POWSTANIE ziemi 4,5 do 5 mld lat temu z pierwotnego obłoku materii międzygwiezdnej nagromadzonej wokół słońca powstała Ziemia. 3do 3,5 mld lat temu powstało na ziemi życie i początek organizmów żywych w wyniku ewolucji powstało kilka kilkadziesiąt różnych środowisk a w nich olbrzymia różnorodność organizmów. Różnorodność jest istotnym elementem życia na ziemi. Obecnie jest okolo 0,5 mln. Gatunków roślin 1,5 mln gatunków zwierząt. Gatunki te utworzyły układ przyrodniczy na ziemi. Ów układ przyrodniczy posiada następujące cechy. jest on wysoce zorganizowany samokontrolujący się samoorganizujący się. Elementy ukladu przyrodniczego czynniki biotyczne- wszystkie organizmy żywe czynniki abiotyczne- woda powietrze gleba i czynniki klimatyczne Ponad układ zaczął wybijać się człowiek starający się zmienić przyrodę dla własnych korzyści. Będąc elementem układu wchodził w reakcję z pozostałymi nie naruszał ładu układu . Potem zaczął się wybijać, rozrastała się populacja ludzka. W czasie ewolucji człowiek zaczął wykazywać chęć większej przestrzeni i rozpoczął ekspansję ingerując tym samym w układ. Człowiek zaczął szukać pożywienia (przemysł, technologia itd.). poprawa bytu odbywała się kosztem elementów biotycznych i abiotycznych. Równowaga została zachwiana człowiek zaczął ponosić z tego względu straty- odwet ekologiczny, czyli reakcja przyrody przejawiająca się zachowaniem równowagi i trudnymi do przewidzenia szkodliwymi następstwami przekształcenia środowiska. Mimo tego przyroda nadal jest życzliwa, bo ludzi jest już 8 mld żeby obronić się przed odwetem. Sposób ograniczenia negatywnych skutków oddziaływania ludzi na przyrodę, to nic innego jak tylko poznanie praw przyrody i uwzględnienie ich w działalności cywilizacyjnej gospodarczej człowieka. EKOLOGIA bada Prawa przyrody Prawidłowości funkcjonowania systemów przyrodniczych. Ekologia jest nauką o Związkach miedzy organizmami lub grupami organizmów a środowiskiem Współzależnościach miedzy żywymi organizmami a ich środowiskiem Strukturze i funkcjonowaniu przyrody ogólnie gospodarce przyrody Ekologia jako nauka bada zależności pomiędzy światem nieożywionym a żywymi organizmami jak też między nimi samymi i w ten sposób daje przyrodnicze podstawy do ochrony przyrody i kształtowania środowiska TEORIA- EKOLOGIA PRAKTYKA- OCHRONA ŚRODOWISKA. Ekologia rozumiana jest jako nauka o środowisku przyrodniczym człowieka jest utożsamiana z ochroną przyrody czy środowiska. Róznica pomiędzy przyrodą a środowiskiem: Przyroda obejmuje całokształt świata nieorganicznego i organicznego, ogół zjawisk fizycznych zachodzących miedzy nimi bez ingerencji człowieka. Przyroda w wymiarze uniwersalnym. Abiotyczne środowisko Żywa biocenoza Historycznie środowisko było wcześniejsze. Jest elementem składowym przyrody. OCHRONA PRZYRODY, (na czym polega) zachowanie różnorodności biologicznej racjonalne gospodarowanie prawami przyrody właściwe kształtowanie krajobrazu zachowanie środowiska człowieka i umożliwienie mu kontaktu z przyrodą dla regeneracji sil przygotowanie norm prawnych regulujących relacje człowiek przyroda oraz organizowanie akcji społecznych propagujących tematykę ochroniarską OCHRONA SRODOWISKA to działania zmierzające do zachowania bądź przywrócenia równowagi stawiające sobie za cel przeciwdziałanie szkodliwym wpływom człowieka na środowisko tj. zapobieganie jego dewastacji i degradacji EKOLOGIA Znaczna część społeczeństwa utożsamia niesłusznie ekologię z zagrożeniem środowiska. Przymiotnik „ekologiczny” jest szeroko stosowany w handlu i marketingu. W domyśle ekologiczny =zdrowy= sprzyjający środowisku. EKOLOGIA BADA RELACJE MIĘDZY ORGANIZMAMI. Ekologia utożsamiana jest również z ruchem społecznym na rzecz ochrony przyrody podejmowanym przez ideologów i polityków, którzy nie zawsze zdają sobie sprawę z faktycznych dzisiejszych możliwości i kosztów realizacji głoszonych haseł. Ekologia (synonimy) ekologizm ekofilozofia filozofia ekologiczna -kierunek filozoficzny mówiący o nowym podejściu do przyrody Filozofia ekologiczna dąży do harmonii społeczeństwa i przyrody ruch