Ekologie

věda o vztahu mezi organismy a prostředím a mezi organismy navzájem
zakladatel: E. Haeckel
Dělení:
podle úrovně skupin
o autekologie: studuje vztahy jedince k prostředí
o demekologie: studuje vztahy mezi populacemi a jejich prostředím
o synekologie: studuje vztahy na úrovni společenstev a ekosystémů
podle systematických skupin
o ekologie bakterií, rostlin, hub, živočichů…
podle prostředí, v němž organismy žijí
o ekologie vod, lesa, půdy
Základní pojmy
stanoviště = lokalita = konkrétní místo výskytu organismu
biomasa = hmotnost jedince v daném okamžiku
areál = území, kde daný druh vyskytuje
kosmopolit = široký areál
endemit = malý areál
relikt = zbytek druhu na určitém území po jeho původně
větším rozšíření
glaciální relikt = pozůstatek po době ledové
autochtonní druh = původní druh
allochtonní druh = cizí druh
synantropní druh = druh, který doprovází člověka a jeho
sídla
introdukce = zavlečení nebo úmyslné vysazení
reintrodukce = opětné vysazení druhu do míst, kde byl
vyhuben
populace = soubor jedinců téhož druhu žijící na určitém
místě v určitém čase
společenstvo = biocenóza = soubor jedinců různých druhů
na určitém biotopu – fytocenóza; zoocenóza
biotop = místo, které poskytuje organismům místo
(podmínky) pro život
ekosystém = soubor organismů a jejich prostředí: cenóza +
biotop
ekologická nika = místo a funkční zařazení organismu
v ekosystému
biom = soubor podobných ekosystémů
biosféra = soubor všech ekosystémů na zemi
ekologická valence = rozmezí podmínek, v nichž je
organismus schopný žít
stenoekní = stenovalentní = malé rozmezí podmínek pro
život
euryekní = euryvalentní = velké rozmezí podmínek pro život
ekotyp = odlišné formy druhu vytvořené adaptací na různé
podmínky
Abiotické podmínky (= neživá příroda)
SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ
je hlavní zdrojem E pro život na Zemi
ultrafialové záření (100-390nm)
o 90% zachytí atmosféra,
o vliv na organismy: tvorba vit. D, brzdí růst rostlin,
způsobuje mutace a nádory, baktericidní (ničí
mikroorganismy)
viditelné záření (390-760nm)
o různé druhy organismů vnímají různý rozsah spektra
o př. včela (300-600nm), člověk (400-750nm)
o světlo ovlivňuje org. svojí vlnovou délkou, intenzitou, délkou působení …
o fotoperiodismus: délka osvětlení ovlivňuje u rostlin jejich přechod do fáze kvetení  dlouhodenní, krátkodenní, neutrální
Maturitní témata z biologie
o fotoperioda (délka osvětlení) podmiňuje rytmické opakování životních projevů organismů – biorytmů (sezónní, cirkadiánní)
infračervené záření (800-5000nm)
o nejvýznamnější zdroj tepla pro organismy
TEPLO
teplotní optimum: 15-30°C u většiny organismů
extrémní odolnost: bakterie (-190-100°C), želvušky v anabioze (-271-100°C)
eurytermní org.: snese větší výkyvy teplot (zmije obecná, smetanka lékařská)
stenotermní org.: snese jen malé kolísání teplot (datlovník pravý, tučňák císařský)
rostliny:
o opad listí, zrání plodů, klíčení semen, jarovizace
o adaptace na vysokou teplotu: regulace transpirací, odraz záření lesklými listy
o adaptace na nízkou teplotu: trichomy, snížení obsahu vody v semenech, opad listů
živočichové:
o ektotermní: malá produkce tepla, teplota těla závisí na okolí (plazi)
o endotermní: velká produkce tepla (savci: 36-37°C, ptáci 39-40°C), termoregulace
o adaptace na vysokou teplotu: strnulost, estivace (=letní spánek)
o adaptace na nízkou teplotu: snížení metabolismus, anabioza(strnulost), hibernace (zimní spánek)
VZDUCH
zdroj chemických látek potřebných k životu
tlak: klesá s nadm. výškou – potíže s dýcháním, tvorba červených krvinek, více hemoglobinu
hustota: malá, létající živočichové mají menší rozměry, nežijí zde trvale
