SYNANTROPIZACJA
Synantropizacja to zjawisko przystosowywania się organizmów do życia w warunkach przekształconych przez człowieka. W przeciwieństwie do udomowienia (domestykacji) synantropizacja odbywa się na ogół bez świadomych działań ze strony ludzi. Sąsiedztwo wielu synantropijnych roślin (np. chwastów na polach i w ogrodach) i zwierząt (szczurów, myszy domowych, much domowych) jest dla człowieka uciążliwe, a dogodne dla nich warunki stworzył on nie mając takich intencji. Niektóre jednak gatunki synantropijne (np. szereg gatunków ptaków) człowiek akceptuje, a nawet celowo tworzy im lepsze warunki życia (dokarmia, buduje budki lęgowe).
Jednym z typów synantropizacji jest synurbizacja czyli przystosowanie organizmów do życia w miastach. Zjawisko to obserwowano u szeregu gatunków zwierząt. Przyczyna synantropizacji i synurbizacji może być dwojaka: człowiek przekształcając coraz to nowe tereny zmusza żyjące tam gatunki do przystosowania się. Gatunki, które się nie przystosują zginą, bądź zmuszone będą opuścić teren zajęty przez człowieka. Często jednak spotykamy się z inną przyczyną: zwierzęta przenoszą się z lasów do terenów zabudowanych, a z terenów wiejskich do miast. Sąsiedztwo człowieka okazuje się bardzo dla nich sprzyjające. Przy osiedlach ludzkich znajdują pokarm, niektóre gatunki znajdują lepsze miejsca do gniazdowania np. na strychach w piwnicach, pomiędzy dachem a gzymsem itp. W miastach panują wyższe temperatury niż na otwartych terenach, a stałe oświetlenie niektórych miejsc pozwala gatunkom dziennym na przedłużenie okresu żerowania. Mniej też jest drapieżników, choć te ostatnie również wkraczają do miast w ślad za swymi potencjalnymi ofiarami. Przykładem może być tu sokół pustułka Falco tinnunculatus. Poluje on głównie na gryzonie, a do miast przyciąga go również łatwość znalezienia miejsc do gniazdowania, gdyż ptak ten wykorzystuje gniazda wronie, a także budynki. Ostatnio pustułkę obserwować można na terenie AGH, gdzie najprawdopodobniej gniazduje, gdyż obserwowano ją przepędzającą wronę.
Od ok. 30 lat w Krakowie od marca do października zobaczyć można gołębia grzywacza Columba palumbus. Kiedyś gatunek ten występował jedynie w lasach. Pierwsze synantropijne populacje pojawiły się w Europie Zachodniej. W Polsce najpierw spotykano je na zachodzie kraju, a następnie ptak ten wkroczył do miast środkowej i wschodniej Polski.
Fot.3. Gołąb grzywacz
Inaczej przedstawia się historia gołębia miejskiego (domowego). Jego przodek – gołąb skalny Columba livia występuje w basenie Morza Śródziemnego, a także u wybrzeży Wysp Brytyjskich i Francji. Gołębie udomowiono już w starożytności. Pierwotnie hodowano je dla mięsa, później wykorzystywano je też w celach przekazywania informacji, a także rozrywkowo-hobbistycznych. Przetrzymywane przez ludzi gołębie często uciekały z hodowli lub były wypuszczane. W warunkach miejskich znalazły znakomite warunki życia (budynki spełniają dla nich rolę klifów nadmorskich). Obecnie ptak ten rozpowszechniony jest na wszystkich kontynentach. Jego liczne populacje są bardzo charakterystycznym elementem większości miast.
