1. Trzy definicje populacji (genetyczna, ekologiczna, geograficzna)

populacja genetyczna - model opisujący populację biologiczną. Są to osobniki należące do jednego gatunku, zamieszkujące określony teren. Populacja genetyczna musi być duża, osobniki do niej należące muszą rozmnażać się płciowo i zachodzi w niej panmiksja, czyli losowe krzyżowanie się osobników i losowe łączenie się gamet.

Populacja ekologiczna - wszystkie osobniki jednego gatunku, wchodzące w skład danej

biocenozy;

Populacja geograficzna - wszystkie osobniki jednego gatunku zamieszkujące dany region

geograficzny, podzielone na liczne populacje lokalne, w zróżnicowanych biocenozach.

2. Samoprzerzedzenie - jakie są losy populacji, czy jest to zależne czy niezależne od zagęszczenia

3. Czynniki determinujące liczebność populacji (zależne i niezależne od zagęszczenia)

Równomierny- Organizmy oddziałują na siebie negatywnie i dążą da zwiększenia odległości między sobą. Np. Orzeł, kaktus

Skupiskowy- Organizmy żyjące w stadach czerpią z teo korzyści na skutek mechanizmów działających w stadzie: mniejsze ryzyko śmierci (osobniki chore i stare giną najpierw), skuteczniejsza reprodukcja 9osobnik nie traci czasu na poszukiwanie partnera).

4. Strategie obronne roślin (defensywna i ofensywna)

5. Upwelling i El Nino

Upwelling - zjawisko podnoszenia się oceanicznych wód głębinowych, zwykle z głębokości poniżej termokliny, na powierzchnię. Generowane jest przede wszystkim przez wiatry wiejące wzdłuż brzegu, które powodują, zgodnie z teorią Ekmana, odpływanie od brzegu wody powierzchniowej i zastępowanie jej wodami z niższych warstw. Na półkuli północnej zjawisko to zachodzi, gdy ląd znajduje się po lewej stronie prądu, na półkuli południowej - po prawej.

Zjawisko obserwowane jest we wszystkich morzach i oceanach. Duże upwellingi oceaniczne występują we wschodnich rejonach basenów oceanicznych, zwłaszcza u wybrzeży Peru i Chile. Zimne, bogate w składniki pokarmowe wody głębinowe sprawiają, że wody na powierzchni oceanu odznaczają się najczęściej bardzo dużą produktywnością biologiczną.

Ten powolny ruch wznoszący zachodzi w strefie międzyzwrotnikowej głównie w pobliżu zachodnich wybrzeży kontynentów, gdzie pasaty odpychają od lądów powierzchniowe wody oceaniczne w kierunku zachodnim.

El Niño Razem z wiatrami zmienia się układ prądów oceanicznych, a tym samym temperatury wód w określonych miejscach. Wiatry, które poprzednio pchały powstałe nad Pacyfikiem chmury burzowe w kierunku Australii i Indonezji, teraz spychają je na kontynent południowoamerykański, powodując tym samym intensywne opady w Andach. Co prawda w tym okresie w Andach zaczyna się pora deszczowa, lecz opady wywołane przez efekt El Niño są katastrofalnie duże, powodują powodzie oraz spływanie lawin błota. Dodatkowo podnosi się temperatura powietrza, co powoduje topnienie wiecznych śniegów i zanikanie lodowców (jeżeli proces nie ulegnie zahamowaniu większość lodowców na terenie Peru i Boliwii do końca wieku zaniknie) zapewniających dopływ wody do rzek w ciągu całego roku. W zmienionym układzie ciepłe i suche powietrze znajduje się nad Australią, powodując tam susze większe niż zwykle.

6. Interakcje między organizmami (antagonistyczne i nieantagonistyczne)

Dzielimy je na:

• Oddziaływania antagonistyczne, działanie jednej populacji danego gatunku na niekorzyść populacji innego. Ponoszona szkoda może mieć różny charakter.

