2. Ekologie a její zákonitosti

 

Obory ekologie, podmínky života, populace, společenstvo, ekosystém, biosféra.

1. autekologie - vztahy jedinců určitého druhu k biotickým a abiotickým činitelům
2. demekologie - populace a jejich atributy, kolísání hustoty populací
3. synekologie - vztahy rostlinných společenstev k okolí

ekologie vod, lesa, rostlin, živočichů, bakterií, moří, souší, vod, lesa

Ekologická valence - schopnost organismů snášet určitý faktor prostředí (teplota, vlhkost,…)

• Gaussova křivka

areál - oblasti, v nichž se na Zemi vyskytuje určitý druh

kosmopolitní organismy - mají široký areál, téměř po celém světě (člověk, moucha)

relikt - původně široce rozšířený druh přežívající dnes jen na určitém území, kde podmínky zůstaly podobné.

synantropní druh - vyskytuje se poblíž lidských obydlí a ve městech

nika - specifické prostředí poskytující obživu určitému živému společenství

biotop - prostředí ovlivněné a pozměněné živou složkou přírody (biotou)

adaptace - přizpůsobení

Liebigův zákon minima - život je limitován tím prvkem, kterého je nedostatek

Bioindikátor 

• Stenoekní (neschopný tolerovat výkyvy v podmínkách)
• Euryekní - toleruje značné výkyvy v podmínkách prostředí

Rozdělení podmínek života.

1. Abiotické faktory prostředí

   • soubor všech fyzikálních a chemických faktorů působících na organismy

   SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ

   fotoperioda

   1. Světlobytné

   2. Stínobytné

   
   

   1. Dlouhodenní

   2. Krátkodenní (listopadky)

   3. Neutrální (sedmikráska)

   
   

   světlomilné (fotofilní)

   stínomilné (skiofilní)

   temnomilné (fotofobní)

   Biorytmy

   • dorozumívání, orientace
   • tvorba pigmentů
   • stimulace hormonů
   • migrace

   Max ve dne

   • pohyb
   • teplota
   • leukocyty

   Max ve dne

   • tvorba krvinek
   • dělení buněk
   
   

   termofilní (termofilní)

   psychrofilní (chladnomilní)

   eurytermní (snášejí výkyvy teplot)

   stenotermní (organismy citlivé na změny)

   TEPLOTA

   Rostliny

   • nemohou regulovat tělesnou teplotu
   • trichomy, malé plochy, lesklé listy
   • transpirace

   eurytermní

   stenotermní

   teplobytné

   chladnobytné

   Živočichové

   Exotermní - poikilotermní (minimální termoregulační schopnosti), studenokrevní

   Endotermní - homoiotermní, teplokrevní

   hibernace - snížení mtb.

   estivace - letní spánek

   letargie - krátký spánek

   rozmnožování

   Allenovo pravidlo - kratší končetiny a výrůstky (přizpůsobení teplu)

   Glogerovo pravidlo - zbarvení (bílá liška polární, oranžová liška obecná)

   Bergmanovo pravidlo - větší zvířata v chladnějších oblastech

   studenokrevní

   teplokrevní

   VZDUCH

   • kyslík v atmosféře - sinice
   • troposféra - počasí
   • eroze - zvětrávání

   Stenobarní org. - závislé na úzkém rozmezí tlaku

   Eurybarní

   VODA

   3% sladké vody

   • lotická voda (proudící)
   • lentická (stojatá)
   • pelagiál (voda moří, jezer či nádrží)
   • bentál (oblast dna vod od břehu do hlubin)
   • litorál (pobřežní pásmo stojatých vod, oceánů, moří, jezer a rybníků

   hydrofyta (vodní) - leknín

   hygrofyta (vlhkomilné) - rákos, blatouch

   mezofyta (mírně vlhké půdy) - jetel, buk

   xerofyta (suché půdy) - rozchodník, netřesk

   halofyta (slané půdu) - solnička, slanobýl

   sukulenty - opuncie

   PŮDA

   hydroponie - pěstování bez půdy

   edafon - živá složka půdy

   Chemické složení

   • acidofilní (kyselomilné) - vřes, upolín, kapradiny
   • halofilní (slanomilné) - solnička, jitrocel přímořský
   • kalcifilní - koniklec, mochna, lomikámen, kavyl, kyvor
   • kalcifobní - borůvka, kostřava, azalka
   • nitrofobní
   • nitrofilní - kopřiva, olše
   • eutrofní (hodně živin) - lilie
   • oligotrofní (málo živin) - rosnatka, rašeliník

