PIERWOTNIAKI

Ciało pierwotniaków stanowi pojedyncze lub wielojądrowe komórki (czasem spotyka się formy kolonijne). Podstawę konstrukcyjną tworzą cytoplazma i jądro. Komórka pokryta jest pellikulą (błoną komórkową). Czasem dwuwarstwową. Ze względu na występowanie pierwotniaków, większość z nich posiada wodniczki tętniące, które systematycznie usuwają wodę z ich organizmów. Większość porusza się dzięki: wiciom, rzęskom i nibynóżką. Niektóre pierwotniaki są czułe na światło dzięki plamce ocznej. Niektóre posiadają otwór gębowy - wchłanianie pokarmu.

Wiciowce (Mastigophora)

- poruszają się za pomocą wici

- rozmnażają się przez podział komórki - poprzeczny

- posiadają jedno jądro komórkowe

- nie wytwarzają spor

- mogą być organizmami cudzożywnymi lub samożywnymi

Ich środowiskiem życia są inne organizmy zwierzęce lub roślinne (pasożyty był symbionty). Niektóre pochłaniają pokarm za pomocą nibynóżek , inne mają otwór gębowy na podobieństwo niektórych orzęsków. Są haploidalne.

Pasożyty zwierząt i ludzi:

Świdrowce - pasożytujące we krwi i wywołujące u ludzi śpiączkę afrykańską. Wiciowce te przenoszone są z osoby chorej na zdrową przez krwiopijne muchy tse-tse.

Trichonympha agilis - posiadają większą ilość wici, występują w jelicie termitów.

Najpopularniejsze:

Klejnotka (Euglena zielona) - ma chloroplasty zawierające chlorofil i może syntetyzować pokarm, jednak jest całkowicie samożywna. Rozmnaża się wegetatywnie przed podłużny podział komórki.

Korzenionóżki (Sarcodina)

Poruszaja się za pomocą nibynóżek. Ciało mają nagie, albo zabezpieczone szkieletem zewnętrznym lub wewnętrznym, czy też skorupką. Rozmnażają się przez podział, albo płciowo przez połączenie się gamet zaopatrzonych w wić lub mających kształt pełzakowaty.

Ameba (Amoeba proteus) - bezkształtna, przeźroczysta, naga, galaretowata masa protoplazmy zawierająca jądro i cytoplazmatyczne organelle. Jądro komórkowe nie zajmuje stałego miejsca w komórce, przemieszcza się w obrębie cytoplazmy na skutek ruchu zwierzęcia. Nibynóżki służą również do zdobywania pożywienia. Zjada głównie bakterie, ale są i takie gatunki, które odżywiają się innymi pierwotniakami. Wszystkie ameby tak jak i pozostałe pierwotniaki żyją w wodzie. Jeśli ameba trafi na jakąś bakterie, otacza ją wypustkami swojego ciała i wciąga do wnętrza komórki. W wyniku tego procesu tworzą się pęcherzyki zwane wodniczkami pokarmowymi, w których zostają zamykane pochłonięte bakterie. W ich wnętrzu odbywa się proces trawienia. Wodniczki bezustannie krążą w cytoplazmie, dzięki czemu do każdej części komórki wchłaniane są strawione substancje pokarmowe. Nie strawione części są usuwane na zewnątrz komórki. Proces ten odpowiada usuwaniu kału u zwierząt.

Orzęski (Ciliata)

Jest to typ pierwotniaków o najwyższym szczeblu organizacji morfologicznej, zwłaszcza pod względem organelli ruchowych i pokarmowych. Organellami ruchu są rzęski, które u form prymitywnych pokrywają równomiernie ciało, a u form wyspecjalizowanych ulegają częściowej redukcji lub modyfikacji. Rozmnażają się bezpłciowo (przez podział komórki podłużny bądź poprzeczny) lub płciowo na różne sposoby, czasem przechodzą złożone cykle rozwojowe. Mają dwa jądra. Wymiana gazowa zachodzi na powierzchni całego ciała (dyfuzja). Żyja w środowisku wodnym, począwszy od małych deszczowych kałuż, a kończąc na oceanach. Niektóre z nich żyją w wilgotnej glebie, inne prowadzą życie pasożytnicze we krwi lub płynach tkankowych roślin bądź zwierząt. Orzęski są cudzożywne, a rzęski pomagają im w zdobywaniu pokarmu. W większości orzęski mają stały otwór gębowy, tzw. cytostom. Leży on często w zagłębieniu. U najbardziej rozwiniętych orzęsków zagłębienie to otoczone jest wieńcem rzęsków i nazywa się perystomem. Rzęski falując tworzą wiry i napędzają pokarm (bakterie lub inne pierwotniaki) na dno zagłębienia. Tam tworzą się wodniczki pokarmowe. Trawienie pokarmu i usuwanie nie strawionych resztek pokarmowych odbywa się w podobny sposób jak u innych pierwotniaków, z tą tylko różnicą, że usuwanie resztek odbywa się zawsze w tym samym miejscu. Nadmiar wody oraz szkodliwe produkty przemiany materii usuwane są przez wodniczki tętniące. Orzęski żywią się glonami lub są drapieżne i atakują nawet na małe tkankowce. W czystych wodach przeważają gatunki zjadające glony, w wodach zanieczyszczonych przeważają formy żywiące się bakteriami.

• Holotricha. Ich ciało jest całkowicie lub częściowo pokryte rzęskami, np. Pantofelek (Paramecium caudatum).

