Bioloogia konspekt (12. klass) (7)

GEENITEHNOLOOGIA Geenitehnoloogia seisneb: 1) DNA lõikude eraldamises, töötlemises in virto ja siirdamises. Kas sama või teise isendi gromosoomi siirdamine plasmiidi(on bakteris) või viirusesse. 2) Geenide suunatud väljalülitamistes ehk geeni knock out'is(lk 124). Geenitehnoloogiat rakendatakse transgeensete loomade ja taimede saamiseks.Geeniravis, ehk geeniteraapias. 3) Teostatakse sünnieelselt ja järgset diagnostikat DNA proovidega. 4) Tuvastatakse isadust, kurjategijat(ü.s. tuvastatakse inimest).
Transgeensete organimside loomine põhineb restriktas tehnikal(see on bakterites olev ensüüm, mis lõikab DNA tükkideks). DNA ahelate lõigud on vastavad ehk komplementaarsed. Nende otsad on kleepuvad. Eri päritolu DNA lõigud viiakse lahusesse, kus nad ühinevad põhimõttel AT, GC. Ligaas on ensüüm, mis võimaldab ühendada eri päritolu DNA lõigud. Tulemuseks on rekombinantne DNA. See on DNA konstrukt . Kasutusel on ka pöördtranskriütaas e. revertaas. Ka see on ensüüm, mis sünteesib ühe ahelalise ahela järgi. kahe ahelalise DNA koopia. Transgeene organism on GMO. Kasutatakse baktereid, viirusi, mille üheks põhiomaduseks on tungida peremeesrakkudesse ning pärmseeni, mis toituvad orgaanilisest ainest. Peale paljunevad nad väga kiiresti. GMO loomine põhineb rekombinantse DNA tehnoloogial . Siiratav geen tuleb ühendada mikro organismi DNA või RNAga. Selliseid DNA konstrukte nimetatakse geeni vektoriteks ehk siirdajateks. Vaatleme plasmiidse geenivektori saamist. Plasmiid on baketeris. See on DNA väike rõngas. 1) Restriktaas lõikab selles DNA lahti. 2) Sama restriktaasiga lõigatakse lõik inimese genoomist. Need ühinevad komplentaalselt. 3) Plasmiid ja DNA konstrukt segatakse kokku, kleepuvad otsad ühinevad. Nii saadakse lõppkokkuvõttes plasmiidne geenivektor , mis omakorda sisestatakse bakterorganismi. Tänu sellele tehnikale on võimalik luua DNA panku. Need osutuvad vajalikuks teaduslikel eesmärkidel. Nendest bakteritsest saab alati eraldada DNA lõike. Tänapäeval on teada, et terve DNA sisaldab kodeeritavaid lõike ehk eksoneid ja mitte kodeeritavaid lõike ehk introneid. Eksonid on vajalikud selleks, et sünteesida mRNAd, mis omakorda peaks määrama ära valgud. On võimalik saada aga sellist DNAd, kus intronid on välja lõigatud ning eksonite otsad on ühendatud. Kui kasutada pöörd trantskriptaasi on võimalik saada niisuguse mRNA pealt DNAd, seda nimetatakse cDNAks. Tema kaksikahel liidetakse bakteri plasmiidi. Peamiseks bakteriks, mida kasutatakse on inimese soolekepike. GMO`dega on võimalik toota järgmisi valkprodukte: 1) Insuliini toodab bakter, millesse on sisestatud inimese geen. 2) Antikehad , mida kasutatakse nakkuste ja vähi vastu. 3) Ensüümid, mida kasutatakse südame infarkti ravil ning juustu ja puhastusainete tööstuses.
INIMENE Inimese biosüstemaatiline kuuluvus Inimene kuulub loomariiki, geelikloomade liiki, imetajate klassi(17 seltsi.), primaatide seltsi(180 liiki), inimlaste sugukonda ja perekonda inimene. Liigi nimi on Homo sapiens .
