbudowane z tych samych białek i że typ przemiany
materii, a więc system enzymów działających w nich, jest ten sam.
Biosynteza białek
Badania biochemiczne ostatnich kilku dziesiątków lat wyjaśniły rolę kwasów
nukleinowych w syntezie białek w komórce. Złożony ten proces przedstawiony schematycznie
przebiega następująco:
1. na pojedynczym odcinku dna zostaje syntetyzowany odcinek rna z odwzorowaną
kolejnością nukleotydów. w ten sposób powstaje rna informacyjny (mrna),
2. mrna niosąc zaszyfrowany wzór przenika z jądra do cytoplazmy i wchodzi w kontakt
z rybosomami,
3. inny rodzaj kwasu rybonukleinowego, tzw. rna przenośnikowy – trna (obecny
w cytoplazmie) łączy się z występującymi na jej terenie aminokwasami. każdy aminokwas
ma swoisty rodzaj cząsteczki trna,
4. cząsteczka trna transportuje aminokwas do rybosomu, ale zakotwiczyć się może tylko
w tym miejscu, w którym jej układ zasad azotowych odpowiada układowi zasad mrna,
5. doprowadziwszy aminokwas do rybosomu, trna odłącza się,
6. doprowadzane, przez inne cząsteczki trna, następne aminokwasy (ale zawsze w kolejności
narzuconej przez sekwencję (kolejność) zasad w łańcuchu mRNA) tworzą cząsteczki
białka.
Kod genetyczny
Kolejność aminokwasów w łańcuchu białka decyduje o właściwościach tego ostatniego.
Kolejność zaś aminokwasów w budującej się w rybosomie cząsteczce białka wynika
z kolejności nukleotydów zawartych w odcinku DNA, przepisanej na RNA informacyjnym,
a odczytanej przez RNA przenośnikowy.
Komórka potomna zatem, otrzymując w mitozie identyczny z macierzystą komórką
łańcuch DNA, przejmuje zaszyfrowany w nim kod genetyczny, określający strukturę
syntetyzowanego białka. Specyficzność tego kodu polega na tym, że każdemu aminokwasowi
odpowiada odcinek trzech kolejnych nukleotydówj przepisanych z DNA na mRNA. Trójki
nukłeotydów w mRNA noszą nazwę kodonów, a odpowiadające im trójki w tRNA –
antykodonów.
Geny
Aktywne odcinki DNA, syntetyzujące mRNA nazywa się genami. Geny decydują o tym,
jakie rodzaje białek będą powstawały w danej komórce. Będą to nie tylko białka strukturalne,
ale i enzymy, które określają charakter przemiany materii w komórce potomnej. Potocznie
mówimy, że komórka odziedziczyła po macierzystej zespół cech. DNA w komórkach
organizmów wyższych może zawierać nawet kilkadziesiąt tysięcy różnych genów, nie
wszystkie jednak działają równocześnie. Istnieją złożone mechanizmy regulacji działania
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
79
genów, umożliwiające tak skomplikowane procesy, jak różnicowanie się komórek,
czy przystosowywanie się do warunków zewnętrznych.
Znaczenie mejozy w cyklu życiowym organizmu.
Większą część w cyklu życiowym wyższych roślin i zwierząt stanowi faza diploidalna.
Komórki somatyczne organizmu zawierają w jądrach komórkowych zespół chromosomów,
składający się z pewnej liczby par chromosomów jednakowych, tzw. homologicznych
(np. w komórkach kukurydzy znajdujemy 10 par, w komórkach człowieka 23 pary).
Parzystość zespołów chromosomów wynika stąd, że organizmy te powstały na drodze
płciowej, tj. pierwsza komórka w ich cyklu życiowym (zygota) otrzymała w procesie
zapłodnienia zespół chromosomów gamety męskiej i takiż gamety żeńskiej. W parach
chromosomów homologicznych, jeden chromosom pochodzi zatem od ojca, a drugi od matki.
Chromosomy homologiczne są nie tylko zewnętrznie podobne, ale zawierają te same geny
rozmieszczone w tych samych miejscach. A zatem komórki somatyczne zawierają po 2 geny
każdej cechy.
Chromosomy homologiczne zostają od siebie oddzielone w procesie mejozy, która
z reguły poprzedza wytworzenie gamet. Redukcja chromosomów w gametach jest konieczna,
gdyż w przeciwnym przypadku liczba chromosomów z pokolenia na pokolenie stale by
wzrastała. Wynika z tego, że gamety, które powstają w drodze mejozy, zawierają tylko po
jednym genie każdej cechy.
Biologiczny sens mejozy w rozmnażaniu płciowym jest więc ten sam, co sens biologiczny
mitozy w rozmnażaniu bezpłciowym – zachowanie składu genetycznego u osobników danego
gatunku.
Zmienność w przyrodzie
Oprócz zjawiska dziedziczności, obserwujemy w przyrodzie inną prawidłowość pozornie z
nim sprzeczną, a polegającą na tym, że nawet potomstwo jednej pary rodzicielskiej nie bywa
identyczne, lecz różni się niektórymi cechami. Prawidłowość tą nazywamy zmiennością.
Zmienność zależy od różnych przyczyn i w zależności od nich odróżniamy: zmienność
rekombinacyjną, mutacyjną i modyfikacyjną.
Zmienność rekombinacyjna wiąże się bezpośrednio z przebiegiem mejozy. Przede
wszystkim, w pierwszym podziale mejozy chromosomy homologiczne rozchodzą się do
przeciwległych biegunów losowo, przy czym im więcej par, tym większa może być rozmaitość
ich segregacji. Następnie, w profazie pierwszego podziału chromatydy chromosomów
homologicznych wymieniają między sobą odcinki.
Powoduje to dodatkowe przemieszczanie genów. Gamety zatem, w przeciwieństwie do
komórek somatycznych nie są genetycznie identyczne. Te właściwości mejozy powodują,
że w czasie zapłodnienia geny ojca i matki mogą łączyć się w różne układy i, co za tym idzie,
potomne organizmy wykazywać muszą różne cechy. Zmienność rekombinacyjną jest
dziedziczna.
Reguły dziedziczenia
Współczesne pojęcie genu zawdzięczamy postępowi biochemii, a przede wszystkim
poznaniu właściwości kwasów nukleinowych, ale koncepcja istnienia jednostek dziedzicznych i
reguły dziedziczenia pochodzą z historycznych doświadczeń czeskiego uczonego Grzegorza
Mendla (1822 –1884) nad krzyżowaniem odmian roślin, różniących się parami cech
przeciwstawnych.
Krzyżowanie grochu o kwiatach białych z grochem o kwiatach czerwonych
Groch o kwiatach czerwonych zawiera w komórkach po 2 geny czerwonej barwy,
rozmieszczone w parze chromosomów homologicznych dokładnie naprzeciw siebie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
80
Taką parę genów nazywamy allelami. Na schemacie oznaczono je wielkimi literami AA.
Boślina o kwiatach białych ma allelo oznaczone odpowiednio małymi literami – aa. Gamety
wytworzone przez te rośliny będą zawierały po jednym genie, a więc albo A albo a.
Pierwsze pokolenie mieszańców, które w genetyce oznacza się symbolem F
1
będzie
zawierało w komórkach zarówno gen A, jak i gen a. W praktyce okazuje się, że wszystkie
mieszańce mają kwiaty czerwonej barwy. Tego rodzaju fakt obserwowany przy krzyżowaniu
określa się jako dominowanie jednego genu (w tym przypadku barwy czerwonej). Gen barwy
przeciwstawnej określamy wówczas jako recesywny (ustępujący). Mieszaniec F
x
będzie
produkował dwa rodzaje gamet A i a.
W drugim pokoleniu (oznaczonym F
2
) mieszańce będą miały różny skład genetyczny,
ponieważ mogą powstać aż 3 kombinacje genów AA, aa i Aa.
Zespół genów w organizmie nazywamy jego genotypem. Jak widać ze schematu
występują tu 3 genotypy w proporcji 1:2:1, gdyż genotyp Aa będzie 2 razy liczniejszy
od pozostałych. Jeśli chodzi o barwę kwiatów, to zróżnicowanie będzie inne. 3/4 kwiatów
będzie barwy czerwonej, zgodnie z dominacją genu czerwonej barwy. Zespół ujawniających się
cech danego organizmu nazywamy jego fenotypem. Zatem, w pokoleniu F
2
wystąpią dwa
fenotypy w proporcji 3:1.
W drugim pokoleniu mieszańców znajdą się osobniki, które powstały z gamet,
posiadających ten sam gen, bądź z gamet zawierających różne geny. Pierwsze z nich nazywamy
homozygotycznymi. Będą one produkowały gamety zawierające tylko jeden rodzaj genu.
Osobniki zaś, zawierające zarówno gen A, jak i gen a, produkujące gamety
o zróżnicowanej zawartości genów, nazywamy heterozy-gotycżnymi.
Krzyżowanie dziwaczka o barwie czerwonej z dziwaczkiem o barwie białej
Doświadczenie to jest pozornie identyczne z poprzednim, jednakże w F
1
otrzymano jeden
rodzaj fenotypu, nie występujący u żadnej z form rodzicielskich. Wszystkie kwiaty były barwy
pośredniej, tj. różowe. W tym przypadku żaden z genów nie był dominujący. W drugim
pokoleniu mieszańców nastąpiło rozszczepienie na 3 genotypy w proporcji 1:2:1, identycznie
jak w przykładzie z grochem, i na 3 fenotypy w proporcji 1:2:1.
Mimo różnic między tymi dwoma przykładami, analiza kolejnych pokoleń mieszańców
wykazuje, że jakikolwiek genotyp reprezentuje dany organizm, jego gamety zawierają zawsze
jeden gen danej pary. Ta prawidłowość nosi nazwę prawa czystości gamet
(tzw. I prawo Mendla).
Doświadczenie z krzyżowaniem roślin, różniących się dwiema parami cech
przeciwstawnych
Krzyżowano groch o żółtych i kulistych nasionach z grochem o nasionach kanciastych,
zielonych.
Formy rodzicielskie różnią się w tym przypadku dwiema cechami. Jeśli przy tym kształt
kulisty dominuje nad kanciastym i barwa żółta nad zieloną, wówczas skład genetyczny jednego
z rodziców będzie AABB a drugiego aabb. Będą one wytwarzały gamety AB i ab. Mieszaniec
w
pierwszym
pokoleniu
będzie
heterozygotą
o
składzie
genetycznym
AaBb
i nasionach żółtych, kulistych. Zgodnie z prawem czystości gamet będzie on produkował
4 rodzaje gamet, zawierających geny AB, aB, Ab i ab. Prawidłowość ta stanowi II prawo
Mendla.
W trakcie dalszych badań okazało się, że prawo to nie zawsze się sprawdza. Niezgodność
tę starały się wyjaśnić badania amerykańskiego biologa T. H. Morgana, które nazwano teorią
chromosomową, ponieważ kładła ona nacisk na związek zjawisk dziedziczenia i zmienności
z cechami zespołu chromosomów w komórce. Prace te wykazały, że II prawo Mendla jest
słuszne tylko wówczas, gdy badane geny znajdują się w różnych parach chromosomów
homologicznych, natomiast komplikuje się, gdy geny występują w jednym chromosomie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
81
i to blisko siebie. Wówczas cechy związane z tymi genami dziedziczą się zawsze razem.
Według prawa Morgana, geny mają stałe rozmieszczenie w określonych chromosomach
i ułożone są w chromosomie liniowo.
Zgadza się to z nowoczesnym poglądem na istotę genu, jako aktywnego odcinka DNA,
zdolnego do syntezy RNA informacyjnego.
Dziedziczenie płci
Zasada występowania par homologicznych chromosomów naruszona jest w przypadku
chromosomów warunkujących płeć człowieka i niektórych innych organizmów. I tak,
gdy w komórkach somatycznych kobiety występują homologiczne chromosomy, oznaczane
symbolami XX, u mężczyzny są one zróżnicowane i oznaczone symbolem XY.
Zgodnie z prawem czystości gamet, jajo będzie miało zawsze chromosom X, plemniki zaś
mogą mieć chromosom X lub chromosom Y. A zatem 50% zygot będzie zawierało geny XX
i 50% geny XY. Istotnie obserwujemy w przybliżeniu jednakową liczbę kobiet i mężczyzn.
Zmienność rekombinaeyjna, jak okazuje się, nie tylko nie stoi w sprzeczności
z dziedzicznością, ale jest koniecznością biologiczną, wynikającą z zachowania reguł
dziedziczenia.
Zmienność mutacyjna
Mutacją nazywamy trwałą zmianę dziedziczną, której przyczyny mogą być różne,
ale zwykle są odchyleniem od normalnego przebiegu pewnych procesów. Jeżeli np. w czasie
mej ozy nie nastąpi redukcja chromosomów, powstaną gamety o podwójnej liczbie
chromosomów, a organizm potomny będzie miał zwielokrotnioną liczbę chromosomów. Takie
organizmy nazywamy poliploidami.
Zmiany mogą dotyczyć nie tylko liczebności chromosomów, ale mogą wystąpić także
w strukturze chromosomu, mogą także dotyczyć błędu w replikacji DNA w chromosomie.
Wszystkie tego rodzaju mutacje mogą utrwalać się w następnych pokoleniach i powstają
wówczas osobniki o wyraźnie zmienionych cechach. Niekiedy cechy te są tak niekorzystne,
że prowadzą do śmierci osobnika. Takie mutacje nazywamy letalnymi.
Zmienność modyfikacyjna
Zmiennością modyfikacyjna nazywamy zmienność właściwą wszystkim organizmom
i wywoływaną działaniem czynników środowiska na ich wzrost i rozwój. Wprawdzie, jak
wiadomo, geny decydują o podstawowych procesach metabolicznych, ale z drugiej strony
aktywność enzymów modyfikowana jest przez takie czynniki, jak temperatura, światło,
stężenie różnych substancji w środowisku itp. Zwykle, jeśli o jakiejś cesze decyduje jeden gen,
warunki zewnętrzne wpływają na nią w małym stopniu. Większość jednak cech kontrolowana
jest przez zespoły genów. Wtedy zwiększa się możliwość ich modyfikowania. Do takich należą
np. u roślin szybkość wzrostu, termin dojrzewania, kształty liści.
Przykładem może być tu różnolistność u strzałki wodnej, a mianowicie, u rośliny tej inny
kształt mają liście zanurzone w wodzie, inny pływające na powierzchni wody, a jeszcze inny
wystające nad jej powierzchnię.
