Ökoloogia konspekt (0)

Ökoloogia õppematerjal
Mõisted
Ökoloogia: Teadus, mis uurib organismide ja keskkonna vahelisi suhteid.
Biosfäär : globaalne kõigi ökosüsteemide kogum,
Maa elusosa – suletud ja isereguleeruv süsteem.
Ökosüsteem : Biosfääri elementaarosa, milles üks biotsönoos (eluskooslus) koos sellele omase biotoobiga (elu- või kasvupaigaga) moodustab mingil piiritletaval alal aineringe kaudu reguleeruva süsteemi.
Bioom : struktuuri ja funktsiooni poolest sarnaste ökosüsteemide kogumid Maal. Maismaa põhibioome 5, veebioome 2. Biotsönoos ( kooslus ): Mingit elu- või kasvupaika asustavate populatsioonide kogum. Floora ( taimestik ): mingil alal kasvavate taimede kogum, mis on kujunenud ajalooliselt või esinenud mingil paleontoloogilisel ajajärgul.
Fauna ( loomastik ): mingil alal kasvavate loomade kogum, mis on kujunenud ajalooliselt või esinenud mingil paleontoloogilisel ajajärgul.
Biodiversiteet ( elurikkus ): mingi ökosüsteemi taksonoomiliste üksuste mitmekesisus (geneetiline, liigiline ja ökosüsteemide mitmekesisus), mis on Maal ebaühtlaselt jaotunud ning koguneb „tulipunktideks“ (biodiversity hot-spot).
Ökoloogiline nišš: piirkond, kus organism saab edukalt paljuneda n-mõõtmelises hüperruumis, mille dimensioonideks on olulised ökoloogilised faktorid (G.E. Hutchinson).
Populatsioon : sama liigi isendite kogum, kes elavad ja interakteeruvad samas elupaigas ja nišis. Metapopulatsioon koosneb rändavate või levivate isendite populatsioonidest, mille kaudu need populatsioonid on seotud ja moodustavad süsteemi.
Ökoloogia harud
Autökoloogia on ökoloogia haru, mis tegeleb organismide keskkonnanõudluste ja keskkonna-suhete uurimise ja kirjeldamisega.
Demökoloogia ehk populatsiooniökoloogia on ökoloogia haru, mis uurib organismide populatsioone ja nende keskkonnaoludest johtuvat dünaamikat.
Sünökoloogia on ökoloogia haru, mis tegeleb liikidevaheliste suhetega ökosüsteemides, organismide mitmeliigiliste koosluste (ehk biotsönooside) ja nende dünaamikaga, liikide kooseksisteerimise mehhanismidega, koosluste keskkonnasuhetega.
Ökofüsioloogia on bioloogias teadus organismide (või üldisemalt biosüsteemide) talitlustest seoses keskkonnatingimustega. Ta on ökoloogia ja füsioloogia piiriteadus. Ökofüsioloogia keskseks valdkonnaks on organismide adaptatsioonide uurimine .
Taimeökoloogiahõlmab taimekoosluste ja taimeliikide ökoloogia uuringuid , käsitledes nende seoseid abiootilise keskkonnaga, samuti interaktsioone teiste organismidega erinevates ajamastaapides.
Loomaökoloogia ehk zooökoloogia on teadus, mis uurib loomade (üksikisendite ja populatsioonide) ajalooliselt kujunenud vastastikuseid suhteid ja keskkonnaseoseid. Loomaökoloogia tähtsamad harud on toitumis - ja sigimisökoloogia.
Rakendusökoloogia on ökoloogia valdkond , mis tegeleb ökosüsteemide majandamisel ja ökotehnoloogias esilekerkivate teaduslike probleemidega.
Makroökoloogia on ökoloogia valdkond, mis tegeleb suureskaalaliste ökoloogiliste protsesside uurimisega.
Organisatsioonitasemed
Geen, Rakk , Kude, Organ, Organism/ isend , Populatsioon, Kooslus, Ökosüsteem, Bioom, Biosfäär
Mõisteid
DNA: Desoksüribonukleiinhape, sisaldab organismi kogu pärilikku informatsiooni.
Kromosoom : DNA molekul , mis kannab geene.
Geen: kromosoomi kindlas lookuses paiknev pärilikkustegur, mis määrab otse või kaudselt (koostoimes teiste geenidega ) ühe või mitme tunnuse arengu.
Genoom : kõigi geenide kogum ühes liigiomases kromosoomikomplektis; iseloomulik kromosoomide arv ja –tüüp, DNA kogus ja nukleotiidjärjestuse tüübid, geenide arv ja vastastikune paiknemine .
Alleel : geeni üks variantidest; dominantne või retsessiivne
Lookus: piirkond kromosoomis, kus paikneb mingi geen
Dominantne alleel: alleel, mille poolt määratud tunnus alati avaldub (suurtähega, A).
Retsessiivne alleel: alleel, mille poolt määratud tunnus avaldub vaid dominantse alleeli puudumisel (väiketähega, a).
Homosügootsus : homoloogiliste kromosoomide samades piirkondades on ühe geeni ühesugused alleelid (AA, aa).
Heterosügootsus: homoloogiliste kromosoomide samas piirkonnas on ühe geeni erinevad alleelid (Aa).
Genotüüp : organismi kõik pärilikkustegurid (geneetiline koostis)
Fenotüüp : organismi kõik tunnused (välimus, funktsioneerimine)
DNA
Enamike elusorganismide pärilikku informatsiooni säilitav aine, koosneb desoksüriboosist, lämmastialustest ja fosforhappe jääkidest.
Puhas DNA on happeline, toatemperatuuril tahke, suhteliselt pehme, värvitu või õrnalt violetne, vees hästi lahustuv makromolekul.
DNA lämmastikalusteks on adeniin (A), guaniin (G), tsütosiin (C) ja tümiin (T).
DNA moodustab kahe komplementaarse ahela kujul kaksikheeliksi, mis DNA kopeerimiseks osaliselt lahti keerdub.
Raku jagunemise eel kahekordistub DNA hulk rakus ja keerdub histoonide ümber tihedalt kokku moodustades kromosoomid .
RNA
Ribonukleiinhape – bioloogiline üheahelaline makromolekul, mis osaleb geenide kodeerimises, dekodeerimises, geenide regulatsioonis ja ekspressioonis. ◦ mRNA: informatsiooni-RNA kannab DNA-lt valgusünteesiks vajaliku informatsiooni tuumast välja ribosoomi; ◦ tRNA: transport-RNA kannab aminohapped ribosoomi, kus geneetilise koodi alusel lisatakse need sünteesitavasse valguahelasse ◦ rRNA: ribosomaalne-RNA moodustab põhilise osa ribosoomidest ning viivad läbi valgusünteesi.
Lämmastikalustest sisaldab adeniini (A), tsütosiini (C), guaniini (G) ja uratsiili (U).
Erinevalt DNA-st on enamasti üheahelaline ja sisaldab riboosi.
Lämmastikalused
DNA ja RNA monomeeride nimetused:
Lämmastikalus Monomeer Tähis DNA RNA Valem
Adeniin Adenosiinfosfaat A X X C5H5N5
Guaniin Guanofosfaat G X X C5H5N5O
Tsütosiin Tsütidiinfosfaat C X X C4H5N3O
Tümiin Tümiinfosfaat T X - C5H6N2O2
Uratsiil Uridiinfosfaat U - X C4H4N2O2
Geneetiline kood
Vastavus RNA koodonite ja valke moodustavate aminohapete vahel, mille abil luuakse valke.
Geneetiline kood võimaldab DNA molekulidelt ümber kirjutatud geneetilise info tõlkida RNA molekulidele, mille järgi sünteesitakse valkude molekulid.
64 koodile vastab 20 aminohapet
Startkoodonid: AUG (UUG, CUG)
Stoppkoodonid: UGA, UAA, UAG
DNA kopeerimine
1) Lühike oligopeptiid sünteesitakse järgmisest RNA järjestusest:
5' GACUAUGCUCAUAUUGGUCCUUUGACAAG
Kust algab süntees ja kus see lõppeb? Mitu aminohapet kodeeritakse ?
