Organismy, společenství, ekosystémy, biosféra
Obsah Obsah
2
Seznam obrázků
2
Ekologie Vymezení a předmět studia Historická ekologie Zákony a zákonitosti
4 4 5 7
Ekosystémy Přizpůsobení organismů vnějším vlivům
8 8
Ostrovní ekologie
19
Biosféra Synergický efekt v biosféře Faktor času v biosféře Základní úvaha Zpoždění účinku za příčinou Změny charakteristické vysokou rychlostí Malá rychlost změny
20 21 21 21 21 22 22
Shrnutí
23
Kontrolní úkoly, otázky, základní témata pro úvahy
23
Zdroje informací
23
Seznam obrázků Obr. 1 Dělení a přesuny pevninských ker, rozpad prakontinentu Gondwana, bod v obrázcích je jižní pól, čáry v moři ohraničují oblast s hloubkou do 1000 m Begon M. aj. (1997) ... 6 Obr. 2 Průměrná teplota v oblasti Karibiku, převažovala období s podnebím doby ledové Begon M. aj. (1997) ........................................................................................................... 5 Obr. 3 Rozloha tropického deštného pralesa v období vrcholící doby ledové (vlevo) a dnes Begon M. aj. (1997) ........................................................................................................... 7 Obr. 4 Rozmezí podmínek určitého faktoru ve vztahu k úspěšnosti druhu Begon M. aj. (1997) ............................................................................................................................................ 9 Obr. 5 Hlavní způsoby výměny tepla mezi ektotermním organismem a okolím Begon M. aj. (1997) ............................................................................................................................... 10 Obr. 6 Produkce tepla endotermním organismem ve vztahu k okolní teplotě a výsledná tělesná teplota (žádoucí je konstantní tělesná teplota). Begon aj. (1997) .................................... 11 Obr. 7 Dvourozměrná ekologická nika garnáta – teplota a salinita vody. Begon aj. (1997) ... 12 Obr. 8 Závislost intenzity fotosyntézy u rostlin typu C3 a C4 při optimální teplotě a přirozeném přísunu CO2. Begon aj. (1997)...................................................................... 13 Obr. 9 Reakce kořenového systému pšenice na druhy půdy – v půdě s větším množstvím živin bohaté zakořenění pšenice. Begon aj. (1997)................................................................... 14 Obr. 10 Biologický boj proti škůdcům – omezení kaktusu Opuntia molem Cactoblastis. Vytváří se dynamická rovnováha. Begon aj. (1997)........................................................ 15
Obr. 11 Velikost populace škůdce – rovnováha s potravou a predátory. Begon aj. (1997)..... 15 Obr. 12 Obecné schéma koloběhu živin – terestrický systém, atmosféra, hydrosféra. Begon aj. (1997) ............................................................................................................................... 16 Obr. 13 Koloběh fosforu. Begon aj. (1997) ............................................................................. 17 Obr. 14 Koloběh dusíku. Begon aj. (1997) .............................................................................. 17 Obr. 15 Koloběh síry. Begon aj. (1997)................................................................................... 18 Obr. 16 Koloběh uhlíku. Begon aj. (1997)............................................................................... 18 Obr. 17 Vztah počtu druhů k velikosti plochy pro jiné ostrovy než ostrovy v moři (logaritmická škála plochy). Begon aj. (1997)................................................................. 20
Ekologie Vymezení a předmět studia Ekologie (angl. ecology) je věda studující organismy, jejich populace, vztahy populací a společenstev, vztahy organismů a jejich životního prostředí. Ekologie je vědou, neboť využívá a rozvíjí vlastní jednotnou terminologii, studuje vymezený okruh problémů, vytváří hypotézy a teorie, které vysvětlují empirická data (včetně dat historických) a využívá exaktní měření a experimenty. Součástmi ekologie jsou následující okruhy problémů a témata: vztah organismů a prostředí – vývoj, vzájemné ovlivňování, současnost životní niky organismů zdroje pro organismy organismy jako zdroje – potravní řetězce migrace a disperze organismů v prostoru a čase vnitrodruhová