Základy ekologie: vývoj, terminologie a metodologie oboru

Základy ekologie: vývoj, terminologie a metodologie oboru
RNDr. Sylva Rödlová, Ph.D 3. LF UK, Praha, 2014 II. ročník – Obor „Veřejné zdravotnictví“ Předmět „Základy ekologie“

Obsah přednášky Definice oboru a pojmu (pojmů) ekologie
Historie/vývoj ekologie Ekologie a globální politika Dělení ekologie Metodologie ekologie Terminologie ekologie

PROČ zrovna EKOLOGIE ? „Partnerem VŠ pedagogů jsou studenti, nikoliv jejich budoucí zaměstnavatelé. Proto není možné studenty vzdělávat jen z hlediska potřeb budoucích zaměstnavatelů, ale musíme je vychovávat obecněji, šířeji, aby měli potřebný rozhled a byli to samostatně uvažující a jednající tvůrčí individua...“ (Z přednášky prof. Jana Sokola na semináři k výročí narození T.G.Masaryka v Poslanecké sněmovně dne )

PROČ zrovna EKOLOGIE ? „Škol přibylo a úroveň lidí klesla. Nad tím opravdu jest třeba se zamyslet a hledat příčinu... Příčina je na bíledni. Vždyť škola už dávno přestala děti vychovávat. Stala se prostředkem, aby byly zaopatřeny. Vysvědčení a kariéra – stalo se cílem dlouhého studování...“ (Z knihy středoškolského profesora Miloše Seiferta „Radostná škola – kapitoly o činné škole v cizině a o budoucí škole naší“, 1929)

ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ vztah k lékařským vědám
Životní prostředí (přirozené i umělé) vždy značnou měrou ovlivňuje zdravotní stav - jedince: od okamžiku početí, přes všechny fáze prenatálního i postnatálního života, ovlivňuje kvalitu i délku jeho života - populace: dlouhodobě (po mnoho generací) působící faktory prostředí selektují genotypy, manifestující příslušný zdravotní stav (např. krevní choroby a malárie) FAKTORY: Faktory abiotické: záření, klima, přítomnost chemických látek, kvalita stanovišť, stav půdy, vody, ovzduší apod. Faktory biotické: množství a kvalita potravy, působení infektů apod. Faktory sociální: pohoda a stres, možnost / nemožnost regulovat kvalitu života (např. životní styl apod.)

EKOLOGIE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ vztah k lékařským vědám
Pacient přichází do zdravotnických zařízení jako obraz svého životního prostředí z hlediska nedědičných a zčásti i dědičných znaků a chorob Zájem zdravotníků o životní prostředí by měl vyplývat ze zájmu o zdravotní stav jednotlivých pacientů i celé populace Zdravotníci by se měli stát samozřejmými autoritami nejen v otázkách lidského zdraví, ale i ve vztahu k životnímu prostředí technokrati a ekonomové - argumentují především ziskem Zdravotníci - argumentují nejen zdravím, ale i samotnou existencí lidské populace

Vztah ŽP k lékařským vědám Zoonózy - epidemiologie
Nemoc – výsledek endogenních faktorů (fyziologické procesy) a exogeních faktorů (vlivy životního prostředí). Zoonózy – nemoci (přenosné ze zvířete na člověka) Ebola, žlutá horečka, opičí neštovice (viz. Obr.), vzteklina, Hanta virus, Nipah, horečka Marburg, množství kmenů chřipek,.... Kaloň – přenašeč viru Hendra (1994) či Eboly (1996), viru Nipah, SARS

CO JE EKOLOGIE ? Užívá se v několika významech
V původním významu je ekologie biologická věda (resp. jedna z biologických věd) Pojem „ekologie“ coby označení pro nový vědní obor, který by hlouběji zkoumal a rozvíjel Darwinovo učení o původu a vývoji druhů, použil jako první německý biolog Ernst Haeckel v roce 1869 Jako samostatný obor se však ekologie konstituovala až na přelomu 19. a 20. století Etymologie slova (z řečtiny): oikos (= dům, místo přebývání) + logos (věda)

EKOLOGIE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ definice ekologie
věda o vztazích mezi organismy a jejich okolím a mezi organismy navzájem (Ernst Haeckel, německý zoolog, klasické pojetí, posuzující člověka jako živočišný druh) věda o funkčních vztazích v přírodě, věda o „ekonomii“ přírody uspořádání vztahů mezi organismy a jejich prostředím, „věda o životním prostředí“ – environmental science (E.P.Odum, americký ekolog, Ekologie 1977 věda o komplexních funkčních biotických (i abiotických) systémech = ekosystémech, studuje též vzájemný vztah živých bytostí (Paul Duvigneaud: Ekologická syntéza 1980) současnost : mimo aspekty environmentální též aspekty sociální, biomedicínské a ekonomické

Ernst Heinrich Philipp August Haeckel
1834 – 1919 autor biogenetického zákona a učení o fylogenezi ad. velký stoupenec darwinismu (bohužel i tzv. sociálního darwinismu  eugenika  nacismus…)

Definice ekologie Ekologie je biologická věda, která se zabývá vztahem organismů a jejich prostředí a vztahem organismů navzájem (Haeckel, 1869) Ekologie je nauka o ekonomii přírody (Haeckel, 1879) Ekologie je nauka o struktuře a funkci přírody (E.P.Odum, 1963)

Příklad: vzájemný vztah organismů (fytoplankton – zooplankton – ryby živící se zooplanktonem – dravé ryby)

Příklad: vztah organismů a prostředí (vztah mezi teplotou, srážkami a vegetací – hlavními biomy)

Příklad: vztah organismů a prostředí (vztah mezi nadmořskou výškou a složením rostlinných společenstev ve středoevropské krajině)

