WYKŁADY ekologia lądowa.doc (133 KB) Pobierz WYKŁADY – EKOLOGIA LĄDOWA WYKŁAD 1 Temat: WYBRANE ZAGADNIENIA Z EKOLOGII ORGANIZMÓW. Osobnik ma pewne wymagania. Istnieją dwa skupienia: 1. Komponenty materiałowe: - niewyczerpywalne (przestrzeń, terytorium) każdy gatunek ma terytorium, wymiar przestrzenny, może się ona kurczyć bądź powiększać, następuje zmiana dysponentów (osobniki umierają i tworzą się- następuje ‘zmiana warty’) - pokarm – jest wyczerpywany, ale odnawialny (dzięki procesowi rozmnażania) 2. komponenty niemateriałowe: czynniki ekologiczne warunkujące życie, decydują o rozwoju, wzroście, bytowaniu (np. temperatura powietrza, gleby, wody; zasolenie wody – woda słodka, słona; natężenie światła; zawartość wody, jony wodorowe; natężenie tych czynników decyduje o istnieniu organizmów). A. GRANICE TOLERANCJI DLA ORGANIZMÓW Schemat stosunków biol. w obrębie strefy tolerancji ekologicznej. Strefa tolerancji = strefa pozytywna, strefa letalna – strefa śmierci organizmu, nie może żyć poza punktem krytycznym; OPTIMUM – organizmy rozwijają się najlepiej, PEJUS – strefa warunków krytycznych, organizm nie może żyć; HABITAT – strefa najkorzystniejszych warunków rozwoju organizmów. Badania poznawcze: Lebiega – zajmował się głównie dolnymi punktami krytycznymi. Shelford – zajmował się górnymi punktami krytycznymi. Czynniki znajdujące się w minimum decydują o rozwoju gatunku – PRAWO MINIMUM. Czynnik ekologiczny to taki, gdy reaguje na niego organizm (gdy ma wpływ na organizm). PRAWO MAKSIMUM – I prawo Shelforda – czynnik, który znajduje się w nadmiarze działa ograniczająco na organizm. II prawo Shelforda – zarówno nadmiar jak i niedobór będzie ograniczający dla rozwoju organizmu. Shelford stworzył granicę tolerancji w oparciu o prawo II. B. ZASADA TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ ORGANIZMU określa, że każdy żywy organizm ma określoną tolerancję względem czynników warunkujących środowiska, jego szanse przeżycia i rozrodu zależą od tego w jakim stopniu warunki występują w danym miejscu pokrywają się z zakresem adaptacji tolerancyjnej, szerokość stref tolerancji jest wyrazem stopnia specjalizacji organizmu. Tolerancja może być przy tym duża w przypadku jednego czynnika, a mała względem drugiego. O możliwościach i szansach organizmu decyduje więc całość jego adaptacji tolerancyjnej. C. STREFY TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ Wykres. Stosunek stref tolerancji ekologicznej względem zmienności czynników środowiska: a – eurybionty b-c- stenobionty (steno - wąski) b – oligobionty (oligo - mały) c – polibionty (poli - dużo) d - mezobionty D. KRYTERIA KLASYFIKACJI EKOLOGICZNEJ ORGANIZMU (2 kryteria) 1. zakres tolerancji gatunku (eurybionty, stenobionty, polibionty, oligobionty). 