47. Wykaż powiązania między roślinami i zwierzętami.

Rośliny i zwierzęta mają bardzo zależne relacje. Zwierzęta nie mogą przetrwać bez roślin a wielu gatunków roślin umrze bez dwutlenku węgla i nawozów, które pochodzą od zwierząt.

Pomiędzy roślinami i zwierzętami występującymi na danym obszarze zachodzą zależności pokarmowe, tzn. jedne organizmy są pożywieniem dla innych. Rośliny żyją dzięki energii słońca i solom mineralnym zawartym w glebie. Zwierzęta żyją dzięki temu, że zjadają rośliny lub inne zwierzęta. Zależności pokarmowe między organizmami nazywamy łańcuchem pokarmowym. Brak jednego ogniwa jest zagrożeniem dla wszystkich organizmów związanych łańcuchem ( czasami może to być powodem zmiany lasu w pustynię ).Zwierzęta roślinożerne spożywają wiele roślin. Wszystkie zwierzęta zależne są od roślin, gdyż nawet zwierzęta mięsożerne aby przeżyć muszą jeść zwierzęta roślinożerne. Pierwszym ogniwem każdego łańcucha są zawsze rośliny zielone jako organizmy samożywne, ponieważ tylko ta grupa potrafi przyswoić i zmagazynować w związkach organicznych energię słoneczną. Są one producentami. Nazywa się to łańcuchem spasania. Kolejne organizmy, począwszy od organizmu, który skonsumował tą roślinę nazywamy konsumentem. Każdy konsument należy do rzędu pierwszy organizm, zjadający roślinę jest konsumentem 1 rzędu ( roślinożerca), a kolejnym odpowiadają kolejne liczby(mięsożerca). Łańcuchy pokarmowe są powszechnie obecne w przyrodzie. To one kształtują nasze środowisko oraz zachodzące współzależności. Od setek lat łańcuchy pokarmowe przekształcały się w miarę rozwoju cywilizacji. Wiadomo, że przyroda rządzi się swoimi prawami i należy to uszanować. To dzięki niej człowiek może istnieć. Rośliny i zwierzęta żyją w ścisłej symbiozie ze sobą. Rośliny żywią się mikroelementami i substancjami odżywczymi, które czerpią z gleby. To właśnie ziemia dostarcza im niezbędnych składników odżywczych, aby mogły prawidłowo rosnąć. Czerpią z niej wszystkie potrzebne substancje odżywcze oraz wodę. Rosną, aby móc stać się pokarmem dla zwierząt i ptactwa. Zwierzęta, aby przetrwać są zmuszone do polowania. Wszystko jest uzależnione od hierarchii jaka panuje w przyrodzie. Chore i najsłabsze organizmy giną. Rośliny są potrzebne owadom, ptakom oraz zwierzętom, które się nimi odżywiają. Zwierzęta roślinożerne przystosowały swój układ pokarmowy do pobierania pokarmu roślinnego tzn. posiadają dłuższe jelito, żołądek wielokomorowy, uzębienie do rozcierania pokarmu. Między roślinami a zwierzętami zachodzi zoochoria - zwierzęcosiewność - jeden ze sposobów rozprzestrzeniania diaspor roślinnych (nasion, zarodników, rozmnóżek) przez zwierzęta. Diaspory mogą być np. przyczepione do sierści, albo zjadane i później wydalane. Rośliny rozsiewające się przez zoochorię mają szczególne przystosowania do takiego sposobu rozsiewania, np. nasiona zaopatrzone w haczyki przyczepiające je do sierści zwierząt, specjalne ciałka zachęcające (tzw. elajosomy) mrówki do zabierania nasion, albo jadalne części owocu. Zoochoria zjawisko ścisłego współżycia przynajmniej dwóch gatunków, który przynosi korzyść wszystkim stronom. Czasami rośliny, zachęcają zwierzęta do pomocy, ofiarowują im trochę swego cennego cukru - nektaru, który jest bogatym źródłem energii dla kolibrów, kapucynek, a także dla pszczół, które wykorzystują go do wytwarzania miodu. W zamian za nektar zwierzęta przenoszą pyłek od kwiatu do kwiatu, pomagając roślinom w zapyleniu i rozprzestrzenianiu się. Wiele dzikich, bardzo słodkich i zasobnych w cukry owoców jest także nagrodą dla zwierząt. Kiedy ptak zje owoc, jedno lub wiele nasion w nim ukrytych przechodzi przez jego ukła pokarmowy i zostaje wydalonych z odchodami. Odchody stanowią bogaty nawóz dzięki któremu nasiona mogą kiełkować.

