Ćwiczenia - Ekologia Ogólna PDF

Preview

Summary

Download Ćwiczenia - Ekologia Ogólna PDF

Description

ĆWICZENIA - EKOLOGIA OGÓLNA

ĆWICZENIA + WYKŁAD 10/10 Temat: Analiza podstawowych pojęć z zakresu ekologii (gatunek, populacja, siedlisko, biotop, biocenoza, nisza ekologiczna, ekoton, ekosystem. 1. ● ● ● ●

Co to jest ekologia?: Dziedzina nauki Dyscyplina biologii, nauk przyrodniczych Nie jest to właściwość produktu czy światopogląd! Nauka o związkach między organizmami lub grupami organizmów i zależnościach pomiędzy żywymi organizmami, a ich środowiskiem, E. Haeckel, 1869 rok

2. ● ●

Historia pojęcia ekologii: Ekologia jako nauka o historii naturalnej (Charles Elton) Ekologia jako nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody (Eugene Odum)

Ekologia (gr. oikos - miejsce życia) - dziedzina nauki, dyscyplina nauk przyrodniczych, o związkach między organizmami i zależnościach pomiędzy żywymi organizmami, a ich środowiskiem. ➔ pojęcie podstawowe ➔ Ziemia jako środowisko życia

fizjologia ekologia genetyka EKOLO nauka o GIA Historia: ➔ ➔ ➔ ➔

3. ● ● ● ●

ewolucji ekologia jako nauka o historii naturalnej ekologia jako nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody ekologia jako nauka o rozmieszczeniu i liczebności organizmów ekologia jako nauka o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów - Crebs

Historia pojęcia ekologii: Ekologia jako nauka o historii naturalnej(Charles Elton) Ekologia jako nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody(Eugene Odum) Ekologia jest nauką o rozmieszczeniu i liczebności organizmów(Andrewartha) – w tej definicji brakuje informacji o zależnościach Ekologia jest nauką o zależnościach decydujących o liczebności i rozmieszczeniu organizmów(Charles J.Crebs) – przyjmujemy tą definicję na ćwiczeniach

4. Jak definicję ekologii wiążemy z ochroną środowiska i ochroną przyrody?: Ekologia jest związana ze zjawiskami, ochrona środowiska i przyrody wykorzystuje zjawiska, zajmuje się ich kontrolą i ograniczeniem ich wpływu

1.

Ekologia opisowa - Opisuje całe formacje roślinne kuli ziemskiej i związane z nimi gatunki roślin i zwierząt

5.

Ekologia funkcjonalna - Poszukuje i bada związki, wzajemne zależności i oddziaływania między składowymi jednostek opisywanych przez ekologię opisową, poszukując ogólnych zasad funkcjonowania systemów ekologicznych

6.

Ekologia ewolucyjna – bada przyczyny historyczne, dla których dobór naturalny faworyzował określone, obserwowane obecnie, typy przystosowań

7.

Autekologia - Ekologia pojedynczych organizmów lub pojedynczych gatunków(wpływ różnych czynników ekologicznych, zwłaszcza abiotycznych, na rozwój, rozmnażanie się organizmu, na jego właściwości morfologiczne, fizjologiczne i behawioralne)

8.

Synekologia - Ekologia grup organizmów tworzących pewną całość (interakcje między populacjami różnych gatunków, struktura i funkcjonowanie większych jednostek: biocenoz, ekosystemów, krajobrazów i biosfery, w tym również problematyka wpływu człowieka na układy ekologiczne)

9.

Działy ekologii – behawioralna, molekularna, populacyjne, zwierząt, roślin itd.

10. Główne poziomy organizacji życia, a przedmiot zainteresowań ekologii: ➔ Związki chemiczne – organelle wewnątrzkomórkowe – komórka – tkanka – narząd – układ narządów – organizm – populacja – biocenoza – ekosystem – krajobraz – biosfera ➔ Ekologia zaczyna badania od organizmu! 11. Podstawowe pojęcia ekologiczne – ułożyć przykłady do pojęć: ➔ Gatunek: ◆ Definicje zależne od czasów ◆ Definicje zależne od potrzeb ➔

Definicja ekologiczna gatunku – wspólnota rozrodcza populacji, izolowana rozrodczo od innych wspólnot, która zajmuje określoną niszę ekologiczną(np. winniczek, Helix pomatia) – mamy podać dla 5 gatunków