Jiná použití pojmu „ekologie“ (rozšířený či přenesený smysl či lidové použití)
Ochrana životního prostředí, ochrana přírody ( environmentalistika) Přírodní prostředí „ekologicky šetrný výrobek“ (výrobek šetrný k životnímu prostředí) „ekologické zemědělství“ („…zvláštní druh zemědělského hospodaření, který dbá na životní prostředí a jeho jednotlivé složky stanovením omezení či zákazů používání látek a postupů, které zatěžují, znečišťují nebo zamořují životní prostředí nebo zvyšují rizika kontaminace potravního řetězce, a který zvýšeně dbá na vnější životní projevy a chování a na pohodu chovaných hospodářských zvířat…“ - zákon č. 242/2000 Sb. o ekologickém zemědělství)

Jiná použití pojmu „ekologie“ (rozšířený či přenesený smysl či lidové použití)
Ekologie jako označení pro určitou ideologii (např. hlubinná ekologie jako filosofický základ některých radikálních environmentalistických hnutí; „radikální ekolog“…)  ekologismus

Historie/vývoj ekologie
Určitý ekologický způsob uvažování se objevoval dlouho předtím, než došlo k ustavení ekologie jako samostatného vědeckého oboru Principy ekologie se vyvíjely postupně, v úzké spojitosti s vývojem jiných biologických věd Theophrastus (asi 371 až 287 p.n.l.), žák Aristotela, popisoval vztahy mezi zvířaty a mezi zvířaty a jejich pro- středím již ve 4. stol. p.n.l.

Zámořských objevitelských cest (18. století) se zúčastnilo též mnoho vědců, včetně např. Alexandra von Humboldta (1769 – 1859). Humboldt byl prvním, kdo soustavně studoval vztah mezi organismy a jejich prostředím. Popisoval vztahy mezi výskytem určitých druhů rostlin a klimatem nebo geologickým podložím; vymezil vegetační zóny pomocí zeměpisných šířek a délek a nadmořské výšky; zakladatel geobotaniky.

Alfred Russel Wallace ( ), současník a soupeř Darwina, byl první, kdo vážně studoval geografii živočišných druhů. V témže období prohlašuje více badatelů, že jednotlivé druhy (zvířat, rostlin) nejsou na sobě nezávislé, a řadí je do určitých skupin, resp. společenstev živých bytostí neboli biocenóz. Pojem „biocenóza“ poprvé použil zřejmě německý zoolog Karl Möbius ( ) v roce 1877, který m.j. studoval ekologii ústřicových lavic.

Charles Darwin ( ) přispěl jako zakladatel evoluční biologie (viz např. dílo O původu druhů) ke vzniku oboru ekologie, ale sám ten termín nikdy nepoužil a lpěním na přírodním a pohlavním výběru jako hlavní determinantě vývoje druhů byl v opozici převládajícímu názoru té doby, že morfologie a fyziologie organismů je ovlivněna hlavně abiotickými faktory neboli environmentálním výběrem

K předním zastáncům studia abiotických faktorů – např. sucho, oheň, sůl, klima – na utváření společenstev patřil a zakladatelem biogeografie byl dánský botanik Eugen Warming ( ), autor široce rozšířené a do mnoha jazyků rozšířené knihy Plantesamfund (Oecology of Plants). Dnes považován za jednoho ze zakladatelů oboru ekologie.

Překotný vývoj mnoha biologických oborů (např. chemie – objev dusíkového cyklu) v 19. století přispěl též k formování a vývoji ekologie. Poznání, že životní formy se vyvíjejí jen v určitých částech atmosféry, hydrosféry a litosféry, vedlo rakouského geologa Eduarda Suesse k navržení pojmu „biosféra“ (1875) (Gondwana, Tethys), který později rozvedl ruský vědec Vladimír I. Vernadský ve své knize Biosféra (1926): „biosféra jako suma všech ekosystémů“. Vernadský byl zakladatelem několika nových vědních oborů, např. biogeochemie.

E. Suess ( ) V. I. Vernadský ( )

Rozvoji ekologie – a jejímu pozdějšímu, konečnému společenskému uznání jako vědy – napomohly rozsáhlé „ekologické škody“ působené člověkem na přírodě/ životním prostředí: Rozsáhlé odlesňování v souvislosti s rozvojem zámořských kolonií (od 18. století) Rozsáhlé znečištění prostředí odpady z průmyslu (od průmyslové revoluce, resp. od 19. stol.) Rozsáhlé znečištění prostředí v důsledku měnícího se životního stylu člověka (od 20. stol.)

1935 – britský botanik a ekolog Sir Arthur G. Tansley ( ) zavádí pojem „ekosystém“ jako interaktivní prostředek (prostředí) mezi „biocenózou“ (společenství živých bytostí) a „biotopem“ (prostředí, ve kterém jednotlivé bytosti žijí); později zavádí též pojem „ekotop“

Tansleyho pojem „ekosystém“ dále rozvíjel americký biolog Eugene P. Odum ( ), který – částečně se svým bratrem Howardem Odumem – po r sepsal první učebnice ekologie (např. Fundamentals of Ecology, Ecology, Basic Ecology ad.) a ovlivnil nejméně jednu generaci nastupujících ekologů (nejen v Americe). Odum EP: Základy obecné ekologie. Akademia, Praha 1977.

Americký botanik a průkopník ekologie Henry Chandler Cowles ( ) studoval vegetaci na pískových dunách Indiana Dunes u jezera Michigan  „ekologická sukcese“; spoluzakladatel dynamické ekologie

Ekologie člověka (počátky ve 20. letech 20. století – studium změn městské vegetace v Chicagu; samostatný obor od 70. let 20. století) = uznání skutečnosti, že člověk je na Zemi hlavním ekologickým faktorem: modifikuje prostředí skrze rozvoj sídel, intenzivní exploataci /těžba dřeva, rybolov/ či vedlejšími účinky zemědělství, těžby nerost. surovin a průmyslové činnosti). Vedle ekologie a biologie využívá e.č. řadu jiných věd: antropologii, etnologii, demografii, územní plánování, ekonomii, architekturu, lékařství, psychologii ad. Ekologie člověka  sociologie

Po 2. světové válce, spolu se zhoršujícím se životním prostředím, tlak na ekologii, aby se stala aplikovanou, pomocnou vědou pro řešení problémů souvisejících se zhoršováním ŽP. Dvě události pomohly zachovat (a posílit) ekologii také jako teoretickou vědu – Manhattan Project a kniha Silent Spring  

Manhattan Project – po skončení 2. světové války rozhodla americká Nuclear Energy Commission o rozsáhlém a bohatě dotovaném výzkumném projektu o vlivu výroby a použití jaderných zbraní na životní prostředí a přírodu (ekologie se stala „big science“…)

V roce 1962 vyšla kniha americké bioložky Rachel Carsonové Silent Spring, která poprvé podrobně dokumentovala a veřejnosti srozumitelnou formou ukázala, že nekontrolované a (do té doby nezkoumané) použití perzistentních látek typu pesticidů (DDT) škodí nejen divokým zvířatům, ale i člověku.  Velká vlna zájmu o otázky ekologie a životního prostředí. V roce 1972 zákaz použití DDT v USA (s výjimkou kontroly malárie).

