אקולוגיה המדע העוסק בחקר הסביבה וביחסי הגומלין בין האורגניזמים לבין אורגניזמים אחרים ובין אורגניזמים לבין סביבתם. המוקד בלימודי האקולוגיה הוא : בכלל הגורמים.

Prezentace na téma: "אקולוגיה המדע העוסק בחקר הסביבה וביחסי הגומלין בין האורגניזמים לבין אורגניזמים אחרים ובין אורגניזמים לבין סביבתם. המוקד בלימודי האקולוגיה הוא : בכלל הגורמים."— Transkript prezentace:

1 אקולוגיה המדע העוסק בחקר הסביבה וביחסי הגומלין בין האורגניזמים לבין אורגניזמים אחרים ובין אורגניזמים לבין סביבתם. המוקד בלימודי האקולוגיה הוא : בכלל הגורמים המשפיעים על קבוצות של אורגניזמים ,בני מינים שונים ,החיות יחד באותו בית הגידול. בדרך שבה המבנה ,אורח החיים וההתנהגות של האורגניזמים ,מותאמים לסביבה (מכלול הגורמים הביוטים והאביוטים ) שהם חיים בה. אמצעים: תצפיות באורגניזמים בסביבתם הטבעית ומדידות של הגורמים האביוטים.

2 מאפייני בית הגידול בית גידול גורמים ביוטים גורמים אביוטים כגון
מאפיינים אותו גורמים ביוטים גורמים אביוטים משפיעים אלו על אלו כוללים את ה כגון צמחים,בעלי חיים,פטריות ,חיידקים. אקלים,קרקע,מים ,אור,חמצן,מינרלים.

3 בית הגידול Habitat ומקום חיות - ביוטופ, Biotope
מושגים אלה מתארים שילובים ספציפיים של גורמי סביבה, ולא מיקום גיאוגרפי מסויים. בית גידול של חוף הים

4 נישה אקולוגית מושג הנישה האקולוגית מתאר את המקום הפיזי של האורגניזם, מערכת התנאים שבהם הוא חי ופועל את תיפקודו, אופן פעולתו וכלל התאמותיו לסביבה. הנישה האקולוגית מוגדרת לפי מין אחד, כמערכת רב-צירית של גורמי סביבה (כולל ציר הזמן) ופעילות האורגניזמים. נישה אקולוגית אינה מיקרו בית גידול.

5 בית גידול: המקום שבו חי בעל חיים או צמח.
גומחה אקולוגית (נישה אקולוגית): המרחב הרב מימדי שבו מתקיים האורגניזם.המרחב מוגדר עלפי התנאים,המשאבים,זמני הפעילות ויחסי הגומלין שהאורגניזם מקיים עם סביבתו. גורמים ביוטים: האורגניזמים בבית הגידול גורמים אביוטים: מכלול המרכיבים הלא חיים בבית הגידול.

6 רמות ארגון בתחום האקולוגיה
כל המערכות האקולוגיות בכדור הארץ ביוספרה מספר אוכלוסיות ממינים שונים המתקיימות באותה סביבה מערכת אקולוגית חברת היצורים והסביבה שלה חברה מס' יצורים בני אותו מין החיים באותה סביבה אוכלוסיה יצור יחיד ממין מסוים החי בסביבה כלשהי יצור

7 חברה:עץ חרוב ועליו דיות שחורות
מערכת אקולוגית מדבר מערכת אקולוגית חורש מערכת אקולוגית אגם

8 חברות אוכלוסיות ופרטים
אוכלוסיה א' אוכלוסיה ב' פרט אוכלוסיה ג' פרט חברה פרט

9 אורגניזמים בבית הגידול
מופיעים ביחד כ... חברה כוללת יחסי גומלין אוכלוסיות כוללת מין מקיימים ביניהם כולם בני אותו פרטים שונים זה מזה ב.. גיל תכונות אחרות זוויג צבע גודל צעיר בוגר נקבה זכר