moralizatorsko-pedagogiczny postulujący by człowiek coraz lepiej poznawał samego siebie i opanował agresję i okrucieństwo wobec innych form życia oraz zdążał do ogarnięcia całego globu humanitaryzmem i humanistycznym działaniem. Myslenie ekologiczne Nastawienia i postawy wobec środowiska wynikające z systemu norm i wartości zasad ogólno etycznych wierzeń i wiedzy które warunkują i regulują zachowanie się człowieka także w środowisku Etyka ekologiczna Powinna być oparta na dwóch bardzo istotnych elementach Poszanowaniu życia w każdej jego formie Uznaniu jednakowej roli i wartości wszystkich organizmów żywych w przyrodzie. Ekologia jako dyscyplina naukowa Oikos- dom Logos- nauka Wyodrębniona z biologii około 1900 r. Największy rozkwit nastał dopiero po II wojnie światowej. Działy podstawowe „warstwy” ekologii Ewolucjonizm Biologia rozwoju Genetyka Ekologia Itd. Działy taksonomiczne „wycinki” Bakteriologia Główne przesłanie ekologii: Jak można zachować lub przywrócić równowagę w przyrodzie opierając się na mechanizmach funkcjonowanie systemów przyrodniczych na różnych poziomach ich organizacji i jak respektować te mechanizmy w działaniach gospodarczych. Naukowy aspekt ekologii Wyjaśnienie Mechanizmów funkcjonujących w przeszłości bądź ich układów ekologicznych Procesów regulacyjnych Czynników warunkujących obieg materii i przepływ energii w biocenozach Stosowany aspekt ekologii Tworzenie przyrodniczych podstaw ochrony i kształtowania środowiska Podział ekologii AUTOEKOLOGIA SYNEKOLOGIA Autekologia to ekologia pojedynczego osobnika, bada zależności między organizmem a środowiskiem wyjaśnia w jaki sposób organizm oddziałuje na otoczenie i w jaki sposób otoczenie wpływa na organizm. Synekologia zajmuje się zbiorowościami osobników populacjami i biocenozami Ekologia populacji Ekologia biocenoz Ekologia ekosystemów Ekologia krajobrazu Populacja- to grupa osobników jednego gatunku zamieszkująca wspólny obszar mogąca się swobodnie i skutecznie krzyżować tzn. wydawać płodne potomstwo Biocenozy-to zespół populacji różnych gatunków żyjących w określonej przestrzenii środowiska lądowego lub wodnego połączonych głównie zależnościami pokarmowymi-troficznymi Biotop-obszar w określonych warunkach ekologicznych będący siedliskiem dla bicenozy lub osobnika EKOsystem = biotop+biocenoza Układ ekologiczny utworzony przez biocenoze łącznie ze swym abiotycznym środowiskiem- biotopem Biom zespół ekosystemów tworzących duże i łatwe do rozróżnienia regiony biologiczne na ziemi np. tajga tundra pustynia itp. Biosfera i ekosfera strefa w której może istnieć życie zespół wszystkich występujących na ziemi ekosystemów największy i najbliższy samowystarczalności układ biologiczny zamieszkany przez organizmy żywe . biosferę i ekosferę dzielimy na TROPOSFERĘ- dolna część atmosfery do wysokości 10-15 km HYDROSFERA- wszystkie wody LITOSFERA- powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej (do 1 km)w tym gleba do 3m EKOSYSTEM -BIOMY -BIOSFERA (EKSFERA) EKOLOGIA ORGANIZmów żywych, czyli autekologia zajmuje się wymaganiami poszczególnych organizmów w odniesieniu do czynników środowieskowych które na nie oddziaływują bada relacje organizm- środowisko - organizm Czynniki środowiska -ograniczające występowanie organizmów Na ziemi wyróżnia się dwa główne środowiska występowania organizmów Lądowe Wodne Środowiska wodne i lądowe różnią się Właściwościami fizycznymi Temperaturą Zawartością O2 iCO2 Odmiennymi warunkami świetlnymi Zasobnością soli mineralnych Odczytem (ph) Stopniem oddziaływania czynników mechanicznych -wiatry, prądy morskie, ciśnienie Porównanie środowisk Czynniki środowiska wpływają na Aktywność organizmów Ich liczebność Rozmieszczenie Tempo i efektywność procesów życiowych takich jak oddychanie odżywianie rozmnażanie Czynniki środowiska Abiotyczne biotyczne Czynniki abiotyczne Oddziaływanie nieożywionych elementów środowiska na organizm. Wyróżniamy czynniki: Klimatyczne-, temperatura, H2O, światło ciśnienie, wiatr, Edoficzne - gleba jej struktura i skład chemiczny Czynniki biotyczne -żywe składniki środowiska- rośliny zwierzęta człowiek