EKOLOGIE

Definice: Věda, která studuje vztahy organismů k okolnímu prostředí a vzájemné vztahy mezi organismy, se nazývá ekologie.

Tyto vztahy zahrnují hlavně fyziologické reakce jedinců strukturu a dynamiku populací interakce mezi druhy uspořádání biologických společenstev zpracování a využití energie a látek v ekosystémech ovlivnění organismů prostředím a prostředí organismy

Ekologie jako věda neříká, co je dobře, ale spíš, co se stane, když…

Ekologie vychází z poznatků o organismech, které poskytují různé biologické i nebiologické vědní obory (chemie, fyzika, geologie,…)

Každý organismus může žít jen v prostředí, kterému je přizpůsoben Každý organismus může žít jen v prostředí, kterému je přizpůsoben. Každý organismus žije v jiném prostředí a jiným způsobem se živí.

Ekologické vědy: obecná ekologie: zabývá se obecně platnými ekologickými principy. ekologie mikroorganismů, ekologie rostlin, ekologie živočichů, ekologie člověka: zabývají se vztahy mezi příslušnými organismy a prostředím. ekologie moře: vztahy mezi organismy a prostředím v mořích. ekologie lesa: vztahy mezi organismy a prostředím v lese.

Ekologické vědy: obecná ekologie: zabývá se obecně platnými ekologickými principy. ekologie krajiny: souvislosti mezi částmi krajiny, změny v krajině (včetně důsledků činností člověka). ekologie globální: souvislosti a změny na celé planetě Zemi a jejich vliv na život.

Ekologické vědy: aplikovaná ekologie: zabývá se praktickou aplikací ekologických poznatků produkční ekologie: zabývá se produkční analýzou trofických úrovní a koloběhem hmoty a energie v ekosystému

Pojetí ekologie dle šíře zkoumaných objektů ekologie jedince (autekologie): nejužší pojem, týká se pouze vztahu jednoho konkrétního jedince k ostatním jedincům, nebo k okolnímu prostředí. Příklad: ekologie zajíce ekologie populací (demekologie): zabývá se vztahy mezi soubory jedinců stejného druhu (populace) a prostředím. Příklad: ekologie zaječí populace, osídlující podhorské louky v Pošumaví.

Pojetí ekologie dle šíře zkoumaných objektů ekologie společenstev (synekologie): se zabývá vztahy mezi souborem jedinců různých druhů pobývajících na jednom stanovišti (společenstvo). Příklad: ekologie bukového lesa. ekologie biomů: zabývá se nejvyšší úrovní přírodních objektů (biom), je blízce příbuzná biogeografii, tedy nauce o rozmístění organismů na Zemi. Příklad: ekologie středoevropských opadavých lesů.

Ekologické pojmy

Jedinec Jeden organismus schopný samostatné existence

Populace soubor jedinců stejného druhu žijící na určitém prostoru, v určitém čase

Společenstvo (biocenóza)  je soubor populací všech druhů rostlin, živočichů, hub a mikroorganismů, které žijí v určitém biotopu; existují mezi nimi určité vztahy

Ekosystém Společenstvo organismů spolu s abiotickými (voda, světlo,…) podmínkami Rybník, řeka, les, louka,… Jaký je největší ekosystém? biosféra

                  Ekosystém         Společenstvo Populace     Organizmus  

jedinec populace společenstvo ekosystém

Stanoviště (lokalita, naleziště) Jednoznačně vymezené místo výskytu

Ekologická nika není místo - je to myšlenka Místo a funkční zařazení organismu v ekosystému (prostorová nika + potravní nika) Určitá nika může být obsazena jen jedním druhem organismu Ekologická nika není místo - je to myšlenka Ekologická nika tak shrnuje nejen všechny podmínky a zdroje, které organismus potřebuje ke svému životu, ale měří i jejich rozsah (byť nás nenutí, abychom měření skutečně dělali). Je ale důležité si uvědomit, že ekologická nika není něco, co můžeme vidět. Ekologická nika není místo - je to myšlenka (a ta existuje, i když není vidět). Nemůže proto například říci, že les je ekologickou nikou pro datlovité ptáky. Je pravda, že tito ptáci žijí v lese, ale les je jejich stanovištěm (biotopem), nikoli ekologickou nikou. A samozřejmě, stanoviště je místo - ale jako takové poskytuje mnoho ekologických nik. Les bude poskytovat ekologické niky nejen pro jednotlivé druhy datlovitých ptáků, ale také pro ptáky z jiných skupin, nemluvě o nikách pro stromy, veverky, pavouky a nesčetné další organismy. Mimoto - niky stejných organismů se mohou na různých stanovištích lišit, a to někdy i dosti podstatně.

