Ökoloogia konspekt (0)

1. Aine, alajaotused (allpool) , areng.
Ökoloogia - teadus, mis uurib elusa ja eluta looduse omavahelist suhet, ei keskendu ühele objektile , vaatleb tervikut .
E. Haeckel 1869 – ökoloogia on teadus organismide ja kk suhetest.
E. Odum – teadus looduse struktuurist ja funktsoonist.
2. Ökoloogia põhimõisted.
Ökoloogia valdkonnad:
1) Organelli tase
2) Raku tase (ainurakse puhul isend)
3) Koe tase
4) Organi tase
5) Isendi tase – autökoloogia, uurib abiootilisi kk faktoreid.
6) Populatsiooni tase – demökoloogia e. populatsiooni ökoloogia.
7) Koosluse tase – kooslusökoloogia e. sünökoloogia, uurib mitmeliigilisi pop. süsteeme.
8) Ökosüsteem – süsteemökoloogia, uurib energia- ja aineringeid teatud valdkondades.
9) Biosfäär – kuna ei ole absoluutselt kinnist ökosüsteemi, käib süsteemökoloogia ka siia alla. Kogu maa elustik – globaalökoloogia.
Ökofüsioloogia – hõlmab tasemeid organellist kuni organini ning osaliselt ka isendeid; uurib nende kohanemisreaktsioone, ega ole seotud muutustega genoomis .
Isend – kindla genotüübiga organism.
Genet – koosneb paljudest enam-vähem iseseisvatest moodulitest e. võsudest (taimede puhul) e. rametitest, mis on geneetiliselt identsed ( kloonid ).
Populatsioon – ühise genofondiga isendite kogum kindlal areaalil.
Panmiktiline populatsioon e. deem – vabalt ristuvate isendite kogum, pole populatsioonisiseseid paljunemisbarjääre.
Metapopulatsioon – alarühmad, mis kipuvad sagedamini ristuma.
Kooslus (community) – kõik vaadeldaval alal elavad populatsioonid e. kooselavate ja inerakteeruvate populatsioonide kogum. Võivad olla taksonoomiliselt piiritletud (nt. vihmaussikooslus).
Ökosüsteem – (Tansley, 1935) süsteem, mis koosneb kooslusest ja selle eluta keskkonnast (mis on oluliselt muudetud koosluse poolt).
Bioom – sarnaste ökosüsteemide kogum, nt. taiga , tundra, savann .
3. Ökoloogilised faktorid .
Ökoloogiline faktor – aine, energia või info voog keskkonnas, mis on suuteline avaldama organismidele mõju.
1) Abiootilised – eluta päritolu, nt. nafta , hapnik.
Biootilised – elusat päritolu, nt. toit nt. kana
2) Otsesed – saab otseselt tarbida, nt. toit.
Kaudsed – ei saa otseselt tarbida, nt. kõrgus.
3) Ressursid – faktorid, mida tarbitakse otseselt, neid on tavaliselt vähe: FAK e. PAR (fotosünteetiliselt aktiivne kiirgus), vesi- me kõik oleme osa ookeanist , mineraalid , hapnik, teised organismid, CO2, H2O, O2
Tingimused – faktorid, mis võimaldavad ressursside tarbimist, nt. pH, temp., soolsus .
Ökoloogiline amplituud e. tolerants – teatud ökoloogilise faktori suuruste vahemik, mille ulatuses tuleb vaadeldav organism omadega toime.
Tolerantsuskõver – tavaliselt Gaussi kõver ( optimum keskel minimumid äärtes), iseloomustab vaadeldava organismi elutegevuse intesiivsuse sõltuvust teatud ökoloogilisest faktorist.
Spetsialist e. stenatoopne org. – teda iseloomustab kitsas ökoloogiline amplituud ( kuusk ).
Generalist e. eurütoopne org. - iseloomustab lai ökoloogiline amplituud (mänd).
Ökoloogiline nišš – (Hutchinson 1948) piirkond n-mõõtmelises hüperruumis, mille dimensioonideks on olulised ökoloogilised faktorid ja mida asustab antud liik e. tingimuste kompleks kus ta elada oskab. Graafiliselt kujutab seda Dilberti ruum (kõik n telge omavahel risti). Organismi elutegevuse intensiivsus, mis on seotud ökoloogilise faktoriga kindla reegli kohaselt. Tegu on Gaussi kõveraga, mis seob org heaolu ja vabalt valitud keskkonnafaktoriga. Sellise pildi üles joonistamisel oleme sunnitud vaatama ühte faktorit korraga, kuigi tegelikkuses asuvad organismid mitmete faktorite mõjuväljas.
Fundamentaalne nišš – tähistab osa hüperruumist, kus liik põhimõtteliselt võib elada, e. autökoloogiline.
Realiseerunud nišš – see piirkond, kus liik tegelikult elab, e. sünökoloogiline.
4. Liebrigi ja Shelfordi ökoloogia seadused.
1) Liebrigi seadus (1940) – organismide kasvu ja paljunemist segab faktor, mis on miinimumile kôige lähemal (NB! korraga limiteerib üks faktor).