Inimese kui imetaja tunnused Imetaja tunnused inimesel: · Hästi arenenud aju ja ajukoor , mis võimaldab keerukaid tingitud reflekside kujunemist. Inimesel on hea mälu ja arenenud meeled. · Sisenemine viljastumine , loote arenemine emakas , sünnitamine, imetamine ja poegade hoole . · Inimesel on imetajaga sarnane ainevahetuse tase, püsisoojasus, kinnine vereringe , kaasi vahetus kopsudes ja sarnaseid haigustekitajaid. · Inimesel on keerukas sotsiaalne käitumine. Nagu imetajatel.
Inimese liigitunnused Omapära võrreldes primaatidega on esiteks ajumaht . Püstine kehahoid , kõnnak kahel jalal, mida võimaldab skelet ja lihased. Miite see Soome sigimine. Aeglane areng ehk neoteenia , mis võimaldab keerukate tingitute reflekside kujundamisel. Sotsiaaldsed suhted(keerukad muutuvad suhted). Oskus valmistada tööriistu ja oskus kasutada erinevaid tehnoloogiaid .
Inimese rakk , koed ja elundkonnad Inimesel on loomnerakk , rakul on rakumembraan , tsütoplasma, rakutuum (, mis juhib rahu elutegevust) ja organellid. Mitokondrid on raku jõujaamad, neis toimub raku hingamine , mis tähendab bikeemlisi reaktsioone, mille arvelt energia vabaneb. Ribosoomides toimub valgusüntees. Rakud jagunevad mitoosi teel. Inimesel on neli koe põhitüüpi. Need on epiteelkude, sidekude, lihaskude ja närvikude. Rakud külgnevad tihedalt. Vaheainet on väga vähe. Eelistatakse lame ja kuupepiteeli. Rakud võivad olla varustatud ripsmetega. Moodustavad kilesid nii sise kui välispinnal. Ülesanded: katab, vooderdab, moodustab piiri, võimaldab ainevahetust, eritab nõresid(higi, jääkained, rasu , lima, piim jne), osaleb haavade paranemisel. Sidekude on palju raku vaheainet. Rakke on vähe. Esineb kollageen, mis moodustab elastseid valgulisi kiude rakkude vahel. Sidekude esineb kogukehas. Ta ühendab nii kudesi omavahel kui ka toetab elastseid kehaosi . Koe liigid on: kohev sidekude, fibrillaarne sidekude(kõõlused ja sidemed), rasvkude , kõhrkude, luukude, veri . Vere ülesandeks on transportida aineid. Lihaskude: lihaskoe ülesandeks on kokkutõmbumine. Kokkutõmma toimub tänu müofidrillides olevatele aktiinile ja müosiinile, lihase kokkutõmbel liiguvad nad üksteise vahele. Lihaskude on kahteliiki: - Sidelihaskude , mis koosneb pikkadest peenikestest rakkudes, rakus on üks tuum. Tõmme on aeglane ja ei allu meie tahtele. Esineb sooltes ja veresoontes. -Vöötlihaskude koosneb lihaskiududest, mis kujutavad endast samuti pikki, kuid palju tuumalisi rakke. Vöötlihasrakud alluvad tahtele, tõmme on kiire. Paiknevad skileti lihastes. Südamelihaskude. Lihaskiud on hargnenud, moodustavad võrgustiku. Mikroskoobis on ristipidi vöödilised tahtele mitte alluvad. On automaatne erutuse juhtimisvõime Närvikude koosneb närvirakkudest ehk neuronitest. Närvirakul on närviraku keha. Üks pikk jätke e. neuriit ja mitu lühikest jätket e. dendriti. Ülesandeks ärrituse vastuvõtmine, erutuse teke närviimpulssina. Närviimpulsi tekkel muutub rakumembraanil polarisatsioon selle tagajärjel tekkib elektrokeemiline ahelreaktsioon . Signaali tugevus sõltub kahest asjast: 1) Närviimpulsside hulgast ja neuronite arvust. Peale närviimpulssi tekket ei suuda neuron 2 millisekundit uut impulssit tekitada(ta puhkab). 2) Sünaps on koht, kus ühe neuroni neuriit puutub kokku järgmise neuroni lühikeste jätketega, mis tõttu on võimalik erutuse ülekanne. Närvirakke juurde ei teki. Küpsel rakul puudub pooldumis võime. Kude: Sarnase ehituse ja talitusega rakud moodustavad koe. Koed moodustavad elundeid. Elund ehk organ on organismi osa, millel on kindel kuju, ehitus ja asetus ning mis täidab talle omast ülesannet. Elundkond : Ühisetalitluse alusel moodustavad organid organsüsteeme, ehk elundkondi. Katteelundkond(juuksed, nahk, küüned), Tugielundkond (lihased, luud ), Seedeelundkond, Hingamiselundkond , Ringeelundkond, erituselundkond , Närvisüsteem, sisenõresüsteem, sigimiselundkond.
