Ekologia

I ZASADA AUTEKOLOGICZNA - mówi, że żywe organizmy związane są z otoczeniem poprzez swe życiowe potrzeby.
II ZASADA AUTEKOLOGICZNA ? mówi, że wymagania organizmu wynikają z jego przystosowań morfologicznych w zasadzie stałych w określonym czasie.
CZYNNIKI BIOTYCZNE ? obejmują oddziaływania, których źródłem są inne organizmy. Ożywiona część środowiska, tj. świat roślinny i zwierzęcy. Może to być: drapieżnictwo czy też konkurencja.
CZYNNIKI ABIOTYCZNE ? to kompleks oddziaływań wynikających ze składu chemicznego raz stanów fizycznych środowiska. Są to nieożywione elementy środowiska, jak litosfera, gleba, wody, atmosfera. Ważnym czynnikiem jest światło i związana z nim energia promieniowania słonecznego, promieniowanie Ziemi, a także poziom radiacji.
REKWIZYTY ? obejmują elementy środowiska niezbędne do życia organizmów i warunkują ich możliwości życiowe.
CZYNNIKI AKCESORYCZNE ? wchodzą w skład bezpośredniego otoczni era organizmów lecz nie odgrywają większej roli w ich życiu.
BIOCENOZA ? to wszystkie organizmy żywe.
GATUNEK - grupa organizmów podobnych do siebie, o wspólnym pochodzeniu, mogąca się krzyżować i wydawać na świat płodne potomstwo.
BIOTOP ? środowisko, w którym organizmy żyją.
EKOSYSTEM ? nazywamy miejsce występowania danej biocenozy, np. las, pole, łąka, jezioro.
EURYBIONTY ? to organizmy o szerokiej strefie tolerancji.
STENOBIONTY ? organizmy o wąskiej strefie tolerancji.
STENOTERMY ? żyją w wąskim zakresie temperatur.
POLITERMY ? wymagają wysokiej temperatury otoczenia.
EURYTERMY ? gatunki występujące w szerokim zakresie temperatur.
OLIGOTERMY ? wymagają niskiej temperatury otoczenia.
ILORAZ ODDECHOWY -jest to stosunek ilości powstającego w procesie oddychania dwutlenku węgla do ilości zużytego tlenu.
POPULACJA ZALEŻNA ? występuje wtedy, kiedy rozród nie pokrywa strat liczebności, populacje takie nie mogą istnieć bez stałego uzupełniania stanu imigracji osobników sąsiednich populacji.
POPULACJA NIEZALEŻNA ? dysponuje dostatecznym potencjał rozrodczym, który pozwala na uzupełnianie strat liczebności, mogą one istnieć w sposób trwały bez dostępu osobników z zewnątrz.
POPULACJE MONOCYKLICZNE ? to takie, w których osobniki rozmnażają się jeden raz w życiu. Grupa rozrodcza w takich populacjach składa się z jednego pokolenia a liczebność wykazuje silne wahania w czasie.
POPULACJE POLIYKLICZNE ? są to populacje z krótkim okresem życia osobników. W populacjach tych przeważają osobniki młode. Liczebność ich wykazuje wahania, niekiedy dość znaczne.
LETALNE NATĘŻENIE CZYNNKÓW - czyli śmiertelne natężenie czynników, określają następujące wskaźniki:
- natężenie czynnika, przy którym giną wszystkie organizmy,
- natężenie czynnika przy przekroczeniu którego minimalnie lub maksymalnie w dół lub w górę śmiertelność rośnie do 100% organizmów,
- natężenie czynnika, przy którym osobniki przeżywają tylko krótki, określony czas,
- natężenie czynnika, przy którym ginie 50% organizmów.
POPULACJA ? to grupa osobników podobnych do siebie, podobnie się zachowujących, mających zdolność swobodnego krzyżowania się i zajmujących określone miejsce w określonym czasie.
AUTOTROFY - organizmy samożywne, organizmy zdolne do wytwarzania własnej materii organicznej z substancji nieorganicznych. Jeśli autotrofy czerpią energię ze Słońca (energia świetlna), są nazywane organizmami fotosyntetyzującymi lub fotoautotrofami (sinice, bakterie purpurowe, niektóre pierwotniaki, glony, rośliny naczyniowe), jeśli pozyskują ją z utleniania prostych związków nieorganicznych, są organizmami chemosyntetyzującymi (bakterie nitryfikacyjne, siarkowe, żelazowe, wodorowe, itd.).
HETEROTROFY - organizmy cudzożywne, dla których źródłem energii wykorzystywanej do procesów życiowych jest pokarm w postaci gotowej materii organicznej. Heterotrofy dzieli się na biofagi, tj. zjadające inne żywe organizmy lub ich tkanki, oraz saprobionty żyjące w środowiskach zawierających rozkładające się szczątki różnych organizmów i odżywiające się martwą materią organiczną głównie pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Wśród biofagów wyróżnia się fitofagi (zjadające rośliny), czyli roślinożerców i zoofagi (zjadające zwierzęta) ? inaczej drapieżniki. Saprobionty dzieli się na mikrokonsumentów (bakterie, pierwotniaki, grzyby) nazywanych także reducentami, saprofitami lub osmotrofami oraz makrokonsumentów (zwierzęta ) , czyli saprofagi lub detrytofagi. Te podstawowe grupy troficzne są dzielone następnie na podgrupy ze względu na rodzaj pobieranego pokarmu , np. ksylofagi są to organizmy odżywiające się drewnem, koprofagi ? odżywiające się grzybami. Heterotrofami są także wszystkie pasożyty odżywiające się kosztem roślin, roślinożerców i drapieżników. Również wśród roślin jest wiele heterotrofów, które nie mają chlorofilu i nie muszą syntetyzować materii organicznej, np. pasożyty roślinne i saprofity.

