BIOLOGIA KLASA VIII DZIAŁ III. EKOLOGIA
CZYM JEST EKOLOGIA I NISZA EKOLOGICZNA?
Ekologia – to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody. Zajmuje się ona opisywaniem zależności między organizmami oraz między organizmami a środowiskiem.
Nisza ekologiczna – to wszystkie wymagania organizmu względem środowiska.
CO WCHODZI W SKŁAD NISZY EKOLOGICZNEJ?
– warunki środowiska, w których żyje dany organizm np. temperatura
– dostępność zasobów środowiska, np. pokarm lub miejsce gniazdowania
– powiązania organizmu z innymi organizmami, np. ilość drapieżników
Siedlisko – to obszar na którym żyje dane osobnik. W jednym siedlisku może żyć wiele organizmów.
CZYM RÓŻNI SIĘ NISZA EKOLOGICZNA OD SIEDLISKA?
Bocian czarny i łoś żyją w lasach olchowych, więc zajmują to samo siedlisko. Jednak żywią się czymś innym – bocian zjada ryby i bezkręgowce wodne, a łoś zjada rośliny zielne i pędy drzew (mają inną niszę).
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA ORGANIZMY
CZYNNIKI ŚRODOWISKA | |
Ożywione (wszystkie organizmy zajmujące to samo siedlisko): | Nieożywione: |
– organizmy tego samego gatunku – organizmy innych gatunków | – temperatura – wilgotność powietrza – nasłonecznienie – stężenie tlenu i dwutlenku węgla – zawartość soli mineralnych – ukształtowanie terenu |
WYJAŚNIJ, CO ZNACZY ZAKRES TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ
To zakres wartości czynnika środowiska, w którym organizm może się rozwijać. Jeśli czynniki środowiska mieszczą się w zakresie tolerancji ekologicznej organizm może przeżyć.
PRZYKŁAD:
Jeśli sadzonka pomidora ma za mało wody w glebie, jej liście zaczynają żółknąć (minimalna wartość czynnika)
Jeśli sadzonka pomidora ma idealną ilość wody, wtedy pomidor najlepiej się rozwija (optimum)
Jeśli sadzonka pomidora ma nadmiar wody w glebie, wtedy liście pomidora stają się brązowe i opadają (maksymalna wartość czynnika)
CZYM SĄ GATUNKI WSKAŹNIKOWE?
Są to organizmy o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej wobec badanego czynnika (porosty). Gatunki wskaźnikowe to takie, których występowanie jest ważne ze względu na różnorodność siedlisk, w których występują.
Organizmami wskaźnikowymi mogą być zarówno rośliny, jak i zwierzęta.
Takie organizmy wykorzystuje się np.:
– do oznaczania stopnia zanieczyszczenia powietrza (głównie porosty – skala porostowa),
– stopnia zanieczyszczenia wody (wybrane gatunki ryb, i larwy niektórych owadów: pijawka lekarska, pstrąg potokowy żyją tylko w bardzo czystych i zimnych wodach; jętki – są wrażliwe nawet na nieznaczne zanieczyszczenia),
– zawartości różnych substancji w glebie (rośliny wskaźnikowe: borówka czernica i brusznica, koniczyna polna, chaber bławatek – kwaśna gleba; babka zwyczajna, dziurawiec, mak polny – gleby zasadowe; gorczyca polna, szałwia łąkowa – gleby gliniaste; fiołek polny, złocień polny – gleby piaszczyste; babka zwyczajna i lancetowata – gleba uboga w azot; szczaw polny, rumianek pospolity – gleba o niskiej zawartości wapnia).
DO CZEGO SŁUŻY SKALA POROSTOWA?
Skala porostowa służy do oceny stopnia zanieczyszczenia powietrza dwutlenkiem siarki (SO2) w badanej okolicy.