konkurence mezidruhová konkurence predace dynamika populací parazitismus mutualismus (symbióza) Ekologie je typická mezioborová věda. Využívá poznatků a nástrojů mimo jiné následujících vědních oborů: biologie – ekologie využívá metodologii a znalostí o jednotlivých organismech, překrývání s biologií např. při studiu populací ICT (informační a komunikační technologie) – např. GIS (geografické informační systémy) pro ukládání informací o území, modelování (vývoj populací, globální oteplování) matematika a statistika – nástroje pro modelování, hodnocení vývoje fyzika – měření parametrů biosféry a fyzického prostředí, měření toků energie a hmoty chemie – analýza složení organismů, složení fyzického prostředí paleontologie – v rámci historické ekologie Mezi základní východiska ekologie patří: studium Země a biosféry jako dynamického systému v prostoru i čase organismy se přizpůsobují různým nikám (přesněji ekologickým nikám, což je soubor abiotických faktorů - fyzikálních a chemických podmínek - organických zdrojů a hustoty jiných druhů, v nichž může přežívat určitý organismus) stejnou ekologickou niku mohou obsadit různé organismy kontinuální působení přírodního výběru1 (jedinci stejného druhu nejsou stejní – různá možnost rozmnožovat se a přežívat ve stejných či změněných podmínkách)
1
Omezeno u člověka působením umělého prostředí, medicíny, kultury atd. a člověkem pěstovaných a kultivovaných druhů flóry a fauny
Historická ekologie Významnou součástí ekologie je historická ekologie. Mezi zásadní historické vlivy, jež jsou předmětem výzkumu, patří: rozpad a pohyb kontinentů (tvar kontinentů – kontinent pokračuje šelfovým mořem až stovky km do moře, studium růstu hornin vůči magnetickému poli umožňuje určit polohu hornin vůči magnetickému poli v době jejich vzniku, přesná družicová měření pohybu kontinentů – vertikální i horizontální – umožňují nejen přesně sledovat jejich současný pohyb, ale také extrapolovat do minulosti i budoucnosti) – izolovanost druhů a jejich oddělený vývoj (viz Obr. 2) klimatické změny – souvislost s pohyby kontinentů, změny průměrné teploty Země, změny teploty a srážek v různých regionech Země (viz Obr. 1); důsledky – nunataky, změny v rozložení druhů obecně (např. migrace do Ameriky přes Beringovu úžinu, změna rozlohy tropických deštných pralesů – viz Obr. 3, změna rozlohy Sahary a podmínek na jejím území – zaznamenáno v historických dobách)
Obr. 1 Průměrná teplota v oblasti Karibiku, převažovala období s podnebím doby ledové Begon M. aj. (1997)
Obr. 2 Dělení a přesuny pevninských ker, rozpad prakontinentu Gondwana, bod v obrázcích je jižní pól, čáry v moři ohraničují oblast s hloubkou do 1000 m Begon aj. (1997)
Obr. 3 Rozloha tropického deštného pralesa v období vrcholící doby ledové (vlevo) a dnes Begon aj. (1997)
Zákony a zákonitosti
obtížné – jedná se o složité systémy, s mnoha proměnnými faktory vyslovené zákony nelze vnímat absolutně lze přirovnat ke společenským vědám (ekonomie, management, psychologie aj.)
Ekologické zákony (i když vzhledem k věrohodnosti jejich ověření je vhodnější používat označení „ekologická zobecněná tvrzení“) mají výrazně empirický charakter a jsou založeny na zobecnění pozorování chování ekosystémů, vysvětlení environmentálních experimentů, ověřování zákona matematickým modelem. Na rozdíl od fyzikálních zákonů, u nichž jejichž platnost je ověřena se známou přesností, je platnost ekologických zákonů stále ještě předmětem diskusí. Uveďme vybrané „ekologické zákony“ vymezme podmínky jejich platnosti: o Ekosystém je tím stabilnější, z čím většího počtu prvků se skládá. o Ekosystém je tak stabilní, jako jeho nejslabší článek. o Proti působení vnějších vlivů (faktorů) má ekosystém určité hranice tolerance. o Ekosystém, který není schopen uvést svůj odpad do koloběhu látek v přírodě, je vystřídán jiným. o Zákon minima - vývoj živočicha nebo rostliny závisí zejména na faktoru, který je pro jeho vývoj nejméně příznivý (1840, J. Liebig)
o
Zákon superpozice - výsledný účinek vznikne souhrnným působením jednotlivých dílčích faktorů. Používá se při zvažování působení několika faktorů i v dalších vědách. Nelze jej použít pro nelineární jevy a v případě synergie2.
