Uwzględniając tolerancję na czynniki środowiskowe wyróżniamy org.:

- Eurybionty - mają szeroki zakres tolerancji

- Stenobionty - mają wąski zakres tolerancji

Organizmy mające wąski zakres tolerancji na dany czynnik są wykorzystywane do stwierdzenia czy w danym środowisku wys. i działa ten czynnik. Są to gatunki wskaźnikowe (bioindykatory) wykorzystywane do oznaczenia czystości środ.

Do wyznaczania czystości wód służy: pstrąg potokowy, chlouella, rozwielitka, pałka wąsko i szeroko listna.

Do wyznaczania czystości atmosfery służą porosty.

Grupę org. o zbliżonym zakresie tolerancji stanowią grupy ekologiczne :

Grupa ekologiczna roślin:

a). Dostęp pokarmu (rośliny) - kryterium podziałowe

- Oligotrofy in. skąpożywne - do nich zaliczamy roślinę, np. wydm piaszczystych.

- Eutrofy - rośliny o dużych wymaganiach pokarmowych, np. rośliny lasu mieszanego.

b). Rodzaj pokarmu (zwierzęta)

- Monofagi - np. miś koala

- Oligofagi - bielinek kapustnik

- Polifagi - zwierzęta, które preferują każdy rodzaj pokarmu, np. człowiek, świnia.

c). Dostęp do światła (rośliny i zwierzęta)

- Fitofile - światłolubne, np. trawy.

- Skiofile - cieniolubne, np. borówka, zwierzęta bytujące w jaskiniach, głębinach morskich.

d). Dostęp do wody (rośliny)

- Hydrofity - rośliny wodne

- Higrofity - rośliny, które wys. na terenach zasobnych w wodę.

- Mezofity

- Sukulenty - np. kaktus, aloez.

Populacje żyjące w biocenozie oddziałują na siebie przez swoje sąsiedztwo.

Interakcje te mogą mieć charakter oddziaływań:

1. Obojętny (neutralne)

2. Niekorzystny (antagonistyczne) - polega na tym, że populacja jednego gatunku wyrządza mniejsze lub większe szkody populacji innego gatunku.

- Drapieżnictwo - osobnik jednego gatunku zjada osobnika innego gatunku, np. rosiczka.

- Pasożytnictwo - stosunek 2 gatunków, w którym gatunek pasożytniczy żyje na ciele lub wewnątrz gatunku zwanego gospodarzem lub żywicielem.

Pasożyt wyrządza żywicielowi szkody lecz rzadko doprowadza do jego śmierci.

Oddziaływanie pasożyta polega na :

* częściowym niszczeniu tkanek żywiciela

* zatruwaniu żywiciela metabolitami

Pasożyty : tasiemiec nieuz., mszyce, jemioła (półpasożyt).

- Konkurencja - polega na wzajemnym niekorzystnym działaniu wspólnie żyjących populacji, np. rośliny lasów tropikalnych, hieny, sępy.

- Alleopatia - jedna populacja szkodzi drugiej czynnościami życiowymi, które są niekorzystne, np. bobry.

3. Korzystny (nieantagonistyczne) - sytuacja, w której żaden z gatunków nie ponosi szkód i nie odczuwa ujemnych skutków obecności innego gatunku.

- Mutualizm - nieodzowne i obustronne współżycie populacji 2 gatunków, np. porosty.

- Mikoryza - współżycie grzybów z korzeniami drzew, np. borowik z sosną.

* symbioza

* współżycie roślin z owadami

- Protokooperacja - współdziałanie, w którym obie populacje odnoszą wymierne korzyści. Jest to jednak dość luźny związek i oba gatunki potrafią się bez niego obejść, np. współżycie kraba pustelnika z ukwiałem, bąkojady które oczyszczają skórę nosorożców i bawołów afrykańskich z larw bąków i kleszczy.

Ekosystem - zespół żywych organizmów tworzących biocenozę oraz wszystkie elementy środowiska nieożywionego, w których org. te bytują.