Konkurencja - jedna z antagonistycznych interakcji międzypopulacyjnych, w której dwie populacje tego samego lub różnych gatunków, zazwyczaj o podobnych wymaganiach środowiskowych, rywalizują o tę samą niszę ekologiczną. Dochodzi do współzawodnictwa o ograniczone zasoby środowiska, np. o pożywienie, miejsce do życia. W wyniku tego oddziaływania obie populacje tracą. W przypadku populacji tego samego gatunku mówi się o konkurencji wewnątrzgatunkowej. Konkurencja ta redukuje szybkość wzrostu populacji proporcjonalnie do częstości spotkań osobników tego samego gatunku. Może doprowadzić do zajęcia przez słabszą populację niszy o mniej optymalnych warunkach. W przypadku populacji różnych gatunków mówi się o konkurencji międzygatunkowej. Konkurencja ta redukuje szybkość wzrostu populacji proporcjonalnie do częstości spotkań osobników różnych gatunków. Może doprowadzić do zrównoważonego dopasowania się gatunków lub do tego, że jedna populacja zastąpi drugą albo zmusi ją do zajęcia innej niszy ekologicznej (np. inne pożywienie, okresy aktywności). Szczególnie silnie proces ten zachodzi dla gatunków blisko ze sobą spokrewnionych, o podobnych wymaganiach, zajmujących w naturalny sposób podobne nisze. Zjawisko separacji gatunków blisko spokrewnionych nazywane jest zasadą Gausego, od rosyjskiego biologa, który jako pierwszy potwierdził tę zasadę doświadczalnie. Konkurencja może być bezpośrednia (populacje wzajemnie szkodzą sobie ograniczając możliwość rozwoju, nawet jeśli zasoby środowiska są nieograniczone) lub pośrednia (populacje wzajemnie szkodzą sobie wykorzystując ograniczone zasoby środowiska).Konkurencja jest jednym z mechanizmów doboru naturalnego w teorii ewolucji Darwina. Konkurencja jest typowym oddziaływaniem np. wśród roślin.

Pasożytnictwo to forma współżycia dwóch organizmów, w której jeden czerpie korzyści ze współżycia, a drugi ponosi szkody. Osobnik, który czerpie korzyści z pasożytnictwa nazywany jest pasożytem, a ten, który ponosi szkody - żywicielem. Im układ pasożyt-żywiciel trwa dłużej, tym jest bardziej stabilny. Istnieją dwa rodzaje pasożytnictwa - pasożytnictwo zewnętrzne i wewnętrzne. W przypadku śmierci żywiciela ginie także pasożyt. Z tego powodu pasożyty starają się utrzymywać swego żywiciela przy życiu, np. w organizmie ludzkim może żerować tylko jeden tasiemiec. W niektórych przypadkach (np. owsików) pasożyt nie jest jednak bardzo dobrze przystosowany do funkcjonowania w ciele żywiciela. Większe ich ilości przyczyniają się do rozwoju owsicy i mogą zakończyć się śmiercią żywiciela. Wówczas giną również pasożyty, które tracą dostęp do pokarmu.

Drapieżnictwo - sposób odżywiania się zwierząt, polegający na wykorzystaniu jako pokarm ciała innego zwierzęcia i w odróżnieniu od pasożytnictwa prowadzący do śmierci ofiary. Jest jedną z form oddziaływań antagonistycznych, korzystną dla drapieżnika, a niekorzystną dla ofiary; może mieć charakter międzygatunkowy lub wewnątrzgatunkowy (kanibalizm).

Allelopatia (z gr. - allelon (wzajemny) i pathos (cierpienie)) - szkodliwy lub korzystny wpływ substancji chemicznych wydzielanych przez rośliny lub grzyby danego gatunku lub pochodzących z rozkładu tych roślin. Allelopatia odnosi się głównie do substancji chemicznych wydzielanych do podłoża, które wpływają na wzrost innych organizmów w bezpośrednim otoczeniu, głównie roślin i bakterii. Substancje mogą pobudzać lub hamować kiełkowanie, a także wzrost i rozwój innych gatunków roślin żyjących w bliskim sąsiedztwie lub zajmujących bezpośrednio po nich to samo miejsce. Allelopatia może być dodatnia (jako forma symbiozy) lub ujemna, antagonistyczna (rodzaj amensalizmu, jako forma obrony przed konkurentami). 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.