Ekosystémy Ekosystém (angl. ecosystem) je rozsáhlá část biosféry zahrnující na sobě závislé rostliny a zvířata a jejich fyzikální a chemické prostředí (resp. funkční soustava živých a neživých složek spojených navzájem výměnou látek a tokem energie, které se vzájemně ovlivňují a vyvíjejí se v určitém prostoru a čase). Podle Oduma (1997): „nenáhodná akumulace hmoty a energie v prostoru, organizovaná interakcí svých subsystémů a prvků, přičemž subsystém živého je považován za centrální“.
Přizpůsobení organismů vnějším vlivům
cyklické změny (roční období, mořská dmutí, den a noc) směrové změny – doba dlouhá v porovnání s dobou života organismu (eroze pobřeží, cykly střídání dob ledových a meziledových, usazování kalů v ústí řek) nepravidelné změny – cyklóny, bouřky, počasí, požáry aj.
přizpůsobení na cyklické změny: způsoby - zimní spánek, změny aktivit – denní a noční dravci, opadávání listů, roční cykly rozmnožování, cykly zbarvení a hustoty srsti u savců možnost reagovat s předstihem na příznak změny pro nepravidelné změny je typická bezprostřední reakce na změnu – např. na poušti vyraší rostliny po dešti, po lesním požáru se uvolní semena ze šišek, zvířata utíkají před živelnou pohromou (zemětřesení, tsunami, lesní požár) Organismy se mohou vnějším podmínkám přizpůsobit jen v určitých mezích, což vystihuje mnohorozměrná nika podmínek, v nichž mohou přežívat či rozmnožovat se. Tuto niku je nutné představit si dynamicky, neboť hodnota určitého parametru prostředí může ovlivňovat citlivost organismu k jednomu nebo více dalším parametrům (viz Obr. 4 a Obr. 7). V závislosti na vnějších podmínkách probíhají různě vnitřní procesy v organismech. Příkladem je intenzita (či výtěžek) fotosyntézy v závislosti na světelné intenzitě – viz Obr. 8. Z uvedeného obr. je zřejmá různá závislost pro rostliny typu C3 a C4. Jiným příkladem je produkce tepla endotermním organismem ve vztahu k okolní teplotě a výsledná tělesná teplota – viz Obr. 6. Z obr. je zřejmé i rozmezí teplot (velikost jednorozměrné niky), v níž dokáže organismus udržet svou tělesnou teplotu konstantní (resp. ve fyziologicky přijatelných mezích). Dalším příkladem je přizpůsobení kořenového systému rostlin druhy půdy – v půdě s větším množstvím živin dochází k bohatému zakořenění pšenice, jak je zřejmé z Obr. 9.