2) Shelfordi reegel – (1952) organismide kasvu ja paljunemist limiteerib see faktor, mis on optimumist kõige kaugem (seega, ka faktori liigne küllus loeb; nt. fotoinhibitsioon).
5. Loodusliku valiku r- ja K- strateegid ( MacArthur ja Wilson 1962).
1) r-strateegid: kiire paljunemine ja ressursside hõlmamine; palju järglasi, kuid suur surevus e. lühike eluiga; asustavad ebastabiilseid ja/või lühiajalisi keskkondi; populatsiooni suurus ajas kõikuv; nt. jänes, umbrohud, seemnetaimed.
2) K-strateegid: püüavad maksimeerida populatsiooni võimalikku tihedust ning ressursse efektiivselt ja säästlikult kasutada; vähe järglasi, intensiivne lõimetishoole, surevus väike ehk pikk eluiga; asustavad stabiilseid keskkondi; populatsiooni suurus kõigub ajas vähe; nt. inimene, tamm.
6. Ressursid.
1) Radiatsioon : taimed võtavad radioaktiivseid elemente vastu õhust ja/või mullast. Laias laastus on nii kosmiline kui ka litosfääri radioaktiivsete ainete kiirgus ökoloogiliselt tähtsusetu, kuid tuumajaamade- ja relvade kasutuselevõtt on olukorda muutnud. Mõõdukas kiirgus (10-200 röntgenid, R) stimuleerib taimi, parandab idanevust ja tõusmete kasvu; > 1000 R kutsub esile mutatsioone ja väärarendeid; veel suurem kiirus pidurdab taime kasvu või on tappev . Kiirituse mõju on ohtlikum intensiivse kasvu perioodil. Kõige tundlikumad on okaspuud ja kõige tundetumad samblikud ja samblad .
2) Mineraalained: kõigil elusorganismidel on vaja C, N, O, P, S, Zn, Fe, Mn, H, Mg, K, Ca ja Mo. Loomadel lisaks Na ja Cl (seepärast soolane toit kasulik). Vees on limiteerivateks P, Fe, ja N. Maismaal limiteerivaks N, harva ka K ja P.
3) Vesi: vesikeskkond on olnud elu lätteks ja siiamaani kõik peale kõrgemate riikide (taimed, loomad, seened) on sõltuvuses veekeskkonnast, kasvõi mõnes elufaasis; organismide sisekeskkonnas on aga vesi säilitanud oma tähtsuse. Limiteerivaks faktoriks tihti maismaal. Mineraalide ja org. ainete lahustamine . Vaata ka mullavesi ja veeringe .
4) Hapnik: hapnik limiteerib primaarset ja sekundaarset produktsiooni nii vees kui ka liikniisketes ökosüsteemides. Hapnik saab otsa kui toimub intensiivne tarbimine, kuid pole piisavat primaarset produktsiooni. Ülejääk on siis kui orgaaniline aine ladestub ( turvas ). Maismaa ökosüsteemid, mis ei ole sood , ei tooda hapnikku – bilanss on 0 – seega troopilised vihmametsad ei tooda hapnikku.
7. Tingimusfaktorid: temperatuur, pH, soolsus (NB! Gaussi kõver ei kehti).
1) Soolsus: organismid ei saa hakkama (enamasti?) ilma soolata, kuid juba madal kuni mõõdukas soolsus, võimaldab neil võrdselt hästi areneda. Liigne soolsus kahjulik.
2) Temperatuur: ka väikesed kõikumised tähtsad, sest valdav osa organismidest on eksotermsed, ega saa ise endale sooja toota; va linnud ja imetajad .
Soojuse allikad: otsene päikesekiirgus, hajunud ja peegeldunud kiirgus, kiirgusvahetus, konvektsioon , soojusülekanne e. konduktsioon.
Soojuse kadu: evaporatsioon (vee aurumine ), kiirgusvahetus, konduktsioon (soojusvahetus, soojusülekanne), konvektsioon(soojusliikumine, mis tekib temp erinevustest), kiirguse peegeldumine .
Kohastumused ektreemsetel temperatuuridel : surm, paremate päevade ootamine, ainevahetuse muutmine.
Rohutirtsu arengu ja temperatuuri seos: 20C0 – 17,5 päeva, 30C0 – 5 päeva, 16C0 – lävi temperatuur. Kraadpäev – päevade arv * temperatuur üle läve (rohutirtsul 70 kr. päeva).
Ekstreemumid : Vees – Pyralictum Occultum, optimum 105 C0; Maismaal: California Death Valley’s lehtede sisetemp. 45C0.
pH: pH-st oleneb ainete liikuvus ja lahustuvus , määrab taimkatte tüübi.
Enamasti pH 9 on toksilised.
Ekstreemumid: pH =2 – 3 – väävliallikate arhebakter Sulfolobus acidocaldarius;
pH = 11 – soodajärves elav sinivetikas.
8. Muld – mõiste, füüsikaline ehitus.
Muld – maakoore pindmine kobe kiht, mida kasutavad ja mõjutavad organismid ning mida kujundavad ümber organismide jäänuste muundumise saadused .
