Ökoloogia arvestus (0)

Ökoloogia arvestus



I loengu osa slaidid Sissejuhatus Ökoloogia on teadus, mis uurib elusorganismide ja nende keskkonna omavahelisi
suhteid. Ökoloogias on kaks tähtsat osapoolt – organismid ja nende keskkond. Looduse organiseerituse tasemed:
aatom-molekul-makromolekul-geen-organell-rakk-kude-elund-elundkond-organism-lii
k-populatsioon-kooslus-ökosüsteem-bioom-maastik-biosfäär Ökosüsteem on abiootiline(eluta) ja biootilise(elus) keskkonna ühendus. Selle
moodustavad ühisel territooriumil elavad ja omavahel toitumissuhtes olevad
organismid koos ümbritseva keskkonnaga. Biosfäär - Maad ümbritsev elu sisaldav kiht, kus elavad organismid, toimub süntees
ja orgaanika. Biosfäär ühendab terava piirita litosfääri, hüdrosfääri ja atmosfääri. Organismiökoloogia uurib liigi ja keskkonnategurite vahelisi suhteid. Populatsioon - rühm sama liiki isendeid, kes elavad koos samal ajal samas paigas
ja ristuvad omavahel (hüljesed). Sünökoloogia ehk koosluste ökoloogia uurib populatsioonide omavahelisi suhteid
ning koosluste ja keskkonnatingimuste vahelisi suhteid. Ökofüsioloogia uurib organismide talitlusi ja keskkonna vahelisi suhteid. Maastikuökoloogia uurib maastikuüksuste omavahelisi suhteid ning aineringet ja
energiavoolu maastikul, uurib maastike struktuuri mõju eluskooslustele. Üldökoloogia uurib eluslooduse ja keskkonna üldisi seaduspärasusi, mis kehtivad
kõigil tasanditel. Makroökoloogia tegeleb suureskaalaliste ökoloogiliste protsesside uurimisega
(statistilised mudelid, ruumiline analüüs). Rakendusökoloogia tegeleb ökosüsteemide majandamisel ja ökotehnoloogias
esilekerkivate teaduslike probleemidega. Inimese ökoloogia uurib inimese kui liigi kujunemist, paljunemist, kohanemist
erinevate keskkonnatingimustega, suhteid teiste liikidega, kultuuri jms. II Loengu slaidid - Eluslooduse süstemaatika
Liik (Ilves)  - Perekond (Kass)  - sugukond (Kaslased) - Selts (Kiskjalised) - Klass (Imetajad) - Hõimkond (Keelikloomad) - Riik (Loomad) - Domeen (Eukarüoodid)


Adaptsioon - organismide ehituse või talitluse kujunemine selliseks, et see tagab paremini isendi või liigi säilimise ja populatsiooni arvukuse suurenemise Kohanemine – pöörduv, ontogeneetiline adaptsioon Kohastumine – pöördumatu, evolutsiooniline adaptatsioon Elusloodus jaotub kolme domeeni: - BAKTERID - üherakulised, prokarüoodid (ilma tuumata rakud) - ARHED ehk ÜRGID (on kasutatud ka nimetusi arhead, arhebakterid ehk ürgbakterid ja metabakterid) - üherakulised, prokarüoodid - EUKARÜOODID – tuumaga rakud JA viide suurde riiki: - BAKTERID - üherakulised - PROTISTID - üherakulised eukarüoodid NT: algloomad, viburloom - SEENED - lagundajad (saavad vajalikud ained surnud orgaanika lagundamisel) - TAIMED - Tootjad - LOOMAD - Tarbijad Elu tunnused: - Toitumine - Reageerimine - Arenemine - Kohanemine - Paljunemine Ökosüsteemi kaks kõige olulisemat protsessi on: - AINERINGE - ainete liikumine organismide ja keskkonna vahel (väike geoloogiline aineringe - murenemine, settimine; suur geoloogiline aineringe - moondkivimid; bioloogiline aineringe) - ENERGIAVOOD - energia liikumine organismide ja keskkonna vahel Energia liikumisel erinevate organismide vahel ning organismide ja keskkonna vahel peab energia muunduma ühest liigist teise. Kõigi toimuvate energia ülekannete ning muundumiste jooksul muudetakse osa kasutatavast energiast soojusenergiaks ja see eraldub keskkonda soojusena.


