EKOLOGIJA

EKOLOGIJA

Ekologija je veda, ki preučuje odnos med organizmi in okoljem v katerem živijo.

Biosfera, ekosfera- del tal, ozračja in voda Zemlje naseljen z živimi organizmi.

Biocenoza – življenjska združba rastlin, živali, gliv in cepljivk v nekem biotopu.

Biotop-življenjski prostor, skupek geografskih, kemijskih in fizikalnih dejavnikov, ki delujejo na organizme

Ekosistem – samo ohranjujoča dinamična povezava biotopa in biocenoze. Ekosistemi so kopenski, sladkovodni in morski. Med njimi poznamo gozdove, planinske trate, močvirja, reke, jezera, podzemne jame in druge.

Nekatere ureja človek . Takšne imenujemo urbane (antropogene) ekosisteme. med nje spadajo polja, ribniki, mesta, parki.

Habitat- prebivališče.

Eološka niša- naslov in poklic nekega organizma (primer: volk živi v velikih težko prehodnih gozdovih in je po poklicu plenilec-mesojed, zajec živi na travnikih, poljih in gozdnih obronkih in je tudi plenilec-rastlinojed).

Biom-značilni ekosistemi podnebnih pasov.

BIOTOP

To so vsi neživi dejavniki okolja-abiotski dejavniki.

Delimo jih na:

1. geografske - podnebje, geografska dolžina, širina, nadmorska višina, prisojna osojna stran, padavinski režim…
2. fizikalne - toplota, svetloba, vlažnost, vetrovi, valovanje vode, plima in oseka, gostota okolja in viskoznost medija, tlak (zračni ali hidrostatski).
3. kemijske - prisotnost vode in njena količina, kemijska sestava plinov, minerali v prsti, raztopljene soli in osmotske razmere v vodi, pH reakcija vode in tal.

Abiotski dejavniki vplivajo na organizme različno. Prikazujemo jih s strpnostno ali tolerančno krivuljo, ki prikazuje odvisnost med posameznim dejavnikov v okolju uspevanjem nekega organizma.

Glede na tolerančno območje so organizmi lahko specialisti ali generalisti. Specialisti imajo tolerančno območje zelo ozko, generalisti široko. Organizemi lahko v boitopu uspevajo samo dokler imajo na voljo vse potrebne snovi. Ko prve zmanjka, ne uspevajo več. Snov, ki je v okolju v minimumu omejuje uspevanje neke vrste. Govorimo o Liebigovem zakonu minimuma.

Primer: Rastline na vrtu uspevajo, dokler v prsti ne zmanjka fosforja ali kakšnega drugega zanje potrebnega elementa. Pravimo, da je fosfor element v minimumu.

Različni organizmi imajo različne dejavnike v minimumu.

PRILAGODITVE NA KOLIČINO TEMPERATURO OKOLJA

Prilagoditev rastlin na temperaturo se kaže najbolj z značilnimi rastlinskimi pasovi. Prilagoditev na temperaturo so tudi C4 rastline, sukulenti…). Pri rastlinah je temperatura biotopa povezana s količino vode v istem biotopu. Prilagoditve na visoke temperature in sušo so podobne prilagoditvam na nizke temperature in sušo.

alge- mahovi-trave-iglavci bolje prenašajo nižje temperature

sukulenti so prilagojeni visokim temperaturam.

Poikilotermni organizmi imajo temperaturo telesa odvisno od temperature okolje. Na poikoitalnost so se prilagodili (zimsko spanje, zimska jajca, semena, antifrizi, prekinitev razvoja, začetek razvoja ali diapavza).

Homeotermni organizmi imajo stalno telesno temperaturo. Za vzdrževanje toplote potrebujejo veliko hrane (okoli 75% - 80%). Prilagoditve na temperaturo v okolju so dnevno-nočna aktivnost, zimsko spanje, sezonske selitve.

PRILAGODITVE NA OSREDJE-MEDIJ, KI ORGANIZEM OBDAJA

Značilne prilagoditve na gibanje v vodi (zraku) se kažejo v hidrodinamični (aerodinamični) obliki telesa. To opažamo pri ribah, sesalcih-mroži, tjulni, kiti in delfini, pticah-pingvih, mehkužcih-lignji, hobotnice. Ptice imajo kot prilagoditev na zračni medij votle kosti, zračne mehove.

Prilagoditve na gostoto, viskoznost medija. najbolj očitne so pri planktontih - prosto plavajočih organizmih. Močno povečana telesna površina, številni izrastki, kapljice okolje ali mehurčki zraka jim omogočajo lebdenje.

Vzgon v vodi omogoča pritrjeno življenje številnim algam, mahovnjakom, ožigalkarjem in drugim. Vzgon omogoča tudi gigantizem telesa. Največje živali vseh časov so živele v vodi. Primeri: ihtiozavri, sinji kit, izumrli orjaški morski pes.