STREFA 1 | STREFA 2 | STREFA 3 | STREFA 4 | STREFA 5 | STREFA 6 | STREFA 7 |
ślinie skażone tereny przemysłowe (brak porostów tzw. pustynia porostowa) | miasta i obszary przemysłowe (najbardziej odporne formy skorup piaste) | tereny zadrzewione na obrzeżach dużych miast (porosty skorup piaste, nieliczne listkowate) | lasy przy dużych miastach i obszarach przemysłowych (liczne porosty listkowate) | duże obszary leśne (porosty listkowate, nieliczne krzaczkow wate) | rozległe naturalne kompleksy leśne (porosty listkowate i krzaczkowa te | lasy oddalone od miast, dróg i terenów przemysłowych (przeważnie porosty kraczkowate) |
>170 | 170-100 | 99-70 | 69-50 | 49-40 | 39-30 | <30 |
KORZYŚCI PŁYNĄCE Z WIEDZY O WYMAGANIACH EKOLOGICZNYCH ROŚLIN I ZWIERZĄT
– Znając warunki, w których żyją rośliny i zwierzęta możemy z łatwością je odnaleźć
– Wiele roślin ma zastosowanie w leczeniu chorób, np: cis krótkolistny wytwarza substancję taksol używaną jako lek przy leczeniu nowotworów (hamuje podział komórek).
– człowiek może podjąć działania w celu ochrony zagrożonym gatunkom (mewa czarnogłowa, orzeł przedni)
– dzięki wiedzy o wymaganiach zwierząt wynaleziono przepławkę (to budowla będąca elementem stopnia wodnego), która umożliwia wędrownym rybom przedostanie się w górę rzeki. Wcześniej tamy uniemożliwiały takie przemieszczanie się.
– naturalna walka ze szkodnikami np. biedronka zjada mszyce (dorosła postać biedronki dziennie zjada nawet około 50 mszyc); sadzenie roślin odstraszających szkodniki np. lawenda odstrasza muchy, komary, kleszcze, mrówki i mszyce
POPULACJA – DEFINICJA/CECHY POPULACJI
To grupa osobników tego samego gatunku, żyjących na określonym obszarze w tym samym czasie. Organizmy jednego gatunku tworzą wiele populacji (dzięcioły czarne z Borów Tucholskich stanowią inną populację niż dzięcioły czarne z Puszczy Białowieskiej). Każda populacja ma określone, charakterystyczne dla niej cechy.
CECHA | OPIS |
Liczebność | liczba wszystkich osobników danego gatunku |
Zagęszczenie | liczba osobników przypadających na określoną powierzchnię lub objętość środowiska |
Rozrodczość | liczba osobników przychodzących na świat w określonym czasie |
Śmiertelność | liczba osobników ginących w określonym czasie |
Struktura przestrzenna | rozmieszczenie osobników w przestrzeni (losowe, skupiskowe, równomierne) |
Struktura płciowa | stosunek liczby samców do liczby samic |
Struktura wiekowa | stosunek liczby osobników w określonych przedziałach wiekowych (młodocianym, rozrodczym, starości) |
POPULACJA W PRZESTRZENI
Struktura przestrzenna – sposób rozmieszczenia osobników na zajmowanym obszarze.