Kniha Silent Spring byla opakovaně zařazena mezi nejvýznamnější vědecké nebo “non-fiction“ publikace kdy vydané, na druhou stranu lobby chemického průmyslu ji ještě např. 40 let po vydání zařazuje mezi „Ten Most Harmful Books of the 19th and 20th Centuries“, protože vedla k prosazení prvních zákonů regulujících činnost chemického průmyslu a účinněji chránících ŽP, včetně vzniku US EPA.

Ekologie Rachel Louise Carson (1907-1964) Silent Spring (1962)
(Mlčící jaro, 1972 zákaz DDT v USA)

Kritický stav ŽP v 60. letech… Symbolem znečištění a bezprostředním podnětem se stal požár na řece Cuyahoga (Cuyahoga River Fire) v Clevelandu, Ohiu, … … vedl k přijetí řady účinných zákonů na jeho ochranu, včetně požadavků na odborné posouzení stavu ŽP (např. National Environmental Protection Act, USA 1970) – „legitimizace ekologie“ jako vědy i jako nástroje na ochranu životního prostředí

James E. Lovelock (1919) a hypotéza „Gaia“ Britský biolog a lékař pracující pro NASA Holistický přístup - opačný směr oproti dílčí specializaci Hypotéza „Gaia“ ´(Gaia = řecká bohyně Země; odtud též kořen slov „geologie“ či „geografie“) považuje Zemi za jeden obrovský živý (makro)organismus  Země a život na ní je systém se schopností regulovat teplotu a složení zemského povrchu a udržovat jej ve stavu příznivém pro živé organismy; autoregulace systému je aktivním procesem, poháněným volnou energií, kterou dodává Slunce

James E. Lovelock (1919) Gaia hypothesis - biosphere is a self-regulating entity with the capacity to keep our planet healthy by controlling the chemical and physical environment. „Gaia“

Několik poznámek k historii české ekologie
1969: marná snaha o vznik samostatné České společnosti ekologické při ČSAV 1978: ustavení Ekologické sekce Biologické společnosti při ČSAV (Hadač, Moldan, Stoklasa ad.), nejprve vědců z různých ústavů, postupně (1989) až 400 členů – odborníků i laiků; nezávislé odborné a diskusní fórum, otevřeně poukazující na kritický stav ŽP v Československu Pokračovatelem Společnost pro trvale udržitelný život (J.Vavroušek, 1992)

Nejznámější osobnosti… Otakar Leiský ( 1925), zoolog, spoluzakladatel (1958) nejstarší ekologické organizace v Československu - Sboru ochrany přírody Společnosti Nár. muzea v Praze (TIS); zakladatel Hucul Clubu (1972) Prof. RNDr. Emil Hadač ( ), geobotanik, ekolog a organizátor; ředitel Ústavu krajinné ekologie ČSAV, předseda Biologické společnosti ČSAV; v letech 1971–1981 šéfredaktor časopisu Vesmír Prof. RNDr. Bedřich Moldan, CSc. ( 1935), původně geolog, dnes ředitel Centra pro otázky životního prostředí UK

Nejznámější osobnosti… Ing. Jaroslav Stoklasa, CSc. ( ), nestor české ochrany životního prostředí; pracovník ČSAV, zakladatel Ekologické sekce Biologické společnosti ČSAV; zakladatel mezinárodního filmového festivalu Ekofilm (1974). Jaroslav Vavroušek, Jiří Dejmal, Martin Braniš, Vojen Ložek, Jan Jeník ad.

Ekologie a globální politika
IBP (International Biological Programme), od r – v celosvětovém měřítku studována přirozená produktivita půd, sladkých vod a moří a adaptabilita člověka k měnícím se podmínkám prostředí MAB (Man and Biosphere), navazující výzkumný program UNESCO od r – studuje strukturu a fungování biosféry a sleduje změny v biosféře, které vyvolal člověk svou činností; později koncept tzv. Biosférických rezervací

Ekologie a globální politika
1972: první mezinárodní konference OSN „Conference on Human Environment“ (Stockholm)  „Think Globally, Act Locally“ 80. léta – rozvíjení koncepce biosféry a důležitosti biologické diverzity (oficiálně přijato na Summitu Země v Rio de Janeiru, 1992) 1997: konference v Kjótu (Kjótský protokol) – uvědomění si nebezpečí skleníkového efektu a jeho vlivu na změny klimatu

Hlubinná ekologie Autorem tohoto pojmu (deep ecology) byl v roce 1973 norský filosof Arne Næss: „Ekologie jako věda, která se zabývá fakty a jevy, nemůže dát odpověď na (filosofickou) otázku, jak bychom měli žít. Pro to potřebujeme „ekologickou moudrost“, ekosofii…“ Arne Dekke Eide Næss ( )

Hlubinná ekologie Hlubinná ekologie je přesvědčení, že příroda neexistuje proto, aby sloužila lidem, ale naopak. Člověka chápe jako součást přírody, člověk je jedním druhem mezi mnoha jinými… všechny biologické druhy mají stejné právo na existenci. Základem je hodnota, podstatná pro rozvoj veškerého, nejen lidského života, tzv. biodiverzita, tedy jeho různorodost. Hlubinná ekologie je nejen teoretický přístup, ale především ekologické hnutí.

