Ekologia - egzamin (2).doc

Definicja ekologii i jej działy: dział biologii zajmujący się powiązaniami między żywymi organizmami a środowiskiem ich bytowania. Działy ekologii: organizmów, populacji, biocenozy i ekosystemów.

Którymi poziomami przyrody ożywionej zajmuje się ekologia i jak się te poziomy definiuje: organizmami, populacjami, biocenozami, ekosystemami i biosferą. Organizm: najwyższa forma organizacji komórek i najmniejsza jednostka w obrębie populacji i biocenozy. Populacja: zbiór organizmów tego samego gatunku zamieszkująca wspólny obszar, mogących się swobodnie krzyżować tworząc płodne potomstwo. Biocenoza: Zespól organizmów różnych gatunków, ogół populacji zamieszkujących dany teren, układ złożony z producentów i konsumentów. Ekosystem: kompleks czynników środowiska z dostosowaną do nich biocenozą ekosystem=biocenoza+biotop. Biosfera: Strefa występowania organizmów złożona z: litosfery, atmosfery, hydrosfery oraz wszystkich organizmów zamieszkujących wymienione strefy (wszystkie biomy Ziemi).

Czym różni się pojęcie populacji od pojęcia gatunek, które z tych pojęć jest szersze: populacja jest to grupa organizmów tego samego gatunku. Natomiast gatunek to zbiór osobników podobnych do siebie o wspólnej puli genowej, które mogą się swobodnie krzyżować. Szerszym pojęciem jest: gatunek.

Czym różni się pojęcie biocenozy od pojęcia ekosystemu (przykłady biocenozy i ekosystemu):

Biocenoza to: Zespól organizmów różnych gatunków, ogól populacji zamieszkujących jeden obszar. (przykład – las mieszany) Ekosystem: kompletna jednostka ekologiczna składająca się z wszystkich organizmów zamieszkujących dany obszar (biocenozy) i ich środowiskiem (biotop) (przykład – las mieszany razem z glebami i warunkami klimatycznymi panującymi tam)

Różnica między pojęciem populacja i zespół: Populacja: grupa organizmów tego samego gatunku mogąca się swobodnie krzyżować. Zespół gatunków: zbiorowisko roślin lub zwierząt złożony z populacji różnych gatunków dostosowanych do konkretnego środowiska, mających określony skład gatunkowy i ustalone stosunki socjalne.

Podstawowe zasady dotyczące tolerancji ekologicznej (trzy): 1: czynniki środowisko stanowią tło decydujące o przebiegu procesów biologicznych w organizmie. Określają tempo oraz efektywność procesów biologicznych oraz możliwość występowania, przeżycia i rozrodu organizmów. 2: żywe organizmy związane są z otoczeniem poprzez swe potrzeby życiowe. 3: Wymagania organizmu wynikają z jego przystosowań stałych w określonym czasie.

Prawidłowości dotyczące tolerancji ekologicznej (siedem): 1: każdy żywy organizm ma określoną tolerancje względem czynników środowiska. 2: Tolerancja względem jednego czynnika może być duża, a względem drugiego mała. 3: O szansach przeżycia organizmu decyduje całość jego adaptacji tolerancyjnych. 4: Tolerancja organizmów względem tego samego czynnika może być różna w zależności od wieku i płci. 5: Granice tolerancji ekologicznej są charakterystyczne nie dla całego gatunku ale jego poszczególnych populacji. 6: Tolerancja ekologiczna na dany czynnik może ulegać zmianą zależnie od tego jakie jest natężeniem pozostałych czynników środowiska. 7: Każdy organizm może żyć tylko w określonych warunkach środowiska między dolnym (DPK) i górnym punktem krytycznym (GPK). Dla jednych organizmów zakres tych warunków może być szerszy dla innych węższy.

Kiedy organizm znajduje się w stanie homeostazy: Homeostaza: to stan równowagi. Utrzymanie względnie stałych warunków wewnętrznych organizmu wobec zmieniających się zewnętrznych warunków środowiska. Organizm znajduje się w stanie homeostazy gdy: warunki środowiska mieszczą się między dolnym (DPK), a górnym (GPK) punktem krytycznym.