10 כושר נשיאה של בית הגידול
גודל האוכלוסיה נקבע ע"י גורמים ביוטים גורמים אביוטים קובעים ביחד את כל אחד מהם יכול להיות גורם מגביל כושר נשיאה של בית הגידול גורם הנמצא ברמה שאינה מאפשרת את ההתפתחות המירבית של האוכלוסיה המספר המירבי של הפרטים מאותה אוכלוסיה שבית הגידול יכול לקיים בתנאים אופטימליים

11 התאמה והסתגלות הסתגלות:שינוי הפיך במורפולוגיה או בפיסיולוגיה של הצמח או בעל החיים בתגובה לשינויים בסביבה. התאמה: תכונה תורשתית של פרט(התנהגותית פסיולוגית או מורפולוגית) המשפרת את סיכוייו לשרוד בסביבתו ולהתרבות בה. ההבדל העקרוני בין התאמה להסתגלות: התאמה היא תכונה תורשתית תוצר של תהליך אבולוציוני. הסתגלות מתייחסת לתכונות המשתנות בטווח הזמן של חיי הפרט. היכולת להסתגל הינה תורשתית. דוגמאות להסתגלות:שינוי במס' כדוריות הדם במקומות גבוהים שבהם ריכוז החמצן נמוך יחסית. דוגמאות להתאמה:פרווה לדובים בקוטב,מאביק ומואבק,בשרניות וכו'.

12 הגדלת מספר תאי הדם האדומים בעקבות עליה לגבהים
התאמה הסתגלות הגדלת מספר תאי הדם האדומים בעקבות עליה לגבהים שינוי פיזיולוגי זמני הפיך המתרחש עקב מחסור בחמצן. תכונה משתנה בטווח חיי הפרט בתגובה לשינויים סביבתיים תכונה גנטית של הפרט המקנה לו עמידות ויכולת קיום בתנאי הסביבה של בית הגידול התאמת מבנה, פיזיולוגיה והתנהגות. ההתאמה היא תוצאה של התפתחות אבולוציונית בת מיליוני שנים

13 מדדים לבדיקת התאמה של אורגניזם לסביבתו
כושר תחרות להשגת חומרים(מזון) ואנרגיה. כושר עמידה בפני טריפה או כושר להמלט מפני טורפים. עמידות לתנאי סביבה קיצוניים. מספר צאצאים. המשותף:כל התכונות הללו מגדילות את הסיכוי לשרוד ולהעמיד דור חדש של צאצאים פוריים שיגיעו לבגרות.

14 מורפולוגית מבנה פיזיולוגית – ביוכימית התנהגותית מקור של ציפור או חדק של חרק הפרשת עודפי מלח מהעלים במדבר מכרסמים קטנים פעילי לילה גפי היונק הימי לוויתן הפרשת עודפי מים – סנדלית נדידת עופות בין יבשות בעונת הקור קרומי שחיה בין אצבעות עופות מים הצטברות רעל – חצב , חרקים זוחלים ופרוקי רגליים - התחפרות בחול חיקוי – mimicry תרדמת חורף

15 מידת ההתאמה של אורגניזם נמדדת לפי:
תחרות על משאבים עמידות בפני מזיקים עמידות לתנאי סביבה קיצוניים כושר התרבות

16 התאמות של יצורים ל: אורגניסמים מותאמים לבית גידולם בהיבטים הבאים:
התאמות לגורמים הא-ביוטיים. לדוגמה: קרום שחיה בין אצבעות הרגליים בעופות מים. התאמות להשגת מזון ולסוג המזון. לדוגמה: סוג המקור - מחודד, שטוח, דק, עבה, ארוך, קצר וכו'... התאמות להגנה מפני טריפה. לדוגמה: כושר ריצה, צבעי הסוואה ועוד. ההתאמות השונות יכולות להיות: מורפולוגיות. פיסיולוגיות-ביוכימיות. התנהגותיות.

