Mackenzie A., Ball A.S Virdee S.R. 2000 ekologia. krótkie wykłady PWN SA WAWA

Begon M. mortimer M Thompson D.J.1999 Ekologia populacji

Wykaz lektury i zagadnien

Domena ekologii. wyjątkowość zjawiska życia we wszechświecie. czynniki ograniczjące.

czym jest ekologia

często słyszy się o gospodarstwach ekologicznych rolnictwie ekologicznym o zywności ekologicznej papierze ekologicznym krainach ekologicznych, zagrożeniach ekologicznych , procesach ekologicznych

ekologia - część nauk biolgicznych.

środowiskiem dla organizmu jest wszystkok co znajduję się poza organizmem np. łąka na której organizm się znajduje, gleba inne organizmy roślinne i zwierzęce , grzyby bakterieitd.

las, jezioro, ocean, ziemia

teoretycznie też kosmos od układu słonecznego po galaktyki do tórej on należy.

Nasza galaktyka jest galaktyką spiralną

Słońce leży 26 tys lat świetlnych od centrum galaktyki obiega je ono w ciągu 220 milionów lat. od chwili uformowania sie ziemi dpokonało ono 20 takich okrążeń

przestrzeń kosmiczna jest prawie pusta bpo odległości między gwiazdami sa olbrzymie

księżyc - ziemia 1,3 sek

ziemia - słońce 8 minut 20 sek

natomiast odległości do innych gwiaz w drodze mlecznej są miliony razy większe .

MIkołaj Kopernik (1473-1543) ziemia nie jest centrum kosmosu należy do poanet krążących wokuł słońca- model heliocentryczny przeciwieństwo do modelu geocentrycznego.

1917 Harlow Shapley badając rozmieszczenie "gromad kulistych" doszedł do wniosku że słońce nie jest centrum wszechświata. centrum leży w sercu drogi mlecznej.

Do 1925 roku sądzono że jedyną galaktyką we wrzechświecie jest droga mleczna jednak tego roku ameryklański astronom edwin Hubble zauważył że gwiazdy należące do skupiska andromedy zbliżają się naszej galaktyki.

Galaktyki tworzą skupiska. nasza galaktyka tworzy skupisko 30 kilku galaktyk w skład którego wchodzi spiralna gal. andromedy prawdopodobnie nawet większa od naszej.

jedna z najwiekszych znanych nam gromad zawiera 40 tys gaklaktyk jest odległa od naszej o 300 mil. lat świetlnych

obecnie przez teleskkop habbla udaje się obserwować najbardziej z dotychczas znanych odległe ciała niebieskie świecące 13 miliardów lat temu. początki wszechświata 14 miliardów lat temu.

mgławice- obłoki gazu i pyłu międzygwiazdowego( gazy:wodoru,helu, tlenku węgla)

Uważa się że 80 % zawartości wszechświata stanowi ciemna materia jest zupełnie nie widoczna ale wiemy o niej dziękki sile grawitacji jaką wytwarza i działa na inne obiekty w kosmosie. otacza naszą galaktyką.

Merkury Wenus Ziemia Mars Jowisz Saturn Uran Neptun- krążą wokół słońca i wokół własnej osi(oprucz wenus który wokół osi kręci się w drugą stronę) w tym samym kierunku- razem ze słońcem powstały z jednego obłoku kręcącego się wokół swojego centrum. (zasada zachowania pędu).

Jaki wpływ ma KOSMOS na naszą planetę?

-pływy

-fale elektromagnetyczne (ultrafiolet, podczerwień, fale radiowe, mikrofale, światło widzialne,rentgenowskie, gamma)

4.10

Promieniowanie jonizujące - wszystkie rodzaje promieniowania, które wywołują jonizację ośrodka materialnego, tj. oderwanie przynajmniej jednego elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej.

Za promieniowanie elektromagnetyczne jonizujące uznaje się za promieniowanie, którego fotony mają energię większą od energii fotonów światła widzialnego.

95% szkodliwego ultrafioletu jest niedopuszczalne do powierzchni Ziemi przez warstwę ozonu w dolnej stratosferze.

Indeks UV mówi o przewidywanej dawce w ciągu półgodzinnej ekspozycji na promieniowanie słoneczne w godzinach od 10 do 15 w określonej lokalizacji geograficznej. Jego wartość wyrażana jest w skali liniowej w zakresie od 0 do 16, a dla ułatwienia używa się barw.

Silnie promieniowanie UV (wysoki wskaźnik tego indeksu) może powodowac uszkodzenia organizmu m.in. oparzenia słoneczne, zaćmę, mutacje DNA, a nawet przyczynic się do powstania raka skory.

W większości panstw prowadzony jest staly monitoring indeksu UV i podawane są na bieżąco jego wartości w TV i na stronach internetowych.

Oko ludzkie widzi tylko promieniowanie zielono-żółte zas rośliny niebiesko-czerwone.

Promieniowanie kosmiczne jest to promieniowanie korpuskularne, które składa się:

- protonów (jądra wodoru, 90% czastek),

- czastek alfa (jader helu, dwa protonu i dwa neutronow, 9%),

- elektronów (ok. 1%).

Czastki te poruszaja się z wielkimi prędkościami - bliskimi światłu. Maja wiec wielkie energie.

Te bombardujące nas jony maja energie porownywalna do energii kuli od krykieta lecące z prędkością 160km/h.

Zas czastki „wiatru słonecznego”

- wysokoenergetycznych czastek naladowanych wyrzucanych przez Słońce, leca z prędkością osiagajaca w porywach do 1500km/s.

Latając często długodystansowo narażamy się częściej na choroby nowotworowe.

Promieniowanie jonizujące wywołuje mutacje genetyczne. Zwiększona liczba mutacji może uwidocznić się defektami fizycznymi.

Meteor - świetlisty ślad na niebie, wytworzony przez rozgrzany meteroid.

Meteroid - ciało zbudowane ze skały i metalu, które porusza się po orbitach wokół SWłońca.

Meteoryt - pozostałość drobnego skalnego ciała niebieskiego

Planetoida - ciało niebieskie o małych rozmiarach obiegające Słońce, posiadające powierzchnie skalną.

Z marsjańskich meteorytów odkrytych na Ziemi można wnioskować, że rocznie na Ziemię spada m,In, ok., 1000 ton skał z Marsa.

Co 2 godziny do Ziemi dociera meteoryt o średnicy >10cm. Statystycznie na teren
Polski mogą spadać 2-3 meteoryty rocznie.

Największy znaleziony meteoryt Hoba - 60 ton.

Meteoryt ważący około 300 kg znaleziono na terenie Rezerwatu Meteoryt Morasko w Poznaniu.

Oddziaływanie środowiska kosmicznego na Ziemię:

- promieniowanie kosmiczne,

- meteoryty, zagłady, wielkie wymierania,

- zderzenia galaktyk,

- ruch obrotowy Ziemi: zjawisko dnia i nocy,
- sezony,

- kształtowanie klimatu: ilość energii docierającej ze Słońca: produkcja pierwotna, energie życia wszystkich praktycznie organizmów na Ziemi,

- zlodowacenia,

- pływy pochodzące od księżyca i Słońca,

- wyhamowanie obrotu wirowego wokół własnej osi: Księżyc.

Dzięki jakim czynnikom fizyczno życie na ziemi może trwać:

- ziemię chroni przed promieniowaniem kosmicznym pole magnetyczne, atmosfera i warstwa ozonowa,

- atmosfera zapobiega wyziębianiu planetu (efekt cieplarniany),

- atmosfera azotowo-tlenowa umożliwa oddychanie tlenem,

- dzięki wyjątkowemu położeniu, masie Ziemi ijej grawitacji, atmosfera nie ucieka w przestrzeni,

- dzięki odległości od Słońca ani za dużej, ani za małej temperatura jest optymalna i wody nie ma za dużo ani za mało.

Pole magnetyczne - pole, w którym igła kompasu wskazuje kierunek północy magnetycznej. Bowiem bieguny magnetyczne i geograficzne się nie pokrywają.

Kąt pomiędzy północnym kierunkiem południka geograficznego a północnym kierunkiem południka magnetycznego nazywamy deklinacja magnetyczną.

Pobieżne przeliczenie diagramu zmian polaryzacji w samej erze kenozoicznej - czyli w czasie ostatnich 65mln lat - daje 81 przebiegunowań (zmian o 180 stopni).

Cząstki wiatru słonecznego znalazłszy się w ziemskim polu magnetycznym, biegną ruchem spiralnym w kierunku bieguna magnetycznego południowego i północnego wywołując zorze polarne.

W obszarach pułapkowania cząstek przez pole magnetyczne Ziemi występuje znaczne promieniowanie - są to tzw. Pasy radiacyjne.

Zycie na Ziemi jest możliwe nie tylko dlatego, że jest na nim woda, ale i dlatego, że woda ma niezwykłe własności, wynikającej z jej budowy.

Gdyby nie asocjacje krępujące ruchy cieplne cząsteczek wrzenie wody zachodziłoby już w temperaturze -80 stopni Celsjusza.

Życie na naszej planecie zostało ukształtowane także pod wpływem obecności lądów (dzięki nim wyszło na nie z morza).

Efekt cieplarniany - jest konieczny dla utrzymywania życia na Ziemi. Bez tego efektu średnia temperatura jej powierzchni wynosiłaby -18 stopni Celsjusza. Tak więc znajdujemy się na wyjątkowej planecie i jest na niej związek chemiczny - woda - o wyjątkowych własnościach. Dzięki splotowi przedstawianych okoliczności rozwija się tutaj Zycie. Dwoma głównymi środowiskami życia na Ziemi są środowiska lądowe i wodne.

Gęstość symbolizuje ilość masy zawartej w jednostce objętości, czyli jak ta masa jest gęsto upakowana w tej objętości.

Gęstośc wody - 1000 kg/m3

Gęstość powietrza - 1,3kg/m3

Czyli nadając taki sam ruch jedną ręką kubkowi wodym, a drugą „kubkowi” powietrza, musimu wywrzeć na kubek z wodą 770 razy większą siłę niż na kubek z powietrzem, bo siła F=ma (m - masa, a - przyspieszenie).

Lód jest lżejszy od wody - materia w nim jest rzadziej upakowana niż w wodzie płynnej: gęstośc lodu = 917kg/m3

Ale woda jest także znacznie bardziej lepka od powietrza.

Lepkość = „lepienie się” się do siebie sąsiednich warstw.

Konsekwencja: utrudnienie ich przesuwania względem siebie.

Płynący organizm jest więc „oblepiony” sąsiednimi warstwami, a najbliższa mu tak jest przylepiona, że razem z nim płynie.

Jest to więc tarcie płynące obiektu z wodą (jeśli wystąpią dodatkowo zawirowania - turbulencja - to tarcie wielokrotnie wzrasta).

Lepkość rośnie ze spadkiem temperatury. W niskich temperaturach lepkość bardziej utrudnia Woda jest bardziej gęsta i lepka niż powietrze. To też na każdu poruszający się z daną prędkością obiekt działa znacznie większy opór niż w powietrzu. Stąd u wielu organizmów szybko pływających obserwuje się opływowy, hydrodynamiczny kształt.