Organismide elutegevus (kasvamine, liikumine, paljunemine, füüsiline ja vaimne töö jt) vajab ENERGIAT ehk KÜTUST ehk TOITU, mida saadakse (toidus oleva) orgaanilise ainete lagundamisel. TAIMED/TOOTJAD ehk produtsendid / fotosünteesijad / autotroofid LOOMAD/INIMESED/TARBIJAD ehk konsumendid / heterotroofid Biomajandus on taastuva biomassi tootmine ja muutmine peamiselt toiduks, söödaks või ka muudeks biotoodeteks ning bioenergiaks.Hõlmab peaaegu kõiki tööstus- ja majandussektoreid: - Valdavalt põllumajanduses, kalandus ja metsandus - Toodab, majandab või kasutab bioloogilisi ressursse (näiteks toidu-, sööda-, kiu-, paberi-, energia-, keemia-, biotehnoloogiatööstus) Ringmajandus põhineb ressursside ja materjalide taaskasutusel ja korduvkasutusel. Ringmajandus vajab uuenduslikke disaini- ja tootmismeetodeid, korralduslikke süsteeme (nt tagastamise logistika) ja ärimudeleid. Keskkonnategurid ehk ökoloogilised tegurid: Abiootilised tegurid – eluta looduse tegurid, sünergism - NT: päikesevalgus, temperatuur, sademed, tuul, rõhk, tuli jne Biootilised tegurid – eluslooduse tegurid, st organismidevahelised suhted - NT: Sümbioos, kommensalism, parasitism, kisklus, konkurents, neutralism Antropogeensed tegurid – inimtegevusest tulenevad tegurid, st inimmõju - NT: Keskkonna saastatus, metsade hävitamine, soode kuivendamine, võõrliikide sissetoomine, mürgitamine, väetamine Sünergism - Erinevate keskkonnatingimuste koosmõju! Organismi vastutus keskkonnatingimuste muutumisele - KÄITUMUSLIK, FÜSIOLOOGILINE, MOROFOLOOGILINE Reguleerijad on organismid, kes on võimelised säilitama väliskeskkonna muutudes oma sisekeskkonna stabiilsena Kohanejad on organismid, kes ei saa reguleerida oma sisekeskkonda


Taliuinak - Kergem püsisoojaste loomade puhkeseisund ebasoodsate aegade üleelamiseks. Talveuni - Loomade tardumusseisund talve üleelamiseks Tarduni e. letargia- Enamasti lühiajaline sügava une taoline seisund madalate temperatuuride üleelamiseks (NT: piiritaja, pääsukesed) Suveuni - Kuumade ja kuivade aastaaegade üleelamiseks (NT: paljud stepiloomad) Anabioos - Organismi eluprotsessid on sedavõrd aeglustunud, et nähtavaid eluavaldusi pole Mimikri - looduslikus valikus kujunenud kaitsekohastumuslik sarnasus teise liigiga (ei ole sugulust) (NT: HERILANE) Mimees -  Sarnasus mittesöödava esemega (KAMEELEON) Hoiatusvärvus - Ere ja silmapaistev värvus, mis teeb hästi kaitstud looma hästi nähtavaks ja väldib juhuslikke kallaletunge (LEPATRIINU) Valgus ehk elu tagatis: Taimed sünteesivad anorgaanilisest ainest orgaanilise ning muudavad selle keemiliseks energiaks! Peaaegu kõik elusorganismid (va mõned bakterid) sõltuvad taimede poolt fotosünteesil salvestatud keemilisest energiast Fotosüntees toimub kloroplastis: - Valgusenergia neelamine ja muutmine keemiliseks energiaks - Anorgaanilises aines oleva süsiniku sidumine orgaaniliseks aineks Fotosüntees on kõige olulisem assimilatsiooniprotsess Fotoperiodism – organismide reaktsioon ööpäevase valgus – ja pimedusperioodi muutumisele. Sellest sõltub taimede õitsemise aeg. Assimilatsioon - Süntees Dissimilatsioon - Lagunemine Temperatuur: Püsisoojane - temperatuur ühtlane Kõigusoojane - sõltub välisest temperatuurist Valdava osa organismide taluvusala 0⁰C kuni 50⁰C. Kõrge temperatuuri mõjul ensüümide ja valkude struktuur muutub – kaotab talitusvõime!