2) Otse kopeeritav haru DNA kaksikheeliksist sisaldab järgnevust:
(5')CTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG
Milline on RNA vastavus sellele harule? Kas teise haru RNA vastavus on sama?
Geen
Geen mõjutab ühe või mitme tunnuse avaldumist .
Tunnus võib olla nähtav (naha värv, jäsemete arv) või väliselt eristamatu (veregrupp).
Geen võib avalduda juba sündides või elu jooksul või jääda passiivseks.
Äädikakärbse genoom sisaldab 139,5 mlj lämmastikaluse paari ning koosneb ca 15682 geenist, mis jaotub X,Y ja 3 autosoomi vahel.
Inimese genoomis arvatavasti 3,09 mlr lämmastikaluse paari, ca 20 000 valke kodeerivat geeni
Muutlikus
Sama liigi isendite võime üksteisest erineda
◦ Mittepärilik (modifikatsiooniline muutlikkus): geenide ja keskkonna koosmõjul, konkreetsed tunnused ei pärandu.
◦ Pärilik muutlikkus ◦ Mutatiivne (geen-, kromosoom-, genoommutatsioon ) ◦ Kombinatiivne (mittehomoloogiline, homoloogiline)
Kombinatiivne muutlikkus:
◦ Päriliku muutlikkuse teisene vorm
◦ Omab 3 tasandit ( ristsiire meioosi 1. profaasis , kromosoomide sõltumatu lahknemine 1. anafaasis, genoomide ühinemine viljastumisel)
◦ Otseses seoses paljunemisviisiga (puudub vegetatiivsel paljunemisel, eoselisel minimaalselt, sugulisel maksimaalselt)
Mendeli seadused
Mendeli esimene seadus (ühtlikuse seadus) – homosügootide omavahelisel ristamisel on moodustunud esimene järglaspõlvkond geno- ja fenotüübiliselt ühtne.
AA X aa (homosügoodid)
A a ( sugurakud )
F1 Aa Aa Aa Aa ( heterosügoot )
Mendeli teine e. lahknemisseadus – heterosügootide omavahelisel ristamisel toimub järglaspõlvkonnas lahknemine. Fenotüübiliselt suhtes 3:1 või 1:2:1 ja genotüübilises suhtes 1:2:1
Aa X Aa (heterosügoodid)
AA, Aa, Aa, aa (F1)
Mendeli kolmas seadus – di(polü)hübriidsel ristamisel moodustuvad F2 põlvkonnas vanemate tunnuste kõikvõimalikud kombinatsioonid. Kusjuures ühe alleelipaari lahknemine ei mõjuta teise alleelipaari lahknemist. NB! Geenid peavad asuma eri kromosoomides.
Erandid
Intermediaarsus e. tunnuste vahepealne avaldumine (jalapa imelill)
P Punased kroonlehed X Valged kroonlehed
F1 Roosad kroonlehed
P Roosad kroonlehed X Roosad kroonlehed
F2 1 valge, 2 osa roosasid, 1 osa punaseid. (retsesiivne alleel mõjutab dominantse alleeli avaldumist) must kukk + valge kana = hallid tibud, lokkis juuksed + sirged juuksed = lainelised juuksed.
Kodominantsus e. üheaegselt avalduvad mõlema vanema tunnused.
P Must naarits X Valge naarits
F1 Kirjud naaritsad
F2 1 osa musti, 2 osa kirjusid, 1 osa valgeid
NB! Teatud geenikombinatsioonid põhjustavad organismi varast hukkumist.
Sümbolid
P – parents
F – filia, filialis
X – ristamine
F1, F2, F3 – põlvkonnad
Homosügoot – AA, aa
Heterosügoot – Aa
Ülesandeid
1. Hobuste puhul on punakaspruun karvavärv retsessiivne tähnilise karva suhtes. Kui heterosügootne tähniline isane paaritub punakaspruuni emasega, siis milline on genotüübiline ja fenotüübiline lahknemine järglastel?
2. Lillhernel domineerib punane õite värvus valgete üle. Missuguste õitega on F1 taimed, mis saadakse sordipuhaste punaste ja valgete lillherneste ristamisel? Milliste taimedega tuleks ristata F1 isendeid, et saada F2 põlvkonnas pooled punased ja pooled valged lillherned? 3. Teatud taimedel lilla x lilla ja lilla x sinine annavad siniseid ja lillasid järglasi, kuid sinine x sinine vaid siniseid järglasi. ◦ Mida ütleb see siniste ja lillade taimede genotüübi kohta? ◦ Milline alleel on dominantne?
4. Taimeliigi puhul on kõrge dominantne ja madal retsessiivne tunnus, samuti on dominantne oranz kroonlehtede värv ja retsesiivne on valge. Kasuta tähiseid K ja k kasvu kohta ning F ja f kroonlehtede kohta. Homosügootne valge kõrge lill ristatakse mõlema tunnuse osas heterosügootse lillega . Kirjuta mõlema vanema genotüübid ja F1 järglased
Kromosoomide arv
Kanep – 20
Uba – 22
Riis – 24
Apelsin – 18/27/36
Vihmauss – 36
Kass – 38
Nisu - 42
Inimene – 46
Kartul , tubakas , jänes , gorilla – 48
Elevant – 56
Tšintšilla – 64
Kana, koer – 78
Suhkruroog – 80
Võtmehein, bataat – 90
Põldosi – 216
Maokeel – 1260
Polüploidsus
Autopolüploidsus – kui tavapärane kromsoomide komplekt mitmekordistub:
◦ 2 diploidset gameeti ühinevad
◦ haploidne ja diploidne gameet ühinevad
◦ Kaer , kohvipuu , õunapuu , banaan , suhkruroog, tšilli
Allopolüploidsus – kahe diploidse liigi hübriidi kromosoomide mitmekordistumine
◦ Liik X(A,A) ja liik Y(B,B) annavad F1 põlvkonnas järglased (A,A,B,B)
◦ Oluline roll uute liikide tekkimisel
Polüploidsetel isenditel sageli suuremad lehed, õied või viljad . Polüploidsus esineb looduslikult, kuid saab esile kutsuda kolhitsiiniga. Haplpoidsete ja triploidsete taimede viljad on tavaliselt steriilsed (seemnetud).
Steriilsed taimed
Hübriidide loomisel võivad tekkida steriilsed järglased (vanemate kromosoomide arv on erinev), selle ületamiseks kahekordistatakse kromosoomistik ning järglased muutuvad viljakaks.
Steriilsust võib sihilikult esile kutsuda populatsiooni kontrollimiseks vältimaks invasiivsuse teket. ◦ Ristatakse diploidne ja tetraploidne isend
Steriilsust kutsutakse esile seemnetute viljade tootmiseks (arbuus, banaan, pomelo)
Polüploidsed taimed võivad olla suuremad ja saagikamad ning sageli ka haiguskindlamad, kuid geneetilise sobimatuse korral nõrgemad ja steriilsed.
Mutatsioonid
Kiire ja äärmuslik pärilik muutus geenis, mis ei tulene rekombineerumisest. Võivad olla looduslikud või esile kutsutud ning ilmnevad kas kromosoomi, geeni, genoomi, molekuli või tsütoplasma tasandil. Mutatsioon võib ka olla numbriline - geenide või kromosoomide ebatüüpiline hulk. Kasvumutatsioonid avalduvad suvalisel hetkel taime kasvamise jooksul, nisu puhul põhjustab kääbuskasvu. Mutatsiooni avaldumine sõltub, kas tegu on dominantse või retsesiivse vormiga ning see kandub edasi järglastele. Somaatilised mutatsioonid esinevad keharakkudes, ei kandu järglastele edasi gameetide kaudu. Fenotüübi muutused sõltuvad mitmetest teguritest, võib tekitada kudede vohamist, rakkude ainevahetuse muutust. Esineb vegetatiivselt paljunevatel organismidel, kasutatakse iluaianduses ja puuviljade kasvatamisel (õunad, naba-apelsinid). Mutatsioonid on kas spontaansed või indutseeritud.
