59. Organismus a prostředí

Ekologie

• věda, která se zabývá vztahy mezi organismy a životním prostředím

• původně * z biogeografie = rozšíření org.

• zabývá se jednotlivými: organismy, populacemi (=jedinci téhož druhu), společenstva, biocenóza (=org. různého druhu, které se vyskytují na nějakém místě), ekosystémy (společenstvo s neživou složkou přírody)

• krajinná ekologie = soubor ekosystémů

• Rozdělení:

• obecná - zabývá se všemi org.

• speciální - úzká skupina organismů

• autekologie = vztahy organismů

• demekologie = studuje populace (vztahy, mortalita,…)

• synekologie = zkoumá biocenosy a ekosystémy

Prostředí organismů

• ovlivňován biotickými (predátoři, parazité) a abiotickými (podnebí, půda, vlhkost) faktory

• 1. zákon minima (liebigův zákon)

• pokud jsou všechny faktory optimální a 1 je pod optimální, tak ten 1 působí jako limitní

• některé faktory mohou substituovat limitní faktor

• 2. zákon tolerance

• každý organismus je schopen přežít v určitém rozmezí faktorů

• B = euryekní = snáší velké rozmezí ekolog. valence

• široká ekologická valence (přežívají velký rozdíl, např. teplot)

• př. rostliny u nás

• A, C = stenoekní

• úzká ekologická valence (např. stenotermní)

• stenoekní org.: používají se jako bioindikátory (šťavel kyselý - kyselé pH v půdě)

• vodní prostředí stálé → stenoekní

• suchozemské prostř. → euryekní

• nika = výklenek

• soubor podmínek, které ovlivňují úspěšnost přežití a rozmnožování daného druhu a zároveň je to role daného druhu v prostředí (jak se zapojuje)

• biotop = stanoviště

• soubor biotických a abiotických podmínek, které vytváří prostředí organismu

• areál = místo, kde se daný druh vyskytuje

• má podmínky, které jsou vhodné pro daný druh

• primární (autochtonní)

• historický vývoj, přirozenou cestou se rozšířil

• sekundární (alochtenní)

• organismus se vlivem člověka dostává do nového prostředí

• podle areálu dělíme org. na:

• kosmopolitní

• široká kosmopolitní valence (jsou všude, př. člověk, potkan, hasivka orličí,…)

• endemické

• malý areál rozšíření (např. 1 ostrov, př. haterie novozelandská)

• reliktní

• org., které zůstaly na malém místě areálu, daleko od sebe

• ostružník - zůstal po zalednění v Krkonoších, norm. výskyt ve Skandinávii, nemůže se jinak šířit mimo areál

• žábronožka severská - v Tatrách→ zalednění; původně v Americe

Abiotické faktory

• TEPLOTA

• průměrná teplota na Zemi - 15°C

• homiotermní živočichové

• schopnost udržet si stálou tělesnou teplotu (ptáci, savci)

• poikilotermní

• teplota závislá na okolním prostředí

• dělení podle příjmu tepla:

• ektotermní

• teplo přijímají z prostředí

• endotermní

• teplo si vyrobí uvnitř těla (ptáci)

• zdroj tepla: slunce; infračervené záření i část viditelného světla; geotermální energie

• vliv:

• závisí na nadmořské výšce (čím vyšší, tím menší teplota 0.6 - 1 °C)

• zeměpisná šířka

• kontinentalita (čím dále od moře)

• mikroklima: přímo na malé ploše

• podle teploty:

• eurytermní

• stenotermní - úzké rozmezí teplot tolerují (vys. ekolog. valence)

• termofilní

• mezotermofilní

• psychrofilní

• kryofilní

• mají rádi studené podmínky (př. sněžnice matná)

• Bergmanovo pravidlo: pro homiotermní živočichy

• čím živ. v nižších teplotách → tím větší hmotnost (medvěd, tygři,…)

• Allenovo pravidlo: o tělních výběžcích

• čím více zima → kratší tělní výběžky (nos, uši)

• např. fenek

• půda: čím hlouběji, tím menší výkyvy teploty

• voda: na jaře a na podzim dochází k úplnému promíchání

• skočná vrstva → prudká změna teplot

• poikilotermní (ektotermní) živ.