2
angl. synergy, současné působení několika faktorů, jejichž účinek není pouhým součtem účinků, ale může být vyšší (ozónová díra a skleníkový efekt - pronikání UV záření na povrch oceánů může inhibovat růst planktonu a tak výrazně zesilovat skleníkový efekt)
Obr. 4 Rozmezí podmínek určitého faktoru ve vztahu k úspěšnosti druhu Begon aj. (1997) Uvažujme teplotu jako příklad přizpůsobení organismů vnějším vlivům: proč je teplota významným vnějším vlivem – závisí na ní rychlost metabolických procesů (viz zimní spánek jako strategie přežití v období menší dostupnosti potravy), je významnou součástí ekologické niky (viz Obr. 7), její průměrná hodnoty i kolísání vymezují klimatická pásma atd. změny teploty: sezónní, denní změny, změny s hloubkou, nadmořskou výškou, rostlinným krytem (součást vytváření mikroklimatu) souvislost vlivu teploty a vlhkosti vzduchu – vyšší vlhkost omezuje možnosti termoregulace, nízká vlhkost zvyšuje intenzitu výparu a ztráty vody flóry i fauny organismy homoiotermní (stálá tělesná teplota) a poikilotermní (proměnná); rozdělení je relativizováno (zimní spánek; regulace teploty chováním u poikilotermních organismů) organismy endotermní (vytvářejí si dostatek tepla pro regulaci své vnitřní teploty, viz Obr. 6) a ektotermní (nejvýznamnější je příjem tepla z vnějšího prostředí, viz Obr. 5); jde o dvě rozdílné strategie, endotermní vznikla v evoluci později, má své výhody (relativní nezávislost na vnější teplotě – výhodné zejména v období změn teploty) i nevýhody (vyšší spotřeba potravy) ekologická nika pro endotermní organismy je podstatně rozsáhlejší v porovnání s ektotermními organismy minimálně stejně nebezpečná jako nízká je pro flóru i faunu i vysoká teplota, zejména pokud neproběhne adaptace (platí pro vysoké i nízké teploty); typickou adaptací je výměna srsti různé mechanismy evolučního i sezónního přizpůsobení vysokým a nízkým teplotám: o vysoké teploty: u kaktusů snížení plochy povrchu + zastiňování povrchu ostny + vytváření zásoby vody + vosk na povrchu snižující vypařování
o nízké teploty: Eskymáci - zmenšení povrchu těla (menší uši, nos), zavalitější tělo, vyšší vrstva podkožního tuku, jiné složení stravy o nízké teploty: rostliny – hromadění nezamrzajících látek v období „otužování“ podle průměrných teplot, denního průběhu teplot nebo extrémních teplot lze sledovat rozšíření pomalu migrujících druhů (typicky rostliny)
Obr. 5 Hlavní způsoby výměny tepla mezi ektotermním organismem a okolím. Begon aj. (1997) V ekosystémech vždy dochází k vytváření dynamické rovnováhy mezi predátorem a jeho kořistí (potravou). Pokud člověk využívá introdukci predátora do prostředí, kde potřebuje omezit šíření určitého druhu flóry či fauny, označuje se tato aktivita jako biologický boj proti škůdcům. Jak je zřejmé z Obr. 10, omezení kaktusu Opuntia molem Cactoblastis vede k vytvoření dynamické rovnováhy, ale při mnohem menší koncentraci kaktusů, která nevadí místnímu zemědělství. Modelově je dynamická rovnováha velikosti populace škůdce s potravou a predátory znázorněna na Obr. 11. Zde je znázorněna i ekonomická úroveň škody, tedy taková úroveň škody způsobená daným škůdcem zemědělské produkci, která je stejná jako náklady na regulaci tohoto škůdce.
Obr. 6 Produkce tepla endotermním organismem ve vztahu k okolní teplotě a výsledná tělesná teplota (žádoucí je konstantní tělesná teplota). Begon aj. (1997)
Obr. 7 Dvourozměrná ekologická nika garnáta – teplota a salinita vody. Begon aj. (1997)
Obr. 8 Závislost intenzity fotosyntézy u rostlin typu C3 a C4 při optimální teplotě a přirozeném přísunu CO2. Begon aj. (1997)
Obr. 9 Reakce kořenového systému pšenice na druhy půdy – v půdě s větším množstvím živin bohaté zakořenění pšenice. Begon aj. (1997)
Obr. 10 Biologický boj proti škůdcům – omezení kaktusu Opuntia molem Cactoblastis. Vytváří se dynamická rovnováha. Begon aj. (1997)
Obr. 11 Velikost populace škůdce – rovnováha s potravou a predátory. Begon aj. (1997)
Globálním pohledem na putování určitého prvku (jsou znázorňovány biogenní prvky3, které jsou označovány také jako živiny) biosférou jsou cykly těchto prvků. Obecné schéma je na Obr. 12. Na Obr. 13 (fosfor), Obr. 14 (dusík), Obr. 15 (síra) a Obr. 16 (uhlík) jsou cykly vybraných makrobiogenních prvků a síry jako mikrobiogenního prvků. Tečkované čáry znázorňují méně významné toky, silné čáry dominantní toky. Schémata pomáhají při úvahách o vhodném využití daných prvků v ekosystémech, případně upozorňují na možné externality (zvyšování koncentrace vybraných prvků v hydrosféře po vymytí z terestrického systému na hnojených polích.
