Populációk
- Ökológia: az egyed feletti szerveződési szinteken tapasztalható jelenségekkel és azok okaival foglalkozó biológiai tudomány
- Ökológiai környezet: környezeti tényezők
- A populációt körülvevő környezet azon elemei amelyek a populációra tényleges hatást fejtenek ki
- Élettelenek (abiotikusak)
- Élők (biotikusak)
- Populáció
- Azonos fajhoz tartozó egyedek
- Adott helyen és időben együtt élnek
- Egymás között szaporodnak, szaporodási közösséget alkotnak
- Tulajdonságai az egyed csoportjára, nem az egyedre jellemzők
- Ökológiai meghatározás: alapegysége az adott élőlényféleség valamely tér-és időintervallumban
- Genetikai meghatározás: alapegysége a szaporodási közösséget alkotó populáció
- Jellemzői
- Egyedszám: a populáció nagyságának kifejezése
- Függ:
- A környezet eltartóképességétől
- A környezeti tényezők optimális értékeitől való eltérés mértékétől
- Más populációk (ragadozók, élősködők, versenytársak) számától
- Egyedszám korlátlan növekedési modellje: potenciális szaporodóképesség
- Ideális feltételek között a populációk korlátlanul növekedhetnének
- Az egyedszámváltozás exponenciális görbét mutatna
- Egyedszám korlátozott növekedési modellje: reális szaporodóképesség, ténylegesen megvalósuló szaporodás mértéke
- A potenciális szaporodóképességet korlátozza a környezet eltartóképessége
- Függ:
- Egyedszám: a populáció nagyságának kifejezése
- Egyedsűrűség
- Populáció abszolút nagysága: egy területen az adott faj egyedeinek száma
- Sűrűség: egységnyi területen az egyedek száma
- A sűrűség növelése következtében a populáció
- Születési rátája csökken
- Halálozási rátája emelkedik
- A két ráta metszéspontjában az állomány egyensúlyba kerül (K, eltartóképesség)
- Koreloszlás: a születések és halálozások száma döntően befolyásolja
- a populációt alkotó egyedek korosztályainak egymáshoz viszonyított arányai
- korfa:
- Függőleges tengelyen a korcsoportok
- Vízszintes tengelyen: jobbra nők, balra férfiak aránya
- Növekvő / fiatalodó populáció: a fiatal egyedek száma meghaladja a középkorú / idős egyedek száma
- Állatok, 3. világ
- Stabil populáció: a kül. Korosztályokhoz tartozó egyedek aránya változatlan
- Kihaló / elöregedő populáció: a középkorú és idős egyedek száma meghaladja a fiatalokét
- Fejlett ipari társadalmakra jellemző
- Térbeli eloszlás
- Egyenletes eloszlás (énekesmadarak): a populáció tagjai között nincs állandó kölcsönhatás, kis egyedszámok esetén
- Véletlenszerű eloszlás (pázsitfűfélék, akáciák)
- Csoportos: szaporodási sajátságokkal ill. a környezeti tényezők hatásaival magyarázható
- Felhalmozódó eloszlás (eper, indákkal való szaporodás)
- Szigetszerű eloszlás (falkák, csordák)
- Populációdinamika: az egyedszám időbeli változása
- A populációk egyedszám-változása függ:
- Szaporodási ráta (születések és halálozások aránya)
- Születési ráta: egységnyi idő alatt született utódok száma
- Értéke fajonként eltérő
- Függ:
- Koreloszlás
- Ivararány
- Szaporodásbiológiai sajátosságok
- A születések számából következtethetünk a potenciális szaporodóképességre: a lehető legmagasabb elérhető utódszám
- Szaporodási ráta: a születések és halálozások különbsége
- Értékéből a populációk szaporodóképességére, növekedésére következtethetünk
- Általában az új élőhelyek benépesítésekor a legmagasabb
- Kis egyedszám esetén a legnagyobb
- Kihalási küszöb: kritikus egyedszám, amely alatt már a szaporodóképesség rohamosan csökken
- Születési ráta: egységnyi idő alatt született utódok száma
- Ki- és bevándorlások
- Koreloszlás
- Ivararány
- Szaporodási ráta (születések és halálozások aránya)
- A populációk egyedszám-változása függ:
- A környezet eltartó képessége: azt jelzi, hogy az adott környezetben mekkora egyedszámú populáció képes tartósan fennmaradni
- Egyedsűrűségi értékkel jellemezzük
- Mindig egy adott populációra vonatkoztatjuk
- Faji jellegtől függ (méret, táplálékigény, territoriális viselkedési szokások)
- A valóságban az egyedszám ingadozik
- Hirtelen elszaporodó majd összeomló létszámú populáció
- Gradáció: a populáció egyedszámának ugrásszerű emelkedése
- A kitörést mindig összeomlás követi az eltartóképesség korlátai miatt
