1. Pochodzenie nauki - ekologii + tzw. tort biologiczny, "Spektrum biologiczne" poziomów organizacji, pojęcia dotyczące spektrum, działy ekologii.
   

Ekologia- nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami.

Ekologia zajmuje się badaniem powiązań między organizmami żywymi a środowiskiem abiotycznym opartych na różnego rodzaju interakcjach. Odkrywanie tych zjawisk dokonywało się od starożytności, ale ekologia jako samodzielna nauka rozwinęła się w zasadzie w XIX w. Ekologia nie jest nauką obojętną wobec egzystencji przyrody i człowieka, dlatego często w potocznych dyskusjach utożsamiana bywa z sozologią i filozofią. Ekologia najogólniej jest nauką o porządku i nieporządku w przyrodzie oraz konsekwencjach wynikających dla istnienia biosfery i człowieka.

Działy ekologii:

Podział ze względu na zakres zainteresowań i poziomów organizacji:

• autekologię czyli ekologię organizmów, zajmującą się badaniem wzajemnego oddziaływania środowiska abiotycznego na organizmy,

• synekologię czyli ekologię ekosystemów, zajmującą się badaniem grup organizmów (jako całości) w biocenozach oraz zależności między zbiorowiskami organizmów a ich siedliskiem.

Podział ze względu na metodologię badań:

• ekologia opisowa – „historia naturalna”, opisywanie całych formacji roślinnych i zgrupowań zwierząt kuli ziemskiej,

• ekologia funkcjonalna – poszukuje i bada związki, wzajemne zależności i oddziaływania między składowymi jednostek opisywanych przez ekologię opisową, poszukuje ogólnych zasad funkcjonowania systemów ekologicznych,

• ekologia ewolucyjna – bada ewolucyjne przyczyny wzorców ekologicznych,

• ekologia molekularna – zajmuje się m.in. ocenianiem różnorodności genetycznej, śledzeniem tras przemieszczania się organizmów, charakteryzowaniem nowych gatunków czy odtwarzaniem dawnego zasięgu występowania.

Poziomy organizacji biologicznej, spektrum biologiczne, porządek żywej materii, hierarchiczne uszeregowanie układów, w których zachodzą procesy życiowe: od molekularnego (makrocząsteczkowego) - na którym zachodzą przemiany fizykochemiczne będące podstawą funkcjonowania organizmu żywego, przez komórkowy - określony swoistą strukturą oraz specyficznymi funkcjami, jak wzrost, podział, różnicowanie się, organizmalny - w którym zachodzą skomplikowane czynności regulacyjne związane z działaniem układów nerwowego i hormonalnego, populacyjny - który zespala organizmy współdziałające z innymi osobnikami populacji, jak również znajdujące się w określonych relacjach z osobnikami innych populacji, do biocenotycznego - tworzonego przez zintegrowane zespoły populacji zasiedlających określony obszar i podlegających zasadom biocenotycznym.

Biosfera

Ekosystem

Zespół ekologiczny

Populacja

Organizm

Układ narządów

Narząd

Tkanka

Komórka

Organelle wewnątrzkomórkowe

Związki chemiczne

Tort biologiczny

Jeśli poszczególne warstwy „tortu" określimy jako działy podstawowe biologii (np. ewolucjonizm, fizjologia, embriologia, genetyka), to tu właśnie znajduje się ekologia. W wyniku cięć pionowych „tortu" otrzymujemy działy takso­nomiczne: większe -jak zoologia, botanika, i mniejsze - np. bakteriologia, briologia, ichtiologia, entomologia, ornitologia. Jak to widać na rysunku, ekologia należy do podstawowych działów biologii i równocześnie jest integralną częścią wszystkich działów taksonomicznych. Wyróżnić można także ekologię:

           opisową - opisuje całe formacje roślinne na kuli ziemskiej,

           funkcjonalną- bada wzajemne zależności i oddziaływania pomiędzy populacjami oraz ich środowiskiem,

           ewolucyjną - rozważa organizmy i relacje istniejące między nimi jako twory procesu ewolucji, skupia się na badaniu zagadnienia adaptacji i doboru naturalnego w populacjach.

Ekologia łączy się także z innymi - wykraczającymi poza obręb biologii - naukami badającymi środowisko, jak np. biogeografia, biofizyka, chemia, klimatologia, gleboznawstwo, hydrografia, sozologia. Jest więc w pewnym sensie nauką interdyscyplinarną, łączącą zarówno dorobek biologii, jak i nauk o środowisku. Mimo tak obszernego zakresu, jakim zajmuje się ta nauka, ekologia jest przypisana naukom biologicznym, gdyż przede wszystkim bada świat żywy, zamieszkujący różnorodne siedliska Ziemi.

1. Populacja i pojęcia do niej (np. zagęszczenie, rozproszenie), Osobnik i pojęcia do niego, migracja.

Populacja- grupa organizmów należących do tego samego gatunku, współwystępujących na określonym obszarze i w określonym czasie.

Zagęszczenie- jest to średnia liczba osobników przypadających na jednostkę powierzchni lub objętości.

Rozrodczość – zdolność populacji do wzrostu jej liczebności drogą rozrodu. Nie jest stałą i zależy od wielkości oraz składu populacji, oddziaływań między osobnikami i od warunków środowiska.

Dzielona jest na :

• potencjalną (maksymalną, absolutną, fizjologiczną), czyli maksymalną możliwość rozrodczości populacji lub organizmu w optymalnych warunkach środowiska

• ekologiczną (rzeczywistą) czyli taką z uwzględnieniem oporu środowiska.

Śmiertelność- liczba osobników populacji ginąca w określonej jednostce czasu z powodu danej jednostki chorobowej.