Obr. 12 Obecné schéma koloběhu živin – terestrický systém, atmosféra, hydrosféra. Begon aj. (1997)
3
biogenní prvek (angl. biogenic element) je prvek, nacházející se v tělech živých organismů a mající zde určitou vitální funkci. Dělí se na makrobiogenní – uhlík, kyslík, vodík, dusík, fosfor, mikrobiogenní (oligobiogenní) – sodík, draslík, síra, vápník, hořčík, železo, chlor, měď aj. (někdy se shrnují makrobiogenní a mikrobiogenní prvky mezi makroelementy), a stopové prvky (mikroelementy, obsah pod 0,005%) – mangan, křemík, kobalt, selen, jód, zinek, fluór, lithium aj. Obsah prvků se liší mezi flórou a faunou i mezi jejími jednotlivými druhy.
Obr. 13 Koloběh fosforu. Begon aj. (1997)
Obr. 14 Koloběh dusíku. Begon aj. (1997)
Obr. 15 Koloběh síry. Begon aj. (1997)
Obr. 16 Koloběh uhlíku. Begon aj. (1997)
Ostrovní ekologie Ostrovní ekologie studuje ekosystémy na ostrovech v moři či jezerech (rybnících) na pevnině. Základním důvodem pro takové studium je, že jde o dobře vymezený ekosystém: o jeho míra propojení s okolními ekosystémy je jednoduše vymezena o je ostře ohraničen o dobře lze studovat toky hmoty a energie přes jeho hranici typické rysy: o vyskytuje se zde méně druhů než na velikostně srovnatelných oblastech na pevnině (viz Obr. 17) o mnohé z druhů zde žijících se liší od druhů, žijících na pevnině základní charakteristika flóry a fauny: o omezuje se pouze na typy, které byly schopny se na ostrov dostat (vzdálenost od pevniny, specifická závislost pro různé druhy) o díky izolovanosti ostrova může být rychlost evoluční změny na ostrově vyšší než vliv výměny genů s rodičovskou populací typické studované problémy: o vztah počet druhů – plocha (častá závislost – počet druhů roste lineárně v závislosti na logaritmu plochy ostrova) o vztah počet druhů – odlehlost ostrova (lineárně klesá se vzdáleností od zdrojového území – ptáci) aplikace: o návrhy vhodné velikosti chráněných území ve vztahu ke zde žijícím druhům o návrhy systému sítě ekologické stability území (biocentra, biokoridory) o ověřování ekologických zákonů a zákonitostí o poznatky pro vývojovou ekologii (Darwin, vznik a adaptace druhů, využívání nik apod.)
Obr. 17 Vztah počtu druhů k velikosti plochy pro jiné ostrovy než ostrovy v moři (logaritmická škála plochy). Begon aj. (1997)
Biosféra Biosféra (angl. biosphere) je veškerý prostor obývaný na Zemi živými organismy. Sdružuje všechny ekosystémy, resp. zúženě jako souhrn všech živých organismů. Tvoří jej troposféra, vrchní část litosféry, hydrosféra. Biosféra se do současné podoby vyvíjela miliardy let ve vzájemné interakci jednotlivých živých organismů s životním prostředím a živých organismů navzájem. důvody ohrožení druhů: ♦ koncentrace druhu na jedno unikátní stanoviště, resp. na stanoviště, která mají unikátní vlastnosti - ohrožení stanoviště lidskou činností, lokální katastrofou, změnou klimatických podmínek ♦ velmi nízká hustota druhu, přestože obývá rozsáhlé území. To je typické pro druhy, které jsou na konci trofických (potravních) řetězců (orel skalní, medvěd) ♦ nízká reprodukční schopnost (např. velcí savci - velryby, sloni). Často souvisí se skutečností, že dané druhy s výjimkou člověka nemají přirozeného predátora.