Füüsikaline ehitus:
1. Tahke osa: mineraalne osa 50% ( Masing 85-98%); orgaaniline osa 5% - 20% (harva);
2. Vedel osa: vesi keskmiselt 40%;
3. Gaasid: CO2 kuni 8%.
9. Mullakate – lähtekivim ja selle murenemine .
Lähtekivim – kivim , millest on muld moodustunud. Lähtekivimi ja selles sisalduvate mineraalide murenemisel tekivad sekundaarsed mullale viljakust andvad mineraalid nagu hüdrovilgud e. illiit, kloriit , vermikuliit, montmorilloniit, raud- ja alumiiniumoksiidide hüdraadid jms.)
10. Mullahorisondid , mullaprofiilid.
Mullahorisondid – kihid, mis tekivad taimede elutegevuse ning huumusainete ja mulla mineraalosa vastastiktoime tagajärjel – need erinevad üksteisest huumusesisalduse, mineraloogilise, keemilise, mehhaanilise ja morfoloogilise koostise poolest.
Mullaprofiil – eri horisontidest koosnev vertikaalläbilõige maapinnast muutumatu lähtekivimini.
1) Organogeensed horisondid [0] – õhuke org. aine kiht või turvas.
2) Huumus-akumulatiivsed horisondid [A] – huumushorisont , kus domineerib mineraalosa.
3) Eluviaalsed horisondid [A] – hallikad /valged/kollakad – Fe3+ vaesustumine, mineraalosa lagunemine .
4) Savi-akumulatiivsed horisondid [B] – savistunud kihid.
5) Illuviaal-akumulatiivsed horisondid [B] – Fe ja neutraliseerimata huumuse kuhjed, mis sügavamale vajunud; pruunikad, punakad.
6) Lähtekivim [C].
7) Aluspõhi [D].
8) Hüdromorfsed horisondid [G] – liigniisked, sinakad-rohekad.
11. Mullavesi, mullaniiskusrežiim.
Vesi esineb mullas seotud ja vaba veena ning veeauruna. Keemiliselt seotud vesi kuulub huumuse ja mineraalide koostisse ja taimed seda kasutada ei saa. Sama lugu on ka füüsikaliselt seotud hügroskoopsusveega (põhimõtteliselt veeaur, kuna saab liikuda ainult aurustudes). Nn. surnud vees sisalduvate mineraalainete kättesaamiseks on siiski võimalus, kui nad seal lahustuvad, ning liiguvad kilevette (see kiht vett ümbritseb absortsioonivett molekulaarjõudude abil) ja edasi vabasse vette. Vaba vesi liigub kapillaar- ja gravitatsioonijõudude mõjul. Tähtsaim taimedele on rippuv kapillaarvesi (tilkvedel vesi, mis täidab pinnase kapillaarseid poore) pindmistes kihtides.
Mulla veerežiim – iseloomustab vee tungimist mulda, liikumist ja kogunemist mullas ning lahkumist mullast.
Mulla niiskusrežiim – iseloomustab taime varustamist veega. Bioloogiline produktiivsus on maksimumilähedane siis, kui mulla omastatav veevaru kõigub kapillaarsidemete katkemise niiskuse ja väliveemahtuvuse vahel (kui on üle selle, siis langeb aeratsioonipoorsus ehk õhuga täidetud pooride hulk alla 10% ning mulla hapniku varustus langeb alla normaalse piiri – taimede jaoks).
12. Üksiku populatsiooni kasv, seda kirjeldavad võrrandid – eksponentsiaalne ehk piiramatu ja logistiline e. Sigmoidne kasvukõver; keskkonna kandevõime.
N – isendite e. moodulite arv pindalaühikul.
Npraegu = Nenne + Sü( nnid ) + Su(rmad) + I(mmigratsioon) – E( migratsioon )
N=Sünnid-Surmad+ Immigratsioon -emigratsioon
Unitaarne (inimene) vs. modulaarne (maikelluke).
Üksiku populatsiooni piiramatu kasvu e. Maltuse võrrand:
dN / dt = rN; r – erikasvu kiirus e. biootiline potentsiaal (palju üks liige keskmiselt ajaühikus toodab).
Pidurdav mõju P.M.= γN2 à dN/dt = rN - γN2; kus γ – liigi sisene konkurents
Keskkonna kandevôime: K = r / γ à γ = r / K
Sigmoidset kôverat kirjeldav vôrrand: pannes kandevôime ka eelnevasse valmisse à
dN/dt = rN(1 – N/K) = rN[(K-N)/K]
Malthuse võrrand:
dN/dt=B-D; B=cN; D=eN; dN/dt=cN-eN=(c-e)N=rN; dN/dT=rN
Keskkonna kandevõime:
dN/dt=rN(1-N/K=rN(K-N /K)
Üksiku piiratud populatsiooni võrrand.
K- annab ette populatsiooni tiheduse ülempiiri
Pidurdav mõju ja sünd on ühtlane ehk mida suurem sünd, seda suurem pidurdav mõju.
13. Populatsiooni iseloomustavad parameetrid: tihedus, puhas kasvukiirus, elumus , suremus , vanuseline suremus, “ killing power ”, sündimus, Deevey kõverad.
Populatsiooni tihedus – isendite arv pindalaühikul; N.
Puhas kasvukiirus – R0=lxmx (summeerituna, kui x = 0 kuni lõpmatus), ehk siis viljakuse ja ellujäämistõenäosuse korrutis.