Emigracja- przemieszczanie się osobników poza granice obszaru zasiedlania populacji. Przyczyną opuszczania stałego miejsca osiedlania może być zbyt duże zagęszczenie populacji i związany z tym niedostatek pokarmu, a także gwałtowne zmiany warunków klimatycznych.

Imigracja- napływ nowych osobników tego samego gatunku z innych stref w celu osiedlenia się w ustabilizowanej populacji.

Osobnik – pojedyncza niezależna jednostka, która osiągnęła poziom rozwoju umożliwiający oddziaływanie na inne osobniki, np. zdolna do zdobywania pożywienia. Osobnik zazwyczaj wchodzi w interakcje z innymi organizmami i środowiskiem, stając się tym samym niejako najbardziej podstawowym elementem biosfery.

1. Demograficzne procesy populacji, krzywe przeżywalności, wzrost wykładniczy populacji
   

 Przedmiotem demografii jest analiza liczebności populacji i czynników ją kształtujących, takich jak rozrodczość i śmiertelność oraz migracja. Ponadto demografia zajmuje się strukturą populacji, m.in. strukturą płciową, strukturą wiekową (struktura płci i wieku), strukturą hierarchii (u zwierząt stadnych). W demografii ekologicznej badane są losy osobników i ich grup. Typową jednostką demograficzną jest kohorta, czyli grupa osobników równowiekowych. Metodami demograficznymi wyznaczane są tabele i krzywe przeżywania, przeżywalność, oczekiwana dalsza długość trwania życia, piramidy wiekowe, tempo przyrostu lub zaniku populacji, zagęszczenie populacji itp.

Tabela przeżywalności- zapis śmiertelności osobników podzielonych w zależności od wieku na kohorty.

Tabele przeżywania po raz pierwszy wprowadził do ekologii Raymond Pearl w 1921. Opisał on trzy podstawowe typy krzywych (1928).

• krzywa przeżywania typu I jest charakterystyczna dla populacji, w których straty (śmiertelność) są niewielkie przez większą część życia a wzrastają znacznie w klasach osobników najstarszych;

• typ II( o liniowym przebiegu) wskazuje na stałe tempo ubywania (stałą śmiertelność) osobników niezależnie od wieku.

• typ III- jest charakterystyczny dla populacji, w których śmiertelność osobników młodych w pierwszych okresach życia jest największa, w starszych klasach wiekowych śmiertelność jest niewielka i względnie stała ( niezależna od wieku).

A- typ I

b- typIII

żąc- typ II

Istnieją też inne typy krzywych przeżywania o charakterze pośrednim, których kształt odpowiada różnym sytuacjom fizjologicznym i ekologicznym w badanych populacjach.

Wyróżniamy 2 typy tabel przeżywania:

• tabele statyczne ( aktualny stan populacji) zw . tabelami pionowymi.

• tabele kohort (lasy grupy osobników w jednakowym wieku) zw. tabelami pokoleń lub poziomymi.

Tabele statyczne konstruowane są dla danych dotyczących struktury wieku osobników w całej populacji w określonym momencie. Ukazuje ona jak gdyby „przekrój poprzeczny” populacji pod względem wieku= strukturę wiekową populacji.

Tabele kohort wyliczane są na podstawie danych o losie grupy osobników w czasie ich życia (tempie ubywania osobników z grupy).

Do sporządzania tabel przeżywalności dla innych organizmów niż populacji ludzkiej używa się danych 3 rodzajów:

1. dane uzyskana na podstawie bezpośrednich obserwacji przeżywalności; (tabela kohort)

2. określania wieku osobników umierających; (tabela statyczna)

3. dane uzyskane na podstawie znajomości sruktury wiekowej populacji; (tabela statyczna)

Wzrost liczebności populacji naturalnej, która rozwija się od małej grupy osobników, charakteryzuje kilka faz. W fazie wzrostu wykładniczego, po początkowym okresie powolnego zwiększania się liczebności, następuje gwałtowny jej wzrost. Zostaje on następnie zahamowany przez opór środowiska, co powoduje, że liczebność nie przekracza granicy wyznaczonej przez maksymalną pojemność środowiska (maksymalną liczbę osobników w populacji, która może utrzymać się przy życiu w danych warunkach środowiska). Tę fazę rozwoju populacji cechują ciągłe, oscylujące wahania liczebności. Jest to faza równowagi. W sytuacji ograniczenia oporu środowiska wzrost populacji staje się gwałtowny, co w konsekwencji może prowadzić do szybkiego wyczerpania się zasobów środowiska, a następnie do gwałtownego spadku liczebności populacji – faza spadku liczebności. Taki nieograniczony wzrost liczebności obserwuje się w populacji ludzkiej od połowy XVIII wieku (eksplozja demograficzna).

Krzywa logarytmiczna obrazuje tempo wzrostu populacji naturalnej zasiedlającej nowy teren, w którym panują korzystne dla niej warunki rozwoju.

Natomiast krzywa wykładnicza jest obrazem populacji, w której liczba osobników rośnie w postępie geometrycznym, przy czym wzrost ten odbywa się w nieskończoność, nieograniczony przez opór środowiska.

1. Analiza interakcji pomiędzy populacjami 2 gatunków (np. drapieżnictwo, komensalizm itp.), konkurencja międzygatunkowa, czynniki o które konkurują rośliny, optimum fizjologiczne - tolerancja roślin
   

Klasyfikacja oddziaływań międzygatunkowych

• ze wzg. na ich mechanizm:

1. Konkurencja: dwa gatunki korzystają z tych samych ograniczonych zasobów środowiska lub ograniczają się (szkodzą , przeszkadzają sobie) nawzajem korzystając z określonych zasobów środowiska.

