25. Ekologie

základní ekologické pojmy, ekologické zákony, organismus a prostředí, biotop, nika, biotické a abiotické složky prostředí, populace, ekosystémy…..)

 

  1. Dělení ekologie
  2. Vztah organismu k prostředí
  3. Autotrofní a heterotrofní organismy
  4. Podmínky života v prostředí – abiotické vlivy, biotické vlivy.
  5. Základní pojmy – jedinec, druh, populace..
  6. Společenstvo a ekosystémy. Vztahy ve společenstvu – potravní řetězce a pyramida.
  7. Ochrana přírody v ČR. Základní dokumenty, způsob ochrany, ochranářské organizace.
  8. Chráněná území na území naší republiky.

1. Ekologie

  • řecky: oikos = domov
  • definice:
    • nauka o vzájemných vztazích mezi organismy a jejich životním prostředí (E. Haeckel, 1869)
    • nauka o ekonomii přírody (E. Haeckel, 1879)
    • nauka o struktuře a funkci přírody (E. P. Odum, 1963)
    • Ekologie je vědecké studium vzájemného působení mezi organismy a jejich prostředím. (E. P. Odum, 1977)

základní dělení:

  • základní = obecné věci
  • aplikovaná = zemědělství; živ. prostředí; průmysl…
  • technologická = výzkum; znečištění živ. prostředí…

 

  • člověka = prognostika, vztahy
  • hlubinná = filosoficky a esteticky
  • krajiny = jednotlivý celek
  • obecná = řídí, studuje, objasňuje poznatky
  • produkční = studuje produkci živočišné i rostlinné biomasy
  • sociální = vazby a závislosti lidí a ekologických zákonů
  • speciální = biotopy – např. Krušných hor; vyšších rostlin..
  • teoretická = matematické modely a simulace

 

  • autekologie = vztah jedince a prostředí
  • demekologie = vztah populace a prostředí
  • synekologie = vztah společenstev vůči ekosystémům

 

  • bakterií
  • rostlin
  • hub
  • živočichů
  • člověka = antropoekologie

 

  • vod (řeky, rybníky, moře..)
  • lesa
  • půdy

 

2. Vztah organismu k prostředí

adaptace:

  • dělení dle ekologické valence (=schopnosti přizpůsobit se):
    • stenoekní
      • úzká ekologická valence
      • bioindikátoři
    • euryekní
      • široká ekologická valence
      • velmi adaptabilní

ekotyp: určitý stupeň rozrůznění v rámci jednoho druhu

areál:

  • místo výskytu
  • splňuje ekologické požadavky druhu
    • primární
    • sekundární = živočich zde byl zavlečen nebo se přemístil

druhy organismů z hlediska umístění:

  • autochtonní = původní
  • alochtonní = zavlečený
  • synantropní = žije v blízkosti člověka (vrabec, krysa)
  • kosmopolitní = široce rozšířený a přizpůsobivý
  • endemit = žije pouze na určitém území
  • relikt = žije již na velmi malém území; důkaz předchůdců

konvergence: sbíhavost

divergence: rozbíhavost; společné znaky u jiných druhů – jeden druh dal vzniknout ostatním (Darwinovy pěnkavy)

 

Přizpůsobení organismů:

živočichové:

  • euryekní/stenoekní
  • teplomilní/chladnomilní

rostliny:

  • silné ochlupení
  • lesklé listy
  • omezená transpirace – CAM cyklus
  • vylučování silic
  • odolnost semen
  • přemrznutí = nutná podmínka klíčivosti a kvetení
  • jarovizace

Základní ekologické zákony

Liebigův zákon minima (1840)

  • Život a růst organismů je limitován tím prvkem, kterého je nedostatek
  • Např. pro růst rostlin jsou nejdůležitější prvky N, P, K – K potřebují rostliny velmi málo a v půdě je ho většinou dostatek; N dokonce nadbytek à limitujícím pravme je tedy ve většině společenstev P

Shelfordův zákon tolerance (1913)

  • Každý organismus toleruje určité rozpětí faktorů (teplota, vlhkost, zástin, pH..), ve kterém může existovat
  • Dle tohoto pravidla dělíme organismy do dvou základních skupin:
    • Euryekní
    • Stenoekní – často charakterističtí pro jeden biotop; chránění a ohrožení