– rozmieszczenie losowe (mniszek lekarski rośnie losowo dlatego, że nasiona roznoszone są przez wiatr)
– rozmieszczenie równomierne (np. rozmieszczenie głuptaków w koloniach jest efektem rywalizacji o przestrzeń do budowy gniazd)
– rozmieszczenie skupiskowe (ławice tworzone przez niektóre gatunki ryb np. śledzie, zwiększają szanse pojedynczych osobników na przetrwanie ataku drapieżnika)
ŻYCIE W GRUPIE | |
Zalety: | Wady: |
– zwierzętom polującym w stadzie łatwiej jest osaczyć i zdominować nawet znacznie większą ofiarę (wataha wilków potrafi upolować bizona) – łatwiejsza obrona swojego terytorium lub przegonienie drapieżnika (grupa bawołów afrykańskich jest w stanie odeprzeć atak lwów) – zwierzęta wspólnie opiekujące się młodymi zwiększają ich szanse na przeżycie (pszczoły, które współpracują, aby zapewnić larwom odpowiednią ilość pokarmu) | – jeśli zasoby środowiska są ograniczone to czasami dochodzi do konfliktów między osobnikami danej populacji (walka sępów o kawałki pokarmu) – w dużych populacjach łatwiej rozprzestrzeniają się choroby i pasożyty (dziki mogą roznosić wirusa afrykańskiego pomoru świń) – wiele zwierząt w sezonie godowym (jelenie) prowadzą walki o dominację i partnerkę (czasami starcia kończą się poważnymi urazami lub śmiercią) |
KONKURENCJA
ODDZIAŁYWANIA MIĘDZY ORGANIZMAMI
– oddziaływania antagonistyczne – (ujemne) to takie, w których przynajmniej jeden gatunek ponosi straty (konkurencja, drapieżnictwo, roślinożerność, pasożytnictwo)
– oddziaływania nieantagonistyczne – (dodatnie) to takie, w których przynajmniej jedna strona odnosi korzyści i żadna nie ponosi strat (symbioza, protokooperacja, komensalizm)
KONKURENCJA
To rywalizacja o te same, ograniczone zasoby środowiska, np. wodę, światło, pokarm, partnera do rozrodu, dominację w stadzie. Konkurencję można podzielić na wewnątrzgatunkową i międzygatunkową.
SKUTKI KONKURENCJI WEWNĄTRZGATUNKOWEJ:
– ustalenie hierarchii (ważności osobników)
– śmierć słabszych osobników (w wyniku walki lub braku pokarmu)
– umocnienie się gatunku (osobniki silniejsze, sprytniejsze i najlepiej przystosowane do warunków środowiska przekazują swoje geny kolejnym pokoleniom)
SKUTKI KONKURENCJI MIĘDZYGATUNKOWEJ
– wyparcie osobników jednego gatunku przez drugi (psy Dingo w Australii wyparły wilki i doprowadziły do ich wyginięcia)
– zmiana niszy ekologicznej (gdy nisze ekologiczne zachodzą na siebie, czyli niektóre wymagania gatunków są identyczne np. dwa gatunki jaszczurek – zwinki i żyworodnej)
DRAPIEŻNICTWO – ODDZIAŁYWANIE ANTAGONISTYCZNE
Przyczynia się m.in. do eliminowania z populacji ofiar osobników starych chorych i słabych.
RODZAJE PRZYSTOSOWANIA ORGANIZMÓW DO DRAPIEŻNICTWA:
– rozwinięte narządy zmysłów (wzrok, węch, słuch)
– muskulatura ciała
– maskujące barwy
– gruczoły jadowe
– dobrze rozwinięte kły
– ostre pazury
SPOSOBY POLOWANIA:
– upodabnianie się do podłoża (kwietnik ma kolor płatków kwiatu, na którym poluje)
– udawanie rośliny (modliszka storczykowa)
– tworzenie pułapek (pająki)
– paraliżowanie ofiary (meduzy)
– wzbudzanie zainteresowania (ryby głębinowe mają narządy świetlne, które przykuwają uwagę ofiar)
– wabienie przynętą (żółw sępi zdobywa pokarm podstępem)
– skradanie się (rurecznica ukrywa się za większymi od siebie rybami)
– atak z ukrycia (ryby – mureny czają się w zakamarkach rafy koralowej)
SPOSOBY OBRONY:
– ucieczka