Dělení ekologie

Tři úrovně obecné ekologie (1)
Autekologie: část ekologie zabývající se vztahy mezi prostředím a jedincem jako představitelem druhu (jak na organismus působí jeho biotické a abiotické prostředí a jak na ně působí organismus) = ekologie jedince (např. ekologie zajíce) Demekologie: část ekologie, která studuje populace a jejich vlastnosti (vztahy populace k prostředí a populacím jiných druhů, funkce populace v ekosystému, množivost, úmrtnost, kolísání početnosti, poměr pohlaví, věková struktura apod.) = ekologie populací (např. ekologie zaječí populace na podhorských loukách)

Tři úrovně obecné ekologie (2)
Synekologie: část ekologie studující vztahy ekologických systémů vyšších než populace (ekologické vztahy dvou nebo více druhových populací navzájem; složení a struktura společenstva, dráhy energie a látek; rozšíření druhu, primární produkce biomasy…) = ekologie společenstev (např. ekologie bukového lesa) Ekologie biomů: zabývá se nejvyšší úrovní přírodních objektů (biom), je blízce příbuzná biogeografii (nauce o rozmístění organismů na Zemi); např. ekologie středoevropských opadavých lesů

Dělení ekologie na podobory
Obecná ekologie: zabývá se obecně platnými ekologickými principy – objasňuje, třídí a shrnuje veškeré obecné zákonitosti o ekologických systémech a jejich prostředí; poznatky sestavuje do logické syntézy, tvořící nezbytný základ pro návazná specializovaná studia Speciální ekologie: na základě poznatků obecné e. studuje vybranou ekologickou problematiku mikroorganismů, vyšších rostlin, živočichů nebo člověka na různých ekologických úrovních (např. ekologie hraboše polního)

Teoretická ekologie: novější obor studující pomocí matematických modelů ekologické systémy Aplikovaná ekologie: zabývá se praktickou aplikací ekologických poznatků, zejména při prevenci nebo nápravě znečišťování vody, ovzduší nebo půdy, ale i ochranou přírody (genofondu rostlin i živočichů) a krajiny

Ekologie moře (lesa…): zabývá se vztahy mezi příslušnými organismy a prostředím v mořích (lese…) Ekologie krajiny: obor se širokým překrytím ekologie a geografie, s návazností na ekonomiku i tvorbu a ochranu životního prostředí. Studuje krajinu jako poměrně jednotný územní celek, tvořený souborem ekosystémů a všech lidských výtvorů i vlivů; hodnotí dopad anthropogenních zásahů… Plánuje využití částí krajiny, jejich optimální ekonomickou i ekologickou funkci, zvýšení ekologické stability krajiny, úpravy pro zlepšení životního prostředí člověka…

Ekologie globální: studuje souvislosti a změny na celé planetě Zemi a jejich vliv na život Ekologie produkční: studuje produkci rostlinné a živočišné biomasy v různých typech suchozemských i vodních ekosystémů + koloběhy látek a toky energií; ukazuje možnosti produkce biosféry, resp. prognostikuje její využití pro lidstvo

Globální ekologické problémy dle 200 vědců z 50 zemí

Ekologie člověka: nauka o vztazích člověka jako biologického druhu k jeho prostředí s uplatněním hledisek antropologických a lékařských. Sleduje nerovnoměrný růst lidské populace v různých částech světa, hlediska globálně demografická, nedostatek potravin, související problémy sociální a ekonomické; zabývá se prognostikou osudu lidské populace na Zemi V posledních letech se v některých zemích používá pojem „ekologie člověka“ (human ecology) jako synonymum pro hygienu, jak ji chápeme u nás (resp. ve Střední Evropě).

Hraniční obory (příklady)
Ekofyziologie (zabývá se studiem změn a adaptací fyziologických funkcí souvisejících se změnami prostředí) Ekoimunologie (sleduje vliv prostředí a jeho změn na funkci imunitního systému) atd.

Metodologie ekologie

Ekologická metodologie
Účel ekologie: porozumět procesům probíhajícím v živé přírodě, která nás obklopuje resp. které jsme součástí Proto ekologie zahrnuje (využívá poznatky) i mnoho jiných věd – geologii, zoologii, botaniku, (evoluční) biologii, klimatologii, chemii, historii atd. → ekologie jako multidisciplinární obor!

Ekologie se zabývá obrovským množstvím procesů, týkajících se všech skupin organismů a probíhajících ve všech typech prostředí a v různých časových i prostorových měřítkách… … a proto nemá jednotnou metodologii získávání základních údajů Způsob získávání dat musí být vždy podřízen účelu výzkumu – na jakou otázku chceme odpovědět.

Příklad: složitost vzájemných vztahů (diverzita tropického pralesa)

Pozorování či měření v terénu (v přírodě) Srovnávání pozorovaných jevů Terénní experimenty Laboratorní experimenty Způsob sběru údajů by měl co nejméně ovlivnit výsledky – často se stává, že získané výsledky nesvědčí ani tak o dějích v přírodě, ale spíše o použité metodě sběru a hodnocení údajů…

Metody zpracování získaných údajů jsou – na rozdíl od metod jejich sběru – poměrně jednotné, protože se jedná o obecné postupy využívané ve vědě  zpracování dat pomocí statistiky a jiných matematických přístupů (korelace, regrese, analýza variance atd.) Testování hypotéz…

Terminologie ekologie
Výklad některých důležitých pojmů

Abiotické faktory = činitelé neživé, anorganické přírody jako složka životního prostředí. Rozlišujeme: f. klimatické (světlo, teplota, srážky, vzduch a jeho složení i pohyby, vlhkost, tlak, elektrické změny ovzduší), f. půdní, edafické (fyzikální a chemické vlastnosti půdy i jejího podkladu), f. hydrologické (voda jako prostředí organismů, její teplota, salinita, pohyb, tlak, průhlednost)

Biotické faktory = činitelé živé organické přírody působící na živé systémy jako složka jejich prostředí. Rozlišujeme: b. f. trofické, potravní (druh a způsoby získání potravy), b.f. intraspecifické (homotypické), vnitrodruhové (vlivy mezi jedinci uvnitř populace), b.f. interspecifické (heterotypické), mezidruhové (vztahy mezi jedinci různých druhů), b.f. antropogenní (antropické), lidské (působené člověkem).