2. Drapieżnictwo: zwierzęta należące do jednego gatunku zjadają w całości lub częściowo zwierzęta należące do innego gatunku.

3. Roślinożerność: osobniki jednego gatunki zjadają całe rośliny lub ich części.

4. Pasożytnictwo: związek pomiędzy dwoma gatunkami o charakterze obligatoryjnym, w którym gatunek będący pasożytem zależny jest metabolicznie od gatunku- żywiciela

5. Chorobotwórczość: związek między mikroorganizmem patogennym a żywicielem, wpływający niekorzystnie na określony procesy fizjologiczne żywiciela

6. Mutualizm: ścisły związek między dwoma gatunkami korzystny dla nich obu.

• ze wzg. na ich skutki (Odum)

  1. oznacza brak wpływu jednego gatunku na drugi

- dla danej populacji oddziaływania z inną są niekorzystne

+ oddziaływania z innym gatunkiem przynoszą populacji korzyść

KONKURENCJA

Wyróżniamy 2 rodzaje konkurencji:

- konkurencja o zasoby- osobniki należące do jednego gatunku lub różnych gatunków korzystają z tych samych ograniczonych zasobów środowiska

- konkurencja na drodze interferencji- organizmy przeszkadzają sobie nawzajem, korzystając z tych samych zasobów, nawet jeśli nie są one ograniczone

KONKURENCJA MIĘDZYGATUNKOWA

- konkurencja zachodząca między dwoma lub większą liczbą gatunków. Jest ona zazwyczaj słabsza od wewnątrzgatunkowej, ponieważ 2 różne gatunki mają nieco odmienne wymagania, a przedstawiciele jednego gatunku dzielą tą samą niszę ekologiczną.

- Konkurencja może być bezpośrednia (np. wzajemna rywalizacja wśród drapieżników) i pośrednia (konkurowanie o światło między roślinami).

- formą konkurencji jest ALLELOPATIA- wydzielanie przez roślin i mikroorganizmy substancji wpływających na wzrost i rozwój innych mikroorganizmów.

Skutki konkurencji międzygatunkowej:

• w wyniku konkurencji dochodzi do zawężenia nisz ekologicznych obu lub jednego z konkurentów

• jeśli konkurencja jest symetryczna- konkurenci tracą tyle samo

• najczęściej jednak jest ona niesymetryczna- jeden z konkurentów traci więcej niż drugi

• w skrajnych przypadkach konkurencja może doprowadzić do całkowitego wyeliminowania jednego z gatunków.

Rośliny mogą konkurować między sobą o takie czynniki środowiska jak:

• pokarm

• substancje odżywcze

• światło

• woda

• miejsce bytowania

• np. dla roślin owadopylnych niezbędnymi zasobami są zapylające ich kwiaty owady o które muszą konkurować z innymi roślinami kwitnącymi w tym samym czasie.

NIE BARDZO WIEM CO DO TEJ TOLERANCJI ROSLIN PISAC

Optimum ekologiczne – wąski zakres ekologicznych czynników zapewniających danemu gatunkowi najlepsze warunku rozwoju.

Optimum fizjologiczne - życiowe wymagania (od minimum do maksimum) organizmu dla danego czynnika w warunkach laboratoryjnych. Bardzo często różni się od optimum ekologicznego.

Zależności (interakcje) międzygatunkowe – oddziaływania i relacje zachodzące między różnymi osobnikami lub populacjami wspólnie bytującymi w określonym środowisku. Dzielą się na dwa typy:

• oddziaływania antagonistyczne,

• oddziaływania nieantagonistyczne.

TO JEST ZE ŚCIĄGI Z NASZEGO GMAILA. NIE WIEM O CO W TYM CHODZI, ALE WKLEJAM, ŻEBY NIE BYŁO...

REAKCJE POMIĘDZY POPULACJAMI 0-oznacza brak istotnej interakcji + oznacza korzystny wpływ interakcji na wzrost przeżywanie i inne cechy populacji (dodatnie wyraźnie dodane do równania wzrostu) - oznacza ograniczenie wzrostu populacji innych cech populacji (ujemne wyraźnie dodane do równania wzrostu)

Typ interakcji	Gat	Ogólna charakterystyka interakcji
	I	II
Neutralizm	0	0
Konkurencja typu bezpośredniego oddziaływania	-	-
Konkurencja o wykorzystaniu Zasobów	-	-
Amensalizm	-	0
Pasożytnictwo	+	-
Drapieżnictwo	+	-
Komensalizm	+	0
Protokooperacja	+	+
Mutualizm	+	+

TYPY 2-4 interakcje ujemne 7-9 interakcje dodatnie 5-6 interakcje dodatnie-ujemne

I COŚ ODE MNIE:

• ZWIĄZKI ANTAGONISTYCZNE

ROŚLINOŻERNOŚĆ- jest oddziaływaniem podstawowym, polega na zjadaniu roślin przez zwierzęta. Tradycyjnie przyjmuje się, że oddziaływanie to jest korzystne dla zwierzęcia a niekorzystne dla roślin.

DRAPIEŻNICTWO- to metoda pobierania pokarmu polegająca na zjadaniu innych osobników. W potocznym znaczeniu drapieżnikami są jedynie mięsożercy, zaś w ścisłym znaczeniu drapieżnikami są także roślinożercy, wszystkożercy i pasożyty.
Drapieżnictwo jest jedną z form oddziaływań antagonistycznych korzystną dla drapieżnika, a niekorzystną dla ofiary; może mieć charakter międzygatunkowy lub wewnątrzgatunkowy (kanibalizm).