We wszystkich tych przypadkach zmianie ulega tylko fenotyp, genotyp pozostaje nie
zmieniony, dlatego zmienność modyfikacyjna nie jest przekazywana dziedzicznie.
Znaczenie genetyki w gospodarce człowieka
Znajomość praw rządzących dziedzicznością znajduje zastosowanie w hodowli. Hodowlą
nazywamy tworzenie nowych odmian roślin uprawnych i nowych ras zwierząt domowych.
Studiując, w poprzednim rozdziale, schematy osobników o różnych cechach, zauważyliśmy,
jak różne powstają przy tym genotypy. Jeśli nowy genotyp okaże się homozygotyczny i niesie
w swym układzie cechy gospodarczo korzystne, staje się w hodowli początkiem nowej
odmiany. Jeżeli np. w jakiejś rasie cecha korzystna połączona jest z cechą niepożądaną, można
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
82
niekiedy przez krzyżowanie oddzielić je od siebie i uzyskać na tej drodze lepsze kombinacje
cech. Tak właśnie postępuje człowiek w praktyce hodowlanej.
W hodowli wykorzystuje się także mutacje. Samorzutne mutanty roślin, związane
z poliploidalnością, przeważnie odznaczają się większą bujnością, większymi kwiatostanami
i owocami, toteż wykorzystywane są chętnie w kwiaciarstwie i warzywnictwie, gdzie przez
dalsze zabiegi hodowlane, jak krzyżowanie i selekcja, tworzy człowiek ulepszone odmiany.
Większość roślin uprawnych to właśnie poliploidy.
W hodowli roślin stosuje się także sztuczne indukowanie mutacji przez działanie pewnymi
środkami chemicznymi lub promieniami jonizującymi na nasiona, kwiaty lub całe rośliny.
Zwiększa to zwykle częstotliwość pojawiania się mutantów. Część spośród nich może okazać
się gospodarczo przydatna.
Znaczenie badań genetycznych dla wyjaśnienia ewolucji świata organicznego
W poprzednich rozdziałach posługiwaliśmy się pojęciem gatunku. W świetle rozwoju
biochemii i genetyki gatunek jest realnie istniejącą jednostką biologiczną. Są to osobniki
występujące w dziejach świata roślinnego, związane wspólnym pochodzeniem. Przy
rozmnażaniu płciowym przekazywana jest z pokolenia na pokolenie substancja dziedziczna
w postaci określonego zespołu genów. Wprawdzie na skutek zmienności rekombinacyjnej
osobniki mogą różnić się różnym ich zestawem, jednak ogólny zasób genów wszystkich
osobników składających się na gatunek jest ciągle ten sam. Nazywamy go pulą genową
gatunku. Gatunek w tym rozumieniu składa się z osobników mających wspólną pulę genową.
Jeżeli jednak w obrębie gatunku powstanie mutacja, a będzie ona w określonych
warunkach korzystna, może utrwalić się, co daje początek nowej populacji.
Utrwalenie się odrębnej populacji o nowym składzie genowym może nastąpić na skutek
ograniczenia wymiany genów z populacją, z której się wyłoniła. Może to być spowodowane
izolacją przestrzenną. Wówczas dwie populacje różnicują się niezależnie i ich pule genowe
zmienić się mogą tak dalece, że będą uznane za odrębne jednostki systematyczne.
Innym rodzajem izolacji, która może rozdzielić populację na dwa odrębne gatunki, jest
tzw. izolacja genetyczna, polegająca na tym, że wskutek mutacji powstaną zmiany
uniemożliwiające krzyżowanie się. Niepłodność krzyżówek uważana jest przez biologów
za główny wskaźnik odrębności gatunków.
W ten sposób badania genetyczne rzucają światło na rozwój świata organicznego w jego
historii, wyjaśniają w jaki sposób mógł on przebiegać dawniej i jak może odbywać się dziś.
Współczesny ewolucjo-nizm przyjmuje, że decydującą rolę odgrywa tu drobna zmienność
mutacyjna, którą utrwala modyfikujący wpływ warunków zewnętrznych i czynniki izolacji
nowo powstałych populacji.
Znaczenie gospodarcze wybranych roślin i zwierząt żyjących w lesie
Znaczenie roślin i zwierząt w przyrodzie jest wielostronne. Rośliny w procesie fotosyntezy
produkują substancje organiczne, które służą jako pożywienie dla wielu gatunków zwierząt.
Produktem „ubocznym” fotosyntezy jest tlen. Wszystkie żywe organizmy z niego korzystają.
Pochłaniają
CO
2
,
pobierają
z
gleby
i
transpirują
ogromne
ilości
wody
do atmosfery. Stanowią żródło leków naturalnych (np. rośliny z rodziny Wargowe,
Szorstkolistne i inne).
Rośliny żyjące w lesie zajmują całą przestrzeń od gleby po korony drzew. Dzielą się one
na trzy grupy:
–
krzewinki – rośliny o wysokości do 0,5m, a więc występujące w warstwie runa leśnego.
Mają znaczenie użytkowe ze względu na pozyskiwanie owoców,
–
krzewy – rośliny o wysokości przeważnie do 5m, a więc występujące w warstwie
podszytu. Mają one większą liczbę łodyg wyrastających z szyi korzeniowej. Ich znaczenie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
83
użytkowe polega na możliwości wykorzystania łodyg (np. leszczynowe laski
i wikliniarskie pręty), korzeni lub owoców,
–
drzewa – mają pojedynczą łodygę, na której znajdują się konary, gałęzie i ulistnione
gałązki. W naszych warunkach klimatycznych drzewa w wieku rębności osiągają
wysokość 20–35m, a grubość na wysokości 1,3m (pierśnicy) waha się najczęściej
w granicach 25–60cm. Długość życia drzew iglastych to ok. 300 lat, a liściastych
do 1000 lat; są to nieliczne egzemplarze,
Pod względem funkcji pełnionej w drzewostanie dzielimy je na:
–
produkcyjne – są to głównie drzewa; dostarczają surowca drzewnego, są towarem
rynkowym,
–
biocenotyczne – krzewy i krzewinki; wzbogacają i wspomagają rozwój biocenozy leśnej,
np. ptaki, drobne kręgowce,
–
użytkowe – rośliny lecznicze, owocodajne,
–
ozdobne.
Ogromne znaczenie owadów w przyrodzie i w życiu człowieka wynika z tego,
iż występują one w przyrodzie w wielkiej liczbie i w wielu siedliskach, oraz z tego,
że reprezentując bardzo różnorodne typy odżywiania tworzą ogromną rzeszę
konsumentów.
Gady są drapieżnikami, które redukują liczebność owadów i ślimaków, będących
szkodnikami roślin, a także gryzoni, powodujących duże straty ekonomiczne w rolnictwie
i leśnictwie. W przemyśle farmaceutycznym wykorzystuje się jad węży do produkcji leków
przeciw reumatyzmowi, epilepsji, hemofilii i nowotworom.
Płazy dorosłe są drapieżnikami. Szczególnie cenne dla człowieka jest to,
że ich pożywieniem są owady będące szkodnikami upraw. Niektóre gatunki żab
i salamander są jadane przez ludzi. Żaby wykorzystywane są również w badaniach
laboratoryjnych.
Wiele ptaków odżywia się owadami i z tego powodu jest istotnym czynnikiem
ograniczającym liczebność owadów szkodników. W lasach rolę taką pełnią np.: dzięcioły,
wilgi, sikory, kowaliki i kukułki. Na polach i łąkach szkodniki roślin zjadane są np. przez
szpaki i gawrony. Ptaki drapieżne, takie jak sowy, myszołowy czy orły, ograniczają liczebność
gryzoni. Ptaki łowne (cietrzewie, przepiórki, bażanty, kuropatwy, dzikie kaczki i gęsi)
dostarczają człowiekowi mięsa, piór, puchu, a nawet jaj, toteż człowiek docenił znaczenie
ptaków i dlatego wiele z nich udomowił i rozwinął ich hodowlę.
Ptaki ożywiają krajobraz, a ich głosy (gdakanie, kwakanie, gęganie, świergot, śpiew)
są naturalnym głosem przyrody.
Nie tylko jednak pożyteczność ptaków w gospodarce i życiu człowieka zadecydowała
o tym, że większość z nich podlega ochronie gatunkowej. W Polsce chronimy kilkadziesiąt
gatunków ptaków. Należą do nich wszystkie gatunki z rzędu drapieżnych, dzięciołów, sów,
wszystkie gatunki z rodzaju perkozów, sikor, dzierzb, jaskółek, skowronków, pliszek,
łuszczaków, muchołówek, pokrzewek, słowików, oraz wybrane gatunki z innych rzędów i
rodzajów,
jak
tracz
nurogęś,
kormoran
czarny,
bocian
czarny
i bocian biały, czapla purpurowa, drozd śpiewak, mysikrólik czubaty i wiele innych.
Największe znaczenie ssaków w życiu człowieka wynika z tego, że wiele z nich
bezpośrednio służy ludziom jako zwierzęta udomowione. Wiele ssaków dostarcza również
skór – jak lisy, nutrie, norki, szynszyle, króliki czy owce, lub pełni rolę zwierząt pociągowych
-jak renifery, konie, bawoły, jaki, wielbłądy. Psy i koty są przyjaciółmi człowieka. Oprócz tego
również ssaki dziko żyjące są wykorzystywane w gospodarce człowieka. Często są
odławiane i zabijane w celu pozyskania wartościowego mięsa, rogów, ciosów, futer itp.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
84
Wiele ssaków pełni rolę zwierząt laboratoryjnych, na których testowane są leki, a także
pozyskuje się z nich surowice.
Niektóre ssaki niszczą uprawy człowieka (gryzonie, dziki) lub polują na zwierzęta
hodowlane (drapieżniki). Należy także pamiętać, że wiele ssaków jest swoistym
rezerwuarem i przenosicielem chorób człowieka, a pośrednikami w rozprzestrzenianiu
zarazków (np. świdrowców) są najczęściej owady. Wyniszczający stosunek człowieka
do wielu ssaków zadecydował, że liczne gatunki są obecnie objęte ochroną gatunkową.
W Polsce chronimy jeża, kreta, ryjówkę, rzęsorka, nietoperza, niedźwiedzia, borsuka,
wydrę, kunę, gronostaja, łasicę, żbika, rysia, żołędnicę, koszatkę, orzesznicę, popielicę,
świstaka, bobra, dzika, jelenia, daniela, sarnę, łosia, kozicę, żubra, przy czym niektóre
z tych ssaków – zwierzęta łowne – podlegają tylko częściowej ochronie.
Ekosystem lasu i podstawowe prawa ekologiczne
Punkt wyjścia dla wszystkich rozważań leśnych stanowi siedlisko, które jest
podstawowym czynnikiem produkcji leśnej. Na siedlisko składa się klimat i gleba w danym
położeniu. Siedlisko jako kompleks czynników abiotycznych nosi nazwę ekotopu.
Znajomość siedliska stanowi podstawę diagnostyki hodowlanej i ma zasadnicze znaczenie
dla właściwego gospodarowania w lesie. Do siedliska muszą być dostosowane wszystkie
czynności gospodarcze, a w szczególności: wybór gatunków drzew, forma zmieszania, metody
odnowienia, pielęgnowania, użytkowania i ochrony lasu. Zależność od siedliska wykazuje
produktywność lasów i zapas drzewostanów. Również liczba i jakość sortymentów drewna
zależy w dużym stopniu od siedliska. Największą różnorodność sortymentów mają siedliska
żyzne, najmniejszą – ubogie.
W przyrodzie rośliny nie rosną pojedynczo, lecz tworzą skupienia, czyli zbiorowiska,
które rzadko bywają jednogatunkowe, lecz przeważnie składają się z wielu gatunków.
Zbiorowiskiem jest karpacki las bukowy, las bukowy, torfowisko, łąka itp.
Warunki siedliskowe są w pewnych wypadkach podobne na znacznych obszarach; na
dużej przestrzeni panuje ten sam klimat ogólny oraz przeważają gleby o zbliżonych
właściwościach, pozwalających je zaliczyć do tego samego typu. Obszary takie nazywamy
makrosiedliskiem
W obrębie makrosiedliska można jednak zauważyć pewne zmiany siedliskowe na
mniejszych lub większych przestrzeniach. Mogą one dotyczyć warunków klimatycznych
(np. zmrozowisko), a częściej warunków podłoża (skały macierzystej, głębokości zalegania
wody gruntowej itp.). Mamy wówczas do czynienia z mikrosiedliskiem.
Zespoły roślinne (fitocenozy) oraz zwierzęta w ramach danego siedliska przekształcają je
w swoisty sposób. Dzieje się to częściowo już przez samo wypełnienie przestrzeni roślinami w
charakterystyczny sposób, czyli przez ich układ przestrzenny, częściowo przez ich czynności
życiowe. Pomiędzy poszczególnymi organizmami, zarówno roślinnymi jak i zwierzęcymi,
istnieje szereg współzależności, wynikających ze współżycia w ramach jednego siedliska.
Wskutek tego powstają swoiste warunki życiowe określone mianem środowiska życiowego
lub biotopu.
Całokształt warunków siedliskowych wraz z wpływem, jaki na siebie wzajemnie
wywierają żyjące w nim rośliny i zwierzęta, nazywany środowiskiem lub biotopem.
Świat roślin i zwierząt, wspólnie zasiedlający określone siedlisko, tworzący wraz z tym
siedliskiem pewien przestrzennie wyodrębniający się i zmienny w czasie układ ekologiczny na-
zywa się ekosystemem.
Przestrzeń życiowa w lesie jest oddzielona od otoczenia żywą masą gałęzi, konarów, liści i
korzeni. W ten sposób powstaje swoisty klimat leśny, a gleba nabiera charakterystycznych
cech. Wynika to z przestrzennego rozmieszczenia roślinności, która układa się w lesie w kilka
warstw. W każdej z nich panują odmienne warunki mikroklimatyczne, przy czym są one zróż-
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
85
nicowane nawet w obrębie tej samej warstwy, w zależności od rozmieszczenia roślin, obecno-
ści różnych gatunków, wpływu warstw roślinnych wyżej położonych, które mogą np. w jed-
nym miejscu przepuszczać więcej światła i opadów niż w innym.