Amensalizm - jedna z antagonistycznych zależności międzygatunkowych, w której obecność i czynności życiowe jednego gatunku wpływają niekorzystnie na gatunek drugi, przy czym jest to relacja jednostronna tj. obecność tego drugiego gatunku dla pierwszego jest obojętna. Dokładne określenie bilansu takich interakcji nie jest proste, gdyż osłabienie przedstawicieli jednego gatunku przez zmniejszenie konkurencji, może przynieść pewną korzyść przedstawicielom gatunku innego. Przykładem amensala jest pędzlak (Penicillium notatum) - grzyb, który produkując antybiotyk (penicylinę) - ogranicza rozwój bakterii. W zasadzie, rodzajami amensalizmu są antybioza (wydzielanie antybiotyków) i antagonistyczna forma allelopatii.

• Oddziaływania nieantagonistyczne. Rodzaj zależności międzygatunkowych polegających na tym, że żadna ze stron (populacji) nie ponosi szkody na skutek wzajemnych oddziaływań.

Dzielimy je na:

Symbioza - obustronne korzyści, zjawisko ścisłego współżycia przynajmniej dwóch gatunków, które przynosi korzyść każdej ze stron (mutualizm) lub jednej, a drugiej nie szkodzi (komensalizm). W nowszym podejściu, ze względu na częste trudności w dokładnym ustaleniu bilansu strat i zysków współżyjących organizmów, niektórzy naukowcy symbiozą nazywają każde trwałe współżycie organizmów, 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. Przykład symbiozy: ukwiał oraz pustelnik.

Mutualizm - z silnym, wzajemnym uzależnieniem, jedna z interakcji protekcjonistycznych między populacjami, charakteryzująca się obopólnymi korzyściami (symbioza) o takim stopniu, który praktycznie wzajemnie uzależnia istnienie obu populacji.

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).

Protokooperacja - bez uzależnienia, (in. mutualizm fakultatywny) 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, lecz niekonieczne.

Komensalizm - korzysta jedna ze stron, dla drugiej relacje są obojętne, (współbiesiadnictwo; od łac. commensalis = współbiesiadnik) - 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). 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. Obaj partnerzy odnoszą tu korzyść i mają biologiczną przewagę nad osobnikami tych samych gatunków, które nie pozostają w takim związku. Przykładem komensalizmu jest flora fizjologiczna człowieka.

Neutralizm - brak wzajemnych oddziaływań, jedna z nieantagonistycznych zależności międzygatunkowych, w której osobniki jednego gatunku nie wpływają w żaden sposób na przedstawicieli drugiego. W zasadzie neutralizm jest brakiem oddziaływań między gatunkami. Przykładem populacji, między którymi zachodzi relacja neutralizmu, mogą być populacje bocianów i sikorek.

7. Wydajność ekologiczna (3 rodzaje)

8. Produktywność ekosystemów

Produktywność ekosystemu jest to ilość substancji jaka produkowana jest w jednostce czasu lub intensywności magazynowania energii w związkach organicznych.

Podział produktywności Produktywność pierwotna - stanowi tempo z jakim producenci przekształcają energię słoneczną w procesie fotosyntezy

• Produktywność pierwotna brutto - Jest to całość energii chemicznej wytworzonej przez autotrofy na jednostkę powierzchni w jednostce czasu. Nie wyłączając tego co roślina zużywa na procesy życiowe.

• Produktywność pierwotna netto - mierzona tempem magazynowania materii organicznej w tkankach roślinnych bez materii wykorzystywanej na oddychanie. Jest to produkcja brutto (A), czyli asymilacja, pomniejszona o straty związane z oddychaniem (R). Przyrost masy roślin: P= A-R.

W przyrodzie czysta produkcja pierwotna stanowi 50 - 90% ogólnej produkcji pierwotnej. Wyprodukowane substancje roślinne są źródłem pokarmu dla heterotrofów.

• Produktywność wtórna - szybkość, z jaką konsumenci wykorzystają materię i energię producenta do produkcji swojej biomasy.

• Produktywność wtórna netto - przyrost biomasy konsumenta, którą można zaobserwować.

• Produktywność wtórna brutto - rzeczywisty przyrost biomasy konsumenta, z uwzględnieniem strat na koszty utrzymania.