ELUNDKONDADE TALITUS JA SELLE REGULATSIOON
Organismi tähtsaim omadus on homöostaas. Organism tagab muutuvates väliskeskkonna tingimustes oma keharakkudes optimaalsed tingimused. Omadust tagastada sisekeskkonna püsivus nimetatakse homöostaasiks. Selle põhjustab negatiivne tagasiside, st. kõrvale kande korral käivitub protsess, mis seda vähendab või kõrvaldab. Kui inimesel on palav siis ta veresooned laienevad ja ta hakkab higistama , kui tal on külm on asi vastupidi. Ainult üksikuid protsesse reguleeritakse positiivse tagasiside vahendusel, sellekorral võimendatakse kõrvalekallet regulatsiooniga veelgi(nt. vere hüübimine, sünnitamine). Regulatsioon on kahesugune: · Neuraalne regulatsioon, mis toimub närvisüsteemi abil. · Humoraalne regulatsioon, mis toimub bioaktiivsete ainete kaudu(nt. hormoonide kaudu). Refleks on organismi vastus, kohanemis reaktsioon ärritusele. Refleksi liikumise teed nimetatakse refleksikaareks, koosneb 5st osast: · Vastuvõtja retseptorrakk. · Aferentne närvikiud e. tundenärv. · KNS e. kesknärvisüsteem(pea- või seljaaju ). · Liigutaja närv e. motoorne närv e. eferentne närv. · Efektor e. lihas(organ millesse antakse käsk).
REGULATSIOON
1. Energia bilanss tasakaal kujuneb siis, kui energiatootimine ja ­kasutamine on võrdne. Energiat saadakse toidu ja joogiga . Energia kulub ainevahetuseks, kasvuks, osa energiast kaob füüsilise tööga, väljaheidetega, uriiniga ning metapoolse soojuskaona. 2. Termoregulatsioon ja soojus bilanss. Inimene on püsisoojane endoterne organism, kelle norm temperatuur on 37°C. Mida kiirem on ainevahetus , seda lähedasem on temperatuur 37sele, mida aeglasem , seda madalam. Organismid, kes säilitavad kehatemperatuuri peab soojusesaamine olema sama suur kui soojus kadu. Soojus kadu toimub neljal viisil: ·Aurustumine ·Soojusjuhtivusega(soojus liigub kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale. ·Konvekstioon, millega juhitakse soojus ära, kas tuuleõhuga või veevooluga. · Soojuskiirgus . Inimene kiirgab infrapunast kiirgust(eriti peast , kätelt kaelalt). Temperatuuri hoiavad ainevahetuslikud biokeemilised protsessid. Need on vajalike kasulike ainete sünteesi ja lõhustumis reakstisoonid. 3. Hingamise ja vereringe regulatsioon elundkondades. Elutekke protsesside tagamiseks vajalik energia saadakse glükoosi oksudatsioonist, see on raku hingamisest, milleks v ajatakse happnikku. Hapnikuga varustab organismi vereringe ja kopsud , kus toimub gaasi vahetus. Hingamise regulatsioon toimub meie tahtest sõltumatult. See toimub automaatselt. Hingamis keskus asub piklikus ajus, mida mõjutavad keemilised ained, piimhappe ja CO2 kui nende konsentratsioon tõuseb vere pH langeb ja annab signaali kemoretsptoritele. Hingamiskeskus korraldab töö nii, et hingamis sagedus suureneb CO2-te kõrvaldatakse ja vere pH hakkab tõusma, lõpuks hingamine normaliseerub. Samas asub ka piklikusajus südametegevust reguleeriv keskus. Kui verre tuleb hormoon adrenaliin siis annab see signaali läbi piklikuaju keskuse südamelöögi sageduse tõusuks. Ka jäsemete liigutused tõstavad südamelöögi sagedust, sest lihastes on pinge retseptorid , mis signaale edasi annavad, kui vererõhk on kõrge pidurdatakse südamelöögi sagedust.