Są jednak organizmy wodne wykorzystujące lepkość dla potrzeb utrzymania się przy powierzchni wody, gdzie jest najwięcej pokarmu.

Z drugiej strony w wodzie występuje siła wyporu pozwalająca nawet dużym organizmom swobodnie unosić się,nawet bez obecności pęcherza pławnego. Dzięki temu nie ma potrzeby wytwarzania tak mocnego szkieletu kostnego, dźwigającego ciężar organizmu jak u lodowatych.

Wypór występuje także w powietrzu, dzięki niemu w powietrzu mohą unosić się np. balony.

Woda jest ok. 770 razy cięższa od powietrza, wobec tego siła wyporu w wodzie jest ok. 770 razy większa niż w powietrzu.

W wodzie ciało organizmu (za wyjątkiem szkieletu) praktycznie nic nie waży.

Dlatego w wodzie znacznie większa siła wyporu bardziej reaguje na ciężar ciała. Wypór może go zrównoważyć, a nawet przewyższać, Zatem organizmy wodne mogą:

- unosić się w wodzie,

- osiągnąć większe rozmiary niż na lądzie,

- nie mieć tak „sztywnej i mocnej struktury” ciała jak lądowe.

Filtracja - popularny sposób odżywiania się organizmów wodnych.

Filtratory - organizmy odżywiające się tym sposobem.

Filtratory - zwierzęta odżywiające się drobnymi organizmami wodnymi i cząsteczkami organicznymi zawieszonymi w wodzie, po ich odsączeniu z wody. Należą do nich małże, gąbki, niektóre ślimaki i ryby planktożerne.

Odpowiednikiem filtratora na lądzie można uważać pająka rozpinającego sieci.

Przeciwieństwem filtratora jest „myśliwy”, czyli nie jako filtrator „zjadający wszystko, co spotka na drodze, ale wybierający sobie pokarm pod względem jakości i/lub wielkości” -„łowca” aktywnie polujący.

18.10

Roślina lądowa - pobiera mineralne składniki odżywcze z gleby.

W wodzie pokarm nie tylko może występować w postaci zawiesiny cząstek organicznych, ale może posiadać postać „zupy” mineralnej. Korzystają z niego glony - proste rośliny unoszące się w wodzie lub glony żyjące na dnie(wodorosty).

Gdzie takie rośliny maja korzenie?

Rośliny wodne osiągające czasem wielkie rozmiary, a nawet tworzące podmorskie lasy nie mają korzeni. Potrzebne sole mineralne, wodę i CO2 pobierają wprost z wody.

Środowisko wodne jest bardziej stabilne od lądowego - występujące w nim zmiany temperatury są znacznie mniejsze niż na lądzie. Za to nie daje ono wielu możliwości znalezienia kryjówek np. dla schowania się przed wrogiem czy dla założenia „gniazda”.

Woda ma 3100 razy większe ciepło właściwe niż powietrze.

Jeśli 1cm3 wody oziębia się o 1 stopień Celsjusza to ogrzewa o 1 stopień Celsjusza 3100 cm3 powietrza(ponad 3 litry powietrza)

Jeśli wody północnego Atlantyku okalające Europę zachodnią oziębią się o 1 stopień Celsjusza to w całej Europie temperatura wzrośnie o 10 stopni Celsjusza.

Warstwa oceanu o grubości ok. 10cm gromadzi według Van Andel'a tyle ciepła co cała atmosfera.

Woda odgrywa rolę termostatu ziemskiego. W oceanicznych wodach tropikalnych lokalnie roczne zmiany temperatury wynoszą zaledwie 2-3 stopnie. To też zapewne dlatego większośc zwierząt morskich należy do tzw. Zmiennocieplnych - temperatura ich ciał jest taka sama jak wody, w której żyją. Woda nie przepuszcza szkodliwego promieniowania ultrafioletowego.

W wodzie znacznie lepiej rozchodzą się dźwięki niż w powietrzu. Także prędkość rozchodzenia się dźwięku w wodzie jest większa 4,5 razy(1500m/s w porównaniu z 334m/s)

Mimo tego zwykle podwodny świat nazywany jest światem milczenia(słabe przystosowanie ucha ludzkiego do tego środowiska) np. w morzach słyszane są odgłosy dalekich trzęsień ziemi. Toteż pod woda można wykryć dźwięki np. wydawane przez ryby, otwieranie i zamykanie muszli. Pod odą jest „gwarno”. Ryby także doskonale słyszą - mają ucho wewnętrzne w czaszce.

Natomiast woda w porównanie z powietrzem słabo przepuszcza światło i inne zakresy fal elektromagnetycznych, np. Tatry przy dobrej pogodzie są widoczne z odległości kilkudziesięciu km. W najczystszej wodzie światło zanika już po kilkuset metrach. Światło czerwone już po 10-15m. na skutek tego organizmy fotosyntetyzujące powinny utrzymywać się tam, gdzie światła jest dostateczna ilość, czyli przy powierzchni. Na lądzie światło niewiele zmienia się z wysokością, ale jego dopływ mogą ograniczać inne rośliny rosnące wyżej(zacienianie). Stąd pojawiło się współzawodnictwo o światło i wytworzyły się drzewiaste formy roślin.

Wyróżnia się w środowisku czynniki abiotyczne i biotyczne:

Czynniki abiotyczne - to czynniki ze strony środowiska nieożywionego, czyli fizyczne i chemiczne; promieniowanie słoneczne, temperatura, wilgotność, opady itp.

Czynniki biotyczne - to czynniki wpływające na organizmy żywe poprzez obecność i aktywność innych żywych organizmów; dostępność pokarmu będącego innymi organizmami żywymi, odwrotnie: presja drapieżcy, wynikająca z jego obecnośc i aktywności w środowisku, konkurencja między i wewnątrzgatunkowa. Oddziaływania obronne przeciwko drapieżnictwu i konkurenci, mutualizm, opieka nad potomstwem, wreszcie czynniki związana z chorobami i pasożytami.

Środowisko obejmuje ogromną ilość czynników. Toteż zwykle przy opisywaniu środowiska życia organizmu(otoczenia organizmu_ w ekologii uwzględnia się jedynie te jego elementy, które decydują zachowaniu (behawiorze) organizmu, reprodukcji, przeżywalności. Są to tzwe. Czynniki ograniczające. Zazwyczaj im więcej organizmów na danej przestrzeni, czyli im gęściej, tym trudniej żyć. Czasem jest też odwrotnie: im gęściej, tym łatwiej, tym lepiej. Występują zatem tzw. „czynniki zależne od zagęszczenia”, wpływające na zachowanie się organizmów. Czynniki niezależne od zagęszczenia to czynniki abiotyczne. Czynniki ograniczające będą decydować o tym, jakie i ile organizmów będzie mogło egzystować w środowisku. Także i o tym, jak będziemy w danym środowisku się czuli, jak skuteczny będzie trening sportowy i jakie wyniki w sporcie będziemy osiągali(ważny więc dobór lokalizacji Uczelni !)

Na przykład, na kolejnych zdjęciach pokazane są zupełnie inne formy i zespoły organizmów zależnie od kilku takich czynników.

Człowiek podlega tym samym ograniczeniom ze strony czynników środowiska co inne organizmy, ale potrafił częściowo uniezależnić się od tych uwarunkowań.

Czynnikami ograniczającymi mogą być: woda, światło, temperatura i rodzaj podłoża, miejsce(drzewo, skała na założenie gniazda). Czynniki te(potem nazwiemy je czynnikami związanymi z biotopem - nieożywioną częścią ekosystemu) stanowią część „być albo nie być” organizmów, o tym, jakie to są organizmu i ile ich jest, jakie mają przystosowania.

Czynniki te nie tylko wpływały na występowanie i ilość(„liczebność”) organizmów, ale i na ich sposób życia(behawior) - np. polegający na budowie gniazd na klifach lub w koronach drzew. Występowały tu także czynniki ze strony innych organizmów. Mogą to być sygnały dawane przez inne organizmy. Np. takim sygnałem może być ubarwienie zwierzęcia.

Rozważmy także w szególnośc niezwykłe zachowanie się kóz w okolicach marokańskiego miasta Agadir. Czynnikiem wyzwalającym to zachowanie jest dostępność pokarmu(roślin) dla tych kóz na poziomie gruntu. Drzewa, na których te kozy siedzą, to drzewa drganiowe, rosnące tylko w tamtych okolicach. Charakteryzują się wyjątkową wytrzymałością na susze, bardzo twardym drewnem, osiągają kilka metrów wysokości a z pestek ich żółtych, przypominających oliwkę owoców wyrabiany jest olej drganiowy(używany m.in. dla celów kulinarnych i w kosmetyce) - „marokańskie złoto”.

Nazwę „ekologia” wprowadził niemiecki uczony Ernst Haeckel w 1869 roku. Słowo „ekologia” pochodzi od greckiego „oikos” oznaczającego dom lub miejsce życia, czyli środowisko i „logos” - nauka.

Współcześnie ekologia to nauka, której celem jest badanie i wyjaśnianie zależności między jej organizmami i szeroko rozumianym środowiskiem.

Ekologia lub biologia środowiska bada więc zależności między organizmami i środowiskiem. Ekolog zadaje pytanie, dlaczego właśnie tak wyglądają w danym środowisku organizmy, jak tam rośnie las, jak wygląda też życie pod powierzchnią wody, dlaczego raz jest mało albo w ogóle nie ma. Innym razem dużo osobników danego gatunku na danym terenie i co na to wpływa? Jakie czynniki o tym decydują? Także odwrotnie, jaki wpływ mają organizmy na to środowisko? Ogólni, jak przyroda funkcjonuje?

Ekologia to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody.

Co to jest struktura przyrody i jej funkcjonowanie?

To np. elementy(układy) tej przyrody: jeziora, oceany, łąki, lasy, pustynie, oraz organizmy w nich występujące, relacje między nimi i ze środowiskiem. Zespoły tych organizmów, ich wspólne funkcjonowanie, zmieni w czasie i przestrzeni, przepływy energii i materii, zależność od czynników środowiska itd.

W szczególności, badania wpływu działalność człowieka związanej z turystyką na środowisko ożywione i nieożywione oraz wpływu tego środowiska na organizm ludzki też należą do zagadnień ekologii.

Poprzez badania ekologiczne pokazuje się, że organizmy żywe w przyrodzie nie są bezwładnym przypadkowym zbiorowiskiem, lecz na powiązane są określonymi zależnościami i w związku z tym można formułować zasady opisujące ten porządek, i że na podstawie tych zasad można obserwowane zjawiska wyjaśniać i przewidywać. Do prowadzenia tych badań i dokonywania wyjaśnień stosowana jest prócz biologii matematyka, fizyka, chemia, a więc ekologia jest nauką silnie związaną z innymi dyscyplinami nauki. Jest nauką interdyscyplinarną.

Rola matematyki w ekologii jest wyjątkowa. Właściwie cała teoria ekologii zbudowana jest w oparciu o matematykę. Dzieje się tak dlatego, że systemy ekologiczne są bardzo złożona i dla ich opisu wymagane są modele matematyczne. Zatem współczesny ekolog musi być również matematykiem.

Natomiast ekologia nie jest równoznaczna z ochroną środowiska.

