Științe ale naturii »Biologie
Concepte ecologice de bază
ECOLOGIE - (gr. oikos - casă, management, gr. logos - știință) este o disciplină științifică relativ tânără, care datează din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, când Ernst Haeckel a început în 1866 să se ocupe de relația dintre organisme și mediul lor . Această știință nu s-a dezvoltat pe deplin până când Darwin nu și-a publicat teoria evoluției, în special ideile de selecție naturală și lupta pentru viață. Astăzi, această știință este înțeleasă diferit decât în momentul originii sale, este extinsă la studiul relațiilor dintre organismele înseși.
HAECKEL - (1834-1919) este autorul Legii biogenetice, care afirmă pe scurt că „ontogeneza este filogenie prescurtată”. Aceasta înseamnă că animalul trece prin astfel de perioade în timpul dezvoltării sale embrionare și are astfel de organe caracteristice strămoșilor săi evolutivi mai în vârstă la vârsta adultă. (a tratat relația dintre organisme și mediul lor și a introdus conceptul de ecologie)
AUTECOLOGIE - examinează specii individuale la nivel individual
SINECOLOGIE - examinează comunitățile, biocenozele
DEMECOLOGIE - examinează populațiile (un set de indivizi din aceeași specie)
ECOLOGIA PEISAJULUI - examinează interacțiunile dintre diferitele componente ale țării
ECOLOGIA OMULUI - (uman) este o disciplină a ecologiei care se ocupă cu studiul creșterii, distribuției și organizării relațiilor dintre comunitățile umane și alți oameni, alte specii și mediul lor (natural sau artificial).
DISTRIBUIREA ECOLOGIEI
Diviziunea de bază a ecologiei:
• ecologie generală - se ocupă de procese de bază, cicluri, biomi
• ecologie specială - studiază ecosistemele selectate
• ecologie sintetică - ecologia peisajului, examinează intervențiile tehnologiei în natură
• ecologie aplicată - rezolvă problemele globale de protecție a naturii, îngrijirea omului
• tehnologie ecologică - tratează problema reciclării materiilor prime
• iluminare ecologică - îi conduce pe oameni către gândirea ecologică
În funcție de ceea ce examinează exact ecologia, aceasta este împărțită în mai multe tipuri:
• autecologie - examinează speciile individuale la nivel individual
• demecologie - examinează populațiile (un set de indivizi din aceeași specie)
• sinecologie - examinează comunitățile, biocenozele
• ecologia peisajului - examinează interacțiunile dintre diferitele componente ale peisajului
• Ecologie globală - abordează problemele de mediu la nivel global
Pe baza grupului taxonomic studiat de ecologie:
• ecologia insectelor
• ecologia plantelor
• ecologia umană
AST - este un set de toți factorii (vii și non-vii) care interacționează pentru a crea mediul unui anumit individ, specie, populație sau comunitate
AFIRMAȚIE - (habitat) habitat definit topologic
BIOCENOZĂ - Comunitate heterotipică, compusă din populații de diferite specii și interconectate prin relații complexe interspecifice (știință = biocenologie)
ZOOCENOZA - comunitatea animalelor
FITOCENOZA - comunitate de plante
ECOSISTEM - Ecosistemul este unitatea de bază a naturii, în care există un schimb constant de materie și energie. Este format din comunitatea tuturor organismelor sale (biocenoza), care trăiesc într-o anumită zonă (biotop). Astfel: ecosistem = biocenoză + habitat. Ecosistemele se caracterizează prin capacitatea de autoreglare, auto-reînnoire și evoluție în timp.
BIOSFERĂ - reprezintă suma tuturor ecosistemelor de pe Pământ. Este un spațiu în care există viață și organisme vii, deci include pedosfera, hidrosfera și partea inferioară a atmosferei - stratosfera.
SISTEM DESCHIS - un ecosistem este un sistem deschis, ceea ce înseamnă că există un schimb de substanțe și energie
CONDIȚII DE EXISTENȚĂ - Condițiile optime sunt cele mai potrivite pentru organism, cele mai nefavorabile sunt MINIM sau MAXIM (sub care organismul mai poate supraviețui, limita inferioară sau superioară). Este vital pentru organism ca toate condițiile să se încadreze în valența ecologică, altfel va pieri.