- Rovarokra, egérfélékre, algákra jellemző
- Mezőgazdasági problémák
- Afrikai sáskajárások
- Észak- amerikai tundrákon lemmingek vándorlása
- Hörcsögök, rágcsálók
- Populációk mennyiségi változásai, okok
- Populációdinamika, befolyásolja:
- Szaporodóképesség
- Életkor
- Termékenység
- Ivarmegoszlás
- vándorlás
- Populációdinamika, befolyásolja:
- Szaporodási stratégiák
- R-stratégista (R-reproduktív)
- Egyedei rövid életűek, kistermetűek
- Élőhelyeik környezeti feltételei gyorsan változhatnak
- Rövid idő után válnak ivaréretté
- Utódaik száma jelentős
- Ivadékgondozás nem jellemző, utódaik nevelésére kevés energiát fektetnek
- Szaporodás során az utódok túlélési rátája alacsony
- Nem versenyképesek
- Elsőként jelennek meg egy társulás-kialakulásnál
- Pl. rovarok, gyomnövények, rágcsálók
- K-stratégista (K-konstans)
- Egyedei hosszú életűek, általában nagytertűek
- Élőhelyeik környezeti feltételei állandóak
- Hosszú idő után válnak ivaréretté
- Utódaik száma csekély
- Fejlett ivadékgondozás, az utódok felnevelésébe sok energiát fektetnek
- Az utódok túlélési rátája magas
- Nagytestű gerincesek, fák
- R-stratégista (R-reproduktív)
Környezeti kölcsönhatások
- Ökológia: az élőlények és a környezet bonyolult kapcsolatait vizsgálja
- Feladata:
- Azoknak a jelenségeknek a kutatása, amelyek az életközösségek tér- és időbeni eloszlását, viselkedését meghatározzák
- Oknyomozó, tényfeltáró
- 1866: Ernst Haeckel, gör. oikosz és logosz szavakból (ház, lakás + tudomány)
- Célja:
- Természet működésének megértése
- Annak megértése, hogyan befolyásolja az emberiség a természetet
- Módszerek találása, amelyek enyhítik a természeti + emberi tevékenységekből eredő problámákat
- Feladata:
- A magasabb szerveződési szintek bonyolultabb felépítése magukban foglalják az alacsonyabbakat, kapcsolatuk kölcsönös
- Az egyed feletti szerveződési szinteken vizsgálódik
- Egyed:
- A biológiai szerveződés egysége
- Környezetétől és egymástól jól elhatárolható
- Az élővilág szerkezeti és működési alapja
- Egyed alatti szerveződési szintek:
- Sejt: az elővilág legkisebb, önálló életre képes, alaki és működési egysége
- Szövet: hasonló alakú és működésű sejtek összessége
- Szerv: különböző sejtek, szövetek együttműködése adott cél érdekében
- Szervrendszer: meghatározott szervek együttműködése adott cél érdekében
- Egyed feletti szerveződési szintek
- Populáció / népesség: egy fajhoz tartozó egyedek összessége, amelyek szaporodási közösséget alkotnak
- Adott helyen, egy időben együtt élő, egy fajhoz tartozó egyedek
- Fontos ökológiai, genetikai fogalom
- Társulás, életközösség (biocönózis): egy időben, egy helyen együtt élő populációk összessége, életközössége
- Az egyedek és populációk hatnak egymásra és az élettelen környezetre
- Biom: az életközösségek egész kontinense, óceánokra kiterjedő zonális elrendeződése
- Bioszféra: a vízburok, levegőburok, földkéreg azon része, ahol élet létezik
- Troposzféra: a légkör legalsó, 10km-es vastagságú rétege
- Spórák, virágporszemek, baktériumok
- Hidroszféra: 10km-es mélység
- Vizeket foglalja magába
- Pedoszféra: talajok
- Litoszféra: a Föld szilárd kérgét képezi, felszínhez közeli része
- Kemotróf vasbaktériumok akár 1 km mélységven
- Troposzféra: a légkör legalsó, 10km-es vastagságú rétege
- Populáció / népesség: egy fajhoz tartozó egyedek összessége, amelyek szaporodási közösséget alkotnak
- Élőhely, biotop: az a térbeli hely, ahol az életközösségek élnek
- Az élőhely egyes elemei nem egyfomán hatnak az életközösségekre
- Ökológiai környezet: ténylegesen ható tényezők
Szerveződési szintek megállapítása
- Környezet
- Élettelen környezet (abiotikus):
- Talaj
- Levegő
- Fény
- Hőmérséklet
- Víz
- Élő környezet (biotikus): az együtt élő populációk egymásra hatása
- Élettelen környezet (abiotikus):
- Biológiai rendszerek változásai
- Ökológiai tűrőképesség:
- Megmutatja, hogy egy életközösség hogyan reagál a környezeti tényezők változásaira
- A környezeti tényezők azon tartománya, amelyen belül a populáció előfordulhat
- Meghatározza a populáció elterjedését, előfordulását
- Grafikus szemléltetés:
- X: környezeti tényezők értékei
- Y: szaporodóképesség, egyedszám, stb.