PASOŻYTNICTWO- o forma współżycia dwóch organizmów, z których jeden czerpie korzyści ze współżycia, a drugi ponosi z tego tytułu szkody. Osobnika, który czerpie korzyści z pasożytnictwa nazywamy pasożytem, a tego, który ponosi szkody - żywicielem. Istnieją dwa rodzaje pasożytnictwa - pasożytnictwo zewnętrzne i wewnętrzne.
* Pasożytnictwo zewnętrzne
Pasożyt przyczepiony do skóry żywiciela pobiera z organizmu substancje odżywcze niezbędne mu do życia.

* Pasożytnictwo wewnętrzne
Pasożyt przyczepiony do organu wewnątrz organizmu żywiciela pobiera substancje niezbędne mu do życia. 

Cechy wspólne roślinożerności, drapieżnictwa i pasożytnictwa:

• populacje zjadających- roślinożerców, drapieżników i pasożytów-eksploatują populacja zjadanych, są całkowicie zależni od ich obecności;

• zjadani i zjadający regulują nawzajem swoją liczebność

• zjadający ograniczając liczebność populacji zjadanych zmniejszają wśród nich konkurencję

Różnice:

• roślinożerca nie niszczy zazwyczaj całej rośliny, drapieżnik zabija ofiarę, pasożyt zwykle nie powoduje śmierci żywiciela

• w życiu osobniczym drapieżniki atakują, roślinożercy niszczą dużą liczbę organizmów będących ich pokarmem, pasożyty atakują zazwyczaj pojedynczego żywiciela, rzadziej kilku

• drapieżnik jest zwykle większy od ofiary, jeśli jest mniejszy poluje stadnie. Pasożyt jest mniejszy od żywiciela, roślinożerca może być zarówno większy, jak i mniejszy od zjadanej rośliny

• ZALEŻNOŚCI NIEANTAGONISTYCZE

MUTUALIZM (SYMBIOZA)- zależność między gatunkami, z której obaj partnerzy czerpią korzyści. Stopień zależności partnerów od siebie jest różny: albo mogą dobrze funkcjonować samodzielnie- symbioza fakultatywna; albo jeden lub oboje partnerów mogą być całkowicie zależni od siebie- symbioza obligatoryjna.

Przykłady: mikoryza, współżycie roślin z bakteriami wiążącymi azot, zapylanie kwiatów przez zwierzęta.

Formy mutualizmu:

-jeden z partnerów- symbiont- żyje wewnątrz ciała drugiego- gospodarza

-partnerzy są bezpośrednio połączeni np. mikoryza

-partnerzy są w stałym lub tymczasowym kontakcie, ale żyją osobno (kwiaty i zapylające je owady)

KOMENSALIZM (WSPÓŁBIESANICTWO) – jeden gatunek jest zależny od drugiego- nieczerpiącego z tego związku żadnych korzyści ani nieponoszącego strat. Komensalami są np.; ptaki zasiedlające dziuple w starych drzewach lub wijące gniazda w ich gałęziach.

1. Amensalizm,  (i pojęcia do niego np. koliny),
   

AMENSALIZM - to negatywne oddziaływanie jednego gatunku na drugi, nie przynoszące temu

pierwszemu bezpośrednich korzyści ani strat.

Amensalizm może dotyczyć również:

osobników tego samego gatunku lecz w różnym wieku, samych emitorów, które

nasyciwszy środowisko toksynami muszą z niego ustępować.

1. Amensalizm występuje najpowszechniej w świecie mikroorganizmów, mikrobiolodzy

określają go najczęściej mianem antybiozy

Antybioza - zjawisko ekologiczne, szczególny rodzaj antagonizmu. Powszechne wśród mikroorganizmów, a polegające na niemożności dzielenia przez różne populacje lub gatunki, danej niszy ekologicznej (środowiska życia lub gospodarza, w przypadku pasożytów) wynikające z wydzielania wtórnych metabolitów, które działają hamująco lub wręcz zabójczo na inne organizmy. Do wydzielanych substancji należą między innymi antybiotyki i biocyny (bakteriocyny).

Bakterie z rodzaju Bacillus wydzielają antybiotyk zwany bacytrezyną,

Bacillus subtilis wydziela antybiotyk – subtilinę,

Pędzlaki Penicillium wytwarzają penicylinę.

Wiele gatunków grzybów wytwarza toksyny zwane łącznie mycynami.

Amensalizmem jest również zakwaszanie środowiska przez bakterie mlekowe (np.

zakwaszanie mleka, kiszenie kapusty), zapobiega to rozwojowi bakterii gnilnych.

Koliny, związki chemiczne: lotne (etylen, olejki eteryczne, alkohole i in.), płynne (alkaloidy, glikozydy i in.) oraz stałe (np. garbniki), produkowane przez jedne rośliny i działające hamująco na rozwój innych

1. Allelopatia, komensalizm, protokooperacja, mutualizm, mikoryza, symbioza, różne schematy mutualizmu w zależności od tego jak bardzo związana jest z gospodarzem bakteria/grzyb
   

Allelopatia, wzajemne oddziaływanie na siebie różnych gatunków roślin (rosnących razem lub uprawianych jedne po drugich) za pośrednictwem fizjologicznie czynnych substancji: kolin, fitoncydów, marasmin, antybiotyków. Substancje te, wydzielane przez żywy organizm roślinny lub uwalniane podczas rozkładu jego resztek, hamują lub pobudzają wzrost i kiełkowanie określonych roślin.

Allelopatia może być dodatnia (jako forma symbiozy) lub ujemna, antagonistyczna (rodzaj amensalizmu, jako forma obrony przed konkurentami)

Fitoncydy, substancje lotne lub ciekłe o działaniu bakteriobójczym (bakterie), grzybobójczym (grzyby) i pierwotniakobójczym (pierwotniaki) dlatego też wykorzystywane w lecznictwie np.: aliofil. Wytwarzają je rośliny wyższe. Występują m.in. w czosnku, cebuli i chrzanie.
Obecność fitoncydów w np. leśnych zbiorowiskach powoduje, że ich atmosfera jest praktycznie sterylna. Związki te są stosowane jako środki konserwujące produkty spożywcze

Marasminy, produkty przemiany materii komórek bakteryjnych (bakterie), wpływające na więdnięcie roślin naczyniowych.