2. czynnik względem którego ta klasyfikacja jest prowadzona, nazwa tego czynnika: temperatura – eurytermiczne, mezotermiczne, politermiczne, oligotermiczne, stenotermiczne) Ekologiczne grupy gatunków roślin (tabela) a. tolerancja termiczna np. rośliny eurytermiczne, stenotermiczne b. tolerancja na światło np. euryfotyczne, stenofotyczne c. tolerancja na wilgotność np. hydrofity d. tolerancja na zasobność gleby, np. rośliny eutroficzne, mezotroficzne, oligotroficzne. Organizmy stenotopowe - wąski obszar występowania; Organizmy eurytopowe – szeroki obszar wystepowania. rys. Przemieszczanie się martwej i żywej materii między ekosystemami. Procesy na zboczu: erozja; żyzność, rodzaje gatunków. WYKŁAD 2, WYKŁAD 3 WSKAŹNIKI EKOLOGICZNE (BIOINDYKATORY) Bio – życie; indykator – wskaźnik. Stenobiont jest wskaźnikiem ekologicznym (wąski zakres tolerancji ekologicznej). Eurybiont nie będzie wskaźnikiem ekologicznym. Mszaki służą do wykrycia metali ciężkich, wykazują ich obecność. OGRANICZENIA ZASADY TOLERANCJI EKOL. ORGANIZMU: 1. szereg gatunków, które są eurybiontami w pewnym czasie stają się stenobiontami (w fazie rozrodu, w fazie wegetatywnego rozwoju), np. szprot bałtycki ma szeroki zakres tolerancji w przeżywaniu od zera do kilkunastu stopni, natomiast tarło w temperaturze od zera do 4 stopni Celsjusza. (rysunek) 2. wiek i płeć gatunku – inne granice tolerancji mają osobniki młode, w średnim wieku i stare. (rysunek) 3. wybiórczość osobnicza w obrębie gatunku gatunku. Wszystkie gatunki nie mają takich samych granic tolerancji (rysunek) 4. granice tolerancji określane są nie dla gat. biol., tylko dla jego populacji geograficznej (ekotypy). Ekotypy przystosowują się do warunków, w których żyją. (rysunek) 5. granice tolerancji mogą być zmienione przez oddziaływanie innego czynnika ekologicznego (mogą się zawężać, rozszerzać) (rysunek) 6. występowanie zjawisk biotycznych – gdzie ograniczeniem tolerancji jest organizm żywy i ograniczeniem jest zjawisko – konkurencja międzygatunkowa. (rysunek) Temat: WYBRANE ZAGADNIENIA Z POPULACJI EKOLOGII. A. INFORMACJE OGÓLNE Gatunek reprezentowany jest przez populację. Osobnik jest przedstawicielem populacji. Populacja jest to zbiór osobników tego samego gatunku. (tabela) B. LICZEBNOŚĆ I ZAGĘSZCZENIE POPULACJI Liczebność – liczba gatunków na określonym obszarze w określonym czasie. Stosujemy, gdy możemy policzyć osobniki i gatunek ma określony obszar zasięgu. Gatunek jest łatwy do policzenia. Stosujemy dla gatunków ważnych gospodarczo, rzadkich, podlegających ochronie rezerwatowej, zagrożone wyginięciem. Liczenie mówi czy ubywa czy przybywa osobników. Zagęszczenie – używamy wtedy, kiedy nie jesteśmy w stanie obliczyć wszystkich osobników. Badania są prowadzone w odniesieniu do jednostki (ile osobników na m2, ha), do jednostek masy (g, kg), objętości (cm3). Aby określić zagęszczenie trzeba wiedzieć, gdzie dany gatunek występuje. (3 rysunki, tabela) C. KATEGORIE POPULACJI WG BEKLEMISHEVA Kryteria, którymi kierował się Beklemishev: 1. zdolności i możliwości rozrodcze populacji – zdolność propagacyjna 2. zmiana liczebności populacji w czasie. Kategorie wg Beklemisheva: 1. Populacje niezależne – posiadają sprawne możliwości rozrodcze, wszystkie ubytki są uzupełniane, nie musi być dopływ organizmów z innych populacji; są niezależne od innych populacji. 