♦ vysoká specializace ve vazbě na jiný druh, který může být primárně ohrožen ♦ ekonomické zájmy člověka (nadměrný rybolov, lov pro kožešinu, zemědělství s rozšiřováním využívaných ploch, těžba surovin aj.) ♦ vysoká citlivost druhu k určité negativní změně životního prostředí ♦ kombinace několika faktorů
Synergický efekt v biosféře o výsledek působení několika vlivů je vyšší (nižší), než součet („lineární aproximace“) působení jednotlivých vlivů o člověk často ve svých úvahách pracuje s lineární aproximací reality, případně s lineární aproximací a zahrnutím poruch; již obtížnější je pro něj představit si a popsat (resp. predikovat) nelineární jevy o synergie je typická v živých systémech, ekosystémech, společenských systémech o synergie může být pozitivní i negativní Příklady synergie o imunitní reakce organismu – výskyt a nalezení (identifikace) cizorodé látky vede ke spuštění složitého řetězce obranných mechanismů o bioakumulace – postupné hromadění látky v potravním řetězci (zvyšování původní koncentrace o několik řádů) o odstranění jednoho druhu z ekosystému může vést k vymizení přímo i nepřímo závislých druhů, ke snížení stability ekosystému proti vnějším vlivům, k přemnožení jednoho či několika druhů o vzájemné zesilování rozšiřování ozónové vrstvy a intenzity skleníkového efektu
Faktor času v biosféře Základní úvaha o významný, ale často zanedbávaný nebo zjednodušeně a jednostranně chápaný faktor o typickou součástí „selského rozumu“ je posuzovat vše z hlediska teď a tady, bez výrazné časové dimenze, neboť selský rozum vychází z časově omezené osobní zkušenosti o významná je volba měřítka pro úvahy, např. z hlediska geologických časových období (řádově milióny let) – posuzování proměnnosti druhů, rychlosti změny druhů či povrchu Země, procesu vymírání druhů o může být pozitivním nebo negativním faktorem: pozitivní: po snížení negativního vlivu se postupně snižuje koncentrace látky, která negativně ovlivňuje ekosystémy (její rozptýlení, rozklad, metabolická přeměna, rozpad – radionuklidy) negativní: bioakumulace, zpoždění účinku za příčinou, postupné narůstání vlivu až po jeho katastrofický účinek atd.
Zpoždění účinku za příčinou mechanismy: o postupná akumulace, dokud není dosažen kritický stav (např. kyselé deště, růst kyselosti půdy, dosažení meze únosnosti pro danou rostlinu)
o látka se přeměňuje při průchodu ekosystémem na škodlivější látku (např. vznik organokovových sloučenin) o proces migrace daného agens biosférou na místo, kde je jeho účinek negativní, trvá určitou dobu (viz ozónová díra) o látka je v biosféře po určitou dobu stabilní a může tedy dlouhodobě negativně působit i po ukončení procesu jejího vytváření (např. radioizotopy, CFC4) o budoucí vývoj je uložen ve struktuře populace – např. důsledky struktury věkových pyramid u člověka předznamenávají vývoj populace v několika dalších generacích o nejsme schopni odhadnout: důsledky genových manipulací následky změn úrovně radiace u člověka následky změn životního prostředí (od přírodního k antropomorfnímu), změn životního stylu, částečná eliminace působení přírodního výběru
Změny charakteristické vysokou rychlostí o spojeny se zrychlujícím se vývojem člověka ničení deštných pralesů spotřeba neobnovitelných zdrojů technický vývoj a vývoj spotřeby bez regulace předbíhá etický, estetický, mravní a duševní vývoj člověka o změny přírodních podmínek zaledňování v dobách ledových (z geologického hlediska i z hlediska časového vývoje druhů rychlé v řádech let – desítek let) – migrace druhů, přizpůsobení ekosystémů, reliktní ekosystémy5 přírodní katastrofy (výbuchy sopek, dopady meteoritů) jevy typu El Niňo6