SEEDEELUNDKOND JA SELLE REGULATSIOON
Seedeelundkonna moodustavad suuõõshambad, neel, söögitoru, magu, sooled või seedekanal ja seedenäärmed. Seedimine on keemilineprotsess, mis toimub ensüümide kaasabil. Ensüümid vallanduvad ensüümi näärmetest, milleks on süljenäärmed, maks ja kõhunääre. Seedimise käigus tekkib süsivesikutest klükoos, milleks on vajalik ensüüm amülaas. Valkudest tekkivad aminohapped. Maos ensüümi pepsiin ja soolhappe(HCl) toimel. Kaksteist sõrmikusse avanevad kõhunäärme ja sapi juhad. Sapp enulgeerib rasva ja teeb seedimise kergemaks. Rasvast tekkivad rasvhapped ja glütserool. Kõik need imenduvad verre: glükoos, rasvhapped, aminohapped. Veri kannab need rakkudeni v.a. rasvahapped( rasvad lähev lünfi ja selt lünfiringesse, mis suubub vereringesse). Klükoosi sisaldus veres on muutuv suurus, normaalne on 3,9-6,0 millimooli liitrikohta. Vahetult pärast söömis klükoositase tõuseb. Kõhunäärme insuliin aitab jõuda klükoosil rakusisse, kui insuliini ei ole(või on seda vähe) on inimene suhkruhaige ). Kui inimene ei ole söönud hakkab kõhunääre tootma glükakooni, mis hormoonina lagundab maksa ja lihtsate glükogeeni veresuhkruks(glükoosiks). Nii reguleeritakse hormoonidega veresuhkrut. Verreimenduvad toitained suunatakse edasi maksaveeni kaudu maksa. Maks on suurim seedenääre. ·Maks on veresuhkru reguleerija. ·Lagundab ülearuseid amilohappeid aga ka mürke, H2O2, alkoholi. ·Varuainete hoidmine, nt. A ja B12, Rauda, vaske ja kõige tähtsam glükogeeni(loomne tärklis, millest saab vajadusel glükoosi). ·Toodab verehüübimiseks vajalikke verevalke. ·Sünteesib sappi ja kolesterooli. ·Reguleerib rasvas sisaldust.
ERITUSELUNDKOND JA SELLE REGULATSIOON
Erituselundkonna moodustavad neerud aga ka naha higinäärmed, kopsud, mis eritavad CO2-te ja veeauru ning mõningal määral soolestik (H2O). Elundkonna regulatsioon toimub: ·Humoraalselt ·Neuraalselt Erituselundkonna regulatsioon toimub: ·Aju osmoretseptoritega (Osmoretseptorid tajuvad ära verekonsentratsiooni. Uriin tekib verest, kui konsentratsioon kõrge tahab inimene juua. ·Antidiureetilise hormooniga (Antidiureetiline hormoon, mida toodab aju, hoiab vett kokku. Põis ei täitu uriiniga kergesti). Neerud töötavad ultrafritratsiooni põhimõttel, mis tähedab, et esmas uriinist, mis verest filtreerub imatakse osa vajalikke aineid tagasi. Teisene uriin on valmis uriin.
KÕRGEM NÄRVI TALITLUS
Inimese närvisüsteem jaguneb kaheks: kesknärvisüsteem(KNS) ja piirdenärvisüsteem, mida mille moodustavad närvid. Närv ise moodustub närvirakkude jätketest. Inimesel on 12 paari peaajunärve ja 31 paari seljaaju närve. KNS jaguneb peaajuks ja seljaajuks. Vanemad ajuosad on piklikaju ja ajutüvi kuhu kuuluvad kesk-ja vaheaju . Inimesel otsaju koor on kõige noorem, seal kujunebki kõrgem närvitalitlus. Seljaaju on seotud tingimatute refleksidega , liigutustega . Keskaju vastutab lihase pingeseisundi eest. Igal loomal ja inimesel reguleerib lihaste koostööd väikeaju. Vaheaju, mis on ka loomal vastutab ainevahetuse kehatemperatuuri ja homeostaasi eest. Aju kogub , salvesta ja töötleb infot meeleelunditest. Annab infot edasi lihastesse ja näärmetesse. Info töötlemine närvisüteemis käib sünapsite kaudu. Sünapseid on kahesuguseid on erutus - ja pidurdussünapsid. Erutus tekkib siis kui neuronisse satub ühelajal mitu signaali, mis summeeruvad ja loovad pontensiaali närviimpulssiks. Pidurdus sünaps tekkib nt. siis, kui valuvaigisti blokeerib närviülekande valuretseptorite närvisüsteemi. Närviimpulssi ei teki ka siis, kui erutus ja pidurdavad signaalid saabuvad ühel ja samal ajal. Kõrgema närvitalitluse üks väljundeid on mälu, eristatakse lühi- ja püsimälu.
