Ekologia do nauki.doc

Zakres materiału: niestety cały nie jest tu rozpracowanyL

1.Opisać sukulenty.
2. Ekologia osobnika:
- zanieczyszczenie ---> ich źródła
- tolerancja ekologiczna(może trzeba ją bedzie przedstwić na wykresie i trzeba bedzie podpisać osie)
- liczebność - czynniki wpływające na liczebność
- regulacja liczebności ( czyli 2 typy: zależne od zagęszczenia i niezależne od zagęszczenia)
3. Ekosystem:
- przepływ energii i materii( czym sie różni; pamietać o strzałkach lub ich braku w obiegach)
- Sukcesja (definicja sukcesji; prawa rządzące sukcesją; stadia inicjalne; klimaks)
- Obiegi (pula magazynująca; typy obiegów; gdzie nitryfikacje i denitryfikacje)
- aktywność (łańcuchy dzienne, nocne)
- piętrowość (wpływ na stabilność ekosystemu; wykres składu gatunkowego)
4. Biomy:
- charakterystyka najważniejszych biomów (tundra, tajga, pustynia, trawiaste)
- ekosystemy morskie
5. Ekologia miasta

Pomocne pierdoły:

Gatuenk jako jednostka reprodukcyjna:
żgodnie z koncepcja gatunku jako jednostki reprodukcyjnej, osobniki tworzace gatunek istnieja i utrzymuja odrebnosc od innych grup osobnikow, poniewaz zachowuja izolacje rozrdocza.
Koncpcja gatunku biologicznego:
Wg tej koncepcji gatunek tworzy grupa populacji, miedzy ktorymi istnieje wymiana osobnikow i krzyzowanie sie, a ktora izolowana jest od innych grup populacji. Gatunki biologiczne utrzymuja sie wiec dzieki istnieniu barier rozrodczych miedzy populacjami.
Metabolizm : suma wszystkich reakcji biochemicznych zachodzących w organizmie,

                              w celu dostarczenia energii w formie użytecznej (ATP).