VALENȚA ECOLOGICĂ (TOLERANȚA) - indică un set de condiții în care organismul este capabil să existe.
ADAPTABILITATE - capacitatea organismului de a se adapta la condițiile de mediu.
FACTORII ABIOTICI - ele reprezintă componente neînsuflețite ale mediului (un set de toți factorii fizici și chimici care acționează asupra organismelor vii). Acestea sunt condiții exprimate prin valența ecologică pentru un anumit tip de organism. Componentele neînsuflețite ale mediului includ: lumina soarelui, temperatura, atmosfera, hidrosfera, pedosfera.
FACTORII BIOTICI - relații intraspecifice care operează între indivizi din aceeași specie și fac parte dintr-o populație. Una dintre cele mai importante este metoda și calitatea nutriției.
CONDIȚII MICROCLIMATICE - condiții specifice legate de un anumit loc (temperatură, umiditate, dar poate fi și uscarea verii a cursurilor de apă, ploi acide)
BIOINDICATORI - este un organism sau comunitate de organisme care este sensibil la factorii locali, stresul sau poluanții și prin reacțiile sale (în special comportamentul) sau modificările de funcționare/număr/condiție permite captarea calitativă (parțial și cantitativ) a efectelor poluanților. Bioindicator reactiv - reacționează la aprovizionarea cu poluanți din mediu, bioindicator acumulativ - stochează poluanți.
ORGANISME EURYTERMALE - rezista la fluctuatii mai mari de temperatura (zona blanda)
ORGANISME STENOTHERM - sensibile la schimbările de temperatură (pinguini)
AREA - spațiu (localitate) de apariție a taxonului într-o anumită zonă
ORGANISME DE COSMOPILITATE - organisme care sunt practic răspândite în întreaga lume. Au o valență biologică largă.
FITOINDICATORI - specii de plante care sunt direct dependente de un anumit element din mediul lor (plantele care acumulează metale grele), bioindicatori de plante
ORGANISME EURYEKNE - valența ecologică largă are o suprafață mare de apariție - organisme cosmopolite.
ORGANISME DE PERETE - valență ecologică redusă/sunt bioindicatori /, au o mică suprafață de apariție - organisme endemice
ORGANISME SINANTROPE - adică trăiesc aproape de om. Sunt de ex. garoafă dioică, șoarece de casă.
Componenta abiotică a mediului: lumina soarelui, temperatura, atmosfera, hidrosfera, pedosfera
SOARELE - steaua sistemului nostru planetar. Planeta Pământ orbitează în jurul Soarelui. Este steaua noastră cea mai apropiată și, în același timp, cea mai strălucitoare stea din cer. Acțiunea gravitațională a Soarelui menține toate obiectele din sistemul solar pe orbite în jurul Soarelui. Energia sa este esențială pentru viața pe Pământ. Lungimea de undă a luminii care le lovește este importantă pentru organisme. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât radiația are mai multă energie:
1. radiațiile ultraviolete (290 nm - 380 nm) - reprezintă aproximativ 9% din radiația solară
2. lumina vizibilă (380 nm - 750 nm) - reprezintă 45% din radiația solară
3. radiația infraroșie (peste 750 nm) - reprezintă 46% din radiația solară
RADIAȚIA UV - z ÚV.Ž. este cea mai periculoasă radiație de tip UVC, care are cea mai mare energie. Datorită stratului de ozon al atmosferei, 99% din radiația UV incidentă pe suprafața pământului este de tip UVA, care este cel mai puțin dăunător vieții. Nu este important ca sursă de energie și au fost dovedite efectele sale negative (mutagene) asupra organismelor vii.