Prilagoditve na tlak:

Hidrostatski tlak: prilagoditve so opazne pri globokomorskih organizmih - imajo telesne votline napolnjene s tekočinami (nikoli z zrakom, ker je stisljiv), trdno ogrodje, ki obdaja organizem. Posebne so prilagoditve na spremenjen tlak plinov v okolju. Topnost plinov je močno povezana z globino vode. Pri spremenjenem tlaku možna plinska embolijo (potapljanje). Kiti in delfini so posebej prilagojeni preprečevanju plinske embolije z zalogami kisika v mišicah in ostalih tkivih.

Na zračni (atmosferski) tlak so prilagojeni organizmi z velikostjo in številom eritrocitov. Živali Andov in Himalaje imajo to število trajno povečano. Ljudem se število eritrocitov prilagaja sproti. Na zračni tlak so živali občutljive in na spremembo reagirajo s spremenjeno aktivnostjo. Siten kot muha, pred dežjem…

Posebno osredje je prst - podlaga, ki nastane kot fizikalno- kemijska preperelina matična kamnine. Prst je hkrati podlaga ali substrat za vsako površje, na katero so organizmi prirasli ali se po njem gibljejo. Podlaga je razen prsti lahko tudi morsko dno, ladijski trup, streha hiše, drevo, oklep želve, koža kita.

Prst sestavljajo:

• Mineralni delci različnih velikosti (glina, pesek, mulj, debel pesek, gramoz). Dokaz: usedanje v kozarcu vode.
• Voda z raztopljenimi solmi (posebno pomembni so nitrati in fosfati). Dokaz: segrevanje vode v stekleni čaši – kondenzacija vode na robu čaše in na urnem steklu.
• Zrak, ki vsebuje kisik in ogljikov dioksid. Dokaz: grudica prsti v vodo – izhajajo mehurčki.
• Razpadajoči rastlinski in živalski ostanki ter humusne snovi, ki nastajajo z razkrojem organskih ostankov. Te snovi nastajajo z delovanjem številnih živali, gliv in bakterij s procesom razgradnje ali humufikacije in mineralizacije (bakterije). Dokaz: žganje prst – smrdi po zažganih organskih snoveh.

Organske in mineralne sestavine se v procesu prebave v (deževniki - glistine), povezujejo v glineno-humusni kompleks, ki predstavlja najbolj rodovitni del prsti, ki ga lahko izkoriščajo za svojo rast rastline.

BIOCENOZA ALI ŽIVLJENJSKA ZDRUŽBA

Biocenoza je skup vseh organizmov v določenem biotopu in odnosov med temi organizmi. Večina odnosov med organizmi temelji na prehranjevanju. V vsakem odnosu sta dve vrsti organizmov, ki imata od tega oba korist, eden škodo, drugi koristi… Vsi organizmi iste vrste, ki v določenem času živijo v nekem ekosistemu in si med seboj izmenjujejo gene sestavljajo populacijo organizmov.

Življenjske združbe so raznovrstne.

Sestavljajo jih dominantne ali vodilne vrste. To so vedno rastline in po njih običajno poimenujemo nek habitat. Primer: bukovo jelov - gozd, vresave, travnik…

Značilnice so vrste, po katerih prepoznamo posebne razmere v ekosistemu (vresa je značilnica kislih tal).

Poznamo še razlikovalnice, to so vrste, ki žive samo v določenih ekosistemih. Takšna je človeška ribica v jamah dinarskega krasa.

Gozdne združbe so razslojene v sloj tal (glive, mokrice, pršice, deževniki), mahov, zelišč(trave, gozdno cvetje, plodišča gliv), podrasti (praproti, grmovnice, mlada drevesa), debel (žolna, detel, hrošči) in krošenj ( ptice, žuželke, sesalci…).

Biocenoze in ekosistemi se s časom spreminjajo - pravimo da pride do ekološke sukcesije (primarna – zaraščanje golih tal, sekundarna – vzpostavitev prvotnega stanja). Mladi ekosistemi ali pionirski ekosistemi preraščajo v zrele ali klimaks ekosisteme.

Primer primarne sukcesije:Zaraščanje opuščenih gorskih travnikov preko grmovja nazaj v gozd. Zraščanje golih tal z lišaji (pionirski organizmi ali prvi priseljenci), nato s travami-travnik-grmovjem-mlad gozd (topol, breza, trepetlika) - star gozd (mešani listopadni gozd).

Primer sekundarne sukcesije: Ljubljansko kotlino je pred 6000 leti pokrivalo jezero, ki se je preko močvirja in nizkega barja spremenilo v visoko barje s šotnimi mahovi. Podobno se danes dogaja s pokljuškimi jezeri in Ribniškim jezerom na Pohorju.

POPULACIJE

So skupine organizmov ene vrste, ki v določenem času žive na določenem prostoru in si izmenjujejo gene. Populacije so prostorsko in reproduktivno omejene.

Populacije imajo določene lastnosti, s katerimi jih opisujemo.