Zmienione pod wpływem przestrzennego układu roślin warunki klimatyczne w lesie
wpływają z kolei na same rośliny, a także zwierzęta. Poszczególne warstwy lasu dostosowują
się do istniejących w ich obrębie warunków życia, np. pora rozkwitu flory zielnej przypada
na wczesną wiosnę, gdy pąki drzew jeszcze się nie rozwinęły i promienie słoneczne docierają
prawie bez przeszkód do dna lasu. W porze, gdy liście drzew są w pełni rozwinięte większość
flory wiosennej kończy swój cykl rozwojowy, wydając nasiona. Zakwitają teraz inne gatunki,
mniej liczne, dobrze znoszące ocienienie.
Następstwem warstwowego układu roślinności jest warstwowy układ fauny, związanej
biologicznie z roślinami poszczególnych warstw (owady, ptaki).
Niezależnie od warstwowości nadziemnej, także i podziemne części roślin układają się
w warstwy dochodzące do rozmaitej głębokości. Fakt ten ma duże znaczenie, wpływa bowiem
na przebieg procesów glebotwórczych oraz pozwala roślinom pełniej wykorzystać związki
pokarmowe znajdujące się w glebie.
Można powiedzieć, że sposób wypełnienia przestrzeni roślinnością, czyli jej układ
przestrzenny, prowadzi do lepszego wykorzystania siedliska przez organizmy. Jednym
z koniecznych warunków wytworzenia się warstwowego układu roślinności jest występowanie
w nim gatunków roślin o odmiennych wymaganiach względem różnych czynników
ekologicznych.
Wpływ czynności życiowych. Na zmianę warunków życia w obrębie siedliska zajętego
przez zbiorowisko leśne wpływa nie tylko sposób wypełnienia przestrzeni przez rośliny, ale
także czynności życiowe organizmów. W wyniku procesów życiowych zachodzi ustawiczna
wymiana energii i materii pomiędzy organizmami a zewnętrznymi warunkami ich życia
i pomiędzy samymi organizmami.
Pod wpływem światła słonecznego rośliny pobierają z powietrza dwutlenek węgla, który
rozkładają na tlen i węgiel. Węgiel jest pochłaniany i przetwarzany w związki organiczne, tlen
rośliny wydzielają w powietrze. Inne składniki odżywcze rośliny pobierają z gleby, przy czym
niektóre mikroorganizmy wiążą azot z powietrza i w ten sposób udostępniają go roślinom.
Rośliny, podobnie jak opadłe na glebę martwe resztki w postaci ściółki leśnej, ulegają
rozkładowi pod wpływem licznych organizmów glebowych wchodzących w skład edafonu.
Dzięki temu do gleby przedostają się związki węgla, azotu i innych pierwiastków. Dwutlenek
węgla z kolei zakwasza roztwór glebowy oraz wydziela się do atmosfery.
Zwierzęta leśne czerpią tlen bezpośrednio z powietrza, a związki węgla i azot uzyskują za
pośrednictwem roślin, którymi się żywią. Wydalając dwutlenek węgla użyteczny dla roślin oraz
zwracając glebie związki węgla i azotu w postaci odchodów za życia, a przez rozkład swych
ciał po śmierci – zwierzęta przyczyniają się do zamknięcia ustawicznego cyklu krążenia materii
i energii, którego motorem jest Słońce, a ogniwami: atmosfera, gleba, roślinność i zwierzęta.
Współzależności między organizmami w środowisku leśnym
Pomiędzy organizmami żyjącymi w ramach danego środowiska leśnego zachodzą
różnorodne i liczne związki. Jedne z najważniejszych to związki pokarmowe.
Pierwszym ogniwem w obiegu materii są producenci. Są to rośliny zielone mające
zdolność wykorzystywania energii słonecznej do produkowania materii organicznej
z substancji nieorganicznych (w procesie fotosyntezy), a także bakterie samożywne, zdolne do
wykorzystywania jako pokarmu substancji nieorganicznych. Jedne i drugie nazywamy
organizmami samożywnymi, czyli autotrofami. Dzięki działalności producentów gromadzą się
zapasy materii organicznej wykorzystywanej przez następną grupę organizmów. Grupę tę
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
86
tworzą konsumenci, czyli rośliny i zwierzęta cudzożywne, heterotroficzne, odżywiające się
innymi organizmami lub gotową materią organiczną. Trzecią grupę stanowią destruenci
(reducenci); są to organizmy (bakterie i grzyby) rozkładające martwą materię organiczną:
opadłe liście, uschłe trawy i inne rośliny zielone, martwe drzewa, trupy zwierząt i kał.
Działalność destruentów sprawia, że uwolnione związki nieorganiczne wracają do środowiska i
zostają włączone do obiegu i są ponownie pobierane przez rośliny.
Ciągłe procesy produkcji i rozkładu materii organicznej są podstawą obiegu materii
i energii w przyrodzie. Przytoczony podział organizmów wskazuje, iż każdy gatunek ma swoje
określone miejsce w tzw. gospodarce natury i mówi o ścisłej zależności jednych grup
organizmów od drugich.
Stosunki pomiędzy organizmami nie ograniczają się tylko do wspomnianej konkurencji lub
relacji: zjadający – zjadany. Stosunki te obejmują też różne formy współżycia,
o
charakterze
antagonistycznym
lub
symbiotycznym.
Przykładem
stosunków
antagonistycznych jest pasożytnictwo. W gospodarce natury najważniejsze jest pasożytnictwo
grzybów i bakterii w organizmach roślinnych i zwierzęcych. U roślin przeważają pasożyty
grzybowe. U zwierząt większą rolę odgrywają pasożyty bakteryjne.
Współżycie, w jakim obaj partnerzy odnoszą jakąś korzyść, nazywamy symbiozą,
a stosunki, gdzie gospodarz nie ponosi widocznej szkody, ani korzyści – komensalizmem.
Przykładem symbiozy jest współżycie grzybów z korzeniami roślin. Zjawisko to
nazywamy mikoryzą. Przykładem komensalizmu mogą być paprocie rosnące jako epifity na
drzewach.
Środowisko leśne ma ograniczone możliwości dostarczania organizmom pokarmu.
Dlatego też między gatunkami o podobnych wymaganiach oraz między osobnikami tego
samego gatunku dochodzi do konkurencji pokarmowej. Konkurencja dotyczy nie tylko
pokarmu, ale i przestrzeni, światła i innych czynników. Z konkurencji wychodzą zwycięsko
te gatunki lub osobniki, które są obdarzone korzystniejszymi cechami indywidualnymi
i zdolnościami przystosowawczymi do warunków danego środowiska. Rezultatem konkurencji
może
być
zupełne
wyparcie
jednego
gatunku
przez
drugi.
Wynikiem
walki
o pokarm i światło jest w lesie proces wydzielania się drzew. Polega on na tym, że z drzew,
które we wczesnej młodości rosły gęsto obok siebie, do wieku dojrzałego dochodzą tylko
nieliczne, pozostałe nie nadążając we współzawodnictwie o światło i pokarm, stopniowo
zostają przygłuszone i obumierają.
Nieraz można obserwować, że poszczególne osobniki danego gatunku, a także różnych
gatunków, wspierają się wzajemnie. Przykładem takiego wspierania się mogą być stosunki
w biogrupach. Biogrupy składają się z kilku drzew jednego lub różnych gatunków rosnących w
większym zagęszczeniu niż inne. Systemy korzeniowe tych drzew, również zagęszczone,
przenikają do głębszych warstw gleby, przy czym często korzenie kilku drzew zrastają się
ze sobą. Powstaje wówczas z kilku drzew jak gdyby jeden organizm, posługujący się
wspólnym systemem korzeniowym i aparatem asymilacyjnym. Biogrupy skuteczniej niż
pojedyncze drzewa przeciwstawiają się konkurencji ze strony innych drzew oraz uzyskują
większe przyrosty. Jest to szczególnie ważne w warunkach skrajnych (np. biogrupy świerkowe
przy górnej granicy lasu i na dalekiej północy).
Przedstawione współzależności pokarmowe między organizmami w środowisku leśnym
nie są jedynymi formami wzajemnego oddziaływania na siebie roślin i zwierząt.
Współzależności jest znacznie więcej. Liczne zwierzęta pośredniczą przy zapylaniu
i rozsiewaniu nasion, są przenosicielami zarodników grzybów pasożytniczych lub chorób
bakteryjnych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
87
Pojęcie środowiska wiąże się z pojęciem biocenozy, którą tworzą populacje (zgrupowania
współistniejących osobników jednego gatunku) różnych gatunków roślinnych i zwierzęcych,
zasiedlających wybrane środowiska.
Obecnie przez biocenozę rozumiemy naturalny zespół organizmów żywych danego
środowiska, powiązanych ze sobą przez różne czynniki ekologiczne i tworzących organiczną
całość, która dzięki zdolności do rozmnażania i samoregulacji zagęszczenia utrzymuje się
trwale w przyrodzie w stanie dynamicznej równowagi.
Biocenozy mogą być wyraźnie i ostro odgraniczone jedna od drugiej, np. gdy siedlisko
zmienia się nagle. Często jednak przechodzą jedna w drugą szerszym lub węższym pasem
przejściowym. Strefę przejściową między różnymi biocenozami nazywamy ekotonem. Strefa
przejściowa jest najczęściej bogatsza w gatunki. W ekotonie spotyka się gatunki
wyspecjalizowane dla strefy przejściowej, np. ptaki gnieżdżące się na granicy lasu i pola.
Umiejscowienie gatunku w biocenozie nazywamy niszą ekologiczną. Przez niszę
ekologiczną rozumiemy przestrzeń zajmowaną przez dany organizm, jak i funkcje tego
organizmu w biocenozie (np. jego miejsce w łańcuchu pokarmowym) oraz zależność od
warunków bytowania.
Strukturę biocenozy można przedstawić w postaci nałożonych na siebie bloków, które
tworzą charakterystyczną piramidę. Jej podstawę stanowi poziom troficzny producentów.
Na nim ustawione są kolejne poziomy troficzne konsumentów i destruentów.
Każdy wyższy poziom troficzny obejmuje mniejszą liczbę i biomasę organizmów niż
poziomy niższe.
Przenoszenie energii z jednego poziomu troficznego na drugi odbywa się w biocenozie
poprzez łańcuchy pokarmowe (troficzne). Zgodnie z zasadami przekazywania energii,
w ekosystemie kolejne ogniwa łańcucha są coraz mniejsze. Łańcuchy pokarmowe realizowane
są przez układy prowadzące od producentów do drapieżców, pasożytów bądź saprofagów
(organizmy odżywiające się szczątkami organicznymi). Krótkie łańcuchy troficzne występują w
biocenozach młodych, np. tundrowych. W ekosystemach leśnych obejmują one do siedmiu
komponentów: igły sosny – mszyce – drapieżne bzygi – pająki – drapieżne osy – ptaki
owadożerne – jastrząb.
Dynamika biocenozy w ekosystemie leśnym. Każda biocenoza podlega przemianom,
a więc charakteryzuje się dynamiką. Fitocenoza leśna, jako najwyższa organizacja świata
roślinnego, jest najistotniejszą i najbardziej stabilną częścią biocenozy leśnej. W zależności od
kierunku i intensywności działających przyczyn, fitocenoza leśna zmienia się w czasie
i przestrzeni.
Zmiany zachodzące w zespołach roślinnych dzieli się na trzy kategorie:
–
zmiany cykliczne (dobowe, sezonowe, roczne, okresowe),
–
zmiany regeneracyjne (sukcesja wtórna),
–
zmiany asymptotyczne (zmiany sukcesyjne i historyczne).
Zmiany cykliczne dyktowane są różnym nasileniem w czasie poszczególnych czynników
meteorologicznych. W drodze ewolucji życie biologiczne dostosowało się do dobowych zmian
w dopływie do Ziemi energii słonecznej wytwarzając własne rytmy różnych funkcji
fizjologicznych.
Zmiany sezonowe polegają na tym, że wraz ze zmieniającymi się porami roku zmienia się
też abiotyczna część środowiska, która z kolei wpływa na aktywność życiową organizmów
zespołu (pobieranie pokarmu, rozmnażanie się itp.). Przykładem tych roślin mogą być zawilce,
przylaszczki, pierwiosnki, miodunki, kokorycze itp. Aspekt letni złożony jest z roślin
przystosowanych do zmniejszonej ilości światła (zachyłka, marzanna, gajowiec, czerniec itp.).
Zmiany roczne spowodowane są czynnikami meteorologicznymi. W każdym roku mogą
one mieć nieco inny przebieg. W zależności od nich, a także od obfitości pokarmu w danym
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
88
roku, pewne gatunki wykazują większą aktywność życiową, wzrasta np. ich liczebność
w stosunku do lat poprzednich. Od pogody zależy np. urodzaj nasion, a od niego liczba
drobnych gryzoni, lisów; od liczby mszyc – liczba biedronek itp.
Inny charakter mają zmiany dobowe. W ciągu doby nie obserwuje się ogólnej aktywności,
to znów ogólnej bezczynności zespołu. Konsekwencją takiego podziału pracy w ciągu doby są
zmiany w układzie stosunków między poszczególnymi gatunkami biocenozy. Istnienie
w każdym zespole gatunków aktywnych w ciągu dnia i nocy pozwala na pełniejsze
wykorzystanie środowiska przez organizmy niż by to było możliwe, gdyby cały zespół był
aktywny tylko w dzień.
Zmiany okresowe również zależą od układu czynników pogodowych, meteorologicznych,
działających w okresach niestałych. Przykładem mogą być lasy zalewowe (olsy typowe), które
w zależności od opadów w danym roku podlegają dłuższemu lub krótszemu zalewowi wiosną
lub jesienią.
Zmiany regeneracyjne (nieregularne) występują pod wpływem przemijającego czynnika
destrukcyjnego i zmierzają do powrotu zniszczonego lub zniekształconego zespołu do typu
zasadniczego. W wyniku tych zmian jedna biocenoza stopniowo przechodzi w inną,
a ta z kolei w jeszcze inną. Takie naturalne następstwo biocenoz nazywamy sukcesją.
Rozróżniamy dwa typy sukcesji: pierwotną i wtórną. Sukcesja pierwotna rozwija się
na obszarach, bądź na siedliskach, które dotąd nie były zasiedlone przez żywe organizmy.
Sukcesja wtórna obejmuje szeregi rozwojowe, występujące na obszarach uprzednio
zasiedlonych przez organizmy, na których w wyniku katastrof środowiskowych, lub zmiany
sposobu użytkowania gleby aktualne zasiedlenie zostaje zniszczone całkowicie i rozpoczyna
się szereg sukcesyjny. Katastrofy środowiskowe na terenach suchych powodowane są często
przez ogień (pożar), silne mrozy lub długotrwałą pokrywę śnieżną, ugorowanie gleb w wyniku
porzucenia gospodarstw rolnych (sukcesja olszy szarej w Bieszczadach).