Prawo tolerancji Shelforda: Prawo: Każdy organizm ma określony zakres tolerancji w stosunku do czynników środowiska. Zarówno ich niedobór jak i nadmiar staje się barierą ograniczającą wzrost i rozwój organizmu. Eurybionty: organizmy o szerokim zakresie tolerancji ekologicznej w odniesieniu do czynników środowiska. Stenobionty: organizmy o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej w odniesieniu do czynników środowiskowych. Synergizm: współdziałanie w czasie czynników środowiskowych takie, że ich efekty mogą się wzajemnie potęgować lub znosić.

Teoria czynników ograniczających (Clements i Shelford): Teoria: Suma akcji i reakcji zachodzących między środowiskiem a organizmami zamieszkującymi je decyduje o przeżyciu lub śmierci określonej liczby osobników, określa szansę osiągnięcia stadium rozwoju oraz ilość potomstwa, jest więc mechanizmem ekologicznym regulującym przebieg zjawisk w przyrodzie. Mankamentem teorii czynników ograniczających jest niemożność uwzględnienia dużej liczby czynników których wypadkowa tworzy „pojemność ekologiczną” nie objaśnia ona całego bogactwa mechanizmów działających równolegle w przyrodzie.

Rodzaje struktur występujących w populacjach i ich charakterystyka: Struktura płciowa: stosunek liczebności samców do liczebności sami. Struktura wiekowa: stosunek liczebności poszczególnych grup wiekowych. Struktura przestrzenna: obszary na których występują osobniki do danej populacji oraz przestrzenny rozkład osobników na terenie zajmowanym przez populacje.

Jaki wpływ ma struktura płciowa na liczebność populacji i jej rolę w przyrodzie: stosunek liczby samic do samców ma wpływ na rozrodczość i liczebność populacji (najkorzystniejsza jest równowaga) oraz na rolę populacji w eksploatowaniu zasobów przyrody bowiem zdarza się że samic żywi się czym innym niż samiec.

Na czym polega wpływ struktury wiekowej na liczebność populacji: Udział różnych grup wiekowych pozwala ustalić czy populacja jest: rozwijająca się, stabilna czy wymierająca. Duża liczba osobników młodych oznacza populacje rozwijającą natomiast duża liczba osobników starych wymierającą.

Struktura przestrzenna (4 typy rozkładów przestrzennych i współczynnik dyspersji): Typy rozkładów przestrzennych: równomierny, nierównomierny, kumulacyjny, wyspowy. Współczynnik dyspersji: współczynnik rozmieszczenia x – zagęszczenie w poszczególnych próbach, x – zagęszczenie przeciętne, n – liczba prób. Gdy d<1 rozkład zbliżony do równowagi, d=1 rozkład nierównomierny, d>1 charakter kumulacyjny bądź wyspowy

Mechanizmy ograniczające liczebność populacji: powiązania w obrębie struktury wiekowej, oddziaływania wewnątrz populacyjne, oddziaływania między populacjami różnych gatunków, migracje

Rodzaj oddziaływań wewnątrz populacji: Ograniczające liczebność: konkurencja (o pokarm, terytorium), allelopatia (wydzielanie toksycznych substancji u roślin), kanibalizmy (wzajemne zjadanie się u niektórych zwierząt). Sprzyjające wzrostowi liczebności: kooperacja (czasowa – współdziałanie np. przy polowaniu, ciągła – życie w stadach), zachowania społeczne (podział funkcji w obrębie stada), altruizm (poświęcenie się na rzecz stada).

Rodzaje oddziaływań między populacjami różnych gatunków: Konkurencja: wyczerpywanie (wyczerpywanie sobie nawzajem zasobów pożywienia itp. jednak konkurujące gatunki mogą się nie spotkać), interferencyjna (bezpośrednia walka o zasoby), pośrednia (gdy drapieżnik poluje na 2 gat-ofiar wpływają one na liczebność drapieżnika). Drapieżnictwo: zjadanie części lub całości jednych żywych organizmów przez drugie. Pasożytnictwo: czerpanie korzyści kosztem innego osobnika. Amensalizm: hamowanie rozwoju jednej populacji przez drugą nie czerpiąc z tego korzyści. Allelopatia: wytwarzanie szkodliwych substancji szkodliwych dla drugiej populacji wydzielanych do podłoża. Mutualizm (obligatoryjna, sumbioza): obie populacje odnoszą korzyści, a ich zależność jest tak wielka że nie potrafią bez siebie żyć. Mikoryza: ektomikoryza – gęsto spleciona grzybnia wokół korzeni drzew, endomikoryza – strzępki grzybów wnikają w korzenie. Kooperacyjne: współżycie korzystne, ale nie konieczne. Mutualizm fakultatywny: czyli nieobligatoryjny, powiązania między roślinami a zwierzętami.