• Peritricha. Ich rzęski ułożone są w lewoskrętną spirale dookoła otworu gębowego, np. Wirczyk (vorticella)

• Sporotricha. Mają zredukowane Rzęski lub szczecinki powstałe z kilku zespolonych rzęsek lub są całkowicie pozbawione rzęsek.

• Suctoria. Ich młode formy maja rzęski, a dojrzałe rurki ssące, np. Szparkosz ( Balantidium)

INNE ORGANIZMY ZWIERZĘCE

Gąbki (Porifera, Spongiaria): gąbki szkliste czyli sześciopromienne lub krzemionkowe (Hexactinellida; 5 rzędów), gąbki wapienne (Calcarea; 6 rzędów) i gąbki zwyczajne (Demospongiae; kilkanaście rzędów).

Komórki:

- pełzakowate (amebocyty) w najmniej wyspecjalizowanej postaci noszą nazwę archeocytów,

- porocyty wyściełają ściany porów,

- sklerocyty (skleroblasty) wytwarzają igły szkieletu,

- pinakocyty tworzą nabłonek,

- miocyty mają właściwości kurczliwe (np. zamykają pory),

- choanocyty wyściełają komory, gdzie odbywa się wchłanianie).

Komórki te tworzą dwie warstwy ciała: zewnętrzną ektosomę (komórki nabłonkowe i ameboidalne) i wewnętrzną endosomę (komórki kołnierzykowe, wyposażone w wici i wyściełające komory, gdzie odbywa się wchłanianie). Między warstwami występuje bezpostaciowa mezoglea (mezenchyma). Pełnią rolę filtratorów, wchłaniając szczątki organiczne.

Jamochłony (Coelenterata)

- ektoderma, endoderma i mezoderma

- symetria ciała promienista

- jamochłony mają komórki nerwowe, mięśniowe,

- posiadają parzydełka

Stułbiopławy, krążkopławy, koralowce.

Płazińce - mają ciało mniej lub bardziej spłaszczone grzbieto-brzusznie, dwubocznie symetryczne, najczęściej wydłużone. Niektóre z nich żyją w wodach słodkich. Ciało pokryte jednowarstwowym naskórkiem. Pasożyty mają dodatkowo oskórek, mięśnie gładkie.

Ciało: przód i tył, strona brzuszna i grzbietowa

Budowa wewnętrzna:

- Układ pokarmowy - otwór gębowy, gardziel, jelito, otwór odbytowy u niektórych wirków i przywr. Tasiemce nie posiadają układu pokarmowego.

- Układ oddechowy - nie występuje wymiana gazowa powierzchnią ciała i oddychanie beztlenowe

- Układ krążenia - brak

- Układ nerwowy - kanaliki w parenchymie

Rozmnażanie: hermafrodyty - najczęściej krzyżowe

Wirki - niektóre wyglądem przypominają liść, mają jedna lub więcej par oczu, pełzają lub pływają. Śluz ułatwia im pełzanie. Są szare, białe, żółte, brązowe, zielone. Gatunki drapieżne żywią się drobnymi wrotkami, skorupiakami, pierścienicami, ślimakami ale w większości martwymi, gnijącymi organizmami. Roślinożerne żywią się glonami. Wszystkie gatunki są wrażliwe na warunki tlenowe i na wysychanie. Nie znoszą zanieczyszczeń przemysłowych.

Obleńce - niektóre obłe, żyjące wolno jak i pasożytnicze. Ciało wydłużone, cylindryczne lub workowatego kształtu, okryte oskórkiem wchodzącym w skład wora skórno-mięśniowego stanowiącego zewnętrzną warstwę. U niektórych ciało pokryte rzęskami.

-Przewód pokarmowy: jelito przednie, środkowe i tylne, odbyt.

-Układ nerwowy: zwój mózgowy, pnie nerwowe.

-Układ wydalniczy: różny u różnych gatunków.

Zamieszkują środowisko wilgotne, wodne, posiadają zdolność anabiozy umożliwiającą przetrwanie niekorzystnych warunków, liczne gatunki są pasożytami zwierząt i roślin oraz człowieka. W większości rozdzielnopłciowe, rozmnażanie następuje wyłącznie na drodze płciowej. Obejmuje: wrotki, brzuchorzęski, ryjokrętki, koziegłowy, nicienie, nitkowce.

Typ WROTKI - Rotatoria

Są to drobne zwierzęta do 2 mm długości. Ciało zróżnicowane, przejrzyste, cylindryczne, workowate lub grzbieto-brzusznie spłaszczone. Można je spotkać w zbiornikach wodnych. Odżywiają się glonami, detrytusem, drapieżne formy polują na inne drobne wrotki i orzęski. Są najmniejszymi wielokomórkowcami o dużym stopniu specjalizacji narządów. Nazwę pochodzi od narządu służącego do naganiania pokarmu i do lokomocji, tzw. narząd rzęskowy lub wrotny. Składa się z wieńców, pól lub kępek rzęskowych, które otaczają otwór gębowy. Są ułożone w dwa wieńce, które poruszają się przeciwstawnie. Wrotki wchodzą w skład planktonu. Są rozdzielnopłciowe, występuje w nich dymorfizm płciowy. Mają zdolność do rozmnażania się w drodze partenogenezy.

Budowa: ciało podzielone na 3 odcinki: tułów, głowa, noga. Po stronie grzbietowej głowy oraz po bokach tułowia znajdują się brodawki czuciowe zakończone szczecinkami.