Zmiany asymptotyczne (niepowtarzalne), czyli sukcesje ekologiczne, przebiegają
w pewnym określonym kierunku, pod wpływem stale działającego czynnika. Prowadzą one
do całkowitego zastępowania jednej roślinności przez inną roślinność różną od pierwotnej.
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania ,sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są rodzaje tkanek zwierzęcych?
2. Jakie są funkcje tkanek zwierzęcych?
3. Jakie funkcje pełni tkanka mięśniowa i jakie są jej rodzaje?
4. Czym charakteryzuje się krew i limfa?
5. Jaką funkcję pełni szpik kostny?
6. Czym charakteryzuje się tkanka nerwowa?
7. Jakie funkcje pełnią układy tkanek zwierzęcych?
8. Jak przebiega rozmnażanie u zwierząt?
9. Jak systematyzuje się bezkręgowce?
10. Jak rozmnażają się jamochłony?
11. Czym charakteryzują się pierścienice?
12. Czym charakteryzują się skorupiaki?
13. Jaką funkcję pełnią owady?
14. Jak zbudowane jest cało owada?
15. Jak ewoluowały poszczególne narządy u gromad kręgowców?
16. Na jakie rzędy dzieli się gromada ptaki?
17. Czym charakteryzują się ssaki?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
89
18. Jakie znasz rodzaje dziedziczności?
19. Czym charakteryzuje się ekosystem lasu?
20. Jakie współzależności panują pomiędzy organizmami w biocenozie?
21. Co to jest sukcesja?
22. Jakie jest znaczenie roślin i zwierząt dla biocenozy leśnej?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Obserwacja mikroskopowa budowy nabłonka wielowarstwowego płaskiego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować mikroskop do przeprowadzenia obserwacji,
2) zebrać czystym wacikiem z wewnętrznej strony policzków nieco komórek błony śluzowej
i umieść ją na szkiełku podstawowym,
3) zabarwić preparat błękitem metylenowym, a nadmiar barwnika odsączyć,
4) obejrzeć wybarwiony preparat,
5) wykonać schematyczny rysunek kilku komórek i opisać go,
6) na podstawie obserwacji zidentyfikować rodzaj nabłonka,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
wymaz błony śluzowej z jamy ustnej,
–
przyrządy i odczynniki: mikroskop,
–
przybory do mikroskopowania – szkiełko podstawowe i nakrywkowe, pęseta, igła
preparacyjna,
–
paski bibuły,
–
patyczek z watą,
–
błękit metylenowy,
–
miękkie ołówki.
Ćwiczenie 2
Obserwacja budowy mikroskopowej tkanki kostnej i chrzęstnej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować mikroskop do przeprowadzenia obserwacji, a następnie umieścić na stoliku
mikroskopu preparat trwały,
2) przeprowadzić obserwację przy różnym nastawieniu powiększenia mikroskopu,
3) zwrócić szczególną uwagę na kształt komórek obu tkanek oraz charakterystyczny sposób
ich ułożenia,
4) wykonać rysunek osteonu i zaznaczyć na nim szczegóły budowy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
przeparty mikroskopowe trwałe szlifu poprzecznego kości, tkanki chrzestnej,
–
mikroskopy optyczne,
–
kartki papieru,
–
miękkie ołówki.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
90
Ćwiczenie 3
Rozpoznaj owady w gablocie dostarczonej przez nauczyciela. Omów cechy
charakterystyczne rzędów, do których należą.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przyjrzeć się dokładnie owadom,
2) przypomnieć cechy rozpoznawcze poszczególnych rzędów owadów,
3) sklasyfikować owady do rzędów,
4) omówić cechy charakterystyczne rzędów.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
gabloty z owadami,
–
lupy, atlasy owadów,
–
kartki papieru,
–
miękkie ołówki.
Ćwiczenie 4
Rozpoznaj na zdjęciach lub planszach ptaki. Na podstawie wyglądu sylwetek ptaków
scharakteryzuj środowisko jego życia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przyjrzeć się dokładnie ptakom,
2) przypomnieć cechy rozpoznawcze poszczególnych gatunków ptaków,
3) rozpoznać ptaki,
4) omówić środowisko życia ptaków.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
zdjęcia, plansze ptaków,
–
kartki papieru,
–
miękkie ołówki, długopisy.
Ćwiczenie 5
Rozpoznaj na zdjęciach lub planszach ssaki. Zaznacz, te które podlegają ochronie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przyjrzeć się dokładnie ssakom,
2) rozpoznać ssaki,
3) wymienić ssaki chronione.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
zdjęcia, plansze ssaków,
–
kartki papieru,
–
miękkie ołówki, długopisy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
91
Ćwiczenie 6
Przeprowadź obserwację roślin zielnych, krzewiastych i drzewiastych w środowisku
leśnym. Opisz różnice w budowie, terminie kwitnienia tych roślin w zależności od miejsca
wzrostu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przyjrzeć się dokładnie roślinom,
2) przypomnieć budowę piętrową lasu,
3) sklasyfikować rośliny w zależności od miejsca wzrostu,
4) omówić cechy charakterystyczne roślin (termin kwitnienia, budowę, itp.),
5) przedstawić wnioski.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
Poradnik,
–
atlas do rozpoznawania roślin,
–
kartki papieru,
–
długopis.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) scharakteryzować rodzaje tkanek?
2) omówić funkcje tkanek?
3) omówić rozmnażanie jamochłonów?
4) scharakteryzować bezkręgowce?
5) scharakteryzować owady?
6) porównać rozmnażanie bezkręgowców i kręgowców?
7) scharakteryzować typ kręgowce?
8) omówić budowę ryb i płazów?
9) porównać gromady płazów i gadów?
10) scharakteryzować rzędy ptaków?
11) scharakteryzować rzędy ssaków?
12) wyjaśnić teorię dziedziczności?
13) scharakteryzować środowisko leśne?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
92
4.3. Podstawy ekologii
4.3.1. Materiał nauczania
Nazwa ekologia, wprowadzona przez niemieckiego biologa Ernesta Haeckla w 1866 roku,
pochodzi z połączenia dwóch słów greckich: „oikos” – dom, otoczenie, „logos” – słowo,
nauka. Dyscyplina ta zajmuje się więc badaniem żywych organizmów lub zbiorowisk w ich
„domu”, czyli naturalnym otoczeniu. Inaczej ekologię określić możemy jako naukę
o środowisku roślin i zwierząt lub też naukę, która bada współzależności między organizmami
żywymi a ich nieożywionym środowiskiem. Ponieważ ekologia dotyczy przede wszystkim
biologii grup organizmów z całą złożonością ich procesów funkcjonalnych, definicję
ekologii można określić jako naukę o strukturze i funkcjonowaniu żywej przyrody, Możemy
określić ją krótko jako „biologię środowiskową”.
Stosunek ekologii do innych nauk przyrodniczych można plastycznie przedstawić
w postaci „biologicznego przekładańca”, w którym warstwy tworzą tzw. działy podstawowe
biologii, jak: anatomia, morfologia, fizjologia, ekologia, genetyka itd., a wycinki tzw. działy
taksonomiczne: bakteriologia, mikologia, entomologia, botanika itp.
Żadna inna dyscyplina poza ekologią nie poszukuje wyjaśnień tak różnorodnych zjawisk,
przebiegających w wielu poziomach organizacyjnych. W konsekwencji ekologia ujmuje
różne aspekty wielu innych dziedzin, takich jak fizyka, chemia, matematyka i jej zastosowanie,
geografia, klimatologia, geologia, oceanografia, ekonomia, socjologia, psychologia i
antropologia. Wyróżnia się wprawdzie ekologię roślin i ekologię zwierząt, jednakże
niesłusznie, gdyż rośliny i zwierzęta tworzą nierozerwalną część swego środowiska i
ekologia tych organizmów powinna być zawsze rozważana łącznie.
Istnieje naturalna sekwencja wykładania przedmiotu ekologii, zaczynająca się
od świata nieorganicznego, a kończąca na organicznym. Składowe systemów ekologicznych
rozważa się tu zgodnie z rozwojem złożoności, od układów prostych do bardziej
skomplikowanych.
Z kolei zakres poznawczy ekologii przedstawia się w postaci tzw. poziomów organizacji
życia na Ziemi, składających się na spektrum biologiczne: protoplazma – komórki – tkanki –
narządy – układy narządów – organizmy – populacje – biocenozy – ekosystemy – biosfera.
Ekologia zajmuje się końcową częścią spektrum biologicznego powyżej poziomu organizmu.
Najogólniej ekologię dzielimy na dwa podstawowe działy:
−
autekologię, czyli naukę o przystosowaniu się organizmów żywych do ich środowiska,
bardzo silnie związaną z klimatologią, gleboznawstwem, fizjologią i fenologią;
−
synekologię, zajmującą się zbiorowiskiem współwystępujących ze sobą organizmów
jako określoną jednostką socjalną i jej stosunkiem do środowiska. Ten dział opiera się na
fitosocjologii i zoosocjologii oraz fitogeografii i zoogeografii.
W ekologii lasu autekologię reprezentuje siedliskoznawstwo leśne, natomiast
synekologię – ekologia populacji drzewiastych, ekologia biocenoz leśnych i ekologia
ekosystemów leśnych.
Nauka o siedlisku leśnym stanowi dziś jeden z głównych działów przyrodniczych podstaw
hodowli lasu, bez którego znajomości nie może być mowy o racjonalnym gospodarowaniu w
lesie. Siedlisko jest zresztą podstawowym czynnikiem produkcji leśnej. Jako kompleks
czynników abiotycznych nosi nazwę ekotopu, w odróżnieniu od biotopu, czyli środowiska,
które jest układem czynników abiotycznych specyficznie ukształtowanych przez czynniki
biotyczne. W środowisku czynniki abiotyczne i biotyczne wzajemnie na siebie oddziałują,
stwarzając charakterystyczne warunki bytowania organizmów żywych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
93
Siedlisko jest pojęciem węższym od środowiska, zawiera się w środowisku. Inaczej
mówiąc siedlisko (ekotop) to zespół warunków klimatycznych i edaficznych danego
środowiska (biotopu).
Czynniki środowiska ograniczające występowanie organizmów
Poszczególne elementy siedliska nie działają w przyrodzie nigdy w oderwaniu
od pozostałych. Tylko w laboratorium można sztucznie oddzielić i nasilać działanie jednego
czynnika. Do tego celu służy automatyczne urządzenie klimatyzacyjne zwane fitotronem,
w którego komorach dozować można roślinie ciepło, światło czy wilgotność powietrza przy
zachowaniu innych elementów na stałym poziomie. Tylko w ten sposób możemy poznać
znaczenie i wpływ pojedynczego czynnika klimatycznego oraz reakcję rośliny na dawki
maksymalne, minimalne i wypośrodkowane optymalne, dające najlepszy efekt wzrostowy
i rozwojowy.
W przyrodzie czynniki siedliska działają zawsze kompleksowo, w różnych kombinacjach.
Zgodnie z teorią tzw. czynników ograniczających, wszystkie elementy zarówno natury
edaficznej, jak i klimatycznej są dla rośliny bezwarunkowo potrzebne. Nie ma więc czynnika,
który można by zastąpić innym. Tylko niektóre z nich pod względem nasilenia mogą się do
pewnego stopnia zastępować, np. niedobór światła może rekompensować większa żyzność
gleby, wyższa temperatura gleby i powietrza lub wyższa zawartość dwutlenku węgla
w powietrzu. Jednakże zmiana nasilenia jednego czynnika pociąga za sobą równocześnie
zmianę pozostałych czynników danego kompleksu. W ten sposób w przyrodzie zmienia się
nie pojedynczy czynnik, lecz cały kompleksowy układ warunków siedliskowych,
powodowany łańcuchową reakcją zmiany nawet tylko jednego czynnika.
Czułym instrumentem reagującym na kompleksowy układ warunków siedliskowych
w przyrodzie jest sama roślina i dlatego wykorzystujemy ją w tzw. badaniach fenologicznych.
Obserwacje fenologiczne dotyczą związku, jaki zachodzi między rytmiką roczną warunków
klimatycznych a przebiegiem podstawowych funkcji fizjologicznych roślin. Rozwój wiosenny liści,
kwitnienie, dojrzewanie i opadanie owoców, żółknienie i opadanie liści przed zimą informują
nas o początku i końcu tzw. fenofaz, czyli fenologicznych pór roku (przedwiośnie,
pierwiośnie, wiosna, wczesne lato, lato, wczesna jesień, jesień i zima). Izofeny, czyli linie
łączące regiony o jednakowym terminie rozpoczynania i kończenia fenofaz, informują bardziej
precyzyjnie o warunkach klimatycznych danej okolicy aniżeli zestawienia danych
meteorologicznych.
Siedlisko jest podstawowym czynnikiem produkcji leśnej. Od warunków siedliskowych
zależy zarówno ilość, jak i jakość produkcji. Na skrajnie ubogich siedliskach cykl produkcyjny
jest bardzo długi, użytek często lichy i w małej ilości. W miarę poprawy warunków
siedliskowych zwiększają się również możliwości produkcyjne, skraca się okres produkcji.
Zaznaczyć tu trzeba, że siedlisko nie jest czymś stałym, niezmiennym, że warunki siedliska
można w sposób sztuczny poprawić przez stosowanie szeroko pojętej agrotechniki
i mądrego kierowania przebiegiem produkcji na gruncie głębokiej znajomości praw
ekologicznych rządzących przyrodą
Prawo minimum Liebiga i prawo tolerancji Shelforda
Bardzo istotne znaczenie w ekologii mają tzw. czynniki ograniczające. Zasadniczo rolę
czynników
ograniczających
i
regulujących
funkcjonowanie
zespołów
biotycznych
w najogólniejszym ujęciu spełniają: obieg materii i przepływ energii w przyrodzie. Czynnikami
ograniczającymi (limitującymi) nazywamy wszystkie te czynniki, które hamują potencjalny
wzrost organizmów, populacji bądź nawet całych ekosystemów. Jeżeli wspomniane
hamowanie ma wpływ na przeżywalność gatunków lub populacji, to czynniki odpowiedzialne
za ten stan rzeczy nazywamy czynnikami regulującymi.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
94
Znany niemiecki chemik (pionier chemii rolnej), Justus Liebig, jako pierwszy w roku 1840
wyraził przypuszczenie, że organizm nie jest silniejszy od najsłabszego ogniwa
w ekologicznym łańcuchu jego potrzeb, twierdząc: „Aby organizm mógł się pojawić
i normalnie rozwijać w określonym środowisku, muszą się w nim znajdować pewne
podstawowe substancje, konieczne dla jego wzrostu i rozmnażania się”. Są one różne –
zależnie od gatunku i okoliczności. Podstawowe dla procesów życiowych danych gatunków
substancje, które dostępne są w ilościach najbliższych krytycznego minimum, stają się zwykle
czynnikami ograniczającymi.
