Pojęcia
ABIOTYCZNE CZYNNIKI, ekol. czynniki przyrody nieożywionej (fiz., chem., np. klimat, podłoże miner.), swoiste dla danego środowiska i działające na żyjące w nim organizmy, a jednocześnie podlegające ich wpływom; zbyt silne odchylenia np. temperatury, wilgotności, składu chem. powietrza, wód, gleby hamują rozwój organizmów i zmieniają strukturę biocenoz; zmiany czynniki abiotyczne są często następstwem gospodarki człowieka (np. zanieczyszczenia wód ściekami). Zob. też ekologiczne czynniki.
ANABIOZA [gr.], odwracalny, przejściowy stan pozornej śmierci, występujący u niższych zwierząt i roślin; maks. ograniczenie wszelkich funkcji życiowych organizmu w okresie niekorzystnych warunków zewn., np. niskiej temperatury, niedoboru wilgoci; w stan a. mogą przechodzić np. wrotki mcholubne, niesporczaki, formy przetrwalnikowe, np. cysty pierwotniaków, zarodniki bakterii; nasiona w stadium spoczynkowym; z a. są także związane zimowe lub letnie odrętwienie u ryb i płazów, sen zimowy ssaków; u człowieka stan zbliżony do a. wywołuje się przez sztuczną hibernację stosowaną przy niektórych zabiegach chirurgicznych.
ANTROPOPRESJA [gr.-łac.], ekol. całokształt wpływu i oddziaływania człowieka na środowisko na przestrzeni tysiącleci; jej skutkiem są zmiany jakościowe i ilościowe flory i fauny na terenach opanowywanych przez człowieka, np. przez zbieractwo, wyręby, wypas i łowiectwo, a także zanieczyszczenia wód i powietrza.
BIOCENOZA [gr.], cenoza, ekol. zespół populacji różnych gat. zwierząt, roślin i mikroorganizmów żyjących w określonej przestrzeni środowiska lądowego lub wodnego, żywa część ekosystemu; biocenoza charakteryzuje się określoną biomasą, produktywnością i uporządkowaną strukturą (budową); rozróżnia się: strukturę przestrzenną biocenozy — przejawiającą się określonym rozmieszczeniem względem siebie osobników poszczególnych gat., strukturę gatunkową biocenozy — określającą skład gat. i stosunki liczebności (lub biomas) wszystkich gat. wchodzących w skład biocenozy i strukturę troficzną (pokarmową) — w postaci powiązanych łańcuchów pokarmowych. Liczne aspekty struktury biocenozy są ze sobą powiązane, np. biocenozy leśne mające najbardziej skomplikowane struktury przestrzenne, mają również najbogatsze struktury gat.; biocenozy podlegają ciągłym zmianom w czasie (dobowym, sezonowym) i długofalowym zmianom rozwojowym (sukcesja ekologiczna); charakteryzują się stabilnością ekol., która określa ich odporność na zmiany. Niszczycielska działalność człowieka może prowadzić dodegradacji ekosystemów.
FITOCENOZA [gr.], biocenoza roślinna, konkretne zbiorowisko roślinne będące częścią określonego ekosystemu (biogeocenozy); jako ekologicznie zorganizowana wspólnota populacji i różnych gat. roślin, f. jest elementarnym składnikiem roślinności; stanowi ona podstawowy i bezpośredni przedmiot badań fitosocjologii
BIOGENY, związki organiczne (gł. minerały i witaminy) niezbędne do życia i rozwoju roślin, tworzących z nich materię organiczną — pokarm zwierząt.
Bioindykacja - jest zastosowanie organizmów (mikroorganizmów, bakterii, grzybów) roślin, zwierząt a także człowieka do oceny charakteru stopnia i skutków zanieczyszczenia środowiska. Bioindykacja opiera się na systemie wskaźników biologicznych bioindykatorów i ich zróżnicowanej i specyficznej relacji na określone czynniki środowiska.