LUMINA VIZIBILA - sursa primară de energie și acțiunea sa încep procesele primare de fotosinteză (faza fotochimică). Prin clorofilă, este transformată în energia legăturilor chimice ale compușilor organici. La animale, a provocat diferite adaptări ale ochilor în funcție de mediul în care trăiesc. În ceea ce privește nevoia de lumină, recunoaștem organismele: fotofile (iubitoare de lumină) și fotofobe (iubitoare de întuneric). Plantele sunt mai sensibile la intensitatea luminii, așa că le recunoaștem: heliofile [iubitoare de soare (deșerturi, stepe, zone montane)], heliosciofile [neutre (ierboase și împădurite)], sciofile [iubitoare de umbră (pădure R)]
CO2 - o sursă directă de carbon pentru formarea compușilor organici în corpurile organismelor vii. Intră în atmosferă ca produs al respirației plantelor și animalelor și a microorganismelor solului. Datorită activității antropice a omului, cantitatea sa în atmosferă crește (arderea combustibililor fosili).
OXIGEN - intră în atmosferă ca produs al fotosintezei plantelor verzi. Conform nevoilor de oxigen, recunoaștem organismele: aerobe - au nevoie de oxigen pentru viața lor (majoritatea organismelor), anaerobe - oxigenul acționează ca o otravă pentru ele (unele bacterii)
Majoritatea organismelor au nevoie de oxigen atmosferic pentru metabolismul lor. Oxigenul din atmosferă este în mișcare constantă, deoarece este consumat în timpul respirației și completat în atmosferă în timpul fotosintezei plantelor. Întreruperea stabilității conținutului de oxigen din atmosferă ar putea apărea ca urmare a defrișărilor extinse a pădurilor tropicale sau a poluării marine (algele marine sunt un producător major de oxigen atmosferic).
AZOT - în atmosferă% este cel mai reprezentat, dar din moment ce formează molecule de N2, în această formă este inutilizabil pentru majoritatea organismelor. Se transformă în acid azotic și acid azotat cu participarea fulgerului, iar reacțiile cu amoniac formează nitrați și nitriți. Pentru R, azotul atmosferic poate fixa bacteriile nitrificante simbiotice într-o formă utilizabilă.
VAPORI DE APĂ - stare gazoasă a apei. În condiții atmosferice normale, vaporii de apă sunt generați prin evaporare și condensare în apă lichidă. Vaporii de apă sunt invizibili în timpul stării gazoase. Cantitatea de vapori de apă din mediu este indicată de umiditate. Vaporii de apă sunt mai ușori sau mai puțin densi decât aerul uscat.
ECHILIBRUL APEI - În toate procesele legate de aportul și cheltuielile de apă, este raportul dintre aportul și cheltuielile de apă
LITOSFERA - (Litos grecesc: piatră, sferă de piatră) este stratul superior și solid al planetelor de piatră. Pe Pământ, include scoarța Pământului și partea superioară a mantalei Pământului. Litosfera este spartă în mai multe plăci care se mișcă una față de cealaltă.
PEDOSFERA - un înveliș separat al Pământului format în mare parte din sol, creat prin transformarea părții superioare a litosferei (degradarea rocilor) prin acțiunea organismelor, a soarelui, aerului, apei și a timpului. Pedosfera creează un mediu pentru organisme și este o tranziție între sferele vii și cele non-vii. Grosimea sa variază, de la câțiva centimetri la aproximativ 3 metri. Disciplina științifică care se ocupă de pedosferă este pedologia. Cadavrele plantelor și animalelor formează humus. Humusul este un set de substanțe organice moarte care se formează în procesul de humificare. Este bogat în minerale utilizabile.
MINERALE - sunt prezente în organism în cantități mici, dar sunt necesare organismului. Elementele de care planta are nevoie în mod necesar pentru viață sunt numite esențiale (C, Ca, N, Mg, P, S, H), celelalte sunt neesențiale. R primesc min. substanțe din atmosferă și sol.
BIOSFERĂ - suma tuturor ecosistemelor de pe Pământ. Este un spațiu în care există viață și organisme vii, deci include pedosfera, hidrosfera și partea inferioară a atmosferei - stratosfera.