W ten sposób dochodzimy do istoty prawa minimum Liebiga, który uważał, że plon roślin
jest często ograniczany przez brak w glebie ważnych dla życia pierwiastków –
bez względu na to, czy pierwiastki te są roślinie potrzebne w dużych czy małych ilościach.
Prawo Liebiga mówi więc, że tempo wzrostu rośliny zależy od składników pokarmowych
w ilościach minimalnych w stosunku do zapotrzebowania organizmu.
Rolnicy do dziś uznają za słuszne, że czynnikami ograniczającymi nie mogą być takie
związki pokarmowe roślin jak woda czy dwutlenek węgla, występują one bowiem w przyrodzie w
dużej obfitości, lecz głównie pewne substancje mineralne, jak np. bor, występujące i potrzebne
roślinom w bardzo małych ilościach.
Nieraz organizmy mogą w części zastępować pewną substancję, której brak w danym
momencie w ich środowisku, inną substancją podobną pod względem chemicznym lub
fizjologicznym. Przykłady: mięczaki zastępujące strontem wapń niezbędny do budowy
skorupek albo mniejsze zapotrzebowanie pewnych roślin na cynk w warunkach ocienienia niż
w pełnym świetle (stąd cynk może w glebie działać w mniejszym stopniu ograniczająco, jeśli
rośliny rosną w ocienieniu)”.
W ten sposób dochodzimy do sformułowania prawa tolerancji Shelforda, według
którego „istnienie i pomyślne bytowanie organizmu w jakimś środowisku zależą od pełności
całego kompleksu czynników”. Niewystępowanie bądź degeneracja biologiczna organizmu
mogą być wywołane zarówno brakiem, jak i nadmiarem (zarówno pod względem ilości
jak i jakości) któregokolwiek z czynników bliskich granic jego tolerancji. Koncepcję
czynników ograniczających w całościowym ujęciu możemy sformułować następująco:
prawidłowy wzrost i rozwój populacji lub biocenozy zależy od całego kompleksu czynników;
każdy czynnik, który zbliża się do granic tolerancji organizmu albo grupy organizmów
lub przekracza tę granicę, może być nazwany czynnikiem ograniczającym.
Chociaż ostateczne granice biosfery wyznaczane są przez dopływ energii słonecznej
i prawa termodynamiki, to jednak różne ekosystemy rządzą się odrębnymi prawami i różne
kombinacje czynników powodować mogą dalsze ograniczenie w ich funkcjonowaniu
i strukturze biologicznej.
Na przykład przestrzeń i pokarm to dwa czynniki ograniczające liczebność populacji
organizmów. Organizmy nie mogą bowiem żyć w nadmiernym przegęszczeniu
bądź w przestrzeni pozbawionej pokarmów ani zdobywać pokarmu tam, gdzie go nie ma lub
gdzie jest niedostępny.
Znaczenie prawa czynników ograniczających w autekologii polega na tym, że daje
ekologowi kardynalną zasadę w badaniach bardzo nieraz skomplikowanych zależności
środowiskowych. Przy tym fakt, iż nie wszystkie czynniki mają jednakowe znaczenie
ekologiczne, stwarza dla badacza bardzo korzystny punkt wyjścia.
Do prawa tolerancji Shelforda można wprowadzić pomocnicze zasady, pozwalające
na lepsze jego zrozumienie:
−
organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika
i wąski w stosunku do innego (eurybionty, stenobionty),
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
95
−
organizmy z szerokim zakresem tolerancji w stosunku do wszystkich czynników
są również najszerzej rozprzestrzenione (np. drzewiaste gatunki pionierskie – brzoza
brodawkowata, sosna zwyczajna itp.),
−
kiedy warunki środowiskowe nie są optymalne dla gatunku pod względem jednego
czynnika ekologicznego, wtedy granice tolerancji w odniesieniu do innych czynników
mogą być zawężone, np. azot występujący w glebie jest czynnikiem ograniczającym,
zmniejsza się wytrzymałość traw na suszę. rozumieć to można w ten sposób,
że więdnięcie traw następowało później przy dużej zawartości azotu w glebie lub innymi
słowy potrzeba było większej ilości wody, aby nie dopuścić do więdnięcia roślin przy
małej ilości azotu aniżeli przy dużej,
−
granice tolerancji organizmu i zakres wartości optymalnych czynnika fizycznego
podlegają często zmienności geograficznej, tak jak wspomniano na wstępie,
a także sezonowej. organizmy bowiem dostosowują intensywność swoich procesów
życiowych do warunków lokalnych. w ekologii odmiany (lub rasy) przystosowane
do lokalnych warunków zwą się ekotypami,
−
niejednokrotnie stwierdza się, że w przyrodzie organizmy nie zawsze żyją w zasięgu
optimum jakiegoś czynnika fizycznego. okazuje się, że w takich przypadkach jakiś inny
czynnik lub czynniki mają dla organizmu większe znaczenie, np. borówka czernica
u górnej granicy lasu z gatunku cienistego staje się wybitnie światłożądna i wychodzi na
polany i hale,
−
okres rozmnażania jest zazwyczaj okresem krytycznym, w którym czynniki środowiskowe
mają prawdopodobnie najbardziej ograniczający wpływ (warunki kiełkowania roślin,
niebezpieczeństwa ze strony świata nieożywionego i ożywionego, konkurencja itp.).
Granice tolerancji dla młodych stadiów rozwojowych są zawsze węższe niż dla dojrzałych
osobników roślin czy zwierząt.
Dla wyrażenia względnego stopnia tolerancji gatunku w stosunku do czynników
środowiskowych powszechnie używa się w ekologii terminów z przedrostkiem „steno”, co
oznacza wąski, i „eury” – szeroki. Tak więc np. terminy stenotermiczny, eurytermiczny –
odnoszą się do temperatury;
Oczywiście, organizmy o szerokich granicach tolerancji, tzw. eurytopowe (eurywalentne),
mają większą szansę przeżycia – a co za tym idzie rozprzestrzenienia w przyrodzie. Pamiętać
jednak należy, że szerokie granice w stosunku do jednego czynnika nie muszą oznaczać
szerokich granic w stosunku do wszystkich czynników. Roślina może być np. eurytermiczna,
lecz jednocześnie stenohydryczna, czyli może mieć szerokie granice tolerancji w stosunku do
temperatury, lecz jednocześnie wąskie w stosunku do wody (gatunki kserotermiczne).
Pamiętać również należy, że prawo tolerancji ekologicznych wiąże się ściśle
z kompleksowością działania w przyrodzie czynników ograniczających.
Czynniki ograniczające: 1) temperatura, 2) promieniowanie świetlne, 3) woda, 4) łączne
działanie wody i temperatury, 5) gazy atmosferyczne, 6) sole biogenne, czyli makro-
i mikroelementy, 7) prądy i ciśnienia (powietrza i wody w morzach), 8) gleba, 9) pożary
i huragany, 10) mikrośrodowisko.
Organizmy w przyrodzie, dzięki zdolności różnego reagowania na zmienne nasilenie
czynników ograniczających, mogą z powodzeniem służyć jako wskaźniki ekologiczne
o różnym naukowym i praktycznym zastosowaniu (przykłady: gatunki charakterystyczne
w fitosocjologii, rośliny wskaźnikowe runa w typologii leśnej itp.).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
96
Najlepsze wskaźniki ekologiczne to:
−
gatunki stenotopowe są przeważnie dużo lepszymi wskaźnikami niż gatunki eurytopowe.
poza
tym
gatunki
te
nie
należą
do
najliczniejszych
w
przyrodzie,
co przemawia na ich korzyść,
−
gatunki większe, o znaczniejszej masie, są zwykle lepszymi organizmami wskaźnikowymi
aniżeli mniejsze, ponieważ w pierwszym przypadku kosztem określonego przepływu
energii może być utrzymana większa i bardziej stała biomasa,
−
aby sprawdzić, czy dany czynnik jest rzeczywiście czynnikiem ograniczającym, trzeba
poznać także zdolności organizmów do kompensacji i przystosowania się (czyli
akomodacji). jeżeli w środowisku pojawiają się specyficzne formy, wystąpienie tych
samych jednostek klasyfikacyjnych w różnych miejscach niekoniecznie musi oznaczać, iż
panują tam takie same warunki środowiska,
−
zależności liczbowe między gatunkami, populacjami i całymi biocenozami są często
bardziej
niezawodnym
wskaźnikiem
aniżeli
pojedynczy
gatunek
(wierny,
charakterystyczny itp.), ponieważ sumowanie się warunków środowiskowych lepiej
odzwierciedla się w całości niż w części.
Zasada skupinowości Allee'go oraz konkurencja i kooperacja u roślin i zwierząt
leśnych
Zależności liczbowe między gatunkami, populacjami i całymi biocenozami mają ścisły
związek z ogólnym prawem czynników ograniczających poprzez zasadę skupinowości.
Według tej zasady pojedynczy osobnik prowadzi odmienną „gospodarkę” aniżeli zgrupowanie
(agregacja) danego gatunku. Życie w zgrupowaniu z jednej strony prowadzić może do zjawisk
negatywnych,
przejawiających
się
w
postaci
szybszego
zużywania
tlenu
i zatruwania środowiska nadmiarem CO
:
lub wydalin – w tym przypadku zasada agregacji
może przy przegęszczeniu populacji prowadzić do jej zagłady bądź ograniczenia możliwości
rozwojowych gatunku, z drugiej strony obserwuje się także zjawiska pozytywne, gdzie
skupienie danego gatunku (najczęściej obserwujemy to u roślin) kształtuje w swym wnętrzu
specyficzny, korzystny mikroklimat, zwiększając szansę przeżycia gatunku w warunkach
niesprzyjającego środowiska. Zjawisko to wiąże się ściśle z konkurencją i kooperacją u roślin i
zwierząt. Już od czasów Darwina datuje się znajomość „walki o byt”, która u roślin oznacza
właśnie konkurencję między osobnikami tego samego gatunku (ale także różnych
gatunków), w wyniku której osobniki najsilniejsze lub najlepiej przystosowane wydają
potomstwo i przekazują swe korzystne cechy następnemu pokoleniu.
Wśród zwierząt konkurencja przejawia się w walce o zajęty areał bazy żerowej
lub o przodownictwo w stadzie tego samego gatunku (najsilniejszy samiec staje się
reproduktorem najlepszych cech przystosowawczych).
U roślin konkurencja jest wyraźniejsza i łatwiejsza do zaobserwowania, gdyż przy
dużym zagęszczeniu osobników na jednostce powierzchni, w trakcie wzrostu, stopniowej
eliminacji podlegają słabsze, gorzej do warunków środowiska przystosowane egzemplarze.
Konkurencja wśród drzew może być dwojaka: pozbawiająca i wypierająca.
Konkurencja pozbawiająca polega na efektywniejszym pobieraniu np. wody, soli
mineralnych lub pochłanianiu światła, w wyniku czego czynników tych zaczyna brakować dla
pozostałych drzew, które stopniowo zostają zagłodzone i zagłuszone. Jest to więc wynik
„wyścigu” po pokarm, bez antagonistycznego nastawienia konkurentów.
Konkurencja wypierająca polega już na fizycznym ograniczaniu wzrostu konkurentów
przez intensywny wzrost własny. Przykładem mogą tu być dwa gatunki o skrajnie różnym
tempie wzrostu w młodości lub w łonie jednego gatunku, np. „rozpieracze”, tj. drzewa
nadmiernie wybujałe, zagłuszające swe najbliższe otoczenie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
97
Innym przykładem konkurencji między pokoleniem dojrzałym a młodocianym jest
odnawianie się – ściśle związane z zagadnieniem następstwa gatunków. Ograniczanie rozwoju
własnego potomstwa prowadzi bowiem do zmiany składu gatunkowego drzewostanu
w procesie naturalnej sukcesji.
Konkurencja, jest zawsze najsilniejsza między osobnikami najbardziej do siebie podobnymi
pod względem wymagań. Gdyby stanowiła główny motor ewolucji, wówczas zbiorowiska
roślinne byłyby maksymalnie zróżnicowane gatunkowo – co znajduje potwierdzenie w
naturze, gdyż na żyźniejszych glebach i w bardziej sprzyjających warunkach klimatycznych
spotyka
się
bogatsze
gatunkowo
i
bardziej
zróżnicowane
zespoły
roślinne.
W lasach tropikalnych trudno nieraz znaleźć dwa drzewa tego samego gatunku blisko siebie.
Natomiast w naszych, przeważnie jednogatunkowych lasach, konkurencja siłą rzeczy przebiega
zawsze
ostro,
a
dokonująca
się
selekcja
sprzyja
powstawaniu
form
o korzystniejszych cechach przystosowawczych, zwanych ekotypami.
Istnieją jednak również mechanizmy, które mimo silnego zagęszczenia roślin lub zwierząt
jednego gatunku na niewielkiej przestrzeni sprzyjają ich wspólnemu występowaniu, a nawet
pomagają im w przetrwaniu. Jednym z takich mechanizmów jest kooperacja,
która w świecie zwierząt przejawia się w życiu stadnym, jak to ma miejsce u gatunków
kopytnych, lub w życiu zorganizowanym bądź skolonizowanym jak u mrówek, termitów itp.
U roślin drzewiastych zjawisko kooperacji przejawia się we wspomnianym tworzeniu się
biogrup umożliwiających przetrwanie gatunku w niesprzyjających warunkach środowiska, np.
biogrupy dębu na granicy lasu ze stepem (granicy suszy, gdzie zrosty korzeniowe i oszczędna
gospodarka wodą decydują o przeżyciu), bądź roty świerkowe w górnej granicy lasu (gdzie
suche wiatry zimowe i lawiny śnieżne zagrażają każdemu osobnikowi rosnącemu
w odosobnieniu).
Pod wpływem konkurencji oraz lokalnych warunków edaficznych i klimatycznych
powstają w ciągu wielu pokoleń ekotypy. Są to więc jakby typy geograficzne (siedlisko
bowiem zależy w znacznym stopniu od położenia geograficznego), które swe cechy
przystosowawcze utrwaliły w ciągu wielu pokoleń w strukturze chromosomalnej i które
wyróżniają się w formie populacji wśród innych ekotypów obcego pochodzenia
(proweniencji). Ekotypy przekazujące swe cechy przystosowawcze potomstwu reprezentują
zazwyczaj pewien genotyp o bliżej już określonych i ustabilizowanych genetycznie cechach
wewnętrznych i zewnętrznych.