2. Populacje półzależne – posiadają sprawne mechanizmy rozrodcze, ale w sytuacjach stresowych rozród jest ograniczony, pożądany był dopływ organizmów z innych populacji. Na ogół dają sobie radę. 3. Populacje zależne – nie posiadają takich wydolnych mocy reprodukcyjnych, ciągle są zagrożone, mogą wyginąć, stan niezagęszczenia. Musi być import osobników z innych populacji. 4. Populacje okresowe – każdy gatunek ma swoje zasięgi występowania, te gatunki lokalizują się tam, gdzie występują korzystne warunki. Ten zasięg może mieć różny kształt. Rozszerzają te zasięgi/ granice. Jest to populacja okresowa, ponieważ warunki się zmieniają, szukają korzystnych warunków. W tym zasięgu mają się rozmnażać, przetwarzać biomasę (np. komar). 5. Pseudopopulacje – zasiedlają pewne obszary, ale nie mogą się rozmnażać (nie są spełnione warunki do tego rozwoju). Wytwarzają i przetwarzają biomasę (np. miejsca, gdzie wody słodkie mieszają się z wodami słonymi). Nibypopulacje. 6. Hemipopulacja – związana z populacją , biologią gatunku, jest specyficzna, część stadium rozwojowego jest związana ze środowiskiem wodnym, druga z lądowym, np. płazy (żaby) – możliwość złożenia skrzeku w wodzie. D. POPULACJE PRZYSTOSOWANE, NIEPRZYSTOSOWANE DO ŚRODOWISKA (rysunek) E. STRUKTURA PRZESTRZENNA POZIOMA I PIONOWA POPULACJI 1. POZIOMA: poziome rozmieszczenie osobników: - gatunki występują pojedynczo, np. skowronek, dzik (samiec) – samotniczy tryb; zbliża się do partnerki w czasie rozrodu - stada, kilkadziesiąt osobników, stada osobników roślinożerców na sawannie, renifery występują w stadach, drapieżniki - ugrupowania ptaków w okresie przelotu np. żurawie, dzikie gęsi, bociany - ptaki krukowate tworzą wspólne gniazda - skupienia typu troficznego (pokarmowego) (rysunek) 2. PIONOWA (tabela) F. STRUKTURA PŁCI - samce, osobniki męskie - samice, osobniki żeńskie Wyróżniamy kategorie: 1. populacje jednopłciowe stałe – gatunek, populacja posiada tylko osobniki żeńskie, obszary tropikalne, środowisko wodne, rzadko spotykane, rozmnażanie w systemie partenogenetycznym. 2. populacje jednopłciowe czasowe – może się rozmnażać płciowo, partenogenetycznie np. mszyce, związane także z behawioryzmem zwierząt, np. u sikory, najpierw przylatuje samica, samiec po ok. miesiącu. 3.populacje obupłciowe – występują samce i samice, krzyżowanie daje potomstwo, zapłodnienie wewnętrzne, zewnętrzne. Podział wg Monastylskiego: 1. populacje monocykliczne – rozmnażające się tylko raz w życiu, rośliny jednoroczne, np. agawa, bezkręgowce, większość owadów zyje 1 sezon; są bardzo niestabilne, jeśli chodzi o liczebność, występują wahania. 2. populacje policykliczne z krótkim okresem życia gatunku – np. byliny, kłącza, rozłogi, ptaki fruwające, płazy, gryzonie (nornik, chomik), które żyją 2 – 4 lata, rozmnażają się kilka razy w życiu, są bardziej stabilne, bardziej wyrównany poziom liczebności. 