Základy ekologie Ekologie se zabývá vzájemnými vztahy mezi organismy a prostředím. Zkoumá: -
vliv organismu na prostředí a zpětný vliv prostředí na celkový stav a způsob života organismu
-
vztahy v prostředí, jejich uspořádání a význam pro život jednotlivých částí přírody a celé biosféry.
Obory ekologie: -
ekologie obecná – zkoumá obecně platné ekologické principy
-
ekologie rostlin – zkoumá vzájemné vztahy mezi rostlinami a prostředím
-
ekologie živočichů – zkoumá vzájemné vztahy mezi živočichy a prostředím
-
ekologie člověka – zkoumá vzájemné vztahy mezi člověkem a prostředím
-
ekologie krajiny – zkoumá souvislosti mezi částmi krajiny, změny krajiny
-
ekologie lesa – zkoumá mezi organismy a lesním prostředím
-
ekologie moře – zkoumá vztahy mezi organismy a prostředím v mořích
-
ekologie globální – zkoumá souvislosti a změny na celé planetě a jejich vliv na život
Ekologická zkoumání vycházejí z poznatků o organismech a prostředí, které zkoumají biologické a další vědní obory (botanika, zoologie, biologie člověka, meteorologie, geologie, geografie, chemie, fyzika a dal.). Ekologické znalosti, chování a respektování ekologických zákonitostí je nezbytným předpokladem k ochraně přírodního prostředí i životního prostředí člověka.
VTAHY MEZI ORGANISMEM A PROSTŘEDÍM Každému organismu se v daném prostředí nejlépe daří za optimálních podmínek. Organismus se může změnám v prostředí částečně přizpůsobovat a žít i v méně příznivých podmínkách. Krajní podmínky, v nichž může organismus ještě žít, označujeme jako minimální a maximální. Rozmezím těchto krajních podmínek je dána tzv. „ekologická přizpůsobivost organismu“.
Ekologická přizpůsobivost závislá na teplotě.
Při nevhodných podmínkách se organismus dostává do zátěžové situace (stresu), k jejímuž překonání musí vynakládat více energie. V rozmezí ekologické přizpůsobivosti musí být všechny podmínky prostředí. Pokud
dojde
k překročení
meze
jediné
podmínky,
organismus
hyne
(např. živočich nemůže být zachráněn nadbytkem potravy, když nemá vodu).
Prostředí musí zajišťovat: -
energii a látky potřebné k látkové a energetické výměně a k růstu organismu (tj. potravu)
-
odstraňování nepotřebných zplodin, které vznikají činností organismu
-
rozmnožování a rozšiřování organismu
-
bezpečnost
organismu
–
podmínky,
které
neohrožují
(tj. nepřekračují hranice ekologické přizpůsobivosti).
organismus
Na život organismu působí: podmínky abiotické – složky neživé přírody (sluneční záření, voda, ovzduší, složení půdy) podmínky biotické – ostatní organismy.
ABIOTICKÉ PODMÍNKY ŽIVOTA Sluneční záření K povrchu Země proniká sluneční záření v rozmezí elektromagnetických vln asi od 290nm do 5000nm. Nebezpečné ultrafialové záření (UV) o nejkratší vlnové délce je z větší části pohlcováno ozónovou vrstvou atmosféry. V malých dávkách je ale i užitečné (např. jeho působením vzniká v těle člověka vitamin D, který je důležitý pro vývoj kostí). Viditelné záření (světlo) je základním zdrojem energie pro fotosyntézu rostlin. Organismy se během svého vývoje přizpůsobili k délce a intenzitě osvětlení – délka dne ovlivňuje např. stěhování ptáků, rozmnožování hmyzu, rozkvétání rostlin, orientace ptáků a hmyzu (např. včel) v prostoru podle směru paprsků. Světelný režim má v přírodě periodický charakter. Záření s velkými vlnovými délkami
je
infračervené
záření – je pohlcováno těly organismů a způsobuje jejich zahřívání.
Nejvhodnější
teplota pro organismy je 15°C až 30°C. Teplota prostředí ovlivňuje druhovou skladbu organismů v daném prostředí a ovlivňuje jejich rozšíření na Zemi.
Ovzduší Ovzduší působí na organismy: - fyzikálními vlastnostmi (prouděním, tlakem) - chemickým složením (obsahem kyslíku, oxidu uhličitého a dusíku). Kyslík (O2) – důležitý pro dýchání, při hoření látek, při oxidačních procesech. Oxid uhličitý (CO2) – zelené rostliny ho přijímají při fotosyntéze. Do ovzduší se dostává ze sopečné činnosti, při oxidačních procesech (hoření, tlení), organismy ho při dýchání uvolňují. Dusík – do ovzduší se dostává činností baktérií, které rozkládají dusíkaté látky, jiné (dusíkaté) bakterie ho naopak dokážou vázat do živé hmoty (činnost hlízkových baktérií).
fotosyntéza
složení atmosféry
Nezbytná pro život na Zemi je ozónová vrstva atmosféry, která chrání vše živé před ultrafialovým a kosmickým zářením. Atmosféra Země působí také jako tepelný regulátor planety.
Voda Voda tvoří vodní obal země = hydrosféru. Její součástí jsou oceány, moře, povrchová voda tekoucí i stojatá, podpovrchová voda, voda v pevném skupenství (sníh, led). Voda je v neustálém pohybu, jehož základem je odpařování způsobené slunečním zářením. Voda je součástí těl všech živých organismů, pro vodní organismy je jejich životním prostředím.