Aici au loc cicluri biogeochimice (circulația apei, ciclul N, C, O, P, S)
Componente biotice ale mediului: toți factorii de mediu legați de comportamentul organelor vii. indiferent dacă este intraspecific sau interspecific. (relații intraspecifice și inter-, trofice)
POPULAȚIA - un set de indivizi ai unei specii din toate etapele de dezvoltare, care trăiesc într-un spațiu comun limitat la un anumit moment și care sunt interconectați în principal prin relații de reproducere (pot face schimb de informații genetice)
Este un sistem de viață deschis, capabil de autoreglare, are propriul său mod de viață, se schimbă în timp, crește, se diferențiază și îmbătrânește. Include toate grupele de vârstă ale animalelor. Se caracterizează prin două tipuri de elemente: formal (densitate, varianță, structură de vârstă, raport de sex, starea de sănătate) și funcțional (comportament, constituție, fertilitate, mortalitate)
DENSITATEA POPULAȚIEI- (densitate, abundență) se exprimă prin numărul de indivizi pe unitate de spațiu sau zonă. Este destul de variabilă, dar fiecare specie are o limită teoretică inferioară și superioară a densității populației, care ar putea exista într-o perioadă nedeterminată.
Limita superioară a densității populației este determinată de următorii factori de bază: fluxul E (productivitate) în ecosistem, nivelul trofic al org., Dimensiunea org., Rata metabolismului organismului.
RATA DE CREȘTERE A POPULAȚIEI - depinde de rata de reproducere inițială, care este numărul mediu de descendenți (în primul interval de viață, natalitate primară) produs de părinte în timpul ecloziunii.
COMPOZIȚIA DE VÂRSTĂ = POPULAȚIA = sau eternitatea, suma tuturor etapelor de dezvoltare și vârstă dintr-o populație. Etapele de dezvoltare pot fi clar separate (imagini cu ouă, larve și insecte) sau pot curge lin (plante și animale de lungă durată). Distingem între vârste infantile, juvenile, subadulte, adulte și senile. Pentru R distingem gradul de pre-reproducere, reproducere și post-reproducere. Dacă există o singură generație, spunem noi și o populație unică, mai multe grupuri de dezvoltare conțin populații plurietile.
Raportul grupelor de vârstă este exprimat grafic printr-un poligon de vârstă. Există mai multe etape de bază:
1. forma piramidei - indivizii tineri sunt cei mai reprezentați, o astfel de populație se va dezvolta rapid
2. formă în formă de clopot - caracteristică pentru o populație echilibrată, stabilă
3. forma urnei - o proporție mare de indivizi în vârstă indică o populație în scădere
POTENȚIAL BIOTIC - capacitatea maximă de reproducere a populației nelimitată de condițiile de mediu
KOHORTA - un grup de indivizi care au eclozat sau s-au născut în aproximativ aceeași perioadă de timp relativ scurtă
DISPERSIUNE - distanța dintre indivizi de alte persoane (de ex. descendenți de la părinți). Un factor important de dispersie la animale este migrația (imigrație, emigrare, permigrare), în anemocoria plantelor (răspândită de vânt), hidrocoria (răspândită de apă), autocoria (auto-răspândirea).
Tipuri de structuri spațiale ale populației:
1. distribuție uniformă - apare în caz de concurență puternică între indivizi sau artificial pentru plantele cultivate în câmpuri
2. distribuție aleatorie - rare în natură - numai în cazul în care mediul este foarte omogen sau în cazul în care organismele nu tind să formeze aglomerări
3. distribuția clusterelor - cel mai frecvent fenomen, grupurile se formează în mai multe scopuri care sunt benefice pentru indivizi (de exemplu pentru hrană, reproducere, așezarea de noi zone etc.), în zone grupurile sunt distribuite neregulat
DINAMICA POPULAȚIEI - densitatea populației variază din cauza influențelor externe și interne
PARAZITISM - Populația parazitului este mai mare decât populația gazdei, dar paraziții sunt mai mici decât gazda. Parazitul încetinește procesele de viață ale gazdei, rareori ucigându-l, deoarece ar pierde mâncare. Parazitul este perfect adaptat condițiilor în care trăiește. Are organe senzoriale și motorii reduse, a dezvoltat diverse ventuze și cârlige și are un aparat de reproducere foarte bine dezvoltat.