BIOSFERA [gr.], biol. strefa, w której może istnieć życie; obejmuje wody powierzchniowe, dolne warstwy atmosfery i powierzchniową część skorupy ziemskiej; granice (zasięgi) b. nie są jednoznacznie określone; większość organizmów żyje do ok. 100 m wys. w atmosferze, 150 m w głąb wody i 3 m w głąb gleby; zasięgi maks. są osiągane przez utajone formy życia, np. zarodniki, nasiona (do kilkunastu km wysokości); ocena produktywności b. oraz bilansowanie zasobów przyrody odnawialnych i nieodnawialnych ma znaczenie w prognozowaniu przyszłości kuli ziemskiej.
BIOTOP [gr.], biol. obszar zajęty przez określoną biocenozę, jednorodny pod względem warunków klim., glebowych i biotycznych; niekiedy terminem biotop określa się również fiz. i chem. środowisko, czyniąc biotop synonimem ekosystemu (ten ostatni termin coraz częściej zastępuje pojęcie biotopu).
CHEMOTAKSJA [gr.], ruch drobnych organizmów w kierunku malejącego gradientu stężenia czynnika chem. — chemotaksja ujemna, lub rosnącego — chemotaksja dodatnia; może prowadzić do znalezienia pokarmu lub partnera seksualnego (feromony), służy też wzajemnemu odnajdywaniu się gamet; chemotaksja nie jest właściwą taksją, lecz kinezą.
DIOKSYNY, pochodne 1,4-dioksyny, silnie toksyczne związki chem. o działaniu mutagennym i rakotwórczym; najbardziej niebezpieczna jest 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-1,4-dioksyna, powstająca podczas produkcji kwasu 2,4,5-trichlorofenoksyoctowego (herbicyd) oraz spalania odpadów z niektórych tworzyw sztucznych.
EDAFON [gr.], ekol. ogół organizmów (bakterie, glony, grzyby, pierwotniaki, pierścienice, nicienie, larwy owadów i in.) żyjących w glebie i wpływających na jej strukturę i żyzność; e. warunkuje rozkład związków org. i przyspiesza uwalnianie składników miner., zwiększa przewiewność gleby i przyczynia się do jej gruzełkowatej budowy; skład gatunkowy e. i zagęszczenie organizmów zależą od fiz. i chem. właściwości gleby; na powierzchni 1 m2 liczba drobnoustrojów może dochodzić do 1 miliarda.
EKOTON, ekol. granica ekosystemu, strefa wyraźnych zmian składu gatunkowego biocenozy — będących wynikiem skokowych zmian warunków środowiska lub wynikiem działalności ludzkiej; np. pobrzeże jeziora, granica pola i lasu.
EKOTYP, ekol. rasa ekol., podgatunek, forma osobników danego gatunku trwale różniąca się morfologicznie i fizjologicznie od innych ekotypów tego gatunku występujących w odmiennych środowiskach; np. rośliny mniszka Taraxacum deusleonis pochodzące z gór i z nizin stanowią 2 ekotypy, ponieważ nawet wysiane wspólnie zachowują odmienność kształtu.
EKOSYSTEM [gr.], ekol. jednostka ekol. obejmująca biocenozę (zbiór populacji zamieszkujących jakiś teren) i biotop (środowisko tych populacji); zachodzi w nim obieg materii i przepływ energii; pojęcie wprowadzone 1935 przez A.G. Tansleya, upowszechnione dzięki badaniom produktywności biol. (lata 60.); e. charakteryzuje się m.in. swoistą strukturą gatunkową, troficzną i przestrzenną; powstaje i ulega zmianom dzięki przekształceniom środowiska przez jedne gat., co wpływa na możliwości egzystencji innych (sukcesja); termin umowny, stosowany do określenia różnych terytorialnie obiektów, np. e. jest jezioro jako całość, ale również jako strefa przybrzeżna (litoral).