Fot. 4. Gołębie skalne i gołębie grzywacze w parku w Londynie
Populacje miejskie często różnią się od pozamiejskich trybem życia. Tak np. mewy śmieszki (Larus ridibundus) żyjące w miastach nie łowią ryb, lecz żywią się odpadami znajdywanymi na śmietnikach. W niektórych przypadkach stwierdzono różnice genetyczne pomiędzy populacjami z miast i terenów poza miastami. Np. u północnoamerykańskiej myszy Peromyscus leucops stwierdzono postępujący od XIX w. proces synurbizacji. Porównano DNA liczących do 150 lat okazów muzealnych oraz osobników żyjących współcześnie i stwierdzono zmniejszającą się częstość jednego z alleli. Można przypuszczać, że gen ten może mieć związek z przystosowaniem do warunków życia w określonym środowisku.
Miary różnorodności biologicznej
Jednym z aspektów ochrony środowiska jest ochrona różnorodności biologicznej. Różnorodność biologiczna (używa się też terminu bioróżnorodność – dosłownego tłumaczenia angielskiego terminu biodiversity) rozumiana może być jako różnorodność gatunków lub odmian genotypów w obrębie jednego gatunku. Czasem pojęcie to rozszerza się na różnorodność siedlisk, w tym także tych wytworzonych przez człowieka, a nawet różnorodność kulturową.
Istnieje wiele miar różnorodności gatunkowej. Najprostszą z nich jest bogactwo gatunkowe czyli po prostu liczba gatunków. Oglądając poniższe dwa kwadraty mamy jednak wątpliwości czy miara ta daje nam pełną informację.
Kwadrat z lewej wydaje się bardziej różnorodny od tego z prawej, chociaż zawiera jedynie cztery gatunki, a kwadrat prawy zawiera tych gatunków sześć. Dzieje się tak ponieważ w kwadracie z prawej dominuje jeden gatunek. Prawdopodobieństwo, że dwa napotkane tam osobniki należeć będą do różnych gatunków jest tam niższe niż w kwadracie z lewej.
Jako jedną z miar różnorodności możemy przyjąć współczynnik różnorodności gatunkowej Simpsona (D)
S
D = 1 – å (p i 2 ),
i=1
gdzie pi = udział gatunku w zgrupowaniu.
W podobny sposób obliczać można różnorodność genetyczną (polimorfizm genetyczny) w obrębie jednego gatunku.
BIOCENOZY LĄDOWE
Niebezpieczeństwo wyschnięcia oraz konieczność przebywania w rzadkim, nie dającym naturalnej podpory ośrodku to główne problemy organizmów lądowych, niespotykane w biocenozach wodnych. Tak rośliny jak i zwierzęta lądowe wytworzyły mechanizmy pobierania wody (wiązki przewodzące roślin, przewód pokarmowy zwierząt). Wyjątek stanowią tu organizmy małe (np. grzyby, porosty, mszaki), które pobierają wodę całą powierzchnią ciała i ze względu na swe rozmiary nie wymagają wiązek przewodzących. Pobraną wodę należy zabezpieczyć przed utratą, stąd oskórek organizmów lądowych jest trudniej przepuszczalny niż organizmów wodnych.
Mechanizmy podporowe są tym mocniejsze im większy jest dany organizm. Drobne plechy wątrobowców całkowicie pozbawione są tkanek wzmacniających. Natomiast wielkie drzewa wytworzyły zdrewniałe łodygi (pnie i gałęzie), podczas gdy olbrzymie brunatnice Macrocystis obywają się bez tkanek wzmacniających, gdyż ich podporę stanowi toń wodna. Zwierzęta wzmocniły i udoskonaliły struktury szkieletu, odziedziczone jeszcze po wodnych przodkach.
Innym problemem środowiska lądowego są większe niż w wodzie wahania temperatury. Różnią się one w zależności od szerokości geograficznej. W terenach tropikalnych najistotniejsze są wahania dobowe. W strefie umiarkowanej, subpolarnej i polarnej najważniejsze są sezonowe zmiany temperatury.
Obok problemów, środowisko lądowe stwarza pewne udogodnienia: o wiele korzystniejsze niż w wodzie są tu warunki tlenowe. Zawartość tlenu jest bowiem w atmosferze stała. Problem stanowi jedynie utrzymywanie w ciągłej wilgotności odpowiednio dużych powierzchni przystosowanych do wzmożonej wymiany gazowej. Narządy oddechowe znajdują się więc wewnątrz ciała (płuca, płucotchawki itp.), gdzie zapewniona jest wilgoć. Również dostęp do światła na lądzie jest zwykle łatwiejszy niż w wodzie.