Ekotop = soubor všech neživých (abiotických) činitelů působících na stanovišti, kde žijí organismy

Abundance = početnost, množství jedinců téhož druhu (nebo nějaké skupiny druhů, rodu, čeledi apod.) na jednotku plochy nebo objemu (např. dubů na 1 ha, hrabošů na 1 ha atd.), také např. počet jedinců v ptačí kolonii, která se ovšem dá vyjádřit plošně. Jde o a. absolutní, na rozdíl od a. relativní, kdy neznáme plochu nebo objem, např. počet hrabošů na 100 pastí, počet obalečů na feromonový lapák apod.

Adaptabilita = přizpůsobivost, schopnost organismů přizpůsobit se podmínkám prostředí, které však nesmějí přesáhnout meze jejich tolerance

Anabolismus = proces, jímž se v organismu z energeticky chudých (a jednodušších) látek vytvářejí látky složitější a energeticky bohatší; tomuto chemickému procesu látkové výměny v organismu je nutno dodávat energii buď vnější (např. světelného záření), nebo vnitřní (např. z katabolických procesů v tomtéž organismu). Opak: katabolismus.

Autotrofní autotrofní organismy jsou schopné vytvářet látky organické (ústrojné) z látek anorganických (neústrojných). Jsou to: 1. zelené rostliny, fotosyntetické, získávají energii ze slunečního záření. 2. bakterie, chemosyntetické, získávají energii rozkladem různých anorganických sloučenin. Opak: heterotrofní.

Heterotrofní heterotrofní organismy – tráví, zahřívají nebo rozkládají pouze přejaté organické látky a ze získaných složek budují vlastní tělo (bílkoviny, tuky, cukry). Část těchto látek opět rozkládají k uvolnění energie pro vlastní životní procesy. Jsou to živočichové, nezelené rostliny a mikroorganismy. Opak: autotrofní.

Biocenóza = společenstvo, soubor populací všech druhů rostlin, živočichů a mikroorganismů obývajících určitý jednotný úsek životního prostoru – biotop. Je to živý ekologický systém, schopný autoregulace, má svoje druhové složení, vazbu mezi druhy, patrovitost, periodicitu jevů a sukcesi.

Biotop = stanoviště, sídliště, místo, v němž žije společenstvo organismů, biocenóza (tedy i její populace a jedinci.). B. je charakterizován podmínkami podnebí (klimatopem), podmínkami půdního podkladu (edafotopem) i vlivy okolních organismů, tj. abiotickými i biotickými vlastnostmi prostředí. Rozlišujeme b. terestrické, vodní, luční, lesní, polní, jezerní, mořské apod.

Příklad: biotop stojatých vod

Biogeocenóza též geobiocenóza, část zemského povrchu, v němž biocenóza a jí odpovídající části atmosféry, litosféry, hydrosféry a pedosféry jsou stejnorodé, spojené mezi sebou vzájemným působením, vytvářející jediný vzájemně podmíněný komplex. Užívá se pro konkrétní, zejména lesní porosty, někdy jako synonymum ekosystému.

Biodiverzita = rozmanitost, různorodost biotických složek systému.
Diverzita, rozmanitost: 1. obecně bohatost a množství složek v jakémkoli souboru (např. složek a jejich zastoupení v potravě druhu; bohatost biotopů a jejich rozloha v krajině); 2. druhová rozmanitost, jeden ze znaků biocenózy, zahrnující počet druhů a jejich početní zastoupení

Biodiverzita Tři stupně biodiverzity:
Ekosystémy (tropické deštné lesy, tajga, chladná moře, mokřady...) Druhy (vyvážená druhová rozmanitost přiměřená daným ekosystémům) Genetická diverzita (v rámci jednotlivých druhů udržovat tak početné populace, které zajistí stabilitu příslušných genofondů) Dva druhy ochrany biodiverzity: Plošná ochrana (Národní parky, biosférické rezervace, chráněná území,…..) Ochrana druhů (Zákaz či omezení obchodu nebo lovu s některými zvířaty či jejich částmi, speciální chráněné lokality a programy, ZOO,.....)

Ztráta biodiverzity mezi vybranými druhy obratlovců

Ztráta biodiverzity Hlavní možné příčiny
Invazní druhy (křídlatka, američtí raci, slimáci, norek americký… zřetelněji vidět na ostrovech či v Austrálii – králíci, přežvýkavci, šelmy, hlodavci ….) Změny klimatu Eutrofizace a chemické znečištění Změna habitatu Nadužívání ploch, zdrojů a ekosystémů

Biodiverzita v medicíně
Gara rufa

„Staré“ variety některých plodin jsou „in“
Semenná banka pěstovaných plodin a jejich původních druhů - Svalbard Global Seed Vault „Staré“ variety některých plodin jsou „in“

Biom = soubor podobných ekosystémů na větší části zemského povrchu, v pásmech nebo oblastech, s podobným charakterem rostlinného porostu i typickými živočichy; např. tundra, tajga (jehličnatý les), listnatý les, savana, poušť, tropický deštný les.

Biomasa = rostlinná (fytomasa) nebo živočišná (zoomasa) hmota jedinců, populace nebo jiných částí biocenózy na určité ploše nebo v prostoru.

Biosféra = celá svrchní část povrchu zemského osídlená živými organismy (biotou) – „živý obal Země“. Ekosystém nejvyššího řádu se všemi živými organismy na povrchu Země a jejich vnějším prostředím. Její horní hranici tvoří troposféra (asi 11 km vysoko), dolní hranici nejhlubší části oceánu (přes 10 km hluboko).