ÖKOLOOGIA JA KESKKONNA KAITSE ÖKOLOOGILISED TEGURID
Organismide elutegevust mõjutavaid keskkonnategureid nimetatakse ökoloogilisteks teguriteks . Abiootilised tehurid on pärit organisme ümbritsevast eluta loodusest. Siia kuuluvad elukeskkonna ja kliimaga seotud tegurid. Kõigi elukeskkondade ­ õhu, mulla ja vee ­ mõju sõltub nende koostisainete omadustest ja kontsentratsioonist. Olulisel kohal on ka konkreetse elukeskkonna kliimatehurid: päikesekiirgus, temperatuur, niiskus, tuul jt. Biootilised tegurid tulenevad organismide kooselust. Nende mõju võib olla kas kasulik, neutraalne või kahjulik. Organismidevahliste suhetega tutvume õpiku järgmises peatükis. Abiootilised ja biootilised soodustavad või pidurdavad elutegevust. Mõlemad mõjutavad organismide arengut, pärilikkust, tunnuste väljakujunemist ning evolutsiooni. Ilmastikutingimused ja mikroorganismid on bioloogilisi tegureid on raske inimesel vältida.
VALGUSE JA TEMPERATUURI MÕJUST ORGANISMIDELE
Valgus jõuab maale päikeselt. Organismidele mõjub kiirgus erinevate lainepikkustega erinevalt. Selles osas eristatakse kolme ala. Need on: pikkalaineline infrapuna kiirgus; nähtav valgus; lühilaineline UV-kiirgus. Nähtav valgus võimaldab fotosünteesi. Rohelised taimed sünteesivad CO2st ja H2Ost suhkru molekule. Fotosüntees toimub valgusenergia arvel, see ei toimu ühesuguse intensiivsusega. Uuringud näitavad, et see on intensiivsem punases ja lillas osas. Nähtav valgus võimaldab loomade orientatsiooni, selleks on arenenud silm ja nägemine. Organismide reaktsiooni öö ja päeva pikkuse muutustele nimetatakse fotoperiodismiks. Sellest nähtusest on sõltuvad nii taimed, loomad kui ka inimene. Eristatakse pika-ja lühipäeva taimi, selle alusel kui pikk on periood selleks, et taim hakkaks õitsema ja viljuma. Kartul on pikapäeva taim, sest Ta vajab pikka valgustus perioodi. Ta õitseb suvel ja kartuli viljaks on kartuli taoline mari. Valgus jõudluse järgi eristatakse esiteks varjulembelised(alus metsa taimestik ), varju taluvad(pool varju taimed), valguslembelised(nurmede ja aasade taimed). Temperatuuri tundlikuse ja nõudluse alusel jaotatakse organismid kõigusoojasteks. Esimesi on rohkem, sest püsisoojased ainult imetajad , linnud ja inimesed. Kõigu soojaste organismide temperatuur järgib keskonna temperatuurile.
ÖKOLOOGILISE TEHRUI TOIME JA ÖKO AMPLITUUT
Selle toime võib olla elutegevust piirav või soodustav. Taluvusvahemiku nimetatakse ökoloogiliseks amplituudiks . Eristatakse alumist ja ülemist talubuspiiri: nt. uurimine toime elutegevuse intensiivsust sõltuvalt temperatuurist. Talutatakse vahemikku 4-40°C. Alumiseks piiriks 4°C, ülemiseks 40°C. Soodsa elutegevuse ala jääb 15-22°C piirdesse. Optimum on elutegevuse kõrgpunkt. Rõhumistsoon, mis ei sobi on viirutatud. Ökoloogilise teguri intensiivsus vahemikku, milles organism saab areneda, nimetatakse ökoloogiliseks amplituudiks.