WODA KAPILARNA (woda włosowata) - jest to woda występująca w drobnych porach, szczelinach i naczyniach włoskowatych produktów niezależnie od siły grawitacji, gdyż silniejsze od niej są siły napięcia powierzchniowego. Woda ta podlega zjawiskom kapilarnym.
Wody kapilarne podlegają sile ciężkości, przekazują ciśnienie, mają zdolność rozpuszczania, zamarzają w temperaturze nieco niższej od 0 st.C. Wyróżnia się: wodę kapilarną właściwą - nieoderwaną od wody wolnej w strefie saturacji i wody kapilarne zawieszone - tworzące soczewki w strefie aeracji.

WODA GRUNTOWA - to zasoby w podziemnych warstwach skał, zwanych warstwą wodonośną. Jest ona zasilana przez wody opadowe, które przenikają przez warstwy przepuszczalne dla wody i zatrzymują się ponad warstwami nieprzepuszczalnymi. Jednak jej gromadzenie i magazynowanie wymaga dziesiątków lub setek lat. Z tego względu szybkie wykorzystanie, spowoduje jej niedobory (powolna regeneracja). Woda gruntowa jest ważna dla utrzymania gleby przy życiu. Czystość wód gruntowych może być zagrożona przez chemizację rolnictwa oraz ścieki i odpady przemysłowe. Poziom wód gruntowych zależy przede wszystkim od ilości opadów atmosferycznych, ale także od ciśnienia atmosferycznego oraz jej zużywania przez człowieka. WODA GRAWITACYJNA (przesiąkająca) ? w strefie aeracji występuje głównie w postaci wody przemieszczającej się w głąb utworów skalnych od wód podziemnych. Jej obecność w strefie aeracji wiąże się z wielkością i częstotliwością opadów atmosferycznych oraz przepuszczalnością skał w tej strefie. Wypełnia szerokie przestwory glebowe (niekapilarne) i pokonując siły tarcia przesuwa się ku dołowi. Woda ta ulega grawitacji, nie jest związana z cząstkami gleby i jest najłatwiej przyswajana przez mikroorganizmy i rośliny wyższe. Na skutek długotrwałego, intensywnego deszczu wszystkie pory glebowe w górnej warstwie zostają zajęte przez wodę, która przesiąka w dół, wypełniając przestwory kapilarne i niekapilarne coraz to głębszych poziomów, aż dojdzie do całkowitego nasycenia gleby. Jeśli woda przenikająca w głąb gleby zostaje zatrzymana przez warstwę nieprzepuszczalną wówczas tworzy się tzw. woda gruntowa.