Biogeografická pravidla

  • zásady, dle kterých se organismy na naší planetě chovají či vypadají (nejčastěji jsou dány adaptacemi na klimatické podmínky areálu, ve kterém konkrétní taxon žije)
  • často se vztahují na teplokrevné (homoiotermní) živočichy a jejich hospodaření s teplem; méně často na poikilotermní (jejich teplota kolísá s teplotou prostředí)

 Allenovo pravidlo

  • Zabývá se navzájem příbuznými homoiotermními živočichy
  • Živočichové žijící ve vyšších zeměpisných šířkách mají menší tělní výběžky (zobáky, uši, ocasy) a končetiny než jejich příbuzní, se kterými se setkáváme blíže rovníku
  • Je tomu nejspíše proto, aby nedocházelo k velkým ztrátám tepla a k rychlejšímu ochlazování živočichů, žijících v oblastech horkých – např. liška polární vs. liška obecná; fenek berberský

 Bergmanovo pravidlo

  • Zabývá se navzájem příbuznými homoiotermními živočichy
  • Druhy a poddruhy žijící v chladnějších oblastech jsou zpravidla větší a mohutnější
  • Důvodem rozdílu je poměr mezi objemem a povrchem těla jednotlivých taxonů – větší živočich má menší poměr povrchu těla vůči objemu a tím menší tepelné ztráty na jednotku hmotnosti
  • Např. medvědi, poddruhy tygra, tučňáků apod.

 Fosterovo pravidlo

  • Vznik zakrslých forem živočichů na izolovaných místech
  • např. na středomořských ostrovech (Malta, Kypr, Kréta, Sardinie) žil v dobách ledových trpasličí slon o výšce0,9 m– vedle tohoto slona tam žili také trpasličí jeleni, hroši a jiní savci
  • Homo erectus florensis – složitá záležitost

Glogerovo pravidlo

  • Přizpůsobení živočichů klimatickým podmínkám
  • Teplokrevní živočichové mají směrem na sever tmavší srst, kůži a peří – touto adaptací snižují své albedo, což je schopnost odrážet nebo pohlcovat sluneční záření – světlé povrchy mají albedo velké a odráží většinu dopadající energii – tmavé povrchy se přijetím energie oteplí
  • Řada výjimek (lední medvěd) = mnozí živočichové upřednostnili před výhodnějším hospodařením s teplem maskování

 Hesseho pravidlo

  • Homoiotermní živočichové ve vyšších zeměpisných šířkách nebo vyšších nadm. v. mají oproti druhům z teplejších oblastí větší srdce à rychlejší cirkulace krve, zmírnění ochlazování okrajových partií těla

Hopkinsův zákon (= bioklimatický princip)

  • Začátek jednotlivých biologických událostí (např. květení či rozmnožování), se časově posouvá v závislosti na průměrné teplotě, která v dané oblasti figuruje
  • Směrem na sever, na východ a do vyšších nadm. výšek se tyto biologické události opožďují
  • Časový posun o 4 dny odpovídá přibližně změně o 1o z. š. o 5o v. d. a asi o 400 m v horách

Renschovo pravidlo

  • Hustota a délka srsti savců se se vzrůstající teplotou prostředí zmenšuje
  • V teplých oblastech je zbytečné investovat do mohutného kožichu

 

  1. Autotrofní a heterotrofní organismy

Autotrofie

  • řecky: autos = sám a trophe = výživa
  • způsob získávání uhlíku z anorganických látek (zpravidla CO2) pro tvorbu vlastních organických látek u tzv. autotrofních organismů = producentů

Mixotrofie = kombinace heterotrofní a autotrofní výživy (masožravou)

Fotoautotrofie = rostliny, řasy, sinice

Chemoautotrofie = bakterie

 

Heterotrofie

  • řecky: heterone = jiné a trophe = výživa
  • způsob získávání uhlíku z organických látek – na rozdíl od autotrofních org. jej hetetrofní organismy (=konzumenti) nejsou schopnosti z anorg. Látek syntetizovat
  • živočichové, houby, nezelné rostliny a řada mikroorganismů

Chemoheterotrofie = E získávájí rozkladem organické hmoty vytvořené jinými organismy

Fotoheterotrofie = některé bakterie

 

Litotrofie

  • řecky: lithos = země a trophe = výživa
  • způsob získávání energie organizmů; zvaných litotrofy, které k tomuto účelu používají anorganický substrát minerálního původu
  • buď získávájí uhlík skrz určitou formu biosyntézy, nebo konvergují energii skrze aerobní či anaerobní dýchání
  • patří mezi ně některé druhy mikrobů a rostlin, žádní živočichové

Organotrofie: způsob získávání uhlíku z organických látek – uplatňují to organismy zvaní organotrofové; organismy, které nepatří mezi organotrofy, patří mezi litotrofy

Fotoorganotrofie = energii čerpají ze světla

Chemoorganotrofie = energii čerpají z exergonických chem. reakcí (např. rozklad org. látek)

 

  1. Podmínky života v prostředí – abiotické vlivy, biotické vlivy

Podmínky života v prostředí:

základní znaky života:

  • dráždivost
    • reakce na podněty
    • stálost vnitřního prostředí (homeostáza)
    • dědičnost
      • genetická informace (DNA, RNA)
      • schopnost replikace nukleové kyseliny
    • rozmnožování
      • pohlavní (♂ + ♀ buňky)
      • nepohlavní (vznikají specifické nepohlavní rozmnožovací částice)
      • vegetativní (potomek vzniká z těla rodiče, de facto je to jeho klon)
      • nejvýhodnější je pohlavní rozmnožování (kombinace genetické informace)
      • výhody nepohlavního a vegetativního rozmnožování: je rychlejší, produkuje více jedinců
    • metabolismus: látkový, energetický
    • vývoj
      • ontogeneze (vývoj jedince)
      • fylogeneze (vývoj druhu)
    • růst: omezen délkou života a geny

abiotické faktory prostředí/vlivy:

  • světlo
    • viditelné světlo = 380-750 nm
    • fotoperiodismus
      • rostliny: světlobytné, stínobytné, dlouhodenní, krátkodenní, neutrální..
      • živočichové: noční, denní
    • teplo
      • infračervené záření = teplo
      • UV záření = změny v DNA; nezbytné pro tvorbu vitamínu D
      • Teplotní optimum = 15-30oC
    • voda
    • vzduch
    • půda

biotické vlivy:

  • organismy
  • organické produkty
  • metabolické produkty
  • mrtvá těla

 

  1. Základní pojmy – jedinec, druh, populace..
  • ekolog: člověk, který zkoumá vztahy mezi živými organismy a jejich prostředím
  • organismus = jedinec: určitý biologický druh u nějž něco zkoumáme
  • populace: soubor všech jedinců jednoho druhu, kteří se společně vyskytují na nějakém vymezeném území
  • společenstvo = biocenóza: soubor všech jedinců všech druhů vyskytujících se společně na určitém souvislém území (fytocenóza, zoocenóza)
  • ekosystém: soubor všech jedinců všech druhů (biocenóza) + působící soubor abiotických faktorů (podmínek a zdrojů)
  • biosféra: globální ekosystém celé země, zahrnuje: atmosféru, litosféru a hydrosféru, které jsou kolonizovány živými organismy
  • biodiverzita: rozmanitost společenstva  z hlediska počtu druhů, jimiž je tvořeno = rozmanitost živého světa
  • chionofilní: vegetace sněhových míst
  • chionofobní: subalpinská vřesoviště; společenstva s kostřavou nízkou a sítinou trojklanou

Hierarchie organizmů:

  • 1. biomakromolekuly (bílkovina, DNA)
  • 2. nadmolekulární soustava (ribozom)
  • 3. buněčné organely (mitochondrie, plastidy, jádro)
  • 4. buňka = základní jednotka živých soustav
  • 5. tkáně – živočichové (nervová tkáň), pletiva – rostliny (vodivé pletivo)
  • 6. orgány (mozek, list)
  • 7. orgánové soustavy (trávicí soustava)
  • 8. organismus (člověk, myš, pelargónie)
  • 9. obligátní společenstvo = jedinec není schopen přežít sám (mraveniště, termitiště)

Společenstvo a ekosystémy. Vztahy ve společenstvu.

Společenstva

  • soubory populací různých druhů na určitém biotopu
  • fytocenóza, zoocenóza
  • ráz společenstva určuje dominantní populace

stratifikace společenstva:

  • v prostoru
    • svislé (vertikální) – patra (např. patra v lese: kořenové, mechové, bylinné, keřové, stromové)
    • vodorovné (horizontální) – rozdíl mezi středem a okrajem společenstva – důležité jsou i ekotony (= hraniční pásma mezi biocenózami)
    • v čase
      • postupné využití daného prostoru
      • sezónní změny v závislosti na změnách teploty, vlhkosti, dostupnosti světla…

vztahy ve společenstvu

  • složité vzájemné závislosti mezi populacemi (uplatňují se opět vztahy vnitrodruhové i mezidruhové)
  • sukcese společenstva= dlouhodobé změny ve společenstvu směřující k vytvoření stability za daných podmínek
    • primární – na zcela neosídlených biotopech (nově vzniklý ostrov)
    • sekundární – na již osídlených, ale narušených biotopech (les po požáru)
    • klimax = relativně ustálené konečné společenstvo vzniklé sukcesí

stabilita společenstva:

  • je dána dlouhodobým vývojem
  • faktory stability:
    • biodiverzita – druhová pestrost (dvě složky: diverzita = počet druhů, disparita = počet tělních plánů a jejich rozdílnost) zachování podmínek biotopu
    • přírodní × umělé (člověkem vytvořené) biocenózy

 

Biomy

  • soubory různých biocenóz (ekosystémů) podobné struktury a funkce, které se vyvinuly v určitých podmínkách prostředí (→ dle klimatických podmínek se vyvinuly následující biomy)
  • tropický deštný les
  • průměrná teplota 25 °C; roční srážky 2000–8000 mm
  • rostliny: palmy, liány, epifysy…
  • živočichové: opice, hmyz, papoušci, kolibříci…

–          tropické poloopadavé a opadavé lesy

  • lemují deštné lesy; chladné období: 15–20 °C, teplé období 25–30 °C; srážky 1500–2000 mm
  • rostliny: listnaté stromy opadávající v období sucha…
  • živočichové: opice, tapír…

–          tropické pouště a polopouště

  • poušť kamenitá, štěrkovitá, písečná; teplotní rozdíly mezi dnem a nocí až40 °C
  • 11 měsíců bez srážek
  • rostliny: sukulenty, efeméry…
  • živočichové: hadi, ještěři, hmyz…
  • mechanismy přizpůsobení se živočichů období sucha: noční aktivita, život pod povrchem nebo na rostlinách, voda z metabolických procesů, denní aktivita (dlouhé štíhlé nohy)
  • největší poušť světa – Sahara (9 miliónů km2)

–          pouště a polopouště mírného klimatu

  • velké výkyvy teplot; srážky cca200 mm
  • rostliny: tamaryšky, juka…
  • mechanismy přizpůsobení se rostlin období sucha: kořeny jednak hluboko (15-20 m), jednak síť kořenů v povrchové vrstvě (využití veškerých srážek), uchování vody v lodyhách, krátký životní cyklus (efeméry)
  • živočichové: ještěrky, křečíci, velbloud…

–          savany

  • teploty klesají až k0 °C; srážky 400–1000 mm
  • rostliny: převažují trávy, stromy řídce (baobab, akácie)
  • živočichové: stáda antilop, zeber, gazel, lvi, hyeny…
  • stepi (prérie, pampy, pusty)

–          travnatá společenstva mírného pásu

  • sušší podnebí, srážky 250–650 mm; v zimě –10 až –15 °C, v létě 20–25 °C
  • Severní a Jižní Amerika, Eurasie
  • rostliny: trávy, cibulnaté rostliny, bez dřevin…
  • živočichové: psoun, sysel, bizon, koně…

–          opadavé listnaté lesy

  • nejchladnější měsíce –5 až +2 °C, nejteplejší měsíce 14–19 °C; srážky 500–1500 mm
  • hlavně v mírném pásu severní polokoule
  • rostliny: bučiny a doubravy, keřové patro…
  • živočichové: veverka, liška, plch…

–          tvrdolisté lesy

  • étesiové klima – maximum srážek v zimě (1000 mm); suché léto, roční amplituda 15–20 °C; kolem Středozemního moře, Írán, Kalifornie, Jižní Amerika, Austrálie
  • rostliny: pinie, eukalypty, cedry…
  • živočichové: kozy, ovce, koala, klokan…

–          boreální lesy (tajga)

  • roční rozdíly teplot 30–50 °C; srážky 450–600 mm; jehličnaté lesy severní polokoule
  • rostliny: limba, jedle, meruzalky, vrby…
  • živočichové: medvěd, sobol, los…

–          tundra

  • zima 9–11 měsíců v roce; srážky 150–300 mm; 65–70° severní šířky
  • rostliny: vrby, zakrslé dřeviny, trávy, mechy, lišejníky…
  • živočichové: sob, liška polární, medvěd lední, sovice sněžná…

–          polární pustiny

 

Vegetační zóny

biomy vytvářejí:

  • vegetační pásma horizontálně (rovník – póly)
  • vegetační stupně vertikálně (nížiny – velehory)

 

  • mění se: intenzita slunečního záření, teplota, množství srážek, vlhkost vzduchu, intenzita
  • pozorovatelné např. při stoupání na tropickou velehoru Kilimandžáro: postupně (se zvyšující se nadmořskou výškou) savany → horský (mlžný les) → vřesoviště, rašeliniště → horská polopoušť (afroalpinský stupeň) → vrcholová zóna (sníh, led, kamení)

 

Ekosystém

  • biocenóza + biotop (úzké sepětí)
  • může mít různý rozsah (studánka × tropický deštný les

tok látek a energií v ekosystému:

  • produkce a konzumace v ekosystému:
    • primární producenti (autotrofové)
    • konzumenti (heterotrofové)
      • 1. řádu (býložravci)
      • 2. řádu (masožravci, všežravci
      • 3. řádu (další masožravci a všežravci) – zároveň i  sekundární producenti organické hmoty
  • dekompozitoři (reducenti)
  • potravní řetězec
    • energeticko-potravní vztahy mezi organismy
    • pastevně-kořistnický: býložravci → masožravci, většinou tozvětvený
    • dekompoziční: rozklad mrtvé organické hmoty (nejdříve tvorba humusu, dále jeho mineralizace – bakterie)
    • tok látek a energií je jednosměrný
    • potravní pyramida
      • spojení všech potravních řetězců v ekosystému
      • jednosměrný tok látek a energie
      • na každém stupni ztráty v podobě tepelné energie

přírodní ekosystém:

  • schopný autoregulace – dynamická rovnováha, udržují stabilitu, při částečném narušení možnost obnovy
  • schopný vývoje – adaptace na změny podmínek
  • vysoká biodiverzita
  • velká složitost potravních vztahů
  • dnes velmi vzácné

umělé ekosystémy

  • dnes nejčastější
  • nestabilní, neschopné autoregulace
  • nutné zásahy a udržování člověkem (dodávání energie)
  • druhově chudé – často monokultury (např. kukuřičné pole, smrkový les)
  • dočasně vysoká produktivita

 

  1. Ochrana přírody v ČR. Základní dokumenty, způsob ochrany, ochranářské organizace.

Ochrana přírody ve světě

  • prosazování strategie trvale udržitelného rozvoje
  • instituce zabývající se ochranou přírody:
  • IUCN, International Union for Conservation of Nature) =  Mezinárodní unie pro ochranu přírody a přírodních zdrojů – vydává Červené knihy ohrožených živočichů a rostlin
  • WWF, World Wildlife Fund = Světový fond pro ochranu přírody – financování mezinárodních akcí na ochranu přírody
  • UNEP, United Nations Environment programme = Program Spojených národů v oblasti životního prostředí – zprávy o stavu životního prostředí Země
  • UNESCO, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organisation = Organizace Spojených národů pro výchovu, vědu a kulturu – publikace, konference
  • http://en.wikipedia.org/wiki/IUCN_Red_List

 

Ochrana přírody v České republice

  • ochrana přírody zakotvena jednak v Ústavě („Stát dbá o šetrné využívání přírodních zdrojů a ochranu přírodního bohatství.“), jednak v Listině základních práv a svobod
  • ohrožené organismy v ČR dělíme na:
  • 1) kriticky ohrožené druhy
  • 2) silně ohrožené druhy
  • 3 ohrožené druhy

zákony na ochranu přírody a životního prostředí:

  • Zákon o ochraně přírody a krajiny
  • Vyhláška o ochraně přírody a krajiny – seznam chráněných organismů
  • Zákon o životním prostředí – definice pojmů, základní zásady ochrany přírody
  • Zákon o posuzování vlivů na životní prostředí
  • Zákon o ovzduší
  • Zákon o odpadech
  • Zákon o ochraně ozonové vrstvy Země
  • Zákon o vodách
  • Zákon o lesích
  • Zákon o podmínkách dovozu a vývozu ohrožených druhů volně žijících a planě rostoucích rostlin

instituce zabývající se ochranou přírody: Ministerstvo životního prostředí, Česká inspekce životního prostředí, Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, Státní fond životního prostředí, Stráž přírody, ústavy (např. ČHMÚ), města a obce

nevládní organizace a hnutí: Český svaz ochránců přírody, Společnost pro trvale udržitelný život, Brontosaurus, Greenpeace, Duha, Děti Země…

  1. Chráněná území v ČR

CHKO:

  • Beskydy
  • Bílé Karpaty
  • Blaník
  • Blanský les
  • Broumovsko
  • České středohoří
  • Český kras
  • Český les
  • Český ráj
  • Jeseníky
  • Jizerské hory
  • Kokořínsko
  • Křivoklátsko
  • Labské pískovce
  • Litovelské Pomoraví
  • Lužické hory
  • Moravský kras
  • Orlické hory
  • Pálava
  • Poodří
  • Slavkovský les
  • Šumava
  • Třeboňsko
  • Žďárské vrchy
  • Železné hory

 

NP:

  • KRNAP
    • nejstarší NP u nás (vyhlášen r. 1963)
    • velký podíl glaciálních reliktů – ostružiník
    • moruška, všivec krkonošský, lomikámen sněžný,
    • rašeliník Lindbergův, šídlatka jezerní, jepice
    • horská, kos horský severoevropský, slavík
    • modráček tundrový, hraboš mokřadní,…
    • krkonošské endemity – zvonek český, více než 20
    • druhů a poddruhů jestřábníků, plž vřetenovka
    • krkonošská, motýl huňatec žlutopásný
    • krkonošský, jepice krkonošská,…
  • NP Podyjí
    • patří k nejcennějším ve střední Evrop
    • od r. 2000 je držitelem Evropského
    • diplomu pro chráněná území Rady
    • Evropy, která jej uděluje vybraným
    • chráněným územím se vzorovou péčí
  • NP Šumava
    • kopytníci zubr a los (vyhubeni ve středověku) opět v jižní části, od
    • 80. let úspěšně reintrodukovaný rys ostrovid
    • Ptačí oblast – chráněni především tetřev hlušec, tetřívek obecný,
    • čáp černý, a další…
    • nachází se zde i Evropsky významná lokalita (zde žijí živočichové
    • evropského významu)
  • NP České Švýcarsko
    • rozkládá se na území českém i německém
    • nejmladší NP v ČR (z r. 2000) – dříve patřil CHKO
    • Labské pískovce
    • chráněni např. sokol stěhovavý, výr velký, datel
    • černý, vydra říční, losos obecný, mihule potoční,
    • kapradina vláskatec tajemný, atd.
    • 300 druhů mechorostů (35 % v ČR), 246 druhů
    • lišejníků (16 % v ČR), 900 druhů hub, více než 330
    • druhů obratlovců (14 ryby, 10 obojživelníci, 6 plazi,
    • 140 ptáci, 62 savci), více než 1000 druhů motýlů,…

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Můžete používat následující HTML značky a atributy: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>