Ochrona środowiska to praktyczna działalność ludzi, jedna z gałęzi techniki staraj się kształtować warunki naszego życia w jaki wydaje nam się pożądany.

Ochrona środowiska dotyczy skutków działalności człowieka.

Ekologia zaś to nauka dotycząca naturalnych zjawisk związanych ze wszystkimi formami życia na Ziemi i trwających od kilku miliardów lat. Praktycznie: ekologia jest nauką o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów.

W tym „praktycznym: podejściu uwaga ekologa byłaby skupiona na tym, co wpływa na liczbę organizmów i ich rozmieszczenie, na poszukiwaniu i zrozumieniu procesów związanych ze środowiskiem, prowadzących do zmiany tej liczby i rozmieszczeniu.

Zatem ekologia zajmuje się organizmami w ich środowisku, ale co nazywamy organizmem żywym albo istotą żywą? Należałoby rozpocząć od pytania: czym jest życie?

Lavoisier uważał, że ciepło powstaje w organizmie na skutek łączenia tlenu z substancjami organicznymi zawartymi w tych organizmach. Według niego „ogień i zwierzę wydzielają tyle samo ciepła na jednostkę powstałego CO2”(lub zużytego O2)

„Oddychanie jest więc spalaniem”

„Życie, jako proces spalania” - prawdopodobieństwo między życiem a ogniem - „ale proces życia obejmuje znacznie więcej, niż potencjał chemiczny, pracę i ciepło.”

Czyli podany jest jeden z atrybutów życia. My możemy roboczo powiedzeć, że życie to studiowanie się, uczenie się i zdawanie egzaminów.

Jak dotąd nie potrafimy powiedzieć co to jest życie. Potrafimy odróżnić żywe od nieżywego.

Życie to procez fizykochemiczny.

Organizm żywy, albo istota żywa - to wyodrębniona z otoczenia jednostka zwana osobnikiem(indywiduum), zdolna do samodzielnego życia, zbudowana z jednej lub wielu komórek, której poszczególne części składowe tworzą strukturalną i funkcjonalną całość wykazującą przejawy życia.

Rozpoznajemy życie poprze to, co robi(jak funkcjonuje) organizm żywy. Czyli dla wskazania, czym jest życie i organizmy żywe odwołamy się do przejawów życia - obejmujących wspomniane wczęśniej oddychanie.

Przejawy życia: przemiana materii i energii(przerabianie zasobów pobranych z otoczenia), czyli metabolizm - wytwarzanie składników pokarmowych, jak i generujące energię ich rozkładanie:

-reagowanie na bodźce zewnętrzne,

- samoregulacja(adaptacja do długoterminowych zmian środowiska, samo naprawa)

- samo replikacja(wytwarzanie własnych kopii, powielanie się).

Wszystkie te przejawy związane są ze środowiskiem, gdyż organizmy żywe są układami otwartymi: stale z tym środowiskiem oddziaływają.

25.10

Na uwagę zasługuje olbrzymia różnorodność organizmów, a jednocześnie ich unifikacje(ujednolicenie). Co to znaczy? - różne kształty, budowa organizmów, przystosowania, sposoby zachowań. Każdy organizm jest inny - nawet jeśli ma te same geny - ze względu na działanie innych czynników ze strony środowiska.

Organizmem może być pojedyncza komórka(najmniejsza zorganizowana jednostka żywej materii). Organizmami jednokomórkowymi są np. bakterie, glony, pierwotniaki. Organizmów mogą być też złożone z wielu komórek.

Hierarchiczna organizacja materii ożywionej:

- komórki,

- skupienia komórek,

- zespoły organizmów,

- ekosystem i biosfera.

Z drugiej strony organizmy wykazują pewne podobieństwa wynikające stąd, że prawdopodobnie pochodzą one od jednego wspólnego „pnia” i tego samego środowiska. Pod względem chemicznym wszystkie organizmy są praktycznie jednakowe. Zbudowane głównie z czterech podstawowych pierwiastków: C, H, O, N, czasem w połączeniu z S i P.

A zatem organizmy żywe zbudowane są z zadziwiająco małej liczby tych samych składników chemicznych. Jednocześnie te składniki są najbardziej powszechne - występują w największej obfitości - we wszechświecie.

Ponadto, zbudowane są one ze związków chemicznych tego samego typu: białek, węglowodanów i tłuszczy oraz wody. Ponadto mają wspólny nośnik zapisu programu genetycznego: kwasy nukleidowe(DNA i RNA)

Czasem nie zawsze łatwo jest określić, co jest organizmem, a co pojedynczym osobnikiem.

Występują bowiem organizmy złożone z wielu osobników, wielu „modułów” - są to organizmy modułowe o nieokreślonych formach i czasie wzrostu, np. organizm taki może zajmować powierzchnię wielu hektarów i nie mieć określonego czasu wzrostu. Należą do nich np. rośliny składające się z rozgałęzionych pędów, koralowce, gąbki.

Organizm modułowy złożony jest z wielu tych samych struktur, modułów. Kwiat też może być uznany za rodzaj modułu. Organizm taki wzrasta poprzez powielanie tych modułów. Liczba i wzrost modułów zależy od czynników środowiska, od interakcji tego organizmu ze środowiskiem. Wzrost ten nie jest determinowany centralnie.

Rozłogi - wydłużone pędy roślin płożące się pod powierzchnią ziemu lub tuż nad nią. Zgrubiałe podziemne rozłogi nazywane są kłączami.

Pęd - łodyga z liśćmi, pąkami i lub kwiatami/owocami.

Drzewo też można traktować jak organizm modułowy, choć można je łatwo zidentyfikować, jako pojedynczego osobnika. A jednak nie można przewidzieć, ile będzie posiadać liści, gałęzi itp., czylo liczby jego powtarzających się modułowych struktur, a także przewidzieć jego wieku. Większość koralowców żyje kolonijnie, kolonia może składać się z tysięcy polipów połączonych żywą tkanką.

Zmienność biologiczna organizmów nie rozkłada się pomiędzy osobniki w sposób ciągły, czyli nie można by ułożyć osobników w szereg, jak na zbiórce, od najmniejszego do największego, by różnice między sąsiednimi osobnikami były niewielkie. Tak się nie da. Występują bowiem gwałtowne zmiany różnic pomiędzy grupami osobników, zaś wśród tych grup zmienność jest bardzo niewielka. Tymi grupami są gatunki.

Gatunek to grupa podobnych sobie(morfologicznie) osobników odrębna od innych grup. Na ziemi występuje obecnie kilkadziesiąt milionów gatunków, z czego poznanych i opisanych zostało zaledwie 5-30%.

Gatunek może składać się z kilkuset, kilku tysięcy osobników i więcej” dp najbardziej licznego gatunku wielokomórkowców należy kryl antarktyczny.(900 biolionów osobników, zaś człowiek tylko 6 mld.

Siedlisko gatunku - miejsce występowania tego gatunku środowisko określone przez czynniki abiotyczne i biotyczne, w którym gatunek ten żyje w dowolnym stadium swojego cyklu biologicznego.

Zatem siedlisko dla organizmu lub grupy organizmów może oznaczać miejsce życia lub inne organizmy jak i elementy abiotyczne.

Ekologia zajmuje się przejawami życia na poziomie wyższym niż pojedynczy organizm - zajmuje się systemami wielu organizmów. A najprostszym taki systemem jest grupa organizmów tego samego gatunku. Nazywana jest ona w ekologii populacją.

Populacja - grupa osobników należących do tego samego gatunku współwystępujących na określonym obszarze w określonym czasie.

Wyróżnia się także zespół populacji powiązanych ze sobą wieloma oddziaływaniami, tworzących wspólnotę żywych organizmów zamieszkujących dany obszar, wzajemnie od siebie uzależnionych. Taki zespół to biocenoza.

Biocenoza - zespół wszystkich żywych organizmów(wszystkich populacji) powiązanych ze sobą różnymi interakcjami, współwystępujących w określonym miejscu i czasie.

Ekosystem - układ złożony z biocenozy i środowiska abiotycznego, z którym biocenoza jest związana(czyli z biotopem).

Ekosystem to fragment biosfery, w którym zachodzą procesy produkcji i dekompozycji, przy chociaż częściowo zamkniętym obiegu materii.
biotop dla biocenozy oddaje substancje biogenne: woda, ciepło, powietrze, miejsce do życia, zaś biocenoza dla biotopu daje martwą materie organiczną, substancje mineralne uwolnione z rozkładu materii organicznej oraz ciepło.

Biocenoza nie może istnieć bez biotopu - fizycznego środowiska w którym ona występuje(jego cech, np. dostępności do wody, cech podłoże, gleby, terenu klimatu). Biotop decyduje o tym, jakie gatunki mogą w biocenozie występować. Tworzy z biocenozą jedność. Stąd nazwa ekosystem.

Populacje w różny sposób na siebie oddziałowują.

Posiłkiem dla biocenozy jest materia i energia. Jak więc wygląda „kuchnia ekosystemu”?

Słońce jest źródłem energii dla biocenozy - dla roślin, które wytwarzają materiały mineralne, a potem zwierzęta zjadają się nawzajem tworząc łańcuch pokarmowy.

Z tego względu, że ekosystem może być zamknięty(czyli mieć swoje granice nieprzepuszczalne) dla materii, natomiast dla energii musi być otwarty(ponieważ musi być stale zasilany energią).

Materia może krążyć w ekosystemie, zaś energia przez ekosystem jedynie przepływa.

Czy materia organiczna produkowana w ekosystemie wystarcza na uzyskanie z niej energii zużywanej na procesy życiowe w tym ekosystemie - czyli na łączną respirację?

W przypadku konkretnej biocenozy pokarmem może być głównie martwa materia organiczna: detrytus, a nie żywi producenci pierwotni. Pokarm może też pochodzić spoza ekosystemu(materia allochtoniczna - w odróżnieniu od materii autochtonicznej - obecnej wewnątrz ekosystemu).

Krajobraz - powiązane ze sobą ekosystemy poprzez obieg pierwiastków i przepływ energii.

Krajobraz jest przestrzenną formą środowiska. To zespół ekosystemów tworzących pewną całość, odrębną i wyróżnianą spośród innych takich zespołów. Oprócz wymiany energii oraz organizmów bada się w takim przypadku np. formowanie się mozaikowatości w tym układzie, powstawanie struktur przestrzennych.

Podejmowane są tu takie problemy jak:
- fragmentacja siedlisk,
- utrata siedlisk,
- zmiany struktur biocenoz,
- zależności lokalnych procesów ekologicznych od otoczenia,
- oddziaływanie punktowych(lub lokalnych) zaburzeń np. źródeł zanieczyszczenia na ekosystemy,
- kwestie oddziaływań, ich skutków, pomiędzy ekosystemami,
- kwestie zależności pomiędzy bioróżnorodnością, a wielkością obszaru,/

- kwestie zależności pomiędzy procesami w ekosystemie, a jego mozaikowatością.

Na krajobraz składa się przyroda nieożywiona i ożywiona wraz ze społecznością ludzką i jej wytworami.

Krajobraz przyrodniczy(naturalny, pierwotny) - utworzony w wyniku samoistnych procesów geologicznych, hydrologicznych i klimatycznych kształtujących podstawowe formy powierzchniowe, oraz w wyniku działalności organizmów tworzących formy roślinne, kopce termitów rafy koralowe.