FENOLOGIA [gr.], nauka biol. badająca zależności między sezonowymi zmianami pogody i warunków klim. a terminami periodycznych zjawisk w życiu organizmów (np. pory zakwitania i owocowania różnych gat. roślin, przylotu i odlotu ptaków, ich gniazdowania, pojawiania się szkodników); sezonową rytmikę zmian fenologicznych w cyklach rocznych uwidacznia się na mapach izofen. Pierwszym krajem, w którym wprowadzono zapiski z zakresu fenologii, była Polska (Akad. Krak. — 1490); nowocz. obserwacje zapoczątkował K. Linneusz w poł. XVIII w.; od tego czasu w Europie rozwija się sieć stacji fenologicznych; w poł. XIX w. L. Quetelet ujednolicił metody fenologiczne i opisał 300 gat. roślin oraz zwierząt podlegających obserwacji. Fenologia ma duże znaczenie w ochronie roślin, aklimatyzacji oraz klimatologii; w Polsce rozróżnia się 8 fenologicznych pór roku: zaranie wiosny, przedwiośnie, pełnia wiosny, wczesne lato, lato, wczesna (złota) jesień, jesień, zima. ]
FENOTYP [gr.], zespół cech organizmu, np. anat., fizjol., chem.; stanowi wynik współdziałania genotypu (zespół czynników dziedzicznych) i warunków środowiska, w których organizm się rozwija i przebywa; np. osobniki o jednakowym genotypie mogą mieć różny fenotyp, jeżeli rozwijają się w innych warunkach, m.in. różny wzrost w zależności od pobieranego pokarmu; termin fenotyp wprowadził do genetyki 1909 W.L. Johannsen.
FOTOSYNTEZA [gr.], asymilacja węgla, złożony proces wytwarzania związków org. z dwutlenku węgla i wody przy udziale energii świetlnej, w myśl ogólnego równania: 6CO2 + 6H2O + energia świetlna C6H12O 6 + 6O2; proces fotosyntezy mogą przeprowadzać rośliny zielone, zawierające chlorofil, oraz niektóre bakterie mające bakteriochlorofil; fotosynteza zachodzi w dwóch etapach, z których każdy jest złożony z wielu procesów pośrednich; pierwszy etap przebiega z udziałem światła w tylakoidachchloroplastów; biorą w nim udział systemy barwników asymilacyjnych, określane jako fotosystemy: PS-I i PS-II, absorbujące kwanty energii świetlnej w zakresie światła niebieskiego i czerwieni; energia fotonów umożliwia przepływ elektronów z wody do NADP powodując fotolizę; wody z wytworzeniem tlenu i zredukowanej formy NADP·H; przepływ ten jest również sprzężony z syntezą ATP; system PS-I (ewolucyjnie starszy) występuje u wszystkich organizmów fotosyntetyzujących, natomiast PS-II tylko u roślin zdolnych do fotolizy wody; w drugim etapie fotosyntezy (w tzw. ciemniowych reakcjach fotosyntezy), przebiegającym w stromie chloroplastów bez udziału światła, energia chem. ATP i potencjał redukcyjny NADP · H (tzw. siła redukcyjna) są zużywane, w cyklu enzymatycznych reakcji (cykl Calvina), do włączenia asymilowanego dwutlenku węgla w związki org.; w cyklu tym dwutlenek węgla zostaje związany z rybulozo-1,5-bisfosforanem (RuBP) przy udziale enzymu karboksylazy RuBP (Rubisco); powstaje kwas 3-fosfoglicerynowy (3-PGA), redukowany następnie do aldehydu 3-fosfoglicerynowego (GAP, trioza, jednostka zawierająca 3 atomy węgla), którego dalsze przemiany prowadzą do odtworzenia cząsteczki RuBP i syntezy różnych produktów końcowych, gł. sacharozy i skrobi; rośliny, u których zachodzi cykl Calvina, są zw. roślinami C-3; u roślin tych, w obecności tlenu i przy małym stężeniu dwutlenku węgla, procesowi fotosyntezy może towarzyszyć fotooddychanie; proces ten obniża wydajność fotosyntezy, ale stanowi jednocześnie mechanizm umożliwiający roślinom przetrwanie w niesprzyjających warunkach środowiska, gdyż pozwala na usuwanie z chloroplastów nadmiaru NADP · H. U licznych roślin, zwł. tropikalnych (zw. też roślinami C-4), włączenie dwutlenku węgla w związki org. ma nieco inny przebieg i zachodzi w tzw. cyklu 4-węglowych kwasów dikarboksylowych (cykl Hatcha, Slacka, Kortschaka, zw. też cyklem C-4); jego odmianą jest wiązanie dwutlenku węgla przez rośliny z rodziny Crassulaceae (gruboszowate), przystosowane do życia w warunkach suszy; proces