Biomy a krainy zoogeograficzne
Zespoły biocenoz lądowych grupuje się w biomy. Biom to zespół biocenoz stanowiących w danej strefie klimatycznej dominujące stadium klimaksowe, czyli takie, które w danych warunkach nie będzie już przechodzić w inne stadium. Należałoby szczególnie zwrócić uwagę na określenie "stadium klimaksowe", gdyż w ramach jednej strefy klimatycznej występować mogą rozmaite biocenozy zależnie od warunków lokalnych. I tak np. na terenie biomu lasu mieszanego klimatu umiarkowanego spotkać można biocenozy lasu iglastego, stepu itp. Nie zawsze stan taki wywołany być musi działalnością człowieka, jak często ma to miejsce w przypadku biocenoz stepowych (nie stanowiących zresztą stadium klimaksowego). Często mamy do czynienia z klimaksem edaficznym, to znaczy zależnym od warunków glebowych, np. na glebie piaszczystej zamiast lasu mieszanego spotykamy las iglasty (bór sosnowy).
Wyróżnić można następujące biomy:
1. Obszary okołobiegunowe (pozbawione gleby)
2. Tundra
3. Tajga (borealny las iglasty)
4. Las mieszany klimatu umiarkowanego
5. Wilgotny las iglasty klimatu umiarkowanego
6. Suche zarośla klimatu umiarkowanego
7. Step
8. Pustynia
9. Suche zarośla tropikalne
10. Wilgotny las okołorównikowy
Jak łatwo można zauważyć, klasyfikacja biomów opiera się na dominujących zespołach roślinnych. Oczywiście dla każdego biomu wyróżnić można charakterystyczne dla niego zwierzęta, ze względu jednak na ruchliwość, mogą one w zależności od warunków przemieszczać się z jednego biomu do drugiego. Niektóre ptaki (gile, jemiołuszki) w lecie przebywają w tundrze, a w zimie przylatuje na teren tajgi lub biomu lasu klimatu umiarkowanego. Szczegółowe omówienie biomów znajdziemy w następnym rozdziale.
Tradycyjnie wyróżniane krainy zoogeograficzne częściowo tylko pokrywają się z biomami. Przy ich podziale wzięto bowiem pod uwagę nie tylko kryteria klimatyczne, ale i systematyczne (opierając się głównie na systematyce kręgowców, zwłaszcza ssaków). Przyczynę występowania takich a nie innych grup systematycznych na danym terenie stanowi nie tyle klimat co czynniki historyczne, związane z czynnikami geograficznymi, odpowiedzialnymi za izolację pewnych krain. Np. w Australii, która długo była izolowana rozwinęło się wiele gatunków torbaczy, które pozbawione były konkurencji ze strony łożyskowców. Torbacze te mogłyby żyć również na innych kontynentach w rejonach o podobnym klimacie, nie miały jednak możliwości przedostania się na inne kontynenty.
Wyróżniono następujące krainy zoogeograficzne:
1. Palearktyczna
2. Nearktyczna (niekiedy obie te krainy łączy się w jedną - holarktyczną)
3. Orientalna
4. Etiopska
5. Neotropikalna
6. Australijska
7. Antarktyczna
Ponadto jako osobne jednostki zoogeograficzne traktuje się niektóre wyspy, zwłaszcza te duże i oddalone od lądu: Madagaskar (charakterystyczny z powodu bogatej fauny małpiatek-lemurów), Nową Zelandię (pierwotnie nie występowały tam ssaki, nastąpił natomiast silny rozwój różnych gatunków ptaków, z których wiele utraciło zdolność do lotu), Nową Gwineę (bogata fauna rajskich ptaków) oraz Wyspy Galapagos (szczególne bogactwo fauny gadów).