Typ NICIENIE - Nematoda

Ciało przeważnie wydłużone, nitkowate, na przekroju koliste lub owalne, z przodu i z tyłu zwężone. Ciało zbudowane jest z ok. 500 komórek. Zyjące w środowisku wodnym żywią się szczątkami organicznymi, bakteriami, glonami, niektóre są drapieżne. W glebie obficie występują latem, gdy w glebie gromadzą się wydzieliny korzeniowe. Żywią się treścią komórek roślinnych. Przenoszą organizmy chorobotwórcze lub uszkadzając tkanki roślinne umożliwiają ich wnikanie. Niektóre są pasożytami zwierząt i roślin. Budowa:

-Układ pokarmowy - ma postać przewodu, otwór gębowy, gardziel, jelito, odbyt. U niektórych gatunków może zajść redukcja otworu odbytowego, nawet jelita środkowego.

-Układ oddechowy - brak, wymiana gazowa powłoką ciała, pasożyty beztlenowo.

-Krążenie nie wyspecializowane.

-Układ nerwowy - zwoje nerwowe i pnie nerwowe.

-Układ wydalniczy - dwa przewody.

-Rozmnażanie rozdzielnopłciowe, wyraźny dymorfizm płciowy.

Typ NITNIKOWCE - Nematomorpha

Ciało nitkowate, na przekroju obłe, zabarwienie mlecznożółte lub brązowe. Średnica ciała nie przekracza 1 mm. W stanie larwalnym żyją wewnątrz ciał owadów, gdy dorastają opuszczają ciało żywiciela i żyją w stojących, płytkich zarośniętych wodach.

Typ PIERŚCIENICE - Annelida

Podział ciała na segmenty, w większości liczba segmentów jest stała, u części na tylnym końcu ciała występuje strefa przyrostu nowych segmentów. Ciało lekko dwubocznie symetryczne, wydłużone, robakowate, owalne lub tarczowate, obłe, przezroczyste lub różnie zabarwione. Cechą wspólną jest podział ciała, zróżnicowanego na część głowową i tułowiową, na pierścieniowate segmenty zwane metamerami. U większości pierścienic poszczególne segmenty są podobnie zbudowane, mieszcząc kolejno jednakowe narządy. Nie dotyczy to przewodu pokarmowego, ciągnącego się przez całą długość ciała.

Gromady: prapierścienice, wieloszczety, skąposzczety i pijawki.

Rozmnażają się płciowo, są obu- lub rozdzielnopłciowe. Zamieszkują morza, zbiorniki słodkowodne, wilgotne środowiska glebowe. Pełnią rolę w biocenozach, stanowiąc składniki pokarmu zwierząt, biorą udział w przetwarzaniu substancji glebowych. Odżywiają się resztkami organicznymi, istnieją także formy pasożytnicze (pijawki) oraz gatunki o drapieżnym trybie życia.

Skąposzczety - segmenty ciała mają niewielkie, nieliczne szczelinki(najczęściej w pęczkach). Ciało elastyczne może się kurczyć i wydłużać. Część skąposzczetów jest drapieżnikami, niektóre żyją w osadach dennych wód, pływają między roślinami lub są do nich przyczepione. Często spotykane rodzaje to stylorna lub tubifex. Przykładem skąposzczety jest dżdżownica.

Dżdżownica - w korzystnych warunkach stanowią przeważającą biomasę bezkręgowców. Odżywiają się martwą materią organiczną i przygotowuje ja do rozkładu mikrobiologicznego. Wpływają korzystnie na przepuszczalność i przewiewność gleb, co polepsza właściwości fizyczne, zwłaszcza gleb ciężkich i bardzo ciężkich. Pod ich wpływem rośnie biomasa mikroorganizmów, aktywność enzymów glebowych, przyspieszony zostaje rozkład celulozy. Przy wysokich ich zagęszczeniach przyspieszona jest mineralizacja materii organicznej torfu. Układ rozrodczy skąposzczetów jest obojnaczy, i w porównaniu z dżdżownicą , skomplikowany.

Pijawki - przeważnie pasożytniczy tryb życia, odżywiają się krwią. Nieliczne drapieżne, żywią się drobnymi zwierzętami. Występują przeważnie w wodach słodkich, w strefie przybrzeżnej zbiorników, na zanurzonych przedmiotach, gałęziach, kamieniach i na powierzchni wodnych roślin. Gatunki okresowo prowadzą ziemnowodny tryb życia. Większość ma spłaszczone grzbietobrzusznie i zwężone na obydwu końcach ciało, zaopatrzone w jedną lub dwie przyssawki. Podzielone na 34 pierścienie. Poruszają się czepiając przyssawki. W wodzie płyną wężowatym ruchem. Są obupłciowe, tworzą w okresie rozrodu siodełko.

STAWONOGI (Arthropoda)

Są najliczniejszą grupą zwierząt. Mają zdecydowanie mniej segmentów niż pierścienice, segmenty poszczególnych okolic ciała zgrupowane są w zespoły zwane tagmami spełniającymi poszczególne funkcje. Część skorupiaków i owadów ma trzy tagmy: głowę, tułów i odwłok, u niektórych skorupiaków głowa zlewa się z tułowiem i powstaje głowotułów. Mają ruchome odnóża u niektórych form zbudowane z członów połączonych stawami. Szkielet zewnętrzny jest zbudowany z chityny. Może być wysycony dodatkowo solami wapnia i magnezu. Odnóża mogą być przekształcone bądź ulegają rozmaitym modyfikacją, np. odnóża głowowe mogą być narządami gębowymi o budowie przystosowanej do pobierania określonego pożywienia lub narządami zmysłów. Pozostałe odnóża mogą pełnić rolę narządów ruchu, oddechowych, kopulacyjnych i inne. Stawonogi oddychają za pomocą tchawek, płucotchawek, skrzelotchawek lub skrzeli. Oczy mają proste (pająki, stonogi, niektóre owady) lub złożone (owady, skorupiaki). Stawonogi są rozdzielnopłciowe, przechodzą rozwój z przeobrażeniem, prosty lub złożony.

