Ekologia.doc

- ekologia jako dziedzina nauk przyrodniczych, poziomy organizacji systemów przyrodniczych
- środowisko a siedlisko
- nisza ekologiczna
- amplituda ekologiczna, prawo minimum Liebiga, prawo tolerancji
- czynniki ekologiczne oddziaływujące na organizm
- grupy ekologiczne organizmów (steno- i eurybionty)
- bioindykacja, fitoindykacja, lichenoindykacja

1. Ekologia (gr. oíkos + lógos = dom + nauka) – nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami.

Ekologia zajmuje się badaniem powiązań między wspólnotą biotyczną a środowiskiem abiotycznym (układy biologiczne istnieją w sieci powiązań między sobą i otaczającym je środowiskiem), opartych na różnego rodzaju interakcjach, komunikacjach i informacjach. Podział ze względu na zakres zainteresowań i poziomów organizacji:

·         autekologię czyli ekologię organizmów, zajmującą się badaniem wzajemnego oddziaływania środowiska abiotycznego na organizmy

·         synekologię czyli ekologię ekosystemów, zajmującą się badaniem grup organizmów (jako całości) w biocenozach oraz zależności między zbiorowiskami organizmów a ich siedliskiem.

Z punktu widzenia ekologii podstawowymi poziomami organizacji są:

·         osobnik

·         populacja

·         biocenoza

·         ekosystem

·         biosfera

Osobnik - organizm, pojedyncza niezależna jednostka zdolna do zdobywania pożywienia. Osobnik zazwyczaj wchodzi w interakcje z innymi organizmami i środowiskiem, stając się tym samym niejako najbardziej podstawowym elementem biosfery.

Populacja biologiczna — zespół organizmów jednego gatunku żyjących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. Nie jest to jednak suma osobników jednego gatunku, a zupełnie nowa całość.

Ważniejsze parametry charakteryzujące populację: odziedziczalność, powtarzalność, podobieństwo fenotypowe krewnych, korelacje genetyczne, korelacje fenotypowe, korelacje środowiskowe

Biocenoza (gr. bios życie i koinos wspólny) - zespół populacji organizmów roślinnych fitocenoza i zwierzęcych zoocenoza danego środowiska (biotopu), należących do różnych gatunków, ale powiązanych ze sobą różnorodnymi czynnikami ekologicznymi i zależnościami pokarmowymi, tworząc całość, która pozostaje w przyrodzie w stanie homeostazy (czyli dynamicznej równowagi). Biocenoza oraz biotop, czyli środowisko fizyczne tworzą ekosystem.

Biocenozy mogą być naturalne (sawanna, las, jezioro) i sztuczne (park, ogród).

Podział biocenoz:

agrocenoza – biocenoza pól uprawnych

pratocenoza – biocenoza łąk i pastwisk (trwałych użytków zielonych)

silwocenoza – biocenoza obszarów leśnych i górskich

hydrocenoza – biocenoza cieków i zbiorników wodnych

Ekosystem – jedno z podstawowych pojęć w ekologii. 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).

Ekosystem stanowi funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. Ekosystem stanowi największą jednostkę funkcjonalną biosfery. Przykłady ekosystemów: staw, las, dżungla, łąka, moczary, rafa koralowa, pole – agroekosystem, plantacja sosnowa, ocean, wybrzeża morskie, dolny bieg rzeki.

Ekosystem ma zazwyczaj czteropoziomową strukturę pokarmową. Te poziomy to:

środowisko abiotyczne – materia nieożywiona w środowisku,

producenci – organizmy samożywne, które użytkują wyłącznie abiotyczną część ekosystemu,

konsumenci – organizmy cudzożywne (głównie zwierzęta),

reducenci – destruenci czyli bakterie i grzyby powodujące rozkład materii organicznej.

Podstawowy podział ekosystemów: lądowe, wodne, sztuczne, naturalne.

Biosfera - strefa kuli ziemskiej zamieszkana przez organizmy żywe, gdzie odbywają się procesy ekologiczne. Biosfera jest częścią zewnętrznej skorupy Ziemi, która obejmuje również powietrze, ląd i wodę. Z najobszerniejszego punktu widzenia geofizyki, biosfera jest światowym systemem ekologicznym i obejmuje wszystkie żyjące organizmy i ich powiązania ze sobą i z litosferą (skorupą ziemską), hydrosferą (wodą), i atmosferą (powietrzem).