Kraina palearktyczna obejmuje Europę, Azję (jej część północną i środkową) oraz północną część Afryki (na północ od Sahary). Charakterystyczne są tu jeleniowate, krętorogie (owce, bydło), koniowate, a spośród ssaków drapieżnych – wilki, rysie, żbiki i niedźwiedzie. W obrębie tej krainy napotykamy obszary podbiegunowe, tundrę, tajgę, las mieszany klimatu umiarkowanego, a także step i suche zarośla klimatu śródziemnomorskiego, zwane makią, a także półpustynie i pustynie.
Kraina nearktyczna obejmuje Amerykę Północną, wraz z przylegającymi do niej wyspami. Zależnie od szerokości geograficznej spotykamy tu te same biomy co w krainie palearktycznej oraz biom wilgotnego lasu klimatu umiarkowanego (przewaga drzew iglastych, występują tam np. olbrzymie sekwoje). Krainy nearktyczna i palearktyczna jeszcze dość niedawno (kilkanaście tysięcy lat temu) były ze sobą połączone. Stąd też duże pokrewieństwo występujących tam gatunków takich jak: bizon (w Europie żubr), bóbr amerykański (w Europie bóbr europejski), norka amerykańska (w Europie norka europejska), niedźwiedź grizzly (w Europie niedźwiedź brunatny) i szereg innych. Charakterystycznym przedstawicielem kotowatych jest natomiast puma, nie mająca swego odpowiednika w krainie palearktycznej. Fauna krainy nearktycznej wzbogacona została o gatunki z Ameryki Południowej, takie jak np. torbacz dydelf. Nie występują one w krainie palearktycznej. Inny przebieg zlodowaceń sprawił, że fauna płazów (zwłaszcza ogoniastych) jest o wiele bogatsza niż w Europie.
Kraina orientalna obejmuje Azję Południowo-Wschodnią z przylegającymi wyspami oraz Półwysep Indyjski. Przeważa tu biom lasu okołorównikowego, choć pojawiają się też biomy charakterystyczne dla bardziej suchych siedlisk. Charakterystycznymi zwierzętami są tu tygrys, lampart, hiena pręgowana, a spośród nieparzystokopytnych – nosorożce i tapiry. Występuje też drugi co do wielkości współczesne zwierzę lądowe – słoń indyjski.
Kraina etiopska obejmuje Afrykę na południe od Sahary. Żyje tu wiele gatunków spokrewnionych z tymi, które żyją w krainie orientalnej, takich jak nosorożce, kotowate (lew, lampart, gepard, a także występujący jedynie na Półwyspie Somalijskim – tygrys), hiena cętkowana i protel (z rodziny hien). Największym przedstawicielem ssaków (i największym współczesnym zwirzęciem lądowym na świecie jest słoń afrykański). Zwierzętami typowymi jedynie dla krainy etiopskiej są żyrafy i spokrewnione z nimi okapi. W krainie tej natomiast całkowity brak jest jeleniowatych. Ich niszę ekologiczną wypełniają różne gatunki antylop, które właśnie na kontynencie afrykańskim osiągnęły największe zróżnicowanie gatunków. Spośród ptaków na uwagę zasługują strusie, które poza tym (inne gatunki) występują w krainie australijskiej i neotropikalnej.
Kraina neotropikalna obejmuje Amerykę Południową. Z uwagi na dość długą izolację od reszty kontynentów w krainie tej wykształciły się liczne grupy organizmów nie występujące w innych krainach. Należy do nich np. podrząd gryzoni Cavinae, którego przedstawicielem jest znana dobrze świnka morska, ale też przypominająca zająca mara (zwana nawet zającem patagońskim) i osiągająca wielkość świni kapibara. Przed pojawieniem się człowieka nie występowały tam inne rodziny gryzoni. Charakterystyczne dla tej krainy są też szczerbaki – mrówkojady, pancerniki i leniwce. Natomiast przedstawiciele psowatych (wilk grzywiasty, piesek leśny) i kotowatych (jaguar, puma) są stosunkowo nowymi przedstawicielami fauny. Zwierzęta te przybyły po pojawieniu się Przesmyku Panamskiego. Na dawne połączenie z kontynentem azjatyckim wskazuje natomiast obecność tapirów (inne gatunki niż w Azji). O połączeniu z Afryką i Azją świadczy obecność strusi (nandu), a także ryb dwudysznych (występują też w Afryce i Australii). O połączeniu z Australią świadczy też obecność torbacza – dedelfa (oposa).