Naturalne krajobrazy ulegają przekształceniu w krajobrazy kulturowe, zawierające formy antropogeniczne, stad krajobrazy wiejskie, miejskie i przemysłowe.

Zespoły ekosystemów tworzące duże i łatwe do rozróżnienia regiony biologiczne(las, pustynia, step) to tzw. biomy, które wyróżniają się na podstawie dominującej formacji roślinnej.

Biomy tworzą łącznie środowisko życia naszej planety - biosferę.

Biosfera jest to strefa, w której występuje życie na Ziemi.

Ekstremofile - organizmy przystosowane do życia na granicy biologicznej tolerancji.

Bakterie i grzyby - wykrywane są w porach między ziarnami minerałów na głębokościach do nawet 3km pod powierzchnią Ziemi, gdzie czerpią energię z substancji nieorganicznych.

Mikroorganizmy występują pod 400 metrową warstwą lodu w temperaturze -10 stopni Celsjusza, bez tlenu i bez światła, w podlodowym jeziorze na zasoleniu 4x większym niż ocean. Uwięzione tam zostały ponad 1.,5 mln lat temu i przystosowały się do takich warunków.

Energię do życia czerpią ze związków żelaza i siarki. Wody6 tego jeziora wraz z mikroorganizmami wysączają przy czole lodowca Taylora. Na skutek obecności związków żelaza mają one czerwony kolor i tworzą tzw. wodospady krwi.

Radiofile wytrzymują nawet wewnątrz reaktora atomowego.

Litoautotrofy są skało-jedzącymi archebakteriami żyjącymi w szczelinach skalnych, degradującymi skały bazaltowe do materiału glinopodobnego.

Biosfera(inaczej ekosfera) - sfera, w której występuje życie na Ziemi, obejmująca wszystkie organizmy;
jest to największy znany nam układ zawierający dolną warstwę atmosfery do wysokości ok. 10 km(troposferę), wszystkie wody do głębokości 11km(hydrosferę), łącznie z gorącymi źródłami o temp mniejszej o 100 deg Celsjusza, oraz górną warstwę skorupy ziemskiej do głębokości kilku km, gdzie zyją jeszcze bakterie.

Atmosfera jest cienka powłoką gazową utrzymywana przez siły grawitacji. Zbudowana jest głównie z azotu i tlenu z niewielkimi domieszkami innych gazów, np. pary wodnej i dwutlenku węgla. Rozciąga się setki km w górę ąz staja się nierozróżnialna z gazem między planetarnym. Ale 90% jej masy zawarte jest w warstwie o grubości do 20 km od Ziemi. Toteż jest to bardzo cienka warstwa, gdyby Ziemia miała rozmiary piłki do siatkówki to atmosfera miałaby grubość kartki papieru. Ciśnienie i gęstość atmosfery maleje z wysokością.

W troposferze - która jest dolną warstwą atmosfery i rozciąga się do wysokości 12 km - temperatura maleje wraz ze wzrostem wysokości nad Ziemią. Troposfera zawiera prawie całą ilość pary wodnej i 75% masy atmosfery.

Wynika z tego, że na skutek tych powiązań tworzy się holizm redukcjonizm, który oddziałowuje wewnątrzgatunkowo i międzygatunkowo.

Najprostszym oddziaływaniem jest lew i zebra, czyli układ typu drapieżnik-ofiara. W ten sposób tworzy się łańcuch pokarmowy. Oddziaływania te są bardzo ważne, ponieważ związane są z przepływem materii i energii między organizmami, które tworzą w ten sposób sieć pokarmową(troficzną), która zbudowana jest z łańcuchów pokarmowych.

8.11

Układ organizmów konkurujących (konkurencja)

LEW LEW

ZEBRA

Relacje polegające na Wymianie usług (przykłady):

• Krokodyl nilowy i pijawnik

• bawół i bąkojad

• miodowód i miodożer

• ryby drapieżne i ryby czyściciele

• krewetki i ryby raf koralowych

• rekin i ryba podnawka

Mutualizm :

rodzaj interakcji międzygatunkowej, współbytowanie, które nie jest niezbędne, populacji dwóch gatunków odnoszących wspólną korzyść z tego współżycia

Bąkojady zamieszkują afrykańską sawannę. Żerują na wielkich zwierzętach roślinożernych (bawołach, słoniach, nosorożcach), wyjadają im ze skóry pasożyty (kleszcze, larwy owadów). Nogi bąkojadów są krótkie i wyposażone w ostre pazury dzięki czemu mogą się utrzymać na grzbiecie poruszającego się ssaka.

Bąkojady nie tylko oczyszczają skórę zwierząt ale pełnią również rolę strażników ostrzegających o zagrożeniu. Są towarzyskie, żerują i nocują w stadach. Gnieżdżą się w dziuplach drzew.

Wargatek sanitarny. Występuje w Morzu Czerwonym , Oceanie Indyjskim wzdłuż wybrzeży Afryki , zachodniej części Oceanu Spokojnego, wzdłuż południowych i zachodnich wybrzeży Australii. Związany z rafami koralowymi. Występuje na głębokościach 1-40 m p.p.m

Komersalizm

jeden z typów zależności pomiędzy osobnikami różnych gatunków roślin i zwierząt (symbioza) polegający na tym, że jedna populacja (gospodarz) udziela schronienia lub pokarmu drugiej (komensalowi), przy czym komensal nie przynosi ani szkody, ani pożytku gospodarzowi.

Ryba pilot

Ma skłonności do towarzyszenia okrętom, duzym morskim ssakom lub rybom zwłaszcza rekinom. Przypuszczalnie piloty żywią się pasożytami żyjącymi na skórze rekinów, co tłumaczyłoby fakt że rekiny nie pożerają ryb pilotów choć żywią się innymi rybami podobnej wielkości. Inną formą komensalizmu jest mozliwość zjadania resztek pokarmowych dużego zwierzęcia. Piloty zjadają również mniejsze ryby i bezkręgowce wodne.

Ratel

ssak drapieżny zamieszkujący lasy , zarośla, stepy i sawanny Afryki na zachód, wschod i południe od Sahary oprócz dżungli Afryki Srodkowej, Azję Południową aż po Nepal.

Osiąga długość ciała 60-70 cm, ogona 20-30 cm. Wyglądem wielkością i sposobem poruszania się przypomina rosomaka. Mocna budowa ciała, krótkie i muskularne kończny, krótki ogon, sierść dluga, sztywna.

Rośliny

Korzenie większości roślin tworzą związki mutualistyczne.

Rośliny nie asymilują azotu atmosferycznego.

Symbiotyczne wiązanie azotu

Roślina bakterie korzeniowe

Azot dostępny dla roślin

Produkty fotosyntezy rośliny

Rośliny są tez uzależnione od mikroorganizmów uwalniających składniki mineralne materii organicznej.

W szczególności miejscem gdzie organizmy przetwarzają pozostałości roślin i zwierząt i w ten sposób regenerują życie jest gleba - mieszanka cząstek mineralnych, materii organicznej, gazów oraz substancji odżywczych.

„Przymierze roślin z owadami”

Związek z roślinami dotyczy nie tylko owadów ale wszystkich zwierząt: jestesmy całkowicie uzależnieni od roślin poprzez pokarm i oddychanie.

Mikoryza

występujące powszechnie niepasożytnicze współżycie korzeni lub innych organów z grzybami. Tego typu symbioza daje obu gatunkom wzajemnie korzyści polegające na obustronnej wymianie substancji odżywczych, rośliny mają lepszy dostęp do wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych ale także do substancji regulujących ich wzrost i rozwój, które produkuje grzyb, ten zaś korzysta z produktu fotosyntezy roślin - glukozy.

Grzyby mikoryzowe rozkładają materie organiczną w glebie dzieki temu roślina zyskuje więcej związków mineralnych i wody.

Korzenie wielu drzew zrastają się wzajemnie. W ten sposób cukry i inne związki mogą swobodnie między nimi się przemieszczać.

Celuloza - „najobfitszy na Ziemi surowiec energetyczny”

„większość roślinożerców nie jest zdolna do trawienia ścian komórek roślinnych (celulozy)”

Mutualistyczna symbioza roślinożernych zwierząt i mikroorganizmów trawiących celulozę.

Przykładem są glony żyjące w ciałach koralowców, oddające koralowcom wytworzony przez siebie pokarm - produkty fotosyntezy które stanowią zarazem pokarm dla koralowca. Znane są tek bakterie zyjące w ciałach organizów zwierząt rowów hydrotermalnych oddających im jako pokarm część zsyntetyzowanej materii organicznej czy tez mrówki żywiące się nie ciałami mszyc ale nektarem wydzielanym przez mszyce.

Eukarionty - duże heterotroficzne prokarionty + małe prokarionty wchłonięte przez duże drogą fagocytozy i byłyby to endosymbionty tworzace w duzych mitochondria i chloroplasty.

15.11.2013

Zasobami dla organizmu jest wszystko co organizm zużywa lub konsumuje (np. pokarm, miejsca do gniazdowania, miejsca do osiedlania się)

Zasoby są ZUŻYWALNE w odróżnieniu od innych czynników środowiska np. temperatura.

Czy światło należy do zasobów czy do warunków dla rośliny?

Do zasobów, ponieważ roślina je zużywa i wykorzystuje do swoich potrzeb.

A cieplo?

Ciepło nie jest przez rośliny zużywane. To że roslina przebywa w powietrzu o danej temperaturze nie powoduje bezpośrednio że inne rosliny bedą mialy na wskutek tego inną temperaturę.

Ciepło jest czynnikiem mówiacym o warunkach w środowisku.

Zużywalność zasobow oznacza miejsce ich puli w środowsku

zasoby odnawialne podlegają odnowieniu w skali czasu jednego lub kilku ludzkich pokoleń (lasy po pożarach, ławice ryb,)

Zasoby nieodnawialne nie są regenerowane i podlegają bezpowrotnej utracie po całkowitym zużyciu (wegiel, ropa naftowa)

PRZYRODA także stanowi zasoby - zasoby niewyczerpywane i to za sprawą człowieka . Dlatego konieczna jest ich ochrona.

Do zasobow należy pokarm z którego organizm buduje własne ciało i z którego - w przypadku organizmów cudzożywnych -czerpana jest energia do zycia. Pokarm jest to więc materiał BUDULCOWY I ENERGETYCZNY

W pokarmie muszą się znajdowac takie elementy chemiczne z których zbudowane jest ciało. Dla budowy swego ciała organizm musi dysponować pierwiastkami takimi jak : wegiel wodór tlen i azot (CHON) stanowiącymi około 90% masy ciała.

Są to pierwiastki podstawowe

pierwiastkami wchodzącymi w sklad związków organicznych budujacych ciała organizmów zywych są głównie pierwiastki podstawowe oraz fosfor i siarka.

CHON oraz S i P nazywane są z tego powodu pierwiastkami biogennymi ( budulcowymi)

Jednak do tworzenia i funcjonowania organizmów żywych potrzebne są także inne pierwiaski które nazywane są makroelementami.

