Ekologia
Nauka o strukturze i funkcjonowaniu
przyrody, zajmująca się badaniem
oddziaływań pomiędzy organizmami
a ich środowiskiem oraz wzajemnie
między tymi organizmami
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Środowisko
� Wszystkie czynniki niegenetyczne otaczające
organizm
� Czynniki abiotyczne:
� nasłonecznienie
� klimat
� geologia
� czynniki społeczne i kulturowe
� Czynniki biotyczne
� Inne organizmy
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Ekologia człowieka
� Interakcje pomiędzy człowiekiem
i jego środowiskiem (naturalnym,
społecznym, kulturowym
i technologicznym
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Czynniki środowiskowe
� Stresory  czynniki zakłócające homeostazę
� wysokie i niskie temperatury
� wysokie i niskie ciśnienie atmosferyczne
� wysokie i niskie stężenie tlenu
� choroby
� niedożywienie
� Czynniki niezbędne dla przeżycia i reprodukcji
� pożywienie
� woda
� surowce
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Homeostaza
" Oznacza stałość systemu (stabilność środowiska
wewnętrznego organizmu). Wobec faktu, że organizm jest
systemem autonomicznym, ale otwartym względem
środowiska zewnętrznego, homeostaza wewnętrzna musi
być związana ze stabilnością relacji ze środowiskiem
zewnętrznym
" Z wiekiem i zmianami rozwojowymi następują stałe
przestrojenia w systemie, jakim jest organizm, i uzyskiwane
są kolejne stany równowagi. Wobec ciągłych zmian
środowiska zewnętrznego jest to również proces ciągłych
regulacji powiązań organizmu ze środowiskiem. A
ącznie
jest to więc równowaga rozwojowa zwana homeostazą
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Czynniki fizyczne Czynniki biotyczne [inne
[geologia, hydrologia, organizmy zamieszkujące
topografia, ten sam habitat]
nasłonecznienie, klimat
Populacja
ludzka
Czynniki społeczne,
kulturowe, ekonomiczne,
polityczne, medyczne]
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
�W optymalnych warunkach
środowiskowych osobniki mają
zapewnioną realizację potencjału
genetycznego
�dojrzałość morfofunkcjonalna
�zdrowie
�możliwość reprodukcji
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Występowanie różnorodnych
czynników środowiskowych
wymaga różnorodnych reakcji
organizmu
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
�� człowiek odpowiada na
czynniki środowiskowe
(stresory) wykorzystując
mechanizmy biologiczne,
zachowania kulturowe
i osiągnięcia technologiczne
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Model odpowiedzi na czynniki
stresogenne
adaptacja
adaptabilność
bez
odpowiedz

zmian
biologiczna
genetycz
adjustacja
nych
kultura i
technologia
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adaptacja
� Reakcja na długotrwałe działanie czynników
środowiskowych
� Zmiany genetyczne
� zmiany struktury lub funkcjonowania organizmu, których
efektem jest lepsze przystosowanie do warunków
środowiskowych
� Selekcja naturalna
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Selekcja naturalna
� Mechanizm ewolucyjny
� przystosowani żyją dłużej i mogą wydać
płodne potomstwo
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adaptacja
� Strukturalna
� Fizjologiczna
� Behawioralna
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Klimat
� Temperatura, ciśnienie atmosferyczne,
wilgotność, wiatry, nasłonecznienie
� Adaptacja do czynników klimatycznych
widoczna jest w wielkości i kształcie ciała
� odpowiedz
na zimny i gorący klimat
� reguła sformułowana w 19-tym wieku przez
Bergmanna i Allena
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Reguła Bergmana
� W obrębie tego samego gatunku, populacje
o mniejszej masie ciała spotykane są częściej
w klimacie gorącym a o większej masie ciała
w klimacie zimnym
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
� Produkcja większej ilości ciepła
� Większa liczba komórek, których bioproduktem jest
ciepło wewnętrzne
� Większe zwierzęta mają relatywnie mniejszą
powierzchnię ciała a tym samym oddają mniej
ciepła do otoczenia
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Reguła Allena