Rodzaje zoochorii w zależności od sposobu przenoszenia diaspor przez zwierzęta:

• ektozoochoria, epizoochoria, epichoria - przenoszenie przez zewnętrzne części ciała zwierzęcia. Diaspory mogą być przyczepione np. do sierści, piór, śluzu pokrywającego ciało, itp.

• endozoochoria, endochoria - diaspory wnikają do wnętrza ciała zwierzęcia, przeważnie do układu pokarmowego, gdy zwierzę zjada nasiona i owoce

• synzoochoria, dyszoochoria - nasiona i owoce gromadzone są przez zwierzęta w różnych kryjówkach, o których zwierzęta często zapominają.

• W zależności od grupy zwierząt uczestniczących w przenoszeniu diaspor wyróżnia się:

• chiropterochorię - roznoszenie przez nietoperze,

• entomochorię - roznoszenie przez owady,

• myrmekochorię - roznoszenie przez mrówki,

• ornitochorię - roznoszenie przez ptaki.

Martwe zwierzęta rozkładając się uwalniają składniki pokarmowe do gleby. Odpadów zwierząt używa się także jako nawóz do nawożenia ziemi uprawnej. Te składniki odżywcze służą jako pomoc w uprawie roślin. Większość roślin pobiera azot poprzez systemy korzeniowe w formie jonów azotanowych NO^2- lub azotanowych oraz amonowych NH⁴⁺. Związki te pojawiają się w ziemi w efekcie procesów gnilnych. Przy zbyt małym stężeniu tych związków ziemię trzeba albo nawozić, albo okresowo uprawiać rośliny żyjące w symbiozie z bakteriami nitryfikacyjnymi i azotowymi. Cały azot występujący w związkach chemicznych, z których są zbudowane zwierzęta pochodzi od roślin. Zwierzęta nie potrafią przekształcać azotu z atmosfery w związki potrzebne im do życia, generują natomiast amoniak, który jest uwalniany do otoczenia i utylizowany przez bakterie nitryfikacyjne, lub przekształcany w gazowy azot w procesie "Anammox". Amoniak jest wtórnie generowany w trakcie procesów gnilnych, które są realizowane przez wyspecjalizowane bakterie i grzyby. Jest też generowany przez zwierzęta w wyniku rozkładu mocznika, jednego z podstawowych produktów ich metabolizmu. Powstający amoniak, a właściwie jony amonowe, mogą być od razu pożytkowane przez bakterie nitryfikacyjne lub są uwalniane do otoczenia. Gdy procesy gnilne są w równowadze z procesami nitryfikacji układ znajduje się w równowadze ekologicznej. Zbyt dużo jonów amonowych w środowisku powoduje, że staje się ono nadmiernie zasadowe, co przyspiesza gnicie organizmów żywych, rozwój gnicia i dalszy wzrost zasadowości środowiska. Rośliny, które nie żyją w symbiozie z bakteriami azotowymi wchłaniają azot w postaci jonów azotanowych i amonowych. Jony te są obecne w wodzie i glebie na skutek procesów gnilnych, a także działania wolnożyjących bakterii azotowych. Rośliny te wchłaniają jony przez swoje systemy korzeniowe i następnie przekształcają je w aminokwasy, z których są budowane białka.

Rośliny są także siedliskiem, miejscem schronienia dl rożnych zwierząt. Na przykład wiele gatunków ptaków buduje gniazda z gałązek na drzewach. Trawy, zboża dają schronienie dla wielu gatunków ssaków np. zajęcy czy myszy. Las jest domem zarówno dla drapieżców, jak i roślinożerców. Nie tylko lasy stanowią schronienie dla zwierząt, innym biomem który jest ostoją zwierząt są na przykład biomy trawiaste. Wśród traw wiele gatunków ptaków gnieżdżących się na ziemi lub w sąsiedztwie zarośli krzewiastych i trzcinowisk ma swoje miejsca lęgowe. Spotkać również można wiele gatunków kręgowców, jak również wiele gatunków bezkręgowców.
Ważny czynnik ekologiczny stanowią również rośliny wodne. Na przykład są naturalnym denitryfikatorem, wspomagając filtrację biologiczną usuwają szkodliwe dla ryb związki azotowe, które one same wytwarzają, mogą stanowić naturalną kryjówkę i schronienie dla narybku i ryb dorosłych, co zwiększa ich szanse na przeżycie.
W gęstych kępach roślin podwodnych ryby przystępują do tarła. Wśród nich chroni się też narybek i inne drobne zwierzęta wodne będące elementami równowagi biologicznej. Bez schronienia stworzenia te są skazane na zagładę, ponieważ skończą jako rybi posiłek. Ważną cechą roślin z tej grupy jest to, że zaczynają one wegetację stosunkowo wcześnie (zanim rozwiną się pozostałe rośliny) dzięki czemu są konkurentami pokarmowymi glonów, ograniczając ich plagę. Istotne znaczenie ma także natlenianie wody przez te rośliny, który jest potrzebny zwierzętom wodnym do przeprowadzenia procesu oddychania.

