7 - Ekologie

• věda zabývající se vztahy mezi živými organismy a prostředím a vztahy mezi živými organismy navzájem
• řadí se k biologickým vědním oborům, sbírá poznatky z mnoha oborů
  • fyziologie
    • zabývá se fungováním organismů
  • etologie
    • věda o chování organismů
  • geografie
    • klimatologie, speleologie
• obor má vlastní terminologii
  • jedinec
    • jednotlivý živý organismus
  • populace
    • skupina organismů téhož druhu, žijící v určitou dobu na určitém místě
    • mezi členy populace mohou existovat interakce
      • populace musí být definována k určitému místu
  • společenstvo
    • skupina organismů různých druhů, žijících na určitém místě v určitém čase
  • ekosystém
    • propojení společenstva a neživého prostředí (biotické a abiotické faktory)
    • lužní les, horské louky, …

Rozdělení ekologie

1. podle úrovně
   1. autekologie
      • zabývá se vztahem jedince k prostředí
   2. demekologie
      • zabývá se vztahem populací a jejich prostředím
   3. synekologie
      • zabývá se společenstvy a ekosystémy
2. podle skupin organismů
   1. ekologie rostlin
   2. ekologie živočichů
   3. ekologie hub
   4. antropoekologie (ekologie člověka)
3. podle prostředí, které studuje
   1. ekologie lesa
   2. ekologie vodních toků
   3. ekologie oceánů

Složky prostředí

1. biotické složky prostředí
   • živé organismy
   • mohou se aktivně pohybovat
     • aktivně pohybovat se mohou i rostliny (rostlinní bičíkovci, rozsivky)
   • pohyby rostlin
     • pohyb chloroplastů uvnitř buněk, otevírání a zavírání průduchů
   • metabolismus
     • tok látek v živých organismech
   • rozmnožování
     • při rozmnožování vznikají noví jedinci, kteří dorostou do velikosti rodičovských organismů
   • růst
   • dráždivost
     • reakce na vnější podněty
   • vývoj
2. abiotické složky prostředí
   • neživé organismy
   • množství slunečního světla, teplota, množství vláhy v půdě, nadmořská výška, orientace svahu

• Liebigův zákon minima
  • pro rozšíření živého organismu je limitujícím faktorem ten, který se vyskytuje v minimu
• ekologická valence
  • rozpětí hodnot daného faktoru, ve kterých je schopný živý organismus přežívat
  • dobře ji popisuje Gaussova křivka
    • popisuje nejen hodnoty faktoru, ale i hustotu populace
    • na vodorovné ose hodnota faktoru, na svislé velikost populace
    • ekologické minimum, maximum
      • krajní hodnota, kterou není žádný jedinec schopný přežít
    • ekologická valence
      • rozpětí hodnot
    • 60% jedinců kolem střední hodnoty
      • jedinci dobře prosperují a rozmnožují se
      • ekologické optimum
    • existuje pro každý živý organismus
  • organismy se liší šířkou ekologické valence
    • euryvalentní druhy
      • druhy s velmi širokou ekologickou valencí
      • např. člověk
    • stenovalentní druhy
      • druhy s úzkou ekologickou valencí
        • např. chvostoskoci jsou schopni přežívat pouze při velmi nízkých teplotách

Faktory prostředí

1. abiotické
   • rozpětí teplot
     • musí být v rozpětí, kdy jsou schopny bílkoviny fungovat a zároveň je voda v kapalném stavu
     • želvušky
       • jsou schopny přežít rozmezí 27°C – 100°C
     • rozdíly endotermních a exotermních organismů
       • exotermní živočichové jsou zpravidla schopni přežít větší rozmezí
       • endotermní živočichové spotřebují velkou část energie na produkci tepla
       • člověk je schopen po dobu jedné hodiny bez vážného poškození přežít –1°C
     1. exotermní živočichové
        • produkují velmi málo tepla a nejsou schopni teplo udržet
          • závislí na teplu z vnějšího prostředí
        • při poklesu teploty se abiotická aktivita zpomaluje
        • zpravidla tmavší formy exotermních živočichů se vyskytují v teplejším prostředí
     2. endotermní živočichové
        • teplokrevní živočichové
        • produkují velké množství tepla, mají adaptační mechanismy, které jim umožňují teplo zadržet
          • tepelná izolace (srst nebo peří)
            • mezi výčnělky je uzavřen vzduch, vzduchová izolace vytváří tepelnou ochranu
     • adaptace živočichů na nízké teploty
       • vytváření husté srsti, s hustou podsadou
       • vytváření zásob podkožního tuku
       • hibernace = zimní spánek
       • Bergmanovo pravidlo
         • příslušníci téhož druhu, žijící ve vyšších zeměpisných šířkách jsou větší a zavalitější, než příslušníci stejného druhu žijící v nižších nadmořských výškách
       • Allenovo pravidlo
         • živočichové žijící v chladnějším prostředí mají menší tělesné výrůstky, než živočichové žijící v teplejším prostředí
       • u rostlin
         • četné trichomy
         • zpravidla červené barvivo na spodní straně listů
         • méně vody
         • zakrslejší vzrůst
     • adaptace živočichů na vysoké teploty
       • řidší srst
         • u velbloudů výrazně méně srsti v oblasti břicha
       • vykonávání zvláštních pohybů
       • tropičtí živočichové mají tmavší zbarvení, než severní živočichové
     • u rostlin
       • četné průduchy
2. biotické
   • vliv světla na živé organismy
     • největší význam má viditelné světlo (přibližně 400 – 800nm)
     • UV záření (nižší vlnové délky)
       • výrazně negativní vlivy na živé organismy
       • vede ke vzniku mutací
       • melanin
         • tmavé barvivo, které chrání živočichy před nepříznivými vlivy světla
     • vliv viditelného světla
       • vliv na rostliny
         • nezbytné pro fotosyntézu (z tohoto důvodu jsou zelené – je u nich přítomno zelené barvivo – chlorofyl)
         1. značná část světla je odražena (reflexe)
         2. absorpce
         3. transmise – průchod světla tělem rostliny
         • heliofyty
           • slunobytné rostliny
         • heliosciofyty
           • slunostínobytné rostliny
           • luční rostliny [kopretiny]
         • sciofyty
           • stínobytné rostliny
           • dobře adaptované na velké zastínění [mechorosty, kapraďorosty]
       • tapetum lucidum
         • vrstva nacházející se za sítnicí, odráží světlo zpět k sítnici (způsobuje „svítící“ oči)
         • vyskytuje se u živočichů s noční aktivitou
     • fyzikální faktory
       • vítr
         • ohyb a lámání rostlin
         • roznášení pylových zrn
       • srážky
         • u živočichů došlo k přeměně metabolických způsobů na ty, které nejsou závislé na vodě
         • úprava biorytmu
           • estivace
             • letní spánek, přežijí období sucha
     • missin'

• ekologická nika
  • soubor všech faktorů v prostředí, které na organismus působí
    • způsob, jakým je organismus zapojen do fungování ekosystému
  1. prostorová
     • jaké místo v ekosystému zaujímá daný organismus
     • pstruh potoční
       • horské úseky říčních toků, mírný podnebný pás, chudé na přísun potravin, …
  2. potravní
     • představuje zapojení organismu do potravního řetězce
• neexistují dva různé organismy se stejnou ekologickou nikou
• biotop
  • abiotická složka prostředí, kterou využívá určité společenství organismů
    • ekoton (přechodový pás – úzký pruh společenstva; např. přechod les → louka)
    • lokalita (u organismů, u kterých je minimální výskyt se vyměřují souřadnice)
• populace
  • soubor organismů vyskytujících se na daném místě v daném čase
  • kolísání počtu populace
    • oscilace = během jednoho roku
    • fluktuace = kolísání počtu během několika let
  • rozmístění
    • rovnoměrné rozmístění
      • nejméně pravděpodobné, mezi jednotlivci jsou konstantní vzdálenosti