Elumus e. ellujäämus – tõenäosus elada vanuseni x; lx.
Suremus – algse kohordi osa, mis sureb vanusel x; dx.
Vanuseline suremus – näitab, milline proportsioon vanuse x saavutanud isenditest sureb enne x+1 vanuse saavutamist; qx.
Killing power – näitab, milline osa ei saavuta järgmist vanust , ja on summeeritav üle vanuse klasside; kx = logax – logax+1.
Sündimus – uute järglaste arv vanusel x; Fx või siis järglaste arv keskmise algse liikme kohta vanuses x; lxmx või järglaste arv liikme kohta vanuses x; mx – valige ise.
Deevey kõverad – näitavad populatsioonis toimuva elumuse ehk ellujäämuse sõltuvust elueast.
1. tüüpi kõver – K- strateeg , nt. inimene;
2. tüüpi kõver – näitab suremist, kui juhuslikku ajast sõltumatut protsessi ( merikarp );
3. tüüpi kõver – r-strateegid, nt. jänes.
Paljunemisväärtus:
vx=ḧ x lt/lx x mt
Milline on tõenäosus, et organism on saavutanud vanuse x ja elab saavutab mingi vanuse t.
Vx – x vanuse isendi paljunemisväärtus; põlvkonna ootus
14. Populatsioonide levik (isendite jaotus ruumis), levimine, migratsioon.
Levik – isendite jaotus ja paiknemine ruumis.
Levimine – protsess, mis organisme ruumis ümber paigutab.
1) Juhuslik levik – iga organismi paiknemine sõltumatu teistest, nt. kõrbede ja poolkõrbede umbrohud.
2) Regulaarne levik – organismidevaheline ruum ära jaotatud nii, et distants oleks maksimaalselt suur, nt. pesitsevad linnud, kiskjad (tahavad oma territooriumi).
3) Agregeeritud levik – organismid rühmades, tihedates kogumites, nt. kalad, linnu parved, karjad , ühiselulised pered.
Leviku tüübid sõltuvad ka vaatlustaseme valikust.
Lõivsuhe e. trade-off – negatiivne seos kahe alternatiivse kohastumise omaduste vahel.
Levimine on kohastumus , see tihti soodustab paljunemist (loodus hakkab neid valima ).
Mõned seaduspärasused:

• levimine on isastel ulatuslikum (suguline dimorfism ); üldse imetajatel – uudishimu.
  

Migratsioon – suure hulga isendite või populatsiooni liikumine ühest kohast teise.
Migratsiooni liigid:
1) Multiple return ticket e. kuupilet – korduv migratsioon ühest kohast teise ja tagasi, nt. linnud, nahkhiired .
2) One return ticket e. edasi-tagasi pilet – rännak edasi-tagasi üks kord elus, söögiks ja paljunemiseks, nt. angerjad ja lõhelised.
3) One way ticket e. ühe otsa pilet – üks põlvkond läheb, teine tuleb tagasi, nt. Admiral liblikas .
Inbriding – lähemas ümbruses on rohkem lähemaid sugulasi
Autbriding – suguvõime langeb, kui vanemate vahel on liiga suur distants.
15. Liigisisene konkurents, konstantse saagi ja –3/2 astme e. isehõrenemise seadus, sümmeetriline ja asümmeetriline liigisisene konkurents.
Konstantse saagi seadus – ükskõik, millise tihedusega taimi istutada, saak tuleb ikka ligikaudu sama.
Isehõrenemise seadus – käsitleb kohordi sisesest konkurentsist tulenevast suremusest e. tihedusest
w = cN-1 à graafik : logw = logc – logN (varjus kasvav taim);
w=cN-3/2 à graafik: logw = logc – 3/2logN (-3/2 tuleneb sellest, et taimed on 3D struktuurid, aga enamik energiat tuleb pinnaühiku kohta e. 2D).
Sümmeetriline konkurents – kõik osapooled saavad võrdselt kahju, nt. toitained .
Asümmeetriline liigisisene konkurents – ühe osapoole väike algedu viib suure võiduni, nt. valgus.
16. Populatsioonide vaheliste interaktsioonide liigitus.
1) Neutralism e. 00 interaktsioon – kumbki osapool ei saa kahju ega kasu.
2) Konkurents e. –,– interaktsioon – vastasmõju, kus mõlemad osapooled saavad kahju.
3) Kisklus , parasitism , parasitoid ja (herbivooria) ehk näkitsemine e. +, - interaktsioon (tarbimine) – üks kasu, teine kahju.
a) kisklus – saakloom tapetakse 1. katsel ja temast toitutakse → +, -
b) näksimine – saakorganism sööb taimi → +, -
c) parasitism – tarbija on seotud saakorganismiga intiimsest seotud ja on seotud ühega või kahega → +, -
d) parasitoid – munetakse oma munad teise organismi munasse → +, -
4) Mutualism (sümbioos, protokooperatsioon ) e. + + interaktsioon – mõlemad saavad kasu.
a) Mutualism., kui käitumislik kohastumine
b) Põllumajandus
c) Seemne levik ja tolmendumisega seotud mutualism.
d) Sümbiontne mutualism
5) Kommensalism e. + 0 interaktsioon – üks pool kasu, teine ei saa midagi.
