Ekologia wyk. 1
advertisement
Ekologia wyk. 1 wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych Ochrona środowiska Ekologia jako dziedzina nauki jest nauką o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów próbuje znaleźć odpowiedź na pytania jak funkcjonuje dany system ekologiczny, dlaczego dobór naturalny preferuje właśnie takie a nie inne rozwiązania Ekologia jako dziedzina nauki problemy ekologiczne można rozwiązać na podstawie analiz teoretycznych lub badań laboratoryjnych zakres ekologii obejmuje zagadnienia od osobnika, poprzez populację, do ekologii ekosystemów do tzw. ekologii globalnej Metody dochodzenia prawdy rozpoczynamy od obserwacji, następnie stawiamy hipotezy wyjaśniające, a wynikające z nich przewidywania testują w badaniach laboratoryjnych lub terenowych Metody dochodzenia prawdy Obserwacje w naturze Pytania Hipoteza naukowa Przewidywania wynikające z hipotezy Zbieranie i analizowanie danych Planowanie eksperymentu Porównanie zgodności przewidywania Z wynikiem eksperymentu Odrzucenie hipotezy Układy złożone Przyczyna – jeden skutek Potwierdzenie hipotezy Uzyskanie odpowiedzi na postawione pytania Dodatkowe eksperymenty testujące Czym jest ekologia - definicja w drugiej połowie XIX w. Ernst Haeckel nauka której przedmiotem zainteresowań jest całokształt oddziaływań między zwierzętami i ich środowiskiem, zarówno ożywionym jak i nieożywionym co zatem NIE jest ekologią??? Pierwsze zagadnienia masowe pojawy szkodników – co je determinuje? Arystoteles w swoim dziele Historia Animalium stara się wyjaśnić przyczyny pojawiania się plag Przechodzimy do pytania dlaczego czegoś jest dużo? Liczebność Liczebność Struktura Liczebność populacji Dobór Dobór preferował – faworyzował właśnie te a nie inne cechy Dobór – ściśle jest związany z nauką o ewolucji, dlatego teraz zajmiemy się stykiem ekologi i ewolucji. Dobór sztuczny Dymorfizm płciowy Kaczka krzyżówka Chwostka szafirowa Ewolucja Ewolucja jest procesem przystosowania się organizmów (genotypów) do środowiska Ekologia i nauka o ewolucji są ze sobą nierozerwalnie związane, gdyż przemiany ewolucyjne następują na skutek działania doboru naturalnego, co można nazwać „ekologią w działaniu” Wyróżniamy 3 typy doboru: kierunkowy, stabilizujący i rozrywający Rozkład cechy Rozkład cechy Rozkład cechy Typy doboru Wyróżniamy 3 typy doboru: kierunkowy, stabilizujący i rozrywający Większość przemian ewolucyjnych jest efektem działania doboru kierunkowego, jednak najczęściej w przyrodzie mamy do czynienia z doborem stabilizującym Dobór naturalny może działać na poziomie gamet, pojedynczych osobników, grup krewniaczych, zgrupowań. Typy doboru Co powoduje przemiany ewolucyjne? Karol Darwin i Alfred Wallace dali niezależnie od siebie taką odpowiedź: mamy rok 1858 – ewolucja zachodzi dzięki działaniu doboru naturalnego. Czym jest ów dobór? Dobór - definicja Dobór naturalny to proces którego zasadą jest to że organizmy lepiej przystosowane do środowiska mają większe szanse przeżycia – w konsekwencji przekazują swoje cechy potomstwu, gorzej dostosowane są eliminowane – w rezultacie gorsze genotypy nie są utrwalane w populacji Jaka jest zasada działania doboru naturalnego poprzez indywidualną zmienność osobników w każdej populacji potomstwo wydawane jest w nadmiarze na skutek trudnych warunków tylko niektóre osobniki przeżywają i wydają potomstwo w warunkach ograniczonych zasobów tylko osobniki najsilniejsze i najlepiej dostosowane wydadzą potomstwo cechy odpowiadające za lepsze przystosowanie do środowiska są dziedziczone przez potomstwo i będą się utrwalały Miarą sukcesu w doborze naturalnym jest dostosowanie (ang. fitness); można je rozpatrywać na poziomie osobników lub poszczególnych genów. Organizmy posiadające korzystne cechy mają większą szansę na przeżycie i rozmnażanie, co prowadzi do zwiększania częstości występowania korzystnych genów w populacji. Anglia 1848 Carbonaria Osobniki ćmy włochacza nabrzozka (Biston betularia) Odpowiedzią na dobór są adaptacje W wyniku doboru naturalnego wzrasta przystosowanie – adaptacja osobników – co w procesie ewolucji może prowadzić do specjacji – czyli powstawania nowych gatunków. Adaptacje są bardzo ważne ponieważ od nich zleży skuteczna realizacja cykli życiowych. Adaptacje Każdy organizm ma pewien fenotyp – czyli cechy widzialne morfologicznie – są one sumarycznym efektem genotypu i działania środowiska – genotyp to potencjał, który może zostać zredukowany przez środowisko. Fenotyp osobników podlega doborowi i w sposób pośredni genotyp. Z uwagi na to że kształtowanie się cech fenotypowych nie jest funkcją prostą genotypu – omawiać będę fenotyp, natomiast proszę pamiętać że to nie cechy fenotypowe a genotyp jest dziedziczony. Rozkład cechy Dobór kierunkowy Eliminuje skrajne fenotypy Dobór sztuczny to dobór kierunkowy darwinka czarna (Geospiza fortis) z Galapagos x – wysokość dzioba; y- % przeżywających Dobór stabilizujący dobór stabilizujący – osobniki o średniej wartości cechy mają największą przeżywalność np. masa ciała piskląt, noworodków, szczeniaków Dobór rozrywający dobór rozrywający – nazywany również rozrzutowym – faworyzuje skrajne fenotypy z zakresu zmienności – towarzyszą temu często mechanizmy zapobiegające krzyżowaniu się osobników o cechach skrajnych Pora aktywności Tempo dojrzewania Wielkość ciała Wyk. 2 Ekologia behawioralna