wywierające bezpośredni wpływ lub pośredni wpływ na siebie wzajemnie i na otaczające abiotyczne składniki środowiska Ograniczające czynniki ekologiczne to Biotyczne i abiotyczne czynniki środowiskowe wywierające wyraźny wpływ na organizmy Temperatura przejawy życia od -200 do 150oC żaden organizm nie może żyć w tak szerokim przedziale temperatur. Większość żyje w rejonach świata gdzie temp. Jest w przedziale od 0oC do 30oC. Ogólna granica życia to temperatura 0oC a górną granicą jest temperatura denaturacji białka czyli temp. 40-50oC Temperatura na lądzie -70 (Syberia) bakterie sinice porosty mszaki zwierzęta polarne -196oC ciekły N2 w warunkach laboratoryjnych przez kilkanaście minut przetrzymują ją wrotki i niesporczaki. Odporność na działanie niskich temperatur zależy od Biologia i Ekologia Temperatura na ladzie Odporność na działanie niskich temperatur zależy od : Zawartości wody w organizmie Ilości tłuszczu Pokrycia ciała Temperatura na ladzie 150oC -w warunkach laboratoryjnych krótkotrwała ekspozycja przetrwały formy przetrwalne niesporczaków 80oC- rośliny i zwierzęta żyjące na pustyniach stadia rozwojowe niektórych słodkowodnych skorupiaków bakterie termofilne (96oC) Temperatura na ladzie przystosowanie zwierząt do przetrwania w niesprzyjających warunkach termicznych HIBERNACJA- sen zimowy ESTYWACJA- sen letni Temperatura w wodzie Woda ma duże ciepło właściwe i dużą pojemność cieplną, dlatego w wodzie amplituda wahań temperatury jest mniejsza niż na lądzie. Stąd organizmy wodne mają odpowiednio większe zakresy tolerancji niż organizmy lądowe Temperatura w wodzie Temperatury wśród śródlądowych mieszczące w granicach od 0^oC do ok. 40^oC. Najwyższa temperatura powierzchni wody wynosi 36^oC (Morze Czerwone) najniższa w strefach biegunowych -1,9^oC . Temperatura w wodzie- gęstość wody zależy od temperatury dlatego występuje wartościowość termiczna zbiorników wodnych tzw. stratyfikacja jest to pionowy układ temperatur im głębiej tym chłodniej. Światło Promieniowanie słoneczne jest podstawowym źródłem energii na ziemi w tym również procesów życiowych organizmów występujących w biosferze. Wpływ światła na organizm zależy od jego naświetlenia ZAKRES PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO SŁOŃCA Promieniowanie T 10^-7-10^-4 Promieniowanie X 10^-4 - 10 ^-3 Promieniowanie UV 10 ^-3- 1 Promieniowanie widzialne 390-760 Promieniowanie IR( podczerwone) 1- 10 ^3 Promieniowanie radiowe10 3 -10 ^9 Światło dla roślin jest niezbędne do życia ze względu na swoją podstawową rolę w procesie fotosyntezy. Dla zwierząt jest czynnikiem który reguluje czynności życiowe. Aktywność rozrodcza Wzrost Temperatura przemiany materii Wędrówki zachowanie się Orientacje w otoczeniu. Dla roślin i zwierząt lądowych światło nie jest istotnym czynnikiem ograniczającym. Promieniowanie dociera do nich niezmienne i nie wpływa na intensywność fotosyntezy. W wodzie ze wzrostem głębokości natężenie promieniowania zmniejsza się na skutek pochłaniania przez warstwę wody. Najmniej absorbowane jest światło niebiesko- zielone i ono dociera, stąd też na dużych głębokościach rosną glony wykorzystujące niebiesko - zieloną część promieniowania(chlorofil , fikocyjanina). Woda Niezbędny składnik każdego żywego organizmu przeciętnie 70%- 80% Zwierzęta wodna np., żebropław, czy pas wenery (99%);meduza chełbia modrej (98%); ślimak zatoczek (94%); szczupak (80%); zwierzęta lądowe kaczka (70%); człowiek (65%) Rola wody Niezbędny element przy syntezie i hydrolizie wielu związków organicznych Umożliwia pobieranie składników pokarmowych (sole mineralne ) Rozpuszczalnik w płynach ustrojowych Uzupełnianie pokarmu każdego organizmu Środek transportu wewnątrzustrojowego Pomaga regulować temperaturę organizmu pozwala utrzymać ciśnienie osmotyczne i Ph. Woda jest ograniczającym głównie w środowiskach lądowych w szczególności suchych natomiast w środowisku wodnym tylko tam gdzie jej ilość ulega dużym wahaniom. W środowiskach ubogich w wodę organizmy wykształciły różne rodzaje przystosowań polegających głównie na gromadzeniu wody lub na ograniczaniu