Najbardziej znanym przejawem antagonistycznych oddziaływań allelopatycznych są antybiotyki wydzielane najczęściej przez grzyby. Biologicznym ich zadaniem jest zahamowanie rozwoju bakterii i innych grzybów, np. przez blokowanie syntezy ich białek (Penicillum wytwarza penicylinę, a Acremonium - cefalosporynę). Również bylice (Artemisia) rosnące na półpustynnych terenach wydzielają terpentyny (np. kamforę) i alkaloidy (np. absyntynę), które pozwalają kontrolować ich bezpośrednie otoczenie.

Allelopatia jest wykorzystywana w rolnictwie i ogrodnictwie. Allelozwiązki wykorzystuje się w ochronie roślin przeciw szkodnikom (owadom, nicieniom), a także w walce z chorobami roślin i chwastami.

Allelopatia dodatnia:

• fiołek polny, wyka na żyto

• cebula, kalarepa na buraka

• fasola, kukurydza, groch, rzodkiew, słonecznik na ogórka

• fasola, kukurydza, kapusta, chrzan, len na ziemniaka

• groch, sałata, cebula, por, pomidor na marchew

• kąkol, chaber bławatek, kukurydza na pszenicę

• koniczyna, lucerna na trawy

• lnicznik na len

Allelopatia ujemna:

• cebula, czosnek pospolity, mieczyk na fasolę

• dynia, kabaczek, ogórek, słonecznik, pomidor, mak polny, komosa biała na ziemniaka

• fasola, gorczyca na buraka

• jaskrowate na kukurydzę

• koper na marchew

• krwawnik na trawy

• lulek czarny na koniczynę

• mak polny, ostrożeń na pszenicę

Symbioza – zjawisko ścisłego współżycia przynajmniej dwóch gatunków organizmów, które przynosi korzyść każdej ze stron (mutualizm) lub jednej, a drugiej nie szkodzi (komensalizm). Jednak często trudno ustalić dokładny bilans strat i zysków współżyjących organizmów. W klasycznej teorii symbiozy, zaproponowanej przez twórcę tego terminu Antona de Bary, zawiera się także pasożytnictwo. Jest to uzasadnione m.in. dlatego, że w niektórych układach charakter współżycia może zmieniać się w czasie i jeden z symbiontów może w pewnych okresach czerpać więcej korzyści, stając się pasożytem i doprowadzając do upośledzenia lub śmierci drugiego symbionta (organizmu żyjącego w symbiozie z innym).

Do symbiozy zalicza się również często protokooperację i wtedy wyróżnia się:

• mutualizm – symbioza obligatoryjna, związek ścisły i konieczny

• protokooperacja – symbioza fakultatywna, związek luźniejszy i niekonieczny, może być okresowy

Powszechnie spotykanym rodzajem symbiozy jest mikoryza – współżycie korzeni roślin i grzybów, gdzie grzyb wspomaga pobieranie wody i soli mineralnych stanowiąc "przedłużenie" systemu korzeniowego rośliny, a sam pobiera substancje odżywcze z korzenia powstające w drodze fotosyntezy. Innym przykładem jest symbioza bakterii jelitowych i ich gospodarzy, bakterii wiążących azot atmosferyczny i niektórych roślin (bobowate, azolla).

Szczególnym przykładem symbiozy jest endosymbioza, tj. stan, w którym jeden z symbiontów żyje w ciele drugiego (gospodarza). Ektosymbiont, czyli symbiont zewnętrzny, to symbiont związany z koloniami gospodarzy co najmniej podczas części swojego cyklu życiowego, jednakże nie będący pasożytem wewnętrznym

Komensalizm – jest najbardziej pierwotnym typem oddziaływania protekcyjnego. Typ zależności o charakterze symbiozy między dwoma lub więcej gatunkami, przy czym jeden z gatunków czerpie z tej zależności wyraźne korzyści, nie szkodząc pozostałym (np. rekin i podnawka; lew i hiena; lew i sęp; żuk gnojowy i ssak kopytny). Innym przykładem komensalizmu może być odżywianie się owadów żyjących w ptasich gniazdach resztkami pokarmu gospodarzy lub znalezionymi w gnieździe piórami. Komensalizm jest więc współżyciem korzystnym dla jednego z partnerów, dla drugiego obojętnym.

Komensalizm jest najbardziej luźnym i najmniej obligatoryjnym związkiem międzygatunkowym, jako że obaj partnerzy często mogą egzystować niezależnie od siebie. Jeden z partnerów odnosi tu korzyść i ma biologiczną przewagę nad osobnikami tego samego gatunku, które nie pozostają w takim związku^[1].

Croll (1977) wyróżnia cztery główne rodzaje komensalizmu:

• Komensalizm "czyszczący"

• Komensalizm chroniący i maskujący

• Komensalizm synecjalny (synoika, synoekia)

• Komensalizm "transportowy" lub forezja

komensalizmu chroniącego komensal wykorzystuje gospodarza do ochrony, np. ryby ukwiałowe z rodzaju Amphipron żyją pomiędzy chroniącymi je ramionami ukwiałów.

