27. Ekologie – vztah organismu a prostředí

Základní pojmy
• EKOLOGIE = věda o vztazích mezi organismy a vztazích mezi organismy a jejich prostředím

• BIOTOP = životní prostředí určitého jedince nebo druhu (rybník)

• STANOVIŠTĚ = topograficky vymezený biotop (zbýšovský rybník)

• AREÁL = prostor rozšíření určitého druhu na zemi (tučňák – jižní pól)

• POPULACE = soubor jedinců žijících na určitém místě ve stejném čase

• BIOCENÓZA = soubor jedinců různých druhů v určitém biotopu

• ZOOCENÓZA = soubor živočichů žijících v určitém biotopu

• FYTOCENÓZA = soubor rostlin žijících v určitém biotopu

• EKOSYSTÉM = soubor organismů a jejich prostředí (biocenóza + biotop)

• BIOSFÉRA = souhrn všech světových ekosystémů

• BIOM = soubor podobných ekosystémů (v zeměpise jako vegetační pásy: trop. Deštný les, pouště, savany)

• RELIKT = zbytkový organismus (glaciální relikt – organismus typický pro jinou dobu, jiný předešlý vývoj), Slovensko – protěž alpský roste v Tatrách, jinak je typický pouze pro Alpy)

• EKOLOGICKÁ VALENCE – určitý rozsah mezi maximem a minimem, některé životní podmínky
o stenovalentní = s úzkou ek. valencí (myši žijí všude)
o euryvalentní = s širokou ek. valencí (pstruh – žije jen někde)

• BIOINDIKÁTOR = organismy, které mají úzkou ekologickou valenci (jsou ukazateli životního prostředí, např. lišejníky, rak, pstruh, perlorodka říční)

• EKOLOGICKÁ NIKA = průnik všech ekologických valencí

NÁROKY ORGANISMU NA PROSTŘEDÍ
• Každý organismus je ovlivňován faktory
1. ABIOTICKÝMI
– Světlo
– Teplota
– Vzduch
– Voda
– Chemické složení prostření – půdy…

2. BIOTICKÝMI
– jiné organismy
• ekologická valence – rozmezí podmínek, při kterých může organismus přežívat (například rozmezí teploty). Charakterizuje ji optimum, minimum a maximum. Pokud jakýkoliv míra jakéhokoliv faktoru překročí šíři ekologické valence, organismus hyne
• druhy podle šíře ekologické valence:
1. euryvalentní = euryektní – velká šíře
2. stenovalentní – malá, bioindikátory

Abiotické podmínky života organismů
• SVĚTLO = zdroj slunečního záření, význam – fotosyntéza (rostliny spotřebují 1% světla, které na ně dopadá k fotosyntéze, část se odráží, přeměňuje v teplo), typy světla:
o 290-400 nm ultrafialové světlo, v malém množství působí příznivě (vitamin D), desinfikuje (řeznictví, masny), v nadbytku se může stát mutagenem – rakovina kůže (melanom se dostává do měkkých tkání). Ochrana u člověka – pigment melanin
o 400-800 nm viditelné spektrum – důležité pro fotosyntézu
o 800— nm infračervené světlo, při dopadu se mění v teplo
ozonosféra = vrstva, kde je ozon Q, částečně odráží ultrafialové světlo, nyní se ozonová díra zatahuje (zlepšení), ničí se od freonů (ve sprejích, chladícím médiu v ledničkách)
fotoperiodismus (rostliny dlouhého a krátkého dne – ředkvičky, hlávkový salát, rostliny dlouhého dne chtějí vyrůst do květu, to však nechceme my a proto je sázíme na jaře a koncem léta, kdy je den pomalu kratší)

• ROSTLINY
1. Slunomilné (heliofyty) –
2. heliosciofyty
3. Stínomilné (sciofyty) – lesní podrost