➔

Populacja – układ biologiczny, złożony z osobników jednego gatunku występujących na danym obszarze i w określonym czasie, w którym istnieje duże prawdopodobieństwo krzyżowania się; populacja w ujęciu ekologicznym to zbiór jednogatunkowych osobników oddziałujących nawzajem na siebie(np. wstężyk gajowy, Cepaea nemoralis) – 7 osobników wstężyka gajowego występujące na łące latem – podać co najmniej 2(roślina i zwierzę)

➔

Siedlisko – miejsce życia organizmu, grupy organizmów lub populacji, obejmujące wszystkie czynniki biotyczne i abiotyczne przestrzeni, w której organizmy te występują(np. dla bociana białego Ciconia ciconia – podmokła łąka, dla bociana czarnego - las) – 2 siedliska

➔

Nisza ekologiczna – miejsce organizmu w środowisku, opisane przez warunki, w jakich występuje, przystosowania do tych warunków, rolę, jaką pełni w środowisku oraz czas, w jakim jest obecny(winniczek, Helix pomatia – na polanie w lesie, musi być tam roślinność z pokarmem, gleba lekko wilgotna z węglanem wapnia(do budowy skorupy i procesów oraz produkcji jaj z wapiennej produkcji, posiada twardą skorupę, ciało pokryte jest śluzem, który zabezpiecza przed wysychaniem i przed drobnoustrojami, jest pożywieniem dla innych organizmów np. dla bociana białego – zjada je częściej niż żaby, występuje od kwietnia do października) – mamy podać dla rośliny i dla zwierzęcia

➔

Biotop – wyraźnie ograniczona i różniąca się od innych przestrzeń, w obrębie której mogą żyć określone organizmy i ich zespoły; obejmuje całość nieożywionych elementów danej przestrzeni(np. Jaskinia Niedźwiedzia w Kletnie)

➔

Biocenoza – zespół wszystkich żywym organizmów zamieszkujących określony obszar, powiązanych zależnościami troficznymi i innymi interakcjami między gatunkowymi, który wraz z elementami

środowiska abiotycznego – nieożywiona(biotop) – tworzy lokalny ekosystem (np. biocenoza wodna – staw i lądowa – łąka) – mamy podać dwie biocenozy i kilka populacji do biocenozy – takie populacje, które faktycznie występują ➔

Ekosystem – wyodrębniony fragment biosfery, złożony z żywych organizmów(elementy biotyczne) i składników nieożywionych(elementy abiotyczne), połączonych relacjami troficznymi, w którym zachodzi przepływ energii i krążenie pierwiastków chemicznych(np. las iglasty – podać biocenozę czyli populacje wraz z elementami nieożywionymi, abiotycznymi)

➔

Ekoton – strefa przejściowa między różnymi sąsiadującymi ze sobą ekosystemami; ekoton często jest środowiskiem o większym bogactwie gatunków niż ekosystemy, na których granicy powstał(np. między lasem a łąką, między lasem a jeziorem) – podać dwa przykłady

➔

Biom – duża jednostka biocenotyczna, wyróżniana na podstawie warunków klimatycznych i zasięgu formacji roślinnej, biom obejmuje nie tylko roślinność, lecz także świat zwierzęcy i stadia rozwojowe biocenoz(np. sawanna, rafa koralowa, tajga, tundra)

➔

Krajobraz – fragment powierzchni Ziemi z charakterystycznym ukształtowaniem będącym efektem wzajemnego oddziaływania wielu czynników(m. in. rzeźby, gleb, wód, flory, fauny) z mozaiką rozmaitych ekosystemów, wraz z elementami gospodarki człowieka, stanowiący zintegrowany układ(np. krajobrazy naturalne, krajobrazy antropogeniczne – nienaturalne)

➔

Biosfera – nazywana ekosferą, strefa biotyczna, w której występuje życie, system globalny, (np. Ziemia)

➔

Na pierwszym kolokwium będą pytania z tych ćwiczeń – OPARTE NA PRZYKŁADACH, aby móc ułożyć definicję