Należą do nich: Ca Cl K Na Mg+ pietwiastki biogenne

ponadto niezbedne są również tzw mikrolelementy do których należą:

Fe Co Cu Mn Zn Mo J B F Se

Jaką drogą organizm uzyskuje te pierwiastki ? ?

Trwanie ,zycia na Ziemi możliwe jest tylko dzięki temu że część organizmow rozklada (dekompostuje) materię organiczną - włącza ją w cykl krążenia materii w biosferze.

Bez nich obieg pierwiastków ustałby całkowicie.

Cykl biogeochemiczny

Krążenie materii ( np. azotu węgla fosforu wody) w środowisku obejmujące biotyczne i abiotyczne komponenty tego środowiska.

Każdy element chemiczny zawarty w organizmie zywym stanowi zatem cząstkę jakiegoś cyklu biogeochemicznego.

Cykle:

• węgla

• azotu

• tlenu

• fosforu

• siarki itd...

Z wyjątkiem pierwiastków podstawowych inne wymagane pierwiastki są trudno dostepne bo zawarte są w ciałach olrganizmów zywych lub w ich szczątkach zaś ich dopływ poprzez tzw cykle biogeochemiczne jest powolny. Totez organizmy muszą pobierać potrzebne pierwiastki z ciał innych osobników żywych lub martwych.

Skladniki chemiczne organizmu

Skladniki chemiczne z których zbudowane są organizmy nie są po prostu dowonym zestawem czy zbieranina czy miksturą tych pierwiastków. Są one bowiem określonymi związkami chemicznymi

Głównym składnikiem ciała organizów jest WODA. Obecność wody jest dziedzictwem przeszłości - bowiem życie powstało w środowisku wodnym. Zawartość wody w organizmach jest najwyższa u osobników żyjących w srodowisku wodnym - nawet 99% masy ciała.

U organizmów lądowych zawartość wody jest mniejsza - np. u pajaków 60-85%. Najmniejsze uwodnienie mają formy przetrwalnikowe np. nasiona zawierają tylko kilka % wody

Źrodłem wody dla organizmo mogą być:

• woda w stanie ciekłym w środowisku

• woda w pokarmie

• zapasy wody w organizmie

• woda jako produkt reakcji chemicznej w organizmie: a) z pokarmu B)zapasów tłuszczu zgromadzonych w organizmie

• para wodna w powietrzu

Woda stanowi 60% masy ciala dorosłego, nieotyłego mężczyzny, i 54% dorosłej nieotyłej kobiety.

Dzienne zapotrzebowanie człowieka dorosłego na wodę przy braku uzględnienia jest strat wraz z potem stanowi 2-4% jego masy ciała.

Człowiek też spala materię organiczną dla uzyskania energii. Wobec tego także powstaje w ten sposob woda.

Jednak tylko 250-300 ml wody może powstać w ustroju (człowieka) w wyniku przemian metabolicznych.

Ochrona przed ubytkami wody :

• nocny tryb zycia

• brak pocenia

• gromadzenie wody

Z pobranej korzeniami przez roślinę wody jedynie 2% zuzywanie jest przy procesie fotosyntezie do produkcji węglowodanów. Pozostała woda tracona jest przez roslinę w procesie transpiracji czyli uwalniania pary wodnej przez liście do atmosfery.

Poza wodą pozostałymi związkami są m.in.:

• bialka

• węglowodany

• tłuszcze

• witaminy

Nie wszystkie te związki chemiczne organizm potrafi sam wytwarzać, totez dostarcza je do organizmu wraz z pokarmem.

Niedobór niektórych składników materii organicznej przyczynił się do tego że:

• występuje ostra o nie konkurencja

• istoty żywe dziela się na zjadających i zjadanych

Ale jest jeszcze inna przyczyna podziału istot żywych na zjadających i zjadanych. Wiąże się ona z podziałem organizmów na :

• autotroficzne

• heterotroficzne

Tylko te pierwsze potrafia samodzielnie budować z tych pierwiastków (CHON) lub z pozostałych związków zawierających te pierwiastki materie organiczna wraz ze zmagazynowaną w niej energią.

Zaś heretotrofy czyli organizmy żyjące na innych - cudzożywne

większość autotrofów potrzebuje do wytworzenia związków organicznych energii świetlnej pochodzącej ze słońca , dlatego nazywane są fotoautotrofami. Są to rośliny zielone. Ta energia po pierwsze pozwala zbudować te związki chemiczne, ale dodatkowo sama jest w te związki wbudowywana i w ten sposób magazynowana. I dopiero ta energia przy spalaniu tych zwiazkow w komórkach jest uwalniana i zużywana przez roślinę do wszystkich procesów życiowych.

Fotoautotrofy - formy samożywne wykorzystujące światło.

CHON proste składniki pokarmowe (dwutlenek węgla woda azot)

Energia : światło

Heterotrofy formy cudzożywne

CHON: pobrany pokarm

Energia : energia zawarta w pokarmie

Rośliny muszą najpierw wytworzyć najpierw swój pokarm, a dopiero potem go rozkładają

Heterotrofy korzystają zaś z gotowego i muszą go jedynie rozłożyć.

Jeśli wyprodukowana przez rośliny materia jest zjadana przez zwierzęta to zawartość O2 i CO2 w atmosferze nie ulega zmianie bez względu na masę roślin i zwierząt.

Fotosynteza

Energia uwalniana

CO2 + H2O CH2O + O2

Oddychanie

Rośliny zużywają tyle samo CO2 i H2O do wyprodukowania węglowodanów zjadanych przez zwierzęta, ile zwierzęta uwalniają CO2 i H2O z tego pokarmu w trakcie oddychania, uzyskując przy tym energię zmagazynowaną w cukrach.

Podobnie zwierzęta zużywają taką samą ilość O2 do spalania węglowodanów jaka rośliny uwalniają w procesie ich wytwarzania.

Zatem ta wymiana pomiędzy roślinami i zwierzętami jest w równowadze i nie wpływa na zawartość O2 i CO2 w atmosferze.

Inne przykłady :

• zacienianie przez plankton i wywołana tym sukcesja (następstwo) gatunków

• bydło domowe, pingwiny

• mrówki

• biocenoza rafy koralowej

Przez większą część historii zycia na Ziemi jedyną jego formą były bakterie.

Wiele gatunków bakterii sprzed 2 mln lat jest zbliżonych, jeśli nie identycznych, z bakteriami współczesnymi.

Ślady życia bakterii odnajdywane są w zapisie geologicznym sięgającym 3,5 mld lat.

Spektakularnym przykładem oddziaływania organizmów na środowisko jest obecność życia na lądach. Uważa się bowiem że życie mogło powstać na lądach dopiero po wytworzeniu tlenu przez wodne organizmy fotosyntetyzujące i uwolnieniu go do atmosfery ziemskiej.

Tlen w atmosferze zaczął gromadzić się ok 2-2,5 mld lat temu po pojawieniu się sinic.

Ale wraz z fotosyntezą wyczerpywany był CO2 rozpuszczony w wodzie a także doplywający do tej wody CO2 z atmosfery. Węgiel został wbudowany w ciała organizmów a po ich śmierci uwięziony w osadach morskich.

Niski poziom CO2 w atmosferze wywołał odwrócony efekt cieplarniany. Zgromadzona przez Ziemię energia cieplna została wypromieniowana w przestrzeń kosmiczną.

Efekt Cieplarniany ocieplanie ziemi na skutek zatrzymywania emitowanego przez Ziemię promieniowania podczerwonego przez gazy cieplarniane w atmosferze (głównie CO2)

Bez tego efektu średnia temp Ziemi wynosiła by -17 stopni C zamiast +15stopni C

Tworzący się w tym czasie śnieg i lód odbijały promieniowanie słoneczne, wywołując dodatkowe oziębienie. Aktywność biologiczna w oceanie radykalnie opadła. Prawdopodobnie było to przyczyną całkowitego zlodowacenia Ziemi - przypominała ona kulę śniegową.

Jednak CO2 i inne gazy cieplarniane wydobywające się z wulkanów nagromadziły się w atmosferze powodując odwrócenie tego procesu i wzrost temperatury.

W późnym prekambrze występowały w oceanie zwierzęta przypominające meduzy, robaki, dżdżownice, zwierzęta podobne do liści paproci.

Lądy były gołymi skałami. Zapewne najpierw na lądach pojawiły się w pasie przybrzeżnym jakieś glony i bakterie. Powstały pierwsze gleby. Być może przed roślinami lądowymi pojawiły się pierwsze zwierzeta które nabyły zdolność oddychania tlenem. Działo się to w początku FANEROZOIKU czyli interwału „jawnego życia”

Fanerozoik został zapoczątkowany kambrem (okresem) eksplozji życia oraz powstaniem szkieletów pancerzy i muszli u organizów zywych.

Fanerozoik to jeden z trzech powstałych interwałów geologicznych, tzw eonów. Eon dzielony jest na ery, era na okresy, zaś okresy na epoki. W tym czasie zycia zaczęło zostawiać slady w formie skamieniałości w skałach osadowych w najróżniejszej postaci począwszy od pojedynczych komórek aż po kości dinozaurów.

Na przełomie karbon-perm wielkie ilości materiału roślinnego przeobrażane były w torf, który poddany sprasowaniu i temperaturze tworzył węgiel. Na wskutek uwięzienia C w tej postaci niski był poziom CO2w atmosferze. Powstał znów odwrotny efekt szklarniowy. Stąd niskie temperatury globalne, woda uwięziona w czapach lodowych na biegunach, niski poziom oceanu.

W okresie Permu wystąpiło największe z historii Ziemi wymieranie gdy wyginęło 90-95% gatunków organizmów morskich a także wiele organizmów lądowych.

Skamieniałości - to pozostałości organizmów w skalach gdzie rzeczywiste szczątki organizmu zostały zwykle zastąpione przez jakiś minerał, a także ślady pozostawione przez organizm w skale np. norka robaka, odcisk stopy.

Kolebka człowieka jest wschodnia Afryka. Stąd dotarł do ciepłych regionów Europy i Azji 20 tys lat temu na Syberię, 11 tyś lat temu do obu Ameryk.

Początkowo ludzie zajmowali się łowiectwem oraz zbieractwem owoców i nasion. Prawdopodobnie poprzez polowania doprowadzili do plejstoceńskich wymierań dużych zwierząt.

Ok 10 tyś lat temu rozpoczęli wyprawy. Pierwsze udomowione rosliny to pszenica i jęczmień. Ok 8 tys lat temu udomowiono ryż i proso . Stali się rolnikami. Udomowili tez zwierzęta. Pierwszym udomowionym zwierzęciem był pies - ok 10 tys lat temu a 6 tys lat temu udomowiono konia.

Uprawa roślin i hodowla przyczyniły się do zmian w ekosystemach. W uprawach eliminuje się inne gatunki roślin a pozostawia monokultury. Na skutek tego wielokrotnie zmniejszyła się liczba owadów co z kolei wywarło wpływ na ptaki rolne. Nawadnianie może przyspieszać nasalanie gleby.

Zmniejszenie się różnorodności biologicznej . Wymywane nawozy przyczyną eutrofizacji.

