Biologie · Střední škola · kapitola 7

Ekologie

Pojem ekologie zavedl v roce 1866 Ernst Haeckel. Ekologie zkoumá vztahy organismů k prostředí a mezi sebou na úrovních jedince, populace, společenstva, ekosystému a celé biosféry – a dává vědecký základ rozhodnutím o ochraně přírody.

1Ekologické faktory a tolerance

Abiotické faktory: světlo, teplota, voda a vlhkost, složení vzduchu, pH, půda, živiny. Biotické faktory: vztahy k jiným organismům. Každý organismus snáší faktor jen v určitém rozmezí – ekologické valenci – s optimem uprostřed a minimem a maximem na okrajích. Organismy s úzkou valencí (stenoekní, např. pstruh potřebující chladnou okysličenou vodu) jsou dobré bioindikátory, organismy s širokou valencí jsou euryekní (potkan).

Liebigův zákon minima: růst omezuje ten faktor, kterého je relativně nejméně (např. fosfor v jezeře). Ekologická nika je souhrn všech nároků druhu a jeho role v ekosystému; dva druhy se stejnou nikou nemohou dlouhodobě koexistovat (princip konkurenčního vyloučení – Gause).

2Populace

Populaci charakterizuje hustota, rozmístění (náhodné, shlukovité, rovnoměrné), věková struktura (věková pyramida), poměr pohlaví, porodnost, úmrtnost a migrace.

Znakr-stratégovéK-stratégové
potomstvomnoho malých potomkůmálo velkých potomků
péče o mláďatažádná nebo maláintenzivní
délka životakrátkádlouhá
prostředínestálé, nově osídlovanéstabilní
příkladymyši, hmyz, plevelesloni, velryby, lidoopi, duby

Populace kolísají – klasickým příkladem jsou cykly zajíce měnivého a rysa kanadského (model dravec–kořist, Lotka–Volterra).

3Společenstva a sukcese

Společenstvo (biocenózu) charakterizuje druhové složení, dominantní druhy, patrovitost a vztahy: neutralismus, kompetice, predace, parazitismus, mutualismus, komenzálismus, amenzalismus. Klíčové druhy mají vliv mnohem větší, než odpovídá jejich početnosti – bobr přehradami vytváří mokřady, vlci v Yellowstonu regulací jelenů obnovili břehové porosty.

Sukcese je postupné střídání společenstev na jednom místě. Primární sukcese začíná na holém podkladu (láva, výsypka, ustupující ledovec): lišejníky a mechy → byliny → keře → les. Sekundární začíná po narušení s půdou (opuštěné pole, vypálený les). Konečné relativně stabilní stadium se nazývá klimax – ve většině Česka listnatý nebo smíšený les.

4Ekosystém: energie a látky

Energie protéká ekosystémem jednosměrně – od Slunce přes producenty ke konzumentům a destruentům – a nakonec se uvolní jako teplo. Na každé trofické úrovni se přenese asi 10 % energie (Lindemanovo pravidlo). Rozlišujeme potravní řetězce pastevně-kořistnické (začínají živými rostlinami) a detritové (začínají odumřelou hmotou). Bioakumulace způsobuje, že se perzistentní látky (DDT, rtuť, PCB) hromadí ve vrcholových predátorech.

Látky v ekosystému kolují (biogeochemické cykly):

Hrubá primární produkce je celková fotosyntéza, čistá primární produkce je to, co zbude po odečtení dýchání rostlin – je k dispozici konzumentům. Nejproduktivnější jsou tropické deštné lesy, korálové útesy, mokřady a ústí řek.

5Biomy

BiomPodnebíTypická vegetace
tropický deštný leshorko a vlhko celý rokvždyzelené stromy v mnoha patrech, liány, epifyty; největší biodiverzita
savanahorko, období sucha a dešťůtrávy s roztroušenými stromy (akácie, baobab)
poušťsrážky pod 250 mm za roksukulenty, efemérní rostliny
tvrdolistá vegetacesuchá horká léta, mírné vlhké zimymacchie, olivovník, korkový dub (Středomoří)
step a prériesuché kontinentálnítrávy, úrodné černozemě
opadavý les mírného pásučtyři roční obdobíbuk, dub, javor, lípa (původní les Česka)
tajgadlouhé chladné zimyjehličnany (smrk, borovice, modřín)
tundrakrátké chladné léto, permafrostmechy, lišejníky, zakrslé keře

V horách se vegetace mění s nadmořskou výškou podobně jako se zeměpisnou šířkou – vegetační stupně (v Krkonoších od listnatých lesů přes smrčiny a kosodřevinu po alpínské hole).

6Biodiverzita a globální problémy

Biodiverzita je rozmanitost života na úrovni genů, druhů a ekosystémů. Popsáno je asi 2 miliony druhů, odhady skutečného počtu se pohybují od 8 milionů výše. Rychlost vymírání je dnes desítky až stovky krát vyšší než přirozená – hovoří se o šestém hromadném vymírání.

Řešení: ochrana a obnova ekosystémů (národní parky, soustava Natura 2000, obnova mokřadů a přírodě blízkých lesů), snižování emisí (Pařížská dohoda, 2015), udržitelný rozvoj – uspokojovat potřeby současnosti, aniž by se ohrozily potřeby budoucích generací.

7Kvíz – procvič si kapitolu