3. populacje policykliczne z długim okresem życia np. kręgowce, które mogą rozmnażać się kilkadziesiąt razy w życiu, są ustabilizowane. G. STRUKTURA WIEKU Cecha, która dotyczy tylko populacji. Można podzielić na stadia rozwojowe. (Tabela. Rozwój osobniczy z uwzględnieniem stadiów rozwojowych) Piramidy wieku (rysunek) dla populacji rozwijającej się (a), ustabilizowanej (b), wymierającej (c). a. piramida płaska – najwięcej przedrozrodczym, w rozrodczym, zwiększa w krótkim czasie swoją liczebność. b. piramida typu dzwon c. piramida typu urny – osobników młodych jest najmniej. WYKŁAD 4 A. ROZRODCZOŚĆ POPULACJI Rozrodczość – przyrost osobników populacji w pewnym przedziale czasu i na określonej powierzchni, terenie. Rozrodczość: - maksymalna, jest to rozrodczość teoretyczna, mogłaby zaistnieć, wtedy gdy wszystkie osobniki mogłyby mieć potomstwo i nie byłoby żadnych ograniczeń – rozrodczość absolutna (zdolne do rozrodu). Rozród jest ograniczony brakiem pokarmu, warunkami środowiska, brak mikroelementów i, pasożytnictwo, konkurencja – opór środowiska. Rozrodczość maksymalna (teoretyczna) opórśrodowiska rozrodczość rzeczywista (ekologiczna) Wskaźnik surowych urodzeń: R = b/N N = (Nt +No)/2 b – liczba osobników, która pojawia się w pewnym przedziale czasowym i określonej przestrzeni N – średnia liczebność osobników Nt – liczba osobników na starcie badań No – liczba osobników na końcu badań Wady: wliczane są wszystkie osobniki: niepłodne, niedojrzałe, stare. B. ŚMIERTELNOŚĆ POPULACJI Wskaźnik śmiertelności (umieralności): U = a/N a – liczba osobników, która odeszła w określonym czasie i w przestrzeni N – średnia liczebność osobników śmiertelność minimalna (teoretyczna) opórśrodowiska śmiertelność rzeczywista (ekologiczna) Śmiertelność minimalna jest to umieralność teoretyczna, mogłaby zaistnieć, gdyby umieranie pojawiałoby się tylko ze starości; brak czynników, które przyspieszają umieranie, idealne warunki do życia, gdy umierają osobniki najstarsze. Przyczyny śmiertelności: - środowiskowe: brak lub wyczerpywanie się pokarmu - osobnicze: choroby, starzenie się i śmierć, specyficzne wymagania - populacyjne: konkurencja między osobnikami, antybioza - biocenotyczne: wpływ innych populacji, starzenie się biocenozy, zakłócenie równowagi w układzie, działanie drapieżców, pasożytów, organizmów chorobotwórczych. Przyczyny te stanowią OPÓR ŚRODOWISKA. C. KRZYWE PRZEŻYWANIA Krzywe przeżywania – różne gatunki w różny sposób przeżywają, rozwijają się. Niektóre gatunki już na starcie tracą większość osobników. Wyrażają w jaki sposób gatunek realizuje swoje życie. Podstawowe rodzaje krzywych przeżywania (rysunek) a. wypukła – do 10 lat prawie się nie zmienia, na początku mała śmiertelność, gatunki długo żyjące – nosorożce, słonie, ludzie. b. wklęsła – na początku dużo umiera osobników, ok. 80%; długo żyje bardzo mało osobników, ponieważ występuje brak opieki, np. ryby, płazy, owady, niektóre gryzonie; większa wrażliwość na zmianę warunków środowiska. c. esowata – ma kształt „s”, 3 obszary, 1 – największa śmiertelność w pierwszych latach życia, 2 – kto przeżyje, to żyje długo, 3 – śmierć z powodu starości; np. człowiek do XIX w., ptaki (śpiewające), gryzonie, drobne ssaki. d. schodkowata – system „schodkowaty”, składa się ze stopni, np. bezkręgowce (owady, które mają specyficzny rozwój -> różne stadia: jajo -> gąsienica -> poczwarka -> owad dorosły -> rozmnaża się -> ginie). Krótko żyjące organizmy. e. krzywa teoretyczna ----- jednostajnie nachylona – teoretyczna np. Hydra morska, populacja ‘kurczy się’ w sposób ustabilizowany. (Rozrodczość maksymalna opórśrodowiska rozrodczość rzeczywista (ekol.) + I) – (śmiertelność min. opór środowiska Śmiertelność rzeczywista (ekol.) + E) = LICZEBNOŚĆ POPULACJI; I – imigracja, E – emigracja. D. DYNAMIKA LICZEBNOŚCI POPULACJI rys. Czynniki w największym stopniu działające na dynamikę populacji: reprodukcja, imigracja, emigracja, śmiertelność. Dynamika – zmiany (szybka, bardzo szybka, wolna, bardzo wolna) Fazy populacyjne: a. faza wzrostu b. szczyt liczebności c. faza spadku d. faza równowagi e. fluktuacje – gwałtowane zmiany liczebności w krótkim przedziale czasu f. oscylacje – amplitudy wahań powyżej lub poniżej, amplituda wahań jest wartością stałą, okres wahań tez jest wartością stałą. Oscylacje na wykresie w kształcie sinusoidy. Faza równowagi – rozważanie bardziej teoretyczne. E. TYPY DYNAMIKI LICZEBNOŚCI POPULACJI 1. Typ wykładniczy – np. renifer, owad; rys. typ wykładniczy zmian liczebności – początkowy przyrost osobników jest niewielki w czasie; gwałtowny przyrost – geometryczny, osiąga szczyt liczebności i spada. Litera „J” położona – o takim typie decydują cechy biol. gatunku. 2. Typ logistyczny – przypomina literę ‘s’, charakterystyczny dla gatunków, które opanowują. 3. Typ cykliczny – czynniki, które go kształtują niezrównoważone warunki ekologiczne i stosunki biocenotyczne (rozregulowane stosunki powodowane niezrównoważonymi warunkami ekologii) (rys. typ cykliczny zmian liczebności) 4. Typ ustabilizowany – zachodzi w ustabilizowanych względnie jednorodnych warunkach ekologicznych w czasie. Te warunki mają utrzymywać populację na równym poziomie; dostępność pokarmu (np. trawa dla owiec); brak drapieżników, konkurencji. (rys. typ ustabilizowany) WYKŁAD 5 A. JAK SIĘ KSZTAŁTUJE LICZEBNOŚĆ POPULACJI W CZASIE ZALEŻNOŚCI OD REKWIZYTÓW NIEWYCZERPYWALNYCH I WYCZERPYWALNYCH? Rekwizyty niewyczerpywalne – przestrzenie, terytoria, areały, są niewyczerpywalne, zasiedlane przez osobniki, luki się zapełniają – brak miejsca a nowe gatunki -> rekwizyty wypełnione -> wypełnienie środowiska rys. wpływ wypełnienia środowiska na przebieg zmian liczebności w populacji Migranty wewnątrzpopulacyjne – osobniki, które są na granicach występowania i czekają na wolne miejsce (często na liście rezerwowej). Często pożerane przez drapieżników. Rekwizyty wyczerpywane – jest to pokarm wyczerpywany, ale odnawialny. Wszystko się odradza na drodze rozmnażania – wyczerpywanie środowiska. rys. wpływ wyczerpywania środowiska – póki jest pokarm, to liczba osobników przybywa. Jak kształtuje się liczebność populacji w czasie w środowisku homo (jednorodny) i heterogenicznym (mozaikowy, różnorodny) w obecności drapieżników lub pasożytów przy dostępności pokarmu i przestrzeni? rys. wpływ opanowywania populacji przez drapieżniki i pasożyty. a. gdy rekwizyty są dostępne, to liczba osobników może