Aktiivse elutegevuse alumine piir on jäätumispunkt 0⁰C (taimedel +5 ⁰C). Tolerantsed – on toimunud morfoloogilise muutused Vernalisatsioon - õite moodustumine ehk esilekutsumine ja kiirendamine madala positiivse (alla 8 oC) temperatuuri toime. Väga palju juttu oli ka rõhust, tulest ja veest, mis tundusid väga üldised ja loogilised. - Vee all on vaalad ja hülged suunama gaasid lihastesse ja vereringesse Organismi veekaotuse tagajärjed: - Väheneb uriini kogus - Veesisalduse vähenemine organismis Toiteelemendid: Kokku teada 118 keemilist elementi, neist 98 looduses ja 8 inimtegevusega. Inimese eluks hädavajalikud 26. PÕHIBIOELEMENDID: H, C, O, N, P, S MAKROBIOELEMENDID: Ca2+, Na+ , K+ , Mg2+ , Cl- MIKROBIOELEMENDID: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As Happelisus ehk pH: Sõltub vesinikioonide rohkusest! pH varieerub 0-14. Happeline pH alla 7 (NT: Õlu, äädikhape, coca-cola). Aluseline pH on üle 7 (NT: Merevesi, seep, naatriumhüdroksiid). Happesademete põhjuseks on lämmastiku- ja väävliühendid. Kivisütt kasutavad soojuselektrijaamad. Hapestumise mõju: - Muldade hapestumine - Veekogude hapestumine - Metallide korrosioon - Marmori hävimine - Hingamisteede haigused


III Loengu osa slaidid - Biootilised tegurid ja toitumissuhted Antropogeensed tegurid ehk inimtekkelised tegurid on inimtegevuse mõjul võimendunud või tasandunud ökoloogilised tegurid. Inimtegevusest tulenevad mõjud - Keskkonna saastatus, metsade hävimine, soode kuivendamine, võõrliikide sissetoomine, mürgitamine/väetamine. Biootilised keskkonnategurid - Sümbioos, kommensalism, parasitism, kisklus, konkurents, neutralism. Mõiste Liik 1 Liik 2 Neutralism - ei mõjuta
ega vaja üksteist. Liblikas 0 Pühvel 0 Kommensialism - üks
saab kasu, teisel kasutu,
bakterid seedekulgas nt. Samblik + Puu - Konkurents - liigisisene,
vahetu või ressursi kaudu,
ei vaja üksteist. - - Parasitism -
parasiit/peremees suhe,
peremees on parasiidile
vajalik, parasiit mitte. Puuk + Koer - Kisklus(herbivoorlus) -
üks saab kasu ja teine
kahju, sööja sööb ohvri. Rebane + Hiir - Lisa: Detridofaag ehk detriit - surnud taimed ja loomsed jäänused, toitub detriidist. Redutsent e lagundaja - seen ja bakter. Spetsialist - monofaag ehk kindlatele keskkonnatingimustele ja toidule kohastunud (koaalad). Generalistid - laia ökoamplituudiga (mitmekesine toit) organismid. Liikidevahelised suhted Mutualism - kasulik ja vajalik (Mesilane ja võilill)