   zásadité - šeřík, zvonek, okrotice, kruštík, lomikámen, bělozářka

2. Biotické faktory prostředí

   POPULACE

   • soubor jedinců téhož druhu na určitém území, v určitém prostředí a čase
   • hierarchie, sociální vztahy
   1. Hustota (densita)
   2. Rozptyl (disperze)

   natalita

   mortalita

   densita - počet jedinců

   oscilace - krátkodobé kolísání hustoty populace

   fluktuace - dlouhodobé kolísání hustoty (pravidelné přemnožení)

   rozptyl

   struktura - věková, sexuální, sociální

   migralita

   věková struktura

   Rozmístění

   • lineární
   • plošné
   • prostorové

Vlastnosti populace. Vztahy mezi populacemi.

Vztahy mezi organismy

• negativní
• pozitivní

Symbióza

Predace

Parazitismus

Pozitivní:

NEUTRALISMUS

• zmije a kapr - neovlivňují se
• niky jsou odlišné

PROTOKOOPERACE

• nezávazné vzájemné soužití více druhů
• zebry a pštrosi, hejna ptáků, kolektivní hnízdění
• nezávazné, ale výhodné

MUTUALISMUS (SYMBIÓZA)

1. Obligátní - permanentní
   • Mykorhiza - endo, ekto
2. Fakultativní - dočasné
   • přenos pylu hmyzem

KOMENZÁLISMUS

• komenzál a hostitel - neškodí si

  epifitní

  forézie - cestování, transport roztočů hmyzem

  hyena a lev

Negativní

KOMPETICE = KONKURENCE

• soupeření 2 organismů

1. Vnitrodruhová
2. Mezidruhová

AMENZALISMUS (ALEOPATIE, ANTIBIÓZA)

• ingibitor negativně působí na amenzála
• sinice vypouští toxiny
• fytoncidy (antibakteriální

PARAZITISMUS

1. obligátní (tasemnice)
2. fakultativní (klíště)

HERBIVORIE

• obranné mechanismy rostlin

PREDACE

• koevoluce (liška a zajíc)

Struktura a vývoj společenstva.

SPOLEČENSTVO (Biocenóza)

• soubor populací různých druhů organismů na určitém biotopu

Vlastnosti:

1. stabilita
2. autoregulace
3. periodicita
4. sukcese
5. klimax
6. diverzita

cirkadiální rytmy = změny během dne

cirkanuální rytmy = změny během roku

• Fytocenóza - rostlinné společenství
• Zoocenóza

Dominantní populace (druhy) - bučina, smrčina

• vliv na výskyt a rozšíření ostatních druhů

Klíčové druhy - nejsou nejpočetnější, ale mají velký vliv svou rolí - vrcholoví predátoři

Struktura společenstva

1. v prostoru

• svislé
• vodorovné

b. v čase

• během sezóny
• během delšího období

fenologie - nauka o časovém průběhu základních životních projevů (pupeny)

Změny struktury

• periodické

  • cirkadiální - světlo, tma, teplo, chlad
  • lunární - příliv, odliv
  • sezónní - fenologie

• disturbance

• související s životem společenstva

  • cyklické - fáze (růst - zrání - stárnutí - rozpad)
  • ekologická fluktuace - reverzibilní
  • sukcese
    • primární - na nikdy nekolonizovaných místech
    • sekundární - na místech s půdním překryvem

  sekundární vývoj

Ekosystém - složky, tok energie, rozdělení ekosystémů, přírodní/umělý ekosystém, produkce ekosystému.

EKOSYSTÉM

• přírodní celek zahrnující všechny organismy na určitém území a jejich vztahy

= biocenóza + biotop

• otevřená soustava - tok energií a látek

dovnitř - světlo, teplo

ven - dýchací plyny, teplo

Klíčový druh - závisí na něm ekosystém

1. Primární producenti - autotrofní rostliny a řasy (tvorba organické hmoty)
2. Konzumenti - heterotrofní organismy - živí se již vytvořenou organickou hmotou a současně svým růstem vytváří organickou hmotu
   • konzumenti 1. řádu - býložravci
   • konzumenti 2. řádu - masožravci a všežravci
   • konzumenti 3. řádu - masožravci (velké šelmy a dravci)
3. Reducenti - dekompozitoři, rozkladači - bakterie, houby, postupně rozkládají organickou hmotu na minerální látky