EKOSYSTEM

BIOCENOZA BIOTOP

Czynniki biotyczne Czynniki abiotyczne

(ożywione) (nieożywione)

Samowystarczalność i niezależność ekosystemu wynika z występowania w nim producentów, konsumentów i reducentów.

Łańcuch troficzny - szereg grup org. ustawionych w takiej kolejności, że każda poprzednia jest podstawą pożywienia następnej

Podstawą funkcjonowania ekosystemu jest obieg energii i materii.

Przechodzenie energii z jednego poziomu troficznego na drugi łączy się zawsze z jej stratami. Im bogatsza i bardziej złożona jest biocenoza, im ma więcej poziomów troficznych tym większe zachodzą w niej straty energii.

Produkcja pierwotna brutto - ilość materii wyprodukowanej w jednostce czasu na jednostkę powierzchni.

Produkcja pierwotna netto - jest to produkcja pierwotna brutto zmniejszona o straty związane z oddychaniem.

Biomasa - łączna masa organizmów danej grupy istniejących na danym terenie.

Piramidy produkcji i biomas zależą od rozmiarów organizmów.

Sukcesja - procesy kierunkowe wzmian doprowadzających do stopniowego przekształcania się ekosystemu.

Sukcesja pierwotna - sukcesja rozpoczynająca się na terenie uprzednio nie zajętym przez żadną biocenozę.

Sukcesja wtórna - gdy biocenoza rozwija się na terenie już zajętym.

Sukcesja osiąga swój szczyt z chwilą ukształtowania się ekosystemu zrównoważonego tak stabilnego jak w danych warunkach jest to możliwe.

Klimaks - ostateczny dla tych warunków stan równowagi.

oikos - dom, logos - nauka

Ekologia zajmuje się biologią całych grup org. i powiązaniami tych grup ze środowiskiem.

W obrębie ekologii wyróżniamy 3 dziedziny:

1. Autekologia - zajmuje się biologią poszczególnych org. lub populacji i ich powiązaniem ze środowiskiem.

2. Synekologia - zajmuje się grupą org. która wys. razem i tworzy jedną funkcjonalną całość.

3. Sozologia - nauka o ochronie przyrody.

Populacja - (najniższa jednostka), zespół osobników jednego gatunku, które wys. na określonym terenie, w określonym czasie, osobniki swobodnie się krzyżują, zachodzi wymiana materiału genetycznego.

Biocenoza - ogół żywych org. które wys. na danym terenie; część żywa

Biotop - środowisko życia org. ; część martwa.

Ekosystem - biocenoza + biotop.

Biom - zespoły ekosystemu, tworzące duże, łatwe do rozróżnienia regiony biologiczne ziemi.

Biosfera - składa się z wielu biomów.

Siedlisko - miejsce występowania populacji.

Areał - przestrzeń, która przypada na każdego osobnika populacji, na której wys. wszystkie potrzebne mu do życia elementy.

Zasięg przestrzenny populacji - suma areałów.

Terytorium, rewir - część areałów, która jest aktywnie broniona przez org., często znakowana. Terytorium jest rozwinięte u kręgowców i stawonogów.

Sposoby rozmieszczenia org. populacji :

1. Rozmieszczenie skupiskowe - rośliny wys. w kępach, a zwierzęta w stadach. Charakterystyczny jest dla : zwierząt, które prowadzą osiadły tryb życia, np. koralowce, ostrygi, dorsze, śledzie, zebry, antylopy ; roślin, które wytwarzają ciężkie nasiona, np. dąb, jałowiec, buk.

Rozmieszczenie to może prowadzić do lokalnego zagęszczenia populacji i wywołuje stres, czego skutkiem jest bezpłodność.

Zbyt niskie zagęszczenie utrudnia odnajdywanie pokarmu i partnera.

Zasada Allee'go - przegęszczenie i niedogęszczenie działają ograniczająco na populację.