Tlen wytwarzany przez rośliny ( proces fotosyntezy) jest niezbędny do życia zwierząt, które potrzebują go do przeprowadzenia wydajnego utleniania wewnątrzkomórkowego. Fotosynteza - proces biologiczny, w którym przy udziale światła z prostych związków nieorganicznych (przyswajanie przez rośliny dwutlenku węgla przy udziale chlorofilu i niektórych barwników karotenoidowych) są wytwarzane związki organiczne, głównie cukry. Produktem ubocznym tego procesu jest tlen. Związki wytwarzane w procesie fotosyntezy są pierwszym ogniwem w łańcuchu pokarmowym. Stanowią bazę pokarmową dla zwierząt, które produkują bardziej złożone związki organiczne, takie jak wielocukry, białka i tłuszcze. Dzięki fotosyntezie węgiel wchodzi w obieg materii w przyrodzie. Fotosynteza to biochemiczny proces prowadzący do przemiany słonecznej energii świetlnej w energię chemiczną istot żywych. Proces fotosyntezy ma bardzo złożony przebieg. Uczestniczy w nim kilkaset różnych związków chemicznych od chlorofilu po enzymy syntetyzujące glukozę. Sumarycznie, w przypadku roślin zielonych, cały proces można w skrajnym uproszczeniu przedstawić w następujący sposób:

Przez system naczyń włoskowatych jest do liści z korzeni dostarczana woda. Jednocześnie z powietrza lub wody, drogą dyfuzji, wnika do wnętrza komórek dwutlenek węgla (CO₂). Światło pochłonięte przez barwniki asymilacyjne zamieniane jest w pierwszym etapie w energię wiązań chemicznych wysokoenergetycznych związków: ATP i NADPH. Jest to tzw. faza jasna fotosyntezy - zależna od światła. Następnie energia zgromadzona w ATP i NADPH wykorzystywana jest do związania CO₂ i powstania prostych cukrów. Reakcje te zachodzą w stromie i są określane jako cykl Calvina. Jest to tzw. faza ciemna fotosyntezy - niezależna bezpośrednio (energetycznie) od obecności światła.

W formie sumarycznej przebieg fotosyntezy można zapisać jako:

6H₂O + 6CO₂ + energia świetlna -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Czyli z wody, dwutlenku węgla i elektronów generowanych przez światło przy udziale chlorofilu, powstaje glukoza i tlen.

W biocenozie leśnej poszczególne gatunki roślin i zwierząt wpływają na siebie wzajemnie. Rozwój jednych jest uzależniony od rozwoju drugich. Korony drzew liściastych:

- zatrzymują promienie słoneczne,

- zatrzymują opady deszczowe,

- osłabiają siłę wiatru,

- zmieniają warunki termiczne w niższych warstwach lasu.

Wyraźna współzależność istnieje rów nież między roślinami i zwierzętami leśnymi. Rośliny dostarczają zwierzętom:

- pokarmu,

- miejsc do zakładania legowisk i gniazd,

- zróżnicowanego mikrośrodowiska.

Zwierzęta natomiast wywierają wpływ na życie roślin przez:

- niszczenie szkodników,

- zapylanie kwiatów,

- roznoszenie nasion,

- przekształcanie środowiska glebowego.