9. Od czego zależy długość łańcuchów troficznych

Długość łańcucha zależy m.in. od różnorodności biologicznej na danym obszarze. Np. w tundrze, gdzie występuje stosunkowo niewiele gatunków łańcuch troficzny będzie krótki.

10. Różnice między osobnikami w populacji

11. Dwie hipotezy starzenia się (czemu długość życia jest ograniczona)

12. Zasady konkurencji wewnątrzgatunkowej

13. Zasada konkurencyjnego wypierania (zasada Gaussego)

Zasada Gausego - zasada konkurencyjnego wypierania. Jeśli dwa gatunki (populacje) posiadają identyczne wymagania względem niszy ekologicznej, nie mogą współistnieć i w konsekwencji jeden wypiera drugi. Konkurencyjne oddziaływanie może być związane z przestrzenią życiową, dostępem do pokarmu, światła, podatnością na działanie drapieżców, chorób itp.

14. Co to są gatunki kluczowe (zwornikowe)

Gatunek zwornikowy - to taki gatunek, którego wpływ na strukturę i funkcjonowanie ekosystemu jest nieproporcjonalnie duży w stosunku do stopnia jego liczebności lub biomasy.

Gatunki mogą być zwornikami, ponieważ stanowią pożywienie dla wielu różnych gatunków lub są drapieżnikami, które nie dopuszczają, by jakiś inny gatunek stał się zbyt liczny.

15. Pętla mikrobiologiczna

Pętla mikrobiologiczna (ang. microbial loop) - mikrobiologiczny obieg materii; szlak w pelagicznym obiegu materii, który przebiega od uwalniania rozpuszczonej materii organicznej (DOC), głównie przez fitoplankton, poprzez pobieranie jej przez bakterie i bakteriożerne pierwotniaki aż do konsumpcji bakterii i pierwotniaków przez skorupiaki i wrotki planktonowe (zooplankton).

W procesie tym rozpuszczona materia organiczna (DOC), nie zostaje zmineralizowana, a jest ponownie włączana do sieci troficznych. Bakterioplankton, obok detrytusu jest konsumowany przez zooplankton. Wiele gatunków bakterii planktonowych jest jednak zbyt mała i może być zjedzona tylko przez drobne organizmy, w tym pierwotniaki (między innymi wiciowce), a te dopiero są zjadane przez większe organizmy zooplanktonowe. W ten sposób energia z obiegu mikrobiologicznego zostaje włączona do klasycznego łańcucha spasania.

Zjawisko pętli mikrobiologicznej występuje także w wodach bieżących (zobacz też river continuum).

16. Rodzaje i budowa łańcuchów troficznych + przykłady

Łańcuch pokarmowy, łańcuch troficzny - szereg organizmów ustawionych w takiej kolejności, że każda poprzedzająca grupa (ogniwo) jest podstawą pożywienia następnej. Wiążą one ze sobą producentów, konsumentów i reducentów w poszczególnych biocenozach. Łańcuchy troficzne tworzą sieć zależności pokarmowych. Dzięki nim możliwy jest obieg materii i przepływ energii w ekosystemach.

Wyróżnia się trzy rodzaje łańcuchów:

• łańcuch spasania - rozpoczyna się od roślin zielonych (producentów), poprzez zwierzęta roślinożerne (konsumenci I rzędu), do drapieżców czyli konsumentów wyższych rzędów

np. ziemniak—stonka—bażant—lis

trawa-koza-wilk

• łańcuch detrytusowy - zaczyna się od martwej materii organicznej, roślinnej lub zwierzęcej, poprzez mikroorganizmy i zwierzęta saprofagiczne, do drapieżników.

np. martwa materia organiczna-wiciowce-okoń-szczupak-człowiek

• łańcuch pasożytów - zaczyna się od konsumentów (np. 1 rzędowych) a kończy na najmniejszych pasożytach.

np. krowa—bakteria—bakteriofag

Sieć pokarmowa to sieć pokazująca więcej niż jeden łańcuch pokarmowy np. trawa-mysz-sowa-lis (druga strona) niedźwiedź-sarna-liść.