17 התאמות אלו הן תוצאה של תהליכי ברירה טבעית שהתקיימו במהלך העידנים ונמשכים גם כיום.

18 התאמות פיסיולוגיות ביוכימיות
סוגי התאמות התנהגותית התאמות פיסיולוגיות ביוכימיות התאמות מורפולוגיות הצטברות רעלנים המסייעים מפני טריפה ורעייה. מכרסמים קטנים פעילי לילה קרומי שחייה אצל עופות מים התחפרות בחול הפרשת עודפי מלח ע"י עלים הפרשת עודפי מלח ע"י עלים חיקוי והסוואה נדידה עונתית פרווה עבה במקומות קרים התאמה בין מקור ציפור למבנה פרח

19 צמחי CAM - Crassulaceae Acid Metabolism ע"מ 79
התאמה פיזיולוגית ביוכימית שלב האור של תהליך הפוטוסינתזה נעשה במשך היום – ביקוע של מולקולת מים והפקת ATP ו- NADPH קליטת CO2 דרך הפיוניות הפתוחות נעשה בלילה , כיון שהטמפרטורה נמוכה , רמת הדיות פוחתת , וסכנת ההתייבשות קטנה . CO2 נשמר במבנה ייחודי לצמחי מדבר . Crassulaceae – טבוריתיים –משפחת האהל הצבר הטבורית הצורית .

20 אסטרטגיות להקטנת איבוד מים במגוון אורגניזמים
התאמה פיזיולוגית 1.ספיגה חוזרת של מים בנפרון 2. הפרשת פסולת חנקנית מוצקה - עופות , חרקים וזוחלים 3. מים מטבוליים התאמה מבנית התאמה התנהגותית להימנע מחשיפה לשמש חיים במקומות מוצלים ,לחים – בקרקע או בסבך צמחיה ליד מקווי מים עלים שעירים קוצים במקום עלים

21 התאמה לתזונה

22 פיוניות מבנה בצמחים האחראי לשמירה על משק המים של הצמח. דרכו נעשים חילופי הגזים :O2 ו- CO2 מיקומן, כמותן וגודלן שונה בצמחים שונים בהתאם לתנאי בית הגידול מנגנון פתיחה וסגירה של הפיונית מופעל בתגובה לשינויים בזמינות המים לצמח

23 גורמים אביוטים א.המים הובלת חומרים מומסים תאי רבייה מועברים במים
חשיבות המים לחיי האורגניזם: הובלת חומרים מומסים תאי רבייה מועברים במים שמירת היציבות בצמחים עשבוניים. שמירה על הומיאוסטזיס (סביבה פנימית יציבה). התמודדות עם מחסור במים: כיסוי שטח הגוף במעטה אטום למים (קוטיקולה עבה ,עור) מונע התאדות. הגנה על אזורים שבהם מתרחשים חילופי הגזים עם האוויר.(אזורים אלו מחייבים תנאי לחות, ריאות,סגירת פיוניות) רבייה שאינה תלויה במים:הפריה פנימית ,הגנה על העובר בעזרת עטיפת הזרע בצמחים,קליפת הביצה ,מי השפיר.) התאמה בין מחזור החיים לבין זמינות המים (צמחים חד שנתיים).

24 ב. אור השפעת האור על האורגניזם: חד תאיים תנועה תנועה אל האור ומהאור
חד תאיים תנועה תנועה אל האור ומהאור צמחים נביטה התניית נביטה באור צמיחה צמיחה בכוון האור התפתחות דרוש להתפתחות כלורופיל בצמחים פריחה המועד נקבע עלפי אורך שעות הלילה הזדקנות מועד הנשירה תלוי באורך היום בעלי חיים תנועה תנועה אל האור ומהאור התבגרות מינית זרוז התבגרות מינית אצל תרנגולות רבייה השפעה על רמות הורמונים השייכים לחיזור נדידה מועד היציאה לנדידה נקבע לפי אורך היום.