1. Gostota populacije - nam pove, koliko osebkov živi na določeni površini ali v določenem volumnu ekosistema.

2. Porazdelitev populacije: poznamo naključno ali neenakomerno, skupinsko in enakomerno porazdelitev. Veliko pove o načinu življenja ali razmnoževanja organizmov.

3. Rodnost in umrljivost populacije: Izražamo ju v % ali promilah. Rodnost in smrtnost prikazujemo pogosto s stopnjo rodnosti ali umrljivosti. To je številom novorojenih ali umrlih organizmov na 100 ali 1000 organizmov populacije.

Krivulja preživetja populacije: nam pove, kaj se dogaja z določenim številom novorojenih tekom njihove pričakovane življenjske dobe. Iz krivulje preživetja lahko odčitamo način življenja vrste. Krivulje preživetja so za posamezne vrste značilne. Poznamo več tipov krivulj preživetja.

5. Starostna in spolna sestava populacije: Pove nam razmerja med spoloma in razmerja med pre-reprodukrivnim, reproduktivnim-razmnoževalnim in postreproduktivnim delom populacije. Prikazujemo jo s starostnimi piramidami.

6. Rast populacije prikazuje biotski potencial, ki ga ima neka populacija. Teoretično je rast vsake populacije lahko neomejena. V realnih razmerah pa je rast populacije odvisna os nosilnosti in upora okolja.

Nosilnost okolja in upor okolja označujeta dejavnike okolja, ki določajo število članov populacije v nekem habitatu.

Nosilnost okolja predstavlja količina hrane in velikost habitata. Upora okolja predstavljajo biotski in abiotski dejavniki okolja, ki omejujejo rast populacije (naravni sovražniki, podnebne razmere, količina hrane, velikost habitata…).

Realna velikost populacije je dinamično ravnovesje med nosilnostjo in uporom okolja, kar označujemo kot nihanje - fluktuacija populacij (pravilna, nepravilna). Na nihanje vplivajo tudi cikli sončnih peg, meteorološke spremembe, kozmični cikli, emigracije, imigracije, invazije…

Primer: Populacija snežnih zajcev in risov v Severni Ameriki, hroščeva leta

ODNOSI MED ORGANIZMI V POPULACIJI

PRETOK ENERGIJE

Ekosistemi so samo ohranjujoči. Sposobnost samo ohranjanja temelji na dveh procesih: pretoku energije in kroženju snovi. Oba procesa potekata po prehranjevalni verigi. Prehranjevalna veriga je zaporedje organizmov, ki se v naravi prehranjujejo drug z drugim. Vedno se začne z rastlinami, nadaljuje z rastlinojedi, sledijo mesojedi 1. reda, mesojedi 2. reda…

Prehranjevalne verige se povezujejo v prehranjevalne splete.

VIR ENERGIJE ZA PLANET ZEMLJA JE SONCE

Delež asimilirane energije je odvisen od prebavnih procesov organizma in vrste hrane. To prikazujemo kot: ASIMILACIJSKO UČINKOVITOST. Največjo AU imajo organizmi z zunanjo prebavo, sledijo mesojedi, najmanjša je pri rastlinojedih,…

Neto Proizvodna Učinkovitost (NPU)- kolikšen delež asimilirane energije organizem vloži v rast in razmnoževanje. največjo NPU imajo organizmi, ki so poikilotermni, so pritrjeni… Homeotermni organizmi veliko energije porabijo za vzdrževanje stalne telesne temperature.

Pretok energije med členi prehranjevalne verige je v povprečju 10%.

Energijska piramida-prikaže razmerje energij členov prehranjevalne verige

Piramida biomas-prikaže razmerje biomas v prehranjevalni verigi

Številčna piramida- prikaže razmerje števila organizmov

Prehranjevalni spleti povezujejo prehranjevalne verige. Organizmi v spletu so povezani po trofičnih-prehranjevalnih nivojih v rastline, rastlinojede, mesojede…

KROŽENJE SNOVI – BIOGEOKEMIJSKO KROŽENJE

Člene prehranjevalne verige povezujejo z rastlinami RAZKROJEVALCI. To so bakterije in glive, ki so saprofagi in organske snovi (odmrle in odpadne dele organizmov, iztrebke, izločke) pretvorijo v anorganske- mineralne snovi (dušikove minerale- nitrate, nitrite, amonijeva snovi; fosfate, CO₂, H₂O, karbonate…).

Pomen detelje v kroženju dušika

Detelje ima v koreninskih gomoljčkih simbiontske NITRIFIKACIJSKE BAKTERIJE, ki iz zraka vežejo atmosferski dušik N₂ in ga pretvarjajo v amonijeve soli, nitrate in nitrite.

V tleh žive tudi DENITRIFIKACIJSKE BAKTERIJE, ki nitrate, nitrite in amonijeve soli pretvarjajo nazaj v atmosferski dušik.

V shemi vpiši manjkajoče snovi tako, da bo prikazano kroženje kisika in ogljikovega dioksida.