Pajęczaki - Arachnida

9 rzędów: skorpiony; zaleszczotki; solpugi; palpigrady; pająki; kosarze; roztocza; nogogłaszczkowce; kapturce. Wielkość od ok. 1mm do ponad 17cm długości ciała. Z wyjątkiem skorpionów i roztoczy ciało pajęczaków składa się z wyraźnie wyodrębnionego głowotułowia i odwłoka. Na głowotułowiu znajduje się 6 par odnóży, a pierwsze (szczękoczułki) i drugie (nogogłaszczki) pełnią rolę narządów chwytnych, kopulacyjnych, krocznych. Kolejne 4 pary odnóży służą zazwyczaj do poruszania się. Pajęczaki oddychają poprzez płucotchawki i tchawki, a roztocze całą powierzchnią ciała. Są rozdzielnopłciowe, przechodzą rozwój prosty z wyjątkiem roztoczy, u których występuje stadium larwalne. Zamieszkują całą kulę ziemską, są gatunkami typowo lądowymi, nieliczne, jak np. topik, zamieszkują środowisko wodne.

Owady

Gromada owadów dzieli się na dwie podgromady: owady bezskrzydłe (Apterygota) oraz owady uskrzydlone (Pterygota). Do tej pory zbadano ponad 750 000 gatunków owadów, a liczba gatunków nie odkrytych jest nadal nie do oszacowania. Ciało dorosłych owadów składa się z 3 części: głowy, tułowia i odwłoku. Rozmiary każdej z nich różnią się w zależności od gatunku. Cechy charakterystyczne to: chitynowy zewnętrzny szkielet, podzielony na segmenty i przegubowe wyrostki tułowia. Na głowie znajduje się otwór gębowy wykazujący dużą zmienność typów: gryzący(najbardziej prymitywny), kłująco-ssący (komary,wszy i karaluchy), liżący (pszczoły), gąbkowy (muchy), rurkowy lub syfonowy (motyle) etc. Obecność czułek jest charakterystyczną cechą owadów. Spełniają one funkcje narządów smaku, węchu i dotyku oraz pomagają utrzymywać równowagę i całkowitą orientację. Drugą część ciała owadów jest tułów (thorax) koordynujący ruchem ( z niego wyrastają odnóża i skrzydła) 6 odnóży - dorosłe osobniki mają 3 pary odnóży, choć nie wszystkie tych samych rozmiarów. Para lub dwie pary skrzydeł nie zawsze służące do przemieszczania się. Większość owadów zatraciła umiejętność latania, choć nadal posiadają skrzydła. Niektóre z nich, np. muchy, rozwinęły jedną parę skrzydeł, zaś ważki zwane 'libelulas' rozwinęły 2 pary. Skrzydła (np. u motyla) bywają pokryte łuskami lub zostały przekształcone w parę mocnych pokryw skrzydłowych i parę skrzydeł błonowych (skarabeusz). Istnieją także owady bezskrzydłe, np. wszy i pchły. Odwłok spełnia funkcję reprodukcyjną. Owady są rozdzielnopłciowe, bardzo często różniące się od siebie pod względem morfologicznym. Są w większości jajorodne. Żywią się wszystkim - nektar, liście, łodygi i korzenie, wszelkie rodzaje owoców, zboże i ziarna, żywe, świeże i rozkładające się mięso, drewno, papier, tekstylia, krew. Większość owadów to wyspecjalizowani roślinożercy. Znaczenie: utrzymywanie równowagi ekologicznej, poprzez żywienie się odchodami, czy zapylanie kwiatów, pewne gatunki owadów wychwytują substancje pożyteczne dla człowieka, produkcja barwników.

Skorupiaki - Crustacea

Skorupiaki można z łatwością odróżnić od innych stawonogów gdyż mają pary czułków, 3 pary przysadek gębowych(tzn. przekształcone w odnóża żuwaczki, szczęki) i ciało najczęściej podzielone na głowę, tułów i odwłok. Odnóża umieszczone są na każdym segmencie ciała, niektóre ulegają przekształceniu lub redukcji. Odnóża głowowe tworzą 2 pary czułków (narządy dotyku i smaku), para żuwaczek i dwie pary szczęk. Odnóża odwłokowe występują wyłącznie u pancerzowców i pełnić mogą być także przystosowane do noszenia jaj i młodych lub do poruszania się w wodzie. Odnóża tułowiowe pełnią funkcje lokomocyjne, u niektórych gatunków nawet 5 par odnóży tułowia pełnić może rolę narządów gębowych zwanych szczękonóżami. U niektórych wstępuje głowotułów. Najmniejsze gatunki nie przekraczają 1mm długości, najwięksi przedstawiciele dochodzą do ok. 80 cm długości. Niektóre skorupiaki mają ciało pokryte chitynowym pancerzem i dlatego często nie widać segmentowanego ciała. Pancerz w zależności od gatunku może być miękki i delikatny lub też gruby czasem nasycony solami wapnia i bardzo twardy. W większości są to zwierzęta wodne. Niektóre gatunki występują zarówno w toni wodnej jak też przy dnie część z nich prowadzi także pasożytniczy tryb życia. Oddychają przy pomocy skrzeli, formy lądowe mają narządy zbliżone budową do tchawek. Liczne skorupiaki oddychają całą powierzchnią ciała, np. wioślarki, widłonogi. Skorupiaki żywią się szczątkami organicznymi i glonami, stanowią także pokarm licznych zwierząt. Są rozdzielnopłciowe, w rozwoju występuje larwa zwana pływikiem, u niektórych - żywikiem.