Gatunek: ➔ Roślina – Jaskier rozłogowy(Ranunculus repens) ➔ Ptak – Kaczka krzyżówka(Anas platyrhynchos) ➔ Podgrzybek brunatny(Imleria badia) ➔ Protista – Zarodziec malaryczny(Plasmodium malariae) ➔ Bakteria – Bakteria E.Coli(Escherichia coli) Populacja: ➔ Populacja kaczki krzyżówki w liczbie 15 sztuk, występująca latem w stawie ➔ Populacja podgrzybka brunatnego w liczbie 5 sztuk w lesie mieszanym początkiem jesieni ➔ Populacja wstężyka gajowego na łące latem ➔ Populacja ziarnopłonu wiosennego na łące w kwietniu ➔ Populacja Pokrzewki cierniówki w koronach drzew wiosną Siedlisko: ➔ Pustynia dla skorpiona pustynnego ➔ Las iglasty dla maślaków zwyczajnych ➔ łąka podmokła dla bociana białego ➔ mierzeja jeziora dla drozda pstrego ➔ przydroże u podnóża Tatr dla LIlii bulwkowatej Nisza ekologiczna: ➔ Na przykładzie wilka szarego – lasy mieszane, w których występują gatunki będące pokarmem dla niego np. jeleń, uzębienie umożliwiające polowanie, wykształcone pazury, regulacja ekosystemu ➔ winniczek - występuje na polanie, wymogi to roślinność z pokarmem dla winniczka; gleba z węglanem wapnia i otwarta skorupa; śluz - przystosowanie do pożywienia dla innych organizmów, występuje od kwietnia do października ➔ Żabka złota - występuje w obszarze zbiorników wodnych, odpowiednie warunki to dostęp do zbiornika z odpowiednim utlenianiem oraz bogatym w odpowiedni pokarm; śluz by nie wysychały; jaskrawy kolor w celu odstraszenia potencjalnego drapieżnika, jest pokarmem dla tarantuli, występuje cały rok ➔ przylaszczka pospolita - występuje w lasach liściastych z glebami gliniastymi i wapiennymi, nasiona

zostają roznoszone dzięki elojosomowi przez mrówki; pyłek dla zapylaczy; występowanie - kwiecień Biotop: ➔ Jaskinia niedźwiedzia w Kletnie ➔ Jezioro tanganika w Afryce wschodniej ➔ jezioro Nisa w Tanzanii Biocenoza: ➔ Puszcza Białowieska ➔ Ilanos z wyżyny Orinoko Ekosystem: ➔ łąka ➔ las ➔ ocean Ekoton: ➔ Morze Bałtyckie i las iglasty na wydmach ➔ Las namorzynowy i morze (Dominikana) Biom (może posiadać wiele ekosystemów): ➔ tajga ➔ tundra ➔ pustynia ➔ pampa Krajobraz: ➔ górski u podnóża Tatr ➔ krajobraz nadmorski dalmacji

ĆWICZENIA 17/10 Ekologia organizmu - organizmy a środowisko monocen - organizm + środowisko akcje - oddziaływanie środowiska na organizm reakcje - oddziaływanie organizmu na środowisko koakcje - stosunki i oddziaływania jednych organizmów na inne Czynniki środowiskowe zasady autekologii: organizmy są związane ze swym środowiskiem przez potrzeby życiowe wymagania organizmu w stosunku do środowiska wynikają z jego właściwości morfologicznych i fizjologicznych Klasyfikacja czynników środowiskowych: ➔

➔

czynniki abiotyczne obejmują oddziaływania wynikające ze składu fizykochemicznego środowiska 1. klimatyczne 2. edaficzne 3. fizjograficzne czynniki biotyczne czyli żywe składniki środowiska wywierające bezposredni lub posredni wplyw na siebie i na otaczające abiotyczne składniki środowiska

czynniki środowiskowe ulegają zmianom WYKRES!! krzywa zmienności danego czynnika ekologicznego

Definicja niszy ekologicznej ➔ ekologiczna przestrzeń zajmowana przez gatunek; miejsce gatunku w biocenozie ➔ wypadkowa wymagan fizjologicznych i zakresu tolerancji danego gatunku ➔ miejsce bądź status organizmu w obrębie danego ekosystemu, wynika ➔ jaceg ze strukturalnych przystosowan organizmu, jego reakcji fizjologicznych, behawiuru itp ➔ n-wymiarowa przestrzeń zawierająca całkowity zakres warunków w których dany organizm może funkcjonować NISZA NIE ISTNIEJE BEZ ORGANIZMU NIE MOŻE BYĆ “PUSTA” Rodzaje nisz: nisza potencjalna (podstawowa) ➔ wyznaczona przez granice tolerancji ekologicznej ➔ hipotetyczna (prawie) nigdy nie realizowana w praktyce nisza realizowana ➔ obejmuje rzeczywisty zestaw warunków środowiska (konkurenci, drapieżniki..) ➔ większa od niszy potencjalnej ➔ może zajmować różne miejsca w obrębie niszy Tolerancja ekologiczna Zdolność adaptacji do określonych czynników środowiska, np. temperatury Krzywa i strefa tolerancji ekologicznej, wyznaczona trzema głównymi punktami: minimum optimum i maksimum, z których minimum i maksimum czynniki ograniczają zakres tolerancji tj. zakres zmian, które organizm może jeszcze znieść.