Biotop Místo, které organismům (společenstvu) poskytuje podmínky pro život Charakterizuje ho geografická poloha, klima, půdní a hydrologické faktory= abiotické faktory

typy biotopů - vodní toky a nádrže mokřady a pobřežní vegetace prameniště a rašeliniště skály, sutě a jeskyně lesy křoviny a další ...

Biom Soubor podobných ekosystémů

Ekologická valence Rozmezí podmínek, za nichž je organismus schopen žít Je vymezena hranicemi: Minimum Maximum Optimum

Valence vymezuje toleranci druhu

tolerance Schopnost organismů snášet určité rozpětí libovolného faktoru

tolerance tolerantní (s širokou ekologickou valencí= euryvalentní= euryekní): změnám jsou snadno přizpůsobivé. málo tolerantní (s úzkou ekologickou valencí=stenovalentní= stenoekní ): jsou fixovány na konkrétní podmínky - specializují se, těžko se přizpůsobují změnám→často se jedná o druhy vzácné.

Euryekní druh zmije obecná

Stenoekní druh často jejich přítomnost poukazuje na nějaký faktor prostředí, jehož přítomnost indikují = bioindikátory rak říční kopřiva dvoudomá

Které druhy jsou více rozšířené Které druhy jsou více rozšířené? Znáte některé málo tolerantní organismy? Perlorodka říční, lišejník, rašeliník…bioindikátory

Organismus a prostředí každý organismus může žít pouze v prostředí, které odpovídá jeho ekologické valenci tzn. všechny podmínky prostředí musí být organismus schopný přežít podmínky prostředí: - abiotické (sluneční záření, teplota...) - biotické (souhrn vlivů ostatních organismů na život jedince)

Biotické faktory

Biotické faktory Vzájemné vztahy organismů, kteří spolu žijí v: populaci (vztahy vnitrodruhové) nebo v biocenóze (společenstvu= vztahy mezidruhové)

Vnitrodruhové vztahy:  jsou veškeré kontakty, vztahy a vazby mezi jedinci téhož druhu, uskutečňované uvnitř populace

Vnitrodruhové vztahy: kladné (agregace, rozmnožování, získávání potravy, stěhování apod.) záporné (konkurenční); řada vnitrodruhových vztahů je založena na stejných základech jako vztahy mezidruhové, mnohé další vztahy však mohou probíhat pouze mezi jedinci různých druhů  Agregace= 1)nakupení organismů na ohraničeném místě bez vzájemných vztahů (navátých větrem na závětrném místě aj.) 2) Vytváření rodin, smeček, hejn…

Kladné vnitrodruhové vztahy jsou prospěšné vztahy a vazby mezi jedinci téhož druhu, uskutečňované uvnitř populace (např. agregace, rozmnožování, získávání potravy, stěhování apod.)  Agregace – vytváření smeček, rodin…

Záporné vnitrodruhové vztahy konkurence (kompetice) je základním vztahem, kdy soupeří jedinci stejného druhu nebo různých druhů o podmínky k životu; je možné soupeřit o prostor, světlo, vodu, potravu a řadu dalších faktorů prostředí; Hlavně soutěž o partnera v konkurenční soutěži většinou platí, že lépe vybavený jedince, silnější, schopnější a přizpůsobivější uspěje nebo získává ten, kdo přichází první 

Mezidruhové vztahy  jsou styky, vlivy a vazby mezi jedinci dvou nebo více různých druhů; vyhodnocují se obvykle na úrovni populací

Mezidruhové vztahy kladné (komenzalismus, protokooperace, symbióza) záporné (amenzalismus, konkurence, parazitismus, predace)  neutrální Neutrální= populace se navzájem neovlivňují

Vztah Charakteristika neutralismus druhy jsou na sobě nezávislé kooperace volný vztah, v němž soužití není nutné, ale prospěšné mutualismus uzavřený vztah, z něhož mají oba partneři prospěch komenzalismus uzavřený vztah, v němž pouze jeden z partnerů (komenzál) má ze spolužití prospěch, druhý (hostitel) zůstává nedotčen amenzalismus jeden druh (inhibitor) potlačuje růst druhého druhu (amenzál) a brání jeho přežití, aniž využívá jeho potravu kompetice jeden druh potlačuje druhý, oba jsou si navzájem škodní a oba spolužitím strádají predace jeden druh (predátor) zabíjí jiný druh (kořist) jako potravu parazitismus jeden druh (parazit) získává potravu ze žijícího těla jiného druhu (hostitele)

