EKOLOGIA

1. Podstawowe pojęcia

1. osobnik - pojedynczy przedstawiciel danego gatunku, zdolny do samodzielnego życia w środowisku

2. populacja - grupa osobników jednego gatunku, zamieszkująca dany teren w określonym czasie, wzajemnie wpływających na siebie i mogących się krzyżować oraz wydawać potomstwo

3. gatunek - jednostka biologiczna dysponująca wspólną pulą genową

4. biocenoza - ogół populacji żyjących na danym terenie

5. biotop - nieożywione cechy danego terenu (np. woda, podłoże, powietrze)

6. ekosystem - jednostka ekologiczna, która obejmuje biocenozę i biotop

7. ekoton - granica między różnymi ekosystemami, nie jest linią ciągłą, lecz pasem o różnej szerokości, cechuje się dużą różnorodnością gatunkową (osobniki należące do obu ekosystemów oraz osobniki typowe dla ekotonu) np. zadrzewienia śródpolne

8. biom - duża jednostka ekologiczna, która obejmuje całe zespoły ekosystemów określonego obszaru biologicznego (np. tundra, sawanna, wilgotny las równikowy)

9. biosfera - żywa powłoka Ziemi

2. Wpływ różnych czynników abiotycznych na organizmy żywe

1. temperatura

• gatunki eurytermiczne

• gatunki stenotermiczne

2. zasolenie

• gatunki euryhalinowe

• gatunki stenohalinowe

3. światło

• heliofity

• skiofity

4. woda

• hydrofity

• helofity

• higrofity

• mezofity

• kserofity

Oddziaływanie kilku czynników na organizm to synergizm.

3. Prawa dotyczące oddziaływania czynników na organizmy

1. prawo minimum Liebiga:

Każdy czynnik, który jest w minimum, działa ograniczająco na dany organizm.

2. zasada tolerancji Shelforda

Zarówno nadmiar jak i niedobór danego czynnika jest szkodliwy.

4. Ze względu na tolerancję dla powyższych czynników organizmy dzielimy na:

1. eurobionty

2. stenobiony

5. Parametry grupowe populacji

1. struktura przestrzenna populacji

• powierzchnia

• terytorium osobnicze - powierzchnia zajmowana przez danego osobnika

• areał - powierzchnia zajmowana przez daną populacja, jest sumą rewirów

• zasięg - powierzchnia zajmowana przez dany gatunek, jest sumą areałów

• rozmieszczenie

• skupiskowe

• występuje najczęściej, zwłaszcza w dojrzałych ekosystemach

• osobniki łączą się w grupy, kolonie i stada

• zalety

• ułatwia wyszukiwanie pokarmu i opiekę nad potomstwem

• wzajemne ostrzeganie przed niebezpieczeństwem

• solidarna obrona

• zwiększa rozrodczość

• wady

• konkurencja o wodę (m.in. u roślin), przestrzeń życiową, światło, pokarm

• duże zagęszczenie jest stresujące

• małe zagęszczenie utrudnia np. wyszukiwanie pokarmu, znalezienie partnera płciowego, zwiększa śmiertelność

• przykłady:

• renifery

• antylopy gnu

• szpaki

• ławice ryb np. śledzi, dorszy

• owady społeczne

• koralowce

• losowe

• występuje rzadko

• osobniki rozmieszczone losowo i nieregularnie

• przykłady:

• bezkręgowce, które przypadkowo znajdują swojego żywiciela

• młode pająki, których wędrówka zależy od siły i kierunku wiatru

• chitony, których rozlokowanie w strefie przybrzeżnej zależy od ukształtowania powierzchni

• równomierne

• występuje najrzadziej, zwłaszcza w siedliskach jednorodnych, tam gdzie duża jest konkurencja, wśród zwierząt cechujących się silnym terytorializmem i w biocenozach sztucznych

• osobniki występują w mniej więcej równej odległości

• przykłady:

• kaktusy, które ostro konkurują o wodę

• ryby zamieszkujące rafę koralową o silnym terytorializmie

• sady, będące wynikiem działań człowieka

Niezależnie od rozmieszczenia, prawidłowa jest zasada Allego:

Zarówno przegęszczenie jak i niedogęszczenie populacji mogą działać na populację ograniczająco.

2. stosunki liczbowe

• liczebność - liczba osobników, tworzących daną populację, której wartość nigdy nie jest stała i waha się między dolną a górną granicą wielkości populacji (oscylacje liczebności); wady:

• trudno policzyć niektóre gatunki np. mrówki

• nie pozwala określić roli danego gatunku w danym ekosystemie np. znając liczbę mrówek, nie wiemy jakiego obszaru ona dotyczy

• zagęszczenie - liczba osobników, tworzących daną populacją, przypadająca na jednostkę powierzchni; główne zasady:

zagęszczenie osobników dużych < zagęszczenie osobników małych

zagęszczenie roślin > zagęszczenie roślinożerców > zagęszczenie drapieżników

3. mechanizmy regulacji liczebności

• rozrodczość - liczba młodych osobników urodzonych w jednostce czasu; zależy od:

• maksymalnej rozrodczości populacji - teoretyczna zdolność do wydawania potomstwa

• oporu środowiska - ogół czynników biotycznych i abiotycznych ograniczających tempo rozrodu np. niedobór wody, obecność drapieżników

rozrodczość rzeczywista (ekologiczna) = rozrodczość maksymalna - opór środowiska

• śmiertelność - liczba osobników ginących w jednostce czasu; zależy od:

• minimalnej śmiertelności populacji - teoretyczna zdolność do zgonów ze starości

• oporu środowiska - ogół czynników biotycznych i abiotycznych skracających życie osobników