Minerální látky Sloučeniny biogenních prvků (dusíku, fosforu, síry, vápníku, sodíku, hořčíku, draslíku) jsou základní součástí výživy organismů. Některé organismy přijímají i sloučeniny stopových prvků (železa, zinku, manganu,…), které jsou nezbytné pro jejich život. Sloučeniny těžkých kovů (olova, rtuti, kadmia), radioaktivní látky jsou pro organismy toxické. Minerální látky jsou obsažené v půdách, vodách, jsou součástí zemské kůry.
BIOTICKÉ PODMÍNKY ŽIVOTA Na každý organismus v přírodě působí jedinci stejného druhu (v rámci populace) i jedinci jiných druhů (v rámci společenstva).
Populace Populací rozumíme organismy stejného druhu, které žijí v určitém čase na určitém místě. Populace jsou malé (malý počet jedinců – např. šelmy), nebo velké (např. hmyz). Hustota populace závisí na rozmnožovacích schopnostech, úmrtnosti, stěhování jedinců, podmínkách prostředí (dostatek potravy, množství přirozených nepřátel). Jedinci populace často žijí ve skupinách, které jsou odolnější vůči nepříznivým vlivům okolí. V rámci skupin jsou rozvíjeny složité způsoby chování, které se projevují např. značkováním území, vývojem hierarchie (vztahy mezi jedinci), péči o potomstvo apod. Vztahy mezi populacemi: - konkurence – vztah dvou populací, které se vzájemně omezují tím, že mají podobné nároky na jednotlivé složky prostředí (např. různé druhy rostlin rostou na stejném stanovišti proto, že se liší rychlostí růstu (dochází potom ke stínění jednoho druhu) - predace a parazitismus – jedna populace žije na úkor druhé: predátoři – šelmy, dravci lovící svou kořist (např. káně loví hlodavce) paraziti – žijí uvnitř nebo na povrchu těla hostitele (tasemnice, klíšťata, jmelí), většinou mají složitý vývoj - symbióza – jedna populace je užitečná druhé (soužití mravenců a mšic, trvalé soužití houby a řasy v lišejníku – dutohlávka sobí)
Vztahy mezi populacemi jsou velmi důležité pro udržení rovnováhy v prostředí.
konkurence rostlinných druhů
predátor a kořist
symbióza – dutohlávka sobí (= houba + lišejník)
klíště obecné – vnější parazit
Společenstva Společenstvo (biocenóza) je složitá soustava různých druhů organismů žijících v určitém čase na určitém místě, které se skládá ze vzájemně závislých populací rostlin, živočichů, hub i mikroorganismů. V závislosti na prostředí mají společenstva různou druhovou rozmanitost (např. v severských lesích několik druhů stromů, v pralesích desítky druhů). Organismy ve společenstvu jsou i různě uspořádané (např. určité druhy rostlin i živočichů v příslušných lesních patrech).
společenstvo (biocenóza) vodního toku
EKOSYSTÉM Ekosystém je základní stavební a funkční jednotkou přírody. Ekosystém je společenstvo organismů spolu s abiotickým prostředím. Rozlišujeme ekosystémy: - vodní (rybník, řeka, jezero, moře, oceán) - suchozemské (les, pole, louka,…) Pro
každý
přírodní
ekosystém
je
charakteristické
sebeobnovování
(autoreprodukce), vlastní řízení (autoregulace) a vývoj.
Organismy mají v ekosystému různou funkci: - producenti – zelené rostliny, které procesem fotosyntézy z oxidu uhličitého a vody tvoří organické látky - konzumenti – živočichové živící se rostlinami (býložravci) nebo živočichy (masožravci) - reducenti (rozkladači) – houby, mikroorganismy, které rozkládají a spotřebovávají zbytky a odpady z těl rostlin a živočichů.
Na základě potravních vztahů jsou organismy spojeny do potravních řetězců:
Producenti
Konzumenti 1. řádu
2. řádu
3. řádu
4. řádu
→
hmyzožraví ptáci
→
drobní dravci, šelmy
→
větší dravci, šelmy
→
drobné ryby
→
malé dravé ryby
→
velké dravé ryby
stromy, byliny
→
býložravé larvy hmyzu
řasy
→
drobní korýši
producenti (rostliny)
konzument 1. řádu
reducenti (rozkladači)
konzument 2. řádu
příklad potravních vztahů
Poznámka: Pole, park, zahrada atd. patří mezi umělé ekosystémy, které ovlivňuje svou činností člověk. Zcela umělé ekosystémy vytváří člověk v lidských sídlech.
BIOSFÉRA Biosféra je živý obal Země. Jedná se o světový, globální ekosystém. Biosféru tvoří soubor všech přirozených (přírodních) vodních i suchozemských ekosystémů i umělých ekosystému, které vytvořil člověk. V biosféře probíhá neustálý koloběh látek, pohyb mezi živou a neživou přírodou. Hnací silou těchto koloběhů je sluneční energie.
BIOM Biom je ekosystém, část biosféry, charakterizovaná určitým typem rostlinných a živočišných
společenstev,
které
jsou
spjaty
s určitými
klimatickými
podmínkami, půdními a geologickými poměry. Příkladem jsou biomy vázané na určitou zeměpisnou šířku (rozlišujeme pak základní vegetační oblasti: polární oblast, tundru, listnatý les, jehličnatý les, step, tajgu, savanu, polopoušť, poušť). Pro tyto oblasti jsou typické určité biomy.
polární pustina tundra tajga listnaté lesy mírného pásu
stepi mírného pásu subtropický deštný prales středomořská vegetace monzunový les
vyprahlá poušť suchomilné křoviny suché stepi polovyprahlá poušť
Zdroj obrázku s legendou: http://cs.wikipedia.org/wiki/Biom
travnatá savana stromová savana subtropický suchý les tropický deštný prales
alpská tundra horský les