Co to jest allelopatia: wg Molischa (1930): jest to wzajemne (korzystne lub szkodliwe) oddziaływanie o charakterze biochemicznym pomiędzy roślinami wyższymi oraz roślinami niższymi i mikroorganizmami.

Na czym polegają oddziaływania allelopatyczne, źródła allelozwiązków, losy allelozwiązków w środowisku: Oddziaływanie: polega na wydzielaniu do gleby substancji chemicznych, które wpływają na wzrost organizmów w bezpośrednim otoczeniu głównie roślin i bakterii. Substancje mogą pobudzać lub hamować kiełkowanie, a także wzrost roślin w bezpośrednim sąsiedztwie i roślin które będą później rosnąć w tym miejscu. Źródła: występują w organach roślin w największym spektrum w liściach, największą ilość uwalniają liście roślin młodych. Losy allelozwiązków: ulegają przemianą, stała lub okresowa absorpcja przez koloidy gleby, inter aktywacja przez drobnoustroje, rozkład przez drobnoustroje przyczyniające się do uwalniania produktów toksycznych dla roślin, pobieranie przez rośliny i zablokowanie ich transportu lub detoksykacja, pobieranie przez rośliny i naruszenie ich przemian metabolicznych.

Rodzaje migracji (podać przykłady): wewnątrz populacyjne: emigracja (opuszczanie terenu), permigracja (czasowe osiedlanie się), imigracja (przybywanie na dany teren), inwazja populacyjna (szczególny rodzaj imigracji, bardzo duże zmiany, imigracja populacji na teren gdzie nigdzie nie występowała, osobniki tego gat. nie napotykają swoich naturalnych wrogów i gwałtownie zwiększają liczebność i szybko się rozprzestrzeniają na nowym terenie).

Różnica między imigracją a inwazją populacyjną: imigracja (przybywanie na dany teren), inwazja populacyjna (szczególny rodzaj imigracji, bardzo duże zmiany, imigracja populacji na teren gdzie nigdzie nie występowała, osobniki tego gat. nie napotykają swoich naturalnych wrogów i gwałtownie zwiększają liczebność i szybko się rozprzestrzeniają na nowym terenie).

Przyczyny i skutki inwazji populacyjnych: izolacja kontynentalna w przeszłości, obecny rozwój kontaktów między kontynentami powodujący przemieszczanie nowych gat. na tereny na których nie spotykają naturalnych ograniczeń. Ograniczenia miejsca dla populacji już istniejących, większa konkurencja, zmniejszenie ilości pożywienia.

Typy rozprzestrzeniania się populacji inwazyjnych: Rozchodzenie się: rozszerzanie zasięgu populacji. Rozprzestrzenianie skokowe: uprowadzenie do Brazylii pszczół podgatunku środkowo-afrykańskiego. Powolne rozszerzanie zasięgu: zmiany ewolucyjne na przestrzeni wielu tysięcy lat.

Jaki wpływ ma czynnik genetyczny na liczebność i zagęszczenie populacji: Każda populacja składa się ze zbioru różnych genotypów. Każdy osobnik nosi 2 allele każdego genu, zajmują one to samo położenie w chromosomach homologicznych (allel to 1 z genów wzajemnie się wykluczających w gametach przekazujących cechy przeciwstawne) Przykład: układ dwugatunkowy: 1 gat. rośliny, 1 gat. roślinożercy. Zajmiemy się 1 z genów tej rośliny 1)przeżywalność rośliny w normalnych warunkach 2) atrakcyjność rośliny dla roślinożercy. Przyjmujemy że istnieją 2 allele tego hipotetycznego genu A i a, poszczególne genotypy są nastepujące:

Rośliny o genotypie AA będą bardzo dobrze rosły ale będą też chętnie zjadane dlatego będzie rosła populacja roślinożercy natomiast rośliny spadała.

Co rozumiemy pod pojęciem genotypu, fenotypu i ekotypu: Genotyp: zespól genów danego osobnika. Fenotyp: to zespół cech osobnika będący wynikiem współdziałania genotypu i środowiska. Ekotyp: genetyczna odmiana w obrębie gatunku posiadająca zespół cech charakterystycznych dla danego środowiska, wykształconych w wyniku ewolucji (dostosowanie populacji do warunków środowiska).

