ANALIZA PODSTAWOWYCH POJĘĆ EKOLOGICZNYCH
SPIS TREŚCI
OSOBNIK 3
POPULACJA 3
BIOCENOZA 9
EKOSYSTEM 11
BIOM 14
ŚRODOWISKO 17
BIOSFERA 17
Ekologia to nauka która bada wzajemne zależności pomiędzy organizmami żywymi, a środowiskiem, w którym żyją. Nazwa „ekologia” wywodzi się z języka greckiego, od słowa oikos, które oznacza dom – w tym przypadku środowisko w jakim bytują organizmy.
Organizmy oraz ich środowisko są nierozerwalnie ze sobą sprzężone, a także kształtują się wzajemnie i warunkują swoje istnienie. W naszym środowisku można wyróżnić kilka poziomów organizacji życia, a każdym z nich zajmuje się oddzielny dział ekologii.
Przedmiotami badań ekologii są przede wszystkim: populacje, biocenozy, biosfera i ekosystemy.
PODSTAWOWE POJĘCIA EKOLOGICZNE
Do podstawowych pojęć ekologicznych, należy zaliczyć: osobnika, populację, biocenozę, ekosystem, biom, środowisko i biosferę. Niżej nastąpi szczegółowe opracowanie definicji każdego z nich.
Osobnik to stosowany umownie w biologii termin, określający żywy organizm, pojedynczego przedstawiciela danego gatunku, zdolnego do samodzielnej egzystencji w środowisku, bądź wchodzącego w skład zespołów organizmów, takich jak stada, czy kolonie. Ogólnie przyjęło się zasadę, że osobnikiem nazywamy każdy organizm na takim etapie rozwojowym, który umożliwia oddziaływanie na inne osobniki.
Populacja to grupa osobników tego samego gatunku, występująca na tym samym terenie, mogących się swobodnie i skutecznie krzyżować między sobą, tzn. wydawać płodne potomstwo. Krzyżowanie się osobników umożliwia przepływ genów.
Populacja ma wspólną pulę genową i spełnia określone funkcje w biocenozie. W jej obrębie zachodzą procesy i charakterze genetycznym i ewolucyjnym. Może być także podzielona na tzw. populację lokalną. Stan i samodzielność zależne są od zjawisk zachodzących w jej obrębie oraz populacjach sąsiadujących. Wyróżniamy więc kilka kategorii populacji:
· Populacje niezależne – są to takie populacje, które mogą istnieć w sposób trwały bez dopływu osobników z zewnątrz. Charakteryzują się one tak wysokim potencjałem rozrodczym, że pozwala on na uzupełnianie strat liczebności osobników w populacji.
· Populacje pół zależne – to populacje o niskim potencjale rozrodczym, które dzięki rozmnażaniu własnych osobników, mogą przetrwać tylko przy niskich stratach liczebności. Na jego wpływ mają wyraźny wpływ imigracje osobników z zewnątrz.
· Populacje zależne – to populacje, które nie mogą istnieć samodzielnie bez stałego uzupełniania stanu liczebności imigracją osobników z innych populacji. Występują wtedy, gdy rozród nie pokrywa strat liczebności.
· Pseudopopulacje – to grupa osobników jednego gatunku, zamieszkująca dany teren, ale nie mająca tam możliwości rozrodu. Powstaje dzięki imigracji osobników z sąsiadujących populacji i może przez dłuższy czas uczestniczyć w procesach biocenotycznych. Występuje zarówno w ekosystemach wodnych, jak i lądowych.
· Populacje okresowe – to takie populacje, które utrzymują się na danym obszarze tylko przez jakiś czas, dzięki powstawaniu okresowo dogodnych warunków środowiskowych. Powstają w biotopach zwykle nie zasiedlanych lub poza granicami zasięgu gatunku. Znikają, kiedy warunki środowiskowe się pogarszają. Tworzy je np. komar widliszek.
· Hemi populacje – to populacje składające się z organizmów zróżnicowanych środowiskowo i przestrzennie, a niekiedy występujących po sobie w określonym czasie. Występują u tych gatunków, które w poszczególnych fazach cyklu rozwojowego wykazują różne wymagania życiowe i zajmują różne siedliska. Przykładem mogą być larwy komarów, które żyją w zbiornikach wodnych, a dorosłe ich formy na lądzie.