Mutageenid
Bioloogilised: ◦ Viirused ◦ Alkaloidid ◦ Mükotoksiinid ◦ Juhuslikud vead DNAga toimuvates protsessides
Keemilised: ◦ Tubakasuits ◦ Ravimid ◦ Olmekemikaalid ◦ Toidulisandid ◦ Fenool ◦ Keemiarelvad
Füüsikalised: ◦ Radioaktiivne kiirgus ◦ Röntgenkiirgus ◦ UV-kiirgus ◦ Ülitugev elektromagnetkiirgus
Kromosoomi mutatsioonid
Muutub mõne kromosoomi struktuur või geeniline koostis. Ühe kromosoomi piires: ◦ Deletsioon – kromosoomi lõik kaotatakse ära ◦ Duplikatsioon – kromosoomi lõik kahekordistub ◦ Inversioon – kromosoomi lõik muudab asukohta . Kahe kromosoomi vahel: ◦ Insertsioon – lõik ühest kromosoomist läheb teise kromosoomi üle ◦ Translokatsioon – lõigud kromosoomide vahel lähevad vahetusse
Geenmutatsioon
Mutatsioon toimub vaid molekulaartasandil, DNA-s muutub tavaliselt üks, harvem mitu nukleotiidi.
Punktmutatsioon on tavaliselt põhjustatud kemikaalidest või DNA replikatsiooni häirest.: ◦ Puriinide asendumine (tsütosiin↔tümiin) ◦ Pürimidiinide asendumine (adeniin ↔guaniin) ◦ Puriin ↔pürimidiin
Kui asendunud lämmastikalus kodeerib sama aminohapet, on tegu vaikiva mutatsiooniga.
Kui asendunud koodon lõpetab valgusünteesi, on tegu nonsenssmutatsiooniga.
Kui asendunud koodon kodeerib teist aminohapet, on tegu missensse mutatsiooniga.
Geenmutatsioonide mõju tunnusele
Mutatsioon ei avaldu
Mutatsioon avaldub: ◦ Tunnus tugevneb ◦ Tunnus nõrgeneb ◦ Tunnus kaob ◦ Tekib uus tunnus
≈90% mutatsioonidest on nõrgalt kahjulikud
≈ 5% mutatsioonidel on surmav toime
≈ 5% mutatsioonidest on neutraalsed
≈1% mutatsioonidest on kasulikud
Genoommutatsioonid
Muutub isendi terve karüotüüp kas mõne kromosoomi lisamise või kadumisega, võimalik on ka kromosoomide liitumine või mitmeks jagunemine.
13. kromosoomi trisoomia : Patau sündroom (väärarengud)
18. kromosoomi trisoomia: Edwardsi sündroom (organite väärarengud)
21. kromosoomi trisoomia: Downi sündroom
X0: Turneri sündroom (jäme kael , tervisehäired)
XXY: Klienefelteri sündroom ( steriilsus )
Organismide kaitsevõimalused kahjulike mutatsioonide eest
Reparatsioon – DNA vigade leidmine ja kõrvaldamine
Diploidsus – geenialleelid on keharakkudes kahes korduses
Regulaatorgeenide mõju – ei luba mutanteerunud alleele avalduma.
Polügeensus – üks tunnus määratakse paljude geenide poolt(seda loetakse suurimaks bioloogiliseks saavutuseks organismidel). Polügeensed tunnused on tavaliselt väga elutähtsad (kasv, kaal, vaimsed võimed).
Haplofaasi lühenemine elutsüklis(haplofaasis avalduvad kõik mutatsioonid). Bakteritel on 100% haplofaas, imetajatel on haplofaasis sugurakud.
Teatud mutantide steriilsus või eluvõimetus.
Mutantide alakohasus võrreldes normaalsete isenditega.
Sordiaretus
Teadus taime omaduste muutmisest kujundamaks soovitud omadusi ◦ Kindlate omadustega taimede valik ◦ Kontrollitud ristamine
Omadused, mida enamasti parandada tahetakse: ◦ Kvaliteedi ja saagikuse suurendamine , varane valmimine ◦ Keskkonnamõjude suurem taluvus ( soolsus , põud, kuumus) ◦ Vastupidavus viirustele, seenhaigustele ja bakteritele ◦ Vastupidavus herbitsiididele; konkurentsivõime umbrohtudega ◦ Visuaalselt huvitavamaks muutmine
Ristamine
Molekulaarne aretus: In vitro, Koekultuurid
Kultuurtaimede sortide ja hübriidide loomine ja parandamine.
Sordiaretus algab aretuskava koostamise ja lähtematerjali muretsemisega.
Sordiaretuse võtted on ◦ hübriidimine ◦ indutseeritud mutagenees ◦ heteroosi kasutamine ◦ kromosoomi ja geeni struktuuri muutmine ◦ geeni siirdamine ◦ protoplasmade liitmine ◦ kromosoomi lisamine ja asendamine.
GMO
Geneetiliselt muundatud organism – kunstlikult geenide manipulatsioonide teel muudetud/parandatud taimesort või loomatõug: ◦ Geeniosa kunstlik ülekandmine ühelt organismilt teisele, “genetic engineering” ◦ Uue osaga organismi nimetatakse transgeenseks ◦ Võimaldab kombineerida väga kaugete liikide geene
Esimene GM loom oli hiir . Esimene GM taim oli tubakas, et herbitsiididele immuunne olla. Levinuimad GMO-d on herbitsiidikindlad soja-, rapsi- ja maisisordid ning putukamürke sünteesivad maisi- ja puuvillasordid.
GMO
80% loodud GMO-dest on herbitsiidele vastu pidamiseks
90% kasvatatud maisist Ht ja/või Bt
95% suhkrupeedist Ht
Muundatud taimed võivad pärilikkusainet edasi anda nii liigi sees kui ka eri liikide vahel. GMO-dega võivad kaasneda keskkonna-, tervise- ning sotsiaalmajanduslikud riskid .
Rakk
Kõige väiksem isetoimiv elusorganismi ehituslik ja talituslik osa. Rakk võib olla päristuumne (looma, taime, seene rakud ) või eeltuumne ( bakter ). Päristuumne rakk sisaldab tuuma, tsütoplasmat ja selles leiduvaid organelle. Organism võib olla ainurakne, hulkrakne või koloniaalne. Hulkraksete organismide rakud on spetsialiseerunud täitmaks erinevaid ülesandeid, sarnased rakud moodustavad koe. Rakkude suurus muutub elu jooksul. Inimese organismis on ~200 erinevat tüüpi rakku. Kõige kiiremini uuenevad naha, vere ja mao epiteelkoe rakud. Paljud rakud peale diferentseerumist enam ei jagune. Taimerakkude peamiseks erinevuseks on plastiidide esinemine, mis võimaldab neil olla autotroofid – toota ise esmast orgaanilist ainet ( fotosüntees ).