1. Krátkodenní
2. Dlouhodenní – pšenice, ředkvička, špenát, řepa, ke kvetení 14 – 16h
3. Neutrální

• ŽIVOČICHOVÉ
1. Diurnální
2. Nokturální
3. Kreposkulární

• TEPLO – optimum 15-30° pro většinu organismů, zdrojem tepla je slunce, geotermální energie (teplo) ze vnitř Země – při vyšších teplotách se mění ; u živočichů:
o ROSTLINY
1. Eurytermní
2. Stenotermní
3. Termofyty
4. Psychrofyty
5. Kryofyty

o ŽIVOČICHOVÉ
1. polykylotermní = s proměnlivou tělesnou teplotou (hadi, ryby, obojživelníci – na teple jsou rychlejší, proto se vyhřívají)
2. homokylotermní = se stálou tělesnou teplotou – člověk,
3. hybernanti = živočichové, kteří se ukládají k zimnímu spánku
1. praví spáči – mají zásoby v sobě, neprobouzí se – ježek
2. nepraví spáči- dělá si zásoby, občas se probudí, aby se nažral – křeček
o Bergmannovo pravidlo – chladnomilní zavalitější, tučnější
o Allenovo pravidlo – chladnomilní menší výběžky těla

• VZDUCH – zdrojem chemických látek nutných k životu, především kyslíku (dýchání) a oxidu uhličitého (fotosyntéza) a působí na organismy také svými fyzikálními vlastnostmi (tlak, proudění, hustota)
o složení vzduchu: 78% N, 21% 0, 1% vodní páry a vzácné plyny
o atmosféra – vzdušný obal země
o fotosyntéza
o N je důležitý pro život organismů, málo který si jej bere ze vzduchu (nitrifikační bakterie), jinak ho získávají z půdy, vody (ve formě roztoků)
o teplota vzduchu – čím je dál od země, tím je teplota nižší, zdrojem teploty je slunce, ale vzduch se ohřívá od země)
o tlak vzduchu – čím jsme v nižším tlaku, tím se hůře dýchá, organismy se však dokáží adaptovat (tlakové stany, krevní injekce – sportovní závody)

• VODA – je pro život nezbytná, je součástí těl organismů, zajišťuje transport látek v těle, účastní se všech biochemických reakcí v organismu, umožňuje tepelnou regulaci, je také životním prostředím organismů, většinu tvoří slaná voda, sladká voda 3% (z toho 2% z ledovců), zdrojem vody v přírodě jsou hlavně atmosférické srážky
o vlastnosti vody: salinita, teplota, hustota, obsah kyslíku, pH, proudění vody, viskozita
o ORGANISMY
1. Hygrofilní
2. xerofilní

o ROSTLINY
1. hydrofyty
2. hygrofyty
3. mezofyty
4. xerofyty
o organismy se dokáží přizpůsobit dostatku či nedostatku vody
1. rostliny: trny, dužnaté listy
2. živočichové: pevné krunýře, chlupy, rohovité
o vodní bilance – hospodaření s vodou
o homeostáza = stálost vnitřního prostředí

• LITOSFÉRA – svrchní pevný obal země, nejsvrchnější vrstva je pevninská kůra (oceánská 6-15 km, pevninská až 80km), nejtenčí v hlubokomořských příkopech, nejsilnější na horách
o půda vzniká zvětráváním litosféry (hornin a nerostů) a působením půdotvorných činitelů (srážky, teplota, organismy),
o pro org. je základním zdrojem většiny anorganických živin
o nerosty = minerály = neústrojná stejnorodá přírodnina, složení můžeme vyjádřit značkou nebo vzorcem (diamant – C, síra – S, NaCl)
o horniny – neústrojná různorodá přírodnina, je to směs nerostů (pískovec, žula, rula, vápenec)

• PEDOSFÉRA = půdní obal země, pedologie – nauka o půdách
o půda=přirozené prostředí
o zemina – půdní vzorek
o složení: úlomky nerostů a hornin, organické látky – zbytky těl organismů a rostlin= půdní humus, organismy (prvoci, řasy, bakterie), edafon= soubor všech organismů žijících v půdě (bakterie, houby, prvoci)
o typy půd: černozem, hnědozem, podzolové půdy
o druhy půd: písčité, jílovité, hlinité
o ROSTLINY –NÁROKY NA KYSELOST
1. Acidofyty
2. Nitrofyty
3. Alkalofyty

o ROSTLINY –NÁROKY NA SALINITU / MINERÁLY
1. Halofobní
2. Halofilní
3. Kalcifilní
4. nitrofilní