ten przebiega wg cyklu CAM (ang. Crassulacean Acid Metabolism), zw. też kwasowym metabolizmem węgla; u roślin C-4 i gruboszowatych asymilowany dwutlenek węgla jest przyłączany do fosfoenolopirogronianu (PEP) przy udziale karboksylazy PEP, powstaje szczawiooctan (OAA), który następnie ulega przekształceniu w 4-węglowe kwasy dikarboksylowe (o 4 atomach węgla w cząsteczce): jabłkowy lub asparaginowy; związana z odwodornieniem dekarboksylacja tych kwasów powoduje uwolnienie dwutlenku węgla oraz wytworzenie NADP · H; oba produkty są następnie powtórnie wykorzystane w cyklu Calvina w wyniku karboksylacji RuBP; w przypadku roślin C-4 (np. kukurydzy), karboksylacja PEP i RuBP jest rozdzielona przestrzennie: wiązki naczyniowe w liściach tych roślin są otoczone dwiema warstwami komórek zawierających odmienne rodzaje chloroplastów; w chloroplastach pochwy okołowiązkowej (nie zawierających gran) przebiega karboksylacja RuBP, a w komórkach mezofilu (z chloroplastami zawierającymi grana) — karboksylacja PEP; ten typ fotosyntezy pozwala na lepsze wykorzystanie przez roślinę nawet bardzo małych stężeń dwutlenku węgla oraz na prawie całkowite wyeliminowanie fotooddychania; u roślin gruboszowatych oba typy karboksylacji są rozdzielone w czasie; wiązanie dwutlenku węgla w wyniku karboksylacji PEP zachodzi w nocy, gdy są otwarte aparaty szparkowe i jest możliwa wymiana gazowa; powstające kwasy gromadzą się na terenie dużej wakuoli powodując zakwaszenie soku komórkowego; w dzień przy całkowicie zamkniętych aparatach szparkowych zachodzi uwolnienie dwutlenku węgla z kwasów 4-węglowych i włączenie go w cykl Calvina. Fotosynteza dostarcza tlenu i ogromnych ilości związków org. (ok. 1011 ton rocznie), które stanowią pokarm i źródło energii dla zwierząt i człowieka; jest podstawą życia na Ziemi. Alina Kacperska-Lewakowa
GEN [gr.], materialna jednostka dziedziczenia, decydująca o przekazywaniu poszczególnych dziedzicznych właściwości organizmu (dziedziczność); geny znajdują się w chromosomach, ułożone liniowo w ściśle określonej kolejności — są to odcinki DNA (kwasu deoksyrybonukleinowego), w których sekwencja (kolejność) ułożenia zasad azotowych wzdłuż łańcuchów DNA stanowi informację; genetyczną o zdolności do syntezy przez organizm swoistych białek lub cząsteczek RNA (kwasu rybonukleinowego); geny występują także u bakterii i wirusów, nie posiadających typowych chromosomów. Dzięki precyzyjnej replikacji DNA, geny wykazują znaczną stałość i przy podziałach komórkowych są przekazywane w postaci identycznych kopii komórkom potomnym, a przez komórki rozrodcze (gamety) kolejnym pokoleniom organizmów. Z niewielką, specyficzną dla danego genu i organizmu częstością geny zmieniają się, czyli mutują (mutacja), w wyniku czego powstają zmienione postacie pierwotnego genu, jego allele (o zmienionej sekwencji nukleotydów w DNA). W zależności od różnych efektów fenotypowych, od sposobu czy stopnia przejawiania się genu, rozróżnia się wiele ich kategorii, np. geny dominujące i recesywne (dominowanie, recesywność), geny epistatyczne i hipostatyczne (epistaza, hipostaza), poligeny itd. Z punktu widzenia mechanizmu działania genu rozróżnia się geny struktury (strukturalne), zawierające informację o syntezie białek, geny regulatorowe (regulatory), regulujące aktywność genu struktury. U prokariontów część kodująca polipeptyd jest jedną, ciągłą sekwencją nukleotydów w DNA wyznaczającą (od końca 5' do końca 3') sekwencje aminokwasów w polipeptydzie. U eukariontów część kodująca polipeptyd często jest nieciągła i składa się z odcinków kodujących, eksonów, przedzielonych odcinkami DNA niekodującymi — intronami; są to geny złożone, mozaikowe; w procesie transkrypcji tych genów zachodzi składanie RNA, w wyniku czego powstaje ciągły zapis w mRNA, pełniący w translacji funkcję matrycy do syntezy polipeptydu. Termin gen wprowadził 1909 W.L. Johannsen. Zob. też kod genetyczny.