Raku ehitus
Tuum (päristuumsetel) ◦ Tuumake
Tsütoplasma ◦ Endoplasmaatiline retiikulum (ER) ◦ Mitokondrid ◦ Golgi kompleks ◦ Plastiidid (ainult taimedel) ◦ Lüsosoomid ◦ Ribosoomid ◦ Vesiikulid ◦ Tsentrosoom (ainult loomadel)
Vakuool (ainult taimedel)
Rakumembraan
Rakukest (seentel, taimedel)
Vibur (bakteritel, väiksematel eukarüootidel)
Taimerakkude kuju
Parenhüümsed: Ehk isodiameetriline Igas mõõtmes enamvähem võrdse läbimõõduga Enamike kudede rakud
Prosenhüümsed: Väljavenitatud rakk Pikkus on mitu korda suurem, kui laius Ühe raku pikkus võib ulatuda kuni 25 cm Juhtkudede rakud
Rakukest
Koosneb kahest põhiosast – primaarne rakukest ja sekundaarne rakukest Primaarne rakukest: ◦ Kesta osa, mis tekib raku pooldumisel ◦ Tekib: rakuplaat -> vahelamell -> primaarne rakukest ◦ Koosneb põhiliselt pektiinainetest
Rakukest
Sekundaarne (teisene) rakukest ◦ Kesta osa, mis tekib uute kihtide ladestumisel primaarsele kestale ◦ Tekib: tselluloosi molekulid ->mitsellid->mikrofibrillid->fibrillid
Ülesanneteks: ◦ Kaitseb protoplasti ◦ Annab rakule püsiva kuju ◦ Kogumina on toes kudedele
Poorid – kohad rakukestas, kus vaid primaarne rakukest ning kesta läbivad tsütoplasma kanalid
Rakukesta tugevnemine
Puitumine: ◦ Protsess, kui raku kesta, maatriksisse ja vahelamelli ladestub ligniin ◦ Kest kaotab elastsuse, muutub jäigaks ja tugevaks, läbilaskvus väheneb ◦ Toimub ksüleemis
Korgistumine ◦ Rakukesta sisepinnale ladestub suberiin ◦ Protoplast sureb , sest suberiin ei lase läbi õhku ega vett ◦ Toimub korgikoes
Rakukesta tugevnemine
Puitumisel ladestub ligniin rakukesta ja vahelamelli. Rakukestad muutuvad paksemaks, jäigemaks, läbilaskvus väheneb.
Korgistumisel ladestub kesta sisepinnale suberiin. Kestad ei muutu eriti paksemaks, läbilaskvus kaob, rakusisu hävineb.
Rakumembraanid
Õhukesed kilejad moodustised rakus, mis ◦ Moodustavad tsütoplasma ja organellide pinnakihi ◦ Jagavad tsütoplasma eraldatud osadeks ◦ Kujundavad tsütoplasma ja organellide sisestruktuuri ◦ Sisaldavad lisaks fosfolipiididele kolesterooli ja glükolipiide Plasmalemm – membraan , mis eraldab rakukesta tsütoplasmast Tonoplast – membraan, mis eraldab vakuooli tsütoplasmast Plasmodesm – rakukesta läbivad kanalid, mis ühendavad naaberrakkude tsütoplasmat.
Koosnevad fosfolipiididest ja valkudest.
Kahes kihis – keskel fosfolipiidid ( hüdrofoobne osa), kummalgi pool välisküljel valgu molekulid (hüdrofiilne osa), membraani sees erineva funktsiooniga valgud : transport, retseptor , ensüüm ;
Need membraanid on poolläbilaskvad – osa aineid läbivad membraane väga raskelt , teised väga kergelt, isegi kõrgema kontsentratsiooni suunas
Membraanid on nö iseparanevad – membraani rebenedes organiseeruvad fosfolipiidid automaatselt uuesti.
Ainete transport läbi membraanide
Hüdrofoobse vahekihi tõttu ei pääse polaarsed molekulid membraanist läbi – selleks on vaja eraldi transportvalke ◦ Perifeersed valgud , retseptorvalgud, transportvalgud , pinna antigeenid , millel on hüdrofiilsed ja hüdrofoobsed osad ◦ Transport on kas aktiivne või passiivne ◦ Iga molekuli transpordi jaoks on oma valk ◦ Kanalvalgud: ◦ Uniport : ainete saatmine ühelt poolt teisele poole ◦ Kotransport: kahe erineva aine transport kas samas suunas või vastassuunaliselt ◦ Kaalium - naatrium pumbad .
Taimeraku organellid
Tsütoplasma koostisesse kuuluvad:
Plastiidid – kloroplastid - fotosüntees
Mitokondrid – ATP süntees
Ribosoomid – valkude süntees
Golgi kompleks – valkude ja lipiidide modifitseerimine
Lüsosoomid – sisaldavad lagundavaid ensüüme
Endoplasmaatiline retiikulum – valkude ja lipiidide süntees
Plastiidid
 Proplastiidist võib saada kas  Leukoplast (värvusetu)  Kloroplast (roheline)  Kromoplast (oranž- kollakas -punakas)
Plastiidid võivad omavahel üle minna ühest teiseks, kõik plastiidid on topeltmembraaniga
Plastiidide ülesanded
Kloroplast: sisaldab klorofülli, mis annab rohelise värvuse; püüavad ja säilitavad valgusenergiat makroergiliste sidemete energiana (ATP); toimub fotosüntees – sünteesitakse esmast orgaanilist ainet; kloroplastidel on oma genoom ja ribosoomid
Kromoplast: sisaldab erinevaid pigmente, mis annavad kollase-oranži-punase värvuse; annavad värvuse õitele ja viljadele, meelitades kohale tolmendajad või seemnete levitajad
Leukoplast: värvusetu; ainete ladustamiseks ◦ Amüloplast: tärklise säilitamiseks ◦ Elaioplast: rasvade säilitamiseks ◦ Aleuronoplast: valkude säilitamiseks ja modifitseerimiseks
Leukoplast ja kromoplast
Leukoplast: leidub enamasti säilitusorganites (tärklis) ja seemnetes (valgud, õlid ), osaleb elutähtsates biosünteesi protsessides.
Kromoplast: leidub juurtes, viljades, õites ja ka lehtedes. Sisaldab erinevaid pigmente ( karotenoidid , ksantofüllid, flavonoidid jm). Võimaldavad vees lahustumatuid ühendeid säilitada muidu veerohketes organites .
Kloroplastid
Esinevad peamiselt põhikoe rakkudes, annavad taimedele rohelise värvuse, viivad läbi fotosünteesi.
Peale tuuma ja vakuooli ainukesed väikese suurendusega nähtavad organellid rakus.
Topeltmembraaniga: ◦ Välimine membraan hästi läbilaskev ◦ Sisemine membraan suure pinnaga, väga sopistunud, moodustab lisakompartmente: tülakoide ja graane.
Valgusreaktsioonid: tülakoidides
Pimedusreaktsioonid: stroomas
Kloroplast ja mitokonder
Ainukesed organellid, mis on topeltmembraaniga Sisemise membraani pindala tänu sopistustele väga suur Oma genoom (DNA ja RNA) ja ribosoomid Tegelevad energia muundamisega Hõlmavad suure osa raku mahust Tõenäoliselt tekkinud endosümbioosi teel Paljunevad raku jagunemisest sõltumatult
Mitokonder
Ühes rakus tavaliselt mitusada, suuremad organellid tuuma ja vakuoolide järel
Olemas kõigis eukarüootsetes rakkudes
Kuju varieerub niitjast ellipsioidini, väga plastilised ja kiire liikumisega
Topeltmembraaniga: ◦ sisemine membraan moodustab kristad ehk harjakesed ◦ Välimine membraan sisaldab palju transportvalku
Paljunevad jagunemise teel, mis toimub tuuma jagunemisest sõltumatult
Muundavad energia rakus kasutatavasse vormi, energia allikaks suhkrud, põhimõttelised lõppproduktid on CO2 ja NADH
Vakuool
Enamike taimerakkude suurim kompartment . Ühes rakus võib olla ka mitu vakuooli; Vakuool tekib noores taimerakus Golgi kompleksist pärinevate vesiikulite ühinemisel; Vakuoolil on palju funktsioone: ◦ säilitusorganell (nii toitainete kui jääkproduktide jaoks) ◦ sisaldab rakumahla – orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete vesilahus ◦ lüsosoom , s.t. lagundav kompartment ◦ turgori reguleerimine ◦ vakuooli arvelt võib taimerakk oma mõõtmeid suurendada. Sellele eelneb rakukesta nõrgenemine teatud kohtadest .