2. Rozmieszczenie losowe in. przypadkowe - cechuje bezkręgowce, spotykane wśród pasożytów, pająków, much.

3. Rozmieszczenie równomierne - np. zboże na polu, zwierzęta w oborze, drzewa w sadzie.

Cechy, które określają populację :

- liczebność

- zagęszczenie in. gęstość - liczba osobników przypadająca na jednostkę powierzchni lub pojemności

- rozrodczość

- śmiertelność

- migracje - przemieszczanie się org., ruch obustronny (do i z populacji); umigracje - do wew., emigracje - na zew.

- fluktuacje - dość nieregularne wahania liczebności, które są wywołane czynnikami zew. i wew.

Czynniki zew. :

*czynniki abiotyczne - czynniki przyrody nieożywionej, np. temperatura, wilgotność, wpływ jednych org. na drugie. Czynniki te wpływają na populację bez względu na zagęszczenie.

Czynniki wew. :

* choroby, epidemie - zmniejszają liczebność w populacjach o dużym zagęszczeniu.

Opór środowiska - zespół czynników zew. powodujących bezpośrednio lub pośrednio śmiertelność. Najczęściej tym oporem są: niedobór pokarmu, przegęszczenie, obecność pasożytów.

Piramidy wieku dla populacji w różnych stadiach rozwoju:

klasa

wieku

A

B

Liczebność

A - populacja wymierająca

B - populacja rozwijająca

C - populacja ustabilizowana

Każde środowisko cechuje się określonym składem gatunkowym roślin i zwierząt.

Na każdą populację biologiczną zasiedlającą określony teren oddziałuje szereg różnorodnych czynników środowiskowych. Należą do nich : wilgotność, temp., dostęp pokarmu, nasłonecznienie, ilość CO₂ i O₂ w atmosferze itd. Każde z tycz czynników działać może w zmiennym natężeniu i jego wpływ na poszczególne osobniki populacji może być różne. Różne populacje biologiczne odmiennie reagują na ten sam czynnik środowiskowy, populacje te bowiem mają inne wymagania ekologiczne.

Tolerancja ekologiczna - zdolność org. do przystosowania się do zmiany danego czynnika.

Zakres tolerancji - rozpiętość (natężenie) danego czynnika w obrębie którego organizm może żyć, czyli pełnić podstawowe funkcje życiowe poza granicami których ginie.

Prawo Tolerancji Shelforda - 2 skrajne wartości, w obrębie których org. może bytować, a po przekroczeniu ich ginie.

liczebność

populacji

min max natężenie

czynnika

C

Etapy sukcesji pierwotnej (zarastanie wydm) :

1. Pionierski - wkraczanie org. pionierskich na niezalesione tereny, niewielkie wymagania życiowe (porosty).

2. Migracyjny - wypełnia stopniowo zajmowany teren, stopniowe zasiedlanie terenu, różnorodność auto i heterotrofów.

3. Zasiedlający - zapełnia wszystkie wolne przestrzenie.

4. Konkurencyjny - skomplikowane łańcuchy pokarmowe, sieci troficzne.

Rodzaje łańcuchów pokarmowych :

- Spasania - wys. rośliny zielone na 1. miejscu.

- Detrytusowy - martwa materia organiczna rozkładana przez bakterie, grzyby.

5. Stabilizacji - osiągnięcie przez ekosystem względnej równowagi (brak migracji, nie zmienia się skład gatunkowy ekosystemu, tworzy się klimaks).

Sukcesja pierwotna na przykładzie zarastania wydmy i tworzenia nadmorskiego boru sosnowego :

Organizmy na wydmie:

Psammofity - trawy piaskolubne, umacniają podłoże, pojawiają się porosty, mikołajek nadmorski oraz turzyca piaskowa.

Wędrują z bliższych okolic, później z dalszych. Mają one niewielki wpływ na siebie i na podłoże.