Masowe wyręby i wypalania lasów

Intensywny wypas często prowadził do zupełnego zniszczenia roślinności. Ludzie na kontynencie więc szukali nowych pastwisk. Istnieją dane że wiele obszarów w północnej Afryce i zachodniej Azji obecnie przeważnie pustynnych było kiedyś pokryte bujną roślinnością. (np. wyspa wielkanocna)

początek osiedli miejskich najwcześniejszy na Bliskim Wschodzie ok 5400 lat temu , gromadzenie odpadów, resztek jedzenia.

250 lat temu wynalezienie maszyny parowej i rewolucja przemysłowa. Pojawił się wykładniczy wzrost zaludnienia. Masowe spalanie paliw kopalnych, wzrost CO2 w atmosferze i wywołanie tym zmiany klimatu.

22.11

Dla przypomnienia żyjemy w :

• Fanerozoiku

• Erze kenozoicznej

• okresie czwartorzędu

• w Epoce Holocenu

Nie ma tak ważnych organizmów do podtrzymywania zycia na Ziemi jak mikroorganizmy - najmniejsze formy życia.

Bez mikroorganizmów życie nie uległo by ewolucji i nie moglo by być podtrzymane.

Także znaczna część tlenu ktorym oddychamy jest wytworzona przez mikroorganizmy w przeszłości.

Masa mikroorganizmów = masie wszystkich roślin.

Mikroorganizmy stanowią większą część biomasy i są zasadniczym zbiornikiem podstawowych pierwiastków dla życia.

Warto tez pamietac o olbrzymiej roli mikroorganizmów w procesie ROZKŁADU MATERII ORGANICZNEJ

Bez nich pierwiastki niezbędne do życia zostałyby uwięzione w martwych ciałach organizmów i niedostępne dla istot żywych ( także ważna rola w cyklu krążenia pierwiastków tj N i S czyli pierwiastków biogennych.

Związki organiczne : atomy węgla połączone z atomami tlenu, wodoru i azotu, często również z atomami siarki i fosforu.

Dekompozycja: rozkład biomasy, czyli przetwarzanie związków organicznych powstalych z procesie foto- lub chemo-syntezy na proste związki NIEORGANICZNE CO2 H2O, jony wodorowe, aniony, kationy zaś zawarta w związkach chemicznych energia zostaje uwolniona w postaci ciepła.

Destruenci - organizmy odżywiające się cząstkami innych organizmów i rozkładające złozone związki organiczne na prostsze związki także nieorganiczne.

Jakie inne organizmy dekomponują materię organiczną?

Materię organiczna rozkładają WSZYSTKIE organizmy żywe

Rośliny mineralizuja z powrotem 50% zsyntetyzowanych przez siebie związków organicznych zuzywając na to O2 i wydalając CO2 - można je uznać za najważniejszą w biosferze grupę destruentów

Dekompozycja materii organicznej odbywa się także bez udziału organizmów zywych - poprzez mineralizacje martwych szczatków organicznych pod działaniem tlenu atmosferycznego promieniowania słonecznego - ale to proces powolny ( na skutek pożarów szybki)

W skali globalnej 85% wiązania azotu to dzielo bakterii - reszta to przemysł i samochody

U człowieka flora jelitowa w przewodzie pokarmowym trawi tłuszcz i złuszczony nabłonek a nie celuloze produkując kwasy tłuszczowe. Dzięki temu organizm ludzki oszczędniej wykorzystuje pokarm. W jelitach człowieka żyje 500-1000 gatunków bakterii a liczba tych bakterii 10x przekracza liczbę komórek ciała ludzkiego.

Obliczono że w każdym z nas żyje więcej osobników bakterii niż wszystkich mieszkańców w całej historii Ziemi razem wziętych.

Czynniki ograniczające - czynniki decydujące o występowaniu organizmów w środowisku.

Zwierzęta występujące w oceanach:

• mikroskopijnej wielkości glony

• krewetki, małe ryby planktonowe

• śledzie dorsze halibuty

• rekiny orki kaszaloty

W lasach:

• owady

• ptaki

• lisy jastrzębie sowy

Struktura rozmiarów

Odmienne klasy wiekości zwierząt wynikają z mechanizmu zjadania jednych przez drugie. Organizm musi być dostatecznie duży by schwytac i połknąć swe ofiary. W tym łańcuchu pokarmowych dobór naturalny utrwala wiekości osobników w taki sposób by były one znacznie większe od swych ofiar

Elton wykazał że drobne organizmy są zarazem bardzo liczne. Większe są o klase wielkości większe lecz o kilka rzedów wielkości mniej liczne itd. aż do najważniejszych i najmniej licznych. Ma to miejsce zarówno na lądzie jak i w oceanach.

Na drapieżnictwo ( tzw oddziaływanie troficzne) polegające na tym że organizmy się zjadają można popatrzec jak na przepływ materii i energii w biocenozie. Kolejno śledząc takie przepływy można wytyczyć w biocenozie łańcuchy i sieci pokarmowe.

Łańcuch troficzny (pokarmowy) - wybrana z sieci pokarmowej droga przepływu materii i energii obejmująca kolejnych zjadających.

Poziom troficzny - miejsce (kolejne ogniwo) łańcucha troficznego liczone zazwyczaj od poziomu producentów.

Wyróżnia się :

• łańcuch spasania - rozpoczynający się od zjadania żywych roślin lub ich części

• łańcuch detrytusu - rozpoczynający się od zjadania martwej materii organicznej przez mikroorganizmy i detrytożerne organizmy i zjadające te organizmy drapieżniki.

Producenci - organizmy autotroficzne (samożywne) głównie rośliny zielone mające zdolność wytwarzania pokarmu z prostych związków nieorganicznych.

Detrytus - rozdrobniona materia organiczna pochodząca z martwych organizmów.

Konsumenci I rzędu - roślinożercy. W ekosystemach lądowych są to np. owady slimaki wiele gatunków kregowców. W wodnych są to np. zooplankton wiele gatunków bezkręgowców i ryb.

Konsumenci II rzędu - drapieżniki zywiące się roślinożercami (konsumentami I rzedu) są to np. pajaki żaby owadożerne ptaki drapieżne ssaki pasożyty zwierzęce

gatunki wszystkożerne- gatunki które wykorzystują pokarm z więcej niż jednego poziomu troficznego.

Drapieżniki szczytowe - gatunki nie zjadane przez jakiekolwiek inne gatunki w sieci pokarmowej np. w morzach delfin drapieżny - orka w puszczy nad Amazonką - jaguar w Azji tropikalnej - Tygrys w naszych lasach lis czasem wilk.

Najprostsze łańcuchy pokarmowe w ekosystemach lądowych składają się z trzech ogniw np. trawa - zebra - lew zaś w ekosystemach wodnych są o jedno ogniwo dłuższe np. fitoplankton - zooplankton - ryby planktonożerne - ryby drapieżne

U ruchliwych zwierząt takich jak ssaki czy ptaki energia robocza czyli zużyta na funkcjonowanie stanowi 90% energii tych zwierząt . Energia wydatkowa jest także na inne funkcje życiowe organizmów.

Wydajność produkcji - frakcja energii zawarta w pokarmie zużyta na produkcję (nie zużyta na respirację) = P/C

Wydajność troficzna - energia przepływająca przez dany poziom troficzny / energia przepływająca przez poziom poprzedni.= Pt/Pt-1

Ogólna prawidłowość zaobserwowana w ekosystemach tzw „prawo 10%” tzn z niższego poziomu na wyższy przechodzi tylko 10% produkcji.

Fakt: roślinożercy zjadają tylko 1/6 produkcji pierwotnej netto.

Hipoteza zielonego swiata - roślinożercy zjadają tylko niewielką część produkcji pierwotnej netto (nie chodzi o pnie gałęzie tylko o części zielone)

Piramida energii jest wyrazem I prawa termodynamiki - prawa zachowania energii. Stąd np. wynika że produkcja roślinożerców nigdy nie będzie większa od produkcji pierwotnej netto itd. a stąd także wniosek że piramida ta zawsze ma kształt normalnej piramidy czyli nieodwróconej.

Piramida energi jest innymi słowy piramidą produkcji biomasy na kolejnym poziomie lub produkcją energii zawartej w tej biomasie. Ma ona zawsze kształt normalnej piramidy zwężającej się ku szczytowi co mowi o ubytkach energii przy jej przepływie na jej kolejne poziomy troficzne, piramida energii jest piramida procesu nie stanu charakteryzującego kolejny poziom troficzny.

Konsekwencje strat energii przy przepływie wzdłuż łańcucha troficznego

Ograniczona wydajność przechodzenia energii na wyższe poziomy troficzne ogranicza więc ich liczbę (przyjmując że pokarm z każdego niższego poziomu jest dostępny dla poziomu wyższego)

Wielkość ilości energii jaka może uzyskać osobnik w ciągu określonego czasu :

ENERGIA/CZAS

jest to wielkość zależna od rozmiarów przestrzennych ekosystemu.

Ponieważ wielkość energii na każdym poziomie jest zależna od rozmiarów przestrzennych ekosystemu np. mniejsza łąka produkuje mniej pokarmu dla roślinożerców itd. zatem ilość energii przechodzącej w górę piramidy może nie wystarczyć dla wyższych poziomów troficznych np. dla drapieżników szczytowych. Wówczas takiego poziomu nie będzie. Czyli na mniejszej łące/wyspie łańcuchy troficzne będą krótsze.

Mniejszy obszar zajęty przez biocenozę to mniej energii dostępnych na kolejnych poziomach troficznych.

29.11.2013

Konsekwencja rozpraszania energii w czasie jej przepływu na kolejne poziomy troficzne jest ograniczona liczba tych poziomów (ograniczona liczba ogniw łańcucha troficznego)

Zwykle graniczną liczba tych poziomów jest 5-6

Konsekwencja kształtu piramidy energii są kształty piramidy liczb i biomas

Piramida Biomas

Jeżeli założyć że każda jednostka biomasy niezależnie od poziomu troficznego z podobnym tempem produkuje nową biomasę to ponieważ niższy poziom produkuje więcej energii to musi mieć więcej jednostek biomasy czyli łącznie większą biomasę.

Zwierzęta z wyższego poziomu troficznego są zazwyczaj o wiele bardziej rzadkie od zwierząt składających się na niższy poziom troficzny. Dlatego jest tak mało wielkich drapiezników.

Piramida biomas w oceanach ma kształt odwrócony.

Masa producentów w oceanach jest mniejsza od masy organizmów które się nią żywią. Producentem w ocenach jest fitoplankton: mikroskopijne jednokomórkowe glony. Bardziej wydajnie wykorzystują one energię słoneczną do produkcji niż rośliny lądowe. Rosną, dzielą się i umierają nieporównanie szybciej.

Biomasa roślin lądowych = 1/500 biomasy roślin wodnych

Produkcja roślin wodnych ogółem = produkcja roślin lądowych ogółem

Odwrócenie piramidy biomas otwartego oceanu powoduje że wody te są przejrzyste że można zobaczyć w nich ryby ale nie widać zielonych roslin - glonów

Odwrócony kształt może mieć także piramida liczb np. piramida liczebności pasożytów i super pasożytów tzn pasożytów żyjących na pasożytach

Drapieżniki szczytowe mają duże rozmiary ciała i małą liczebność. Utrzymują się dzięki niewielkiej dostepniej dla nich energii - i wskutek tego są zawsze na granicy wymarcia. To one pierwsze ucierpią kiedy ekosystem zacznie erodować.