Varuained taimes
Tärklis – tärkliseterad; peamiselt juurtes
Valk – aleurooniterad; peamiselt seemnetes ja idudes
Rasvõlid – õlitilgakesed; peamiselt seemnetes/viljades
Kaltsium taimedes
Kristallid koosnevad Ca-oksalaadist CaC2O4 ◦ Druusid ◦ Rafiidid ◦ Üksikud pulkkristallid
Vajalik hapete neutraliseerimiseks, spetsialiseerunud rakud teiste kudede vahel
Suurtes kogustes inimesele mürgine
Rafiidid ja druusid
Ribosoomid
Ülesandeks valkude süntees läbi transkriptsiooni Koosnevad kahest osast: väiksem ja suurem Ei sisalda membraani, vaid valke ja ribosoomi RNA-d Ribosoome toodetakse tuumas olevates tuumakestes Leidub vabalt mitokondrites, kloroplastides, tsütoplasmavõrgustikus, ühes rakus miljonid ribosoomid Polüsoom - ribosoomide kogum, mis on seotud ühe mRNA molekuliga
Endoplasmaatiline retiikulum
Siledapinnalises toodetakse lipiide ja sahhariide ja suunatakse need tsütoplasmavõrgustikku. Karedapinnalise ribosoomides toimub valkude süntees ja transport; valke ei toodeta päris valmis, et nad ei hakkaks reageerima. Valkude transport ER-st Golgi kompleksi toimub membraaniga ümbritsetud transportvesiikulite abil – need punguvad ER-i teatud piirkonnast , kus ribosoome ERi küljes pole.
Golgi kompleks
1) valkude ja lipiidide lõplik töötlemine ja pakkimine 2) lüsosoomide teke 3) rakumembraani tootmine
- On membraansüsteem, mis koosneb üksteise kohal paiknevatest kanalitest ja põiekestest -Ülesandeks on ER-st saabunud valkude modifitseerimine ja edasi saatmine raku või organismi osasse, kus seda valku vaja on. Transport toimub vesiikulite abil. - Ainevahetus : fagotsütoosi järel tekkinud põieke liidetakse Golgi kompleksist pärit primaarse lüsosoomiga, tekib sekundaarne lüsosoom, milles aine lagundatakse, lagundamata ühendid viiakse rakust välja või moodustavad need tsütoplasmas jääkkehasid.
Rakutuum
Koosneb tuumamembraanist, tuumaplasmast, kromosoomidest ja tuumakesest. Tuumamembraan on kahekihiline ja seda läbivad poorid, membraanide vahele jääb perinukleaarne õõs. Tuumakeses toodetakse ribosoome, kromosoomid kannavad pärilikkuse ainet. Ülesanded rakus: ◦ Kontrollib ja reguleerib raku ja tema organellide tegevust ◦ Päriliku info säilitamine ja reprodutseerimine
Rakkude paljunemine ja vananemine
Rakutsükkel ja rakkude kasv
Rakutsükkel – raku eluperiood ühest jagunemisest teiseni (10-48h) ◦ G1 – sünteesitakse RNAd ja valke, 2n ◦ S – sünteesitakse DNAd, 2n->4n ◦ G2 – kromosoom koosneb kahest õdekromatiidist, 4n ◦ M – mitoosi faas ◦ G0 – puhkefaas
Kontrollpunktid
Replikatsioonitsükkel ja massitsükkel
Rakkude paljunemine - mitoos
Mitoos on somaatiliste ehk keharakkude kõige universaalsem jagunemisviis.
Kahe jagunemise vahel rakus toimuvate isereguleeruvate protsesside kogumit nimetatakse mitootiliseks tsükliks. Mitootiline tsükkel koosneb interfaasist ja mitoosist ning kestab umbes 10-20 tundi, mitoos ise kestab 1-2 tundi.
Emarakust tekib 2 tütarrakku, mis on emarakuga identsed ning suudavad mõne aja möödudes omakorda jaguneda
Jaguneb 5 faasiks - interfaas , profaas , metafaas , anafaas ja telofaas .
Rakutsükli pikimas faasis, interfaasis rakk ei jagune. Interfaasis rakk suureneb, suureneb organellide arv, kromosoomid on lahti keerdunud ning toimub DNA replikatsioon – DNA kahekordistub.
Mitoosi faasid - profaas
Mitoosi faasid - metafaas
Mitoosi faasid - anafaas
Mitoosi faasid – telofaas
Rakkude paljunemine - meioos
Sama universaalne kui mitoos, kuid toimub neis rakkudes, mis tekivad seoses paljunemisega . Meioosi puhul toimub 2 järjestikust jagunemist, mille vahel geneetilist materjali juurde ei toodeta. Meioosi tulemusena saadakse 4 haploidset sugurakku , mis ristsiirde tõttu veidi erinevad ning pole võimelised enam edasi jagunema .
Meioosi faasid
Toimub põhimõtteliselt sama moodi, nagu mitoos, aga järjest toimub kaks jagunemist
Esimese jagunemise profaasis toimub kromosoomide ristsiire – sarnased alleelid vahetavad kohti kromatiidides
Kuna enne teist jagunemist ei jõua kromosoomistik kahekordistuda, on teise jagunemise tulemuseks haploidsed tütarrakud, mis on kõik geneetiliselt unikaalsed
Rakkude ja organismi vananemine
Taimede programmeeritud vananemine on peamiselt reguleeritud hormoonide poolt: ◦ Tsütokiniinide ja teiste hormoonide vähenedes hakkab taim vananema ning rakud surema ◦ Tsütokiniinide vaeguse tõttu hakkavad võrse- ja juuretipud hävima
Taime osa kärbumine: ◦ Leht või juur pole enam piisavalt tõhus on ülesannete täitmisel ja “kärbitakse” ◦ Toitaineid ja vett on vaja taime mõnes teises (nooremas) osas, mistõttu vanem osa “kärbitakse”
Rakkude ja organismi vananemine
1aastased vs mitmeaastased taimed ◦ 1aastased: suurem geneetiline varieerumine, kogutud energia suunatakse seemnete tootmisesse, mürgid ja mutatsioonid ei jõua koguneda; ◦ Mitmeaastased: taimedel kevadine kasvueelis, rohkem energiat suuremaks kasvamiseks; kahjuritele ja muutuvatele keskkonnatingumustele haavatavamad, mutatsioonid ja mürgid kogunevad.
Rakkude ja organismi vananemine
Valgud muutuvad ühe modifitseeritumaks ja omavahel kovalentselt seotuks
Kogunevad somaatilised mutatsioonid
Langeb rakkude vastupanuvõime stressile
Suureneb rakkude suremise tõenäosus
Lipiidmembraanide ja makromolekulide oksüdatiivne kahjustumine superoksiidide ja vabade radikaalide tõttu.
Apoptoos ja nekroos
Apoptoos – rakkude programmeeritud suremine , millega kaasneb raku tuumade ja DNA fragmenteerumine ning raku lagunemine membraaniga ümbritsetud vesiikuliteks
Kontrollib organismi rakkude koguarvu, võib toimuda ka vastuseks kindlatele väliskeskkonna signaalidele
Nekroos – raku suremine, mis on tingitud rakku ümbritsevas keskkonnas toimunud kahjulikest muutustest
Raku komponendid satuvad ekstratsellulaarsesse ruumi, kus nad võivad kahjustada teisi rakke ning põhjustada põletikulisi reaktsioone
Kudede tase
Üleminekuga veekeskkonnast maismaale toimus keha intensiivne eristumine elunditeks
Koed
Sarnase ehituse, funktsiooni ja päritoluga rakkude rühmad, mis moodustavad elundid ning aitavad neil oma funktsioone täita.
Taimedel jagunevad: ◦ Algkoed e. meristeemid ◦ Põhikoed ◦ Kattekoed ◦ Tugikoed ◦ Juhtkoed ◦ Erituskoed
Loomadel jagunevad: Lihaskude Sidekude Epiteelkude Närvikude
Algkude
Koosneb tihedalt paiknevatest elusrakkudest Meristeemi rakkudel on kaks põhiomadust: Kiire paljunemine Diferentseerumisvõime Ülesanne: tagada kiire taimemassi juurdetootmine Primaarne ja sekundaarne meristeem Jaguneb neljaks eri tüübiks : • tipmine ; • külgmine ; • vahe-; • haavameristeem.