Osobniki w populacji żyją w pewnych formach organizacyjnych, w których postępują według określonych reguł zapewniających przetrwanie gatunku. Mogą żyć pojedynczo, izolując się od pozostałych, by polować, oznaczając swoje terytorium i łączyć się w pary tylko w okresie godowym. Inne, mogą tworzyć rodzinę składającą się z partnerów płciowych i potomstwa. Taka rodzina może być:
Þ Monogamiczna – obejmuje ona jednego osobnika męskiego, jednego żeńskiego i potomstwo.
Þ Poligamiczna – obejmuje ona jednego osobnika danej płci oraz kilku drugiej.
Þ Poliandryczna – obejmuje jedną samicę i kilku samców.
Þ Poliginiczna – obejmuje jednego samca i kilka samic.
Osobniki formułują także kilka innych układów:
Þ Grupa (stado) – utworzenie grupy zapewnia zdobycie pożywienia, obronę, wspólną opiekę nad potomstwem. W grupie występuje hierarchia funkcji, określająca rangę osobnika.
Þ Kolonia – to grupa osobników będących w ścisłym powiązaniu tworzących wspólnie określoną, np. bryłową lub drzewiastą formę. Kolonie spotyka się np. u koralowców.
Þ Społeczność – występuje u owadów. Jest układem bardzo specyficznym, tworzącym coś na kształt organizmu. Każdy osobnik jest jedynie częścią składową niezdolną do samodzielnego życia. Występuje także silna hierarchizacja funkcji. Społeczność tworzą mrówki, pszczoły, itp.
Populacje tego samego gatunku zajmują identyczną niszę ekologiczną w biocenozie i charakteryzują ją określone cechy grupowe (parametry grupowe), takie jak:
· Liczebność – określa ilość osobników w danej populacji. Nigdy nie jest ona wartością stałą i waha się ciągle pomiędzy dolną, a górną wielkością populacji (tzw. oscylacje liczebności). Na liczebność ma wpływ wiele czynników, np. gatunek, zajmowany poziom w łańcuchu troficznym i warunki środowiskowe.
· Zagęszczenie – jest to ilość osobników danej populacji, przypadająca na jednostkę powierzchni (przeważnie na metr kwadratowy, bądź hektar, w przypadku organizmów wodnych lub glebowych, wartość podaje się w jednostkach sześciennych). Zagęszczenie podlega pewnym regułom, m.in. dużych organizmów jest zwykle mniej, niż małych, czy też zagęszczenie roślinożerców jest mniejsze od zagęszczenia roślin rosnących na danym terenie.
· Rozrodczość – to stosunek liczby osobników nowonarodzonych do liczebności populacji w jednostce czasu (przeważnie w ciągu roku). Wpływ mają na nią:
Þ Rozrodczość maksymalna – biologiczna zdolność do posiadania potomstwa.
Þ Opór środowiska – czynniki biofizyczne działające hamująco na rozrodczość populacji. Zalicza się do nich czynniki abiotyczne (nieożywione) i biotyczne (ożywione). Przykładowo: zbyt mała ilość pożywienia, wody, obecność dużej liczby drapieżników, czy pasożytów.
Opór środowiskowy, podobnie jak rozrodczość maksymalna, wpływa na rozrodczość populacji ogółem. Różnica obu daje wynik rozrodczości rzeczywistej. Wyróżnić można dwie strategie rozrodczości:
Þ Strategia „R” – stawia ona na cel ilość. Osobniki rodzą dużo potomstwa, lecz nie pełnią nad nim opieki.
Þ Strategia „K” – stawia ona cel jakość. Osobniki rodzą mało potomstwa, lecz dbają o jego wychowanie i pełnią nad nim troskliwą opiekę.