6) Ammensialism e. – 0 interaktsioon – üks pool saab kahju, teine ei saa midagi.
17. Konkurents.
Konkurents – populatsioonide vaheline vastasmõju, kus mõlemad osapooled saavad kahju; on liikide leviku määraja.
Gause reegel – kaks liiki, mille nõudlused limiteeriva ressursi suhtes kattuvad ei saa pikemat aega koos eksisteerida.
Hutchinson – 2 liiki, mille ökoloogilised niššid kattuvad, ei saa pikemat aega koos eksisteerida.
1) Tarbimiskonkurents – ühise ressursi ammutamine üksteise olemasolust teadmata.
2) Otsene e. aktiivne konkurents – võitlus ressursi pärast.
3) Näiv konkurents – läbi ühise vaenlase või läbi teiste liikide samal troofilisel tasemel.
Ressursi konkurents(1.Tarbimis) vs. vahetu konkurents (2.Otsene)
18. Lotka -Volterra võrrandsüsteemid, nullkasvu isokliinid, püsivad ja ebapüsivad tasakaaluseisundid.
Võrrand ennustab 2 või enama liigilise koosluse dünaamikat – kas saavad koos elada või ei.
Võrrandsüsteem:
1) dN1/dt = r1N1[(K1-N1-α12N2) / K1] ja
2) dN2/dt = r2N2[(K2-N2-α21N1) / K2]. α12 – konkurentsikoefitsent, mõõdab konkureeriva pop.i mõju vaadeldavale pop-ile ühikutes, nt. N1 – jänes ja N2 – põder, siis α12 = 60 ja α21 = 1/60. Kui dN/t = 0 ja N > 0 (mõlemal), siis on nad ajas stabiilsed. Kui dN/t = 0, siis à K1-N1-α12N2 = 0 à graafik: N1 = K1 – α12N2, kus N1 = y, K1 = b ja ülejäänud = -ax.
Nullkasvu isokliinid: Kui N2 = 0, siis N1 = K1, kui N1 = 0, siis N2 = K1/α12. Neid kahte N-i punkti ühendav joon on nullkasvu isokliin.
Stabiilse kooseksistentsi tingimused: K2/α21 > K1 ja K1/α12 > K2 à K1 > α12K2 ja K2 > α21K1. Plus veel: liigisisene konkurents peab ületama liikidevahelise konkurentsi.
19. Kisklus. Lotka-Volterra võrrandid, süsteemi kiskja -saakloom dünaamika.
Kisklus – populatsioonide vaheline interaktsioon, kus üks osapool saab kahju ja teine kasu. Osapooled ei ole omavahel intiimselt seotud.
Näkitsejad e. grazers – ei tapa, aga söövad siit-sealt ( herbivoorid ).
Kiskja-saaklooma vôrrandsüsteem: 1) dN/dt = rN-a’PN; 2) dP/dt = ƒa’PN – qP.
Tähistused: a’ – saagi otsimise ja tabamise efektiivsus; PN – kokkusattumis tõenäosus;
ƒ – järglaste arv toiduühiku kohta; P – kiskja populatsiooni tihedus; q – populatsiooni sisene ülemineku koefitsent.
Nullkasvu tingimused: r = a’P ja ƒa’ = q à P= r/a’ = const . ja N = q/ƒa’ = const.
Kiskja-saaklooma dünaamika – saaklooma populatsiooni tiheduse lainele järgneb ¼ perioodi nihkega kiskja populatsiooni tiheduse laine.
20. Saakloomade kaitsekohastumused .
Käitumuslikud kaitsekohastumused:
1) Võime peituda ja pelgupaiku ehitada (väikesed loomad)
2) Organiseeritud kaitse ja tööjaotus (seltsiloomad).
Morfoloogilised kaitsekohastumused (värvus ja kuju):
1) Varjevärvus – näha substraadi moodi välja.
2) Segadusvärvus – ajada kiskjate silmad kirjuks, nt. Zebra .
3) Ehmatusvärvus – muster imiteerib suuremaid kehaosi , nt. liblikatiibadel kujutatud suured silmad.
4) Hoiatusvärvus – hoiatab mürgisuse eest.
a) Mülleri mimikri – mittesöödavad liigid meenutavad värvuselt ja välimuselt üksteist.
b) Bates’I mimikri – kahjutud liigid meenutavad mittesöödavaid.
Mehhaaniline kaitse: okkad (siilike), kõva kest (kilpkonn), sarved .
Füsioloogiline kaitse: haisunäärmed (skunks) või kõva kisa (jänes).
Taimedel: keemilised mürgid ja ka mehhaanilised kaitsed – astlad, okkad. Näiteks jänes ei söö ühe koha peal liiga kaua, et võimalikust spetsiifilisest mürgist mitte üledoosi saada.
21. Parasitism (üle poole maailma liikidest parasiidid ).
Parasiit on elu vältes seotud 1 või mõne peremeesorganismiga.
Parasitoidid – tavaliselt kahe- kiletiivalised (10% liikidest) – munevad munad teise organismi muna või vastse sisse ja lõpuks sööb parasiit end sealt välja.