17. Pojęcia: biocenoza, gildia, ekosystem - stabilność, elastyczność, trwałość biocenozy

Bioróżnorodność- to zróżnicowanie organizmów rozpatrywane na wszystkich poziomach organizacji przyrody: Poziom osobniczy Poziom genetyczny Poziom ekosystemalny

Gildia - w ekologii grupa gatunków o podobnym sposobie odżywiania się oraz korzystających z podobnych lub tych samych zasobów siedliska. Przykładem gildii są kolibry w lasach tropikalnych, odżywiające się nektarem kwiatów lub owady odżywiające się liśćmi danej rośliny (foliofagi: gąsienice motyli, larwy błonkówek, chrząszcze).

W hydrobiologii gildie to funkcjonalne grupy troficzne, przykładem których może być roślinożerny zooplankton, drapieżne ryby zjadające inne ryby, zoobentos odżywiający się mułem, zoobentos odżywiający się detrytusem itd.

Słowo pochodzi z języka niemieckiego - Gilde (związek) (zob. gildia).

Wyodrębnianie gildii w biocenozie (ekosystemie) jest pewnym uproszczeniem (niektóre gatunki w cyklu życiowym zmieniają źródło i sposób odżywiania się, czego przykładem jest wiele owadów z przeobrażeniem zupełnym, np. motyle - patrz ekon), lecz pozwala na wyodrębnienie zgrupowań w sensie funkcjonalnym. W niektórych biocenozach gatunki w obrębie gildii mogą się zastępować na różnych obszarach regionalnych lub geograficznych.

Ekosystem - jedno z podstawowych pojęć w ekologii. Termin ten został utworzony przez brytyjskiego ekologa Arthura Tansley'a w 1930 (opublikowany w 1935^[1]) roku jako skrót od angielskich słów ecological system.
Na ekosystem składają się dwa składniki:

• biocenoza - czyli ogół organizmów występujących na danym obszarze powiązanych ze sobą w jedną całość różnymi zależnościami,

• biotop - czyli nieożywione elementy tego obszaru, a więc: podłoże, woda, powietrze (środowisko zewnętrzne).

Stabilność jest wewnętrzną odpornością systemu na zewnętrzne zakłócenia np.: roczne opady o 30% mniejsze od średniej wieloletniej redukcja produkcji o 20% redukcja liczebności roślinożerców o 10% brak wpływu na liczebność drapieżców.

warunkiem trwalosci biocenozy w przyrodzie jest obecnosc organizmow nalezacych do trzech grup ekologicznych: producentow, konsumentow i destruentow. Grupy te charakteryzuja sie odmiennym sposobem zdobywania substancji organicznych potrzebnych do zycia i wzrostu. Pierwszym poziomem pokarmowym sa producenci-rosliny zielone, wytwarzające związki organiczne w procesie fotosyntezy i decydujące o zasobności pokarmowej całej biocenozy. Drugim poziomem sa konsumenci I rzędu, czyli zwierzęta roślinożerne, a trzecim konsumenci II rzędu- zwierzęta mięsożerne, które odżywiają sie organizmami roślinożernymi
szczegoelnie ważną grupa sa destruenci. Do tej grupy należą organizmy, które przeprowadzają rozkład resztek organicznych az do prostych związków nieorganicznych, które sa ponownie pobierane przez rośliny
w biocenozie łańcuch pokarmowy tworzy cala siec pokarmowa. Całkowite poznanie połączeń w tej sieci nie jest możliwe, gdyż producent Np lipa stanowi pokarm dużej liczbie konsumentów a wśród nich chrabąszcza pszczoły i innych owadów. Podobnie niektórzy konsumenci korzystają z różnorodnego pokarmu. Na przykład jeden dzięcioł wiosna i latem żywi sie larwami owadów a zima nasionami świerków i sosen. Jest zatem ogniwem wielu lancowchow.

18. Gatunki pionierskie

Gatunek pionierski - gatunek, który dokonuje kolonizacji siedlisk z różnych przyczyn wolnych od roślinności. Organizmy takie (z reguły termin odnosi się do roślin pionierskich) zapoczątkowują sukcesję pierwotną. Są przystosowane do zasiedlania siedlisk ubogich w składniki odżywcze i wodę. Posiadają np. zdolność zatrzymywania wody opadowej lub wiązania azotu atmosferycznego (dzięki symbiozie z bakteriami). Do roślin pionierskich należy wiele porostów i mchów. Rośliny pionierskie zatrzymują swymi organizmami drobne ziarna skał, a ich obumarłe szczątki użyźniają powstającą w ten sposób glebę. Rośliny pionierskie umożliwiają z czasem kolonizację kolejnym, większym i bardziej wymagającym roślinom.