MIĘCZAKI - MOLLUSCA

Najliczniejsza grupa po stawonogach. Liczbę żyjących gatunków szacuje się na ok. 130 tys. gatunków. Wiele mięczaków posiada szkielet zewnętrzny. Większość z nich wytwarza muszlę zbudowaną z substancji organicznej: konchioliny i związków wapnia. Muszla pełni rolę ochronną, jest miejscem przyczepu mięśni, w tym również mięśni służących do poruszania się. Żyją w morzach, wodach słodkich oraz na lądzie. Ślimaki, głowonogi,małże i inne. Wielkość : od poniżej 1 mm (niektóre ślimaki) po przeszło 21 m (głębinowe głowonogi). Należą tu zwierzęta o układzie krwionośnym typu otwartego, ciele okrytym grzbietowo, charakterystycznym płatem skórnomięśniowym, zwanym płaszczem. Płaszcz ma zdolność wytwarzania struktur mienralnoorganicznych (głównie z węglanu wapnia w obrębie matrycy z białkowej konchioliny). Obok płaszcza drugą i ostatnią wspólną i unikalną cechą wszystkich mięczaków jest leżąca w gardzieli tarka (zanikła u małży, a zredukowana u niektórych ślimaków), zbudowana z szeregu rytmicznie powtarzanych, poprzecznych szeregów zębów opatrzonych guzkami, służąca do pobierania i rozdrabniania pokarmu. Wyróżnia się 2 podtypy mięczaki: pierwotniejsze obunerwce, oraz bardziej zróżnicowane muszlowce ze ślimakami, głowonogami, małżami o łódkonogami.

SYSTEM WCZESNEGO OSRZEGANIA PRZED ZANIECZYSZCZENIAMI WÓD UJMOWANYCH OPARTY O MAŁŻE - SYSTEM SYMBIO

Pojawienie się w wodzie substancji zanieczyszczającej wywołuje reakcję stresową, przejawiającą się zamknięciem muszli. Zmiany stopnia otwarcia skorupek muszli rejestrowane są przez czujniki zainstalowane na muszlach i sondy hallotronowe doprowadzone do posterunku. Do układu SYMBIO wykorzystywanych jest jednorazowo 8 osobników, które umieszczone są w systemie na okres 3 miesięcy. Po upływie tego czasu osobniki w układzie zostają wymieniane na inne, a poprzednio wykorzystywane wracają do środowiska naturalnego.

KLASYFIKACJA POSPOLITYCH ZWIERZĄT GLEBOWYCH

-Mikrofauna: nicienie - miliony, pierwotniaki

-Mezofauna: mikrostawonogi, takie jak skoczogonki, stonogowate i wazonkowce (zwierzęta o średnicy o,2-2m) oraz roztocza, larwy drobnych muchówek - tysiące.

-Makrofauna : krety, susły, chomiki, świstaki. Rozdrabniają materiał glebowy i przenoszą go nieraz na znaczne głębokości, jednocześnie spulchniają i drążą glebę (naturalny drenaż). Dżdżownice - w przeciętnej glebie łąkowej 150 na m² w całym profilu gleby. Makrostawonogi (o średnicy ciał powyżej 2mm): pająki, mrówki. Większość chrząszczy i larw różnych owadów jest podobna i sięga kilkuset na m². Żywią się rozkładającymi się szczątkami organicznymi, bakteriami, grzybami. Mieszają resztki roślin z mineralną częścią gleby. Wpływają na skład mikrofauny glebowej.

Znacznie makro i mezofauny

Rola zwierząt polega na rozdrabnianiu substratu, dzięki któremu następuje zwiększenie powierzchni detrytusu i tempa rozkładu. Mezo i makrofauna odżywiając się głównie martwymi szczątkami roślin i zwierząt, grzybami, glonami lub mniejszymi od siebie zwierzętami spełnia istotną rolę regulatora składu chemicznego i struktury materii organicznej i jej rozkładu. Zwierzęta przyspieszają rozkład materii organicznej. Oprócz dżdżownic, uznanymi humifikatorami są larwy muchówek, skoczogonki, wazonkowce, mechowce, dwuparce, stonogi. Ruchliwe bezkręgowce stanowią środek transportu dla mikroorganizmów aktywnie poszukujących nowych źródeł pokarmu. Zarówno formy przetrwalnikowe bakterii i spory grzybów, jaki i formy wegetatywne są rozprzestrzeniane przez zwierzęta jako niestrawione resztki pokarmu oraz jako pasażerowie na gapę na powierzchni ciała.

EKOLOGIA

Ekologia - nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem współzależności i oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem.

Biosfera- strefa zamieszkana przez organizmy żywe, obejmuje powierzchnią i górną warstwę skorupy ziemskiej, dolną część atmosfery i całą hydrosferę.

Biom - część biosfery, obejmuje duże obszary lądów, pokryta zbiorem ekosystemów powiązanych zależnościami, np. tajga, pustynia, lasy tropikalne.

Ekosystem - największa jednostka funkcjonalna biosfery. Biotop + Biocenoza. Układ ekologiczny utworzony przez bytujące ze sobą rośliny, zw., mikroorganizmy (biocenoza) wraz z siedliskiem zmodyfikowanym ich działalnością (biotop), w którym wszystkie części składowe są ze sobą powiązane zależnościami i warunkują się wzajemnie. Rzeka, las, pole, rafa koralowa. Stanowi funkcjonalną całość, zachodzi w niej stała wymiana materii między, biocenozą i biotopem. Prawidłowe funkcjonowaniu elementów jest możliwe w stanie wzajemnej, dynamicznej równowagi (homeostazy).