Nekrotroofsed parasiidid – asustavad elus organismi ja jätkavad söömist ka pärast tema surma (enamasti seened).
Mikroparasiidid – bakterid , osad seened, viirused .
Makroparasiidid:
1) Holoparasiidid e. obligatoorsed parasiidid;
2) Hemiparasiidid e. fakultatiivsed parasiidid, kes on võimelised elama ka ilma peremeesorganismita (enamasti taimed ja seened).
NB! Parasitismi võib vahel käsitleda ka kommensalismina, sest parasiidi huvides on (peaks olema) ka peremeeslooma elushoidmine – arenenud parasiit.
Puhas kasvukiirus: Rp = 1 – stabiilne (nakatunud organism nakatab elu jooksul veel ühe);
Rp > 1 haigus levib; Rp >> 1 epideemia.
Kasvukiirus sõltub: 1) L – aeg, mille jooksul peremees nakatub;

S – nakkusele vastuvõtlike isendite tihedus;

B (beeta) – parasiidi ülekande kiirus; à Rp = LSB
Levikulävi – S on kriitiline suurus à St = 1/BL e. levikulävi tihedus; näitab, milline on kriitiline tihedus, et parasiit leviks (nullkasvu staadium). Kriitiline proportsioon, mis tuleb immuniseerida, et pidurdada levikut pc = 1-St/S0; S0 – haigusele vastuvõtlike peremeeste tihedus enne immuniseerimist.
Järeldus!: Selleks, et taluda parasiitide rünnakuid, ei pea olema kõik isendid resistentsed.
22. Sümbioos (mutualism, protokooperatsioon, kommensalism), mutualismi liigid, sümbiootiliste org-ide paiknemine üksteise suhtes, mükoriisa.
Kommensalism – üks osapool saab kasu, teine ei saa kahju ega kasu.
Mutualism – kooseluvorm , kus mõlemad osapooled saavad kasu. Kitsamas tähenduses obligatoorne mutualism.
Protokooperatsioon – fakultatiivne mutualism.
Mutualismi liigid:
1) Mutualism kui vastastikune käitumuslik kohastumus. Näide 1: akaatsialised ja sipelgad: akaatsialised kasvatavad ainult sipelgatele mõeldud organeid (toit) ning pakuvad eluaset, et sipelgatelt vastu saada kaitset herbivooride, teiste taimede ja parasiitide eest.
Näide 2: sanitaarkalad ja –linnud, kes söövad suurema looma pealt igast soga (hai + kalaparv, jõehobu + linnud jne).
2) Põllumajandus. Nt. Inimene; aedniksipelgad – kultiveerivad seeni (et lasta neil endale tselluloosi seedida)
3) Seemnelevi ja tolmendamisega seotud mutualism. Nt. maasikas ja inimene või muud taimed ja loomad.
4) Mutualism, mis eeldab pidevat kooselu – sümbioos. Nt. maismaa soontaimed (>50% primaarproduktsioonist), kõikidel leherakus tsüanobakter ( plastiid ).
Sümbioosi liigid (toimub tavaliselt suure ja väikese sümbiondi vahel):
a) Keha pinnal, nt. inimese naha bakterid, samblik .
b) Keha õõnes, nt. herbivooride sooles, inimese soole bakterid.
c) Keha õõnes ja rakkudes, nt. ainuõõssetel (korallid).
d) Keha rakkudes, nt. soontaimede rakkudes plastiidid .
Seenjuur e. mükoriisa:
a) Ektomükoriisa, nt. okaspuudel ja puitunud varrege puhmastel.
b) Endomükoriisa, nt. rohttaimedel ja lehtpuudel.
Arbusklulaarse mükoriisa puhul tungivad seeneniidid haustoritega rakkude sisse.
Õhulämmastikku fikseerivad bakterid ja taimejuured.
23. Laguahel . Detritivoorid, lagundajad, nende klassifikatsioon suure järgi ja osatähtsus laguahelas eri kliimavööndites.
Detritivoorid – toituvad lagunemata või vähelagunenud surnud organismist, nt. seened.
Lagundajad – prokarüoodid, söövad hästilagunenud ainet ja viivad protsessi lõpuni à mineraalid.
Põhilised esindajad: bakterid, seened, nematoodid , protozoa, lestad , sadajalgsed, kakandid, vihmaussid, teod.
Metsas lagundamise kiirus: vees lahustuvad suhkrud , tselluloos, hemitselluloos , ligniin (aeglaseim).
Eri kliimavööndites on laguahelad eri koosseisuga, kiirus erinev:
1) Troopiline mets – enamik makrofauna , süüakse suurte organismide väljaheiteid.
2)Parasvöötme mets – enamik mesofauna , süüakse mesofauna väljaheiteid ( vihmauss kobestab enne ära).
3) Tundra – enamik mikrofauna (väike produktsioon ), otsesed detriidi sööjad.
24. Koosluste kollektiivsed ja emergentsed omadused.
Kollektiivsed – kirjeldatavad ja avaldatavad komponentide summana, nt. koosluse liigiline mitmekesisus + liigifondi suurus.
Emergentsed – komponentide liitumisel ilmneb mingi uus kvaliteet.
