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

• 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

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

• 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
  • 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
    • 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
    • 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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
      • 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
            • 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 = N_t + N_a – M_o + I_m – E_m
            • 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)
            • 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
                    • 2)predace – parazitismus