                              Energia otrzymywana jest na drodze oksydacji składników pokarmowych

Tempo metabolizmu : tempo przy którym energia (ATP) jest produkowana

                             i zużywana ze zasymilowanych lub zmagazynowanych substratów

                             (niewielkie ilości ATP są magazynowane

STOSUNKI W BIOCENOZIE
Biocenoza- zespół populacji organizmów żywych, wspólnie zamieszkujących dane środowisko i powiązanych wspólnymi zależnościami. Jest żywą częścią ekosystemu. Rozróżnia się biocenozę:
a) naturalną- zbiorowisko roślin, zwierząt i mikroorganizmów zasiedlających dany teren, nie przekształcone przez człowieka, np. biocenoza rezerwatu
b) sztuczna- zbiorowisko roślin i zwierząt oraz mikroorganizmów przekształcone przez człowieka np. biocenoza pola, sadu.
1. NEUTRALNE
Neutralizm- polega na tym, że populacja jednego gatunku nie oddziałuje na drugą, np. wiewiórka-kret
2. ANTAGINISTYCZNE
Konkurencja- rywalizacja między populacjami. Pojawia się zawsze wtedy, gdy osobniki lub populacje ubiegają się o ten sam ekwiwalent środowiska, tzn. ich wymagania życiowe są na tyle podobne, że konkurują ze sobą, np. o światło. W wyniku konkurencji dochodzi do wypierania słabszego gatunku (szczur śniady) przez silniejszy (szczur wędrowny).
Drapieżnictwo – przedstawiciele jednego gatunku odżywiają się osobnikami drugiego gatunku. Zawsze obowiązuje zasada, że koszty energetyczne zdobycia pożywienia muszą być mniejsze niż zysk (np. jastrząb wybierze zająca niż mysz). W biocenozach drapieżcy odgrywają istotną rolę w regulacji liczebności populacji ofiar, wyłapując osobniki mniej sprawne, zwiększają nacisk selekcyjny, np. lew – antylopy.
Pasożytnictwo – pasożyt żyje kosztem i działa na niekorzyść gospodarza, a jednocześnie nie może utrzymać się bez niego przy życiu. Pasożyt nie zabija swojego żywiciela. Jeśli wyeliminujemy z układu populację pasożyta może dojść do wzrostu populacji żywiciela, która zginie. Pasożyty mogą być zewnętrzne ( pchły, wszy) lub wewnętrzne (tasiemce, bakterie). np. mucha domowa – osa.
Alleopatia – ma miejsce gdy populacja jednego gatunku wytwarza substancję szkodliwą dla konkurującej populacji drugiego gatunku. Odnosi się to głównie do substancji chemicznych wydzielanych do podłoża, które hamują wzrost innych organizmów, np. bylice rosnące na półpustyniach wydzielają tereny i alkaloidy.
Amensalizm – czynności życiowe jednej populacji szkodzą drugiej, przy czym jest to relacja jednostronna, np. bobry, których żeremia stwarzają zbyt dużą wilgotność niekorzystną dla wielu populacji.
3.PROTEKCJONISTYCZNE
Komensalizm – jeden z gatunków czerpie korzyści z istnienia drugiej populacji, dla której jest to obojętne. Komensalami są zwierzęta żywiące się resztkami zdobyczy innych zwierząt. Komensal może zamieszkiwać ciało lub mieszkanie innych gatunków, np. różanka składa ikrę w skrzelach małży lub chrząszcze żyjące w mrowiskach.
Protokooperacja – to współżycie dwu populacji czerpiących obustronne korzyści, ale potrafiące się bez siebie obejść. Każda populacja jest zdolna do samodzielnego życia, np. krab pustelnik z ukwiałem.
Mutualizm – to ścisła współzależność dwóch gatunków czerpiących obustronne korzyści, przy czym życie poza układem jest niemożliwe, np. termity i wiciowce rozkładające celulozę
WŁAŚCIWOŚCI POPULACJI
1) Liczebność – liczba osobników danej populacji, zaś przypadająca na określoną jednostkę powierzchni to zagęszczenie.
2) Rozrodczość- stosunek liczby nowo urodzonych osobników do liczebności populacji. Zależy ona od :
a) rozrodczość maksymalna- zdolność do wytwarzania potomstwa
b) opór środowiska- tworzony przez czynniki fizyczne i biologiczne ograniczające tempo rozrodu
Wyróżnia się 2 strategie rozrodczości:
a) strategia typu „r" – ilościowa, dużo potomstwa
b) strategia typu „k"- jakościowa, mało potomstwa
3) Śmiertelność- stosunek liczby zmarłych osobników do liczebności populacji.
Śmiertelność maksymalna + Opór środowiska = śmiertelność rzeczywista
4) Struktura wiekowa-wyróżnia się:
a) rozwijająca się – dominują osobniki młode
b) ustabilizowana – w wieku rozrodczym
c) wygasająca – dominują osobniki stare
5) Rozprzestrzeniane – przemieszczanie się osobników do wewnątrz lub na zewnątrz populacji
6) Struktura przestrzenna- rozmieszczenie:
a) skupiskowe np. antylopy
b) losowe np. muchy
c) równomierne np. pingwiny
7) Migracje – wędrowanie osobników poza areał populacji (emigracja) oraz przybywanie osobników z innych populacji (imigracja).
KRZYWE PRZEŻYWANIA
Do opisu śmiertelności rzeczywistej używamy tzw. krzywe przeżywania:
a) Krzywa „wypukła”- Charakterystyczna dla nielicznych grup zwierząt o znacznych rozmiarach, które dużo energii poświęcają na opiekę nad potomstwem. Śmiertelność jest niewielka we wczesnym okresie życia i dopiero u osobników starych rośnie gwałtownie, np. małpy, człowiek, słonie.
b) Krzywa „wklęsła”- charakterystyczna dla organizmów wydających na świat liczne potomstwo, często pozbawione opieki rodzicielskiej, np. małze, tasiemce, żaby.
c) Krzywa „esowata”- duża śmiertelność u osobników młodych, stopniowo maleje u dorosłych i ponownie wzrasta w czasie starzenia się. Występuje u wielu zwierząt, np. pszczół, mrówek, ptaków śpiewających.
d) Krzywa „schodkowata” – cechuje organizmy, których przeżywalność silnie zmienia się w stadiach życiowych. Na przykład: motyle -śmiertelność duża w fazie jaj złożonych oraz w czasie linienia.
e) Krzywa „jednostajnie nachylona”- bez względu na wiek, tempo wymierania osobników jest stałe. Prawdopodobnie nie ma takiego gatunku, gdzie krzywa ta funkcjonuje, jest to założenie teoretyczne.