Algkoed vs Tüvirakud
Taimedel esinevad algkoed, mis funktsioneerivad kogu taime elu vältel.
Võimaldavad taastoota organeid.
Loomorganismidel kas embrüonaalsed või somaatilised tüvirakud.
Embrüonaalsed võimaldavad erinevatel kudedel tekkida, somaatilised asendavad kulunud rakke.
• Pole diferentseerunud • Võimelised tootma uusi rakke • Võimelised jääma algkoeks/tüvirakuks või muutuma teisteks kudedeks
Primaarne ja sekundaarne meristeem
Primaarne tekib kohe, kui seemnes hakkab arenema idu; ◦ Toodab juurde uut taimemassi ◦ tekivad esmased koed ◦ Lõigustuv sügoot, idujuure ja idupunga tipmised meristeemid ◦ Apikaalne-, lateraalne - ja vahemeristeem
Sekundaarne tekib juba eristunud kudedest; ◦ tekivad teisesed koed ◦ Toodab taimele kaitsvat kihti ◦ Korgikambium ja haavameristeem
Apikaalne meristeem
Asub juurte ja varte tippudes – kasvukuhikud Sõnajalgtaimedel üks kiird- ehk initsiaalrakk Paljas- ja katteseemnetaimedel initsiaalrakkude grupp Apikaalne meristeem tagab elundite pikkuskasvu moodustades elundite tippudes uusi struktuure, mis omakorda kasvama saavad hakata.
Lateraalne meristeem
Külgmine algkude ehk kambium . Elundite teiskasv , jämenemine. Paikneb telgelundites pinnaga parallelse silindrilise kihina floeemi ja ksüleemi vahel
Kambiumi kasvusuund
Kambium tekitab uusi rakke nii ksüleemi kui floeemi poole.
Puittaimedel tekitab kambiumi perioodiline kasv aastarõngaid.
Juurikatel võib esineda korraga mitu kambiumi kihti – polükambiaalsed.
Vahemeristeem
Asub lehtede alusel ning sõlmekohtade alusel.
Võimaldab varrel kiiresti pikkusesse kasvada – sõlmevahed pikenevad.
Kõrrelistel vastutab lehelaba kasvu eest: lehe tipu niitmisel/söömisel kasvab see aluselt ikka edasi.
Bambus on kiireima kasvuga taim, vahekasvu abil kasvab ööpäevas kuni 90cm.
Vahemeristeem
Põhikoed
Valdav osa taimede kehast Rakud valdavalt isodiameetrilised Võime muuta oma aktiivsust Põhikoe rakud osalevad regeneratsioonis Eristatakse kolme liiki: Klorenhüüm ehk mesofüll– fotosüntees Jaguneb sammaskoeks ja kobekoeks Säilituspõhikude – varuainete ladustamine  Aerenhüüm – õhuga varustamine, toestamine (esineb veetaimedel)
Aerenhüüm
Vahtja tekstuuriga tähtjatest rakkudest kude, kus rakkude vahel on väga suured õhukambrid.
Esineb veetaimedel ja väga märgades tingimustes kasvavatel taimedel – vesikupp, luga, võhumõõk.
Vajalik taime toestamiseks vees ning juurte õhuga varustamiseks liigniisketes tingimustes.
Kattekoed
Põhiülesanne on taimede kaitsmine kuivamise ja muude väliskeskkonna kahjulike mõjude eest ning transpiratsioon , termoregulatsioon ja gaasivahetuse reguleerimine;
Välimine kattekude jaguneb päritolu järgi kolme rühma: ◦ epiderm ◦ korkkude ◦ korp
Epiderm
 Epiderm on primaarne e. esmane kattekude, mis on tekkinud protodermist ja katab lehti ja noori varsi.  Ei sisalda klorofülli.  Katab taime ühe raku paksuse kihina, väliskeskkonna poole jääv rakukest paksem , kaetud vaha või kutiiniga, tihti esineb karvu.  Epidermi rakud on tihti väga sopilised, et paremini üksteisega sobituda.  Sisaldavad õhulõhesid, toimub vee ja gaasivahetus väliskeskkonnaga.  Ülesanne: kaitsta taime kuivamise, ülekuumenemise, hapnikupuuduse ja muude väliskeskkonna kahjulike mõjude eest ning tagada transpiratsiooni toimumine.
Karvad epidermil
Näärmekarvad – eritavad kleepuvat vedelikku, putukad kleepuvad kinni; puutumisel vabaneb eeterlik õli. Villkarvad/kattekarvad – kaitsevad lehepinda liigse kiirguse ja kuivamise eest. Torkekarvad – peletavad vaenlasi , võivad sisaldada ärritavaid ühendeid.
Kork
 Varre paksenemisel epidermi rakud deformeeruvad ja surevad, epidermi asemele tekib sekundaarne e. teisene kattekude  Korgikambium – lateraalne meristeem, vastutab teiskasvu eest, mis tagab epidermi asendamise juurtel ja vartel  Kolmest koest: felleemist ehk kork, fellogeenist ehk korgikambium ja fellodermist koosnevat kompleksi nim peridermiks, mis moodustavad osa koorest  Felleemi pinnal võib olla epidermi jäänuseid ning nendes asuvad ka lõved  Kaitseülesannet täidab ainult kork  Vee aurumise ja gaasivahetuse võimaldamiseks on korgis erilised avad - lõved
Korp
Tekib puudel ja põõsastel korgi asemel, mis jämeneva varre survel 2-3 aasta pärast rebeneb  Välimised koed, mis isoleeritakse varre keskosast, deformeeruvad ja surevad Korba välimised kihid lagunevad järk-järgult ja kukuvad tükkidena ära Näiteks mänd, kask
Tugikoed
Moodustavad taimes toestiku, mis kannab taime kõiki elundeid Koosnevad paksenenud, sageli puitunud seintega rakkudest Tugikoed puuduvad või on vähe arenenud veetaimedel ja sageli ka üheaastastel maismaataimedel Jaotatakse ehituslike ja talituslike iseärasuste alusel kahte põhitüüpi – kollenhüümiks sklerenhüümiks.
Kollenhüüm
Lihtsaim tugikude ; Koosneb ebaühtlaselt paksenenud kestadega elusatest, enamasti prosenhüümsetest rakkudest; Kollenhüüm on primaarne tugikude, esineb peamiselt noorte kasvavate elundite toena üsna epidermi lähedal; Selle rakukestad ei puitu, rakud võivad venida Koosneb tselluloosist, pektiinidest ja hemitselluloosist Jaotub kolmeks tüübiks:  Nurkkollenhüüm  Plaatkollenhüüm  Kobekollenhüüm
Kollenhüüm selleri varres
Sklerenhüüm
Sekundaarne tugikude Enamasti koosneb teritunud otstega, puitunud prosenhüümsetest rakkudest Rakud on elusad ainult noorena Asub varre siseosas Sklerenhüümi hulka kuuluvad ◦ Sklereiidid – parenhüümsed kivisrakud ◦ Niinekiud – nõrgalt puitunud ◦ Puidukiud – alati puitunud
Juhtkoed
Ainete transport taime maapealsete ja maaaluste organite vahel toimub mööda juhtkudesid; Juhtkimbu osa, mida mööda vesi liigub, nimetatakse ksüleemiks ehk puiduosaks – toimub tõusev vool; Juhtkimbu osa, mida mööda kanduvad orgaanilised ained lehtedest vartesse ja juurtesse, samuti õitesse ning viljadesse, nimetatakse floeemiks ehk niineosaks – toimub laskuv vool.