- Ökológiai tűrőképesség:
- Tűrőképességi görbék
- Tűrőképesség (tolerancia): az élőlények öröklődő, fajra jellemző sajátossága
- Megmutatja, hogy azok milyen határon belül képesek elviselni az adott ökológiai környezet változását
- Ökológiai tűrőképesség: az élőlények azon sajátossága, amelynek révén a környezet hatásait ténylegesen felfogni s azokra reagálni képesek
- Élettani tűrőképesség: az élőlény azon sajátja, amelyet az egyed képes önállóan elviselni
- Tűrés: a minimum és a maximum közötti intervallum
- Minimum: az éppen elviselhető alsó érték
- Maximum: az éppen elviselhető felső érték
- Optimum: a legkedvezőbb értéktartomány, az egyedek leggyakoribb előfordulása
- Szűk és tág tűrés
- Szűktűrésű (specialisták): az adott környezeti tényező értékének megváltozását csak egy szűk tartományon belül képesek elviselni
- A tűrőképesség minimum és maximum értékei közel vannak egymáshoz
- Indikátor szervezetek: azok az élőlények, amelyek jelenlétükkel / hiányukkal, egyed-számukkal és viselkedésükkel jelzik a környezet valamely tulajdonságát
- Ha csak egy ökológiai tényezőre nézve szűktűrésűek
- Pl. zuzmók SO2, korallok sótartalom
- Sebes pisztráng: víz oxigéntartalma
- Bazsarózsa: talaj kalciumtartalma
- Csalán: talaj nitrogéntartalma
- Tágtűrésű (generalisták, kozmopoliták): széles határok között képesek elviselni az adott környezeti tényező változását
- Pl. kékmoszatok
- Kormorán, gyapjaslepke
- Pongyolapitypang, fehér akác
- Széles optimum vagy szűk optimum
- A tűrőképesség fajonként eltérő
- A populációk egyes tényezőkkel szemben szűktűrésűek, másokkal szemben tágtűrésűek
- Szűktűrésű (specialisták): az adott környezeti tényező értékének megváltozását csak egy szűk tartományon belül képesek elviselni
- Tűrőképesség (tolerancia): az élőlények öröklődő, fajra jellemző sajátossága
- Niche-elmélet
- Ökológiai niche: a környezeti tényezők olyan n-dimenziós tere, ahol a populáció egyedei előfordulhatnak és szaporodni képesek
- A populáció környezetében található forrásoknak az a része, amelyet a populáció egyedei ténylegesen kihasználhatnak
- A többi faj populációival való kölcsönhatásban mutatja meg a faj életlehetőségeit
- Élettani niche: az élőlény környezetében megtalálható források azon része, amelyet az egyed ténylegesen igények
- A többi faj nélkül mutatja meg a faj életlehetőségeit
- Az ökológiai térnek az a része, amelyet a populáció a jelenlétével kitölt
- Niche: francia szó, fülkét jelent
- Meghatározza:
- Környezeti tűrőképesség
- Elfogyasztott táplálék típusa
- Ragadozók
- Viselkedési szokások
- Ökológiai niche: a környezeti tényezők olyan n-dimenziós tere, ahol a populáció egyedei előfordulhatnak és szaporodni képesek
- Esettanulmányok alapján biológiai jelzések (indikációk) felismerése
- Indikáció: az az alapvető viszony, amely a felszíni és rejtett jelenségek (indikátor és indikandum) között fennáll
- Az indikátor tulajdonsákaiból az indikandumra következtethetünk
- Élettani és ökológiai optimum (niche) különbsége
- Ökológiai niche: térbeli elterjedés
- Élettani niche: a populáció egyedeinek kísérleti körülmények között meghatározott élettani tűrőképessége
- Széleseben határozza meg a populációk előfordulását, mint a ténylegesen megvalósuló ökológiai niche
- Kompetició: ha két populációnak azonos az ökológiai niche-e (vadgerle, balkáni gerle)