Pytania:
1.Wykres tolerancji ekologicznej + sposób radzenia sobie w gorących i suchych warunkach klimatycznych

 

Prawo minimum Liebiga - czynnik, którego jest najmniej (jest w minimum) działa ograniczająco na organizm, bądź całą populację.
Zasada Shelforda - zarówno niedobór, jak i nadmiar różnych czynników wpływa na organizm limitująco. Prawo to określa możliwość rozwoju populacji. Możliwość bytowania organizmów określają dwie wartości, tzw. ekstrema działającego czynnika: minimum i maksimum. Zakres między minimum a maksimum nazywamy zakresem tolerancji
Zakres tolerancji - zakres wartości jakiegoś czynnika (np. temperatury, oświetlenia, wilgotności), w obrębie którego organizm jest w stanie utrzymać się przy życiu. Zakres tolerancji jest określony przez dwie wartości skrajne (pessiman) - najniższą (minimum) i najwyższą (maksimum) - działającego czynnika. Przekroczenie tych wartości powoduje zahamowanie procesów życiowych, a następnie śmierć organizmu. W obrębie zakresu tolerancji znajduje się strefa środkowa - tzw. optimum. Są to optymalne - najkorzystniejsze dla funkcjonowania organizmu - wartości określonego czynnika. Organizmy mające szeroki zakres tolerancji wobec danego czynnika nazywamy eurybiontami, natomiast organizmy mające wąski zakres tolerancji wobec danego czynnika nazywamy stenobiontami.

2 typy przystosowań sukulencja(gruboszowatość) i ksenomorfozy(drobnolisciennosc)
* silna kutynizacja epidermy znacznie ograniczająca parowanie,
* występowanie aparatów szparkowych w zagłębieniach epidermy z dodatkowymi włoskami obniżającymi dyfuzję pary wodnej,
* minimalizacja powierzchni transiracyjnej (przekształcenia liści w ciernie, w łuski lub całkowity ich zanik)
* występowanie kilku warstw sklerenchymy pod epidermą,
* powiększone wakuole,
* zmniejszone przestrzenie międzykomórkowe,
* słabo rozwinięta tkanka przewodząca,
* zamieranie zakończeń korzeni w czasie suszy.
 

2. Obieg materii

Obieg materii w ekosystemie to ruch pierwiastków (azot, fosfor, tlenu, węgiel i inne) i związków nieorganicznych (woda) , koniecznych do życia, od środowiska do organizmów i z powrotem do środowiska. Podstawowym poziomem troficznym w obiegu materii są rośliny zielone (producenci). Wytworzona przez nie materia organiczna jest następnie wbudowana w tkanki zwierząt (konsumentów) i powraca do obiegu w ekosystemie po rozłożeniu przez reducentów na rozpuszczalne w wodzie sole mineralne.
DROGI OBIEGU MATERII
Łańcuchy spasania: producenci – konsumenci I – konsumenci II i III – reducenci
Łańcuchy detrytusowe: detrytusofagi – konsumenci I – konsumenci II – konsumenci III - reducenci
3. Klasyfikacja wód + biologiczne oczyszczanie

Klasa I- wody bardzo dobrej jakości
Klasa II- wody dobrej jakości
Klasa III- wody zadowalającej jakości
Klasa IV- wody niezadowalającej jakości
Klasa V- wody złej jakości