Do łańcuchów pokarmowych dostają się pewne substancje toksyczne m.in. :

• pestycydy

• izotopy radioaktywne

• metale cieżkie

• przemysłowe związki chemiczne takie jak polichlorowane bifenyle

Organizmy pobierają toksyczne substancje razem ze składnikami pokarmowymi i wodą.

Część toksyn jest metabolizowana i wydalana. Inne gromadzą się w tkankach, zwłaszcza w tłuszczu. Jednym z powodów dla których zgromadzone toksyny są szczególnie szkodliwe jest bioakumulacja.

Bioakumulacja - rozkładanie się szkodliwych substancji w ciele organizmu.

Związki wykazujące bioakumulacje:

• przemysłowo syntetyzowane związki PCB

• środki owadobójcze takie jak DDT

W tkankach organizmów wyższych poziomów troficznych sieci pokarmowej zwykle gromadzi się więcej szkodliwych substancji niż w ciele organizmów z niższych poziomów troficznych.

Szybkość wszystkich reakcji chemicznych wzrasta wraz z temperaturą . Wszystkie procesy fizjologiczne napedzane są reakcjami chemicznymi w organizmie.

Aktywne życie ograniczone jest do temperatur : od kilku stopni powyżej 0° C do -50°C

Przyspieszenie tempa procesów fizjologicznych opisuje reguła van't Hoffa.

Zgodnie z regułą van't Hoffa wzrost temperatury ciała o 10°C wywołuje wzrost szybkości procesów fizjologicznych i biochemicznych 2-3 krotnie.

Podział organizmów na:

• zmiennocieplne (poikilotermy, zimnokrwiste, ektotermy)

• stałocieplne (homeotermy, ciepłokrwiste, endotermy)

Ektotermy - są zwierzętami które dla utrzymania temperatury ciała uzywaja energii zawartej w zjedzonym pokarmie.

Endotermy - są organizmami wykorzystującymi do tego celu energie cieplną zawarta w otoczeniu.

Stałocieplne to ssaki i ptaki

Zmiennocieplne to pozostałe organizmy.

Korzyści ektotermii:

• ograniczenie strat energii na termoregulacje przez co więcej energii organizm może przeznaczyc na inne cele np. rozmnażanie czy szybszy wzrost masy ciała.

• Przeczekiwanie okresy niedostatku pokarmu lub wody

• są znacznie miejszych rozmiarów niż endotermy

Endotermy:

„piecem” dla organizmu ludzkiego jest w znacznym stopniu wątroba - - to tutaj zachodzi w dużym stopniu odpowiednie spalanie produkowanie ciepła i ogrzewanie krwi rozprowadzającej je po organizmie. Wątroba u człowieka jest rodzajem termostatu.

Podczas wysiłku fizycznego metabolizm może wzrosnąć 10-krotnie i więcej a więc powstanie minimum 10-krotnie więcej ciepła niż w warunkach spoczynkowych.

Letalna temperatura człowieka wynosi 43°C

Dla ssaków i ptaków jest ona ok 6 stopni wyższa.

Dla człowieka 29,4°C to początek śmierci klinicznej zaś 22°C powodują zanik przewodzenia włókien nerwowych.

3 strategie adaptacyjne u stałocieplnych:

• pozostawanie aktywnym

• okresowa emigracja

• hibernacja - czyli sezonowe odrętwienie

Estywacja - stan odrętwienia podczas lata

06.12.2013

Migracje

Przykładem strategii migracji jest wiele gatunków ptaków pokonujących tysiące kilometrów. Ptaki maja genetycznie ustalony czas i kierunek wędrówki. Zdolności nawigacyjne ptaków pozwalają im po całym przelocie trafić na miejsce z dokładnością 10-20km.

Nawigacja - kompas magnetyczny, słońce, księżyc, inne gwiazdy- uwzględnienie ruchu obrotowego Ziemi ruchu planet.

Pory deszczowe i suche wywołują że w Afryce populacje gatunków ptaków przemieszczają się po lądzie. Pory te wywołują tez wędrówki piesze nielotnych strusi na równinach afrykańskich oraz australijskich ptaków emu.

Najdalej wędrującym ptakiem na świecie jest rybitwa popielata.

Najwyżej latającymi ptakami są gęsi tybetańskie.

Migracje węgorzy

Wędrówki katadromiczne - rodzą się i umierają w wodach słonych a większość życia spędzają w słodkich.

Węgorze za kompas maja magnetyczne pole Ziemi

Zasoby wodne w jeziorach :

• słodkowodne 0,0007%

• słonowodne 0,0006 % wszystkich wód

Limnologia - jest to nauka o jeziorach. „nauka o funkcjonowaniu i strukturze śródlądowych ekosystemów wodnych”

Jezioro - zbiornik wodny wypełniający naturalną nieckę śródlądową nie mający swobodnej wymiany z morzem.

Klasyfikacje jezior przeprowadza się zwykle w oparciu o sposób powstania misy jeziornej.

Pochodzenie jezior:

• glacjalne (polodowcowe)

• nadbrzeżne

• powstałe na skutek działalności rzek (starorzecza , deltowe, korytowe)

• wulkaniczne

• tektoniczne

• krasowe

• sztuczne

Najwieksze jeziora świata:

• Kaspijskie

• Górne

• Wiktorii

• Michigan

• Tanganika

• Aralskie

• Bajkał

Największe pod względem zajmowanej powierzchni są jeziora będące pozostałościami po dawnych morzach (reliktowe) np. Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie.

Największym zbiornikiem wody słodkiej na świecie jest kompleks pięciu wielkich jezior (Erie, Górne, Huron, Michigan, Ontario)

Najgłębsze jeziora świata:

• Bajkał

• Tanganika

• Morze Kaspijskie

• Niasa

Najstarsze jezioro - Mono na kontynencie amerykańskim (najwyższe naturalnie występujące koncentracje arszeniku.

Najbardziej zasolone - morze martwe, gusget w Turcji

Największe jeziora Polski:

• Śniardwy

• Mamry

• Łebskie

• Dąbie

• Miedwie

Pojezierza - związany ze zlodowaceniem plejstoceńskim typ krajobrazu na którym jeziora są bardzo liczne.

Plejstocen - epoka geologiczna która rozpoczeła się 1,8 mln lat temu i zakończyła 10 tys lat temu.

Jeziora nadbrzeżne (np. Łebsko) powstały przez odcięcie zatok morkich piaszczystymi mierzejami.

Jeziora deltowe - np. Dąbie, wytworzone jest prze zamulenie rzeki w dolnym brzegu.

Jeziora polodowcowe - np. Miedwie, ma dużą głębokość a jego dno jest najniżej położonym miejscem.

Najgłębsze Jeziora Polski:

• Hańcza

• Drawsko

• Wielki Staw

• Czarny Staw

• Wigry

Litoral - strefa najpłytsza jeziora i najbliższa lądu, rozciąga się do krawędzi stoku co odpowiada granicy makrofitów i głębokości przenikania światła.

Pelagial - strefa otwartej wody, zajmuje środkową część jeziora, nie ma kontakty z dnem, otoczona strefą litoralu leży nad strefa głębinową.

Profundal - strefa wody głębinowej obejmuje dno poniżej litoralu i wody poniżej pelagialu.

Makrofity - roślinność przytwierdzona do dna strefy brzegowej jezior czyli na granicy lądu i wody występują rośliny błotne - szuwary, dalej do głębokości 1-2m są rośliny wynurzone jeszcze dalej są rośliny o liściach pływających najdalej rośliny całkowicie zanurzone.

Plankton - zwykle drobne organizmy roślinne i zwierzęce unoszące się biernie w toni wodnej

Bentos - organizmy zamieszkujące osady denne

Nekton - zwierzęta swobodnie przemieszczające się w toni wodnej np. ryby, ptaki nurkujące, owady.

13.12.2013

„Kuchnia jeziora” strefa euforyczna- prześwietlona, tu produkowany jesy pokarm dla biocenozy

„Zsyp” lub „toaleta”jeziora strefa ciemna - afotyczna, tu pozostałości organiczne ulegają dekompozycji.

W skrajnym przypadku - gdy w strefie euforycznej dużo jest substancji odżywczych zachodzi wysoki wzrost fitoplanktonu nazywany zakwitem fitoplanktonu objawia się on często zielona zawiesiną na powierzchni wody i przy brzegach zbiornika.

Wówczas może dochodzi do odtlenienia wód.

Płytkie mieszanie sprzyja zakwitowi

Głębokie mieszanie hamuje wzrost fitoplanktonu.

Mieszanie wód jeziora zalezy od tzw uwarstwienia jeziora.

Dzięki „odcięciu” dolnych warstw wody fitoplankton łatwiej utrzymuje się przy powierzchni w prześwietlonej strefie - strefie euforycznej.

Uwarstwienie zbiornika zmienia się z upływem czasu. Losy zbiornika i organizmów żywych zalezą od tego co z tym uwarstwieniem się dzieje.

To co dzieje się z jeziorem i z uwarstwieniem wynika w duzym stopniu z niezwykłych właściwości wody . Jezioro więc może się samoczynnie mieszać czyli ulegać „przewrotowi”.

Wraz z mieszaniem wywołanym przewrotem jesiennym (cyrkulacja jesienną) po calej objętości jeziora rozprowadzany jest tlen a także substancje odżywcze. Jezioro „oddycha”. Jednakże słabnie produkcja pierwotna bo załamuje się, rozpada się „rusztowanie” podtrzymujące fitoplankton w powierzchniowej prześwietlonej warstwie wody.

Zima- powstaje stratyfikacja „odwrócona” umożliwiające egzystencje organizmów pod lodem.

Lód jako lżejszy unosi się na powierzchni i ponieważ słabo przewodzi ciepło - osłania jeziora przed jego utratą.

Stosunkowo zaś ciepła woda opada na dno oddalając się od zimnej powierzchni i przez to osłabiając straty ciepła przez zamarznięta powierzchnie zbiornika.

Stosunkowo zaś ciepła woda opada na dno oddalając się od zimnej powierzchni i przez to osłabiając straty ciepła przez zamarznięta powierzchnie zbiornika.

Pojawia się w ten sposób stratyfikacja odwrócona zimna woda jest na górze a ciepła na dole.

Wiosna (po zejściu lodów z jeziora)

Wraz z przewrotem wiosennym rozprowadzane są po całej objętości jeziora m.in. tlen i substancje odżywcze.

Jezioro więc „zaczerpuje oddech” na cały sezon trwania stratyfikacji.

Stratyfikacja termiczna jeziora - układ temperatur warstw jeziora.

W lecie górne warstwy (epilimnion) nagrzewają się szybciej niż dolne (hipolimnion) dlatego ciepła górna warstwa nie miesza się z chłodną wodą o większym ciężarze właściwym i między nimi powstaje strefa przejściowa (termoklina)

Z nastaniem chłodów temperatura epilimnionu spada i zrównuje się z temperaturą hipolimnionu. Woda zaczyna cyrkulować w całym jeziorze (cyrkulacja jesienna) i głębsze warstwy ulegają natlenieniu.