Comunitate = cenoza, este un grup de specii care există împreună în spațiu și timp.
Mai multe comunități sunt influențate de oameni. În funcție de gradul de influență, recunoaștem comunitățile:
• NATURAL - există terestre (ex. Pădure, pădure tropicală) și acvatice (ex. Lac, mare)
º ORIGINALE - nu sunt influențate de oameni
ºNATURALE - sunt similare cu cele originale, dar sunt influențate de om
• ARTIFICIAL - creat de om prin cultivarea plantelor cultivate și creșterea animalelor (de exemplu, comunități de câmp, comunități de grădină ornamentală). Comunitățile artificiale se caracterizează prin monoculturi.
MONOCULTURA - cultivarea continuă, repetată a aceleiași culturi pe mai multe parcele (utilizate în agricultura convențională) timp de câțiva ani. Provoacă epuizarea solului și multiplicarea dăunătorilor, care este compensată prin utilizarea îngrășămintelor chimice și a spray-urilor.
COMPOZIȚIA COMUNITĂȚII - declin și creștere sezonieră; schimbarea numărului de tineri și adulți pe parcursul anului. Cu cât sunt mai diverse condițiile de mediu, cu atât diversitatea speciilor sale este mai mare. Toți factorii care influențează diversitatea speciilor din comunitate pot fi rezumați în câteva principii de bază:
• Cu cât condițiile de viață ale habitatului sunt mai diverse, cu atât mai multe specii vor fi prezente în biocenoză, dar densitatea populației speciilor va fi relativ scăzută (de exemplu, comunitatea pădurilor tropicale tropicale).
• Cu cât condițiile de viață deviază de la optim, cu atât biocenoza speciei este mai slabă, unele populații atingând un număr mare (de exemplu, comunități mai tundere, ape poluate, lacuri sărate, locații alpine).
• Cu cât condițiile de habitat sunt mai stabile, cu atât biocenoza este mai bogată în specii, echilibrată și stabilă (de exemplu, comunități de recif de corali, păduri tropicale tropicale, peșteri).
Mai multe comunități sunt caracterizate de anumite specii care apar în ele. Apoi vorbim despre fidelitatea sau fidelitatea speciilor față de o anumită comunitate.
SEZONALITATE - periodicitatea sezonieră este legată de schimbările vremii din timpul anului (alternanță de iarnă și vară (rece și cald), în seceta tropicală și sezonul ploios)
ECOTONE - situl de tranziție dintre cele două fitocenoze de contact, locul în care se suprapun biocenozele, are caracteristicile ambelor comunități
MONOCENOZA - comunitate a unei specii
POLICENOZA - comunitate a mai multor specii
MODIFICĂRI PE TERMEN SCURT - au caracterul unor schimbări recurente, care sunt cauzate de schimbarea condițiilor de mediu pe parcursul anului. Dintre acestea, periodicitatea sezonieră (dinamica) este importantă pentru fitocenoză, legată de modificările vremii din timpul anului (alternarea iernii și verii (rece și cald), în seceta tropicală și în sezonul ploios). În cadrul aceleiași fitocenoze, observăm o alternanță de aspect (aspect) în cursul anului, care determină:
formarea de noi tulpini, frunziș, înflorire, formarea semințelor și fructelor, căderea frunzelor
MODIFICĂRI PE TERMEN LUNG - apar ca urmare a modificărilor condițiilor de mediu pe o perioadă de câțiva ani până la câteva decenii
SERIE - este un proces de dezvoltare, ireversibil independent, însoțit de schimbări fundamentale în comunitate (de exemplu, modificări ale compoziției speciilor)
• PRIMAR - zonele sunt stabilite după distrugerea completă anterioară a ecosistemului (de exemplu, erupția vulcanului) sau succesiunea are loc într-un loc care nu a fost niciodată locuit de R (așezarea zidurilor de stâncă goale, dune de nisip)
• SECUNDAR - locuiește într-o zonă în care ecosistemul a fost deteriorat, dar nu complet distrus