Kraina australijska obejmuje kontynent australijski wraz z otaczającymi wyspami, choć większe wyspy traktuje się zwykle jako odrębne jednostki. Pierwotnie na kontynencie australijskim nie było żadnych ssaków łożyskowych poza nietoperzami. Rozwinęło się tu natomiast wiele gatunków torbaczy. Zajmują one nisze ekologiczne odpowiadające żyjącym na innych kontynentach łożyskowcom. Oprócz torbaczy występują tu jedyne na świecie stekowce (dziobak, prakolczatka i kolczatka). Jedynym łożyskowcem był tu pies dingo, przywieziony prawdobnie przez człowieka i zdziczały.
Kraina antarktyczna obejmuje Antarktydę z otaczającymi wyspami. Charakterystyczne są tam pingwiny, które jednak nie ograniczają się do tego obszaru. Różne gatunki pingwinów żyją wzdłuż wybrzeży Ameryki Południowej (są nawet na Wyspach Galapagos, blisko równika), a także w Afryce Południowej. Występują tam gdzie są zimne prądy morskie.
Przegląd biomów
1. Biomy terenów borealnych
1.1 Obszary okołobiegunowe
Z uwagi na bardzo niskie temperatury (poniżej zera) obszary podbiegunowe stale pokryte są lodem. Lody w obszarze Bieguna Północnego pokrywają ocean, natomiast teren Bieguna Południowego stanowi ląd pokryty lodowcem. W obydwu jednak przypadkach obszary te pozbawione są gleby. Tak wiec nie ma możliwości przeżycia na lądzie roślin zielonych, nie licząc sinic i innych mikroskopijnych glonów powodujących "kwitnienie" śniegu. Glony te rozwijają się w cienkiej warstwie wody pokrywającej lód w momencie okresowego podwyższenia temperatury. Tak wiec głowni producenci (glony planktonowe) występować będą w oceanie. Sytuacja ta powoduje, że rozwijająca się tam fauna ma charakter ziemnowodny. Różnice w faunie Arktyki i Antarktyki wynikają nie tyle z odmiennych warunków co przyczyn historycznych. I tak w Arktyce żyją foki (np. foka grenlandzka, foka wąsata), morsy, uchatki-kotiki (na wyspach Morza Ochockiego i Morza Beringa), niedźwiedzie polarne.
Foki żyjące w Antarktyce to foka Rossa czy foka Weddela. Należący do fok słoń morski (Mirounga leonina) zamieszkuje tereny subantarktyczne. Bogata jest również fauna uchatek (Otaridae), rodziny charakterystycznej dla całej półkuli południowej. Ponadto w Antarktyce występują ptaki, które przystosowały się do podwodnego trybu życia. Na ląd wychodzą jedynie dla złożenia jaj. Utraciły one zdolność do lotu, a ich skrzydła przypominają płetwy. Ptaki te to pingwiny. Ich występowanie nie jest zresztą, jak już wspomniano ograniczone do Antarktyki. żyją one w zimnych wodach półkuli południowej, oblewanych przez zimne prądy oceaniczne. W Arktyce do pewnego stopnia ekologicznym odpowiednikiem pingwinów mogą być alki. Największa z nich - alka olbrzymia została całkowicie wytrzebiona przez człowieka. Alki jednakże w o wiele mniejszym stopniu niż pingwiny utraciły cechy charakterystyczne dla ptaków latających.