wzrastać, jednak gdy pojawia się drapieżnik, to nie ma gdzie się schronić i jest spożywany przez drapieżnika – zredukowana liczebność osobników (redukcja) (środowisko homogeniczne) b. proces limitowania osobników. Dopóki nie było drapieżników to liczebność osobników wzrastała, mają gdzie się ukryć, lecz nie wszystkie – liczebność nie wzrasta, mimo dostępnych rekwizytów – regulacja. B. JAK KSZTAŁTUJE SIĘ LICZEBNOŚĆ POPULACJI W CZASIE W ZALEŻNOŚCI OD CZASU ROZRODU GATUNKU? Trzy długości rozrodu: - krótki - długi - stały rys. wpływ krótkiego okresu; charakterystyczny dla gatunków krótko żyjących (jednorocznych), typ wykładniczy, b. szybki wzrost liczebności, po osiągnięciu szczytu, potem wymieranie osobników. Bezkręgowce, owady, rośliny jednoroczne. rys. wpływ długiego okresu; nie ma wierzchołka liczebności, jest spłaszczona, wzrasta liczebność, ale po osiągnięciu największej liczebności spada. Charakterystyczny dla gatunków krótko żyjących, ale dłużej niż rok. rys. wpływ stałego okresu; pokolenie A wzrasta, rozmnaża się, dając pokolenie B, pokolenie B rozmnaża dając pokolenie C itd. C. CZYNNIKI NIEZALEŻNE (‘RZĄDZĄCE ZAGĘSZCZENIEM’) OD ZAGĘSZCZENIA POPULACJI A LICZEBNOŚĆ POPULACJI. Czynniki niezależne od zagęszczenia: działają niezależnie od zagęszczenia, ‘rządzą’ zagęszczeniem. To takie, które działają tak samo na 1 lub tys. osobników (w jednakowym stopniu odczuwają); - pokrywa śnieżna – czynniki abiotyczne (temperatura, ogień, opady), czasami mogą być czynniki biotyczne, czyli głównie drapieżnika, czasem pasożyta. D. CZYNNIKI, KTÓRE DZIAŁAJĄ I SĄ ZALEŻNE (‘RZĄDZONE PRZEZ ZAGĘSZCZENIE’). Im jest większe zagęszczenie, tym aktywność czynników jest wyższa. Im więcej ofiar, tym wzrasta liczba osobników. Zagęszczenie rządzi czynnikami. Są to czynniki biotyczne: drapieżnik, pasożyt, bakteria chorobotwórcza. ZASADA ALLE’GO: zarówno niedogęszczenie jak i zagęszczenie populacji prowadzi do jej zaniku (wyginięcia). E. GRANICE TOLERANCJI DLA POPULACJI. Czynnik ekologiczny – natężenie czynnika warunkującego życie <- dla organizmów Dolny punkt krytyczny – poniżej tego punktu znajduje się strefa niedogęszcznie. Górny punkt krytyczny – powyżej tego punktu znajduje się strefa zagęszczenia. Pomiędzy tymi punktami – strefa tolerancji. O granicach tolerancji decyduje liczebność!!! (czynnik) (rys. strefa tolerancji w populacji) Temat: INTERAKCJE MIEDZYGATUNKOWE BIOCENOZY. A. INFROMACJE OGÓLNE rys. analiza interakcji populacji dwu gat. rys. współzależności między populacjami 2 gat. WYKŁAD 6 B. KONKURENCJA 1. KONKURENCJA WEWNĄTRZGATUNKOWA 2. KONKURENCJA MIĘDZYGATUNKOWA AD. 1. ... Plik z chomika: dariakatarzynak Inne pliki z tego folderu: wyklady5678ekolond.zip (8174 KB) kolokwium nr 1 eko wód.doc (5628 KB) wykad9zekologiildowej.zip (1315 KB) wykady.zip (511 KB) WYKŁADY ekologia lądowa 1.doc (135 KB) Inne foldery tego chomika: Agroekologia Angielski Biochemia Bioklimatologia biomonitoring Zgłoś jeśli naruszono regulamin Strona główna Aktualności Kontakt Dział Pomocy Opinie Regulamin serwisu Polityka prywatności Copyright © 2012 Chomikuj.pl