Ekoton - strefa przejścia między 2 ekosystemami. Charakteryzuje je zwiększone bogactwo do sąsiadujących ekosystemów, co jest rezultatem nakładania się gatunków charakterystycznych dla obu ekosystemów oraz strefy ekotonowej.

Biocenoza = zoocenoza + fitocenoza + mikroorganizmy. Zespół organizmów roślinnych, zwierzęcych mikroorganizmów oddziałujących na siebie, związanych z biotopem, wykazujących charakterystyczną strukturę i funkcjonalne powiązania oraz zdolności do adaptacji i utrzymania równowagi.

Charakteryzuje ją:

• biomasa

• produktywność

• uporządkowana struktura: przestrzenna, gatunkowa, troficzna (pokarmową, łańcuch pokarmowy)

Biotop - czynniki nieożywione (abiotyczne) środowiska inaczej siedlisko, w którym występuje charakterystyczny zespół czynników ekologicznych (rzeźba terenu, klimat, temp., ciśnienie, wilgotność, rodzaj gleby) wpływających pośrednio i bezpośrednio na organizmy.

Środowisko - ogół elementów biotycznych i abiotycznych potrzebnych do życia dla określonych organizmów, naturalnych i związanych z antropopresją wyst. na danym obszarze.

Siedlisko - obszar występowania jednej lub kilku populacji wzajemnie na siebie oddziałujących.

Nisza ekologiczna - przestrzeń fizyczna, zawierająca całkowity zakres warunków, w których organizm (osobnik) konkretnego gatunku w danym czasie może się pomyślnie rozwijać i pełnić w tej przestrzeni funkcje, pozycja i funkcja gatunku w określonym siedlisku - jego powiązania z innymi gatunkami. Obejmuje czynniki (światło, pokarm, miejsce), o który gatunek konkuruje z innymi w biocenozie.

Rodzaje:

• przestrzenna (siedlisko, wyst. Danego org.)

• troficzna (pokarm, zaspokajanie potrzeb)

• fizjologiczno - przystosowawcza (czynniki, oddziaływania)

Mogą być sąsiadujące, rozdzielne, zachodzące na siebie.

Areał - fragment niszy, zajmowany i broniony przez zwierzę, gdzie spełnia swe czynności życiowe.

Populacja - grupa osobników tego samego gatunku (czyli o podobnej budowie, trybie życia, mogących się krzyżować → płodne potomstwa. Stan populacji mierzy się parametrami. Cechy charakterystyczne populacji:

a) struktura przestrzenna - rozmieszczenie osobników populacji na danym terenie (terytorializm)

równomierne losowe grupowe równomierno - losowo -

grupowe grupowe

b) liczebność - liczba osobników pop.

c) zagęszczenie - liczba osob. Przypadających na określoną jednostkę powierzchni lub obj., na zagęszczenie mają wpływ: imigracje, emigracje, rozrodczość, płodność, śmiertelność

Krzywe przeżywania - młoda śmiertelność (ryby), równomierna śmiertelność (jaszczurki), młode osobniki żyją, starsze umierają (człowiek)

d) struktura płciowa i wiekowa

Istnieją populacje rozwijające się, ustabilizowane i wymierające.

INTERAKCJE MIEDZY POPULACJAMI

Mogą Być:

-pozytywne np. symbioza

-negatywne np. pasożytnictwo

-neutralne (NEUTRALIZM), np. bocian i sikorka

Negatywne:

Konkurencja- gdy dwie populacje różnych gatunków starają się pozyskać te same zasoby środowiska, prowadzi do zróżnicowania specjalizacji, wyparcia luz zmiany niszy ekologicznej

Drapieżnictwo- zjawisko odżywiania się zwierząt poprzez zabijanie i pożeranie innych zwierząt. Drapieżca jest konsumentem drugiego rzędu w ekosystemie. Do drapieżców nie zalicza się pasożytów.

Pasożytnictwo- interakcja, w której osobniki jednego gatunku zwane pasożytami żyją stale lub czasowo kosztem osobników drugiego gatunku, czyli gospodarza. Czerpią one korzyści szkodząc lub nawet powodując śmierć gospodarza.

Amensalizm - straty ponosi jeden z partnerów, natomiast drugi nie ponosi strat ani nie osiąga korzyści.

Pozytywne:

Protokooperacja- symbioza nieobligatoryjna-obaj partnerzy odnoszą korzyści

Mutualizm- symbioza obligatoryjna-obaj partnerzy odnoszą korzyści ,a ich współwystępowanie jest konieczne.

Komensalizm-jeden z partnerów odnosi korzyści, a drugi nie odnosi ani korzyści ani strat.

W ekosystemie panuje równowaga przyrodnicza, gdzie dopływ substancji organicznych oraz biosynteza skomplikowanych związków równoważy się w określonym czasie jakościowo i ilościowo z ich rozkładem.

Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową (poziomy troficzne):

• Środowisko abiotyczne-materia nieożywiona w środowisku

• Producenci- wszystkie organizmy samożywne, w których odżywianie polega na tworzeniu substancji organicznej ze związków nieorganicznych

• Konsumenci- wszystkie organizmy zwierzęce, które nie mają zdolności do wiązania energii w procesach fotosyntezy i chemosyntezy

• Reducenci (destruenci)-wszystkie drobnoustroje cudożywne z wyjątkiem mikroorganizmów zdolnych do fotosyntezy i chemosyntezy prowadzące rozkład związków organicznych przekształcając je w połączenia nieorganiczne, które mogą być wykorzystywane przez producentów. Są to bakterie i grzyby powodujące rozkład materii organicznej.