jej wydalania. Niekiedy mimo dostatku w środowisku jest niedostępna dla organizmu. W przypadku siedlisk zawierających wodę o większej zawartości soli. Płyny wewnątrz organizmu zamiast pobierać wodę oddają ją. GAZY Największe znaczenie mają Tlen Dwutlenek węgla Azot Tlen w wodzie podobnie jak i na lądzie ma ważne znaczenie dla życia organizmów głownie pochodzi z procesów fotosyntezy nie dostaje się na drodze dyfuzji z powietrza. W środowisku wodnym ilość jest 20-30 razy mniejszy niż w powietrzu. Niedobór wody w powietrzu może być spowodowany eutrofizacją wód lub zanieczyszczeniu ściekami Dwutlenek wegla - niezbędny w życiu roślin jako zasadnicze źródło węgla potrzebnego do budowy związków organicznych. W wodzie jest go więcej niż w powietrzu co wynika z bardzo dobrej rozpuszczalności CO2 w wodzie znajduje się na skutek Dyfuzji powietrza Procesów oddechowych Rozkładu związków organicznych nadmiar CO2 W wodzie prowadzi do zakwaszenia W powietrzu prowadzi do efektu cieplarnianego CIŚNIENIE Atmosferyczne - panujące w atmosferze ziemskiej którego wartość zmienia się wraz ze zmianą temperatury i wysokości nad poziomem morza Hydrostatyczne -panujące w zbiornikach wodnych rośnie 1 atmosferę na każde 10 m głębokości w sposób istotny wpływa na ograniczenie życia organizmów. Cisnienie hydrostatyczne jest ważnym czynnikiem ograniczającym w przeciwieństwie do ciśnienia atmosferycznego. Wysokie ciśnienie w głębokich oceanach (1000atm)spowalnia procesy życiowe. Czynniki biotyczne są to formy oddziaływania organizmów na siebie czyli w zależności międzygatunkowe i wewnątrzgatunkowe jak również wpływ organizmów na środowisko abiotyczne. Organizmy przystosowują się do środowiska fizycznego a także przystosowują to środowisko do swoich potrzeb życiowych. Wywołują ciągłe zmiany fizycznych chemicznych właściwości materii nieożywionej wprowadzając do środowiska nowe związki i źródła energii. Organizmy oddziałują na życie innych organizmów. Rośliny współzawodniczą o wodę, światło lub składniki odżywcze mogą wydzielać substancje hamujące lub uniemożliwiające rozwój innych roślin. Zwierzęta roślinożerne wpływają na skład i ilość szaty roślinnej. Skład gatunkowy i liczebność zwierząt roślinożernych regulują drapieżcy. Organizmy oddziałują na siebie w sposób antagonistyczny lub protekcyjny. Czynniki ograniczające - każdy czynnik abiotyczny lub biotyczny który zbliża się do granic tolerancji lub je przekracza. Tolerancja ekologiczna - zdolność organizmów do przystosowania się do zmian danego czynnika. Zakres tolerancji- przedział wartości danego czynnika, siły jego oddziaływania w obrębie którego organizm bytuje i utrzymuje swe funkcje życiowe. Tolerancja organizmów Zakres tolerancji wyznaczają dwa punkty krytyczne określające wartość progową przeżycia organizmu Minimum dolny punkt krytyczny Maksimum górny punkt krytycznyi DOLNE I GÓRNE PUNKTY KRYTYCZNE Dolna temperatura powodująca śmierć Górna temperatura powodująca śmierć Gatunek Temperatura ^0C Gatunek Temperatura ^0C Człowiek -1 Glony termofilne 85-93 Świnka morska -15 Młode pstrągi 15 Królik -45 Zarodki pstrąga 12 Kura -50 Dżdżownica 24-26 Kaczka -100 Żaba 30 Pszczoła -1 Trykotka -1,4

Warzucha -1 Prawa opisujące tolerancje organizmów żywych na czynniki ograniczające Prawo minimum J. Liepiga Prawo tolerancji V.E. Shelforda Prawo minimum- możliwość rozwoju wzrostu organizmów określa ten składnik którego jest najmniej w stosunku do zapotrzebowania Czynniki ograniczające wzrost rozwoju roślin Niedobór wody (H2O) Brak składników pokarmowych Niedobór światła Niskie stężenie dwutlenku węgla (CO2) Czynniki ograniczające rozwój zwierząt to niedobór Białka Witamin Wody Prawo tolerancji -możliwości bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika Zakresy tolerancji organizmów Tolerancja różnych organizmów względem tego samego czynnika może być Odmienna tzn. punkty krytyczne zbliżona gdy punkty krytyczne przebiegu krzywej pokrywają się , dla wyrażenia względnego stopnia tolerancji cechującego dany gatunek. Powszechnie używa się w ekologii terminów z przedrostkami Steno- oznacza