W naturalnej biocenozie zarówno drapieżniki, jak i pasożyty odgrywają ważną rolę, redukując liczbę zwierząt nadmiernie się rozmnażających, oraz eliminując osobniki słabe i źle przystosowane. Oprócz zwierząt odżywiających się roślinami (roślinożercy) czy zwierzętami (zwierzęta drapieżne), są i takie, których pokarmem jest martwa materia organiczna. Są to saprofagi. Najwięcej zwierząt żywiących się martwą materią pochodzenia roślinnego (wije, nicienice) występuje w ściółce i powierzchniowych warstwach gleby. Zwierzęta te przyczyniają się do powstawania próchnicy, oraz spulchniają glebę, ułatwiając przez to rozrost korzeni.

Zwierzętom lądowym może grozić przegrzanie, zmarznięcie, wysuszenie lub wyschnięcie. Wiele zwierząt ma silne nogi, dobry wzrok i słuch, ale są też gatunki odmienne. Kret żyjący pod ziemią jest prawie zupełnie ślepy. Kształt jego ciała dostosowany jest do poruszania się w wąskich korytarzach. Przednie jego nogi przypominają łopaty. Sierść ma gęstą i prosto wyrastającą, dlatego może cofać się w wyżłobionych przez siebie korytarzach i nie brudzi się piaskiem. Na skalnym, twardym podłożu żyją kozice. Ich nogi zakończone są racicami, zapewniającymi oparcie na nierównym terenie. Zwierzęta zamieszkujące na drzewach, palce nóg zakończone mają pazurami, które umożliwiają im chwytanie chropowatej kory. Chrabąszcz majowy może chodzić po chropowatych powierzchniach liści. Mucha domowa opanowała więcej umiejętności. Może chodzić także po gładkich ścianach, dzięki temu, że jej nogi zakończone są lepkimi poduszeczkami. Duży wpływ na życie zwierząt lądowych wywierają temperatury. Odrętwienie zwierząt jest spowodowane przystosowaniem się do złych warunków atmosferycznych. Środowisko wywiera bardzo silny wpływ na organizmy, które w nim żyją. Rośliny żyjące na glebach suchych i jałowych mają większe i lepiej wykształcone korzenie. Te, których podłoże jest żyzne, odznaczają się słabiej rozwiniętymi korzeniami. Poważny wpływ na życie roślin ma też temperatura otoczenia. Wiele roślin nie jest w stanie przeżyć zimy, gdyż nie wytrzymują niskich temperatur. Są to rośliny jednoroczne, które żyją od wiosny do jesieni. W okresie zimy giną i jedynie ich nasiona są w stanie przetrwać mrozy. Inaczej jest u roślin wieloletnich. Zimują zarówno ich nasiona jak i niektóre części roślin. Są odporne na mróz. Wyróżniamy wśród nich cebulę, bulwy i kłącza. Czynniki środowiska wpływają również na zwierzęta. Pod wpływem niskich temperatur wiele z nich zapada w stan odrętwienia. Należą do nich: żaby, jaszczurki, węże, owady i niedźwiedzie. Część ptaków przed nadejściem mrozów, odbywa coroczne wędrówki, do krajów cieplejszych, gdzie łatwiej im znaleźć pożywienie. Ze wszystkich żywych organizmów tylko rośliny zielone potrafią wytwarzać substancje pokarmowe. Wytwarzają je z dwutlenku węgla, pobieranego z powietrza i wody. Do tego procesu potrzebne jest również słońce. Zwierzęta nie potrafią pod wpływem światła wytwarzać pokarmów, dlatego muszą się odżywiać pokarmami wytworzonymi przez rośliny. Część roślin jednak posiada kolce lub parzydełka, uniemożliwiające zwierzętom ich zjedzenie. Inne przeciwnie, same wytwarzają specjalne części przeznaczone dla zwierząt. Wzajemne zależności roślin i zwierząt są bardzo różne. Do kwiatów, przylatują owady, które znajdują tu pożywienie a jednocześnie zapylają pączki. Dzięki temu rośliny wytwarzają owoce. Niektóre rośliny stanowią jednak zagrożenie dla owadów. Należy do nich rosiczka, która je łowi i zjada. Osobną grupą są przystosowania obronne i ochronne. Zwierzęta, które nie maja silnych zębów i pazurów, chronią się przed niebezpieczeństwem lub uciekają. Kolor sierści zająca podobny jest do koloru gleby, i dlatego pozwala mu to pozostać niezauważonym. Powszechnie znanym naśladownictwem cechuje się patyczak, do złudzenia przypominający suchą gałązkę.

Podsumowując istnieje wiele powiązań między roślinami i zwierzętami.

---