Protokooperatsioon - mõlemale kasulik, aga mitte vajalik (Lehetäi ja sipelgas) Allelopaatia - Ühele kasulik ja teisele kahjulik, eri liiki taimede mõjutamine keemiliste ühenditega ( kapsas ja raps) Amensalism - ühele kasulik, teisel kasu ei ole ehk üks liik surub teise maha (bakterite suhe). Füsioloogilised vastused keskkonnatingimuste muutustele - Reguleerijad on organismid, kes on võimelised säilitama väliskeskkonna muutudes oma sisekeskkonna stabiilsena (mingid linnud, saarmas nt). - Kohanejad on organismid kes ei saa reguleerida oma sisekeskkonda (kalad). Lühidalt kokkuvõttes füsioloogilised vastused keskkonnatingimuste muutustele ongi tarduni, talveuni, suveuni, anabioos. Pääsukesed magavad tardund. Stepiloomad magavad suveund, et kuivad aastaajad üle elada. Siis loomadel varjevärvus, kaitsevärvus, hoiatusvärvus näiteks jääkaru valge värv päikese eest, kaitsevärv mingil loomal ära soodava esemega ja hoiatusvärv nt lepatriinul punane (ala mürgine). Mõisted - Ökoamplituud: teatud keskkonnatingimused väärtuste vahemik, milles organism suudab elada. - Autoökoloogiline amplituud: parameetrite piirkond, milles organismi elu on mõeldav. - Sünökoloogiline amplituud: parameetrite piirkond, milles organism tegelikult elab. Näiteks puude kasvamisel niiskus mõjutab seda tüve pikkust, näiteks männil on pikalt tüvi ja siis alles oksad vms aga kuusel teistmoodi. Siis ongi, et mänd kasvab kuival pinnasel. Ökonišš (oli arvestusel mul !) - populatsiooni püsimiseks tarvilike tegurite olemasolu. - Liigi koht ökosüsteemis: 1. fundamentaalne ehk põhinišš - eluks vajalike tegurite olemasolu. 2. Realiseerunud ehk tegelik nišš - reaalses keskkonnas kujunenud nišš. Kooslus - kõik elusorganismid, kes elavad koos mingil piiritletud territooriumil


Troofid Autotroof - Sünteesib eluks vajalikud orgaanilised aineid ise, kasutab sünteesiks lihtsaid ühendeid (süsinikdioksiid, vesi, ammoniaak, mineraalsoolad), energiat saavad nad päikesekiirgusest. Heterotroof - Saavad eluks vajalikud orgaanilised aineid väljast (ise ei sünteesi), energia saavad valmis orgaanilisest ainest. Toiduahela tasemed I tase - autotroofid II tase - fütofaagid III tase jne - zoofaagid Jaotatakse veel karjamaa toiduahel, lagundajate ahel ja nugiahel ehk parasiitahel. Troofilised tasemed I troofiline tase - tootja (taimed) II troofiline tase - herbivoor III troofiline tase - karni/omnivoor IV troofiline tase - karnivoor ja omnivoor Strateegiad r- strateegia: KALA nt - R sigivus - Palju järglasi - Väikesed - Väike konkurents - Arvukus kõigub k-strateegia: LEHM nt - K keskkonna kandevõime - Vähe järglasi - Järglased suured - Hea konkurents - Stabiilne arvukus


Koosluste mitmekesisus jaotub: liigiline, struktuurne (suuruseline, funktsionaalne, ajaline, ruumiline) ja geneetiline mitmekesisus. Mõiste Dominant - mingis koosluse organismirühmas ülekaalus oleb ja selle aineringes tähtsaim liik. Taimekoosluses leiame need biomassi ja katvuse järgi. Loomakoosluses leiame rühmade jaoks eraldi. IV loengu slaidid - Populatsiooniökoloogia Organisme looduses mõjutavad: - abiootiline (eluta) keskkond - biootiline (elus) keskkond Populatsioon: Rühm üht liiki isendeid, elavad koos samal ajal samas kohas; ristuvad vabalt; teistest rühmadest ruumiliselt eraldatud. Geograafiline populatsioon – paikneb loodusgeograafiliselt ühtlases piirkonnas, kuid koosluste poolest mitmekesisel maastikul (taiga) Ökoloogiline populatsioon – on seoses kindla ökosüsteemiga (mets) Lokaalpopulatsioon – liigi väikseim elementaarrühm ühe ökosüsteemi piires (kuusetukk metsas). Looduslikud populatsioonid koosnevad tavaliselt mingist arvust lokaalpopupaltsioonidest. Populatsiooni iseloomustavad: - Arvukus, tihedus - sündimus / suremus - Sisse- ja väljaränne - Levikutüüp Populatsiooni suhteline tihedus - Arvutatakse indeksid, mille suurus näitab vahet või muutusi, aga mitte tihedust ennast. (Nt väikeimetajate iga-aastased lõksupüügid, imetajate väljaheidete või jälgede registreerimine) Sündimus: - Maksimaalne - teoreetiline, palju võiks sündida