ORGANISMIDE VAHELISED SUHTED
Moodustavad tegurite kompleksi, mida nimetatakse biootiliteks teguriteks. Organismide vahelised suhted saavad olla kasulikud, kahjulikud või neutraalsed. Sümbioos ­ Suhtes elavaid organisme nimetatakse sümbiontideks. nt. samblikus elavad koos vetikas ja seen . Seen annab vetikale vett ja mineraalsooli aga vetikas orgaanilist ainet. Mitmed taimeliigid elavad ka sümbioosis seentega ­ nii moodustub taime juure ja seene hüüfide läbipõimumisel mükoriisa. Kase juurte ümber, kasvab kaseriisika mütseel. See annab kasele vett ja mineraalsooli, mida puujuures ei ole suutelised ise tegema. Kommensalism ­ See on suhe, mida ühelepoole kasulik ja teisele kahjutu. nim. kommensaaliks. nt. Inimese sees on bakterid , mis toituvad soolesisust. Nad saavad sellest kasu kuid inimest see ei puuduta . Konkurents ­ Sama või eriliiki organismide vastastikku piiav kooselu. Nt. tihedasti istutatud mannitaimed. Herbivooria ­ see on taimetoidulisus. Suhe looma ja taimeliigi vahel. Sppakse puukoort/vilju/lehti. Karnivoorid ­ e. kisklus on suhe kiskja ja saaklooma vahel. Parasitism ­ eriliigi organismide kooseluvorm , mis ühele kasulik, kuid teisele kahjulik. Suhe parasiidi ja peremehe vahel. Parasiit on seda kõrgem, kui ta jätab järgi peremehe ja madalam kui ta peremehe ka hävitab. Parasiite on mitmesuguseid.
POPULATSIOONI MÕISTE, STRUKTUUR JA NÄITAJAD/ MUUTUSED POPULATSIOONI LAINED
Populatsioon ­ ühisel territoorjumil samalajal elavad, üheliigi isendid. Populatsiooni saab iseloomustada järgmiste näitajatega: Arvukus ­ st. selle populatsiooni isendite arvui; tihedus ­ näitab isendite arvu pinna ühiku kohta; vanuseline koosseis; sooline koosseis. Arvukuse muutused populatsioonis on tingitud: kliima teguritest, toitumis tingimustest, haigustest , vaenlastest. Eristatakse kasvavaid, kahanevaid ja stabiilseid populatsioone. Kui sündimus ja suremus on tasakaalus on populatsioon stabiilne. nt. Põhjamaade elanikkond. Kui sündimus ületab suremuse on kasvav populatsioon. nt. Hiinlased. Kui suremus ületab sündimuse on kahanev populatsioon. Kui populatsioonide arvukus püsib pikemat aega ühesugusena siis nimetatakse sellist ökosüsteemi tasakaalustatuks. Aastad ei ole vennad. Esinevad populatsiooni lained. Need on populatsiooni arvukuse perioodilised/ ajalised muutused. Toimub iseregulatsioon, mis tähendab, et kui karjas on palju liikmeid siis tabab neid toidu puudus või haigused. Arvukus viiakse normaal tasemele .
ÖKOSÜSTEEMI MÕISTE, STRUKTUUR JA NÄITAJAD
Ökosüsteem on isereguleeruv süsteem, kus aine- ja energiavahetuse kaudu on omavahel seatud nii elus, kui ka eluta loodus. Ökosüsteem on kunstilike, kui ka looduslikke . Kunstlikud on nt. akvaarium , paisjärv, botaanika aed. Looduslikud on nt. jõgi, järv, mets, soo, raba . Ökosüsteemi struktuur on järgmine ja ökosüsteem koosneb: Elusloodusest e. biotsönoos, millesse kuulub taime-, looma- ja seenekooslused. Ja mikroorganismid. Teise poole struktuuri moodustab ökotroop, see on biotünoosi elukeskkond(nagu õhk, vesi, muld). Ökosüsteemi näitajaid on: 1. Liigiline koosseis, see on ökosüsteemi liikide nimistu. 2. Liigi rikkus, mille all mõistetakse erinevate koosluste, liikide arvu. 3. Dominantne liik, see on liik, kelle populatsioon on kõige arvukam . 4. Biomass , see on kuiv kaalu mass pinnaühiku kohta. 5. Produktiivsus, see iseloomustab biomassi juurdekasvu ajas. Kui võrrelda nt. männiku ja kuusiku juurde kasvu m3 hektari kohta, siis männikute aastane juurde kasv on 5,1m3/ha ning kusikutel 7,4 m3/ha. 6. Toitumissuhted , see on küsimus sellest, kes keda või mis mida sööb.