Biotické podmínky života organismů
• POPULACE
o hustota populace (počet jedinců na plochu – maximální a minimální kapacita určitého druhu na ploše; max.- sinice – nosná kapacita, min. ohrožené druhy)
o počet jedinců – ovlivňuje
1. natalita
2. mortalita
o rychlost růstu
o věkové složení – stromy života
o složení podle pohlaví
o biotický potenciál – nejrychlejší možná rychlost růstu
o ROZPTYL
1. Náhodný
2. Rovnoměrný
3. V seskupeních – nejčastější
o teritorialita – psí čůrání, řev ptáků, otírání o stromy, u lidí jde o sociální vztahy
o kolísání v hustotě
1. oscilace – rychlá křivka
2. fluktuace – pomalá křivka
o stěhování: imigrace a emigrace

VZTAHY MEZI POPULACEMI
I. POZITIVNÍ:
1) KOMENZÁLISMUS – komenzál + hostitel – komenzál využívá, ale neškodí
2) SYMBIÓZA – vzájemně prospěšné, mohou žít i bez sebe – mykorhiza
i. MUTUALISMUS – nemohou žít bez sebe – Nezmar zelený, Lišejníky

II. NEGATIVNÍ
1) AMENZÁLISMUS – inhibitor + amenzál
2) KOMPETICE
3) HERBIVORIE
4) PREDACE
5) POLOPARAZITISMUS – jmelí, světlík, ochmet
6) PARAZITISMUS
i. Obligátní – po celý život – tasemnice
ii. Fakultativní – pijavka lékařská

III. NEUTRÁLNÍ
1) NEUTRALISMUS
2) PROTOOPERACE

Ekosystém
• Ekosystém – společenstvo se svým abiotickým prostředím (organismy + neživ. prostředí)
př; rybník: ryby, rostliny + voda, hráz, kameny
• SLOŽKY EKOSYSTÉMU – potravní pyramida
1) producenti (v přírodě to jsou zele né rostliny)
2) konzumenti několika řádů
3) rozkladači (= reducenti, dekompozitoři)
4) paraziti + hyperparaziti
5) látky – organické i anorganické (geochemické cykly)
6) klimatický režim – vlhkost vzduchu, sluneční svit, fotoperiodismus

• Ekosystém charakterizuje:
1) pohyb energií
2) pohyb látek
3) regulace – každý ekosystém je něčím regulován, omezen (kapacitou producentů, velikostí, počasím, nadmořskou výškou)

• Typy ekosystémů:
o suchozemské (les)
o vodní (rybník)
1. umělé (akvárium) – druhově méně rozmanité, jsou náchylnější na změnu podmínek
2. přírodní (rybník) – jsou druhově rozmanitější, odolnější proti škůdcům výnos je vyšší u umělých ekosystémů, proto se pěstují monokultury (smrčiny, řepná pole)

• VÝVOJ EKOSYSTÉMU
1) zmlazení ekosystému – vyvoláno náhlou změnou podmínek (sopky, vlny tsunami, zemětřesení)
2) vyzrávání ekosystému – obrovský nárůst druhů, veliká druhová rozmanitost
3) vrcholné stádium ekosystému – snižuje se počet populací (snížení rozmanitosti), ti přizpůsobivější přežívají (specializace), jakákoliv změna vyvolá 4.
4) zhroucení ekosystému – sopka, zemětřesení, poté dojde opět k fázi č. 1
• SUKCESE = proces, kdy jedna populace je nahrazována další (např. změnou teploty)
• KLIMAX = stav rovnováhy, ke které vede sukcese, je to klidové stadium

• Energie slunečního záření, poutaná prostřednictvím zelených rostlin do chemických vazeb, je v rámci ekosystému postupně uvolňována
• Jeden organismus je zdrojem energie pro druhý a vytváří se tak potravní (trofické) řetězce
• TOK ENERGIE V EKOSYSTÉMU je jednosměrný a nevratný
o Energie vstupuje do ekosystému ve formě slunečního záření a je vázána producenty v asimilátech při fotosyntéze
o Organická hmota je v potravních řetězcích postupně odbourávána při látkové přeměně
o Při těchto pochodech se většina energie, která je vázána v organické hmotě, uvolňuje v podobě tepla, menší část je využívána organismy k zajištění jejich životních pochodů (růst, pohyb, rozmnožování)