– kamuflaż (patyczak wygląda jak część rośliny)
– substancje toksyczne w ciele (drzewołaz lazurowy ma w swojej skórze liczne gruczoły zawierające toksyczne substancje)
– upodabnianie się do groźnych gatunków (motyl przeziernik osowiec wyglądem przypomina osę)
– kolce (ciało najeżki pokrywają kolce)
– udawanie martwego (zaskroniec zwyczajny w obliczu zagrożenia udaje że jest martwy)
– pancerz (pancernik zwija się w kulę)
OBRONA ROŚLIN PRZED ZJEDZENIEM
– kaktusy (liście przekształcone w kłujące ciernie)
– pokrzywa (broni się przed zjedzeniem patrzącymi włoskami, które po wbiciu w skórę uwalniają drażniące substancje)
– Litopsy (są podobne do kamieni, wśród których żyją)
– Jasnota biała (ma liście przypominające liście pokrzywy, dzięki czemu roślinożercy omijają ją pomimo, że nie wytwarza drażniących substancji)
– Lulek czarny (wytwarza trujące substancje, które powodują choroby lub śmierci zwierząt)
– Mak polny (wytwarza związki chemiczne o odstraszającym zapachu i smaku)
PRZYSTOSOWANIA ORGANIZMÓW DO ROŚLINOŻERNOŚCI
SPECYFICZNA BUDOWA PRZEWODU POKARMOWEGO PRZEŻUWACZY (NP. ŻUBRA)
– dłuższe jelita ze względu na konieczność dłuższego trawienia;
– żołądek składa się z czterech komór (w pierwszej komorze bakterie i protisty rozkładają celulozę, która buduje ściany komórkowe roślin)
– szerokie zęby pozwalające na staranne rozcieranie pokarmu
– dzięki dobrze rozwiniętym zmysłom smaku i węchu przeżuwacze mogą rozpoznać trujące rośliny i odnaleźć te ulubione
– wystająca i wydłużona ruchliwa górna warga ułatwienia skubanie rośliny
– pokarm, który został wstępnie trawiony przez mikroorganizmy, z pierwszej komory żołądka zostaje cofnięty do jamy gębowej i tam ponownie jest przeżuwany
JAK INNE ORGANIZMY SĄ PRZYSTOSOWANE DO ROŚLINOŻERNOŚCI?
– Motyle mają aparat gębowy w kształcie rozwijanej rurki (mogą pobierać pokarm z głębi kwiatu)
– Ptaki odżywiający się nasionami mają krótkie grube dzioby (mogą miażdżyć twarde łupiny)
– świstaki mają siekacze, które rosną przez całe życie (mogą żywić się zarówno roślinami zielnymi, jak i twardym pokarmem na przykład gałązkami krzewów)
– termity mogą odżywiać się drewnem (w ich przewodzie pokarmowym żyją protisty, które rozkładają celulozę)
– Ślimaki zeskrobują i rozdrabniają pokarm za pomocą tarki (narząd przypominający język, który jest pokryty dużą liczbą ząbków)
PASOŻYTNICTWO - ODDZIAŁYWANIE ANTAGONISTYCZNE
Wyróżniamy dwa rodzaje pasożytów:
– zewnętrzne, które przebywają na powierzchni ciała żywiciela (wszy, pchły, kleszcze, pijawki)
– wewnętrzne, które żyją wewnątrz ciała żywiciela (tasiemce, owsiki, glista ludzka)
PRZYSTOSOWANIA ORGANIZMÓW DO PASOŻYTNICTWA
– narządy czepne (przyssawki lub haczyki umożliwiają utrzymanie się na powierzchni lub wewnątrz ciała żywiciela)
– aparaty gębowe (umożliwiają przebicie skóry żywiciela)
– duża liczba potomstwa (wytwarzanie ogromnej liczby jaj)
– wytwarzanie substancji chemicznych (substancje znieczulające i chroniące przed strawieniem)
MUTUALIZM
Może występować między gatunkami jako związek trwały lub nietrwały
MUTUALIZM Związek, który przynosi korzyści obu gatunkom. | |
SYMBIOZA | PROTOKOOPERACJA |
Jest niezbędna organizmom do przeżycia | Nie jest niezbędna organizmom do przeżyciaV |
KOMENSALIZM
To zależność, w której jeden gatunek czerpie korzyści z obecności drugiego, nie wyrządzając mu szkody ani nie przynosząc korzyści.
