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
- 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
- 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
- zákon minima (liebigův zákon)
- 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
- , 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
- kosmopolitní
- primární (autochtonní)
- má podmínky, které jsou vhodné pro daný druh
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
- ektotermní
- homiotermní živočichové
- průměrná teplota na Zemi – 15°C
- 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
- UV záření
- 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
- žijí v dutinách (stromů, pod kůrou)
- troblobionti
- žijí v jeskyních
- abysální druhy
- žijí ve velkých mořských hloubkách
- endoparaziti
- fotofóbní = bojí se světla, nemají ho rádi
- 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,
- 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
- u rostlin je důležitá pro vývoj generativních orgánů
- 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
- závisí na: spadnutí živočicha
- 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
- adaptované na sucho (na nedostatek vlhkosti):
- sukulenty – parenchym. pletiva
- sklerofyty – máčka ladní, pupava obecná
- 1) gravitační voda
- zdroje:
- 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
- hilltopping
- * 1) vyrovnávání teploty (Země, moře)
- 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
- 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
- zdroj ve vodě H2CO3
- 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
- rendziny = půdy na dolomitech a vápencích
- dusík
- 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
- + živ. v půdě ® tvorba humusu (= l., které * rozkladem organické hmoty) ® podílí se na vytvoření adsorpčního komplexu v půdě
- 3 složky:
- 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
- Abundace (početnost) – počet jedinců na určité ploše
- 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
- sex index – mezi samičkami a všemi jedinci populace
- 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 = Nt + Na – Mo + Im – Em
- 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)
- počet nových jedinců za čas
- Typy růstu populací:
- specifická rychlost růstu
- Populační strategie
- strategie přežití
- u živočichů:
- r stratégové – malé organismy, vysoká natalita i mortalita
- kstratégové – opak r stratégů
- u rostlin – odolnost proti narušování, stresu (nedostatek), konkurence
- r stratégové – na místech s hodně živinami, odolné vůči narušování, nesnáší stres
- sstratégové – 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
- alelopatikum – např. antibiotikum, rostlinné pesticidy
- 2)predace – parazitismus
- 1)amenzálismus (u živočichů) a alelopatie (rostliny, mikroorganismy)
- záleží na prostředí, na vlastnostech druhu, ale i na predátorech
- Dispenze jedinců v populaci = prostorové rozmístění jedinců v daném místě
- u savců je kritická velikost populace 500 jedinců
- VELIKOST
- unitární org.