I-zdatna do przemysłu sporzywczego,farmaceutycznego,dla ryb łososiowtych
II-zdatna do rekreacji,hodowli ryb karpiowtych
III- zdatna do podlewani upraw, do przemyslu hutnicaego
poza klasą -ścieki
Oczyszczanie biologiczne:
Oczyszczanie na złożach biologicznych przy wykorzystaniu tz. osadu czynnego złożonych z mikroorganizmów (grzybów, bakterii, pierwotniaków). Są to organizmy odpowiedzialne za proces samooczyszczania się wód. Proces ten polega na rozkładzie tłuszczów, białek i cukrów zawartych w ściekach.
4. Opisać bezwzględne metody zagęszczenia

Metody oceny zagęszczenia bezwzględnego
1.Liczenia bezpośrednie, np. powszechny spis ludności, liczenie drzew w lesie, fok podczas rozrodu, osiadłych bezkręgowców
2. Pobieranie prób z populacji
a) Metoda kwadratów(Standard-minimum) - policzenie wszystkich osobników na określonej powierzchni; konieczna dokładność oceny i losowy dobór kwadratów do badań; metoda szeroko stosowana przy ocenie zagęszczenia bezkręgowców glebowych i roślin
b) Metoda znakowania i ponownych złowień, tzw. metoda Petersena - polega na łowieniu osobników, indywidualnym ich znakowaniu, wypuszczaniu i ponownym łowieniu. Stosowana do oceny zagęszczenia zwierząt ruchliwych. Metoda jest znacznie prostsza do zastosowania w przypadku populacji zamkniętej (jej wielkość nie zmienia się między pierwszym a drugim połowem) niż otwartej (liczebność zmienia się w czasie trwania badań).
W tej metodzie powinny być spełnione 3 podstawowe założenia:
•zwierzęta znakowane i nie znakowane łowią się przypadkowo, to znaczy z takim samym prawdopodobieństwem
•śmiertelność osobników znakowanych jest taka sama jak nie znakowanych [ istocie metoda Petersena zakłada brak śmiertelności osobników podczas badań]
•oznakowanie osobników jest trwale i wyraźne
Metoda Petersena powtarzana wielokrotnie często służy nie tylko do oceny zagęszczenia, ale także
dynamiki liczebności w czasie, wskaźnika śmiertelności (ubywania) i wskaźnika rozrodczości (przybywania).
5. Rodzaje rozmieszczenia

a)równomierne
b)skupiskowe
- losowo skupiskowy
-równomiernie skupiskowy
-grupowo skupiskowy
c)losowe
6. Wodne strefy morskie + czynniki warunkujące życie w wodzie

Litoral-strefa przylegająca do brzegu, lądu, charakteryzuje się najlepszymi warunkami życia w wodach (dużo światła, tlenu, mniejsze zasolenie, urozmaicona rzeźba dna)
Pelagial-wody otwarte oceanów, mórz i wielkich jezior oddzielone od brzegów strefami litoralu
Abysal-najuboższa w składniki pokarmowe, pozbawiona światła strefa mórz, oceanów i głębokich jezior, charakteryzująca się niską temperaturą (ok. 2 °C) i wysokim ciśnieniem wody (ok. 200 - 600 atmosfer).
Czynniki warunkujace zycie w poszczegolnych strefach:
1. Swiatlo - im glebiej tym fala jest gluzsza
2. Temperatura(gornej arstwy wody) - dolna okolo 4st.C---> najwieksza gestosc wody
3. Falowanie, plywy - przeplyw i odplyw wody; chodzi o uderzanie o brzegi
4. Ciesnienie ~1 atm./10m w glab, ale zalezy od zasolenia
5. Zasolenie- wzrasta wraz z glebokoscia wody, na dnie tworza sie "buly" fosforanowe (zloza soli fosforanowej)
7. Obiegi /sposób ich podziału\ + obieg N lub P