vítr: pasivní let, opylení větrem, přenos semen a plodů, orientace org. (zachycení pachu), ochlazování
chemické složení:
o N2: 78%, přímo ho využívají jen někt. bakterie a sinice
o O2: 21%, produkován zelenými a mořskými řasami, spotřebován při dýchání a hoření
o CO2: 0,03%, zvyšuje se, vzniká při hoření uhlíkatých látek, dýchání org., sopečné činnosti, pozitivně ovlivňuje fotosyntézu
VODA
pro život nezbytná: součástí těl organismů, zajišťuje transport látek v těle, účastní se biochemických reakcí v organismu,
umožňuje tepelnou regulaci …
na Zemi ve 3 skupenstvích (kapalná, led, pára) – nejdůležitější je kapalná
o mořská voda: 70,8% zemského povrchu
o sladká voda: 2% zemského povrchu
přechod mezi sladkou a slanou vodou = brakická voda
Vody se člení na oblasti:
volná voda = pelagiál: obývá plankton (soubor drobných vznášejících se organismů, fyto- a zoo-) a nekton (soubor větších
organismů s aktivním pohybem)
dno = bentál: obývá bentos (nítěnky, chobotnice)
pobřežní mělčiny = litorál
dno mořských hlubin = abysál
Vlastnosti vody a jejich vliv na organismy:
tlak: zvyšuje se s hloubkou, odolnost vůči hydrostatickému tlaku snižují prostory vyplněné vzduchem
hustota: 775x větší než vzduch, nadlehčuje ( velké rozměry a hmotnost vodních organismů), ovlivňuje tvar těla, největší
při 4 stupních
propustnost světla: závisí na hloubce a množství přítomných látek, s hloubkou se měn intenzita a spektrální složení (př.
ruduchy díky fykoerytrinu pronikají do větší hloubky)
povrchové napětí: na hladině se tvoří povrchová blanka
o neuston (plankton při povrchu); pleuston (organismy na povrchu blanky – vodoměrka)
Maturitní témata z biologie
Zvláštní skupiny vod:
podzemní voda: nedostatek světla, nízká teplota (macarát, bezkrunýřka slepá)
periodické vody: vysychání (žábronožka sněžní, listonoh jarní)
rašeliniště: souvislé porosty rašeliníků (z odumřelých rostlin bez přístupu vzduchu)
slatiny: zásobovány podzemní vodou
vrchoviště: zásobeny srážkovou vodou
Voda na souši je limitující faktor:
živočichové: příjem pitím, potravou, metabolicky (štěpením tuků), různá spotřeba (hmyz velmi malou)
rostliny: dělení podle nároků na vodu:
o hydrofyty = vodní (okřehek)
o hygrofyty = vlhkomilné (blatouch)
o mezofyty = střední nároky (kopretina)
o xerofyty = suchomilné (kavyl) – kopce, stráně
PŮDA
vzniká zvětráváním hornin a činností organismů
edafon = soubor organismů žijících v půdě (řasy, sinice, bakterie, houby, prvoci, ploštěnci, žížaly, měkkýši, obratlovci, hmyz)
Vlastnosti půdy:
pórovitost: je ovlivněna velikostí částic, na tom závisí obsah vody a vzduchu
sorpční schopnost: schopnost půdních částic vázat na svém povrchu vodu a ionty, zvyšuje ji obsah humusu
obsah iontů: ovlivňuje:
o pH půdy: kyselé (rašeliník, vřes, borůvka); zásadité (třemdava, bělozářka)
o slanost půdy: na půdách s vyšším obsahem solí rostou halofyty
 slaniska: NPR Slanisko u Nesytu
 sekundárně: zasolené půdy podél silnic – kriticky ohrožené druhy (zblochanec oddálený Pha-B)
Biotické podmínky (=živá příroda)
POPULACE
= soubor jedinců téhož druhu, který žije v určitém prostoru v určitém čase
hustota populace (denzita): vyjadřuje se počtem jedinců (abundací) n. biomasou na jednotce plochy nebo prostoru
o maximální: dána nosnou kapacitou prostředí (potrava, prostor, světlo …)
o minimální: dána nejmenším počtem jedinců nutných k rozmnožování
o oscilace = krátkodobé kolísání (během roku)
o fluktuace = dlouhodobé kolísáni (během několika let)
rozmístění populace
o náhodný o rovnoměrný o shloučený
struktura populace
o poměr pohlaví = poměr samců a
samic
o věková struktura = dostatečný počet
jedinců v produktivním věku
o sociální struktura = nadřazenost,