PRZYKŁAD:
Hieny pomimo, że są świetnymi myśliwymi, czasami żywią się resztkami zdobyczy, której nie dojadły lwy. Lwy nie poniosły strat, ponieważ upolowane zwierzę było zbyt duże, aby mogły zjeść same.
EKOSYSTEM
Jest o zbiór elementów ożywionych (biocenoza) i nieożywionych (biotop), które wzajemnie na siebie wpływają.
EKOSYSTEM (SKŁADNIKI) | |
Biocenoza | Biotop |
zwierzęta, rośliny, bakterie, grzyby, protisty | energia słoneczna, klimat, woda, gleba |
RODZAJE EKOSYSTEMÓW:
– ekosystemy naturalne (powstały bez udziału człowieka np. lasy, morza, jeziora)
– ekosystemy sztuczne (powstały w wyniku działalności człowieka i są przez niego cały czas przekształcane np. sady, parki miejskie, stawy rybne)
DO CZEGO WYKORZYSTUJEMY EKOSYSTEMY?
– pozyskiwanie żywności (np. morza dostarczają ryb i skorupiaków)
– uzyskiwanie surowców (np. ekosystemy leśne są źródłem drewna, które wykorzystywane są do produkcji mebli i papieru)
– niematerialne użytkowanie ekosystemów (np. ekosystemy leśne oczyszczają powietrze z dwutlenku węgla (CO2) chronią też pobliskie tereny przed powodziami)
PRZEMIANY EKOSYSTEMÓW
– sukcesja pierwotna (miejsca, w których rozwija się biocenoza, a wcześniej nie było żadnych organizmów np. miejsca na wydmach lub skałach)
– sukcesja wtórna (biocenoza rozwija się w miejscach zmienionych przez człowieka lub po pożarze czy powodzi np. tereny niekoszonych łąk lub nieuprawianych pól)
ZALEŻNOŚCI POKARMOWE
To zależności między gatunkami. Występują wtedy, kiedy jeden organizm jest pokarmem innego np. mysz polna może być pokarmem myszołowa, a pokarmem myszy są np. ziarna pszenicy.
POZIOMY TROFICZNE
Różne organizmy, które pozyskują pokarm w podobny sposób i zajmują to samo miejsce w łańcuchu pokarmowym tworzą grupy nazywane poziomami troficznymi.
Wyróżnia się trzy poziomy troficzne: producentów, konsumentów i destruentów.
PRODUCENCI
to organizmy samo pożywne zdolne do wytwarzania materii organicznej ze związków nieorganicznych np. rośliny, niektóre bakterie i protisty
KONSUMENCI
to organizmy cudzożywne, które uzyskują związki organiczne od innych organizmów.
DESTRUENCI
to organizmy przetwarzające martwą materię organiczną. Do tej grupy zaliczamy głównie bakterie i grzyby.
POZIOMY TROFICZNE
poziomy troficzne | opis | organizmy |
producenci | wytwarzają związki organiczne ze związków nieorganicznych | rośliny, niektóre bakterie, część protistów |
konsumenci | potrzebne związki organiczne uzyskują z innych organizmów (wśród nich konsumenci I, II i III rzędu) | Zwierzęta, rośliny pasożytnicze, niektóre grzyby, bakterie, protisty |
ŁAŃCUCH POKARMOWY
To szereg organizmów, w którym każda grupa stanowi pokarm dla organizmów następnego ogniwa. Pierwszym ogniwem łańcucha pokarmowego są producenci. Zwierzęta roślinożerne to konsumenci I rzędu, a drapieżniki to konsumenci II i dalszych rzędów.