OBIEG AZOTU:
Obieg azotu w przyrodzie opiera się na 5 podstawowych procesach
-pobieranie nieorganicznych związków z podłoża
-rozkładziemartwych szczątków organicznych z uwolnieniem amonialu
-wiazaniu azoty cząsteczkowego
-nitryfikacje
-dentryfikacja
Organizmy autotroficzne pobieraja z podłoża nieorganiczne związki azotowe(głównie jony amonowe i azotany) i przekształcają je w związki organiczne.Autotrofy stanowią podstawowe źródło azotu dla heterotrofów, ktre część pobieranego azotu usówają do środowiska w procesach wydalania.Martwe szczątki organiczne rozkładane są prze destruentów.Zjawisku temu towarzyszy uwolnienie amoniaku (amounifikacja), który po przekształceniu w jony amonowe może być ponownie przyswojony przez organizmy autotroficzne.Bakterie nitryfikacyjne utleniają jony amonowe azotanów, zas bakterie dentryfikacyjne redukuja azotany do azotu cząsteczkowego, który uwalnia sie do atmosfery.Bakterie wiążące azot cząsteczkowy redukują go do amoniaku, który po przekształceniu w jony amonowe ponownie zostaje przyswojony przez organizmy autotroficzne.
OBIEG FOSFORU:
Fosfor choć nie występuje w dużych ilościach w komórkach roślin i zwierząt, jest ważnym ich składnikiem i dzięki jego obecności zachodzi wzrost organizmów. Na kuli ziemskiej zalega w postaci nieograniczonych złóż fosforanów albo w ograniczonych pokładach guana ptasiego lub kości zwierząt. Złoża te są źródłem fosforanów rozpuszczalnych w wodzie, które w tej postaci są pobierane przez korzenie roślin. W procesie syntezy protoplazmy fosfor zostaje wbudowany w skład związków organicznych protoplazmy i przekształcony w liczne organiczne związki fosforowe. Pewne bakterie na poziomie destruentów w procesie przemian w łańcuchach troficznych uwalniają ze związków organicznych fosforany rozpuszczalne w wodzie. W ten sposób cykl obiegu się zamyka. Jednak część fosforanów rozpuszczalnych jest wyłączona z obiegu, ponieważ trwale się odkłada w osadach głębinowych.

!8. Wykresy śmiertelności wybranych populacji + przykłady (str 62)
9. Porównać miasto z terenami otaczającymi

Miasto rożni sie od terenow otaczajacych klimatem a na to wplywa:
-promieniowanie bezposrednie
-promieniowanie rozproszone
-temperatora latem>1, zima >3 w miescie (w miescie sa "wyspy ciepla" pochodzace od elektrowni itp)
-wilgotnosć( w miescie wiecej czasteczek CO2-> na ktorych kondensuje sie woda-> szybkie gwaltowne opady, duzy splyw)
-wiatr- w miescie wiatr wieje wzdlluz ulic (wymuszona sila)
10. Biom-definicja oraz podział biomów

- duży obszar o jednakowym klimacie, charakterystycznej szacie roślinnej i szczególnym świecie zwierzęcym. Typ roślinności biomu jest charakterystyczny, choć skład gatunkowy może być różny w zależności od położenia geograficznego.
Podział biomów:

pustynia /półpustynia /sawanna /step /obszar trawiasty /las równikowy /las podzwrotnikowy /las strefy umiarkowanej /las liściasty /bór iglasty /roślinność twardolistna /tajga/tundra