TOITUMISSUHTED
Populatsiooni omavahelised suhted avalduvad kõige ilmekamalt toitumissuhetes, selle alusel reastatud organismid moodustavad toiduahela. Toiduvõrk kujuneb toiduahelate põimumist. Esimeseks lüliks on alati taimed, põhjus on selles, et nad sarnastavad C, CO2 õhust, mis otsa ei lõppe. Rohelised taimed on tootjad produtsendid , neid söövad e. tabivad konsumendid mitme astmena. Kui taimed, loomad, surevad alluvad nad lagunemisele ja seda teevad lagundajad ehk destruendid . On mitmesugused toiduahelad nt. laguahel alab elutegevuse jääkidest e. surnud organismidest ning lõppeb alati lagundajaga. nt. kõdunenud lehed, vihmaussid, lestad , lesti söövad bakterid ja mkroseened. Nugiahel , see on parasiit, seened, lehetäi, sööb organismilisi ained, õunapuuleht. Nugiahel, kiskjad ise osutuvad saakloomadeks, kusjuures viimane lüli on tippkiskja . Iga järgmise toiduahela lüli e. troofilise taseme biomass on ligikaudu 10% eelmise taseme biomassist ­ ökoloogilise püramiidi reegel.
AINERINGE BIOSFÄÄRIS
Süsiniku ringe ­ C on biofiilne aine, ta on kõikides organismilistes ainetes, olgu need valgud, rasvad või süsivesikud. Süsinik assimileeritakse e. sarnastatakse õhust fotosünteesiga. Taimedes tekib glükoos 6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2 mis tärklise, kui varuainenda talletatakse mugulates , risoomides ja teistes taimede osades. Taimedest toituvad loomad, kui elusorganismid surevad, siis töötavad laugndajad organismilise aineringi mineraalseks ja CO2 vabaneb õhku tagasi. Ka inimtegevusest vabaneb CO2 ja üha enam põletades fossiilseid kütuseid paisates õhku CO2.
ÖKOLOOGILINE TASAKAAL, SEDA MÕJUTAVAD TEGURID JA TAGAJÄRJED
Ökosüsteem: mets, järv või kogu biosfäär on isereguleruv tervik. Seal on aine ja energia vahetuse kaudu, seatud nii elusorganismid, kui ka eluta loodus. Nende seoste kaudu kujuneb ökoloogiline tasakaal. See on siis kui ökosüsteem püsib pikkaaega enamvähem muutumatus olekus. Kui mõnehiigi arvukus vahel suureneb taastub see varsti. nt. taimede hulk määrab ära, kui palju taimtoidulist loomi koosluses saab elada. Sama nendest omakorda sõltub, kui palju saab elada kiskjaid. Mida liigirohkem on ökosüsteem seda kiiremini ökosüsteem tasakaalustub. Tasakaalu mõjutavad: Inimetegevus ­ keskkonna saastamine ; uute taimede ja looma liikide sissetoomine; looduse ümberkujudamine(põlenud maaalad). Looduse enda areng, Välised looduslikud tegurid ­ maalihked ; üleujutused; orkaanid ; lumetormid. Suktsessioon on nähtus, kus ühes kohas tavapärane kooslus vahetub teisega. Esmane suktsessioon on siis, kui kooslus kujuneb varem asustamata alale . nt. kaljud, luited . Kus hakkab muld alles kujunema. Teisne suktsessioon on siis, kui uus kooslus tuleb lageraie või metsa põlemise tagajärjed.