Liigifond – liigid, kes on potentsiaalselt olemas ja võimelised antud kk-s potentsiaalselt elama.
25. Organitsistlik (Clements) vs individualistlik (Gleason) paradigma sünökoloogias.
Clements – organitsistlikud kooslused on superorganismid. Nad evolutsioneeruvad kui superorganismid. Nad koosnevad üksteisega kohastunud liikidest. On diskreetsed . Omavad sarnaseid optimume. Euroopalik.
Gleason – kooslused koosnevad sõltumatute liikide segudest. Liigid ei koevolutsioneeru. On pidev. Ameerikalik.
Paradigmade vastuolu avaldub viisis, kuidas taimkattetüüpide eristamise ja uurimise metoodike on erinev Ameerikas ja Euroopas.
26. Koosluste ordinatsioon ja klassifikatsioon.
1) Euroopas on tüüpiline klassifikatsioon. Spetsiaalne nomenklatuur – süntaksonoomia, mille põhiühikuks on assotsiatsioon.
2) Ameerikas kasutatakse ordinatsiooni e. järjestamist, kus vaadeldakse sarnasusi.
Eesti metsad alluvad süntaksonoomiale, aga rohumaad mitte. Ordinatsioon – selgitab koosluste ökoloogilisi omadusi, eeldades, et neid peegeldab liigiline kooseis.
27. Koosluste suktsessioon – mõiste, liigid, mehhanismid .
Koosluste suktsessioon – erinevate koosluste pidev vahetumine ajas, samas kohas. Seotud liikide vaheldumisega ja kk muutustega, mis on mõjutatud liikide eneste poolt.
3 tüüpi (pidades silmas eelkõige taimkatet):
1) Autogeenne – iseeneslik; seni asustamata substraadi asustamine taimede poolt.
2) Allogeenne – väliste tegurite mõjul, nt. inimtegevus.
3) Degradatiivne – seotud laguahelaga. Surnud org. aines toimuvad protsessid.
Primaarne suktsessioon – kooslus kujuneb seni asustamata alale (kaljud, luited ).
Sekundaarne suktsessioon – teine kooslus tuleb varasema koosluse asemele, toimub tavaliselt peale suuri muutusi kk-s.
Varase suktsessiooni liigid – pioneerliigid, nt. lepp, r-strateeg.
Hilise suktsessiooni liigid – K-strateegid. Tulemusena väheneb valguse kättesaadavus, aga mulla teke intensiivistub. Biomass suureneb lineaarselt, kuid primaarne produktiivsus saavutab pea maksimumi .
Koosluste struktuur: 1) Liigiline koosseis; 2) Liigiline mitmekesisus; 3) Ruumiline struktuur.
28. Kliimaksi mõiste (Clements).
Kliimaks – kindlatele kliimatingimustele vastav suktsessiooni lõppfaas.
Monokliimaks – taimekooslustel kõigil üks ja sama lõppfaas.
Oligokliimaks – lõppfaase on mitmeid erinevaid (valdavalt).
29. Primaarproduktsiooni globaalne jaotus.
Primaarne produtsent ja lagundaja on minimaalne komponentide arv ühes ökosüsteemis e. 2. Valdav osa energiast pärit päikeselt.
GPP – gross primary production e. kogu primaarproduktsioon .
NPP – net primary production e. puhas primaarne produktsioon = GPP – R(espiratsioon); NPP on kasutatav heterotroofidel.
NPP (gC/m2a) on suurim ekvaatorilähistel (>800); vähim 0-100 pooluste lähedal.
Kuiva maa NPP = 120*109 t/a. Ookeanides NPP = 60*109 t/a. e. maismaa NPP on ookeanide omast kaks korda suurem. Ookeanides on suurim mandrite äärealadel (>90) ja väikseim suurte ookeanide keskosas 30. Primaarproduktsiooni limiteerivad tegurid maismaa ja vee ökosüsteemides.
Meres limiteerivad peamiselt toit (st. org. aine) ja mineraalained P ja Fe;
maismaal limiteerivad H2O ja N.
31. Energiavoog ökosüsteemides, troofilised tasemed , ökoloogilised püramiidid.
Troofiline tase – hõlmab ühe toitumisega liigid.
Püramiid: NPP à Herbivoorid (à R) à Karnivoorid (à R) à Karnivoorid (à R) à (NPP à) surnud orgaaniline materjal à Detridivoorid ja mikroorganismid (à R) à Karnivoorid ja mikroobivoorid (à R) à Karinvoorid (à R) jne.
Osa produktsioonist ei tarbita ja läheb laguahelale, teine osa tarbitakse kõrgema troofilise taseme poolt. Sellest osa jääb assimileerimata (fekaalne kadu à laguahel), teine osa seeditakse e. assimileeritakse. Assimileeritud osa salvestatakse kudedes ja kasutatakse hingamiseks. Erinevatel troofilistel tasemetel ja eritüüpi organismidel on energiavood erinevad.
32. Tarbimisefektiivsus , assimilatsiooniefektiivsus, produktsiooniefektiivsus , troofiliste tasemete vaheline energia ülekande efektiivsus.