Kiedy populacja jest w stanie homeostazy: Populacja jest w stanie równowagi gdy śmiertelność jest równa rozrodczości a emigracja równa się migracji.

Podział czynników abiotycznych wpływających na populacje i powiązania między nimi: Klimatyczne (klimatop): światło, ciepło, woda, powietrze. Glebowe: właściwości chemiczne i fizyczne gleby, stosunki powietrzno-wodne. Topograficzne: wysokość n.p.m, rzeźba terenu, ekspozycja, nachylenie stoku. Powiązania:

Na co wywierają wpływ czynniki energetyczne środowiska (światło i ciepło): warunkuje krążenie wody i ruch powietrza w środowisku, słońce wypromieniowuje ogromną ilość energii która w postaci promieni słonecznych dociera do ziemi, część zostaje odbita od chmur a część pochłonięta przez atmosferę, do powierzchni ziemi na naszej szerokości geograficznej dochodzi w lecie około 43% promieni słonecznych, cześć zostaje odbita część ogrzewa powierzchnie i unosi się w górę w postaci prądów, cześć ogrzewa wodę i zamienia ja w parę, a część ogrzewa glebę

Co to jest „wolna energia środowiska” i „energia fizjologicznie czynna”. Jaki jest stosunek „wolnej energii środowiska” do „energii fizjologicznie czynnej”: Wolna energia środowiska: czyli energia kształtująca warunki ekologiczne. Energia fizjologiczna czynna: energia przyswajana. Stosunek: stosunek wolnej energii środowiska do energii fizjologicznej czynnej to jak 97:3, wyjątkowo 95:5.

Od czego zależy całkowita ilość energii w danym środowisku: odległości Ziemi od Słońca, kąta padania promieni, pory roku i dnia, grubości atmosfery i wysokości n.p.m, zawartości pyłów w atmosferze, zawartości wody w atmosferze i stopnia zachmurzenia, barwy i składu mineralnego gleby, szata roślinna.

Ograniczające działania temperatury, powietrza i gleby: Temperatura: odnosi się i do temperatur zbyt wysokich jak i zbyt niskich, nagrzanie gleby i roślin powyżej maksymalnych wymagań termicznych powodują przegrzanie szyjki korzenia zwłaszcza roślin młodych oraz więdnięcie i przesuszanie, oziębienie przygruntowej warstwy atmosfery do temp <0 może powodować uszkodzenia oraz zamarzanie soku komórkowego młodych roślin. Powietrze: jest źródłem tlenu, dwutlenku węgla, azotu i innych gazów oraz pary wodnej, pochłania i przenosi ciepło, ruch powietrza decyduje o ciśnieniu barycznym. Gleba: element przejściowy między biotopem a biocenozą, magazyn składników pokarmowych, stanowi naturalny filtr dzięki czemu chroni organizmy żywe przed toksycznymi substancjami, im więcej części ilastych tym lepiej pełni funkcje magazynujące i filtrujące, nadmiar wody jak i jej niedobór w glebie jest szkodliwy dla roślin, powietrze glebowe różni się od atmosferycznego zawiera mniej tlenu a więcej CO2 dlatego konieczna jest wymiana między tymi powietrzami.

Rola wody w środowisku: pełni rolę transportera materii i energii w przyrodzie, pochłania i wypromieniowuje ciepło, zlewiska wodne zwiększają zawartość pary wodnej w powietrzu.

Funkcja gleby w środowisku: funkcja sanitarna (dzięki żyjącym w niej drobnoustrojom rozkłada martwą materie), filtracyjna (dzięki właściwością sorpcyjnym pochłania np. szkodliwe substancje), magazynującą (magazynuje substancje odżywcze i wodę)

Jak rzeźba terenu wpływa na pozostałe czynniki środowiska: na każde 100 m wzniesienia temperatur spada o 0,6 skraca to okres wegetacji i powoduje wzrost opadów, w zależności od ekspozycji różne warunki świetlne i cieplne, nachylenie wpływa na miąższość gleb i warunki wodne, rzeźba terenu wpływa na gatunki roślin i zwierząt występujących w danym miejscu.

Metody wyznaczania i przedstawiania zasięgów występowania gatunków: Metoda punktowa: mapy punktowe przedstawiają rozmieszczenie wszystkich znanych środowiska interesującego nas g...