� Ilość ciepła oddawanego do otoczenia
skorelowana jest z długością kończyn
� W obrębie tego samego gatunku osobniki
o dłuższych kończynach spotykane są w klimacie
cieplejszym
� Relatywnie długie kończyny prowadzą
do zwiększenia powierzchni ciała
Członkowie plemienia Masajów (Afryka Wschodnia)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adaptacja do pożywienia
� Zróżnicowana dieta
� Zróżnicowana ilość pożywienia
� Zróżnicowane przystosowanie do
pokarmów
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
� W zimnym klimacie potrzeby żywieniowe są wyższe niż
w klimacie gorącym - szybszy metabolizm
Mieszkańcy rejonów
subarktycznych
spożywają więcej
Inuici
pokarmu wysoko
kalorycznego, bogatego
w tłuszcz (produkcja
ciepła)
Indianie (Tierra
del Fuego)
Ponadto noszą ciepłe
ubrania, pozostają
aktywni na zewnątrz
domostw i śpią blisko
siebie
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Aborygeni wytwarzają warstwy tłuszczowe wokół organów
wewnętrznych
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Kolor skóry
" Ochrona przed promieniami UV
Zróżnicowanie koloru skóry
Sub-Saharan African, Indian, Southern European, and Northern
European
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
� Kolor skóry jest konsekwencją
obecności pigmentu - melaniny
�Pheomelanina  kolor czerwony do
żółtego
�Eumelanina  kolor ciemnobrązowy do
czarnego
� Melanina zapobiega oparzeniom
i zmianom DNA
�ochrona przed melanomą (rak skóry)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Ciemne zabarwienie skóry jest typowe dla regionów
tropikalnych, szczególnie nie zalesionych, gdzie
spotykamy się z silniejszym promieniowaniem UV
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
 Czerwone policzki
jako efekt obecności
naczyń
Peru i Tybet
krwionośnych pod
powierzchnią skóry
(większy dopływ
tlenu do tkanek)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Adaptabilność
� Zmiany w procesach wzrastania i procesach
rozwojowych, które są efektem działania
czynników środowiskowych w okresie
dzieciństwa.
� Nieodwracalne zmiany anatomiczne
i fizjologiczne
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Formy adjustacji
� Adjustacja - odwracalne zmiany
fizjologiczne i anatomiczne
długotrwała
sezonowa krótkotrwała
dni
lata miesiące
godziny
sekundy
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Przykłady
� odżywianie
� rekacje biometeorologiczne
� promieniowanie UV
� temperatura
� ciśnienie atmosferyczne
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Odpowiedzi kulturowe
i technologiczne
� Nie eliminują przystosowania biologicznego
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Czynniki rozwoju osobniczego
� Ontogeneza wykazuje zróżnicowanie
międzyosobnicze warunkowane genetycznie
i środowiskowo
� Procesy rozwojowe warunkowane są
i regulowane przez trzy grupy czynników:
� endogenne genetyczne  determinatory rozwoju
� endogenne paragenetyczne  stymulatory rozwoju
� egzogenne - modyfikatory
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Klasyfikacja czynników odpowiedzialnych za
zmienność cech człowieka (Wolański 1987)
czynniki
tempo wzrastania, typ metabolizmu,
genetyczne
kontrola wielkości ciała, determinacja płci,
(endogenne)
heterogenność
paragenetyczne
 rezonans genetyczny , wiek rodziców,
matczyne
kolejność ciąży
rodzaj aktywności zawodowej, obciążenia
tryb życia \
fizyczne i psychiczne, sporty, rekreacja
ruchowa, nawyki dotyczące snu, używek,
alkoholu, palenia
środowiskowe
(egzogenne)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
cechy wieloczynnikowe
(o rozkładzie ciągłym, ilościowe)
Klasyfikacja czynników środowiskowych (Wolański 1987)
społeczno-
kulturowo-
naturalne
ekonomiczne techniczne
klimat (skład powietrza, społeczność przepływ energii poza
temperatura, wilgotność, (wielkość i typ) organizmem
nasłonecznienie, wiatry,
rodzina (wielkość, świadomość (zwyczaje
wysokość nad poziomem
typ, dochody) etyczne, religia)
morza, pole magnetyczne)
przepływ informacji zwyczaje żywieniowe