Biosféra

Atmosféra = ovzduší, plynný obal Země. Vertikální členění: troposféra do výše 8 – 18 km (u nás asi 11 km), stratosféra, asi 11 – 80 km (v ní ozonosféra s vrstvou ozónu ve výškách 10 – 50 km, nejhustší ve 23 km), ionosféra 80 – 800 km, exosféra nad 800 km, přechází do kosmického prostoru.

Ionosféra = vrstva ovzduší (atmosféry) ve výškách asi od 80 do 800 km od povrchu Země. Charakteristické jsou pro ni elektricky vodivé vrstvy s vysokou koncentrací iontů, ionizovaných molekul, atomů plynů a volných elektronů. I. Je velmi závislá na sluneční aktivitě, elektromagnetické vlny se v ní lámou, odrážení popř. pohlcují, vzniká tu polární záře.

Troposféra = nejspodnější vrstva ovzduší (atmosféry), v mírném pásmu sahá do výše asi 11 – 12 km (na rovníku 14 – 18, na pólech 8 – 9 km); probíhá v ní většina meteorologických dějů, u její horní hranice se hromadí vrstva škodlivých plynů, působící skleníkový efekt.

Hydrosféra = oblast vod na povrchu Země, z něhož zaujímá 70,8 %. Tvoří ji biocyklus slanovodní (marinní) z moří a oceánů (99,7 % vodní plochy na Zemi) a biocyklus sladkovodní (limnický) z tekoucích i stojatých kontinentálních vod (0,3 %).

Litosféra = svrchní pevná vrstva Země, která zahrnuje zemskou kůru a svrchní část zemského pláště až po horní hranici astenosféry. Mocnost litosféry je pod kontinenty km, pod oceány asi do 70 km, astenosféra = zemská vrstva s mocností km ležící pod litosférou

Biota = soubor rostlinstva (vegetace) a živočišstva (fauny) na určitém územním celku (např. biota Země)

Cenóza = obecně společenstvo, nejčastěji jakákoli dílčí součást biocenózy (např. taxocenóza střevlíkovitých, tj. všichni střevlíkovití brouci v biocenóze)

Cyklus = sled dějů v životě organismů, které se pravidelně opakují v pravidelném časovém období (např. cyklus početnosti, živin, životní,..)

Cyklus = sled dějů v přírodě /životním prostředí/ obecně, např. hydrologický cyklus, uhlíkový cyklus, dusíkový cyklus atd.

Disturbance = narušování, znepokojování: 1. rušení jakéhokoli systému, nejčastěji ekosystému; 2. v rostlinné ekologii ničení (destrukce) vytvořené rostlinné biomasy (pastvou, hmyzem, člověkem, erozí, ohněm, záplavami apod.)

Edafon = soubor všech organismů žijících v půdě. Zahrnuje rostlinnou složku, fytoedafon (bakterie, řasy, sinice, plísně, houby), a živočišnou složku, zooedafon (prvoci, červi, členovci a ostatní bezobratlí i obratlovci).

Ekoklima = stanovištní klima, klimatické faktory působící na stanovišti uvnitř ekosystému (v lese, porostu polních plodin, v rybníce apod.)

Ekosystém = základní funkční jednotka přírody. Jednota živé biocenózy a jejího neživého prostředí, tvořící dynamicky rovnovážný ekologický systém. Zahrnuje 4 hlavní složky: a) stanoviště se souhrnem abiotických faktorů (podnebí, půda, mrtvá organická hmota), b) producenty (autotrofní rostliny), c) konzumenty (vícečlánkový potravní řetězec živočichů a člověka), d) dekompozitory (rozkladače).

Ekosystém Ekosystémy rozlišujeme např. suchozemské (lesní porost, louka, step), sladkovodní (jezero, potok, tůň), přirozené (horská jedlobučina), umělé (smrková monokultura, polní kultury), popř. mořské (zátoka, korálový útes).

Příklad: ekosystém rybníka

Photo Source: http://www.elkhornslough.org/research/images/ecotone.jpg
Ekoton = hraniční zóna mezi dvěma nebo více biocenózami, oživená většinou více druhy než samotné jednotlivé biocenózy. Photo Source:

Ekotop = soubor všech neživých (abiotických) činitelů působících na stanovišti, kde žijí organismy

Fylogeneze = vývoj živé přírody, evoluce rostlinných i živočišných druhů, zejména však vyšších taxonů Bývá zobrazován ve formě fylogenetického „stromu“

Fylogenetický strom (příklady)

geonika: sleduje dopady činností člověka a jím vyvolaných aktivit na přírodní prostředí a interakci přírodního a antropogenního prostředí globalistika: zkoumá základní otázky existence a vývoje světové společnosti jako celku

Ontogeneze = vývin jedince organismu od oplození vaječné buňky až do dospělosti jedince. U živočichů platí obecné pravidlo, že ontogeneze je zkrácená fylogeneze.

Habitat = místo, kde žije nějaký organismus (např. v pochvách listů, v kůře stromu, pod kamenem; v širším smyslu též suchá stepní stráň, mokrá louka, dubový porost apod.). Slovo původně vzniklo ze sbírkových štítků „habitat in“ = „vyskytuje se (obývá) v“; dnes se zejména v angl. literatuře používá ve významu stanoviště (biotopu).

Habitus = vzhled, podoba, fyziognomie, celkový vnější vzhled organismu nebo věci; obvykle se používá při srovnávání.

Holistický = celostní pohled na systémy ve všech souvislostech

Homeostáze = dynamická funkční rovnováha živých systémů od jedince až po biosféru; jedna ze základních podmínek života. Souborem zpětných vazeb se udržuje živý systém v poměrně ustáleném stavu (rovnováha v přírodě), který se sám vyrovnává a nevyžaduje vnější zásahy nebo popudy. H. představuje dynamické kolísání kolem rovnovážného stavu, kterým živý systém vyrovnává výkyvy, způsobené narušením z vnějšího okolí. Nadměrné výkyvy způsobené obvykle člověkem mohou h. narušit, takže systém již není schopen vrátit se k rovnovážnému stavu a dojde k jeho dočasnému nebo trvalému zhroucení.