BIOSFÖÖR JA ÖKOLOOGILISED GLOBAAL PROBLEEMID
Biosfäär on maa elu keskkond, on elusorganisme sisaldav sfäär, planeedil Maa. Ta hõlmab nii atmosfääri, hüdrosfääri kui ka litosfääri.
LIIGITEKE
Tänapäeval on umbes 2 miljardit liiki, kellest 1.5 on looma ja ülejäänud taime, seene, bakterite jne liigid. Liigi teke on evolutsiooni põiküsimus. Klassikaline Darwinism näeb uute liikide tekkimise teed liigisiseses muutlikuses. Selle muutlikuse allikaid on mitmeid. Kombinatiivne ja mutatiivne muutlikus, geeniioon ja geenitriiv. Organisme sünnib ja areneb rohkem kui nendel on keskkonna ressurssi, mis tekitab bioloogilise konkurentsi. Looduslikul valikul on liikumapanev jõud. Suunav ja lõhestav valik on nendest olulisemad. Liigi iseseisvust tagab ristumisbarjäär. Ristumisbarjäär võib kujuneda mitmeti. See on bioloogiline isolatsioon . Ristumis takistavad: 1) Partneri valikul nn signaaltunnused(nt. kutse hüüud, pulmamängud, lõhnad, need aitavad liigikaaslast võõrast eristada. Kui muutus on tekkinud lükatakse partner kõrvale). 2) Sugurakkude biokeemiline sobimattus(nt. õistaimedel on võõraliigi tolmuteral areng pärsitud. Samas võib viljastumine toimuda, kuid hübriid on viljatu ). 3) Aastaajaline isolatsioon, mille käigus viljastumine satub eri aastaaegadele. Nt. kevadräim ja sügisräim. Kitsama elupaiga eraldatus. Uue liigi tekke algab enamasti väikese isendirühma eraldumisega lähteriigi ühest populatsioonist. Uutes tingimustes on kaks võimalust: 1. alluda valiku teguritele, ning ellujääda; 2. väljasurra. Selline võimalus tekkib geograafilise isolatsiooniga. Tekkib ristumist välistab ruuminilne eraldatus. Erimaist liigiteket nimetatakse allopatriline liigiteke. Samas võib tekkida ka samamaine liigiteke, mida nimetatakse sümpatriliseks liigitekeks. Siin geograafilist eraldatust ei toimu. Põhjuseks on aga igaljuhul päriliku struktuuri muutused evolutsioonis . Populatsiooni geneetiline ehk pärilik struktuur on genotüüpides sisalduvate alleelide suhteline sagedus. Väikseim evolutsioneeruv üksus on populatsioon.
MIKRO JA MARKOEVOLUTSIOON
Makroevolutsioon on suur evolutsioon , mis viib liigist kõrgemate taksonite(süsteemi kategooriate) tekkele ja arenegule. See seisneb erinevate organismi tüüpide tekkes ja edasises evolutsioonis. Põhjuseid on kolm: mutatsioonid, geneetiline triiv ja looduslik valik. Eristatakse kolme suunda: väljasuremine, täiustumine, organismide mitmekesistumine . Viimane on nendest peamine suund/protsess. Vanem liikidest hakkavad hargnema uued. Need muutuvad ühe erinevamateks liikideks ning millist nähtust kokku nimetatakse diveergentsiks. Makro evolutsioonil on biosüstemaatikas viis riiki, milles on omad hõimkonnad, klassid , seltsid, sugukonnad, perekonnad. Evolutsiooniline täiustumine, mis on üks suundadest, ei ole nii arvukas kui mitmekesistumine. Näited evolutsioonilisest progressist. Rakutasandil eeltuumsetest tekkivad päristuumsed üherakulistest hulkraksed , selgrootutest selgroogsed , kaladest kahepaiksed , imetajatest inimene, vetikatest on areneneud ürgsed sõnajalgtaimed, nendest seemne taimed. Väljasuremine on evolutsiooni tähtsaim protsess. 99% on eksisteerinud liikidest välja surnud. Eristatakse kaheksugust väljasuremist: massiline väljasuremine(,mis on Maa mastaabis lühiajaline); fooniline väljasuremine(,mille puhul mõni liik sureb välja, mille asemele on tulnud mitu uut).