ukształtowanie podłoża
(sztuczna żywność,
przechowywanie
zasoby wodne i mineralne
żywności, częstość
posiłków, proporcje
fauna i flora (białka,
składników, alkohol)
węglowodany, tłuszcze,
witaminy, składniki
mieszkanie i miejsce
mineralne)
zamieszkania
środowisko pracy
i nauki
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
� Specyfika badań ontogenetycznych polega na
tym, że rozwój zarówno osobnika, jak
i populacji odbywa się w przestrzeni czasowej
� Czas rozumiany jest jako:
� okres, w którym obserwujemy rozwój osobniczy
� zespół przemian, którym podlegają czynniki
środowiskowe
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Genotyp + Środowisko + Czas
Ri=f(G,E,T)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Samoregulacja procesu ontogenezy
� Homeostaza ontogenetyczna
Utrzymywanie stanu równowagi dynamicznej
między czynnikami wewnętrznymi organizmu
a ciągle zmieniającymi się czynnikami
środowiska
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Zasady samoregulacji ontogenezy
(I. Szmalhauzen)
� Rozwój przebiega wg programu zadanego
przez materiał genetyczny
� Rozwój przebiega w sposób odpowiedni do
(w zależności od) określonego środowiska
zewnętrznego
� Regulacja następuje poprzez korygowanie
odchyleń i odtwarzanie normalnych reakcji
podczas zakłóceń
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Plastyczność fenotypowa
� Plastyczność rozwojowa: zdolność organizmu do
reakcji (w formie zmiany formy, zachowania,
aktywności itp.) na bodz
ce środowiskowe
� Specyficzna:
� dla danej cechy
� w stosunku do określonych warunków środowiska
� pod względem kierunku
� Odpowiedz
fenotypowa organizmu na czynnik
środowiskowy
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Rodzaje plastyczności
(J.M. Thoday)
� Wykształcanie alternatywnych fenotypów
w odpowiedzi na bodziec środowiskowy (polifenizm)
� Fenotyp umożliwia przystosowanie niezależnie od
zmian środowiska
� Genotyp organizmu wykazujący plastyczność
rozwojową umożliwia powstawanie różnych
fenotypów w różnych warunkach środowiska. Każdy
z powstałych fenotypów jest najbardziej
przystosowany do środowiska, w którym się rozwinął,
bądz
tak zrównoważony, że rozwój osobnika jest
niezależny od zmian środowiska
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
ZZF
ZZF
W
W
F max
F max
Wn
Wn
t1
t1
W1
W1
t
t1
t
t1
Warunki P Warunki V
Genotyp charakteryzuje się taką plastycznością
rozwojową, iż gwarantuje wytworzenie specyficznych
fenotypów w danych warunkach środowiska
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
ZZF
W
F max
Wn
W1
t
t1
Warunki P lub V
Genotyp charakteryzuje się taką plastycznością
rozwojową, iż wytworzony fenotyp umożliwia
przystosowanie niezależnie od zmian środowiska
W warunkach P lub V powstanie taki sam fenotyp
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Kanalizacja rozwoju
(C.H. Waddington)
� Udział czynników genetycznych i
środowiskowych w kształtowaniu fenotypu prowadzi
zawsze do wytworzenia fenotypu standardowego
ZZF
W
FST
Wn
t1
t1
W1
t
t1
Warunki P lub V
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Buforowanie zjawisk rozwojowych
(C.H. Waddington)
� Genotyp ma zdolność buforowania stopnia odchyleń
swych reakcji, które są wywołane zmianami środowiska
zewnętrznego
ZZF
W
FST
Wn
W1
t
t1
Warunki P lub V
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Teoria limitowanego ukierunkowania
(Garn)
rozwoju
� Rozwój osobnika przebiega w określonym
genetycznie kanale rozwojowym
� osobniki o podobnym wyposażeniu
genetycznym kształtują swoje cechy zależnie
od:
� zdeterminowanego genetycznie tempa rozwoju
� czasu wyhamowania rozwoju
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Teoria limitowanego ukierunkowania
rozwoju
� Założenia:
� identyczne lub podobne wyposażenie
genetyczne
� stopień odziedziczalności tempa rozwoju (tempo
rozwoju jest w sposób różnorodny określony
przez geny)
� moment wyhamowania rozwoju (również
określony przez geny)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
X1
X1
X2
X3
X2
X3
t1 t2 t3 wiek
wiek
t