Komenzalismus Je vzájemné soužití dvou organismů (jedinec A, jedinec B), Z NICHŽ JEDEN (KOMENZÁL) MÁ UŽITEK ZE SOUŽITÍ S HOSTITELEM )NA JEHO TĚLE NEBO V JEHO OKOLÍ), využívá jeho zbytku potravy, úkrytu, ochrany, aniž by ho nepříznivě ovlivňoval. Jedinec A osamocen strádá, jedinec B je vztahem nedotčen Např.sdržování mrchožravých zvířat (hyeny, supi) s velkými šelmami Osidlování povrchůněkterých rostlin jinými rostlinami (epifyty) Např.plži na krunýřích vodních želv

Protokooperace = kooperace Volnější vztah, kdy populace A a populace B jsou v prospěšném, nikoliv nutném soužití. Např.pták s dobrým zrakem a kopytník s dobrým čichem= lepší signály o nebezpečí v případě výskytu zvířat, které je loví

Mutualismus - symbióza Lišejník – spojení řasy a houby Trvalé a nezbytné soužití obvykle dvou druhů organismů, kteří mají ze soužití prospěch a jsou na sobě závislí Např.mykorhiza Escherichia coli

Amenzalismus Jeden druh (inhibitor) potlačuje růst druhého druhu (amenzál) a brání jeho přežití, aniž využívá jeho potravu Př.trnovník akát-produkuje do půdy produkty metabolismu, které brání klíčení semen a růstu jiných druhů rostlin

Konkurence =kompetice Jeden druh potlačuje druhý, oba jsou si navzájem škodní a oba spolužitím strádají Př.soutěžení káněte a poštolky, kteří se živí stejnou potravou (drobní hlodavci)

Parazitismus Jeden druh získává potravu ze žijícího těla jiného druhu (hostitel) Klíště, jmelí, tasemnice

- podle lokalizace parazitů na hostiteli nebo uvnitř hostitele: Ektoparazit Endoparazit

- podle typu hostitele: Fytoparazit Zooparazit

- podle délky interakce parazit-hostitel: Fakultativní (hemiparazit) Obligátní (holoparazit) Fakultativní- příležitostní (třeba larvy much v tlejícím mase se vyvíjí a když je moucha naklade do hnisavé rány zvířete živého, tak tam parazitují). Nebo jmelí )bere jen transpirační proud. Asimiláty si vytváří) Obligátní- parazituje během celého nebo části svého individuálního vývoje: Dočasní- na hostiteli se pouze nasytí (komár) Stálí- celý život (tasemnice) (u rostlin např. kokotice- je nezelená) Střídaví (jen v určitém období (třeba larva komára ne, dospělec ano)

Predace Jeden druh zabýjí jiný druh (kořist) jako potravu

Abiotické podmínky prostředí sluneční záření teplota prostředí voda půda (edafon= půdní organismy) atmosféra

Teplota prostředí teplota má vliv na fyziologické funkce organismů každý organismus má své teplotní optimum

Stenotermní organismy Eurytermní organismy mají širokou teplotní amplitudu, dokáží žít ve velkém rozmezí teplot např. bakterie (-190°C - +100 i více °C) Stenotermní organismy mají relativně úzkou teplotní amplitudu, dokáží snášet jen malé kolísání teplot např. mořští koráli (kolem 23 °C)

Eurytermní rostliny

Stenotermní druh

Allenovo pravidlo v teplejších oblastech mají živočichové větší tělní výběžky např. fenek ( S. Afrika) živočichové v chladnějších oblastech mají hustší srst např. liška obecná versus liška polární

fenek

liška polární

Bergmannovo pravidlo jedinci téhož druhu mají v teplejších částech svého areálu menší tělo např. Tučňák císařský: přes 1 m a 34kg- Antarktida Tučňák galapážský: 0,5 m a 2,5kg

Z hlediska přizpůsobení rostlin teplotě rozlišujeme: teplomilné – snášející vysoké teploty chladnomilné – snášející nízké teploty kryofilní – rostliny žijící na sněhu

termofyt vousatka prstnatá

kryofyt Chlamydomonas

Psychrofyt Betula nana

Vliv tepla na živočichy Poikilotermní (studenokrevní ) Homoiotermní (teplokrevní) Hibernace x Estivace

Půdní edafon