Hypoglykemický šok (ekologie)
= onemocnění zjištěné v přemnožených populacích hlodavců i zajícovců. Při přemnožení se jednici vzájemně trvale znepokojují (boj o potravu, úkryt apod.), což vyvolává nervovou zátěž (stres), vyvažovanou odbouráváním cukrů v krvi a glykogenu z jater. Po jejich vyčerpání zmírají jednici v křečích h.š.

Hypoglykemie (hypoglykemický šok):
Nízký obsah glukózy v krvi. Nejčastější příčiny: komplikace léčby insulinem (pacient si podá velké množství insulinu), pacient (diabetik) nebo se málo nají, nebo má velký fyzický výkon (též u zdravých osob), nebo je organismus postižen infekcí. Klinický obraz: slabost, bledost, apatie, někdy dráždivost, neklid, tachykardie, hlad, chladný pot... až bezvědomí, bez pomoci pacient umírá Léčba: podání sacharidů - cukr, čokoláda, sladký čaj, při výraznější klinice Glukosa i.v. Prevence u diabetu: vždy při sobě nosit cukr

Hyperglykemické koma Výrazný vzestup glukosy v krvi.
Příčina: nedostatečná dávka insulinu u diabetu Klinický obraz: žízeň, polyurie, únavnost, zvracení, dehydratace, acetonový zápach z úst, bolesti břicha… až koma; pozvolný nástup příznaků Terapie: i.v. fyziologický roztok, insulin, postupně při klesající hladině glukosy postupně přidávat infusemi glukosu….

Emise = exhaláty, úlety znečišťujících látek unikajících nebo vypouštěných z nějakého zdroje znečištění do vzduchu (obvykle z továrních komínů, motorových výfuků apod.). Rozlišujeme e. plynné (oxid uhličitý, uhelnatý, oxid siřičitý, oxidy dusíku aj.), e. kapalné (aerosoly škodlivých sloučenin) a e. tuhé (saze, popílek, prach aj.).

Imise = spady; plynná, kapalná a pevná znečištění ovzduší, která dopadají na zem často daleko od emisního zdroje a mohou mít jiné fyzikálně-chemické vlastnosti než původní emise.

Katastrofa ekologická
= nepříznivé přírodní nebo umělé znehodnocení životního prostředí se zničujícími následky, s následným úhynem organismů, zamořením postiženého území a ekonomickými ztrátami. Často jde o havárie technického zařízení (jaderné elektrárny, ropného tankeru aj.).

Příklad ekologické katastrofy: Aralské moře
Vysychání v důsledku lidských zásahů (mapa 1960, obr a 2009), vysoké znečištění a zvýšená solnost vyhubila prakticky veškerou flóru a faunu

Příklad ekologické katastrofy: Aralské moře
Ekologická, ekonomická i sociální katastrofa…

Klimatické pásmo = oblast na Zemi s podobným podnebím (makroklimatem), je projevem pásmovitosti (zonality) podnebí podle vzdálenosti od rovníku a pólů, tvarem i nadmořskou výškou kontinentů a jejich částí.

Klimax = konečné stadium sukcese rostlinného společenstva s příslušnou biocenózou, mající obvykle největší druhovou diverzitu. Nejvíc potravních vazeb, proto i největší rovnovážnou stabilitu, produkci i nejekonomičtější koloběh látek a jednosměrný tok energie.

Kompetice = též konkurence, soutěživost, záporný vztah mezi dvěma i více organismy, které kryjí své potřeby ze stejných zdrojů, u rostlin je častá k. o světlo a živiny, u živočichů o potravu, prostor a úkryt. K. je vnitrodruhová (intraspecifická) mezi jedinci téhož druhu uvnitř populace, nebo k. mezidruhová (interspecifická), mezi populacemi různých druhů; může vést k ústupu až k vyhynutí jednoho z druhů.

Kostra ekologické stability
= soustava ekologicky bohatších částí krajiny, které spolu nebo doplněny mohou vytvářet územní systém ekologické stability krajiny pro udržení i šíření žádoucích organismů.

Krajina = soubor ekosystémů v určitém geograficky vymezeném území, včetně všech přírodních i lidských (antropogenních) výtvorů a člověka. Kulturní krajina osídlená člověkem nemá svoji homeostázi (rovnováhu) a její stabilitu udržují ekosystémy nebo uměle člověk. Definic k. je mnoho. Lze rozlišovat k. přirozené (např. nížinné, horské, stepní, lesní, jezerní) nebo umělé (urbanizované, průmyslové, zemědělské, devastované apod.).

Les = společenstvo dřevin s charakteristickým druhovým složením, tvořící semknutý, vícepatrový stromový porost s vlastním ekoklimatem. Jeho rozloha je větší než 1 ar, pokryvnost více než 50 %, výška stromů nad 5 m.

Monocenóza = čistý porost, rostlinné společenstvo tvořené pouze jedinci jednoho druhu cévnatých rostlin (smrková monokultura, kukuřičné nebo obilné pole apod.). Má nejmenší ekologickou stabilitu a je postihovaná častým přemnožením živočišných škůdců a chorob.

Nika (ekologická) 1. začlenění druhu organismu ve struktuře a funkci ekosystému, jako výsledek jeho morfologických, fyziologických a etologických adaptací. Obrazně je to“zaměstnání“ druhu v živé přírodě. Termín je odvozen od řecké bohyně Niké, jejíž socha stávala ve výklenku ve zdi (v architektuře), nyní též obrazně „výklenek ve struktuře přírody“. Ani dva druhy nemohou zaujímat v ekosystému tutéž n.; vždy jeden z nich vytěsní druhý druh (viz konkurence).

Nika (ekologická) Čím je větší strukturální rozčlenění ekosystému, tím je v něm větší počet n. a tudíž i počet druhů. Např. tropický deštný les má mnohem větší druhovou diverzitu než savana nebo polopoušť. 2. v současné době se termínem n. označuje soubor všech nároků určitého druhu, nezbytných k jeho existenci na stanovišti.

Populace = soubor všech jedinců téhož druhu (plemene, odrůdy), vyskytující se na určitém, uvažovaném území. Předpokládá se u nich vzájemná výměna genetických informací.