PRODUKCJA PIERWOTNA ? to ilość materii wytworzonej przez producentów, tzw. produkcja roślin zielonych rozumiana jako szybkość gromadzenia energii promieniowania słonecznego w materii organicznej, z której zbudowane jest ciało tych roślin.
Wyróżnia się:
- Produkcja pierwotna brutto - całość związanej energii w procesie fotosyntezy w jednostce czasu, zmagazynowanej w postaci materii organicznej;
- Produkcja pierwotna netto - stosunek energii związanej w procesie fotosyntezy do energii traconej w procesach katabolicznych, w jednostce czasu.
PRODUKCJA WTÓRNA to w ekologii pewien obszar piramidy troficznej mówiący o materii wytworzonej przez konsumentów - czyli np. produkcji pochodzącej od zwierząt. Produkcja wtórna określa szybkość kumulowania się energii w organizmach cudzożywnych i jest wyrażana w gramach lub dżulach na jednostkę czasu i powierzchni.
LICZEBNOŚĆ ? liczba osobników danej populacji, zaś przypadająca na określoną jednostkę powierzchni to zagęszczenie.
ROZRODCZOŚĆ- stosunek liczby nowo urodzonych osobników do liczebności populacji. Zależy ona od :
a) rozrodczość maksymalna- zdolność do wytwarzania potomstwa
b) opór środowiska- tworzony przez czynniki fizyczne i biologiczne ograniczające tempo rozrodu
Wyróżnia się 2 strategie rozrodczości:
a) strategia typu ?r" ? ilościowa, dużo potomstwa
b) strategia typu ?k"- jakościowa, mało potomstwa.
ŚMIERTELNOŚĆ- stosunek liczby zmarłych osobników do liczebności populacji. (ubytki osobników spowodowane czynnikami: osobniczymi, populacyjnymi bądź biocenotycznymi.
Śmiertelność maksymalna Opór środowiska = śmiertelność rzeczywista.
Do przyczyn osobniczych śmiertelności zaliczamy:
- śmierć ze starości,
- wady konstrukcyjne organizmu,
- śmiertelność związana z rozrodem u samic,
- brak zapłodnienia,
- zakłócenia w strukturze chromosomów.
Populacyjne przyczyny śmiertelności związane są z:
- kanibalizmem,
- konkurencją,
- układami nietolerancyjnymi.
Przyczyny biocenotyczne obejmują:
- drapieżnictwo,
- pasożytnictwo,
- organizmy chorobotwórcze.

STRUKURA WIEKOWA-wyróżnia się:
a) rozwijająca się ? dominują osobniki młode
b) ustabilizowana ? w wieku rozrodczym
c) wygasająca ? dominują osobniki stare
STRUKTURA PRZESTRZENNA- rozmieszczenie:
a) skupiskowe np. antylopy
b) losowe np. muchy
TYP WYKŁADNICZY zmian liczebności ? charakteryzuje się okresem intensywnego wzrostu liczebności w formie postępu geometrycznego i po osiągnięciu szczytu następuje jej spadek.
TYP LOGISTYCZNY dynamiki liczebności ? charakteryzuje populacje opanowujące nowe siedlisko o ograniczonych zasobach. Populacja ta przechodzi fazę wzrostu do momentu opanowania środowiska a następnie wkracza w fazę równowagi.

STOSUNKI NIEANTAGONISTYCZNE POPULACJI ? korzystne - jest to taki rodzaj wzajemnych zależności pomiędzy organizmami różnych gatunków, z których oba organizmy mają korzyści.
- Komensalizm ? jeden z gatunków czerpie korzyści z istnienia drugiej populacji, dla której jest to obojętne. Komensalami są zwierzęta żywiące się resztkami zdobyczy innych zwierząt. Komensal może zamieszkiwać ciało lub mieszkanie innych gatunków, np. różanka składa ikrę w skrzelach małży lub chrząszcze żyjące w mrowiskach.
- Protokooperacja ? to współżycie dwu populacji czerpiących obustronne korzyści, ale potrafiące się bez siebie obejść. Każda populacja jest zdolna do samodzielnego życia, np. krab pustelnik z ukwiałem.
- Mutualizm ? to ścisła współzależność dwóch gatunków czerpiących obustronne korzyści, przy czym życie poza układem jest niemożliwe, np. termity i wiciowce rozkładające celulozę.
STOSUNKI ANTAGONISTYCZNE ? niekorzystne - są to takie interakcje pomiędzy osobnikami różnych gatunków, w których przynajmniej jedna z populacji ma straty, natomiast druga albo jedynie na tym nie traci albo również odnosi korzyści.
- Konkurencja- rywalizacja między populacjami. Pojawia się zawsze wtedy, gdy osobniki lub populacje ubiegają się o ten sam ekwiwalent środowiska, tzn. ich wymagania życiowe są na tyle podobne, że konkurują ze sobą, np. o światło. W wyniku konkurencji dochodzi do wypierania słabszego gatunku (szczur śniady) przez silniejszy (szczur wędrowny).
- Drapieżnictwo ? przedstawiciele jednego gatunku odżywiają się osobnikami drugiego gatunku. Zawsze obowiązuje zasada, że koszty energetyczne zdobycia pożywienia muszą być mniejsze niż zysk (np. jastrząb wybierze zająca niż mysz). W biocenozach drapieżcy odgrywają istotną rolę w regulacji liczebności populacji ofiar, wyłapując osobniki mniej sprawne, zwiększają nacisk selekcyjny, np. lew ? antylopy.
- Pasożytnictwo ? pasożyt żyje kosztem i działa na niekorzyść gospodarza, a jednocześnie nie może utrzymać się bez niego przy życiu. Pasożyt nie zabija swojego żywiciela. Jeśli wyeliminujemy z układu populację pasożyta może dojść do wzrostu populacji żywiciela, która zginie. Pasożyty mogą być zewnętrzne ( pchły, wszy) lub wewnętrzne (tasiemce, bakterie). np. mucha domowa ? osa.
- Alleopatia ? ma miejsce gdy populacja jednego gatunku wytwarza substancję szkodliwą dla konkurującej populacji drugiego gatunku. Odnosi się to głównie do substancji chemicznych wydzielanych do podłoża, które hamują wzrost innych organizmów, np. bylice rosnące na półpustyniach wydzielają tereny i alkaloidy.
- Amensalizm ? czynności życiowe jednej populacji szkodzą drugiej, przy czym jest to relacja jednostronna, np. bobry, których żeremia stwarzają zbyt dużą wilgotność niekorzystną dla wielu populacji.
- Neutralizm ? obojętne współżycie jedej populacji wobec drugiej, np. bocian i sikorka.