• S = (T - K) * D

• S……suma efektivních teplot

• K……nulový bod vývoje

• T……aktuální teplota

• D……doba vývoje

• SVĚTLO, ZÁŘENÍ

• hlavní zdroj energie pro ekosystémy

• ze Slunce

• další důležité:

• UV záření

• v horních vrstvách atmosféry vytváří ozón

• nebezpečné → reaguje s nukleovými kys. → mutace

• viditelné světlo

• 400 - 760 nm

• patří i FAR (světlo nezbytné pro fotosyntézu)

• infračervené = tepelné světlo

• solární konstanta: 1,381*10³ J/m²s

• na Zemi dopadne téměř polovina energie → kvůli: 1) odraz od atmosféry, 2) změna na tepelnou energii

• albedo = záření, které Země odrazí nazpět (35 - 43%)

• rovník: největší energie (lepší úhel)

• obratníky: energie se zmenšuje

• intenzita světla:

• euryfotní

• stenofotní

• heliofyty - sluncemilné (na poušti)

• heliosciofyty - světlomilné (srha říznačka, snese i mírné zastínění)

• sciofyty - stínomilné (jelení jazyk - Moravský kras; mají rádi zastínění)

• světelný kompenzační bod fotosyntézy = bod, kdy se vyrovná produkty fotosyntézy zániku organických látek při katabolismu (to, co vyrobí, hned spotřebuje)

• fotofóbní = bojí se světla, nemají ho rádi

• v edafonu: organismy, které žijí v půdě

• kavernikolní org.

• žijí v dutinách (stromů, pod kůrou)

• troblobionti

• žijí v jeskyních

• abysální druhy

• žijí ve velkých mořských hloubkách

• endoparaziti

• na jaře vyrostou rostl. → krátká vegetač. doba = efemeroidy

• sněženka, dyměvka; žijí krátkou dobu

• fotoperioda: doba, kdy svítí slunce

• u rostlin je důležitá pro vývoj generativních orgánů

• rostlina dlouhého dne: salát,

• rostl. krátkého dne: chrisantéma

• u živ. stimuluje biologické hodiny

• rozmnožování, říje

• stěhování: rorýs → odlétají v srpnu

• klidové období, dormace

• mofázický živ.: aktivita 1krát za 24 hodin (člověk)

• polyfázický živ.: př. krtek → po 4 hod. pauza; hlodavci, hraboši, rejsci

• směr dopadajícího světla je velmi důležitý

• menotaxe = pohyb živ. v určitém úhlu ke slunci (př. včely, ptáci)

• fototaxe; fotokineze = pohyb celé rostl. nebo živ. za světlem

• fototropismus = ohyb části rost. za světlem (slunečnice)

• fotonastie = otevírání n. uzavírání květů u rostl.

• voda pohlcuje světlo intenzivně

• nepohlcuje všechny vlnové délky stejně

• nejvíce pohlcená: červená ložka

• modrá, zelená, žlutá → dostávají se nejhloub

• dále záleží: 1) na úhlu dopadu; 2) co obsahuje voda (jíl,…)

• eufotická zóna ve vodě

• zóna, kde rostou vodní rostl. řasy

• dostatek světla

• afotická zóna - bez světla

• závisí na: spadnutí živočicha

• připlavání rybičky, nebo jsou tam společ., kteří nejsou na světle závislí

• někt. org. synchronizace dle fáze měsíce, př. palolo zelený→vypouští konc. části a množí se

• bakterie, které využívají sirovodík, které se nachází u kuřáků

• VODA

• zdroje:

• 1) srážky (závisí na formě - v kapalné podobě)

• 2) podzemní a povrchové toky

• voda v půdě:

• 1) gravitační voda

• zastaví se na nepropustném podloží, není důležitá

• 2) kapilární voda

• kořenové vlásky ji nejlépe využívají

• 3) adsorpční

• vázaná na koloidních částečkách

• tolerance k vlhkosti:

• euryhydrické

• stenohydrické

• hydrofilní (vlhkomilné) - blatouch, rdesno, pýr

• mezofilní - střední nároky

• xerofilní - suchomilná; kostřava, pelyněk

• hydrofyty - vodní rostl.; stepník malý, kudlanka nábožná

• rostl. adaptované na sucho (na nedostatek vlhkosti):

• sukulenty - parenchym. pletiva

• sklerofyty - máčka ladní, pupava obecná

• ATMOSFÉRICKÝ TLAK

• jsou na něj citlivé homoiotermní živ. (savci) = stenobarické organismy

• mezní hranice pro výskyt savců: 6000 m. n. m.

• PROUDĚNÍ VZDUCHU

• * 1) vyrovnávání teploty (Země, moře)

• 2) proudění z míst vyššího tlaku do míst s nižším tlakem

• pasáty = obratníky → rovník (při zemi)

• antipasáty = rovník → obratník (nad zemí)

• hilltopping

• někt. bezobratlí se nechávají unášet vzestup. proudy (mouchy, motýli) až na vrchol kopce, tam se potkávají (epigamní chov)

• anemorfózy

• vady na rostlinách způsobené větrem; větve rostou jen na závětrné straně

• pH PROSTŘEDÍ

• zdroj ve vodě H₂CO₃

• euryontní

• stenoiontní

• acidofilní: do 6,4 (borůvky)

• neutrofilní: 6,5 - 7,3

• bazifilní (alkalofilní): nad 7,3

• pH dešťové vody: 5,7

• kys. deště: 3

• moř. voda: 8,1 - 8,3

• sladká voda: 3(rašeliniště) - 10

• !!!Při fotosyntéze roste ve vodě pH!!!

• pH půdy závisí na:

• matečné hornině

• tom, co na ní roste

• činnost člověka (hnojiva)

• v kyselém prostředí se nedaří bakteriím

• SALINITA

• sladká: 0,1%

• oceánská: 3,5%

• saliny (vnitrozemské slané vody): 25%

• slannost způsobují: chloridy

• dusičnany

• sírany }Ca, Mg, Na, K

• uhličitany

• stalofyty: mají rádi slannost

• osmoregulace řízena hormonálně (hypofýza)

• minerály:

• dusík

• dusičnany

• amonné ionty

• nitrofyty - hodně dusíku, vytváří společenstva, např. kopřivy, lebedy, lopuchy

• nitrofóbní - rohovník klikva

• vápník

• rendziny = půdy na dolomitech a vápencích

• propouští vodu

• nízká tepelná kapacita

• nedostupnost P, Fe, Mn

• kalcifyty - pichava vápnomilná, lomikámen

• kalcifóbní - vřes obecný

• PŮDA

• 3 složky:

• pevná

• kapalná = půdní roztok

• plynná = půdní vzduch → aby neumřel edafon, kořeny potřebují také vzduch

• organická složka půdy:

• odumřelá hmota (7%)

• edafon (5%) = bakt. → krtci

• rostl.+ živ. v půdě → tvorba humusu (= l., které * rozkladem organické hmoty) → podílí se na vytvoření adsorpčního komplexu v půdě

• OHEŇ

• nepatří mezi periodické faktory

• nechá se předpovídat

• negativní i pozitivní účinky pro ekosystém (velmi rychle rostl. vyrůstají na substrátu)

POPULACE

• soubor jedinců téhož druhu → vyměňují si gen. informace mezi sebou

• daná populace má genofond = soubor genů, který je typický

• unitární org.