W leśnictwie mianem gatunków pionierskich określa się gatunki drzew (brzoza, topola osika, sosna) przystosowane do zasiedlania terenów niezalesionych, takich jak: nieużytki rolne, tereny poprzemysłowe, obszary o zniszczonej roślinności w wyniku pożarów, huraganów i działalności człowieka (np. zręby leśne). Gatunki te posiadają szereg cech ułatwiających kolonizację: szybki wzrost, produkcja licznych nasion niewielkich rozmiarów, duże możliwości dyspersji. Mają one małe wymagania w stosunku do żyzności gleby i temperatury otoczenia oraz zazwyczaj duże wymagania świetlne (bardzo dobrze rosną na przestrzeni otwartej - nie uszkadzają ich przymrozki i duża insolacja). Dzięki tym cechom mogą śmiało konkurować o przestrzeń z roślinami zielnymi. Gatunkami tymi są również gatunki wiatrosiewne, czyli anemochoryczne. Ich bardzo małe nasiona opatrzone są zwykle różnego typu skrzydełkami lub włoskami, ułatwiającymi utrzymywanie się w powietrzu. Gatunki te są także światłożądne, jak np. drzewa żyją dość krótko, a ich potomstwo prawie nigdy nie rośnie pod okapem drzew rodzicielskich, ustępując miejsca innym, cienioznośnym gatunkom (tzw. driady).

19. Sukcesja - definicja, rodzaje

Sukcesja ekologiczna także sukcesja biocenoz lub po prostu sukcesja- jedna z najważniejszych form zmienności biocenoz w czasie. Prawidłowo sukcesja oznacza następstwo i bardzo dobrze oddaje istotę zjawiska. W odróżnieniu od cyklicznych fluktuacji sezonowych sukcesja ekologiczna jest procesem kierunkowym. Proces przebiega etapami od stadium początkowego poprzez stadia pośrednie, do końcowego zwanego klimaksem. Stadium klimaksu w danych warunkach klimatyczno-siedliskowych można uznać za stadium stabilne. Jednak i to stadium podlega zmianom, dzieje się tak pod wpływem ciągłych zmian klimatu oraz ewolucji. W naturalnych warunkach Polski zmiany biocenoz klimaksowych zachodzą ok. 10 razy wolniej niż zmiany w biocenozach etapów wcześniejszych.

Przykładem sukcesji roślinnej może być zmiana biocenoz w miarę starzenia się zbiornika wodnego, czyli jego lądowacenie. Pierwszą fazą jest wypłycanie i coraz szersze zarastanie płem, obszar przekształca się w młakę, następnie różne rodzaje torfowisk, a w końcu staje się typowym środowiskiem lądowym trawiastym lub leśnym (zależnie od ilości opadów). Przykładem sukcesji zwierzęcej może być osad czynny biologicznej oczyszczalni ścieków. Początkowo osad składa się wyłącznie z bakterii oraz jednokomórkowych pierwotniaków, z czasem przybywa bakterii włóknistych oraz pierwotniaków kolonijnych, osiadłych. Stopniowo między nimi wytwarza się równowaga i dopiero wtedy oczyszczanie przebiega najefektywniej.

Teoria sukcesji po raz pierwszy sformułowana została przez amerykańskiego botanika Frederica Clementsa, wywarła duży wpływ na terminologię ekologiczną i rozumienie takich pojęć jak biocenoza i ekosystem. Obecnie teorię tę w pierwotnej postaci zarzucono, ale wiele terminów z teorii Clementsa wciąż pozostaje w użyciu, niekoniecznie w pierwotnym znaczeniu. Clements w swej teorii sukcesji traktował biocenozę jako swoisty superorganizm, swoistą całość (podobnie jak w fitosocjologii traktowane bywa zbiorowisko, zespół). Teoria sukcesji doczekała się licznych modyfikacji, uzupełnień i nowych propozycji. W konsekwencji obecnie termin "sukcesja" może być używany w różnych kontekstach i mieć różne znaczenie ekologiczne. Obserwacje zmian w układach ekologicznych doprowadziły początkowo do sprzecznych wniosków: jednym badaczom wydawało się, że proces jest ściśle kierunkowy i zdeterminowany (superorganizmalna interpretacja biocenozy, deterministyczny charakterze sukcesji), inni widzieli w nim zjawisko czysto losowe - grę indywidualnych interesów różnych gatunków (proces losowy i uwarunkowany demograficznie).