śmiertelność rzeczywista (ekologiczna) = śmiertelność minimalna + opór środowiska

• migracje - polegają na wywędrowaniu osobników poza areał (emigracja) lub przybywaniu osobników z innych populacji (imigracja)

4. krzywe

• przeżywania

• krzywa wypukła - śmiertelność głównie wśród osobników starych np. słoń, małpy naczelne

• krzywa wklęsła - śmiertelność głównie wśród osobników młodych np. płazińce, ryby, płazy

• krzywa esowata - śmiertelność głównie wśród osobników młodych i starych np. pszczoły, mrówki, ssaki kopytne

• krzywa schodkowata - śmiertelność zmienia się w kolejnych stadiach życiowych np. owady z przeobrażeniem zupełnym (śmiertelność wysoka w stadium jaja, podczas linień i wśród krótko żyjących osobników dorosłych, śmiertelność niska w stadium młodocianych gąsienic i poczwarek)

• krzywa jednostajnie nachylona - brak zależności śmiertelności od wieku

• wzrostu populacji - obrazuje przyrost naturalny dla populacji zasiedlającej dany teren:

• początkowo gwałtowny wzrost liczebności populacji

• z czasem wzrost liczebności populacji maleje na skutek oporu środowiska

• w pewnym momencie ustala się stan dynamicznej równowagi liczebności - populacja stabilizuje się

• wyjątkiem jest populacja ludności gdzie od połowy XVIII wieku nastąpiła eksplozja demograficzna w wyniku postępu medycyny i nauk technicznych, co obniżyło śmiertelność - trwa do dziś

przyrost naturalny = (rozrodczość ekologiczna + imigracja) -

(śmiertelność ekologiczna + emigracja)

5. struktura wiekowa i płciowa

• piramidy wieku przedstawiają udział poszczególnych grup wiekowych w ogólnej liczbie osobników danej populacji:

• populacja rozwijająca się A

• populacja ustabilizowana B

• populacja wymierająca C

• struktura płci przedstawia udział poszczególnych płci w ogólnej liczbie osobników danej populacji

6. Oddziaływania międzypopulacyjne

	NAZWA	KORZYŚCI	NA CZYM POLEGA
ANTAGONISTYCZNE	drapieżnictwo	populacja A + populacja B -	osobniki jednego gatunku odżywiają się osobnikami drugiego gatunku
	pasożytnictwo	populacja A + populacja B -	jeden organizm (pasożyt) wykorzystuje inny organizm (żywiciel) i czerpie z niego korzyści
	konkurencja	populacja A - populacja B -	osobniki różnych populacji ubiegają się o ten sam atrybut środowiskowy (więc ich nisze ekologiczne częściowo się pokrywają) np. o światło, wodę, składniki mineralne, pokarm, miejsce
	allelopatia	populacja A + populacja B -	jedna populacja wytwarza substancję szkodliwą dla konkurującej populacji
	amensalizm	populacja A 0 populacja B -	czynności życiowej jednej populacji szkodzą drugiej
PROTEKCJONISTYCZNE	komensalizm	populacja A + populacja B 0	związek jednej populacji z drugą jest korzystny tylko dla jednej populacji, zaś dla drugiej jest on obojętny
	protokooperacja	populacja A + populacja B +	związek jednej populacji z drugą jest korzystny, ale obie populacje potrafią bez siebie żyć
	mutualizm	populacja A + populacja B +	związek jednej populacji z drugą jest korzystny, ale obie populacje nie potrafią bez siebie żyć
NEUTRALNE	neutralizm	populacja A 0 populacja B 0	brak oddziaływań między gatunkami zasiedlających wspólny obszar

7. Rodzaje łańcuchów pokarmowych:

1. spasania

2. detrytusowy

3. pasożytów

Mała dostępność energii dla kolejnych poziomów troficznych powoduje, że liczba ogniw w łańcuchu pokarmowym jest zwykle ograniczona do czterech lub pięciu, dlatego powstają troficzne zależności pokarmowe (jeden gatunek może należeć do kilku poziomów troficznych).

8. Sukcesja ekologiczna to ewolucja ekosystemów. Polega na następujących po sobie ukierunkowanych przemianach ewolucyjnych.

Rodzaje sukcesji:

1. sukcesja pierwotna

2. sukcesja wtórna

9. Etapy sukcesji:

• stadium pionierskie

• kolejne stadia seralne

• klimaks

szeroki zakres tolerancji cieplnej

wąski zakres tolerancji cieplnej

szeroki zakres tolerancji na zasolenie

wąski zakres tolerancji na zasolenie

inaczej światłolubne

inaczej cieniolubne

preferują siedliska wodne

preferują siedliska bagienne (korzeń w wodzie, reszta nad wodą)

preferują siedliska wilgotne

preferują siedliska umiarkowane

preferują siedliska suche

szeroki zakres tolerancji; gatunek charakteryzujący się szerokim zakresem tolerancji i występujący praktycznie na całym świecie to kosmopolita

wąski zakres tolerancji; niektóre z nich mogą być gatunkami wskaźnikowymi (bioindykatorami)

inaczej rewir

rozkład przestrzenny

inaczej łańcuch biofagów; pierwszym ogniwem są producenci np. porosty → renifery → wilki

inaczej łańcuch saprofagów; pierwszym ogniwem jest martwa materia np. martwa materia organiczna → dżdżownica → kret → lis

organizmy pasożytnicze mogą stanowić kilka kolejnych ogniw łańcucha np. pies → pchła

zachodzi na terenie wcześniej niezajętym żadną biocenozą

zachodzi na terenie wcześniej zajętym przez biocenozę, która została zniszczona (np. ugory, pożarzyska)

inaczej stadium inicjalne

ostateczna postać ekosystemu

1

6

---