Czynniki ograniczające (limitujące): 1. prawo minimum Liebiga (1841) czynnik środowiska o wartości najbliższej granicy (dolnej lub górnej) tolerancji jest czynnikiem ograniczającym. 2. prawo tolerancji Shelforda (1913) - występowanie organizmów w danym środowisku zależy od zespołu czynników wartości muszą zmieścić się w zakresie tolerancji ekologicznej tych organizmów 3. amplituda ekologiczna - zakres warunków środowiskowych, w jakich dana populacja (gatunek) występuje lub może występować Rozszerzenie prawa tolerancji 1. tolerancja w stosunku do jednego czynnika zmienia się w zależności od sumy czynników działających w tym samym czasie 2. każdy gatunek tworzą osobniki o nieco różnych wymaganiach zdolnościach adaptacyjnych (tolerancji ekologicznej 3. organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika a wąski w stosunku do drugiego 4. organizmy o szerokim zakresie tolerancji w stosunku do wszystkich czynników są również najszerzej rozprzestrzenione 5. wymagania życiowe organizmu zmieniają się wraz z wiekiem 6. kiedy warunki środowiska nie są optymalne dla gatunku ze względu na jeden czynnik ekologiczny to jego granice tolerancji wobec innych czynników mogą być zakazane

7.

organizm y często częstotliwość

nasilenie czynnika minimum maksimum

norma

dostosowują intensywność procesów życiowych do wymagania środowiska Ekotyp - grupa, populacja jednego gatunku, które przystosowane są do określonych warunków klimatycznych i siedliskowych i mogą się w tych warunkach rozmnażać przykład - różny rozwój muszli ze względu na inne warunki klimatyczne Jeżeli rośnie szerokość krzywej tolerancji to jednocześnie spada jej wartość

Wykres ideowy ilustrujący różny rozwój organizmów w zależności od natężenia czynnika środowiska: A – eurybionty; B – oligostenobionty; C – mezostenobionty; D – polistenobionty

stenobiont/eurybionty zakres tolerancji w stosunku do czynników środowiska specjalista/generalista - spektrum wykorzystywanych zasobów zakres tolerancji w stosunku do jakiegoś czynnika ➔ eury - szeroki ➔ steno - wąski ➔ termiczny - do temperatury ➔ hydryczny - do wody ➔ halinowy - zasolenia ➔ fagiczny - pokarmu ➔ topowy - do typów siedlisk biont - oznacza to że organizmy mogą żyć tylko w obecności danego czynnika fil - oznacza że organizm występuje najchętniej w obecności danego czynnika ksen - nie występuje w danych warunkach, jest obcy dla danych warunków, ale zdolny do życia w nich przez pewien czas ➔ fob - oznacza że organizm całkowicie unika danych warunków fity - organizmy roślinne np. stenohalifob, halifil, scenohydroksen ➔ ➔ ➔

Grupy ekologiczne - zgrupowania organizmów różnych gatunków, które charakteryzuje podobny zakres tolerancji w stosunku do określonego czynnika ➔ hydrobionty - organizmy żyjące w wodzie ➔ higrofile - otganizmy

➔ ➔ ➔ ➔ ➔ ➔ ➔ ➔

kserofile kriofity mezofity termofity skiofity - rośliny cieniolubne heliofity - rośliny światłolubne rośliny acydofilne - gleby kwaśne rośliny bazofilne - gleby wapienne

Gatunki wskaźnikowe - bioindykatory, stenobionty, gat. o wąskiej, ściśle określonej amplitudzie ekologicznej, wąsko wyspecjalizowane, charakterystyczne dla danego czynnika lub procesu np. złotorost ścienny, pustułka pęcherzykowata Zadanie: Przedstaw graficznie zakres tolerancji ekologicznej następujących organizmów: 1.