- Nicheszegregáció: a hasonló igényű populációk felosztják maguk között a hasonló élettereket
- Összefüggések a környezet és az élőlény tűrőképessége között
- A természetben a populációk nem tudják teljesen kihasználni a tűrőképességük által meghatározott lehetőségeiket
- Az adott tartományban más hasonló tűrőképességű populáció is jelent lehet
- A populációk felosztják egymás között a hasonló környezeti tényezők által meghatározott teret
- A populáció a tűrőképessége által meghatározott térnek csak kis hányadát foglalja el
- Minimum-elv élettani és ökológiai szempontból
- Justus Liebig fogalmazta meg
- Mindig az a tényező (tápanyag) határozza meg a növények fejlődésének ütemét, amely a szükségletekhez képest a legkisebb mennyiségben áll a növény rendelkezésére
- ÁLTALÁBAN: bármely biológiai folyamat sebességét az a tényező korlátozza, amely a szükségletekhez képest
- A legkisebb mennyiségben van jelen, vagy
- Amelyik mennyisége leginkább eltér az optimálistól
- Ha bármely tényező eléri vagy megközelíti a min vagy max értéket, az a többi tényező hatását is korlátozza
- Populációk között fellépő versengés okai
- Versengés: egy területen való együttes jelenlétük mindegyik faj túlélését csökkenti
- Exploitatív versengés (közvetett): az egyedek közvetlenül nem, csak közös készletek használatán keresztül hatnak egymásra
- Interferencia (közvetlen): az egyedek interakcióba lépnek egymással
- Tolongásos kompetívia: a versengő partnerek a készlet teljes kimerüléséig részesülhetnek a forrásból, ált. a testtömegük arányában
- Kizárásos kompetíció: a forrás kihasználásának kezdetén eldől a verseny, az egyik fél a forrás kimerülése előtt elesik a kihasználás lehetőségétől
- Lehetséges kimenetelei
- Minden formája a populációnövekedést korlátozza
- A populáció dinamikájában negatív denzitásfüggés jelentkezik
- Növényeknél: öngyérülés
- Állatoknál: kannibalizmus
- Nagyobb denzitás az egyedek halálához vezet -> csökkenti a denzitást -> egyedek újbóli növekedése -> versengés újbóli kiéleződése
- Gauze-elv: nem léthezhet egy életközösségben két, teljesen azonos ökológiai igényű, azaz niche-jű populáció
- Kompetitív kizárás elve
- Két azonos környezeti igényű populáció nem élhet tartósan ugyanazon az élőhelyen
- Testtömeg, testfelület és élőhely átlaghőmérsékletének összefüggése
- Nagyobb testfelület: nagyobb hőleadás
- Nagyobb testtömeg: nagyobb hőtermelés
- Tehát: a hidegebb élőhelyen élő állatok nagyobb testméretűek és a testfüggelékek méretének csökkenése
- Bergmann-szabály: az egy rokonsági csoportba tartozó fajok testmérete a sarkok felé haladva egyre nagyobb
- Allen-szabály: az emlősállatok egy rokonsági körbe tartozó egyedei esetében a sarkok felé csökken a kiálló testrészek mérete
- Gloger-szabály: a hőmérséklet és az állatok színe közti összefüggés alapján a sarkok felé haladva az állatok színezete egyre világosabb
- Talaj kialakulása
- Talaj: nem élettelen ásványianyag-tömeg, hanem élő rendszer, abiotikus és biotikus részekből áll
- A földkéreg legfelső, élőlények megtelepedésére alkalmas, termékeny rétege (0-1,5m)
- Kialakulása: 10.000 év alatt
- 1. kőzetek fizikai mállása, aprózódása, a kőzet kémiai tulajdonságai nem változnak meg
- 2. kémiai mállás: a nagy fajlagos felületűvé vált kőzetanyagot kémiailag átalakítása