GENOTYP [gr.], genet. zespół wszystkich genów organizmu warunkujący jego właściwości dziedziczne; genet. skład organizmu; genotyp ma charakterystyczny dla niego rodzaj, układ i liczbę genów; w trakcie rozwoju osobniczego, w wyniku współdziałania genotypów i różnorodnych czynników zewn., wytwarza się fenotyp organizmu, tzn. zespół jego cech morfologicznych, fizjol. itp.; termin wprowadzony 1909 przez W.L. Johannsena.
NISZA EKOLOGICZNA, ogół wszystkich warunków środowiskowych (czynników biotycznych i abiotycznych), w których potencjalnie może rozwijać się i żyć populacja danego gat. ze względu na swoje przystosowania: sposób odżywiania się, unikania drapieżnika, wymagania termiczne, tolerancja na zasolenie wód itd. N.e. poszczególnych gat. określają ich wzajemne zależności w biocenozie: im bardziej podobne są n.e., tym silniejsza konkurencja.
POPULACJA [łac.], biol. grupa osobników jednego gat., zasiedlających określony teren, krzyżujących się między sobą (a zatem posiadających wspólną pulę genową), lecz z reguły izolowanych od innych populacji tego samego gat.; strukturę populacji określa m.in. jej zagęszczenie, proporcje liczebności samców i samic, osobników dorosłych i młodych. Liczebność populacji może, pod wpływem zmian środowiskowych, ulegać zmianom okresowym lub ciągłym; populacje różnych gat. składające się na zespoły, biocenozy i ekosystemy stanowią przedmiot badań ekologii (populacjologia); wspólna pula genowa populacji jednogatunkowej ulega zmianom pod wpływem działania doboru naturalnego, co jest przedmiotem badań genetyki populacyjnej i ewolucjonizmu.
DESTRUENCI [łac.], reducenci, ekol. organizmy cudzożywne, gł. bakterie i grzyby saprofityczne (saprofity), rozkładające związki org. obumarłych roślin i zwierząt i korzystające z uwalnianej przy tym energii; część pośredników produktów rozkładu stanowi pokarm destruentów, reszta ulega prawie całkowitemu rozkładowi i uwolnione związki miner. mogą być przyswojone przez rośliny zielone, wracając do obiegu materii w przyrodzie.
SYMBIOZA [gr.], biol. stałe lub czasowe współżycie 2 różnych gat. (symbiontów) zwierząt, zwierzęcia i rośliny lub 2 gat. roślin, korzystne, często nieodzowne dla jednego lub dla obu partnerów; mniej lub bardziej ścisłą więzią ekol. łączącą organizmy jest gł. pokarm, także schron, obrona, lokomocja, niekiedy powiązanie ich metabolizmu, np. symbioza roślin wyższych z grzybami (mikoryza) lub z bakteriami (bakterioryza). Zob. też komensalizm, mutualizm.