-2 - 2C, optimum 0.1C

→

kriobiont, oligostenotermofil

aktyw ność

-2

0,1 temperat 2 ura

2.

5-45C, optimum 22-24C

→

eurytermofil

akty wno ść

5 10 15 25 30 35 40 45

temper atura

akty wno ść

0 5 10 15 25 temper 30 35 40 45 atura

3.

0-45C, optimum 22-24C

→

eurytermofil

Do jakiej grupy ze względu na tolerancję ekologiczną należą te organizmy? Narysuj wykres zakresu tolerancji ekologicznej dla następuących organizmów: 1. eurytermiczny i euryhydrytyczny

temp.

woda 2.

oligostenotermiczny i euryhydryczny

temp.

3.

polistenotermiczny i oligostenohydryczny

temp. woda

woda

ĆWICZENIA 24/10 Projekt (tekst + prezentacja) Struktura przestrzenna, wiekowa, płciowa wybranej populacji, (do wyboru minimum 3 struktury) - forma pisemna i ustna (za 2 tyg!)

● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

podanie prawidłowego tytułu projektu np. struktura ekologiczna pszczoły miodnej latem we wrocławiu cechy grupowe populacji - lokalna populacja - subpopulacja, DEM (opracowujemy właściwości wtórne) -> zagęszczenie, odpowiednio reprezentatywna struktura przestrzenna - np. pozioma i rozmieszczenie równomierne, podać dlaczego jest taki powód rozmieszczenia, interpretacja struktura wiekowa - liczba osobników + wiek, trzeba wykreślić odpowiednia piramide Czynniki regulujące strukturę wieku i określające kształt piramidy populacja monocykliczna czy policykliczna struktura płciowa - liczebność grupy i liczba osobników, może być procentowa systemy rozrodcze - monogamia, poligynia, poliandria, poligynandria, promiskuityzm struktura socjalna - populacja gdzie występuje struktura socjalna (nie opisywać kiedy spotykaj się nie okres rui), opisać relacje i powiązania pomiędzy osobnikami Piśmiennictwo!!!

ZASADA ALLEEGO - nie tylko czynniki zewnętrzne (środowiskowe) mają wpływ na liczebność populacja, ale również wewnątrz, jak przegęszczenie lub niedogęszczenie. Alleel zauważył że populacje które są w niedopuszczeniu szybciej wymierają, a także nie przetrwają te populacje które są w rozproszeniu. Skutki sąsiedztwa

Rośliny

Zwierzęta

Pozytywne

korzystne zmiany fizyczne i chemiczne środowiska, utrzymanie odpowiedniej wilgotności powietrza, eliminacja gatunków konkurencyjnych

wspólne zdobywanie pokarmu, obrona przed wrogami naturalnymi, zasiedlanie nie opuszczonych nor wykorzystywanie ścieżek i śladów, wspólna opieka nad potomstwem, wytwarzanie mikroklimatu

Negatywne

odbieranie sobie pokarmu, niekorzystne zmiany składu chemicznego podłoże, ocenianie, wydzielanie allelo patogenów

powstawanie sytuacji stresowych, ograniczenie aktywności w środowisku, a przez to ograniczenie dostępu do pozywania, konkurencja, niekorzystne zmiany fizyczne ii chemiczne środowiska

Zadanie 1 Przedstaw dane graficznie i skaz, w którym przypadku zagęszczenia ptaków bylo optymalne jaki będzie procentowy ubytek jaj, spowodowany działalnością drapieżników. a)

przy asynchronicznym składaniu jaj przez ptaki

Dni

1

2

3

4

5

6

7

jaja złożone

1

1

2

3

2

1

1

jaja zjedzone

1

1

1

1

4

5

6

7

jaja złożone

2

8

1

jaja zjedzone

1

1

1

b)

1

1

1

przy synchronicznym składaniu jaj przez ptaki

Dni

1

2

3

Zadanie 2 Obliczenie populacji fiołka polnego. Na poletku doświadczalnym wykonano 3 rzuty doświadczalne trzy rzuty losowe (ramka o powierzchni 0,25 m2, wymiary 10 cm x 250 cm) w celu oznaczenia populacji gatunku w okresie wiosennym. Należy określić zagęszczenie populacji w szt. na 1 m2 a) 25 szt b) 17 szt c) 30 szt najpierw trzeba zrobic z tego srednia a+b+c średnia = 24 24 x 4 = 96 96 na powierzchnię jednego metra...