CE – tarbimisefektiivsus; In – energia sissevool ; Pn – produktsioon. CE = In / Pn-1 * 100%
AE – assimilatsiooniefektiivsus, näitab kui suur osa ära söödud toidust suudetakse assimileerida. AE = An / In * 100%; An – assimileeritud energia n tasemel.
PE – produktsiooniefektiivsus – näitab kui palju kulutab organism hingamiseks ja elamiseks.
CA*AE*PE = TLTE = Pn / Pn-1 * 100% e. troofiliste tasemete vaheline energiaülekande efektiivsus.
33. Erinevate troofiliste tasemete ja erinevate organismirühmade produktsiooniefektiivsus ja assimilatsiooniefektiivsus.
Selgrootud – karnivooridel (lihatoiduline) läheb palju energiat hingamisele. Detriidisööjatel (surnud org.a ja fekaali sööjad) ja mikroobivooridel on suur fekaalne kadu.
Selgroogsed – produktsiooni efektiivsus on kõigusoojastel 10% ja püsisoojastel 2% (sisetemperatuuri hoidmine) e. sama assimileeritud kogu pealt saavad kõigusoojased kasvatada 5x rohkem biomassi. AE (söödud toidu seedimine) on karnivooridel suurem kui herbivooridel. Selgroogsetel on PE -d tunduvalt väiksemad ehk produktsiooniefektiivsus.
Ühelt troofiliselt tasemelt teise kandub keskmiselt 10%.
34. Aineringed – veeringe, C- ringe , N-ringe, P-ringe. Põhilised fondid ja vood ringetes.
Veeringe:
Fond – mahutid, maardlad, kus vastav aine paikneb, on lagestunud. Meri: 97%; Jää: 2%; Põhjavesi: 0,7%; Vooluvesi: 0,08%; Järved: 0,01%.
Voog – liikuv üksus.
Süsinikuringe (ühik: g / m2):
Litosfäär – 6,6*107
Fossiilne kütus – 8*106
Hüdrosfäär – 2,7*105
Biosfäär ja kõdunemata ained - 4,02*104
Atmosfäär – 4*103.
Süsinikuringlus läbi biosfääri on keskmiselt 400 g/m2a (osa salvestub fossiilse kütusena).
Lämmastikuringe (ühik: kg / m2):
N2 (õhus) – 7592: bakterid ja sinivetikad à orgaaniline N.
N (orgaaniline) – 1,269: ammonifitseerijad bakterid à NH3.
NO3 – 0,084: rohelised taimed à orgaaniline N; denitrifitseerijad bakterid à N2.
NH3 – 0,056: nitrifitseerijad bakterid à NO2; taimed à orgaaniline N.
NO2 – 0,027: nitrobakterid à NO3.
Fosforiringe :
Fosfor on kriitiline vee ökosüsteemides, kuna limiteerib sealset produktsiooni. Tal on omadus kiiresti välja sadeneda (+aeglane difusioon ), muutudes niiviisi taimedele kättesaadamatuks.
Olulisteks fondideks on ookeani põhjasetted ja maapõue kivimid (aineringesse kivimite porsumisel või ookeani põhjast üles tõustes).
Ookeanides toimub 1000 aastane fosforitsükkel, mille käigus 1% settib. Jõgede kaudu suubuvad ookeanisse fosforirikkad ühendid. Vetevoogudesse sukelduvad surnud organismid, kes sisaldavad fosforit . Põhjas toimub P mineralisatsioon , mis muudab ta taimedele kättesaadavaks. Vee pinnale tõuseb P lahustunud kujul.
35. Kasvuhoonegaasid , kasvuhooneefekt .
Kasvuhooneefekt seisneb selles, et päikesekiirgus, mis tuleb läbi atmosfääri ja absorbeerub aines, kiirgab sealt hiljem välja pikalainelisema kiirgusena ( soojus ), mis ei suuda enam nii efektiivselt läbistada atmosfääri ning neeldub / peegeldub, soojendades atmosfääri ning tõstes selle kesmist temperatuuri ~32C.
Pôhilised kasvuhoonegaasid ( neelavad /peegeldavad soojust): CO2, CH4, NOx, Freoonid , + veeaur, O3.
36. Bioloogiline mitmekesisus, selle varieerumine ruumis ja evolutsioonilises ajas.
Rio konvektisoon: lepiti kokku, et looduse keskkondliku kaitse prioriteediks on bioloogilise mitmekesisuse kaitse.
Bioloogiline mitmekesisus jaotatakse: taksonoomiline (liigiline), funktsionaalne, geneetiline. Siiani pole tõestatud, miks bioloogiline mitmekesisus tähtis on, selle kaitse on rajatud intuitsioonil .
Praeguseks on ~1, 3 miljonit liiki, kellest ~900 000 moodustavad putukad. Kõige liigirikkam on ookeani põhi, millele järgnevad troopilised vihmametsad ja kivimid.
Liikide eluiga varieerub enamasti 1 - 10 miljoni aasta vahel. Sajandis peaks sel juhul välja surema 100-1000 liiki. Viimase paari sajandi jooksul on aga välja surnud ~1% olemasolevatest liikidest. Suuresti inimese aktiivsel kaasabil. Väga drastiliselt on langenud suurte rohusööjatest imetajate liikide arv, kahanemine langeb kokku inimasustuste tekkega neis piirkondades.