Wszystkie zwierzęta endotermiczne (ssaki i ptaki) żyjące w terenach przybiegunowych wyposażone są w grubą podściółkę tłuszczowa. Większość z nich posiada bardzo gęste futro (lub pióra), silnie impregnowane tłuszczem, więc nienamakalne, choć niektóre z nich, np. morsy są nagie.
1.2. Tundra
Podobnie jak w obszarach przybiegunowych, w tundrze ( a szer. geogr. pn. i pd.) występują znaczne wahania w długości dnia i nocy. Dzień polarny trwa kilka miesięcy i tyle samo trwa noc polarna. Pory te pokrywają się z okresem lata i zimy. Tundra pozbawiona jest drzew. Występują tam krzewy (brzoza karłowata, sosna karłowata), krzewinki i rośliny zielne. W lecie jest to obszar bardzo produktywny.
Za brak drzew odpowiedzialne są silne wiatry wiejące na wysokości ok. 1,5-2m nad ziemią. W tych warunkach drzewa nie mogłyby przetrwać. W tundrze występuje też wieczna zmarzlina, to jest warstwa, w której stale utrzymuje się lód. Odmarza tylko powierzchniowa warstwa gleby. Tundrę cechuje mała ilość opadów.
1. 3. Tajga (borealny las iglasty)
Występują tu drzewa iglaste. Biom ten występuje jedynie na półkuli północnej, gdyż na południowej na obszarach o charakterystycznych dla tajgi szerokościach geograficznych nie ma zwartych mas lądu. W tajdze przeważają drzew iglaste. Są one zdolne do fotosyntezy przez cały rok. Sezon wegetacyjny jest zbyt krótki na to by wytwarzać duże liście i zrzucać je na zimę. Z kolei utrzymywanie dużych liści przez zimę doprowadziłoby do nadmiernej utraty ciepła i wody. W borealnym lesie iglastym produkcja tlenu przewyższa jego konsumpcję, a więc to właśnie ten biom, a nie las równikowy może być nazwany „zielonymi płucami Ziemi”.
1. 4. Las mieszany klimatu umiarkowanego
Biom charakterystyczny dla Europy (poza częścią północną i południową), Azji wschodniej (wschodnie Chiny, Japonia, Korea), części Ameryki Północnej (wschodnie wybrzeże USA), a także Argentyny i Chile oraz Nowej Zelandii. Wilgotność jest tu umiarkowana. Roczna suma opadów waha się od 700 – 1500 mm. Z uwagi na możliwości tworzenia się próchnicy gleby są żyzne i dobrze wykształcone.
Występuje tu charakterystyczna sezonowość roślinności. Większość drzew i krzewów zrzuca liście na zimę. Zabezpiecza się w ten sposób przed utratą ciepła i wody przez powierzchnię liści. Część roślin przygotowuje się do utraty liści wycofując z nich substancje pokarmowe. Podczas tego procesu liście przybierają charakterystyczne złoto-czerwone barwy (obecność karotenoidów). Liście te nie są zdolne do fotosyntezy gdy jeszcze jest stosunkowo ciepło. Toteż niektóre rośliny (np. olsza) rezygnują z tej strategii i utrzymują liście do późnej jesieni, prowadząc długo fotosyntezę. Nie mogą wtedy jednak przygotowywać zapasów pokarmowych.
Strefa tego biomu jest pod silnym wpływem człowieka, który karczując lasy zamieniał je na pola uprawne. Obecnie pierwotny las mieszany klimatu umiarkowanego zachował się w niewielu miejscach. Jednym z nich jest Puszcza Białowieska położona na granicy polsko-białoruskiej.
1.5. Wilgotny las iglasty klimatu umiarkowanego
Charakterystyczny dla wybrzeży Pacyfiku USA. Występują tam drzew iglaste (np. sekwoja olbrzymia). Z uwagi na dużą wilgoć jest tam wiele roślin epifitycznych – żyjących na innych roślinach (np. korze drzew), nie będących jednak pasożytami. Czerpią one wilgoć z powietrza, a substancje mineralne z butwiejącej kory drzewa.
...
Elvis_74