Typy ekosystémů

1. přírodní
   • schopny autoregulace a adaptace, stabilní
   • druhově pestré, složité potravní vztahy
2. umělé
   • vznik zásahem člověka, nestavilní, snadno narušitelné
   • nejsou schopny autoregulece, málo adaptabilní
   • musí jim být dodávána energie (pesticidy, hnojiva)
   • druhově chudé, monokultury

Produkce ekosystému

• měří se množstvím sklizené biomasy

ekosystémy s

1. vysokou produktivitou - tropické lesy, lužní lesy
2. střední produktivitou - savany, louky, pastviny, pole, rybníky
3. nízkou produktivitou - pouště a polopouště, tundra, mořské hlubiny

Ekosystém řeky

1. Horní tok
   • rychlý tok, kamenitý
   • chybí plankton, nízká produktivita
   • pstruhové pásmo
2. Střední tok
   • mírnější proudění vody, písčité
   • plankton
   • lipanové a parmové pásmo
3. Dolní tok
   • pomalý, větší hloubka, bahnité, málo O2, více živin, vysoká produktivita
   • hodně planktonu a bentosu
   • cejnové pásmo
4. Brakická voda
   • v ústí řek (mísení sladké a slané, teplé a studené)
   • vliv přílivu a odlivu
   • kolísání salinity
   • velmi vysoká produktivita

Tok energie

• dochází k převodu sluneční energie na tepelnou 2 cestami :

a) přímým ohřívaním živých i neživých složek biosféry (hlavně v oběhu vody)

b) nepřímo - přeměnou přes chemickou energii prostřednictvím potravních řetězců

Biochemické cykly

• zahrnují koloběh prvků či sloučenin v neživé i živé složce biosféry

• nejvýznamější je oběh biogenních prvků (C, N, S, P) a vody

• biologická část oběhu je rychlejší, nebiologická část funguje jako zásobník látek

• do všech cyklů vstupuje člověk produkcí různých antropogenních látek (hnojiva,                       pesticidy, umělé hmoty, CO2, SO2, radioaktivní látky, těžké kovy, ...)

• tyto látky jsou ---- včleněny do uvedených cyklů

hromaděny (= kumulovány) v organismech, půdě, vodě, ...

Potravní pyramida, řetězce.

• vznik propojením potr. řetězců
• koloběh látek a tok energie je jednosměrný
• na každém stupni dochází ke ztrátám

Biomy - přehled a charakteristika.

= soubory různých ekosystémů podobné struktury a funkce

• vytvářejí

a) vegetační pásma

• v horizontálním směru (od rovníku k pólům)

- tropické deštné lesy

• průměrná teplota 25 °C

• liány, epifyty, papoušci, opice, velké množství hmyzu

- savany - teploty klesají až k 0 °C

• trávy, stáda antilop, gazel, zeber, lvi, hyeny

- tropické pouště a polopouště - teplotní rozdíly mezi dnem a nocí 40 °C

• sukulenty, efemery, hadi, ještěři

- tvrdolisté lesy - teploty 15-20°C

• pinie, blahovičníky, kozy, ovce, koala

- opadavé listnaté lesy - nejchladnější měsíc -5 - +2 °C, nejteplejší 14-19 °C

• doubravy, bučiny, veverky, lišky

- stepi (prérie, pampy, louky) - zimní teploty -10 - -15 °C, letní 20-25 °C

• trávy, cibulnaté rostliny, koně, sysli, bizoni

- tajga (jehličnaté lesy) - rozdíly teplot 30-50 °C

• limba, jedle, vrby, medvědi, soboli, losi

- tundra  - zima 9-11 měsíců

• zakrslé dřeviny, trávy, mechy, lišej., sobi, liška polární, sova sněžná, medvěd

b) vegetační stupně

• ve vertikálním směru (nadmořská výška)

- nížinný - do 200 m n. m.

- pahorkatinový - do 250 m n. m.

- podhorský - do 500 - 1000 m n. m. (záleží na oblasti)

- horský - do 1000 - 1400 m n. m. (záleží na oblasti)

- klečový - do 1200 - 1600 m n. m. (záleží na oblasti)

- alpinský - nad 1800 m n. m.