2. Środowisko – ogół elementów nieożywionych i ożywionych, zarówno naturalnych, jak i powstałych w wyniku działalności człowieka, występujących na określonym obszarze oraz ich wzajemne powiązania, oddziaływania i zależności. Jest to pojęcie podrzędne w stosunku do przyrody, obejmującej również elementy ożywione.

Siedlisko - zespół czynników abiotycznych (klimatyczno-glebowych), które panują w określonym miejscu, działających na rozwój poszczególnych organizmów, ich populację lub całą biocenozę.

3. Nisza ekologiczna - zespół czynników biotycznych i abiotycznych zapewniający populacji warunki do życia (np. światło, pokarm, miejsce). Na terenie biocenozy populacje konkurują o korzystne czynniki. Zgodnie z zasadą Gausego jedna nisza może być zajęta tylko przez jedną populację. Nisza ekologiczna określa miejsce danej populacji w biocenozie.

Określa znaczenie i rolę danego gatunku w ekosystemie, tj. sposób przetwarzania energii (miejsce w łańcuchu pokarmowym), zachowania się, wpływ na środowisko i zależności od innych gatunków.

Rodzaje nisz ekologicznych:

·         przestrzenna (siedlisko, występowanie danego organizmu),

·         troficzna (pokarm, zaspokajanie potrzeb),

·         fizjologiczno-przystosowawcza (czynności, oddziaływania).

Nisze ekologiczne: sąsiadujące, zachodzące na siebie, rozdzielne.

4. Amplituda ekologiczna, skrajna rozpiętość warunków bytowania danego gatunku zwierząt lub roślin określana kilkoma czynnikami, m.in. wilgotnością, temperaturą, nasłonecznieniem, zanieczyszczeniem środowiska itd.

Prawo minimum Liebiga - jedno z podstawowych praw ekologii klasycznej, mówiące, że czynnik, którego jest najmniej (jest w minimum) działa ograniczająco na organizm, bądź całą populację. Potem udowodniono, że prawo minimum odnosi się także do innych organizmów żywych i ma zastosowanie ogólnoprzyrodnicze. Rozwinięciem tego prawa jest zasada tolerancji ekologicznej Shelforda.

Zasada tolerancji Shelforda - koncepcja mówiąca, że zarówno niedobór, jak i nadmiar różnych czynników wpływa na organizm ograniczająco. 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. Wyróżniamy podział ze względu na tolerancyjność:

·         eurybionty - organizmy charakteryzujące się dużą tolerancją względem danego czynnika środowiska

·         stenobionty - charakteryzujące się mniejszą tolerancją:

·         polistenobionty

·         mezostenobionty

·         oligostenobionty

5. Stenobionty – gatunki o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej dla danego czynnika, np. goryl, koralowce rafy koralowej, porosty itp.

Stenobionty są dobrymi bioindykatorami (gatunkami wskaźnikowymi) – ich występowanie świadczy o obecności lub działaniu określonego czynnika. W praktyce gatunki wskaźnikowe wykorzystuje się także do określania stanu środowiska (np. stopnia jego zanieczyszczenia).

Stenobionty dzielimy na:

·         mezostenobionty – organizmy żyjące w obrębie wartości średnich danego czynnika środowiskowego.

·         oligostenobionty – organizmy żyjące w obrębie wartości niskich danego czynnika środowiskowego.

·         polistenobionty – organizmy żyjące w obrębie wartości wysokich danego czynnika środowiskowego.

Eurybionty – organizmy cechujące się szeroką tolerancją wobec czynników środowiskowych. Mogą one żyć w bardzo zróżnicowanych warunkach, osiedlając się na znacznych obszarach Ziemi. Przykładem może być wróbel domowy, trzcina pospolita i orlica, które spotykamy niemalże na całym świecie. W takim wypadku mamy do czynienia z zasięgiem globalnym bądź kosmopolitycznym.

6. ...