· Śmiertelność – to stosunek liczby osobników zmarłych do liczebności populacji. Wpływ mają na nią:
Þ Śmiertelność minimalna – wynika ona z zaprogramowanej przez geny maksymalnej długości życia osobnika. Innymi słowy, jeśli wszystkie warunki są idealne, to wymierają one tylko ze starości. Taka sytuacja zdarza się jednak rzadko.
Þ Opór środowiska – to zespół wszystkich czynników, które skracają czas życia osobnika. Przykładowo: zbyt mała ilość pożywienia, wody, obecność dużej liczby drapieżników, czy pasożytów, walka między osobnikami o partnera płciowego.
Tempo wymierania osobników w warunkach naturalnych nosi nazwę śmiertelności ekologicznej. Zawsze jest ona większa, niż śmiertelność minimalna. Suma śmiertelności minimalnej i oporu środowiska daje śmiertelność rzeczywistą.
Do opisywania śmiertelności rzeczywistej, wykorzystuje się, tzw. krzywe przeżywania. Są one sporządzane na podstawie długotrwałych obserwacji. Jest ich kilka rodzajów:
Þ Krzywa wypukła – charakterystyczna jest dla mało liczebnych gatunków, przeważnie takich, które mają duże rozmiary ciała i poświęcają wiele uwagi wychowaniu potomstwa. Analiza tej krzywej pozwala stwierdzić, iż śmiertelność jest niska we wczesnym okresie życia, a gwałtownie rośnie, kiedy osobniki osiągają dorosłość. Przykładem mogą być małpy, słonie, nosorożce, czy człowiek. (a)
Þ Krzywa wklęsła – jest odwrotnością krzywej wypukłej. Charakterystyczna jest głównie dla osobników wybierających strategię „R”, czyli takich, które wydają liczne potomstwo, pozbawione opieki. Śmiertelność osobników młodych jest duża, stopniowo maleje u dorosłych i wzrasta ponownie w okresie starości. Przykładem mogą być małże, tasiemce, żaby, sardynki, śledzie. (b)
Þ Krzywa esowata – jest bardzo powszechna. Wskazuje, że śmiertelność osobników młodych jest duża, stopniowo maleje u dorosłych i wzrasta ponownie w okresie starości. Przykładem mogą być pszczoły, mrówki, wróble. (c)
Þ Krzywa schodkowa – jest charakterystyczna dla organizmów, których przeżywalność silnie zmienia się w poszczególnych okresach życia. Przykładem mogą być różnorakie owady, np. motyl, którego śmiertelność jest bardzo wysoka w stadium złożonych jajeczek, a następnie w fazie linienia. (d)
Þ Krzywa jednostajnie nachylona – jest prostą, której przebieg wskazuje na brak zależności śmiertelności od stadium życiowego. Tempo umierania osobników jest stałe, bez względu na wiek i formę rozwojową. Niemniej prawdopodobnie nie ma na świecie takiego gatunku, którego śmiertelność zupełnie się nie zmienia. Ten rodzaj krzywej jest więc czysto teoretyczny. (e)
· Struktura przestrzenna populacji (nisza ekologiczna) – to trójwymiarowa przestrzeń, w której każdy osobnik jest w stanie utrzymać się przy życiu. Nisze mogą sąsiadować, zachodzić na siebie lub być zupełnie rozdzielne.
Þ Siedlisko – zespół cech abiotycznych środowiska, specyficzny dla występowania organizmów jednego gatunku, czyli warunki, w jakich najczęściej można je spotkać.
Þ Stanowisko – to konkretne miejsce występowania danego osobnika, bądź osobników jakiegoś gatunku, czyli punkt lub obszar w przestrzeni, gdzie można je spotkać.
Osobniki każdej populacji zajmują pewną powierzchnię której stale lub okresowo bronią. Są to tzw. terytoria osobnicze, zwane także rewirami (jeśli są aktywnie bronione). Ich wielkość zależy od biologii gatunku, ukształtowania środowiska w którym żyje, warunków klimatycznych, itp. Rewiry mogą się nakładać. Suma powierzchni rewirów to areał populacji. Jeśli natomiast zsumować areały wszystkich populacji danego gatunku, otrzymamy zasięg populacji, czyli obszar zajmowany przez ten cały gatunek. ...
chomikuff