wąski Eury- oznacza szeroki zakres tolerancji Gatunki eurytypowe (eurybionty) mają szeroki zakres tolerancji mogą żyć i rozmnażać się (do organizmów środowiska) o zróznicowanych warunakch dużych wachaniach czynników zewnętrznych. Gatunki stenotypowe (stenobionty) - mają małą tolerancjęw stosunku do czynników środowiska występują w ściśle określonych warunkach o niewielkich wachaniach wartości tych czynników stenobionty są bardziej wyspecjalizowane niż eurybionty. EURY- termiczny-temperatura STENO - halinowy - zasolenie - fagiczny- pokarm szerokość zakresu tolerancji świadczy o specjalizacji organizmu. Tolerancja może być duża w przypadku jednego czynnika a mała względem drugiego np. organizm stenotermiczny euryhalinowy - POLIBIONTY OLIGOBIONTY POLIBIONTY-są to stenobionty których strefa tolerancji mieści się w górnej granicu zmienności czynników środowiska a wymagania organizmu są zarazem wąskie i względniewąskie. OLIGOBIONTY-są to stenobionty zachowujące odległość w wąskich lecz względnie niskich granicach tolerancji. WZGLĘDNE GRANICE TOLERANCJI ORGANIZMÓW STENO- I EURY- TERMICZNYCH Grupy ekologiczne- organizm o podobnym zakresie tolerancji w stosunku do określonych czynników środowiska Gatunki wskaźnikowe Kwaśne gleby - skrzyp, siódmaczek leśny Mało soli mineralnych - borówka, wilczomlecz Gleby wilgotne próchnicze- żywokost lekarski, niecierpek pospolity Znaczenie granic tolerancji Przy ocenie stanu czystości środowiska np. wskaźnikowe biondykatory W gospodarce łowieckiej przy regulacji liczebności drapieżcy i ofiary W biologicznym zwalczaniu szkodników W zwiększeniu plonów przez dobór odpowiedniej rośliny do właściwych warunków. BIONDYKATORY -BILOGICZNE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚRODOWISKA ZWIERZĘTA ROŚLINY O DUŻEJ WRAŻLIWOŚCI NA DZIAŁANIE OKREŚLONYCH CZYNNIKÓW, np. DO BADANIA CZYSTOŚCI WÓD STOSUJE SIĘ CHLORELLĘ, PAŁKĘ SZEROKOLISTNĄ, PSTRĄGA POTOKOWEGO; DO BADANIA CZYSTOŚCI POWIETRZA UŻYWA SIĘ POROSTY LICHENES DRZEWA MSZAKI ROŚLINY ZIELONE. Porosty Lichenes Wskaźnik stopnia zanieczyszczenia NOX, O3, Pb. Obecność brak skład pozwalają określić ilość brakujących składników. Drzewa Wygląd kształt rozmieszczenie liści stan kory (Ph) niektórych gatunków pozwalają ocenić stopień zanieczyszczenia Tlenki siarki, azotu zakwaszają a tlenki metali alkalizują korę. Odporne na SO2 są buk, klon polny, brzoza, dąb czerwony, olchy. Wrażliwa na SO2 są lipa drobnolistna, jesion, wiąz kasztanowiec, zielone rośliny naczyniowe. Wskaźnik zanieczyszczenia powietrza i akumulacji metali ciężkich SYNEKOLOGIA Ekologia populacji Populacja- to zespół jednego gatunku wzajemnie na siebie oddziałujących i zamieszkującym w tym samym czasie określoną przestrzeń mogących krzyżując się wydawać potomstwo. Dwa kryteria we wszystkich definicjach Genetyczne - wymiana genów krzyżowanie osobników Ekologiczne- życie osobników jednego gatunku w danym czasie w danej przestrzeni. Miejsce w którym żyje populacja danego gatunku nazywane jest siedliskiem. Siedliska ma określoną pojemność ekologiczną którą określa Przestrzeń Kryjówki Pokarm Populacja jest formą istnienia gatunku biologicznego spełnia określone funkcje w biocenozie w której występuje, a ponadto występuje w określonych związkach z innymi populacjami tego samego gatunku. Areał - część siedliska zajmowanego przez pojedynczego osobnika populacji na którym występują wszystkie potrzebne mu do życia elementy. Zasięg przestrzenny populacji- suma areałów poszczególnych osobników. Suma nie musi pokrywać się z zasięgiem przestrzennym populacji. NISZA EKOLOGICZNA SKŁADA SIĘ Z NISZY PRZESTRZENNA SIEDLISKOWA POKARMOWA- TROFICZNA WIELOCZYNNIKOWA FIZJOLOGICZNO PRZYSTOSOWAWCZA Nisza przestrzenna - przestrzeń fizyczna zajmowana przez populacje. Nisza pokarmowa - przestrzeń zbezpieczająca potrzeby pokarmowe populacji Nisza fizjologiczno -przystosowawcza- przestrzeń która zawiera całkowity zakres warunków w których populacja może się rozwijać Cechy populacji Liczebność Różnorodność Śmiertelność Rozprzestrzenianie się Liczebność - jest to liczba osobników składających się na