Nie zawsze jednak wpływy otaczającego środowiska prowadzą do wyżej opisanych
przystosowań trwałych, tj. przekazywalnych. Zmienność postaci osobniczej (pokroju)
lub innych cech bardziej utajonych, jak np. rytmiki życia, wywołaną przez otaczające
środowisko, lecz nieprzekazywalną na potomstwo, zwiemy fenotypową. Jest to zmienność
osobnicza, niepowtarzalna, wywołana zwykle sytuacją życiową osobnika, mikrosiedliskiem
lub uprzywilejowanym stanowiskiem względem otoczenia i na odwrót.
Populacja, interakcje między populacjami
Względnie stałym zgrupowaniem osobników jednego gatunku jest populacja. Populację
możemy zdefiniować jako grupę osobników jednego gatunku, kontaktujących się ze sobą
i współdziałających na danym terenie. Populację będą stanowiły sosny w lesie, wszystkie lisy
żyjące w tym lesie, dżdżownice żyjące w glebie określonego terenu, czy ludzie z jednej
miejscowości. Między poszczególnymi osobnikami populacji tworzą się różnorodne
zależności, wiążące je w jedną funkcjonalną całość.
Populacje reagują na działanie środowiska fizycznego inaczej niż pojedynczy osobnik. Na
przykład osobniki zgromadzone w populacji potrafią wytworzyć mikroklimat, który pozwala
im bytować w warunkach, w których pojedynczo nie mogłyby przeżyć, np. rój pszczół
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
98
wytwarza i utrzymuje taką ilość ciepła, która wystarcza do przeżycia wszystkich osobników
w niskich temperaturach, w których pojedyncze osobniki zginęłyby.
Charakteryzując populację należy zwrócić uwagę na takie cechy, jak: liczebność
i zagęszczenie, rozrodczość, śmiertelność, struktura wiekowa, struktura przestrzenna
i wewnętrzna. Rozpatrzmy niektóre z nich.
Jedną z ważniejszych cech populacji jest jej liczebność, z którą wiąże się zagęszczenie,
czyli liczba osobników przypadająca na jednostkę powierzchni lub objętości. Liczebność
i zagęszczenie są wskaźnikami stopnia rozwoju populacji na danym terenie. Zrozumiałe jest, że
cechy te dla populacji różnych gatunków są bardzo różne. Jest to związane z wymiarami ciała,
jak też z właściwościami biologicznymi poszczególnych gatunków. Na przykład gatunki
drapieżne przedstawiają znacznie mniejsze zagęszczenie niż gatunki roślinożerne, gatunki
o małych wymiarach ciała większe niż gatunki charakteryzujące się jego dużymi wymiarami.
Populacje żyjące w odmiennych warunkach środowiska mają różne zagęszczenie w związku
z odmiennymi warunkami zarówno fizycznymi, jak i biotycznymi, takimi jak np. ilość pokarmu,
obecność innych gatunków konkurencyjnych, pasożytniczych bądź drapieżnych.
Ważną cechą populacji jest nie tylko liczebność i zagęszczenie, ale zmiany tych cech
w czasie. Zmiany liczebności populacji występujące w toku jej powstawania mają
charakterystyczny przebieg, właściwy populacjom wszystkich gatunków żywych organizmów.
Pojawienie się osobników danego gatunku na obszarze, na którym poprzednio nie występował,
prowadzi w początkowym okresie do powolnego wzrostu liczebności. Następnie zaczyna ona
gwałtownie wzrastać, a po jakimś czasie tempo wzrostu liczebności maleje i ustala się pewien
stan równowagi. Osiągnięcie stanu równowagi świadczy o dostosowaniu się zagęszczenia
populacji do warunków środowiska.
Na ustalenie się pewnej liczebności populacji w danym środowisku mają wpływ zarówno
abiotyczne, jak i biotyczne czynniki środowiska. Możemy tu wyróżnić czynniki zewnętrzne,
działające na populację, jak i czynniki wewnątrzpopulacyjne.
Czynnikami zewnętrznymi, ograniczającymi liczebność populacji, jak też wywołującymi
różnego rodzaju wahania są czynniki klimatyczne, zasobność pokarmu, jak też obecność
gatunków konkurujących, pasożytów czy drapieżników.
Bardzo ważnymi, odgrywającymi istotną rolę w regulacji liczebności populacji
są czynniki wewnątrzpopulacyjne. Wiele populacji ma swoje własne wewnętrzne mechanizmy
regulujące, nie dopuszczające do nadmiernego jej zagęszczenia.
Innym wewnętrznym czynnikiem regulującym liczebność populacji jest rozmieszczenie
przestrzenne populacji. Często poszczególne jej osobniki rozchodzą się równomiernie
po danym terenie, każdy z nich ma własne terytorium bronione przed wkroczeniem innych
osobników tego samego gatunku. Może to być zarówno zjawiskiem okresowym, związanym
głównie z porą rozrodu zwierząt, jak też i stałym. Wśród ssaków najsilniej bronią swojego
terytorium drapieżniki. Przestrzenna izolacja osobników jednego gatunku zmniejsza
konkurencję i zapobiega wyczerpaniu zasobów pokarmowych.
Przy silnie rozwiniętym terytorializmie część osobników zmuszona jest do migracji poza
obręb populacji. Wielkość terytoriów zajmowanych przez poszczególne osobniki jest różna,
zależy ona głównie od zasobności środowiska w pokarm. Na przykład terytoria samców rysi
mają często powierzchnię przekraczającą 100 km².
Terytorializm nie występuje wśród gatunków zwierząt, którym środowisko zapewnia tak
dużą ilość pokarmu, że zwierzę może zaspokoić swoje potrzeby życiowe na niewielkiej
powierzchni (np. szkodniki magazynowe).
Zależności pokarmowe
Pierwotnym źródłem energii w ekosystemie jest energia słoneczna, a pierwotnym
materiałem budulcowym są nieorganiczne związki jak woda, dwutlenek węgla i sole mineralne,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
99
a więc składniki środowiska nieożywionego. Podstawowym warunkiem funkcjonowania
ekosystemu są organizmy autotroficzne, czyli rośliny mające zdolność syntetyzowania, przy
wykorzystaniu energii świetlnej, materii organicznej ze składników nieorganicznych.
Organizmy samożywne nazywamy producentami, gdyż wytwarzają (produkują) materię
organiczną. Główna masa producentów, niezależnie od typu ekosystemu, stanowi zawsze jego
najwyższe piętro, w lesie są to liście drzew, a w morzu plankton roślinny
Obok autotrofów w każdym ekosystemie występują organizmy cudzożywne,
heterotroficzne. Korzystają one z wytworzonej przez organizmy autotroficzne materii
organicznej, którą zużywają jako materiał budulcowy i energetyczny nazywamy je
konsumentami, gdyż spożywają (konsumują) wytworzona przez producentów materię
organiczną. Wśród konsumentów można wyróżnić kilka grup. Organizmy odżywiające się
pokarmem roślinnym stanowią grupę konsumentów pierwszego rzędu – w lesie będzie do nich
należała sarna, bądź chrząszcz zjadający liście, czy grzyb pasożytujący na nich. Drapieżcy i
pasożyty odżywiające się kosztem organizmów roślinożernych będą stanowiły grupę
konsumentów drugiego rzędu jak wilk czy zwierzęta owadożerne. Mogą też występować
konsumenci trzeciego rzędu, odżywiający się mięsożernymi konsumentami drugiego rzędu itd.
Trzecią grupę w ekosystemie stanowią organizmy heterotroficzne, odżywiające się martwą
materią organiczną (martwe zwierzęta i rośliny), którą rozkładają na proste związki organiczne
i nieorganiczne. Organizmy te, głównie bakterie i grzyby, budują własne substancje z materii
wytworzonej przez rośliny i zwierzęta, a więc są również konsumentami, ale ponieważ
jednocześnie zmniejszają stopień złożoności materii rozkładając ją do związków
nieorganicznych nazywane są reducentami lub też destruentami.
Organizmy tworzące biotyczną części ekosystemu będą oczywiście zupełnie odmienne
w różnych ekosystemach, np. w lesie lub w stawie, ale nawet największy i najbardziej złożony
ekosystem składa się z nieożywionego środowiska i z trzech podstawowych elementów
biotycznych: producentów, konsumentów i reducentów. Dobrym przykładem ekosystemu jest
mały staw lub mokradło.
Rys. 1. Schemat przepływu energii i krążenia materii w ekosystemie (wg Pieczyńskiej i Spodniewskiej 1972)
[12 s.93]
Zależności pokarmowe, w których jeden gatunek jest pokarmem drugiego, a ten z kolei
stanowi pokarm dla innego gatunku nazywamy łańcuchem pokarmowym Organizmy zajmujące
taką samą pozycję w łańcuchu pokarmowym stanowią jeden poziom troficzny,
np. wszystkie rośliny samożywne tworzą jeden poziom troficzny, jeden też taki poziom
stanowią wszystkie zwierzęta roślinożerne. W przyrodzie rzadko spotykamy sytuacje,
w których zależności pokarmowe można przedstawić w postaci prostych łańcuchów
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
100
pokarmowych, np. roślina – roślinożerca (sarna) – drapieżca (wilk). Niewiele bowiem
gatunków zwierząt korzysta tylko z jednego rodzaju pokarmu. W ekosystemie jeden gatunek
zwierząt może znajdować się w różnych miejscach łańcucha pokarmowego. Na przykład wilk
polujący na sarnę będzie konsumentem drugiego rzędu, a ten sam wilk polujący na lisa
żywiącego się gryzoniami, będzie konsumentem trzeciego lub czwartego rzędu.
W naturalnych warunkach ekosystemu stosunki pokarmowe stanowią skomplikowaną
sieć, w której poszczególne łańcuchy łączą się, rozgałęziają i krzyżują. Sieć pokarmowa
ekosystemu nie jest stała, podlega ona zmianom związanym z wahaniami, jakie zachodzą
w biocenozie ekosystemu. W przypadku spadku liczebności zwierząt stanowiących pożywienie
drapieżcy następuje przestawienie się tego ostatniego na inny pokarm, na inne organizmy.
Wzajemne zależności między poszczególnymi organizmami w łańcuchu pokarmowym,
uwzględniające ilościowe stosunki między pojedynczymi ogniwami łańcucha, przedstawia tzw.
piramida pokarmowa. Podstawę każdej piramidy pokarmowej stanowią organizmy
autotroficzne. Następne poziomy reprezentują organizmy heterotroficzne, przy czym
na kolejnych coraz wyższych poziomach piramidy liczba osobników jest coraz mniejsza.
Z
liczebnością
związane
jest
również
zróżnicowanie
rozmiarów
organizmów
w poszczególnych poziomach piramidy pokarmowej. Na ogół najmniejsze osobniki występują
u podstawy piramidy, największe zaś na jej szczycie (wyjąwszy łańcuchy pasożytów,
w których „zjadający” jest znacznie mniejszy od „zjadanego”). Zależności pokarmowe w całym
ekosystemie można ponadto przedstawić jako piramidę biomas, obrazującą ilość żywej materii
w poszczególnych poziomach troficznych. Całkowita biomasa producentów jest znacznie
większa od biomasy konsumentów pierwszego rzędu, a ta z kolei przewyższa biomasę
konsumentów drugiego rzędu. O takim układzie decydują stosunki energetyczne. Na
wszystkich poziomach troficznych zachodzą straty energii wynikające z procesów życiowych
organizmów, co powoduje zmniejszenie jej zapasu dostępnego dla konsumentów wyższych
poziomów troficznych.
Struktura i funkcjonowanie ekosystemu
Biocenoza i jej nieożywione środowisko tworzą naturalną funkcjonalną jednostkę
ekologiczną, w ramach której odbywa się przepływ energii i krążenie materii. Jednostkę tę
nazywamy ekosystemem.
Rys. 2, 3 [12, s. 11]
Ekosystemami
mogą
być
różne
układy
ekologiczne,
zarówno
naturalne,
jak i przekształcone przez człowieka. W wyniku wzajemnego oddziaływania nieożywionych
i ożywionych elementów ekosystemu, powstaje ustabilizowany układ, w którym odbywa się
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
101
przepływ energii i krążenie materii między biotycznymi i abiotycznymi składnikami.
Ekosystemy zwykle są jednostkami samowystarczającymi, tzn. mogą funkcjonować niezależnie
od istnienia innych ekosystemów.
Każdy ekosystem podlega zmianom w czasie jego trwania. Zmiany te zachodzą zarówno
w krótkich odcinkach czasu (np. zmiany sezonowe), jak też mogą to być powolne, długotrwałe
i kierunkowe zmiany, w rezultacie których zachodzi przekształcanie się w inny ekosystem.
Zmiany tego rodzaju określa się mianem sukcesji (następstwa). W warunkach naturalnych (bez
ingerencji człowieka) zmiany te związane są głównie z przekształcaniem środowiska przez
biocenozę. Organizmy nieustannie zmieniają swoje środowisko: rośliny wytwarzają glebę i
jednocześnie czerpią z niej nieorganiczne składniki, zwierzęta zmieniają strukturę i skład gleby
przez swoje odchody i wydaliny, przez przemieszczanie się w ziemi. To stale przekształcane
środowisko
staje
się
w
rezultacie
coraz
mniej
korzystne
dla
nich,
a jednocześnie okazuje się dogodnym miejscem dla innych gatunków, które stopniowo
wchodzą do ekosystemu. W ten sposób po długim czasie następuje przekształcenie biocenozy
danego ekosystemu i tym samym wchodzi on w następne stadium sukcesji. Sukcesyjne zmiany
powodowane mogą być również przez czynniki fizyczne, np. klimatyczne, które przekształcają
ekosystem. Sukcesję, która rozpoczyna się na obszarze nie zajętym uprzednio przez biocenozę
(np. nowo powstała piaszczysta wydma lub odsłonięta w wyniku przesunięć tektonicznych
skała) nazywamy sukcesją pierwotną. Natomiast, jeżeli biocenoza rozwija się na obszarze już
zasiedlonym poprzednio przez inną biocenozę, mówimy o sukcesji wtórnej (np. stopniowe
zarastanie osuszonego stawu, zaoranej łąki, poręby). Każde stadium sukcesji tak przekształca
warunki środowiska, że staje się ono mniej sprzyjające dla niej, ale bardziej korzystne dla
następnego stadium. Z sukcesją roślinności związana jest sukcesja zwierząt. Każdy zespół
roślinny
ma
charakterystyczne
zespoły
zwierząt.