Jeśli zabraknie tylko jednej grupy organizmów zostanie zniszczona równowaga przyrodnicza i nastąpi śmierć organizmów i pozostałych dwóch grup. W środowisku naturalnym gdzie nie ma ingerencji człowieka ekosystem zawsze występuje w równowadze. Zachowanie jej może nastąpić w wyniku szkodliwej ingerencji człowieka polegającej na wprowadzeniu do przyrody zanieczyszczeń w wyniku działalności gospodarczej i bytowej ludzi.

Charakterystyka biocenoz:

1. Wskaźniki biocenotyczne:

• Liczebność , abundacja (liczebność, obfitość, liczba organizmów przypadająca na jednostkę powierzchni)

• Dominacja- abundacja relatywna( stosunek liczby osobników danego gatunku do liczby wszystkich osobników określonej grupy systematycznej)

• Stałość występowania lub frekwencja

• Struktura troficzne

• Struktura gatunkowa

2. Struktura przestrzenna biocenoz:

• Struktura pozioma w ekosystemach wodnych (litoral, pelagial, bentos)

• Mozaikowość wynikająca z niejednorodności środowiska w obrębie danej

• 
  Warstwowość ( w układzie pionowym- inaczej piętrowość)

3. Produkcja pierwotna: Intensywność syntezy materii organicznej przez autotrofy, czyli szybkość gromadzenia energii promieniowania słonecznego w postaci energii chemicznej w materii organicznej.

4. Produkcja wtórna: Szybkość magazynowania energii w tkankach heterotrofów.

Łańcuch pokarmowy- ułożony liniowo szereg zjadanych i zjadających roślin i zwierząt.

Sieć pokarmowa- zazębiające się na siebie łańcuchy pokarmowe.

Energia przepływa wzdłuż łańcucha ulegając stopniowej degradacji. Obieg jednokierunkowy.

Obieg materii - obieg zamknięty.

Czynniki determinujące funkcje życiowe organizmów:

- źródła energii i materii (światło, pierwiastki biogenne, pokarm, woda)

-warunki fizyczne i chemiczne podłoża (skład hydrosfery, atmosfery, temperatura, ciśnienie, grawitacja itp.)

Prawo minimum Liebiega:

W zmiennych warunkach środowiskowych czynnikiem ograniczającym jest ten,który jest dostępny w najbardziej ograniczonej ilości w stosunku do potrzeb organizmu.

Prawo Tolerancji:

Niekorzystny dla organizmu jest zarówno niedobór jak i nadmiar jakiegoś czynnika.

Reguły Shelforda:

I - tolerancja organizmu w stosunku do jednego czynnika zmienia się w zależności od sumy czynników działających w tym samym czasie.

II - organizm może mieć szeroki zakres w stosunku do jednego czynnika i wąski do drugiego

III - organizmy o szerokim zakresie tolerancji są w przyrodzie najbardziej rozpowszechniona

IV - jeżeli warunki środowiska dla danego organizmu nie są optymalne ze względu na jeden czynnik to jego zakres tolerancji może ulec zawężeniu wobec innych czynników.

Organizmy charakteryzujące się własnym, optymalnym zakresem warunków egzystencji, zwanym strefą tolerancji ekologicznej. Tolerancja ekologiczna osobników danego gatunku jest wyrazem jego plastyczności ekologicznej i zarazem określa jego możliwości przystosowawcze.

Eurybionty- tolerują szeroki zakres czynników środowiskowych

Stenobionty- tolerują wąski zakres czynników środowiskowych

Organizmy eurytypowe są geograficznie najszerzej rozmieszczone. Jednocześnie organizmy eurytypowe w stosunku do jednego z czynników środowiskowych mogą być stenotopowe w stosunku do innych.

Zawężenie zakresu tolerancji jednego z czynników mogą powodować zmianę granic tolerancji innych czynników.

Granice tolerancji mogą być odmienne w przypadku różnych funkcji ekologicznych lub fizjologicznych organizmu (na ogół są one węższe dla organizmów w czasie rozrodu).

Gatunki przystosowujące się do lokalnych warunków siedliskowych, tworzą ekotypy, genetyczne odmiany w obrębie gatunku.

Czynniki ograniczające rozwój:

• Makroelementy- pierwiastki lub związki chemiczne niezbędne do egzystencji organizmów o występujące we względnie dużej ilości no azot, fosfor, potas, wapń, magnez, siarka oraz sole tych pierwiastków.

• Mikroelementy- niezbędne do życia organizmów pierwiastki występujące w niewielkich ilościach, są one katalizatorami procesów życiowych, a ich brak może powodować stany patologiczne np. żelazo, chlor, wanad, mangan, kobalt, bor, miedź, cynk, molibden, krzem, sód, jod.

• Temperatura- warunkuje procesy życiowe organizmów, a także ich rozmieszczanie przestrzenne. Temperatura zbyt wysoka czy też zbyt niska zakłóca procesy asymilacji oddychania i transpiracji u roślin.

• Woda- (hydrobiony- organizmy występujące w wodzie, Helobionty- zasiedlające strefę graniczną wody i lądu, Higrofile-przystosowane do wysokiej wilgotności, Kserofile-gatunki bytujące w warunkach suszy)

• Energia świetlna- niezbędna do egzystencji żywych organizmów, jest czynnikiem silnie ograniczającym. Światło wpływa bezpośrednio na płeć, aktywność, rytm dobowy, rozmnażanie się ,procesy fizjologiczne, na zachowanie

• Ciśnienie

• Wiatr

• Pożary

Zasady ekosystemowe:

- zasada jedności biotopu i biocenozy- procesy zachodzące w każdej z głównych składowych ekosystemu są integralne i traktowanie biocenozy i biotopu jako układów samodzielnych oderwanych jest niepoprawne.