Wzrasta liczebność, zagęszczenie oraz nasilają się oddziaływania między org., zaczyna gromadzić się detrytus, pojawiają się inne rośliny, tj.: kocanki oraz bratek nadmorski. Ograniczają one rozwój roślin pionierskich, mają większą biomasę, zachodzi fotosynteza.

W podłożu zwiększa się materia organiczna, pojawiają się drobne org., które przyspieszają procesy glebotwórcze wrotki i nicienie.

Następuje zamiana jałowego podłoża w piaszczystą glebę. Pojawiają się krzewinki, krzewy, wrzos, wierzba piaskowa, owady i pajęczaki. Następnie pojawia się sosna i tworzy się nadmorski bór sosnowy.

Charakterystyka ekosystemu wodnego :

Organizmy wodne ze wzg. na formę życiową możemy podzielić na :

1. Bentos - org. przytwierdzone lub osiadłe na dnie, czasami zamieszkują osady denne.

2. Peryfiton - org. osiadłe przytwierdzone do łodyg, liści, przedmiotów wystających nad dnem.

3. Plankton - org. pływające, przemieszczani zależne jest od prądów wodnych.

4. Nekton - org. pływające, zdolne do swobodnego przemieszczania, niezależnie od prądów morskich.

3 strefy

a b

c

a). Litoralna - przybrzeżna, strefa płytkiej wody. Porośnięta jest np.: pałka, sitowie, strzałka, jeżogłówka, rogatek, wywłócznik, moczarka, liczne zielenice i okrzemki.

Konsumentami są - wrotki, wirki, larwy ważki, stułbie, larwy i dorosłe chrząszcze, pluskwiaki, wiośliarki, żaby, żółwie.

b). Limnetyczna - strefa wolnej przestrzeni. Zamieszkiwana przez plankton, nekton, eugleny, dinofity, toczki, sinice, wrotki, ryby.

c). Profundalna - dno. Bakterie, grzyby, liczne pierścienice, małe małże, w wodach zanieczyszczonych liczne rureczniki.

Cykle biogeochemiczne - obieg pierwiastków w przyrodzie.

Dwa rodzaje :

1. Gazowy - atmosfera lub hydrosfera - gł. źródła pierw., obieg stabilny C, N, O.

2. Sedymentacyjny - gł. źródłem jest skorupa ziemska, obieg niestabilny (liczne lokalne zakłócenia) P, Fe, S.

Obieg azotu :

W atmosferze stała ilość 78% N, śladowe ilości NH₃, tlenków azotu NO i NO₂.

NH₃, No, NO₂ - dostają się do wody i gleby, gdzie tworzą się jony NH⁺₄, NO^-₂, NO^-₃, azot cząsteczkowy jest wykorzystywany bezpośrednio przez nieliczne org., przez :

- Bakterie, które wys. w stawie wolnym in. glebowe, do których zaliczamy: Azotobacter, (bakteria tlenowa), Clostridium (bakteria beztlenowa).

- Bakterie symbiotyczne - korzenie roślin motylkowych Rhizobium (bak. brodawkowe).

Rośliny czerpią azot z wody, gleby w formie jonów NH⁺₄, NO^-₃, NO^-₂, przekształcają się w aminokwasy, później w białka.

Zwierzęta czerpią z roślin wyższego rzędu i z innych roślin.

Po śmierci org. następuje mineralizacja białek.

NH⁺₄NO^-₂NO^-₃

Amonifikacja - grupa aminowa aminokwasów zostaje odszczepiona i azot uwalnia się w formie amoniaku.

Nitryfikacja - proces enzymatycznego utleniania jonu amonowego NH⁺₄ do NH^-₃ (azotanowego).

Bakterie nitryfikacyjne są bakteriami samożywnymi, chemosyntetyzującymi (asymilacja przy udziale energii chemicznej), które w procesie nitryfikacji uzyskują energię i wykorzystują do asymilacji CO₂.

Denitryfikacja - proces odwrotny do nitryfikacji.

---