Sukcesja pierwotna: porosty naskalne

Obecnie sukcesję definiuje się jako sekwencję naturalnych zmian składu gatunkowego i struktury biocenoz. Sukcesja przebiega przez stadia seralne, od stadium pionierskiego do stanu klimaksu. Sukcesja pierwotna występuje wtedy, gdy organizmy żywe kolonizują obszar dotychczas jałowy. Pierwsze przybywają organizmy pionierskie. Sukcesja wtórna przebiega na obszarze już wcześniej zasiedlonym, nie jałowym lecz mocno zmienionym np. przez pożar. Wyróżnia się sukcesję autogeniczną, której przebieg zależy wyłącznie od organizmów biorących w niej udział, oraz sukcesję allogeniczną, wymuszoną przez zmiany w środowisku (np. zmiany poziomu wód lub klimatu).

Sukcesja autogeniczna są to zmiany sukcesyjne, zapoczątkowane przez czynniki wewnętrzne, które zachodzą pomiędzy biocenozą a czynnikami abiotycznymi. Sukcesja pierwotna jest to proces, w którym organizmy pionierskie zajmują nowe środowiska, jak dotąd nie zajmowane przez żadną inną biocenozę. Gatunki pojawiające się jako pierwsze muszą umieć korzystać z ubogich zasobów dostępnych w nowym środowisku. Jednak ich obecność zmienia środowisko przygotowując je dla kolejnych stadiów sukcesji. Podłoże zostaje wzbogacone o materię organiczną, biogeny i związki azotowe. Takie warunki sprzyjają wkraczaniu kolejnych gatunków, które są bardziej rozwinięte i wygrywają konkurencję o siedlisko. Sukcesja pierwotna prowadząca do powstania biocenozy leśnej jest niewątpliwie procesem długotrwałym i trwa często kilkaset lat. Sukcesja wtórna to proces odbudowywania się biocenozy, która uległa zniszczeniu. Zniszczenia mogą mieć charakter antropogeniczny, jak i abiotyczny np. pożar, powódź. W przypadku sukcesji wtórnej charakterystyczne jest to, iż gatunki pionierskie bardzo szybko zasiedlają nowy teren i szybciej też są zastępowane przez silniejsze organizmy, stanowiące kolejne stadium sukcesji.

W sukcesji allogenicznej przemiany są zapoczątkowywane przez czynniki zewnętrzne, środowiskowe. Czynniki te możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy: długotrwałe i krótkotrwałe. Za czynniki długotrwałe możemy uznać np. zmiany klimatyczne związane z następującymi po sobie zlodowaceniami. Przykładem zmian krótkotrwałych może być nagromadzenie się osadów po powodzi. Takie krótkotrwale działające czynniki mogą zakłócić proces sukcesji lecz po pewnym czasie zwykle następuje powrót na utarty szlak.

20. Czynniki ograniczające produkcję na lądzie i w wodzie

21. Formy przetrwalnikowe

Przetrwalnik (endospora, spora, gr. σπορα tzn. nasienie) - formy spoczynkowe umożliwiające organizmom przetrwanie niekorzystnych dla nich warunków (susza, niskie temperatury).

Cysty - formy przetrwalnikowe, powstające wewnątrzkomórkowo, w wyniku przemian zachodzących w protoplazmie komórek bakteryjnych, prowadzących do wytworzenia wielowarstwowych otoczek. Są odporne na działanie wysokich temperatur (nawet działanie temperatury 100 °C przez dłuższy okres ich nie zabija).