Przy tym samym wyposażeniu
To samo wyposażenie
genetycznym i jednakowym
genetyczne, rożne tempo
tempie rozwoju, ale w różnych
rozwoju, ten sam czas
czasach wyhamowania rozwoju,
wyhamowania, zróżnicowany
efekty końcowe różne
efekt końcowy
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
wartość cechy
wartość cechy
X1
X1
X2
X2
X3
X3
wiek
t1 t2 t3 wiek
t1 t2 t3
To samo wyposażenie To samo wyposażenie
genetyczne, zróżnicowane genetyczne, rożne tempo
tempo rozwoju, różny rozwoju, różny czas
wyhamowania, ten sam efekt wyhamowania, zróżnicowany
końcowy (różna dynamika efekt końcowy
rozwoju)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
wartość cechy
wartość cechy
Koncepcja wielopoziomowego
rozwoju fenotypowego
(J. Cieślik)
� Wykorzystanie przez organizm różnych poziomów
z zakresu normy reakcji w zależności od interakcji
genotypu z czynnikami środowiska
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
W
W
Wmax
Wmax
Wmin
Wmin
t1 tm t
t1 tm t
Model rozwoju stabilnego
Model rozwoju progresywnego
Tempo rozwoju każdego osobnika
Tempo rozwoju każdego
realizuje się na coraz wyższym
osobnika realizuje się na stałym
poziomie rozwoju
poziomie rozwoju
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
W
W
Wmax
Wmax
Wmin
Wmin
t1
tm t
t1 tm t
Model rozwoju wielopoziomowego
Model rozwoju regresywnego
Model politypowy, obraz fenotypowy
Tempo rozwoju każdego osobnika
kształtuje się na przemian w różnych
realizuje się na coraz niższym
natężeniach o różnym czasie trwania sytuacji
poziomie rozwoju
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Faza rozwoju w rozwoju biologicznym
w rozwoju biologicznym
� Fazy rozwojowe są genetycznie zdeterminowane
i wspólne dla wszystkich osobników
� Faza rozwoju realizuje się zawsze, niezależnie od siły
działania czynników środowiskowych
� poszczególna wyodrębniona faza rozwoju wchodzi
w pewien samoregulacyjny charakter ontogenezy
� Upodabnia osobniki względem siebie
� Można powiedzieć, że faza rozwoju jest
prymitywnym wyrazem biologicznej wspólnoty
ludzkiej
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Poziom rozwoju w rozwoju biologicznym
w rozwoju biologicznym
� Poziom rozwoju biologicznego, uzyskany przez osobnika
w określonej fazie rozwoju wynika już tylko w części z
determinacji genetycznej (w przeciwieństwie do fazy)
� Poziom rozwoju kształtuje się poprzez czynniki kulturowe
� Poziom rozwoju zapewnia zróżnicowanie fenotypowe,
indywidualność osobnika
� Poziom rozwoju jest właściwością osobnika a nie populacji.
� Poziom - jest wynikiem "normy indywidualnej" osobnika,
natomiast faza rozwoju jest wyrazem powszechności
rozwoju
� Poziom jest on efektem interakcji zachodzących między
genotypem a czynnikami środowiskowymi, zapewniając
tym samym zróżnicowanie fenotypowe osobników w
obrębie populacji
� Poziom rozwoju jest wyznacznikiem indywidualności
osobnika, jest jego a nie populacji immanentną
właściwością
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Poziom rozwoju jego dwa sensy: genetyczny (adaptacyjny)
oraz sens fenotypowy (adaptabilny).
� Sens adaptacyjny oznacza dla osobnika punkt "normy
adaptacyjnej" i jest to efekt składnika addytywnego, dla
osobników punkty na zakresie "normy adaptacyjnej"
� Dla populacji sens genetyczny poziomu rozwoju wyznaczony
jest przez granice nie punkt "normy adaptacyjnej"
� Poziom rozwoju w sensie fenotypowym (adaptabilnym) jest to
jeden z wybranych poziomów z zakresu jego możliwości
wyznaczonych zakresem "normy reakcji"
� Poziom rozwoju osobnika w sensie fenotypowym w trakcie
ontogenezy jest dość łatwy do uchwycenia i prześledzenia,
podobnie w przypadku populacji
� Trudno jest wskazać jego genetyczne ujęcie, konkretnie udziału
jego determinant genetycznych dla pojedynczego osobnika
� W przypadku populacji w oparciu o osobniki pokazanie takiego
udziału jest możliwe i da się opisać statystycznie. Sens
fenotypowy poziomu rozwoju to suma różnych dróg
kształtowania się obrazu fenotypowego osobników danej
populacji
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)