populacje. Z liczebnością związane jest zagęszczenie populacji. Zagęszczenie populacji- to liczba osobników składających się na określoną jednostkę powierzchni 500 sosen/ha, 5mln okrzemek /m3, 2 dżdżownice / dm3. liczebność i zagęszczenie zależą od wielkości organizmów. Im organizmy większe tym populacja mniej liczna i mniej zagęszczona. LICZBA OSOBNIKÓW ZAGĘSZCZENIE = JEDNOSTKA PRZESTRZENI ZAGĘSZCZENIE POPULACJI ZALEŻY OD Pojemności środowiska Wydolności środowiska np. pokarmowej Opór środowiska jest to suma fizycznych i biologicznych czynników, które nie pozwalają gatunkom osiągnąć maksymalnej liczebności. Czynniki zewnętrzne działające na populację i powodujące pośrednio i bezpośrednio śmiertelność. Opór środowiska możemy zmierzyć i wyrazić za pomocą liczby osobników ubywających z populacji w jednostce czasu. Można go wyrazić jako SZYBKOŚĆ WZROSTU POPULACJI-LICZBA OSOBNIKÓW O KTÓRE ZWIĘKSZA SIĘ POPULACJA W JEDNOSTCE CZASU. Tempo wzrostu ilościowego populacji obrazują dwie krzywe wzrostu liczebności -esowata -jotowata Krzywa esowata- jest uzyskiwana wtedy gdy mamy ograniczony wzrost związana jest z istnieniem czynników ograniczających biotycznych i abiotycznych Krzywa jotowata- uzyskiwana jest przy wzroście nieograniczonym brak jest czynnika ograniczającego liczba osobników stale wzrasta. Funkcje - oscylacje nieregularne wahania liczebności populacji na skutek czynników biotycznych drapieżcy i pasożyty abiotycznych zmiany klimatyczne temperatura( strefa umiarkowana , arktyczna) wilgotność (obszary tropikowe). LICZEBNOŚĆ populacji zależy od pozostałych 3 cech populacji -rozrodczość -śmiertelność -rozprzestrzenianie migracji Rozrodczość - stosunek liczby nowo urodzonych osobników do liczebności całej populacji. Proces przeciwstawny to śmiertelność. Śmiertelność określa ilość zgonów w stosunku do liczebności całej populacji TYP1- największą śmiertelność mamy u osobników starych czyli w drugiej połowie lub pod koniec życia. Charakterystyczny dla populacji mających mało wrogów naturalnych lub mających wysoką organizację życia społecznego w przyrodzie rzadko występuje np. człowiek, karaczan, starczyk, duże ssaki. TYP2 - jednakowe prawdopodobieństwo śmierci niezależnie od wieku osobników równomierny spadek przeżywalności wraz z upływem czasu. Rzadki w przyrodzie np. liczne populacje roślin jednorocznych, niektóre gatunki ptaków TYP3- jest charakteryzowany wysoką śmiertelnością w okresie młodzieńczym( do 90%) a jednocześnie znaczna przeżywalność w wieku zaawansowanym. Określany jako ekologiczny charakterystyczny dla większości populacji naturalnych np. ryby, żółwie. Przyczyny śmiertelności Środowiskowe np. brak pokarmu Osobnicze np. starzenie się brak opieki nad potomkiem, sposób rozrodu wady konstrukcyjne organizmu. Populacyjne np. przegęszczenie, konkurencja, kanibalizm Biocenotyczne np. drapieżnictwo, pasożyty chorobotwórcze Rozprzestrzenianie polega na przemieszczaniu się osobników (dorosłych lub młodych) między populacjami. Przyczynia się do zmian liczebności populacji, głównie zależy od barier w środowisku i liczebności osobników. Formy rozprzestrzeniania Emigracja Imigracja Migracja Emigracja -to jednokierunkowy ruch osobników na zewnątrz, opuszczenie populacji Imigracja - to jednokierunkowy ruch do wewnątrz nowych osobników spoza populacji Migracja- to ruch dwukierunkowy, przemieszczanie się osobników między populacjami. Struktura populacji - wynika ze znacznego zróżnicowania w obrębie populacji, poszczególnych osobników. Te struktury populacji to Struktura płciowa Struktura wiekowa Struktura przestrzenna Struktura socjalna Struktura płciowa- jest charakterystyczna dla gatunków które wykazują dymorfizm płciowy i obejmuje zależności między liczbą samic♀ i samców ♂. Przedstawiona w postaci stosunku najmniejszych liczb np. 1:15, 2:3 lub w formie procentowej tzn. sprawdzonej do sumy osobników równej 100 np. 40♀:60♂, 50♀:50 ♂. Struktura płciowa nie dotyczy Populacji obojnaczych np. dżdżownice, winniczek Jednopłciowych rozmnażających się partenogenicznie czyli z niepłodnej gamety żeńskiej (np. mszyce, wrotki). Struktura