- zasada organizacji biocenozy- wszystkie gatunki w biocenozie są wzajemnie uzależnione. Oprócz konkurencji o pokarm istnieje szereg skomplikowanych zależności jak symbioza, komensalizm, pasożytnictwo czy drapieżnictwo. Przez takie zależności następuje scalenie biocenozy, stabilizacja elementów składowych, kompensacja liczebności gatunkowej i osobniczej.

- zasada autonomii ekosystemu- wzajemne powiązania wszystkich elementów realizujących obieg materii oraz stosunki wewnętrzne decydują o autonomii ekosystemu.

- zasada równowagi ekologicznej- możliwości samoregulacyjne ekosystemu zapewniają jego trwanie w czasie, stabilność składu gatunkowego, liczebności osobniczej, biomasy całkowitej i cykli obiegu materii, tworzenie mikroklimatu.

-zasada sukcesji ekologicznej; sukcesja ekologiczna- jest to nieperiodyczny, kierunkowy i uporządkowany proces zmian jakim podlega biocenoza i ekosystem. Sukcesyjne zmiany w układzie stosunków klimatycznych, które przekształcają bezpośrednio i pośrednio biocenozę wraz z biotopem.

Wyróżnia się sukcesję ekologiczną pierwotną (na obszarze pozbawionym jakichkolwiek organizmów w środowisku abiotycznym) i wtórną.

Stadia sukcesji:

1 - obnażenie lub pokrycie, w rezultacie którego powstaje obszar abiotyczny;

2 - imigracja

3 - kolonizacja czyli przystosowanie się do dostępnego w środowisku pokarmu i wydanie potomstwa

4 - współzawodnictwo

5 - stabilizacja- stosunki dominacji indywidualnej i zespołowej stabilizują się. Zachodzi samo odnawianie się zespołów. Dochodzi do tego gdy wartość produkcji wyrównuje się z wartością respiracji. Stadium to charakteryzuje się trwałością w czasie, równowagą dynamiczną między biotycznymi i abiotycznymi czynnikami oraz dużą złożonością i mozaikową strukturą składowych biotycznych. Produkcja i import elementów równoważone są przez konsumpcję i eksport.

Sukcesja wtórna- zachodzi na obszarze, na którym poprzednio rozwijała się inna biocenoza, ale została zniszczona, przynajmniej częściowo lub z różnych powodów już nie istnieje.

Cykle biochemiczne:

Azot, N₂ :

1. Pobieranie amoniaku lub azotanów przez organizmy.

2. Uwalnianie amoniaku dzięki rozkładowi

3. Mikrobiologiczne utlenianie amoniaku (warunki tlenowe)

4. Mikrobiologiczne utlenianie amoniaku (warunki tlenowe)

5. Denitryfikacja (oddychanie azotanowe) przez mikroorganizmy w warunkach beztlenowych (azotany zamiast tlenu są końcowym akceptorem elektronów podczas rozkładu materii organicznej)

6. Wiązanie azotu

7. Odpływ azotanów z gleby

N₂ N₂O 5

6 NO

NH₃

1 NO₃ 7

4

Wycinek

NO₂

NH₄

Wiązanie azotu atmosferycznego

Tylko organizmy zaliczane do Procaryota są zdolne do wykorzystania azotu z atmosfery i wiązania azotu cząsteczkowego.

Jako organizmy żyjące samodzielnie lub w symbiozie z roślinami wyższymi przeprowadzają one reakcje wbudowania N₂ do związków organicznych, które bezpośrednio lub poprzez substancje roślinne trafiają do zapasów białka w glebie.

Wiązanie azotu jest procesem reduktywnym:

Za rozwój brodawek komórkowych odpowiedzialne są bakterie Rhizolbium (wolnożyjące, tlenowe pałeczki) oraz Bradyrhizobium japoniciu.

Azorhizobium caulinodans (brodawki łodygowe), komórka roślinna dostarcza bakteriom kwasy C4- di karboksylowe, jak np. malonioan, bursztynian czy fumaran.

Niektóre rośliny nie należące do motylkowych mogą wytwarzać brodawki korzeniowe. Najczęściej jest to w wyniku symbiozy z promieniowcami.

Sinice symbiotyczne- Anabaena ( u paprotki wodnej Azolla).

Etapy:

- wnikanie bakterii z gleby do młodych włosków korzeniowych;

- wytwarzanie nici zależnej otoczonej komórkami korzenia;

- wytworzenie brodawek, przekształcenie się komórek bakterii w bakteroidy o objętości 10 krotnie większej niż ryzobium.

Do wiązania azotu niezbędna jest obecność molibdenu i niklu.

Pierwszy jest składnikiem enzymu (nitrogenezy), a drugi składnikiem hydrogenazy.

Nitryfikacja

NH₄⁺ => HO-NH₂ => ½ HO-N-N-OH => HO-N=O (kwas azotowy)

NO-N=O => HO-N(OH)₂ => HO-NO₂

Denitryfikacja

NO₃ => NO₂ => NO

(asymilacyjna redukcja azotanu)

NH₂OH => NH₃

Dysymilacyjna redukcja azotanu

N₂O => N₂

Materia organiczna

Plankton

Psammon

Pelagial

Bentos

Litoral

---