- Ökoloogiline – palju reaalselt sündis - Absoluutne – sündimus populatsiooni kohta - Suhteline – sündimus isendi kohta Suremus: - Ökoloogiline – palju reaalselt suri; - Teoreetiline minimaalne – suremus ideaalsetes tingimustes; - Absoluutne – suremus populatsiooni kohta; - Suhteline –suremus isendi kohta. Eluiga: - Füsioloogiline – teoreetiline, ideaalsetes tingimustes; - Ökoloogiline – tegelik keskmine eluiga; - Ellujäämus – säilinute arv pärast kahjustavaid tegureid või mingit ajavahemikku; - Deevey kõverad (ellujäämus sõltub vanusest).’ Elustrateegia: Olulisemate kohastumiste kogum, tagab populatsiooni säilimise (konkurentsivõime, ebasoodsate olude talumine, Populatsioonidünaamika) r- strateegia: NT( Taimed, puud, kalad, mõned üksikud loomad - palju järglasi; - järglased väikese konkurentsivõimega; - arvukuse suured kõikumised. k-strateegia: NT (Loomad, linnud, tammetõru) - vähe järglasi - järglased suhteliselt suured - järglased hea konkurentsivõimega - arvukus stabiilne, keskkonna kandevõime lähedal. Vanuseline ja sooline struktuur: - Vanuseline - erinevate vanuseklasside osakaal populatsioonis (prereproduktiivne, reproduktiivne, postreproduktiivne) - Sooline – emaste ja isaste osakaal populatsioonis Vanusepüramiid näitab vanuselist koosseisu.


Stabiliseerunud populatsioon - populatsiooni arvukus on dünaamilises (muutuvas) tasakaalus, võivad esineda populatsioonilained Populatsioonilained - populatsiooni arvukuse suured kõikumised keskmise taseme ümber keskkonnategurite ja populatsioonisisese regulatsiooni koosmõjul. Populatsiooni arvukuse kõikumised: - Perioodilised; - Aperioodilised; - Sujuvad; - Järsud; - Korrapärased; - Tsüklilised Eksponentsiaalne kasv - limiteerimatu kasv, NB! Mida suuremaks populatsioon saab, seda kiiremini kasvab! Logaritmiline kasv -  Populatsioon kasvades hakkavad ressursid kasvu limiteerima, kasvukiirus väheneb, Sündimus ületab suremust järjest vähem, kuni lõpuks saavad nad võrdseks Kandevõime ehk keskkonna mahutavus: Populatsiooni arvukus, mille puhul populatsioon kasutab keskkonna varusid samal määral, kui need looduslikult uuenevad Ükski populatsioon ei saa kasvada piiramatult Levik: Areaal ehk levila – piirid, milles mingi liigi populatsioonid elavad (Kosmopoliitne, kontinentaalne, endeemne, katkeline) Relikt – liik, mis on säilinud varasema levialaga võrreldes väiksemal alal (NT: Männisinelane, rääbis, jugapuu) Levik – näitab, kuidas isendid paiknevad (juhuslik, rühmas, ühtlane) Territoriaalstruktuur ehk levik - näitab, kuidas isendid on ruumis jaotunud (Juhuslik, rühma jaotumus, ühtlane ehk regulaarne) Organismide leviku määravad ära ressursside jaotus ja liigisisesed suhted Populatsiooni tihedusest sõltuvad tegurid: - liigisisene konkurents (võitlus ressursside pärast);