- 3. biológiai mállás: élőlények, elsősorban növények maradványaiból sötét színű lignint, cellulózt, fehérjéket, egyéb nagy molekulájú szerves anyagokat tartalmazó anyag, a humusz jön létre
- Humusz: az elpusztult élőlények szerves anyagainak lebontásakor létrejövő köztitermékek összefoglaló neve
- A humusz kora lefelé haladva egyre nő, minél idősebb a réteg, a folyamatos bomlás miatt annál kisebb az össztömege
- Talajszelvény rétegei
- A (legfelső): gazdag talajélet, sok szervesanyag
- C (legalsó): anyakőzet
- Talaj: nem élettelen ásványianyag-tömeg, hanem élő rendszer, abiotikus és biotikus részekből áll
- Trágyázás jelentősége
- Talajtermékenység fenntartása
- Szerves trágyák (istálló trágya, komposzt, zöldtrágya): javul a talaj minősége, nő a talaj szervesanyag tartalma
- A termőföld fizikai adottságait is javítja
- Nedvesség
- Szellőzés
- Vízelvezetés
- Nitrogén visszajuttatása a termőtalajba
- Trágya minősége az állatfaj, az elfogyasztott takarmány és alomanyag minőségétől függ
- Szakszerűtlen műtrágyázás következményei
- Talajszennyezés (növényvédőszerek, műtrágyák)
- Foszforműtrágyák: nehézfémszennyezéseket tartalmazhatnak
- Nitrogénműtrágyák: túl nagy mennyiségben talajélőlények megmérgeződése
- A felszíni vizekbe jutva eutrofizációt okoznak
Populációs kölcsönhatások
Viselkedésbeli kölcsönhatások
- Időleges tömörülés: társas viselkedési formákat egy vagy néhány kezdő egyed váltja ki, majd ezt a többi egyed is utánozza
- A magatartás közösségi szinten összehangolt cselekvésekből tevődik össze
- A létszám tág határok között mozoghat, tagok kicserélhetőek
- Család: zárt közösség, szülőállatok és ivadékaik társas együttese
- Kolónia: sok család összekapcsolt együttélése
- Monogám pár: egy hím és egy nőstény együttélése
- Hárem: egy hím és több nőstény együttélése
- Állatok és ember kommunikációja közötti különbségek
- Társas kapcsolatokat fenntartó hatások
- Ivadékgondozás: külső ingerek és belső késztetés által kiváltott ösztönös viselkedésforma, amely az utódok számára a kedvező környezet kiválasztását, a fészeképítést, az utódok védelmét, táplálékkal való ellátását foglalja magában
- Rangsor: fizikai erő, tapasztaltság, bátorság, vérmérséklet
- A csoporton belüli erőviszonyok meghatározása
- Elkerülhető a közösségen belüli összeütközés jó része
- Behódolás: a rangsor meghatározása során a legyőzött egyed behódol, így a harc nem végződik a halálával és békés együttélés következik
- Fenyegetés: a másik egyed elijesztésére irányuló viselkedés, lényege a harc elkerülése
- Agresszió: egy fajhoz tartozó egyedek eltávolításra irányuló magatartása (táplálék, tárgy, ivari partner)
- Alapvető szabályozó magatartás, lehetővé teszi az egyedek számára a populáción belüli erőforrások egyenletes kihasználását
- Altruizmus: önzetlen segítségnyújtás, az egyed úgy viselkedik, hogy a társa szaporodási sikere nő, míg a sajátja csökken
Ökológiai kölcsönhatások
- Táplálkozási kölcsönhatás: az egyik populációhoz tartozó egyedek elfogyasztják a másik populáció egyedeit
- Kölcsönhatás, mert: mindkét populáció egyedeinek előfordulási aránya kölcsönösen befolyásolja a másik gyakoriságát
- Az egyes élőlénypopulációk közti kölcsönhatások sokrétűek
- Koevolúció: két faj egymással kölcsönhatásban történő evolúciója
Érettségi harmincévesen 