PRZYKŁADY PRODUCENTÓW I KONSUMENTÓW WYSTĘPUJĄCYCH W EKOSYSTEMIE ŁĄKI
Producent – mniszek lekarski
Konsumenci – pasikonik (konsument I rzędu), jaszczurka (konsument II rzędu), bocian (konsument III rzędu)
PRZYKŁADOWE ŁAŃCUCHY POKARMOWE WYSTĘPUJĄCE W RÓŻNYCH EKOSYSTEMACH
JEZIORO
Glon ➝ rozwielitka ➝ płoć ➝ szczupak
LAS
trawa ➝ zając ➝ lis
POLE
ziemniak ➝ stonka➝ bażant ➝ lis
SIEĆ POKARMOWA
Jest zbiorem wielu powiązanych ze sobą łańcuchów pokarmowych, które występują w danym ekosystemie.
RÓWNOWAGA EKOSYSTEMU
Ekosystem jest utrzymywany w stanie równowagi dzięki procesom naturalnej regulacji. Związane jest to z oddziaływaniem jednych gatunków na inne.
Przykład
o wielkości populacji roślinożerców decyduje dostępność pokarmu roślinnego, liczba drapieżników i pasożytów.
CZYNNIKI, KTÓRE MOGĄ SPOWODOWAĆ ZAKŁÓCENIE RÓWNOWAGI EKOSYSTEMU
Do zakłócenia równowagi może dojść wtedy, gdy choć jeden z elementów ulegnie trwałej zmianie np.:
– z ekosystemu zniknie jeden z gatunków w nim występujących
– do ekosystemu zostanie wprowadzony obcy gatunek
MATERIA I ENERGIA W EKOSYSTEMIE
KRĄŻENIE MATERII
W ekosystemie pierwiastki krążą między materią nieożywioną środowiska a materią znajdującą się w ciałach organizmów. Taki proces nazywany jest krążeniem materii.
INACZEJ
Proces ciągłego przemieszczania się pierwiastków i związków nieorganicznych potrzebnych do życia – od środowiska do organizmów, a później ich powrót do środowiska.
OBIEG WĘGLA W EKOSYSTEMIE
- Węgiel występuje w atmosferze w postaci CO2 (w wyniku spalania paliw kopalnych i wybuchów wulkanów)
- Producenci pobierają CO2 z atmosfery i wykorzystują go w procesie fotosyntezy (gaz jest źródłem węgla, który wchodzi w skład cukrów, tłuszczów i białek budujących ich organizmy
- Konsumenci I rzędu zjadają producentów i wykorzystują pozyskane w ten sposób związki organiczne do budowy własnego ciała
- Konsumenci II rzędu zjadają konsumentów I rzędu i wykorzystują pozyskane w ten sposób związki organiczne do budowy własnego ciała
- Destruenci rozkładają szczątki organiczne do prostych związków nieorganicznych, w tym CO2
PRZEPŁYW ENERGII – DLACZEGO JEST WAŻNY DLA EKOSYSTEMU?
Energia przepływa przez wszystkie poziomy troficzne ekosystemu. Część energii wykorzystywana jest przez organizmy do przeprowadzenia procesów życiowych. To, co pozostanie, zamienia się w ciepło i ulega rozproszeniu.
– energia słoneczna wykorzystywana jest podczas fotosyntezy do wytwarzania związków organicznych
– część energii zostaje zużyta do wzrostu i rozwoju roślin
– część energii rozpraszana jest w postaci ciepła
– niewielka część energii pozostaje w związkach budujących ciała roślin i mogą z niej korzystać roślinożercy
– roślinożercy z energii pobranej od roślin wykorzystują do prowadzenia procesów życiowych np. poruszania się
– drapieżniki pozyskują energię z ciał roślinożerców
PIRAMIDA EKOLOGICZNA
Piramida ekologiczna jest to przedstawienie za pomocą grafiki strukturę ekosystemu. Pokazuje liczbę organizmów, ich masę i ilość energii zgromadzonej na każdym poziomie troficznym.
ĆWICZENIA - SPRAWDŹ WIEDZĘ PRZED SPRAWDZIANEM
Przykładowe zestawienia zadań, które mogą być idealnym treningiem przed realnym sprawdzianem.
Pliki do pobrania w .pdf i wydrukowania TUTAJ