Floeem
Koosneb sõeltorudest, saaterakkudest, floeemipõhikoest (floeemiparenhüümist) ja niinekiududest; Ained liiguvad erinevas suunas Sõeltorud koosnevad piklikest, enamasti tömpide otstega prosenhüümsetest rakkudest – moodustuvad elusate rakkude vertikaalsest reast. Seni kuni sõeltoru funktsioneerib, on tema rakud elusad – enamasti ühe aasta. Sügisel sõelplaadi poorid ummistuvad kalloosiga; Saaterakud esinevad peaaegu kõigil katteseemnetaimedel.
Ksüleem
Funktsiooniks on vee ja mineraalainete transport, varuainete säilitamine ja taime toestamine; Ksüleemis võivad esineda trahheiidid , trahheed , ksüleemi põhikude ja puidukiud; Trahheiidid esinevad enam-vähem kõikidel soontaimedel (eristatakse spiraal-, rõngas-, astrik- ja poortrahheiide); Trahheiidid – prosenhüümsed rakud, mille seintes on koobaspoorid; pikkus ca 1 mm Trahheed esinevad enamikul katteseemnetaimedel ning vähestel sõnajalg - ja paljas-seemnetaimedel. Trahheed – torud, mille külgseinad paksenevad, ristseintesse tekivad augud pikkus ca 10 cm Puidukiud esinevad vaid katteseemnetaimede puidus, okaspuudes neid pole.
Juhtkimbud
 Floeem ja ksüleem ühes tugikoe, kambiumi ja põhikoe elementidega moodustavad juhtkimbu  Võib jaotada: Kinniseks – juhtkimbus puudub kambium Avatud – floeemi ja ksüleemi vahel on kambium Mittetäielikuks – juhtkimbus kas ainult sõeltorud või ainult trahheed ja trahheiidid Täielikuks – olemas nii trahheed ja trahheiidid kui ka sõeltorud ja saaterakud
Erituskoed
Ülesandeks on mitmesuguste ainete eritamine kas vedelal või tahkel kujul; ◦ Suhkrulahus, rakumahl, eeterlikud õlid jms.
Kui eritatav aine on taime elutegevuseks vajalik ja jääb taime sisse, nimetatakse seda sekreediks (nõreks), kui aga mittevajalik ning eritatakse taimest välja, siis ekskreediks (eritiseks). Saab jagada eritatud ainete asukoha järgi: ◦ Eritatud ained jäävad taime ◦ Ained eritatakse väliskeskkonda
Taimesse jäävad ained
 Piimasooned – lülilised ja lülitud
Elusad rakud, mis sisaldavad tsütoplasmat, mitut tuuma ja piimmahlaga täidetud vakuooli Paiknevad kas ainult floeemis või üle kogu taime; korvõielistel, piimalillelistel, magunalistel Idioblastid
hajusalt teiste kudede rakkude vahel
Mürgise aine kogunemisel ladestub suberiin
Asteroskleriidid vesiroosi lehtedes
Mahutid ja käigud
Lüsigeensed – tekivad ekskretoorseid aineid sisaldava rakkude rühma lahustumisel, mahutid võivad sisaldada vett, eeterlike õlisid vm; tsitruselised Skisogeensed – tekivad rakuvaheruumide laienemisel; männi vaigukäigud
Ained väliskeskkonda
Epidermaalsed näärmed ◦ Näärmekarvad – tekivad epidermi rakkudest, viivad ained välja gaasilisel, vedelal või tahkel kujul ◦ Näärmeepiteel – Nektaariumid, eritavad taimeelundite välispinnale süsivesikute lahust ◦ Eeterlike õlide rakud
Hüdatoodid e. veelõhed – koonduvad leheservadesse, peamiselt hammaste tippudesse
Nektar
Nektarit toodetakse peamiselt õite sees tolmendajate meelitamiseks.
Mida sügavamale nektaarium peita , seda tolmusemaks putukas saab.
Nektari koostis ja suhkrusisaldus sõltub tolmendaja liigist.
Kui nektarit toodetakse sipelgate jaoks, loodab taim seeläbi ennast kahjurite eest kaitsta, nektaariumid asuvad õiest väljapool.
Taimeelundid
Vegetatiivsed: vars , leht, juur Generatiivsed : õis, vili, seeme Üldised seaduspärasused: ◦ Sümmeetria – mono- ja polüsümmeetria ◦ Polaarsus – apikaalne ja basaalne osa ◦ Geotropism – positiivne ja negatiivne ◦ Metamorfoseerunud elundid – analoogilised ja homoloogilised
Analoogilised ja homoloogilised elundid
 Analoogilised: Elundid, mis on sarnase välimuse ja funktsiooniga, kuid erineva päritoluga. Tekivad kohastumisel ühesuguse keskkonnaga või sarnase funktsiooni täitmisel.  Astelpaju astel ja tikri okas  Herne köitraag ja metsviinapuu köitraag  Naadi risoom ja võilille juur  Homoloogilised: Elundid, mis on sama ehituse ja päritoluga, kuid välimus ja funktsioon võivad erineda  Kuuse okas ja kase leht  Kaktuse okas ja astri leht  Naadi risoom ja maasika võsund
Vegetatiivsed elundid
Juur, vars, leht
Algmed olemas juba seemne idus
Esimesena kasvab juur, seejärel võsu
Esimesena maapinnal idulehed ja pung -> moodustub vars ja esimesed pärislehed
Kõrrelistel jääb iduleht seemnesse, läbi mulla tungib pung
Juur
Tüüpiliselt on polüsümmeetriline maa-alune telgelund, mis kasvab pidevalt pikkusesse juurde ning ei moodusta kunagi lehti
Ülesanded: ◦ Imab mullast vett ja mineraalaineid ◦ Kinnitab taime substraati ◦ Teostab sidet mulla mikroorganismidega ◦ Varuainete ladestumiskoht ◦ Vegetatiivse paljunemise elund ◦ Sünteesib mõningaid orgaanilisi aineid
Juure makroskoopiline ehitus
 Kuju: niitjad, nöörjad, koonilised, käärjad, muguljad, rõigasjuured jne.  Juurte tüübid päritolu järgi: Peajuur , Lisajuur, Külgjuur  Substraadi järgi: mulla-, vee-, õhujuured
 Juurestik – taime kõigi juurte kogum;  Peajuurestik, lisajuurestik, segajuurestik  Sammasjuurestik (tüüpiline kaheidulehelistele), narmasjuurestik (tüüpiline üheidulehelistele), harujuurestik (tüüpiline puittaimedele)
Juure mikroskoopiline ehitus
Juure vöötmed : ◦ kasvukuhik , ◦ pikenemis - ehk kasvuvööde , ◦ eristumis- ehk imavvööde ◦ külgjuurte vööde
Kasvukuhiku tipus juurekübar
Imavas vöötmes tekivad juurekarvad
Külgjuurte vöötmes toimub juure harunemine
Juure muudendid
Säilitusjuured tekivad tänu puidu- ja niineparenhüümi vohamisele varuainete kogunemise tõttu
Päritolu järgi jagunevad: juurikad ja juuremugulad
Juurikad moodustuvad peajuurest, eristatakse pead, kaela ja pärisjuurt.
Juurikad võivad olla monokambiaalsed või polükambiaalsed
Juuremugulad tekivad, kui varuained kogunevad lisa- ja külgjuurtesse
Juuremugulatel on sageli lisapungad juurekaelal – vegetatiivne paljunemine ◦ Daalia, mugulbegoonia, bataat, pojeng
Sümbioos
Mükoriisa e. seenjuur on juuretippudega sümbioosis elavad seenehüüfid
Seene rakkude ensüümid mineraliseerivad mulla orgaanilisi aineid - aitavad kaasa nende omastamisele taimede poolt
Suurendavad juurevõrgustikku ning parandavad vee omastamist
Juuremügarad esinevad peamisel liblikõielistel, kuid ka lepal ja veel ca 200 liigil teistest perekondadest
Õhulämmastikku omastada suutvad bakterid elavad taimede juurtes – tekivad kasvajataolised moodustised
Bakterid toituvad taime orgaanilistest ainetest, taim kasutab bakterite sünteesitud lämmastikuühendeid
Vars
Tüüpilisel juhul piiramatu kasvuga polüsümmeetriline telgelund.