Malá rychlost změny o ze svého „běhu času“ člověk nedokáže (resp. dokáže jen částečně) odhadnout, představit si dopady, změny; příklady: o změna vlastností půdy (zhutňování, zasolování, snižování podílu organických složek atd.) o následky erozního působení na horniny, půdu, pobřeží atd. o nežádoucí psychofyziologické změny člověka (nedostatek pohybu, aktivit v přírodním prostředí) o přírodní procesy s malou rychlostí změny: horotvorné procesy, kontinentální drift
4
angl. ChloroFluoro hydroCarbons, chlorofluorouhlovodíky, uhlovodíky s vodíkem substituovaným chlórem a fluórem, patří mezi freony. Látky chemicky relativně inertní a s výhodnými fyzikálními vlastnostmi (nízký bod varu), pro které byly intenzivně využívány jako hnací plyn, chladicí médium, náplň plastických hmot, čistící prostředek. Chlorofluorouhlovodíky se však rozkládají působením UV záření ve stratosféře a poté uvolněný chlór katalyticky reaguje s ozónem. V atmosféře Země mohou setrvat desítky let. 5 ekosystémy, které v prostředí přetrvaly z dřívějších dob s jinými podmínkami v krajině, a to zpravidla na stanovištích, kde se zachovaly obdobné podmínky (např. ekosystémy v Krkonoších) 6 jednou za několik let se vyskytující anomální oteplení Tichého oceánu u pobřeží Jižní Ameriky, doprovázené změnami v cirkulaci atmosféry a výskytem silných bouří, nebo naopak dlouhých období sucha v různých oblastech světa. Oba jevy jsou souhrnně označovány jako jev ENSO (El Niňo - Southern Oscilation).
Shrnutí Biosféra je otevřený dynamický systém, v němž lze pozorovat dočasné i trvalé změny v různém časovém měřítku. Zjednodušením studia ekosystémů je ostrovní ekologie, kdy daný ekosystém (ostrov v moři či vodní plocha na pevnině) má relativně dobře vymezenou hranici s okolními ekosystémy.
Kontrolní úkoly, otázky, základní témata pro úvahy 1. Jak souvisí potravní řetězce a proces bioakumulace? K jakým procesům může při bioakumulaci docházet? 2. Čím je určována dynamika populací? 3. Jak souvisí dynamika populací a strategie přežití druhu? 4. Vyhodnoťte výhody a problémy biologické ochrany proti škůdcům. 5. Popište vlivy na dynamiku populace, demonstrujte na vhodném příkladě. 6. Popište základní vztahy mezi spolupracujícími či konkurujícími si organismy. 7. Jak se projevuje spolupráce a jak konkurence uvnitř populace? Jaké mají význam pro evoluci druhu? 8. Proč má potravní pyramida zpravidla pouze několik stupňů? 9. Zamyslete se nad úlohou záporné (resp. kladné) zpětné vazby uvnitř organismu a porovnejte ji s úlohou záporné zpětné vazby v ekosystémech. 10. Lze vztahovat ekologické zákony a zákonitosti na člověka? 11. Jak má být vnímána planost ekologických zákonů a zákonitostí? Porovnejte se statistickými zákony z fyziky. 12. Zamyslete se nad entropií (negentropií) ve vztahu k živým organismům? Je porušen zákon o růstu entropie v uzavřených systémech? 13. Diskutujte koncepci Gaia - myšlenkový směr, považující celou Zemi za živý organismus, přičemž klíčovou roli v homeostázi hrají živé organismy. 14. Jak reagují organismy na změny prostředí? 15. Jak se v minulosti měnily podmínky na Zemi a jakou roli hrál život v jejich změnách?
Zdroje informací 1. Begon M. aj. (1997): Ekologie, jedinci, populace a společenstva, vydavatelství Univerzity Palackého, Olomouc, ISBN 80-7067-695-7 2. Moldan B. (1994): Životní prostředí globální perspektiva, Centrum Univerzity Karlovy pro otázky životního prostředí, Praha 3. Stonawski J. (1997): Základy ekologie, Karolinum nakladatelství Univerzity Karlovy, Praha