25 הצרכים היסודיים של אורגניזמים חיים
אורגניזם זקוק ל... חומרים אנרגיה ניתן להפיק מ... כגון חומרים אנאורגאניים תרכובות פחמן אורגניות אור מים כמו כמו כמו כמו כמו כמו חמצן זרחן חנקן חלבונים פחמימות שומנים

26 דרכי הזנה מחלקים את האורגניזמים עלפי דרך ההזנה שלהם לשתי קבוצות:
אורגניזמים אוטוטרופים: מייצרים חומר אורגאני מחומר אנאורגאני באמצעות מקור אנרגיה. ייחודם הוא בכך שהם מנצלים מקור אנרגיה ומקור פחמן שאינו זמין להטרוטרופים. אורגניזמים הטרוטרופים: מנצלים חומרים אורגאניים כמקור לאנרגיה ולחומרי בניין. הם מקבלים חומרים ואנרגיה ע"י אכילה של אורגניזמים אחרים. תרכובות פחמן אורגניות משמשות גם כמקור אנרגיה וגם כמקור לתרכובות אורגניות הדרושות לבניית הגוף.

27 אוטוטרופים פוטואוטוטרופים: כמו הצמחים הירוקים המשתמשים באור השמש כמקור אנרגיה לייצור סוכרים(תרכובות פחמן אורגניות) בתהליך הנקרא פוטוסינתזה. אור פחמן דו חמצני CO2 מים H2O תרכובות פחמן אורגניות (סוכרים) C6H1206 + חמצן O2 + הנקלט בכלורופלסטים המצויים בעלים ומכילים כלורופיל. מים ומינרלים כמו חנקן,זרחן,גפרית ,נקלטים יחד מהקרקע בעזרת השורשים. האור נקלט בכלורופלסטים שבעלים.

28

29

30

31 פירמידה אקולוגית עוף דורס טורף על ציפורי שיר צרכנים שלשוניים מפרקים
חיפושיות צרכנים שניוניים כנימות צרכנים ראשוניים צמחים יצרנים כמות החומרים העוברת משלב לשלב בפירמידת המזון הולכת ופוחתת בהדרגה .כך גם מספר היצורים הניזונים

32 רמות הזנה בפירמידה אקולוגית
טורפי על רמת הזנה 4 צרכנים שניוניים רמת הזנה 3 צרכנים ראשוניים רמת הזנה 2 רמת הזנה 1 יצרנים אורגניזמים המקבלים את מזונם במספר שלבים זהה נמצאים באותה רמת הזנה.

33 שרשרת מזון ומארג מזון שרשרת מזון:מציג (באופן איכותי)רצף אחד של אוכלים ונאכלים. מארג מזון :מציג (באופן איכותי)את כלל יחסי הגומלין המורכבים בין אוכלים ונאכלים בבית הגידול

34 צרכנים יצרנים מפרקים חיידקים
חום אכילה צרכנים הפרשה מוות יצרנים נשימה נשירת עלים מוות צמחים חום חום קליטת תרכובות חנקן נשימה מפרקים פוטוסינתזה כמוסינתזה נשימה חום חיידקים פירוק קיבוע חנקן סביבה א-ביוטית

35 תיאור כמותי: פירמידות אקולוגיות
דרך מקובלת לתיאור הקשרים בין החוליות השונות במארג המזון היא באמצעות פירמידת המזון. הפירמידה מבטאת את היחסים הכמותיים של היצורים בחוליות המרכיבות את שרשרת המזון. היא בנויה ממדרגות, וכל מדרגה מייצגת את אחת מרמות ההזנה במערכת: היצרנים נמצאים בבסיס הפירמידה, מעליהם - הצמחוניים, ומעליהם - הטורפים. הגודל של כל רמת הזנה - גודלה של כל מדרגה בפירמידת המזון מייצג את הביומאסה שבכל מדרגה, כלומר - את המסה (גרם למ"ר) של כל היצורים הנכללים באותה המדרגה. פירמידות מסוג זה נקראות פירמידות ביומסה.