STOSUNKI NATURALNE - Są to takie współistnienie osobników różnych gatunków w ekosystemie, kiedy żaden organizm nie ponosi strat ani korzyści ponieważ ich nisze w żaden sposób nie pokrywają się.
TOLERANCJA EKOLOGICZNA - zdolność organizmu do przystosowania się do zmian danego czynnika. Zakres tolerancji może być:
a) eurytotermiczny- szeroki, np. człowiek
b) stenotermiczny ? wąski
- oligotermiczny ? zimnolubne, np. ryba arktyczna
- politermiczny ? ciepłolubne, np. żółw słoniowy
ODDYCHANIE TLENOWE (aerobowe)- polega na spalaniu związków organicznych przy udziale tlenu na proste związki nieorganiczne ? dwutlenek węgla i wodę, w wyniku czego uwalniana jest energia. Jest to proces kataboliczny.
Składa się z trzech etapów:
- Glikolizy
- cyklu Krebsa
- łańcucha oddechowego
Ogólny wzór tej reakcji to:
C6.H12O6 6O2 -> 6CO2 6H2O energia (w ATP)
ODDYCHANIE BEZTLENOWE - oddychanie beztlenowe- proces zachodzi w cytoplazmie i polega on na bezpośrednim rozkładzie (utlenianiu) cukrów. Końcowym i produktami fermentacji jest zw. organiczny (np. kwas mlekowy, etanol itp.), energia i CO2.
Oddychanie beztlenowe są to procesy beztlenowego rozkładu związków w których wyniku zostaje wytworzona energia. Jest ono charakterystyczne przede wszystkim dla bakterii beztlenowych. Najczęstszym rodzajem oddychania beztlenowego jest fermentacja czyli rozkład związków organicznych.
Substratem oddychania beztlenowego jest przede wszystkim glukoza. Towarzyszy temu przemiana pirogronianu, czyli jego bezpośrednia lub pośrednia redukcja. Redukcji pirogronianu towarzyszy utlenianie NADH H do NAD.
FOTOSYNTEZA - jest procesem w wyniku którego zasymilowany dwutlenek węgla zostaje wbudowany w związki organiczne. Na fotosyntezę składa się szereg reakcji, do przebiegu których niezbędna jest energia promieniowania słonecznego oraz woda. Produktem ubocznym( poza związkami organicznymi ) fotosyntezy jest tlen.
Zdolność do przeprowadzania fotosyntezy mają jedynie rośliny zielona oraz niektóre gatunki bakterii. Fotosynteza odbywa się w wyspecjalizowanych organellach ?, które zawierają barwniki fotosyntetyczne. Barwniki te różnią się między sobą rodzajem fali ( długością ) promieniowania słonecznego jaką pochłaniają . Bakterie fotosyntetyczne używając do procesów fotosyntezy barwnika zwanego bakterio-chlorofilem.
Ogólny zapis procesu fotosyntezy :
6CO2 6H2O Energia świetlna ? C6H12O6 6O2
Fotosyntezę można podzielić na dwa etapy :
- fazę jasną fotosyntezy
- fazę ciemną fotosyntezy.
Faza jasna zależna jest od promieniowania słonecznego, w związku z tym zachodzi w dzień.