- kisklus; - Parasitism; - Haigused; Mõju: stabiliseerida populatsioon tema kandevõime ümbruses V loengu slaidid - Aine ja energia liikumine ökosüsteemides. Veeringe, C, N, P, S ringed ELU KEEMIA keemiline-keelimised-keemilised elemendid-reaktsioonid-ühendid Orgaanilised ühendid - Süsinikuühendid - C aatom on seotud keemilise sideme abil - Moodustuvad elusorganismide elutegevuse käigus - Keeruline ehitus Biomolekulid - koosnevad põhibioelementidest! ● Sahhariidid ● Lipiidid ● Valgud ● Nukleiinhapped Bioelemendid ● Keemilised elemendid, mis moodustava organismi elementaarkoostise ● Elusorganismidest on leitud üle 70 keemilist elemendi! ● Talituseks vajalik 27! PÕHIELEMENDID:  H, C, O, N, P, S ● Esinevad biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest moodustuvad biomolekulid; valgud, rasvad, süsivesikud, nukleiinhapped ehk rahu orgaaniline asine. ● Moodustavad kergesti kovalentseid sidemeid, mis on tugevad keemilised sidemed ja tagavad biomolekulide stabiilse ehituse.


MAKROBIOELEMENDID: Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Cl- ( Esinevad organismis ioonidena, vajatake üle 100 mg päevas) MIKROBIOELEMENDID: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As AINERINGE ● väike geoloogiline aineringe (murenemine, tuule-, veega kandumine, settimine). ● suur geoloogiline aineringe (moondkivid) ● bioloogiline aineringe Avatud ja suletud aineringe ● Suletud aineringe (kadu ja juurdetulek võrdsed) ● Avatud aineringe (toitaineid viiakse rohkem ära kui tagastatakse) - põllumajandus. Assimilatsioon - Süntees Dissimilatsioon - Lagunemine Energiavoog - Päikese kiirgusenergia järkjärguline hajumine ökosüsteemis taimse ja loomse biomassi keemiliseks energiaks (fotosüntees) ning biomassi keemilisest energiast omakorda soojusenergiaks. PRODUKTIIVSUS ● Biomass - pinnaühikul (või mahuühikul) leiduvate organismide elusaine hulk massi- või energiaühikutes. ● Produktiivsus - energia sidumise ja biomassi ülesehitamise määr ajaühikus pindala- või ruumalaühiku kohta. Produktsioon jaotub: brutoproduktsioon, netoproduktsioon ja bioproduktsioon. Kasvuhooneefekt - Atmosfääris leiduvad kasvuhoonegaasid lasevad päikesekiirguse maapinnale, kuid peavad kinni tagasipeegelduva soojuskiirguse (pikalaineline). Seeläbi suudab Maa sooja hoida. Fakt - ilma kasvuhooneefektita oleks temp Maal ligi 30 kraadi madalam. Aurumine ● Evaporatsioon - aurumine merepinnalt ● Transpiratsioon - aurumine taimedelt


● Evapotranspiratsioon - summaarne aurumine ● Sublimatsioon - tahkest olekust gaasilisse üleminek või vastupidi ● Kondenseerumine - gaasilisest olekust vedelasse üleminek Lühidalt lämmastikuringest - protsesside ahel, mille käigus molekulaarne õhulämmastik N2 muudetakse lämmastikuühenditeks (nt valgud) ning nendest moodustub taas N2. GAASID; CH2,CH4,CO, Orgaaniline C on lipiidid ja valgud. Fosfor - peamine varu kivimites, oluline nukleiinhapetes (DNA, RNA), rakumembraanides, luudes ja hammastes. Väävel - Peamine varu maakoores - kips, mullas ja veekogudes sulfaat ja vees lisaks H2S ja S. Atmosfääris vääveldioksiid SO2 ja divesiniksulfiid H2S, on oluline aminohapetes ja bakteriaalses ainevahetuses. Ökoton ehk servaala: - kahe järsult erineva maastiku või koosluse siirdevöönd; - sisaldab mõlema elemente; - seetõttu mitmekesisem/liigirikkam - servaefekt Taastumine ehk demutatsioon – tugev häiring (inimene, loodusõnnetus), taastub algne või vaesem kooslus Suktsessioon ehk koosluse vahetus – pöördumatu ümberkujunemine - Ökosüsteemide muutumine sadade kuni tuhandete aastate jooksul; - Muutub koosluse koosseis ja struktuur; - Pöördumatu ümberkujunemine; - Kujuneb uus kooslus - Autogeenne – tänu koosluse sisestele teguritele (pinnase kinnistumine, mullateke, varjutus) - Allogeenne – välistegurite toimel (kliima, maakerge, setted)