Gdy temperatura wody powierzchniowej spadnie poniżej 4°C cyrkulacja ustaje i wraz z dalszym spadkiem temperatury jezioro zamarza. Ustala się stratyfikacja zimowa.

Wiosną gdy lud topnieje woda się nagrzewa, temperatury epilimnionu i hipolimnionu zrównują się ponownie. Wywołuje to cyrkulację wiosenną.

Typy jeziora:

• jeziora strefy umiarkowanej

• jeziora tropikalne - woda nigdy nie oziębia się poniżej 4°C i jest stratyfikowana. Może być mieszane w okresie cyrkulacji zimowej.

• Jeziora polarne - temperatura wody nigdy nie podnosi się powyżej 4°C występuje stratyfikacja odwrócona, woda może być mieszana w ciągu letniej cyrkulacji.

Podział jezior pod względem miksji:

• jeziora holomiktyczne - mieszane do samego dna:

• oligomiktyczne - mieszane rzadko i nieregularnie

• monomiktyczne - mieszaja się w ciągu roku jedynie jeden raz

• dimiktyczne - mieszane dwa razy w ciągu roku

• polimiktyczne - mieszane wielokrotnie w roku

• jeziora meromiktyczne - nigdy nie mieszane całkowicie.

Jeziora meromiktyczne - są przeciwieństwem jezior holomiktycznych. Mieszanie występuje w nich tylko w warstwach powierzchniowych. Brak pełnego mieszania wynika z dużych różnic gęstości wody między powierzchnia i dnem np. wskutek dużej ilości soli rozpuszczonych w wodach przydennych. Sprzyja temu osłonięcie jezior przed wiatrem np. w górach lesie a także morfometria i warunki klimatyczne np. głębokie jeziora strefy równikowej.

Produkcję pierwotną ograniczają głównie sole fosforu (czasem azotu) zawartość tych soli mówi o stopniu żyzności wody. To przy jch nadmiarze powstają „zakwity” fitoplanktonu.

Trofizm jezior - cecha wód jeziornych określająca zawartość wód odżywczych i związane z tym możliwości rozwoju organizmów żywych.

Starzenie się jeziora wyrażone jest poprzez jego eutrofizację związana z wzbogaceniem w nutrienty. Niemal zawsze dopływ nutrientów przewyższa ich ubytek. Dlatego ilość nutrientów w jeziorze wzrasta.

Eutrofizacja - jest procesem naturalnym zachodzącym w skali tysięcy czy milionów lat. Człowiek znacznie przyspieszył dopływ nutrientów do wód powierzchniowych przez co eutrofizacja zachodzi w stali dziesiątków lat lub krótszej.

Początkowo gdy nutrientów jest mało występują tzw warunki oligotroficzne ale dopływ nutrientów zwiększa ilość tych nutrientów w wodzie i w osadach aż w końcu dochodzi do eutrofii (gdy tych nutrientów jest dużo).

Pod względem trofii czyli zasobności w te substancje wyróżnione są dwa zasadnicze grupy jezior:

• jeziora oligotroficzne czyli ubogie w sole

• jeziora eutroficzne czyli bogate w sole

Eutrofizacja - wywołuje tez nadmierny rozwój glonów fitoplanktonowych - zakwity wody, pogarszające jej właściwości wywołujące zanieczyszczenia brzegów powstanie kożuchów tych glonów na powierzchni wody, następnie pojawia się masowa śmiertelność tych glonów a także fauny gromadzą się szkodliwe produkty rozpadu.

Jeziora harmoniczne harmonijny wzrost wartości biogenów materii organicznej i spadek przezroczystości wody (natężenia światła).

Jeziora nieharmonijne (dysharmonijne) - jeziora nie podlegające normalnemu przebiegowi jego ewolucji (jaką obserwuje się w jeziorze harmonijnym).

Jeziora dystroficzne - wyjątkowa niska żyzność wód spowodowana niedoborem biogenów, mała produkcja biologiczna, mało fitoplanktonu, barwa żółtobrunatna, brązowa. Mała przeźroczystość, nadmiar materii organicznej dopływającej ze zlewni w postaci substancji hmusowych o kwaśnym odczynie, przez to słabo mineralizowanej stale odtleniony hypolimnion, zacienione.

Jeziora saprotroficzne - brak fitoplanktonu i ubogi świat zwierzęcy, przeciążenie substancją organiczną np. ze ścieków gnojówki itd. zużycie tlenu na rozkład tej materii tak duże, ze zupełny brak tlenu w całej masie wód do samej powierzchni oraz przesycenie produktami beztlenowego rozkładu materii.

Substancje humusowe - część obumarłej materii organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego poddanej procesowi destrukcyjno-syntetyzującemu o specyficznej strukturze i właściwościach nie spotykanych w materii z której powstały.

W naturalnych ekosystemach wodnych czynnikiem limitującym produkcję jest zwykle fosfor.

Występowanie zakwitów praktycznie uniemożliwia wykorzystanie takiego zbiornika w celach rekreacyjnych i turystycznych.

Natomiast obciążenie ruchem turystycznym zlewni zbiornika jak i wykorzystywanie go w celach rekreacyjnych może przyczyniać się do wzrostu trofii (żyzności) zbiornika.

Ilość fosforu wporwadzana dziennie z wydalinami przez jedną osobę ( np. turystę, żeglarza, rybaka) do środowiska wynosi ok 3g.

10.01.2014 r

Charakterystyczną cechą oceanów jest ich zasolenie które wpływa m.in. na gęstośc wody, zamarzanie oraz życie organizmów żywych.

Woda słodka to woda rzeczna i jeziorowa. Srednie zasolenie wody rzecznej wynosi 12 promili.

Woda słodka zawiera do 1g soli w 1 dm3

Woda słonawa zawiera od 1 do 27.4g soli w 1dm3

Woda słona zawiera powyżej 27.4g na 1dm3

Wody jezior mają większe zróżnicowanie zasolenia niż wody morski

Średnie zasolenie wód morskich wynosi ok 35 promili czyli jest 292 razy większe niż średnio w rzekach.

Najwięcej jest soli kuchennej. Inne składniki to np. chlorek magnezu, siarczan magnezu, siarczan wapnia, siarczan potasu.

Ocean jest rodzajem Ziemskiej Herbaty każdy element obecny w skorupie ziemskiej i w atmosferze jest także obecny w oceanie.

Proporcja składników wody morskiej jest w zasadzie stała to znaczy woda ta może być rozcieńczona, albo zagęszczona, ale nie zmienia swego składu.

Zasolenie wód waha się w granicach 34,5 promila w okolicach równika, 38 promili w strefie około zwrotnikowej, 30 promili strefie okołobiegunowej.

W strefach gorących występują obfite opady. Na lądach są tam wilgotne lasy równikowe, a woda na powierzchni oceanów ma małe zasolenie. Obszary wokół 30°N i 30°S to rejony intensywnego parowania. Na lądach są tam największe pustynie, a woda na powierzchni oceanów ma tam wyższe zasolenie.

Co wynika z zasolenia wody morskiej dla turysty - plażowicza

Woda morska jest cięższa od wody słodkiej więc na ciało plażowicza zanurzone w wodzie morskiej działa w stosunku do wody słodkiej dodatkowa siła wyporu.

Rozpuszczone sole wiążą lub przyciągają molekuły wody paruje ona przez to wolniej niż woda słodka . Pływacy często zauważają że słodka woda szybko wyparowuje ze skóry zaś słona woda pozostaje długo.

Woda morka a zjawisko osmozy

osmoza - samorzutne przenikanie wody przez półprzepuszczalna błonę z roztworu o stężeniu soli mniejszym od roztworu o stężeniu soli większym.

Przenikanie to powoduje:

• wzrost ciśnienia w części roztworu o wyższym stężeniu soli

• a obniżenie w części roztworu o stężeniu niższym

U większości ryb płyny ustrojowe maja steżęnia soli pomiędzy wodami słonymi i słodkimi. Zatem na skutek osmozy w wodzie słonej ryby traca wodę a w wodzie słodkiej - zyskują.

Organizmy morskie są:

• osmokonformistami - nie posiadają mechanizmu kontroli osmozy. Komorki tych organizmów maja takie samo zasolenie co środowisko w którym te organizmy żyją. Umieszczone w wodzie o innym stężeniu ich komórki mogą ulec zniszczeniu .np rośliny morskie, bezkręgowce morskie

• osmoregulującymi - mającymi mechanizmy kontroli osmozy i zawartości soli w komórkach.

Strefy wód morskich pionowe i poziome zróżnicowanie mórz. Strefy różnią się panującymi w nich warunkami środowiskowymi oraz występującymi w nich organizmami. Najbliżej lądu znajduje się strefa litoralna która stanowi przybrzeżna część nerytycznej strefy życia. W głąb morza na głębokości 200-2000m ciągnie się batial a następnie najgłębsza strefa abisal. Powyżej abisalu znajduje się toń wodna tworząca strefę zwaną pelagialem. jej górna warstwa jest euforyczna strefa życia. Dno i przydenną warstwę wody w trefie nerytycznej batialnej i abisalnej okresla się jako strefę bentoryczną.

Wyróznia się 3 oceany:

• Spokojny

• atlantycki

• indyjski

Ocean Spokojny jest największym i najgłębszym oceanem

Atlantyk jest drugim co do wielkości oceanem. Szczególnym obszarem Atlantyku jest Morze Sargassowe które stanowi „soczewkę” ciepłej i wyjątkowo czystej wody otoczona wielkim kolistym prądem Atlantyku. Przestań te cechuje ogromna ilość pływających glonów.

Ocean indyjski znajduje się głównie na półkuli południowej pomiedzy Afryką a południową Azją, Australia i Ameryką.

Dlaczego wody tropikalne są tak ubogie choć tak przyjazne dla organizmów?

Ubogość tych obszarów wywołana jest niedostatkiem pierwiastków biogennych (substancji odżywczych)

Brak substancji odżywczych związany jest z pionową struktura oceanu tzw uwarstwieniem czyli stratyfikacja a także z wielką głębią oceanu.

Klina - jest obszarem znacznych zmian. Obszar znacznym zmian gestości nazywany jest pyknokliną, obszar znacznych zmian temp termokliną silna zmiana zasolenia halokliną

Uprzywilejowanych miejscem zycia w oceanach jest szelf, jest tez miejscem tarła ryb i eksploatacji przez człowieka zasobów żywych morza.

Najbogatszym zespołem litoralu są rafy koralowe.

Plankton - mikroskopijne organizmy bierne unoszące się w wodzie

Fitoplankton to niewidzialny las oceaniczny

Przedstawiciele dużego zooplanktonu:

• żeglarek portugalski (aretuza, bąbelnica, żywłoga)

• kostkomeduza

• kubomeduza

Ssaki morskie:

• wieloryby

• foki

• lwy morskie

• morsy

• syreny

Wieloryby dzielą się na:

• zebowce

• fiszbinowce

Gady morskie:

• żółwie morski

• węże mroskie

• ryby

• głowonogi

• plankton zwierzęcy

Najbardziej znane upwellingi u wybrzeży:

• Peru i Chile

• Kalifornia

• południowa afryka

• północna afryka

---