• většinou živočichové

• podobná morfologie (jedinci v populaci), ale liší se velikostí a vývojovým stádiem

• velikost, stupeň vývoje a věk jsou ve vzájemném vztahu (korelace)

• modulární org.

• houby, rostl.

• závisí morfologie na tom, kde jsou

• velikost, stupeň vývoje a věk nejsou ve vzájemném vztahu

• vlastnosti populací

• VELIKOST

• u savců je kritická velikost populace 500 jedinců

• Abundace (početnost) - počet jedinců na určité ploše

• absolutní: hl. u zvířat, které jsou velké a dobře počitatelné (př. hnízdní kolonie)

• relativní: např. odchytávání jedinců → matematické výpočty

• Denzita = hustota

• abundace/m²

• Biomasa - hmota všech jedinců populace v daném okamžiku (u rostl. i odumřelé části)

• př. liška 0,015 - 0,07 kg/ha

• veverka 1 - 4 kg/ha

• hraboš 0,6 - 12 kg/ha

• Pokryvnatost - jakou plochu pokrývají jedinci daného druhu z pohledu ze shora

• STRUKTURA POPULACE

• Dispenze jedinců v populaci = prostorové rozmístění jedinců v daném místě

• záleží na prostředí, na vlastnostech druhu, ale i na predátorech

• rovnoměrná - predátoři, mají přesně ohraničená teritoria (dravci)

• 
  

• shlukovitá - jedinci mají sociál. strukt. (vegetativ. rozmn.)

• 
  

• náhodná - u organ., které nemají mezi sebou sociál. vztahy, paraziti

• 
  

• poměrné zastoupení pohlaví

• sex index - mezi samičkami a všemi jedinci populace

• ♀ / ♀+♂

• čím větší index → populace mladší a roste

• VĚKOVÁ STRUKTURA POPULACE

• preproduktivní

• produktivní

• postproduktivní

• věkové pyramidy

• kohorta = skupina org., kteří jsou stejně staří

• dynamika populace

• kolísání hustoty populace

• vliv: natalita, mortalita, migralita

• počet jedinců v daném čase:

• N = N_t + N_a - M_o + I_m - E_m

• natalita = množivost = porodnost

• počet nových jedinců za čas

• maximální - fyziologická

• uskutečněná - ekologická

• mortalita

• minimální = fyziologická

• uskutečněná = ekologická

• natalita a mortalita spolu úzce souvisí

• živoč., kteří upřednostňují množství před péčí (obrovská natalita i mortalita - př. tasemnice)

• Typy růstu populací:

• specifická rychlost růstu

• Populační strategie

• strategie přežití

• u živočichů:

• r stratégové - malé organismy, vysoká natalita i mortalita

• k stratégové - opak r stratégů

• u rostlin - odolnost proti narušování, stresu (nedostatek), konkurence

• r stratégové - na místech s hodně živinami, odolné vůči narušování, nesnáší stres

• s stratégové - dobře snáší stres, ale ne narušování, žijí na půdě chudé na živiny, ve stálých podmínkách

• c stratégové - velká konkurenceschopnost, velká dlouhověkost a biomasa, nesnáší narušování a stres

• Vztahy mezi populacemi

• pozitivní, negativní, neutrální

• koevoluce - společný vývoj dvou populací (kořist a úredátor)

• 1)amenzálismus (u živočichů) a alelopatie (rostliny, mikroorganismy)

• alelopatikum - např. antibiotikum, rostlinné pesticidy

• alkaloidy, fenoly, izoprenoidy

• na druhou populaci mohou mít i pozitivní vliv (souvisí to s koncentrací)

• fytoncidy - produkují vyšší rostliny

• pelyněk - absinth, působí na fenykl

• ořešák - jublony, inhybuje růst ostatních rostlin

• penicilin - narušuje syntézu buněčných stěn bakterií

• 2)predace - parazitismus

7