Recykling - to pojęcie, które weszło już do grupy pojęć obiegowych. Termin „recykling” oznacza zawrócenie zużytych elementów lub odpadów do procesów, w których mogą być ponownie wykorzystane.
Taksja - reakcje ruchowe pierwotniaków związane z działaniem bodźca Taksja to reakcja, najczęściej ruchoma, w której ciało porusza się od lub do bodźców
3. Ekosystem jest podstawową jednostką funkcjonowania przyrody , utworzoną z biocenozy oraz biotopu. Organizmy tworzące biocenozę żyją w określonym środowisku fizycznym ( klimat , ukształtowanie terenu , wody , gleby i skały ) , czyli - biotopie.
Ekosystem stanowi więc całość przyrody dużego lasu , łąki , jeziora czy morza. W ekosystemach można zaobserwować wzajemne związki między organizmami a ich środowiskiem abiotycznym. Skład gatunkowy i liczebność populacji w konkretnej biocenozie
Zależy przede wszystkim od takich czynników klimatycznych jak : roczna ilość opadów i ich rozkład , średnie temperatury i nasłonecznienie , czy też ilość tlenu. Dlatego ekosystemy zupełnie inaczej kształtują się w rejonach gorących i wilgotnych niż w zimnych oraz suchych.
Wiadomo również , że ukształtowanie terenu n.p.m , nachylenie zboczy oraz struktura i żyzność gleb , w istotny sposób warunkują rozwój ekosystemu.
Na glebach lekkich , piaszczystych , które szybko wysychają , rosną inne rośliny niż na glebach gliniastych. Natomiast skład roślin wpływa na rodzaje gatunków kolejnych ogniw łańcuchów pokarmowych czyli na skład jakościowy populacji zwierząt roślinożernych i mięsożernych. Organizmy tworzące biocenozę nie tylko korzystają ze środowiska w którym występują , lecz same je modyfikują. Przykładowo ekosystem lasu spowalnia topnienie śniegu przez co zmniejsza wiosenny spływ powierzchniowy , maleje więc zagrożenie powodziowe i erozja gleb. OBIEG MATERII I PRZPŁYW ENERGII W EKOSYSTEMIE
Kluczowym zagadnieniem funkcjonowania ekosystemów jest dopływ energii napędzającej ekosystem oraz przemiany jednych związków chemicznych w drugie , jakie towarzyszą przepływowi energii. Organizmy żyjące w ekosystemie można podzielić na autotrofy , które mają zdolność wytwarzania związków organicznych z nieorganicznych. Synteza związków organicznych jest procesem wymagającym energii. W przypadku większości autotrofów źródłem tej energii jest słońce. Do organizmów mających tę zdolność - nazywamy je fotoautotrofami - należy większość roślin , sinice , i niektóre fotosyntetyzujące bakterie. Inną grupą która ma podobne zdolności są chemoautotrofy. Różnią się one od fotoautotrofów źródłem energii , której używają do napędzania procesu syntezy związków organicznych. Pochodzi ona z utleniania związków nieorganicznych , na przykład związków siarki. Należą do nich niektóre bakterie. Organizmy , które nie posiadają zdolności produkcji związków nieorganicznych z organicznych , a zdobywają je zjadając inne organizmy lub ich obumarłe szczątki , nazywamy cheterotrofami. Energia , która umożliwia producentom wytwarzanie związków organicznych „ napędza `' cały ekosystem.Większa część tej energii docierającej do ekosystemu jest w czasie kolejnych procesów biochemicznych zamieniona na ciepło i rozpraszana w otoczeniu. Do funkcjonowania ekosystemu potrzebny jest więc stały dopływ energii słonecznej i stały wysiłek producentów zamieniających tę energie w energie wiązań chemicznych. Z części nieożywionej ekosystemu stale dopływa materia do ożywionej. Proces ten nie jest jednokierunkowy. Materia organiczna jest rozkładana w procesie oddychania komórkowego na związki nieorganiczne. Istnieje więc stała dwukierunkowa wymiana materii między biotyczną a abiotyczna częścią ekosystemu. Można ją przedstawić w formie zamkniętego cyklu
4