Sukcesja
nie
zachodzi
stale
z tą samą intensywnością, osiąga swój szczyt z chwilą wytworzenia stabilnego ekosystemu.
Ten stan równowagi charakterystyczny dla danych warunków określamy terminem klimaksu.
Odznacza się on dużą złożonością i trwałością w czasie.
Przepływ energii i krążenie materii w ekosystemie
Pierwotnym źródłem energii jest energia słoneczna, która jest wykorzystywana przez
producentów w procesie fotosyntezy i zostaje zmagazynowana w substancjach organicznych.
Ilość wyprodukowanej substancji organicznej (ujmowanej w gramach lub też w dżulach
w stosunku do jednostki czasu doba, rok) określamy jako produkcję pierwotną (produkcję
brutto). Część tej zmagazynowanej energii jest zużywana przez same rośliny w procesach
utleniania biologicznego, a wyzwalana podczas tych procesów energia ulega rozproszeniu
w postaci ciepła. Energia pozostająca w substancji organicznej roślin stanowi tzw. produkcję
pierwotną czystą (netto) dostępną dla organizmów roślinożernych – dla konsumentów. Całość
materii organicznej przetwarzanej przez konsumentów określamy mianem produkcji wtórnej.
Wydajność wyższych poziomów troficznych (roślinożerców, drapieżników) jest wyższa
niż produkcja roślin, ale również stosunkowo niska. Na przykład roślinożercy ekosystemu
leśnego zjadają około kilkunastu procent dostępnego im pokarmu, z czego około 60%
pozostaje przez organizm nie przyswojone i wydalone w postaci kału. Z przyswojonego
pokarmu około 90% zostaje zużyte w procesach oddechowych, a jedynie 10%
zmagazynowane w związkach organicznych ciała. W ekosystemach wodnych większa część
produkcji pierwotnej jest wykorzystywana przez organizmy roślinożerne, jak też nieco większe
jest zużycie pobranego pokarmu. Przy przejściu z jednego na drugi poziom troficzny około
90% przyswojonej energii ulega rozproszeniu jako energia cieplna. Ta ilość energii zostaje
stracona, gdyż żadne organizmy nie potrafią jej wiązać. Biorąc to pod uwagę rozumiemy, że z
energetycznego punktu widzenia najbardziej wydajne są te łańcuchy pokarmowe, które mają
najmniejszą liczbę ogniw. W przyrodzie bardzo rzadko spotyka się łańcuchy pokarmowe o
większej liczbie ogniw niż sześć.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
102
Rys. 4. Schemat przepływu energii przez ekosystem leśny [11, s. 16]
Należy podkreślić, że w ekosystemie mamy do czynienia z jednokierunkowym
przepływem energii. Ta, która została rozproszona w postaci ciepła zostaje stracona, nie ulega
ponownemu wykorzystaniu, a więc ciągłość życia na Ziemi zależy od stałego dopływu energii
słonecznej. W przeciwieństwie do energii, która przepływa przez ekosystem i musi być
uzupełniana, materia krąży stale w jego obrębie. Obieg materii w ekosystemie obejmuje całość
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
103
procesów związanych z tworzeniem z nieorganicznych elementów środowiska
materii
organicznej, jej użytkowaniem przez poszczególne części biocenozy i jej rozkładem na
składniki nieorganiczne, które ponownie są wykorzystane przez organizmy autotroficzne.
Głównym związkiem w obiegu węgla jest dwutlenek węgla; zarówno CO
2
atmosferyczny,
jak i rozpuszczony w wodzie jest źródłem węgla zużywanego przez rośliny
w procesie fotosyntezy do syntezy związków organicznych. Cześć tych związków jest
wykorzystywana w procesie oddychania i wytworzony dwutlenek węgla wraca
do środowiska, część zaś tworzy struktury komórek roślinnych i zwierzęcych. Po śmierci
organizmów, w wyniku działania bakterii gnilnych i grzybów (reducentów) protoplazma
zostaje rozłożona i dwutlenek węgla zostaje uwolniony od atmosfery. Podczas krążenia materii
część atomów węgla jest czasowo wyłączona z cyklu krążenia. Dotyczy to ciał martwych
roślin i zwierząt znajdujących się w wodzie pod ciśnieniem. Nie są one rozkładane przez
bakterie, ale przechodzą szereg przemian chemicznych, w wyniku których powstaje torf,
węgiel brunatny i kamienny, a także ropa naftowa i gaz ziemny. Węgiel wchodzący w ich skład
zostaje włączony ponownie w obieg w wyniku przypadkowych zmian w budowie geologicznej
skorupy ziemskiej, a głównie w wyniku działalności człowieka. Uwalnianie węgla do atmosfery
zachodzi również w wyniku stopniowego kruszenia się skał, głównie wapiennych, z których
węglany zostają włączone w ogólny obieg związków węgla. Jednocześnie duża ilość
dwutlenku węgla przenika do zbiorników wodnych, gdzie jest magazynowana w postaci
węglanów. Dzięki opisanym procesom ogólna ilość węgla w obiegu utrzymuje się na mniej
więcej stałym poziomie.
Teoria doboru naturalnego jest fundamentalną teorią odnoszącą się do całego świata
organicznego. Stanowi ona podstawę zrozumienia współczesnej teorii populacji. Często teorię
doboru naturalnego utożsamia się z teorią ewolucji. Warto więc przypomnieć,
że pojęcie ewolucji odnosi się do zmian gatunku w czasie, a dobór naturalny opisuje sposób
dochodzenia do tych zmian. Naturalna selekcja i dostosowanie osobników są koncepcjami
teoretycznymi, obejmującymi całą złożoność interakcji między organizmami i ich
środowiskiem.
Ewolucja faworyzuje osobniki, którym ich sposób rozmnażania oraz przeżywalność
zapewniają najlepsze dostosowanie do środowiska. Tak więc wzorce rozrodu i przeżywania
reprezentują swoistą – wykształconą na drodze doboru naturalnego strategię zapewniającą
przetrwanie roślinom.
Strategie życia roślin mogą być definiowane jako zespoły podobnych lub analogicznych
genetycznych właściwości, które pojawiają się wśród gatunków lub populacji i powodują
ujawnienie się tych podobieństw na poziomie ekologicznym.
Mianem strategii życiowej określa się zatem genetycznie uwarunkowane cechy osobników
(zbiór adaptacji), zapewniające gatunkom utrzymanie się w konkretnym środowisku.
Do tych cech osobników zalicza się: (a) wielkość, (b) typ wzrostu, (c) tempo rozwoju
ontogenetycznego, (d) płodność, (e) podział materii na podstawowe procesy życiowe:
trwanie, wzrost, rozwój i reprodukcję, (f) długowieczność.
Struktura troficzna biocenozy
Populacje wszystkich gatunków roślin i zwierząt występujące na określonym obszarze
tworzą zespół życia, czyli biocenozę. Możemy ją określić jako wspólnotę życiową wielu
gatunków roślin i zwierząt żyjących na danym terenie.
Biocenoza może się składać z setek, a nawet tysięcy gatunków roślin i zwierząt,
ale decydujący wpływ na nią ma zwykle kilka tylko gatunków. W biocenozach lądowych
dominującymi są rośliny nasienne, które stanowią źródło pokarmu dla wielu innych gatunków,
oraz dostarczają schronienia i w wyraźny sposób przekształcają środowisko. Dlatego też
nazwy
wielu
lądowych
biocenoz
pochodzą
od
dominujących
w
nich
roślin,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
104
np. bór sosnowy, las dębowy itp. Nazwy biocenoz wodnych związane są z pewnymi cechami
środowiska; biocenoza strumienia, stawu, jeziora, osadów dennych.
Skład biocenozy nie jest przypadkowy. Łatwo można dostrzec, że zarówno skład
jakościowy (rodzaj gatunków), jak i ilościowy (liczebność gatunków) w biocenozach tego
samego typu, występujących w podobnych warunkach siedliskowych, różnych typów
ma bardzo mało wspólnych cech lub też nie ma ich w ogóle.
Zarówno rośliny, jak i zwierzęta tworzące biocenozę są rozmieszczone w niej w sposób
uporządkowany. Każdy gatunek ma swoje określone miejsce w biocenozie i to zarówno
w rozumieniu przestrzeni, jak i łańcucha wzajemnych powiązań między poszczególnymi
gatunkami. Powiązania te są głównie typu odżywczego – troficznego. Tak rozumiane miejsce
gatunku w biocenozie określane jest jako nisza ekologiczna. Mówimy, że każdy gatunek ma
w biocenozie niszę.
Każda biocenoza charakteryzuje się zróżnicowaniem przestrzennym. Szczególnie wyraźnie
rzuca się w oczy piętrowe ułożenie roślinności w lesie, gdzie każdy może rozpoznać i
wymienić takie piętra jak gleba, ściółka, runo utworzone przez trawy i zioła, piętro krzewów i
drzew. Każde z tych. pięter obejmuje charakterystyczne gatunki roślin i zwierząt. Strefowość
typowa jest również dla zwierząt mogących stosunkowo łatwo przemieszczać się z niskich
pięter aż do koron drzew, np. ptaki wykazują przywiązanie do pewnych pięter roślinności,
zarówno budowa gniazd, jak nawet tereny żerowania są często ograniczone układem
pionowym Inną cechą biocenozy jest typ jej aktywności. W większości biocenoz zarówno
skład gatunkowy, jak i liczebność poszczególnych gatunków zmienia się w czasie. Często są to
zmiany cykliczne związane z sezonowymi zmianami klimatu, jak też z cyklem dobowym.
Zmiany dobowe biocenozy są uzależnione od typu aktywności (dzienny czy nocny) tworzących
ją gatunków. Te cykliczne, dobowe zmiany dzielą jak gdyby biocenozę na szereg kolejno po
sobie następujących drobniejszych zespołów. I tak na przykład nocą aktywne są owady
prowadzące nocny tryb życia, żerują wówczas owadożerne ssaki, jak ryjówka, jeż i liczne
gryzonie i ich drapieżniki nocne ptaki (sowy, puchacze). W dzień gatunki te zostają zastąpione
przez inne o dziennym trybie życia. W ten sposób możliwe jest współbytowanie na jednym
obszarze gatunków o podobnych, wymaganiach, wykorzystujących te same elementy
środowiska, gatunków, które w wielu przypadkach nie mogłyby jednocześnie istnieć obok
siebie. Jeszcze większym zmianom ulega skład biocenozy w zależności od sezonowych zmian
klimatycznych. Wystarczy porównać wygląd lasu podczas kolejnych pór roku, aby stwierdzić
wyraźne zmiany struktury biocenozy. Powszechnie znanym przykładem sezonowych zmian są
zmiany wywołane migracjami zwierząt (na przykład odbywające się jesienią odloty ptaków na
południe i jednocześnie przylot innych z terenów położonych bardziej na północ).
Sezonowa zmienność biocenozy zależy również od właściwości biologicznych gatunków
ją tworzących: długości życia, okresów wylęgowych, faz rozwojowych. I tak na przykład
miejsce gatunku, który skończył cykl życia lub wszedł w fazę nieaktywną (np. poczwarki)
wchodzi inny gatunek rozpoczynający aktywny tryb życia.
Omówione zmiany w biocenozie wskazują na jej ścisłe powiązanie z abiotycznym
środowiskiem, które jest jednocześnie przez biocenozę zmieniane.
Ekosystemy, podobnie jak wchodzące w ich skład biocenozy, populacje
i organizmy, mają wewnętrzną, samoistną zdolność utrzymywania się i samoregulacji. Sam
termin homeostaza (homeo = ten sam, stasis – stan) oznacza, według, tendencje układów
biologicznych do opierania się zmianom i trwania w stanie równowagi. Występują tu
sprzężenia zwrotne dodatnie i ujemne, upodabniając układ do systemów cybernetycznych
stąd zastosowanie cybernetyki w ekologii. W wyniku wzajemnych zależności w dużych
ekosystemach, do których niewątpliwie należy las, powstaje samoregulujący się układ
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
105
homeostatyczny, nie wymagający ani sterowania z zewnątrz, ani żadnego układu odniesienia
(wzorca).
Na szczeblu ekosystemu, czyli pełnego układu ekologicznego (biocenoza + biotop),
homeostazę określają cztery zasady regulacji biocenotycznej:
Zasada I – zachowanie struktury. Dążność i zdolność do odtwarzania struktury stanowi
podstawową cechę biocenoz. Zniszczenie istotnych elementów tej struktury, które nie mogą
być odbudowane, prowadzi do załamania homeostazy układu jako całości i jego zniszczenia.
Zasada II – zachowanie obiegu materii i przepływu energii. Zahamowanie obiegu materii i
energii
w
jakimkolwiek
punkcie
układu
może
doprowadzić
do
zablokowania
i zniszczenia układu.
Zasada III – zachowanie produktywności. Proces regulacji i dostosowania produkcji
odbywa się przede wszystkim na poziomie troficznym producentów. Zachowanie ustalonego
poziomu produkcji bądź jej optymalizacja wynikają właśnie z działania mechanizmów
homeostatycznych biocenoz.
Zasada IV – stabilizacja procesów. Stanowi także przedmiot działania homeostatycznego.
Obserwacja zjawisk w szeregach sukcesyjnych poucza, że kontrola procesów przebiegających
wzrasta wraz z dojrzałością biocenozy. Dzięki temu zmniejsza się amplituda wahań liczebności
poszczególnych komponentów, a stabilizacja procesów wewnętrznych w kolejnych ogniwach
zachodzi zarówno w układach o ustabilizowanym środowisku zewnętrznym, jak i w takich, w
których środowisko to podlega fluktuacjom.
Biocenozy mogą mieć w przyrodzie wyraźnie wykształcone granice (co zwykle ma miejsce
przy dużej jednorodności i uwarunkowaniu komponentów). Często jednak przechodzą
jedna w drugą stopniowo, bez ostro zaznaczonych granic, z szerszym lub węższym pasem
przejściowym.
Ta strefa przejściowa między dwiema biocenozami stwarza specyficzne warunki
środowiska, odmienne od każdej z graniczących biocenoz. Jest przy tym zazwyczaj bogatsza w
gatunki i ma bardziej skomplikowany układ warunków ekologicznych, niż każda z biocenoz
sąsiednich. Określa się ją jako efekt stykowy biocenoz, zwany inaczej ekotonem.