Přírodní výběr = větší přežívání těch jedinců v populaci, kteří jsou nejlépe přizpůsobeni daným nebo měnícím se podmínkám životního prostředí. Přežívají ti nejlépe adaptovaní jedinci, jejich výhodné vlastnosti se přenášejí na potomstvo a postupně geneticky fixují v dalších generacích. Základní teze Darwinovy teorie o vývoji (evoluci) druhů.

Reintrodukce = opětné umělé zavedení druhu do míst, kde předtím vymizel, nebo byl vyhuben v ČR např. reintrodukce rysa na Šumavě v 80. letech 20. století

Rekultivace Revitalizace
= opětovné obnovení úrodnosti půdy nebo zničeného porostu obvykle po technickém narušení těžbou, výsypkami, zanedbáním apod. Revitalizace (re- znovu, vitalis – oživit, obnovit). Nejprve se používalo ve vztahu ke kulturním menšinám, dnes v mnoha spojeních a významech: Revitalizace odvodněných ploch, krajiny, zeleně, vodních toků a rybníků ale i staveb (brownfields) a podniků.

Řada ekologická = prostorově navazující společenstva nebo ekosystémy, seřazené podle přibývajícího nebo ubývajícího působení ekologických činitelů, např. světla, vlhkosti, intenzity žíru živočichů. Řady e. se též nazývají série, např. hydrosérie – s přibývající vlhkostí na břehu rybníka, xerosérie – s přibývající teplotou a úbytkem vláhy na výhřevných stanovištích apod. Na větších zeměpisných celcích se nazývají ekokliny.

Skleníkový efekt = jev působený rostoucím znečištěním ovzduší, zejména oxidem uhličitým, v menší míře i metanem, oxidy síry a dusíku. Plyny se hromadí ve spodních vrstvách stratosféry a jejich vrstva (podobně jako sklo ve skleníku) propouští sluneční paprsky k Zemi, avšak zadržuje dlouhovlnné tepelné záření, vyzařované ze Země. Tím se postupně otepluje ovzduší kolem Země (troposféra), což může vést k oteplování klimatu, jeho změnám, způsobit tání ledovců, tím zvednutí mořské hladiny a zatopení pobřežních nížin.

Společenstvo přirozené
= vegetace složená z druhů rostlin (v ČR obvykle dřevin), jejichž ekologické nároky jsou v souladu s podmínkami stanoviště, společenstvo je však alespoň částečně ovlivňováno hospodářskými zásahy (přirozené podrosty dřevin občas těžené, společenstva rákosin někdy kosená apod.).

Společenstvo původní = též přírodní, vegetace vzniklá zcela bez vlivu člověka, primárně rozvinutá v klimaxové stadium, které odpovídá a je v rovnováze s klimatickými i půdními podmínkami stanoviště. V ČR jsou to snad jen zbytky původních lesních porostů, chráněné v přírodních rezervacích, na vrchovištích, skalách a sutích. (Avšak i na Boubíně hynou jedle kyselými imisemi.)

Společenstvo druhotné
= nepůvodní vegetace, jejíž druhová skladba je ovlivněna lidskými zásahy; v ČR je to převážná většina vegetace, tzv. kulturní porosty, které nejsou samy v rovnováze s prostředím a udržují se pouze činností člověka (kulturní smrčiny, porosty obilovin, okopanin, pícnin apod.).

Společenstvo otevřené
= neuzavřené, má nízkou celkovou pokryvnost, takže mezi rostlinami jsou plochy holé půdy, kam mohou vnikat nové druhy rostlin. V aridních oblastech se vyskytují společenstva rostlin zdánlivě otevřených v nadzemní části, jejich kořenové systémy se však navzájem dotýkají a obvykle si konkurují při získávání vody i živin.

Stratifikace 1. patrovitost, rozvrstvení biocenózy do pater, etáží, strat (stratum = vrstva, patro) ve vertikálním směru. S. sledujeme zejména u fytocenóz (viz patrovitost), tím však členíme vertikálně i zoocenózu, neboť každé patro obývají určité typy živočichů (stratocenózy). Ve vodách tekoucích, stojatých i v mořích je s. určována vertikálním gradientem teploty, světla, obsahu kyslíku a na pobřeží dosahem přílivových vln. 2. s. půdy, uložení půdních horizontů. 3. s. semen je mechanická nebo teplotní úprava před vysetím pro překonání dormance.

Sukcese základní znak biocenózy, zákonitý proces nahrazování jedné biocenózy druhou až do konečného společenstva: klimaxu. S. je změna dlouhodobá, neperiodická, probíhající na daném stanovišti určitým směrem. (obr. – les rok a dva roky po požáru)

Sukcese

Řada sukcesní = časově navazující změny společenstva nebo ekosystému na témže místě následkem nahrazování jednoho společenstva druhým; sled sukcesních stadií.

Taxon = skupina organismů dostatečně rozdílná od jiných podobných skupin, taxonomických jednotek (úrovní), které jsou skladebně seřazeny. V zoologii např.: druh (popř. forma, varieta, poddruh), rod, čeleď, řád, třída, kmen, říše (živočišná). V botanice se používá ještě podrobnější třídění taxonů. Taxonomie, teorie a praxe popisování, pojmenovávání a třídění organismů; nezbytná součást přírodních věd.

Ekologické úrovně = živé systémy stupňovitě seskládané od nejjednoduššího k nejsložitějšímu. Jsou to: jedinec, populace, biocenóza, ekosystém, krajina, biosféra. Mají autoregulační systémy, které v nich udržují koloběh látek, toky energie a přenos informací ve vyvážené dynamické rovnováze (homeostázi).

Zakmenění Ukazatel hustoty lesního porostu

Děkuji za pozornost

Základy ekologie: vývoj, terminologie a metodologie oboru

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Základy ekologie: vývoj, terminologie a metodologie oboru"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář

Přihlásit se

Přihlásit se přes sociální síť:

Základy ekologie: vývoj, terminologie a metodologie oboru

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Základy ekologie: vývoj, terminologie a metodologie oboru"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář