Upload
lytram
View
260
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
EKOLOGIJA
Ekologija proučava odnose između živih organizama (biljaka i životinja) i životnih zajednica prema uslovima spoljašnjesredine, kao i uzajamne odnose živih bića
oikos – grč. dom, staništelogos – grč. nauka
Nivoi organizacije materije i nauke koje ih proučavaju
biosferaekosistemizajednicepopulacijeorganizmiorganitkivaćelije
molekuliatomisubatomske čestice
Ekologija se bavi proučavanjem sistema iznad nivoa organizma.
Prvi nivo iznad organizma je POPULACIJA, grupa jedinki iste vrste koja nastanjuje određeno stanište.
Sledeći nivo je ŽIVOTNA ZAJEDNICA (BIOCENOZA),
odnosno
skup svih populacija različitih bioloških vrsta na datom staništu.
Ekološki nivoi organizacione hijerarhije
ŽIVOTNA ZAJEDNICA zajedno sa fizičkim prostorom koji nastanjuju živa bića (BIOTOP ILI STANIŠTE) čini ekološki sistem EKOSISTEM
Ekološki nivoi organizacione hijerarhije
EKOSISTEM je osnovna integrativna celina u ekologiji, sistem u kome se objedinjavaju i neprekidno su u interakciji neživa
priroda
(biotop) i živa priroda
(biocenoza).
BIOTOP + BIOCENOZA = EKOSISTEM
Fitocenoza Zoocenoza
Jako je važno shvatiti da postoji veoma kompleksan splet interakcija žive i nežive prirode u ekosistemu.
Uticaji koje neživa priroda vrši na živa bića označavaju se kao akcije, dok se dejstva živih bića na neživu prirodu nazivaju reakcije. Konačno, postoji niz različitih uzajamnih odnosa živih bića u ekosistemu (koakcije).
TRI OSNOVNE KATEGORIJE ODNOSA U EKOSISTEMU
Ekosistem
Mangrova
Mikroekosistem
Iznad ekosistema nalazi se PREDEO –grupacija interreagujućih ekosistema.
Sledi BIOM -
koji obuhvata različite ekosisteme na širem geografskom području najčešće okarakterisane određenim glavnim tipom vegetacije ili drugim aspektima predela.
Biomi obično obuhvataju velike subkontinentalne regione. Karakteristični primeri bioma su: tundra, tajga, listopadne šume, stepe, pustinje i sl.
BIOMI
TUNDRA
TUNDRA
TAJGA
Geografska distribucija tajgeu Severnoj americi
VISOKE PLANINE
LISTOPADNE ŠUME
MEDITERAN
STEPA
PUSTINJA
SAVANA
TROPSKA KIŠNAŠUMA
Globalna suma svih ekosistema na Zemlji je
BIOSFERA, odnosno celokupna oblast na našoj planeti nastanjena živim svetom.
Najveći sistem je svakako
EKOSFERA
koji obuhvata sve žive organizme na Zemlji u interakciji sa neživom prirodom. Ekosfera, prema tome, obuhvata atmosferu, hidrosferu, litosferu i biosferu.
Biosfera
NAUČNE DISCIPLINE EKOLOGIJE
–
fitoekologija
(ekologija biljaka)–
zooekologija
(ekologija životinja)
–
ekologija gljiva–
ekologija mikroorganizama
–
ekologija čoveka
Posebna naučna disciplina biogeografija, blisko je povezana sa ekologijom, a bavi se proučavanjem zakonitosti rasprostranjenja biljnih i životinjskih vrsta, obuhvata dve osnovne discipline: fitogeografiju
i zoogeografiju.
Polazeći od toga da li se proučavaju odnosi
jedinki
ili grupa jedinki
prema životnoj sredini, ekologija može da se podeli na
dve discipline:
–
autekologija
(idioekologija)koja proučava odnose jedinki iste vrste prema životnoj sredini
-
granična disciplina ekofiziologija koja se bavi proučavanjem fizioloških promena pod uticajem uslova životne sredine.
–
sinekologijakoja proučava odnose grupa jedinki prema životnoj sredini, ima
tri nivoa proučavanja:
-populacije
–
ekologija populacija: demekologija-životne zajednice
(biocenoze)–ekologija biocenoza: biocenologija
fitocenologija
zoocenologija-ekosistemi
–
ekologija ekosistema: ekosistemologija
EKOLOŠKI FAKTORI
Ekološki faktor
je bilo koja varijabla životne sredine koja utiče na život jednog ili više organizama.
Dejstvo ekoloških faktora je neprekidno, promenljivo
i zajedničko (njihova dejstva se “sabiraju”).
Ekološki faktori se međusobno uslovljavaju
i menjaju tako da je gotovo nemoguće posmatrati izolovano dejstvo
samo jednog faktora na žive organizme. Primera radi, sa promenom temperature menja se vlažnost vazduha, pri višim temperaturama vazduh može da primi veću količinu vlage.
I. Abiotički faktori1.
Klimatski
faktori: –
temperatura
–
svetlost –
vlaga
–
vazduh itd. 2.
Edafski
faktori (karakteristike zemljišta)
3.
Orografski
faktori (reljef: nadmorska visina, nagib terena i sl.)
II. Biotički faktori1.
Uzajamni odnosi
živih bića
2.
Uticaj živih bića na neživu prirodu3.
Antropogeni
faktor (uticaj čoveka)
PODELA EKOLOŠKIH FAKTORA
Ekološki faktori deluju istovremeno i kompleksno - kao celina
na pojedine organizme i više hijerarhijske
nivoe organizacije živog sveta.
Samim tim, organizmi reaguju na čitav kompleks ekoloških faktora.
Amplituda variranja jednog ekološkog faktora u čijim je granicama moguć
opstanak date vrste
označava se kaoekološka valenca.
Ekološka valenca
Za svaki ekološki faktor data biološka vrsta ima tri kardinalne tačke:
• minimum, • optimum i • maksimum
TRI KARDINALNE TAČKE EKOLOŠKE VALENCE
Ekološka valenca
- za jedan faktor je različita kod različitih vrsta- može biti uža ili šira
Organizmi koji za određeni ekološki faktor imaju široku ekološku valencu su EURIVALENTNI, a oni koji imaju usku ekološku valencu su STENOVALENTNI
(euri-
i steno-termni, -
halni, -fagni ...).
Eurotermne
–
tigar, puma, dvogrba kamila (-37ºC do
+38°C)Stenotermna
-
čovečija vaš
Peduculus humanus (+24ºC do
+32°C)
Ekološka valenca
Kod iste vrste organizma ekološka valenca je različita za različite faktore: malarični komarac
Anopheles maculipennis
–
euriterman (-30ºC do
+40°C), ali izuzetno osetljiv na kolebanja vlažnosti vazduha (samo kada je preko 90%).
Svaka biološka vrsta ima karakterističan
ekološki spektar
– skup ekoloških valenci za različite faktore životne sredine.
Veličina ekološke valence ne samo da varira između pojedinih bioloških vrsta, već
se zapaža da i u okviru iste
vrste može da postoji različita ekološka valenca na različitim stadijumima inidividualnog razvića. Obično je valenca najuža na ranijim stadijumima razvića.
Pravilo minimuma
Brojnost jedne vrste određena je onim faktorima koji se u odnosu na stupanj razvića sa
najmanjom ekološkom valencom najviše udaljavaju od optimuma.
Treba napomenuti da u ovako formulisanom pravilu nije uključena uzajamna uslovljenost ekoloških
faktora i dužina njihovog dejstva
ABIOTIČKI FAKTORI
Klimatski faktoriKLIMA
je srednje stanje atmosferskih prilika neke
geografske oblasti u jednom dužem vremenskom periodu.
Termin MAKROKLIMA
odnosi se na klimu velikih geografskih oblasti, kao što su geografske zone, kontinenti, okeani i sl.
Nasuprot tome, MIKROKLIMA
je klima veoma ograničenog prostora
koji može biti sasvim mali
(npr. svega nekoliko metara kvadratnih) ili veći (više kvadratnih kilometara).
MAKROKLIMA
se prikazuje KLIMADIJAGRAMIMA
-5
5
15
25
35
45
55
65
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -10
10
30
50
70
90
110
130
--4.33-27.6
6.4o 69.1SJENICA (1038 m) (3)
-5
5
15
25
35
45
55
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -10
10
30
50
70
90
110BEOGRAD (132 m) (3)
12.0o 58.9
1.4-11,8
SOKOBANJA
(300 m)[10]
ab
10,4°
53,7
de
c
h
f
g
i
j
k l
- 6,3-
23,5
n
m
Klimadijagram
po
Walter-u
(1957)
a -
mesto
meteorološke
stanice
na
koju
se odnosi
klimadijagramb –
nadmorska
visinac –
broj
godina
na
koje
se odnose
upotrebljeni
podacid –
srednja
godišnja
temperaturae –
srednja
godišnja
količina
padavina
u mmf –
temperaturna
krivuljag –
krivulja
padavinah –
tačkasta
površina
označava
period sušei –
površina
ispunjena
vertikalnimlinijama
označava
vlažni
periodj –
površina
ispunjena
horizontalnimisprekidanim
linijama
označavapolusušni
periodk –
crna
polja
označavaju
mesecesa
srednjim
temperaturnimminimumom
ispod
0°C,l -
šrafirana
polja
označavajumesece
sa
apsolutnimtemperaturnim
minimumomispod
°Cm –
srednji
minimum najhladnijegmeseca
n –
apsolutni
minimum
Za život
organizama
su izuzetno značajne lokalne kombinacije klimatskih uslova
u određenom staništu, delu
staništa
ili zatvorenom prostoru u kome borave (MIKROKLIMA
u zatvorenim štalama, oborima ili
košnicama).
MIKROKLIMAklima
manjeg
prostora
Mikroklimatski
uslovi mogu značajno da se razlikuju od makroklime
datog područja.
EKOLIMA
-
suma
meteoroloških
faktora
pojednih biotopa
(npr. šumske
sastojine, pašnjaka, pustinja,
oaza itd.).
EKOLIMAklima
jednog
ekosistema
Temperatura-
jedan od osnovnih klimatskih faktora
(i jedan od najviše proučavanih).
-
utiče na -
metabolizam
-
brzinu životnih procesa - rast -
razviće
-
razmnožavanje-
ponašanje
-
sezonsku aktivnost-
dužinu života
-
brojnost populacija-
rasprostranjenje
-
modifikuje dejstvo drugih ekoloških faktora
Temperatura
Tokom biološke evolucije organizmi su stekli dva osnovna načina regulacije toplotne razmene sa sredinom:
•
pojkilotermija
ili egzotermija
-
primarniji, evolutivno stariji način zastupljen kod većine organskih vrsta. Oni nemaju
mehanizme za regulaciju telesne temperature. Kod njih se temperatura tela menja paralelno sa promenama temperature okoline.
•
homeotermi
ili endotermija
-
kod znatno manjeg broja vrsta (samo kod ptica i sisara) koji imaju mehanizme za regulaciju telesne temperature.
Kod
POJKILOTERAMA
najčešće temperatura tela nije ista sa temperaturom sredine.
Na odnos između temperature tela pojkiloterma i temperature sredine utiču različiti faktori kao što su: -prisustvo skloništa, -direktna izloženost Suncu ili boravak u senci, -stepen aktivnosti životinje itd.
Ukoliko pojkiloterm miruje, temperatura njegovog tela je najčešće neznatno viša od temperature sredine.
Međutim, fizička aktivnost povećava nivo metabolizma tako da temperatura tela nekih insekata za vreme letenja može biti 10-15°C viša od temperature u spoljašnjoj sredini. Zabeleženo je da temperatura tela kod nekih leptirova može da iznosi 33°C, dok se kod medonosne pčele penje i do 30°C.
Interesantno je pomenuti socijalne insekte, kao što su pčele, koje spadaju u pojkilotermne, ali se u njihovoj zajednici uočava specifičan vid ostvarivanja termoregulacije.
Naime, pojedinačne jedinke pčela su pojkilotermne, ali se zato u košnicama najčešće javlja konstantna temperatura različita od temperature spoljašnje sredine.
U periodu godine kada u košnici ima legla, temperatura je 34,5 °C. U zimskom periodu, kada nema legla, pčele se skupljaju u „klube” i međusobno greju, pri čemu je u centru klubeta temperatura 15°C, a na periferiji klubeta oko 4 °C.
HOMEOTERMI
održavaju telesnu temperaturu u veoma uskim granicama uprkos promenama temperature spoljašnje sredine.
Na taj način, omogućena je široka geografska rasprostranjenost homeoterama. Kod polarnih ptica telesna temperatura iznosi 40°C, dok temperatura sredine u kojoj one normalo žive može da padne ispod -40°C.
Uopšteno uzevši, temperatura tela homeoterma je po pravilu veća
od temperature spoljašnje sredine
.
Regulacija proizvodnje toplote naziva se
hemijska termoregulacija.
Naspuprot tome, postoje različiti mehanizmi kontrole odavanja toplote
(fizička
termoregulacija), kao što su:
-
promene protoka krvi kroz periferne sudove, -
isparavanje vode preko kože ili pluća,
-
znojenje, -
prisustvo perja i dlačnog pokrivača i sl.
Za svaku vrstu homeoterma postoji temperaturni opseg u okviru kojeg je moguće održavanje stalne temperature tela (tzv. polje akomodacije homeotermije).
Najniža temperatura sredine pri kojoj se još
uvek može održavati homeotermija
označena je kao donja kritična
temperatura. Ukoliko se temperatura sredine spusti ispod donje kritične temperature, onda homeoterm gubi moć
održavanja stalne temperature tela, njegova temperatura tela počinje da opada i ulazi u hipotermiju.
U hipotermiji temperatura tela postepeno opada dok se ne dostigne letalna granica. Kod čoveka se letalan efekat javlja kada temperatura tela padne na 18-25°C, kod zamorčića 10-21°C.
Letalne granice
se ne poklapaju uvek sa temperaturom tela na kojoj prestaje rad srca.
Postoje podaci da je moguće vratiti u život pacova sa srčanim zastojem ohlađenog do temperature od -3,2°C!
Najviša temperatura sredine koja datoj vrsti homeoterma još
uvek omogućava održavanje homeotermije
naziva se
gornja kritična temperatura. Kada se temperatura sredine poveća iznad gornje kritične temperature, homeoterm gubi moć
termoregulacije i zapada u hipertermiju, odnosno
temperatura njegovog tela počinje da raste.
Kod svih organizama (homeoterama i pojkiloterama) znatno je manja otpornost prema visokim
temperaturama.
Vrednosti donje i gornje kritične temperature dosta variraju među homeotermima. Donja kritična temperatura iznosi -30°C za vrapca, -85°C za grlicu, -100°C za gusku, -25°C za pacova, -45°C za zeca. Gornja kritična temperatura za grlicu iznosi 36-
38°C, a za pacova 32-35°C.