*strefowe (zonalne)
* niestrefowe (azonalne)
* pozastrefowe (ekstrazonalne)
Najważniejsze biomy:
1. Tundra:
- wystepuje wieczna zmarzlina
- gleby glownie glejowe o barwie bialo-popielatej i sa one ubogie(sa zwane glebami poligonowymi)
- czynnikiem ograniczajacym jest temperatura: niska temp.(lato trwa 2 miechy). W czasie lata dzien polarny trwa prawie cala dobe
- wystepuje na polkuli polnocnej ale takrze poludniowej-Antarktyka
- tundra niska--->sklada sie z obumarlej roslinnosci:mchy, trawy, krzewinki, nie ma drzew
- tundra wysoka---> w wyzszych partiach nad poziom morza; poligonalna powierzchnia skapo pokryta porostami i mchami
- mimo krotkiego okresu wegetacyjnego jest zaskakujaco duza produkcja pierwotna
- zwierzeta: morsy w duzej ilosci; renifery, husky, niedzwiedz polarny, pingwiny(maskonury), nuzyki duza populacja lemingow
2. Biomy leśne(Tajga):
- czas zatrzymania materii organicznej jest bardzo krotki, wystepuje duza dekompozycja. W lasach iglastych czas zatrzymania materii organicznej mozna liczyc w latach
- opady w granicach 300 - 700 mm
- charakterystyczna duza amplituda rocznych temperatur
- typowa sezonowosc klimatyczna
- w glebach bielicowych wystepuje pruchnica typy "mor"
- krotki okres wegetacji
- produkcja pierwotna wysoka( wyzsza niz w biomie tundry)
- dekompozycja powolna, niska i nie nadaza za wysoka produkcja pierwotna
- wystepuja glownie świerki, jodly i sosny ale takze topole i brzozy
- tajga produkuje najwiecej drewna w ciagu roku w skali globu
- tempo przyrostu drzew w tajdze jest znacznie nizsza niz w strefach klimatycznych cieplejszych
- dla tajgi jest charakterystyczny cykl: drapieznik - ofiara
3. Lasy tropikalne:
- rozmieszczenie wzdluz rownika
- opady powyzej 2400 mm
- srednie roczne temp wyzsze niz 17 st.C
- nie ma wyraznej sezonowosci
- gleby ubogie(laterytowe), nie ma duzej warstwy gleby...sa koloru czerwonego
- produkcja pierwotna bardzo wysoka
- blyskawiczna dekompozycja i dlatego roznowazy sie z produkcja pierwotna
- slynne z tego ze wystepuja tam wazne dla czlowieka gatunki drzew(machoń, cheban, drzewo cedrowe, drzewo kakaowe, żywnia skrzypolistna - odporna na termity; kauczukowiec, palisader)
- roznorodnosc form zycia osiaga maksimum
- czesto na kilku ha wiecej gatunkow drzew niz w calej europie
- ogien nie jest waznym czynnikiem - las praktycznie niepalny
- male amplitudy temperatur
- wyrazna struktura warstwowa:
>wysokie drzewa(ponad dach lesny)
>warstwa drzew dachu lesnego(lity kobierzec...20-30m)
>warstwa drzew nizszych
>pnacza
>plytkie ukorzenienie
- 3 typy lasu tropikalnego:
>karłowaty
>gorski
>galeriowy?
- duza czesc gatunkow zwierzat zyje w gornych partiach lasu
- zwierzeta aktywne glownie noca - ze wzgledu na temperature
4. Sawanna/tropikalny las sezonowy:
- opady czasem powyzej 1500 mm
- warunki klimatyczne ogolnie zblizone do terenow porosnietych lasem
- produkca pierwotna wysoka
- spasanie
- w runi:
>trawy
>pojedymcze drzewa:akacja, baobaby, palmy drzewiaste
Czesto na duzym obszarze przewaza jedenm gatunek trawy i gatunek drzewa
- charakterystycznymi zwierzetami bezkregowymi sa termity
- trawozerni przedstawiciele to antylopy
- zyrafy, koty, lesna okapi, bawoly, krokodyle, hipopotamy, slonie, wiele gatunkow malp
5. Pustynie:
- opady ponizej 250 mm
- temperatura wysoka, niska badz sezonowa
- gleby pustynne, szaroziemy, kasztanowe
- czynnikiem ograniczajacym jest brak wody
- produkcja pierwotna wyzsza od zera
- przyczyny malej ilosci opadow:
>wysokie cisnienie atmosferyczne w strefie podzwrotnikowej
>polozenie w "cieniu opadowym"
>duza wysokosc nad poziomem morza
- roslinnosc pustynna ma silny charakterystyczny uklad - porozrzucana antybioza korzeniowa...konkurencja o wode
- 3 formy zyciowe roslin przystosowanych do zycia na pustyni:
>rosliny roczne
>krzewy pustynne
>rosliny gruborzowate(sukulenty)
- czesta silna allelopatia
- roslinnosc - kaktusy
- gady, owady kozy, wielbłądy
!11. Wykres reakcji organizmu na temp. /zależność T(t) -> opisać\

12. Graf= wykorzystanie energii pobranej w pokarmie