Endospory - spoczynkowe, przetrwalnikowe formy bakterii, nieprawidłowo nazywane zarodnikami, charakteryzujące się znacznym stopniem odwodnienia zawartej w nich cytoplazmy oraz grubymi i wielowarstwowymi osłonami. Umożliwiają bakteriom przetrwanie skrajnie niekorzystnych warunków (brak wody i substancji odżywczych, wysoka i niska temperatura, wysychanie, promienie UV, niekorzystne pH).

Występują u niektórych bakterii (Bacillus, Clostridium, Sporosarcina), głównie Gram-dodatnich. Powrót endospor do życia, czyli tzw. germinacja lub kiełkowanie przetrwalnika, polega na pobraniu wody, rozerwaniu ściany i utworzeniu normalnej komórki wegetatywnej. Sygnałem biochemicznym do wyjścia ze stadium endospory jest wzrost stężenia alaniny, adenozyny lub tyrozyny w środowisku.

Endospory bakterii są swego rodzaju kapsułami ratunkowymi. Powstają wewnątrz komórki przez obudowanie genoforu (wraz z pewna ilością cytoplazmy, błoną komórkową i rybosomami) wielowarstwową ścianką złożoną z białek i cukrów wysyconych tłuszczami.

Głównym czynnikiem nadającym przetrwalnikom ich odporność na wysokie temperatury jest kwas dipikolinowy (DPA) który występuje tylko w przetrwalnikach i stanowi około 15% s.m. przetrwalnika.

22. Co to znaczy że próba jest reprezentatywna?

Próba reprezentatywna - część populacji, wybrana do badania metodami statystycznymi, w założeniu badacza, zachowująca strukturę wyróżnionych cech populacji przy założonym poziomie istotności.

Próba nie spełniająca tego warunku nazywana jest niereprezentatywną lub obciążoną.

Badanie statystyczne wykorzystuje statystyczne właściwości rozkładu parametrów, cech danej populacji. Na podstawie parametrów zbadanego, niewielkiego fragmentu populacji można orzekać o całej populacji ze znanym prawdopodobieństwem, wynikającym z założeń badania. Prawdopodobieństwo prawdziwości wyników badania jest wyrażone przez parametr poziomu ufności.

Przykładowo w badaniu preferencji wyborców populację tworzą obywatele Polski posiadający czynne prawo wyborcze, natomiast próba losowa to tysiąc losowo wybranych członków populacji. Można także przyjąć, że są to obywatele Polski z założeniem, że będą głosować lub głosowali.

Istnieją różne metody wybierania próby (zob. dobór próby). Zakłada się, że próba powinna być reprezentatywna.

23. Założenie Metody Lexisa i najbliższego sąsiada

24. Typy przestrzennego rozmieszczenia organizmów - charakterystyka

Typy rozkładu przestrzennego

Równomierny- Nadmiar odległości średnich niedomiar odległości Małych i dużych. rzadko spotykane w przyrodzie. Odległości między osobnikami są równe, np. kaktusy na pustyniach, ryby raf koralowych, pingwiny.

Losowy - rzadko spotykane w przyrodzie. Rzadziej spotykane w przyrodzie, np. pająki, wije, pasożyty. Osobniki występują nieregularnie.

Skupiskowy- Nadmiar odległości dużych i małych a niedomiar średnich. otyczy np. stada reniferów, antylop, szpaków, ławic ryb, owadów społecznych.

Oprócz tego mogą istnieć różne typy kombinacji:

Rozm. skupiskowe równe - duże skupiska z osobnikami rozmieszczonymi równomiernie

Rozm. skuiskowo grupowe - w ramach dużego skupiska występują mniejsze grupy

Rozm. Skupiskowo losowe - w ramach dużego skupiska występują grupy losowe

Czynniki determinujące rozkład przestrzenny:

Równomierny- Organizmy oddziałują na siebie negatywnie i dążą da zwiększenia odległości między sobą. Np. Orzeł, kaktus

Skupiskowy- Organizmy żyjące w stadach czerpią z teo korzyści na skutek mechanizmów działających w stadzie: mniejsze ryzyko śmierci (osobniki chore i stare giną najpierw), skuteczniejsza reprodukcja 9osobnik nie traci czasu na poszukiwanie partnera

25. Przyczyny grupowania się zwierząt

---