płciowa populacji naturalnych jest taka aby w danych warunkach umożliwia płodność nie maksymalnie możliwą ale niezbędną do życia. Struktura wiekowa( rozkład wiekowy) udział populacji osobników różnych grup wiekowych: Młodych , okres przedrozrodczy Dojrzałych okres rozrodczy Starych - okres pozarozrodczy Struktura wiekowa informuje o rozrodczości i śmiertelności danej populacji. Od udziału różnych grup wiekowych populacji zależy aktualny potencjał rozrodczy. Strukturę wiekową populacji można przedstawić za pomocą piramidy. Typy piramid wiekowych Struktura przestrzenna populacji jest związana z rozmieszczeniem osobników populacji na danym obszarze Typy rozmieszczenia osobników w terenie Równomierne Losowe Skupiskowe Rozmieszczenie równomierne Występuje stosunkowo rzadko w przyrodzie obserwuje się w populacjach o ostrej konkurencji wewnątrzgatunkowej. Np. baobab, pingwiny w kolonii, skowronki drzewa w sadzie. Rozmieszczenie losowe- w warunkach naturalnych występuje rzadko polega na tym że osobniki dzieli rozmaity odstęp np. pewne drobne stawonogi w ściółce leśnej niektóre gatunki drzew wiatropylnych w lesie mieszanym. Rozmieszczenie skupiskowe - występuje w przyrodzie najczęściej dotyczy np. zwierząt glebowych, pawiany , dęby, ryby tworzące ławice, antylopy, bawoły na sawannach , renifery w tundrze. Struktura socjalna- względnie stały układ zachowańi zależności pomiędzy osobnikami tworzącymi populację Organizacja socjalna w przypadku kręgowców oparta jest na trzech zasadach : Stosunków dominacji i hierarchii Obrony i zachowania terytorium Przewodnictwa Dominacja i hierarchi społeczna jest to forma organizacji oparta na zróżnicowaniu funkcji jakie pełnią osobniki w populacji. Ustala się w przypadku bezpośrednich kontaktów osobniczych. W wyniku tych kontaktów tworzy się stosunek nadrzędności i podrzędności między osobnikami. Terytorilalizm polega na rozdzieleniu przestrzeni osobników danej populacji i służy zminimalizowaniu konkurencji wewnątrzpopulacyjnej. Dziel osobniki na : Osobniki osiadłe - aktywnie broniące terytorium Osobniki migrujące prowadzące koczowniczy tryb życia są rezerwą populacyjną na miejsce osobników osiadłych Korzyści z terytorializmu Równomierne wykorzystanie terenu Faworyzowanie związków monogamicznych korzystniejsza opieka nad potomstwem Ochrona przed przegęszczeniem i jego następstwami np. epidemiami Tworzenie przez populacje rezerwy osobników służących do uzupełnienia strat w liczebności populacji osiadłe oraz do ekspansji terytorialnej. PRZEWODNICTWO Przewodnictwo polega na kierowaniu stadem Dominantem może być : Jeden osobnik np. wilki Grupa osobników np. renifery Przewodnikiem może być Samiec np. pawiany Samice np. słonie Owady społeczne mają najbardziej rozwiniętą organizacje socjalną. Są to pszczoły mrówki i termity. Owady społeczne charakteryzują się Polimorfizmem Podziałem pracy- zróżnicowane funkcjonowanie Całkowitym podporządkowaniem losów osobnika interesom życiowym całej kolonii. Polimorfizm jest to zjawisko szczególnego zróżnicowania budowy osobników i przyzwyczajenia do pelnienia okreslonych funkcji w społeczeństwie np. u błonkówek robotnice , żołnierze , królowa. Różnice w związkach socjalnych owady społeczne. Reakcje osobnicze oparte są na instynktach odruchach bezwarunkowych wywołane przez boźce zapachowe, wzrokowe i słuchowe. Miejsce osobnika i ich funkcje są określone w sposób trwały i nie podlegają zmianom. Róznice w związkach socjalnych kręgowców z innymi członkami stada Zachowanie osobników jest uwarunkowane obecnością osobników i w przypadku zmian w składzie grupy może ulegać zmianom. Interakcja między populacjami Klasyfikacja interakcji jest oparta na korzyściach lub stratach jakie ponosi jeden lub oba gatunki. Antagonistyczne Nieantagonistyczne Neutralne Neutralizm polega na zupełnym braku wzajemnych powiązań i brak wpływów pomiędzy dwoma żyjącymi w tej samej biocenozie populacjami w przyrodzie niezwykle rzadki i trudny do stwierdzenia. Możliwy gdy osobniki dwu populacji mają odmienne wymagania życiowe co wyklucza konkurencje. Interakcje antagonistyczne