36 לפירמידות ביומסה רבות יש בסיס רחב וקודקוד צר
לפירמידות ביומסה רבות יש בסיס רחב וקודקוד צר. הסיבה למבנה זה היא התמעטות המזון, העובר מרמת הזנה אחת אל זאת שמעליה בפירמידה. מדוע המזון מתמעט במעלה הפירמידה? - בכל רמת הזנה חלק מן היצורים מתים, חלק מן החומרים מופרשים מגופם של בעלי-החיים (חומרים שלא התעכלו), וגם חלק גדול מן האנרגיה נפלט (בצורת חום) בתהליך הנשימה של היצורים החיים.

37 שימו לב להבדל ביחסי הגודל בין פירמידת ביומסה ימית לבין פירמידת ביומסה יבשתית!
למה קיים ההבדל הזה?

38 איזו פירמידת מזון יציבה יותר ??
טורפי על טורפי על טורפים טורפים חרקים צמחוניים חרקים צמחוניים עצים עצים

39 האנרגיה במערכת האקולוגית
מקור האנרגיה העיקרי במערכות האקולוגיות הוא אור השמש המנוצל ע"י הצמחים ליצירת אנרגיה כימית האצורה בחומרים אורגניים. החומרים האורגניים משמשים כמקור ליצירת אנרגיה זמינה בתהליכי הנשימה התאית של כל היצורים במערכת וכחומר גלם לבניית גופם. בתהליכים הביוכימיים המתקיימים בגוף, ובמיוחד בתהליך הנשימה התאית, נפלטת לסביבה אנרגית חום שאינה זמינה לשימוש חוזר. לפיכך, בניגוד למיחזור החומרים, זרימת האנרגיה במערכת האקולוגית היא חד-כיוונית. אור אורגניסמים חום

40 אנרגיה כימית האצורה בחומרים אורגניים
אנרגית אור זרימת האנרגיה היא חד-כיוונית חום חום אנרגיה כימית האצורה בחומרים אורגניים משמשת להפקת אנרגיה כימית זמינה משמשת לבנית גוף האורגניסם חום חום חום

41 מחזור הפחמן אטום פחמן עובר מחזור שלם, מנקודת ההתחלה ועד שהאטום חוזר לאותה נקודה, אחת ל-400 שנה. פחמן דו חמצני באוויר פוטוסינתזה שריפת דלקים נשימת צמחים נשימת בעלי חיים שריפת יערות שריפת דלקים

42 אם כן ניתן לתאר את התהליך כך:
הופך להיות חלק ממולקולה של חומר אורגני נכנסת לצמח בתהליך הפוטוסינתזה אטום פחמן בתוך מולקולת CO2 באוויר ייתכן שאטום הפחמן ייפלט בתהליך הנשימה של הצמח ייתכן שאטום הפחמן ייפלט חזרה לאטמוספרה כמולקולת CO2 כתוצר של תהליך הנשימה של הצמח רוב אטומי הפחמן שנקלטו הופכים להיות חלק מגופו של הצמח הצמח נאכל על ידי בעל חיים צמחוני ייתכן שאטום הפחמן יאכל על ידי בעל חיים טורף אטום הפחמן יגיע אל המפרקים אטום הפחמן ייפלט לאטמוספרה על ידי תהליך הנשימה של המפרקים

43 אמוניה (NH3) חנקות וחנקיות (-3NO, -2NO)
חיידקי דה-ניטריפיקציה חלבון חיידקים מקבעי חנקן בשורשי קטניות ובקרקע הפרשות, בע"ח מתים, צמחים מתים פירוק ע"י חיידקים ופטריות פסולת מהתעשייה דישון אמוניה (NH3) חנקות וחנקיות (-3NO, -2NO)