Badania wykazały, że w miejscach stykania się biocenoz występuje nie tylko tendencja
do wzrostu liczby, lecz także do większego zróżnicowania gatunków oraz ich koncentracji
(zagęszczenia). Prócz gatunków obu sąsiadujących biocenoz w ekotonie spotyka się gatunki
wyspecjalizowane dla tejże strefy przejściowej.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Wyjaśnij, co rozumiesz przez pojęcia: producent, konsument, reducent. Jakie to grupy
organizmów?
2. Co rozumiesz przez pojęcie łańcuch pokarmowy?
3. Czy wiesz dlaczego przepływ energii w ekosystemie jest tak naprawdę bilansem strat?
4. Czy mówimy prawdę, mówiąc, że energia przepływa przez ekosystem, a materia krąży
w ekosystemie?
5. Czy potrafisz przedstawić schemat krążenia węgla w przyrodzie?
6. Przedstaw krążenie materii na przykładzie dowolnego ekosystemu. Jakie są wzajemne
zależności pokarmowe między poszczególnymi grupami zwierząt?
7. Czy znasz ich wpływ na biotyczną część środowiska?
8. Czym zajmuje się ekologia?
9. Czym charakteryzuje się ekosystem, biocenoza, biotop?
10. Co powstaje na styku różnych biocenoz?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
106
11. Czym charakteryzuje się piramida pokarmowa?
12. Jak działają czynniki środowiska?
13. Czemu służą badania fenologiczne?
14. Czy znasz pojęcia fenofazy, fenologii? Omów je
15. Czego dotyczy prawo minimum?
16. Czego dotyczy prawo tolerancji?
17. Jak organizmy potrafią zmodyfikować prawo minimum?
18. Czego dotyczy prawo minimum?
19. Jakie są zasady pomocnicze do prawa tolerancji?
20. Czy znasz pojęcia eurybionty, stenobionty?
21. Czy wiesz, jakie organizmy są najlepszymi wskaźnikami ekologicznymi?
22. Jakie są korzyści życia w grupach?
23. Jakie są przejawy konkurencji pomiędzy organizmami?
24. Pomiędzy jakimi organizmami konkurencja jest najsilniejsza?
25. Co to jest terytorializm i jakie są jego przejawy?
26. Jakie są skutki konkurencji?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie dostarczonych danych wykonaj zestawienie rodzajowe organizmów
występujących w danym typie biocenozy Wykonaj piramidę pokarmową oraz sieć troficzną.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wybrać odpowiedni rozdział dotyczący funkcjonowania biocenozy,
2) dokładnie przeczytać rozdział dotyczący działania ekosystemów,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
poradnik dla ucznia,
−
książki z zakresu ekologii
−
kartka papieru,
−
długopis.
Ćwiczenie 2
Będąc w lesie, zaobserwuj jego piętrową strukturę oraz charakterystyczną dla danego
piętra roślinność i zwierzęta. Postaraj się wykonać zgodnie z zasadami fitosocjologii zdjęcie
fitosocjologiczne – dominujące gatunki roślin (i zwierząt jeśli można je zaobserwować).
Obserwacje wpisz w tabelę.
Zastanów się, czy gatunki roślin występujące w danym piętrze lasu mają jakieś wspólne
cechy przystosowawcze (np. takie same zapotrzebowanie na wodę lub światło itp). Zastanów
się, co wiąże zwierzęta z danym piętrem lasu (czy jest ono dla nich miejscem rozwoju,
„lęgowiskiem” czy też obszarem zaopatrywania się w pokarm).
Powtórz obserwację w innej porze roku. Opisz zmiany, jakie zaszły w biocenozie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować opis taksacyjny drzewostanu,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
107
2) wypełnić kartę,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
–
opis taksacyjny drzewostanu,
–
karta pracy,
–
przewodnik do oznaczania roślin,
–
długopis, ołówek.
Ćwiczenie 3
Zbadaj zagęszczenie populacji mszyc na pokrzywie lub innych pędach roślinnych
pokrytych koloniami mszyc (mszyce należy policzyć). Obserwacje wpisz w tabelę.
Zastanów się, czy rośliny rosły w identycznych warunkach nasłonecznienia (szczególnie
istotne w przypadku pędów drzew i krzewów, które pochodzą z różnej części rośliny).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie,powinieneś:
1) zmierzyć długość pędu, zaznaczyć podział na odcinki,
2) obliczyć powierzchnię pędu i odcinków,
3) policzyć mszyce na całym pędzie i na poszczególnych odcinkach np. na 1 cm bieżący
pędu.
4) wypełnić kartę określając liczebność i zagęszczenie na jednostce długości i na jednostce
powierzchni.
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
6) wykonać zestawienie wyników z poszczególnych grup z podziałem na pędy pochodzące
z różnych miejsc w lesie np. o zmiennym nasłonecznieniu w przypadku pędów
drzewiastych z różnych części drzewa lub krzewu.
7) zanotować wspólne wnioski.
Wyposażenie stanowiska pracy:
−
zebrane pędy pokrzywy lub roślin drzewiastych z koloniami mszyc,
−
lupki lub binokulary, kalkulatory, linijki lub centymetry krawieckie
−
karta pracy,
−
długopis, ołówek.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
108
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wymienić rodzaje ekologii i podać definicje?
2) scharakteryzować biocenozę biotop, ekosystem?
3) wymienić różnice między producentami a konsumentami?
4) scharakteryzować krążenie energii i obieg materii?
5) wyjaśnić zależności pomiędzy organizmami?
6) omówić prawo minimum?
7) omówić prawo tolerancji?
8) opisać różne typy organizmów pod względem tolerancji?
9) scharakteryzować fenologię?
10) opisać typy rozmieszczenia populacji w przestrzeni?
11) opisać piramidę pokarmową?
12) określić pojęcia: populacja, terytorializm?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
109
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań testowych wielokrotnego wyboru.
5. Zadania 4, 6, 8, 9, 14, 17 są z poziomu ponadpodstawowego.
6. W każdym pytaniu znajduje się jedna prawidłowa odpowiedź.
7. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
8. Prawidłowe odpowiedzi zaznacz znakiem X.
9. Błędne odpowiedzi zakreśl kółkiem i ponownie zaznacz prawidłową.
10. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.
Powodzenia!
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
110
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1. Tkanką nazywamy
a) zespół komórek o jednakowej budowie.
b) komórki pełniące jednakowe czynności życiowe.
c) część komórek o takich samych wymiarach.
d) zespół komórek o takich samych ścianach komórkowych.
2. Tkanka twórcza nazywana jest
a) micelą.
b) lamelą.
c) floemem.
d) kambium.
3. Do tkanek stałych należą
a) okrywająca.
b) włóknista.
c) gąbczasta.
d) chlorofilowa.
4. Wiązki przewodzące zbudowane są z dwóch rodzajów tkanki przewodzącej. Do
transportu wody i soli służy
a) łyko.
b) drewno.
c) kambium.
d) korek.
5. Strzępki grzybów otoczone są ścianą komórkową, której głównym elementem
budulcowym jest
a) cholina.
b) chromatyna.
c) chityna.
d) glikogen.
6. Grzyby są organizmami heterotroficznymi, saprofitami lub pasożytami. Czasmi wchodzą w
symbiozy z korzeniami roślin. Symbioza grzyba i rośliny drzewiastej nazywana jest
a) marnieniem.
b) mikoryzą.
c) komensalizmem.
d) pasożytnictwem.
7. Mogą się rozmnażać bezpłciowo przez fragmentację, pączkowanie bądź różnego typu
zarodniki powstające po mitozie lub po mejozie. Opis dotyczy
a) grzybów.
b) paprotników.
c) mszaków.
d) iglastych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
111
8. Mają przemianę pokoleń z przewagą sporofitu, ale ich gametofit (zwany przedroślem) jest
nadal samodzielną rośliną. Opis dotyczy
a) grzybów.
b) iglastych.
c) mszaków.
d) paprotników.
9. Gametofit mszaków jest to
a) ulistniona łodyżka.
b) niepozorne przedrośle.
c) splątek.
d) strzępek.
10. Liście zarodnionośne nasiennych tworzą struktury zwane
a) szyszkami.
b) kwiatami.
c) owocami.
d) nasionami.
11. Cykl rozwojowy nasiennych charakteryzuje się silną redukcją
a) sporogonu.
b) sporofitu.
c) gametofitu.
d) mikrospor.
12. U okrytonasiennych dochodzi do procesu podwójnego zapłodnienia, po którym tworzy się
a) słupek.
b) miodniki.
c) owoc.
d) zarodek.
13. Wskaż właściwe zestawienie tkanek i organów, w których występują
1. ksylem
A. liść
2. miękisz asymilacyjny
B. łodyga
3. ryzoderma
C. korzeń
4. fellogen
D. kora
a) 1–C.
b) 2–A.
c) 3–B.
d)
4–A.
14. Przeobrażenie zupełne u owadów charakteryzuje się
a) występowaniem tylko części stadiów rozwojowych.
b) występuje stadium larwy i imago.
c) występują wcztery stadia rozwojowe: jajo, larwa, poczwarka i imago.
d) występuje jajo i poczwarka z pominięciem larwy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
112
15. Najbardziej zróżnicowana pod względem budowy i funkcji jest
a) tkanka mięśniowa.
b) tkanka łączna.
c) tkanka okrywająca.
d) tkanka nerwowa.
16. Charakterystyczne cechy ryb to
a) zwierzęta wodne o kanciastym kształcie ciała.
b) brak łusek, linii bocznej.
c) układ krwionośny zamknięty, z sercem zbudowanym z zatoki żylnej, przedsionka
i komory.
d) pęcherz bezpławny.
17. Charakterystyczne cechy płazów to
a) pięć kończyn z palcami spiętymi błoną pławną.
b) skóra naga i wilgotna, dzięki wielokomórkowym gruczołom śluzowym.
c) wymiana gazowa zachodząca przez płuca.
d) jeden obieg krwi z trójdziałowym sercem.
18. Charakterystyczne cechy gadów to
a) wilgotna skóra, pokryta rogowymi łuskami i tarczkami.
b) dwa obiegi krwi z jednodziałowym sercem.
c) pofałdowane płuca jako narząd wymiany gazowej.
d) rozwój prosty zachodzący w macicy.
19. Charakterystyczne cechy ptaków to
a) kończyny przednie przekształcone w skrzydła.
b) dwa obiegi krwi z trójdziałowym sercem i zachowanym prawym łukiem aorty.
c) silnie rozwinięty mózg.
d) rozwój złożony zachodzący w osłonkach jajowych.
20. Charakterystyczne cechy ssaków to
a) dwa obiegi krwi, z trójdziałowym sercem i zachowanym lewym łukiem aorty,
bezjądrzaste erytrocyty i płytki krwi.
b) skrzelowate płuca jako narząd wymiany gazowej.
c) zróżnicowane twory naskórka, takie jak włosy, pazury, paznokcie, kopyta, rogi,
gruczoły potowe, łojowe i zapachowe.
d) przepona wspomagająca pracę żołąka.
21. Zmienność rekombinacyjna to cecha
a) niedziedziczna.
b) dziedziczna.
c) zakaźna.
d) recesywna.
22. Osobnik z podwójnym garniturem chromosomów to osobnik
a) diploidalny.
b) diplodok.
c) diplogen.
d) diplogon.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
113
23. Mikoryza to współżycie organizmu
a) roślinnego i zwierzęcego.
b) zwierzęcego i grzyba.
c) roślinnego i grzyba.
d) żadne z powyższych.
24. Biocenoza to
a) naturalny zespół organizmów żywych danego środowiska, powiązanych ze sobą przez
różne czynniki ekologiczne i tworzących organiczną całość, która dzięki zdolności do
rozmnażania i samoregulacji zagęszczenia utrzymuje się trwale w przyrodzie w stanie
dynamicznej równowagi.
b) przestrzeń zajmowana przez dany organizm i funkcje tego organizmu.
c) kilka drzew jednego lub różnych gatunków rosnących w większym zagęszczeniu niż
inne.
d) różne formy współżycia.
25. Sukcesja wtórna jest zjawiskiem zmian roślinności na danym terenie. Zmiany te mają
charakter
a) cykliczny.
b) sezonowy.
c) regeneracyjny.
d) asymptotyczny.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
114
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko.......................................................................................................................
Charakterystyka środowiska leśnego
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Nr
zadania
Odpowiedź
Punkty
1
a
b
c
d
2
a
b
c
d
3
a
b
c
d
4
a
b
c
d
5
a
b
c
d
6
a
b
c
d
7
a
b
c
d
8
a
b
c
d
9
a
b
c
d
10
a
b
c
d
11
a
b
c
d
12
a
b
c
d
13
a
b
c
d
14
a
b
c
d
15
a
b
c
d
16
a
b
c
d
17
a
b
c
d
18
a
b
c
d
19
a
b
c
d
20
a
b
c
d
21
a
b
c
d
22
a
b
c
d
23
a
b
c
d
24
a
b
c
d
25
a
b
c
d
Razem:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
115
6. LITERATURA
1. Balerstet J., Lewiński W.: Biologia 1. Wydawnictwo Pedagogiczne Operon, Gdynia 2004
2. Gajewski W., Putrament W.: Biologia 4. Wyd. WSiP
3. Godet J. D.: Drzewa i krzewy. MULTICO 1999
4. Godet J. D.: Pędy i pąki. MULTICO 1998
5. Godet J. D.: Rośliny zielne Europy. MULTICO 1999
6. Haber A.: Zoologia dla techników leśnych. PWRiL 1993
7. Hoser P.: Fizjologia organizmów z elementami anatomii człowieka. Wyd. WSiP 1998
8. Lewiński W.: Biologia 2. Operon 1999
9. Lewiński W.: Biologia 3. Operon 1999
10. Murat E.: Hodowla Lasu. Podręcznik dla techników leśnych cz. I. Oficyna Edytorska
„Wydawnictwo Świat”, Warszawa 1995
11. Obmiński Z.: Botanika dla techników leśnych. PWRiL 1994
12. Poradnik leśniczego. SITLiD. „Wydawnictwo Świat”, Warszawa 1991
13. Praca zbiorowa: Mała encyklopedia leśna. Państwowe Wydawnictwo Naukowe,
Warszawa 1980
14. Pyłka E., Gutowska E.: Ekologia z ochroną środowiska. Wydawnictwo Oświata 1996
15. Szymański S.: Ekologiczne podstawy hodowli lasu. PWRiL 1986