Amensalizm Konkurencja Drapieżnictwo Pasożytnictwo AMENSALIZM- populacja jednego gatunku hamuje rozwój drugiej populacji nie ponosząc strat i nie czerpiąc z tego żadnych korzyści. Jeżeli hamowanie odbywa się za pomocą związków chemicznych to jest to jest to działanie allopatyczne np. ; grzyb pędzla produkuje penycyline ona hamuje rozwój bakterii, brzoza wytwarza substancje działające na sosnę orzech włoski produkuje chinon. KONKURENCJA -zachodzi między osobnikami o tych samych wymaganiach życiowych zajmujących tę samą przestrzeń i korzystających z tych samych zasobów będących w nadmiarze. Konkurencja prowadzi do osłabienia, a w końcu do wyeliminowania najsłabszego najmniej dostosowanego. W wyniku konkurencji dochodzi do rozdzielenia blisko spokrewnionych ze sobą gatunków, a w konsekwencji do wypierania gatunku słabszego przez silniejszy. DRAPIEŻNICTWO- jedna z populacji przynosi szkodę drugiej populacji w zamian zyskując pewne korzyści. Dotycz przede wszystkim zwierząt i zachodzi w układzie drapieżca ofiara. Drapieżca wykrywa ofiarę chwyta ją zabija i zjada. Istnienie drapieżców i ofiar jest jednym z mechanizmów regulujących liczebność zwierząt w biocenozie. Powoduje w stosunkowo krótkim czasie wytworzenie mechanizmów zwiększających szanse uniknięcia zjedzenia przez drapieżcę. Jest to silny czynnik doboru naturalnego. Ewolucyjne konsekwencje drapieżnictwa : Wytworzenie strategii zabezpieczających przed zjedzeniem poprzez obronę czynną polegającą na ucieczce bądź ukryciu się lub odstraszaniu napastnika Bierną czyli mechanizmy pozwalające pozostać ofierze niezauważoną. Obrona czynna: Środki chemiczne- (trujące lub cuchnące) wyrzucane z zasłon ochronnych np. ośmiornica. Środki mechaniczne- (kolce kopyta, rogi) Środki psychologiczne polegające na stwarzaniu fałszywych pozorów(dwie plamy) na skrzydłach motyli i ptaków imitujące oczy Wcześniejsze wzajemne ostrzeganie (bobry, uderzają ogonami o ziemię, ptaki wydają różne odgłosy) Obrona bierna polega na : Mimetyzmie- upodobnianie się do środowiska barwą , wzorem ubarwienia (mątwa płaszczka samice ptaków ) lub kształtem (patyczak liścionóg) Mimikra- upodobnienie się w toku ewolucji organizmów bezbronnych do gatunków mających przystosowania obronne> Zmienianie barwy skóry dzięki komórkom pigmentowym Kamuflaż stały w postaci przyczepionych na ciele muszelek ziaren piasku u niektórych zwierząt wodnych. PASOŻYTNICTWO- jest to negatywny typ zależności między żywicielem a pasożytem. Pasożyt żyje kosztem gospodarza i działa na jego szkodę równocześnie jednak nie może bez niego utrzymać się przy życiu. Pasożytnictwo dzielimy na : Zewnętrzne Wewnętrzne Pasożytnictwo zewnętrzne są to organizmy które przytwierdzają się do ciała żywiciela na stałe lub okresowo aby czerpać z niego substancje odżywcze- krew , płyny tlenowe, soki roślinne, zwierzęce- pijawki, kleszcze wszy pchły roślinne -jemioła, huba Pasożytnictwo wewnętrzne- dotyczy organizmów które swój cykl rozwojowy lub jakąś fazę tego cyklu rozwojowego odbywa się wewnątrz ciała żywiciela. Przystosowanie się do życia wewnątrz ciała żywiciela prowadzi do zmian : W budowie pasożyta znikają pewne narządy czy układy a rozwijają się inne Funkcji życiowych Pasożyty wewnętrzne to : Bakterie wywołujące choroby - błonicę gruźlicę czerwonkę, zgorzel jabłoni, mokrą zgniliznę ziemniaka. Pierwotniaki chorobotwórcze np. zarodziec malarii, pełzak czerwonki Grzyby pasożytnicze np. drożdżaki ( wywołujące kryptokokoze, drożdżycę) Kropidlaki- (wywołujące ospergillozę)Buławinka czerwona rdza zbożowa Robaki pasożytnicze taśemce i nicienie Pasożytnictwo ekologiczne gniazdowe Związane z zachowaniem się kukułka (pasożyt )-- i jej ofiary- żywiciele ptaki śpiewające np. trzcinaczek lub strzyżyk. Interakcje nieantagonistyczne prolekcyjne Komensalizm Potokooperacja Mutualizm KOMENSALIZM - rodzaj współżycia między dwomagatunkami z których jeden czerpie korzyści nie przynoszac szkody drugiemu Komensale - hieny szakal czy sęp- korzystające z resztek upolowanej przez lwa zdobyczy Owady które występują w gniazdach ptaków czy w norach ssakóe

5

---