W komensalizmie czyszczącym symbiont oczyszcza gospodarza, np. z pasożytów zewnętrznych. Funkcje takie pełnią przedstawiciele wielu gatunków ryb i skorupiaków, np. ryba pilot towarzyszy rekinom i usuwa z ich łusek oraz jamy gębowej pasożyty korzystając jednocześnie z resztek pokarmu i nie padając łupem gospodarza. O komensalizmie synencjalnym można mówić, gdy komensal wykorzystuje gospodarza jako miejsce schronienia i przebywania, np. kraby chroniące się w muszlach mięczaków.

komensalizm transportowy, w którym gospodarz jest wykorzystywany jako środek transportu, np. ryba remora o zmienionej morfologii płetwy grzbietowej, przyczepia się do rekina i razem z nim się przemieszcza.


Innym z przykładów komensalizmu jest związek:
1. Hieny i lwa- hiena zjada resztki pokarmu pozostawionego przez lwa
2. Ryby podnawki i rekina- podnawka pływając pod rekinem korzysta z jego pokarmu
3. Niektóre płaskie robaki żyją przyczepione do skrzeli krabów z rodzaju Limulus żywiących się resztkami ich pożywienia. Ich gospodarz dostarcza im również schronienia i transportu.

Mutualizm, jeden z typów oddziaływania na siebie gatunków, gdy czerpią wzajemne korzyści, przy czym żaden z nich nie może w naturalnych warunkach istnieć osobno.
Przykładem mutualizmu jest współżycie mikroorganizmów, które potrafią rozkładać celulozę, ze zwierzętami, które nie posiadają odpowiednich enzymów, aby ją strawić.

Przykłady:

-przeżuwacze i ich bakterie jelitowe,

-mikoryza – współpraca roślin naczyniowych z grzybami,

-rośliny bobowate i bakterie asymilujące azot,

-storczyki i grzyby,

-termity i ich fauna jelitowa (wiciowce rozkładające celulozę).

-Specyficzną odmianą mutualizmu jest helotyzm, występujący np. u porostów.

Protokooperacja – oddziaływanie międzygatunkowe w przyrodzie, polegające na współpracy dwóch populacji odnoszących wzajemne korzyści, lecz mogących żyć także samodzielnie. Protokooperacja jest rodzajem symbiozy przygodnej (nieprzymusowej). Często występuje okresowo. Przykładem protokooperacji jest związek jamochłonów (ukwiały) z krabami pustelnikami. Na muszlach pustelników żyją przytwierdzone różne jamochłony. Ułatwiają one krabom maskowanie się i pełnią funkcję obronną, otrzymując w zamian niedojedzone resztki pokarmu pustelnika. Jednak ani pustelnik, ani jamochłon nie są ściśle zależne od swego partnera. Podobnie sprawa ma się z mrówkami i mszycami. Wydzielina mszyc jest spożywana przez mrówki, które z kolei chronią mszyce przed np. biedronkami. Innymi słowy, protokooperacja to współżycie korzystne. Nie musi być ono nieodzowne i może występować okresowo.

Mikoryza – jest to występujące powszechnie zjawisko, polegające na współżyciu korzeni lub innych organów, a nawet nasion roślin naczyniowych z grzybami (dotyczy około 85% gatunków roślin wyższych z całego świata). Tego typu symbioza daje obu gatunkom wzajemne 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

Ze względu na stopień inwazyjności strzępek grzybni do komórek roślinnych wyróżnić można:

• ektomikoryzę, czyli zewnętrzną, gdy strzępki grzybni oplatają korzenie roślin tworząc tzw. opilśń (mufkę) i wnikają do wnętrza wypełniając przestwory komórkowe, tworząc sieć Hartiga, dzięki czemu mogą przejąć dotychczasowe funkcje włośników, które w takim wypadku zanikają;

• endomikoryzę, czyli wewnętrzną, tu strzępki grzybni wnikają bezpośrednio do tkanek roślinnych, natomiast włośniki nie zanikają.

• ektendomikoryzę, czyli mieszaną, gdzie strzępki jednocześnie wnikają do komórek roślinnych i tworzą na zewnątrz opilśń.

Rozwój wielu gatunków roślin jest całkowicie zależny od obecności określonego gatunku grzyba, gdzie brak partnera grzybowego oznacza śmierć dla rośliny, ale i wiele znanych gatunków grzybów kapeluszowych dojrzewa tylko wtedy, gdy grzybnia ma dostęp do korzeni drzew dlatego przy tego rodzaju symbiozie mówimy o mutualizmie. Mikoryza jest powszechnym zjawiskiem w przypadku drzew leśnych, tu niektóre grzyby wykazują specjalizację w wyborze partnera, ograniczając się do określonego gatunku, np.:

• maślak zwyczajny i sosna zwyczajna (mikoryza nie występuje u sosen rosnących na glebach bogatych w składniki pokarmowe);

• grzyby z rodzaju koźlarz i brzoza;

• grzyby z rodzaju borowik i sosna, buk zwyczajny, dąb, czy grab.

Jeżeli chodzi o rośliny, to np. nasiona storczykowatych kiełkują tylko w obecności grzybni. Obecność strzępek grzybni stwierdzono w nasionach wielu roślin, np. niecierpków i wrzosu.