podřazenost
růst populace: dán poměrem mezi
množivostí (natalitou) a úmrtností
(mortalitou)
o množivost: fyziologická (maximální produkce potomků v ideálních podmínkách); skutečná
o úmrtnost: vysoká u druhů s vysokou množivostí a nízká u druhů s nízkou množivostí
o růst populace je také ovlivňován: migrací (přesun se zpětným návratem), emigrací (vystěhování), imigrací (přistěhování)
SPOLEČENSTVO
= soubor populací různých druhů organismů na určitém biotopu
Maturitní témata z biologie
uplatňují se zde mezidruhové vztahy
pro zachování stability společenstva je důležitá druhová pestrost (diverzita)
dominantní populace = určují ráz společenstva (stromy v lese, trávy na louce)
Rozvrstvení = stratifikace společenstva:
v prostoru:
o svislé: tvoří se rostlinná patra (kořen, mech, bylina, keř, strom)
o vodorovné: rozvrstvení na ploše (př. rozdíl mezi okrajem a středem lesa)
o ekoton = hraniční pásmo mezi ekosystémy
v čase: jedná se o postupné změny
o během sezóny: tvoří se tzv. fenologický aspekt = vzhled – studuje obor fenologie (př.: jarní aspekt: stromy bez listí-rozvoj
světlomilných bylin; letní aspekt: olistěné stromy, ústup světlomilných a rozvoj stínomilných bylin)
o během delšího období: mokrá louka – v důsledku meliorace úbytek vody  mizí vlhkomilné rostliny
vztahy ve společenstvu:
A. VNITRODRUHOVÉ
B. MEZIDRUHOVÉ
1. Neutrální – populace se navzájem neovlivňují
2. Pozitivní – prospěšné soužití
a) protokooperace: vzájemně prospěšné nezávazné sdružování
b) komenzalismus: soužití pro jeden druh nezbytné, druhý není poškozen
c) mutualismus = symbioza: nezbytné a trvalé, pro oba druhy vzájemně prospěšné
3. Negativní – jeden druh poškozuje druhý
a) amenzálismus: jeden druh poškozuje svými metabolity druh jiný
b) konkurence (kompetice): vzájemné soupeření o životní potřeby
c) predace: vztah dravce a kořisti
d) parazitismums: vztah mezi hostitelem a parazitem
Ekosystém
je tvořen biocenózou a jejím biotopem – může mít různou velikost
organismy mají v ekosystému určitou funkci – dělení:
1. primární producenti: autotrofní organismy (C z CO2), fotosyntézou tvoří organickou hmotu (rostliny)
2. konzumenti: heterotrofní organismy, živí se organickou hmotou z primárních producentů
a) konzumenti 1. řádu: býložravci (kopytníci)
b) konzumenti 2. řádu: masožravci, všežravci (drobné šelmy)
c) konzumenti 3. řádu: další masožravci (velké šelmy)
3. reducenti = dekompozitoři = rozkladači: rozkládají org. hmotu na minerální látky (houby, bakterie)
Potravní řetězec
= soubor organismů, které jsou na sobě potravně závislé
pastevně kořistnický: rostlina – býložravec – drobný masožravec –
velký masožravec (strom – lýkožrout – hmyzožravý pták – dravec)
dekompoziční (rozkladný, detritový): postupný rozklad organické
hmoty až na humus, umožňuje koloběh látek v přírodě
(odumřelý organismus – saprofytní hmyz – houba – řada bakterií)
parazitický: opak pastevně kořistnického (savec – na něm
parazitující hmyz – parazitické bakterie – bakteriofág)
Dělení ekosystémů:
přírodní: (prales, korálový útes) druhově bohaté, stabilní,
schopny autoregulace, vývoje, při částečném narušení schopnost
obnovy, při výrazném narušení zhroucení ekosystému; v ČR velmi vzácné, blíží se jim některá chráněná území
Maturitní témata z biologie
umělé: (lesy, parky, pole) druhově málo početná, monokultury, nestabilní, k jejich udržení musí člověk pomáhat (orba,
hnojení, zavlažování, pesticidy …)
Vývoj ekosystému = sukcese
1. zmlazení ekosystému: po zhroucení předchozího ekosystému, uvolněné niky – ekologické nahrazování
2. vyzrávání ekosystému: období stabilizace
3. vrcholové stádium = klimax: ustálené společenstvo – druhově velmi bohaté