Może się zdarzyć, że w symbiozie z grzybem biorą udział całe rośliny, czego efektem jest powstanie nowego organizmu, różniącego się pod względem morfologicznym i biologicznym od każdego z symbiontów co miało miejsce w przypadku porostów, gdzie z cudzożywnym grzybem współżyją nierozerwalnie organizmy samożywne (glony lub sinice)

1. Ekosystem, krążenie materii, przepływ energii, teorie na temat ekosystemu -holistyczny punkt widzenia, merologiczny pogląd, I i II prawo termodynamiki, entropia, statek kosmiczny jako ekosystem, układy ekologiczne, biosfera 2
   

Funkcje jakie odbywają  się w ekosystemie dzieli się  wtedy na kategorie: -przepływ energii -możliwość obserwowania łańcuchów pokarm. -poszukiwania modeli zróżnicowania w czasie i przestrzeni -krążenie składników mineralnych (cykle bio-geochemiczne) -rozwój i ewolucje ekosystemu -możliwości sterowania danym ekosystemem –zastosowania cybernetyki

EKOSYSTEM jest podstawową, najwyższą  jednostką funkcjonalną ponieważ obejmuje zarówno organizmy jak i abiotyczne środowisko-są one powiązane ze sobą  ściśle i wzajemnie, nie byłoby życia na ziemi

Ekosystem (termin) brytyjski ekolog Tansleja 1935 r jako pierwszy termin określił, nazwał ekosystemem. Sukacze wprowadził równoważny termin -> Biogeocenoza . Holocen nazwał ekosystem biosystemem 

Ekosystemy: -naturalne- są wzorcami do tworzenia ekosystemów sztucznych. - sztuczne wytworzone przez człowieka, ekosystemy rolnicze Agroekosystemy , akwarium też jest stworzonym ekosystemem.

 Ekosystemy naturalne drogi energii w ekosystemie : -łańcuchy spasania (zjadanie żywych roślin lub ich części) -łańcuchy detrytusu organicznego (składa się na niego kumulacja i rozkład żywej materii)

DETRYTUS- produkt rozkładu ,rozdrobniona materia organiczna pochodząca z martwych … (rozpad skał) 

W ekosystemach naturalnych czasami ciężko określić jest granice ekosystemów np.;  łąka koło lasu ciężko jest wyznaczyć między nimi granice

Dwa spojrzenia na ekosystem: -spojrzenie holistyczne: całościowe spojrzenie na ekosystem (nie interesują nas składowe tylko dopływ i odpływ) -spojrzenie mereologiczne: szczegółowe- patrzymy na składowe np.; na konkretną roślinę w ekosystemie

Ekosystem miasto- musi mieć duży dopływ i odpływ. Ekosystem naturalny –ma małe dopływ i odpływ  Odpływy i dopływy to głównie powietrze i różne substancje.

Przepływ energii nie ma układu zamkniętego a związki mineralne mają zawsze układ zamknięty

Zasady termodynamiki: 1) Energia może zmieniać swą postać nigdy jednak nie powstaje ani nie ulega zniszczeniu. Światło np. jest jedną z postaci energii,która zależnie od warunków może ulec przemianie na pracę ciepło lub energię chemiczną związaną np.; w substancjach pokarmowych żadna z tych postaci energii nie może ulec zniszczeniu. 2) Degradacja energii czyli rozproszenie zachodzi samorzutnie. Procesy przemiany energii nie osiągają nigdy 100% wydajności. W przemianach tych np.(energii świetlnej w chemiczną)zawsze pewna ilość energii przechodzi w nie dającą się wykorzystać postać energii cieplnej i ulega rozproszeniu. Podobnie jak ciepło zawsze w gorącym przedmiocie rozprasza się w chłodniejszym otoczeniu. 

Przyroda dąży do stanu wewnętrznego uporządkowania do stanu niskiej entropii (miara stopnia nieuporządkowania czyli chaosy). Im większa entropia tym mniejszą stabilność ekosystemu. 

1. . Agroekosystem (wady, zalety, porównanie do ekosystemu naturalnego)

AGROSYSTEM- ekosystemy rolnicze, ich energia jest zależna od dopływów z zewnątrz, z dalekich przestrzeni( duża odległość w dostępie energii) - ma b. rozbudowany komponent autotroficzny- roślinność zielona w uprawie mieszanej lub w monokulturze.

Agroekosystem od ekosystemu naturalnego i półnaturalnego różnią się  trzema właściwościami: -energia uzupełniająca (subwencjonowana) dopływa pod kontrolą człowieka i składa się na nią praca człowieka i zwierz.:dostawy nawozów, pestycydów, praca maszyn, nawodnienia itd. -zredukowanie różnorodności organizmów (przeważnie uprawia się jeden gatunek a nawet jedną odmianę wysoko plonując ) -dominujące rośliny albo zwierzęta znajdują się pod wpływem sztucznej selekcji ( w systemie naturalnym działa selekcja naturalna)

W Agrosystemie są koszty, szkody (erozja gleby, skażenie pestycydami, wysoki koszt dostarczanego paliwa, przedawkowanie nawozami, szkodniki i choroby, pojawiająca się w miarę uprawy wrażliwość zwierząt i roślin na choroby grzybowe i warunki pogodowe. 10% terenów na świecie jest zajętych uprawami rolniczymi kiedyś łąki ,bagna, torfowiska zostały zamienione na tereny uprawy 30% jest przeznaczone dla rolnictwa włącznie z pastwiskami i  łąki. Nie dysponujemy nowymi terenami rolniczymi wszystkie tereny są już zajęte.

Ekosystemy rolnicze: KORZYŚCI: wysokie plony WADY: erozja gleby, skażenie pestycydami; przedawkowanie nawozami; wysoki koszt paliw; wrażliwość upraw i zwierząt hodowlanych na szkodniki i choroby oraz zmiany pogodowe;

Agrosystemy dzielimy na 2 typy: -uprawy nieprzemysłowe, samowystarczalne i charakteryzujące się wysokim nakładem pracy człowieka i zwierząt uzupełniona energią słoneczną dostarcza pokarm rolnikowi i jego rodzinie i ewentualnie na rynek miejski. -intensywne i zmechanizowane subsydiowanie paliwami i z dopływem chemicznym środków i pestycydów produkuje żywność na eksport.

Rolnictwo nieprzemysłowe (indywidualne) zajmuje 60% obszarów rolniczych wyróżnia się tzw trzy systemy uprawy:

-pasterski (paternalizm)spasanie zwierząt dla mięsa i skór

-przemienny porębowo-palny jest to najprymitywniejszy system ale szeroko uprawiany, stosowany, wypalanie i uprawianie lasów i tam uprawa

-zalewowo –irygacyjny stosowany jest głównie w Azji poł-wsch stare rolnictwo, związane z uprawą  ryżu, uprawia się go na małych poletkach irygacyjnych. Systemy nawodnień są skomplikowane i na tyle wydajne że otrzymuje się duży plon.

Systemy te skutecznie konserwują  energię.

Energia paliwowa- potrzeby energetyczne wykorzystuje się rośliny drzewiaste, krzewiaste (topole, sosny) i kukurydza, trzcina cukrowa ( ponad 4ha trzciny na roczne zapotrzebowanie samochodu w USA; 4ha zaspokaja potrzeby 20 osób). Tereny te przeznaczone na produkcje i zaspokojenie potrzeb energetycznych mogłyby być przenoszone na uprawę żywności dla ludzi niwelują jednoczesne widmo głodu. Z punktu widzenia ekologicznego jest to kwestią dyskusyjną. 

Strukturalne i funkcjonalne różnice pomiędzy ekosystemem naturalnym i agroekosystemem

	Agrosystem	Ekosystem naturalny
Produkcja pierwotna netto (plon)	Wysoka	Średnia
Łańcuchy pokarmowe	Proste, liniowe	Sieciowe
Różnorodność gatunkowa	Mała	Wielka
Różnorodność genetyczna	Mała	Wielka
Cykle mineralne	Otwarte	Zamknięte
Stabilność (odporność na zaburzenia)	Słaba	Wysoka
Entropia	Wysoka	Niska
Kontrola człowieka	Wyraźna	Zbędna
Trwałość czasowa	Krótka	Długa
Różnorodność siedlisk	Niska	Bogata (mozaika)
Fenologia	zsynchronizowana	Sezonowa
Dojrzałość	Wczesne stadia sukcesji	Stadium dojrzałe -klimaks

 

Ekosystem miejski

- zdominowany przez konsumentów, ludzi ; różni się znikomym udziałem..

- ekosystem cudzożywny- heterotroficzny

- duży dopływ energii z zewnątrz ( brak możliwości samoregulacji). Bilans tlenu, który może być  poprawiony z zewnątrz kompleksów leśnych, naturalnych. Klimat różni się od otoczenia terenów niekorzystnie

- miasta- zanieczyszczone tlenkami siarki, N ; udział dymów, CO2 -> miasto to efekt szklarniowy. Mamy po 10% więcej opadów od otaczających terenów ( kondensacji pary). Zanieczyszczenie powoduje mniej słońca, więcej mgieł.

- miasto to wyspa ciepła (centrum)

- wiosna zaczyna się wcześniej, trwa o 10-12 dni wegetacyjnych dłużej

- najwięcej gatunków ruderalnych- wysypiska śmieci

Ekosystem miejski jest specyficzny ze względu na obecność ludzi; składa się z 2 części: Cześć autotroficzna – jest bardzo skąpa, niewielka, są to ; zieleńce, trawniki, parki, zieleń przyuliczna itp. Część heterotroficzna: zalicz się do niej ludzi (konsumenci) Miasto jest systemem heterotroficznym, czyli cudzożywnym, w którym przeważa wykorzystywanie, przetwarzanie i rozkład złożonych związków. Cześć abiotyczna sprowadza się do chodników, asfaltu, jezdni. Wpływ miasta na środowisko jest znaczny , bo czerpie ono i przekazuje.

Miasto ma duży INPUT (= wejście: powietrze, surowce, woda)  oraz duży OUTPUT (= wyjście: ścieki, odpady, skażone powietrze)

Przez uzdatnianie – możemy wrócić  do wejścia. W miastach zachodzi obieg materii i energii.

Człowiek wymaga dużych nakładów energetycznych: Miasto:  Jest „tyglem energetycznym” Jest systemem sztucznym; Mniej zieleni od agrosystemu Zieleń latem pochłania 70-80% promieni słonecznych, a zimą 35-40%. Każde drzewo wytwarza swoisty mikroklimat.  W miastach porosty nie występują, bo są wrażliwe na zanieczyszczenie. Jego obecność 9 a raczej nieobecność)  pokazuje zawartość metali ciężkich. Zielony nalot glonów to zielenice z grupy Cichococcus, świadczą one o pH.

Miast jest „wyspą ciepła”; niska temperatura na peryferiach w centrum wyższe „wyspa ciepła”  powoduje, że wiosna jest o 2 tygodnie wcześniej niż na peryferiach, a jesień trwa krócej. Skażenie środowiska największe jest w centrum miast, a na obrzeżach mniejsze. Podmiejskie rzeki powinny być w miarę naturalne, a nie jako linearne kanały. Cały świat dąży do odtworzenia naturalnych kanałów. Konsekwencją „wyspy ciepła” jest masowość półpasożyta jemioły na miękkiej korowinie drzew, co prowadzi do obumierania drzew. 
 

Ekosystemy cudzożywne 1. ławica ostryg 2.miasta 3. prąd wody wnosi energię zawartą w planktonie wydalony w postaci ciepła - > 57kcal/m2/ dzień 4. prądy powietrza niosą O2  miasta- budowle, zakłady, odpady -> ciepło wyjście- ścieki skażone, zanieczyszczone powietrze -> 3980kcal/m2 /dzień energii cieplnej 
Doskonały wskaźnik : Pnie zielone- zielenice odporne na niskie pH, kory brak mchów Porosty- wskaźnik higieny mi