Koosneb enamasti sõlmevahedest ja sõlmekohtadest, millest võivad välja kasvada pungad , käbid, juured.
Kannab lehti ja pungi; ühendab lehti ja juuri; võimaldab lehtede tohutu assimilatsioonipinna moodustamist; varuainete kogunemise koht.
Varte tippudes asuvad kasvukuhikud.
Ristlõikes tavaliselt ümar, kuid ka kandilised, tiivulised ja lamedad.
Aastarõngad
Aastarõngas tekib kambiumi perioodilise tegevuse tagajärjel
Kevadel toodab kambium õhukeseseinalisi suure valendikuga trahheiide, mis talitlevad juhtkoena, suvel ja sügisel paksuseinalisi väikese valendikuga trahheiide, mis talitlevad tugikoena
Igal pool puidus, peamiselt aastarõnga sügisel tekkinud osas paiknevad vaigukäigud
Üheiduleheliste katteseemnetaimede varre ehitus
Puudub enamasti kambium
Ehitustüüp on kinniste juhtkimpudega, mis asuvad korrapäratult hajutatult üle kogu põhiparenhüümi
Varte mehhaanilise tugevuse tagavad peale juhtkimpude sklerenhüümi veel epidermi ja parenhüümi rakkude paksenenud ja puitunud seinad.
Leht
Piiratud kasvuga vegetatiivne külgelund Kasvab ainult alusel vahekasvu teel (üheidulehelised) või terves ulatuses (kaheidulehelised). Sõnajalgtaimedel ainult lehe tipust. Puudel ja põõsastel ajutine elund Ülesanneteks: fotosüntees, hingamine , transpiratsioon. Lisaks varuainete kogunemine ja mõnel juhul vegetatiivne paljunemine.
Lehe makroskoopiline ehitus
• Suurus varieerub 1-1,5 mm kuni 22 meetrini • Eristatakse 3 lehtede rühma: ▫ Alalehed – idulehed, pungasoomused jne ▫ Pärislehed – tüüpilised lehed ▫ Kõrglehed – kandelehed, katised jt. • Kui räägitakse taimelehtedest, peetakse silmas pärislehti
Heterofüllia
Ühel isendil esinevad erineva funktsiooni/ehitusega pärislehed kas samaaegselt või arengu erinevatel etappidel ◦ Harilik jõgiputk ◦ Särjesilm ◦ Koriander ◦ Ümaralehine kelluke ◦ Mesikann ◦ Luuderohi
Esineb sageli veetaimedel: veesisesed lehed ja veest välja ulatuvad lehed on erineva ehitusega
Muundunud leht
Leht võib olla muundunud, et täita lisaülesandeid: ◦ Köitraagudeks, et taime kinnitada ◦ Köitraag võib tekkida lehe rootsust, labast või tervest lehest ◦ Astlaks, okkaks, et kaitsta taime taimtoiduliste loomade eest
Lehe osad
Rootsuga leht – kinnitab lehelaba varre külge Istuv leht – leheroots puudub Laskuv leht – lehelaba on varre külge kasvanud Abilehed – väljakasved leherootsu külgedel Tõri – abilehed on kokku kasvanud Tupp – leherootsu laienenud alus ümber varre Keeleke – kilejas väljakasve lehelaba alusel Kõrvakesed – kaks väljakasvet
Lehe roodumine
Lihtne – lehelaba läbib alusest tipuni ainult üks rood
Dihhotoomne – rood harunevad kaheks
Võrkjas – üks või mitu pearoodu moodustavad harusid, mis liituvad tihedaks võrgustikuks
Rööpne ja kaarjas – lehelaba läbivad alusest tipuni mitu ühesugust harunemata roodu ; ühel juhul rangelt paralleelselt, teisel juhul kaarjalt
Lehtede kuju
Lihtlehed – üks suuremal või vähemal määral lõhestunud lehelaba. Puittaimedel varisevad sügisel, rohttaimedel surevad koos varrega.
Liitlehed – koosnevad mitmest lehekesest, mis on lühikeste rootsukestega liigestunud ühise pearootsu külge. Variseb osadena – algul lehekesed , hiljem roots.
Lihtlehed – terved lehed
Lehelaba kuju järgi: munajad, ümmargused, süstjad, elliptilised , talbjad, piklikud, lineaalsed
Lehetipu kuju järgi: tömbid, teravad , teritunud, ogatipuga, pügaldunud
Lehelaba aluse kuju järgi: südajad, ümardunud, kiiljad, nooljad, odajad
Leheserva kuju järgi: teravaservalised, saagjad, kahelisaagjad, hambulised, täkilised
Lihtlehed – lõhestunud lehed
Väljalõigete sügavuse järgi: ◦ Hõlmised – väljalõiked kuni veerandini poole lehelaba laiusest ◦ Lõhised – väljalõiked vähemalt kolmandikuni poole lehelaba laiusest ◦ Jagused – väljalõiked ulatuvad keskrooni
Väljalõigete asetuse järgi: ◦ Kolmetised ◦ Sõrmjad ◦ Sulgjad
Liitlehed
Lehekeste asetuse järgi rootsul: ◦ Sõrmjad – lehekesed rootsu ülemises otsas, ühel tasandil, lahknevad radiaalselt ◦ Sulgjad – lehekesed paiknevad piki rootsu, rootsu tipus üks (paaritusulgjas) või kaks (paarissulgjas) lehte ◦ Kolmetised – leht koosneb ainult kolmest lehekesest
Lehe mikroskoopiline ehitus
 Ehitus suhteliselt ühetaoline, tulenevalt põhiülesannetest: fotosüntees, transpiratsioon ja hingamine  Koosneb: epiderm, mesofüll ja juhtkimbud  Pearood on oma ehituselt kinnine kollateraalne juhtkimp, floeem all, ksüleem ülemise pinna pool, lehe tipu poole peenemates külgroodudes floeem kaob  Dorsoventraalne – lehe erinevad küljed täidavad erinevaid ülesandeid ja on erineva ehitusega  Isolateraalne – lehe mõlemal küljel samad ülesanded ja ühesugune ehitus
Võsu
Tekib tipmisest meristeemist, liigestub varreks, lehtedeks , pungadeks Ülesandeks: fotosüntees, vegetatiivne paljunemine, varuainete ja vee talletamine Võsu osad: sõlm, sõlmevahe , kaenlapung. Metameeria: ühesuguste elunditega lõikude kordumine. Tüüpiline metameer koosneb lehe ja kaenlapungaga sõlmest ja sellest allpool paiknevast sõlmevahest.
Pung
Pung on lühivõrse, mis koosneb kasvukuhikuga kaetud metameeride algmetest – vegetatiivne pung
Kui kasvukuhik on muutunud õie või õisiku algmeks – vegetatiiv- generatiivne pung
Kui pung koosneb ainult õie või õisiku algmetest, puuduvad fotosünteesivate lehtede algmed – generatiivne pung
Asukoha järgi: ◦ Ladvapungad ◦ Külgpungad: kaenla-, lisa-, sigipungad
Võsu makroskoopiline ehitus
Leheseis: spiraalne, vastak, männaseline
Kasv: pikkusesse apikaalse meristeemi abil, paljudel taimedel vahekasv
Harunemine: ◦ tipmine – kasvukuhikust tekib kaks või enam telge ◦ Külgmine – uued teljed tekivad võsutipust madalamal
Kasvu suund: ◦ Vertikaalne – püstised, haakuvad, väänduvad ◦ Horisontaalne – lamavad, roomavad
Võsu muudendid
Risoom – mitmeaastane maa-alune võsu Mugul – varre jämenenud osa, varuainete mahuti Maapealne stoolon – ajutine roomav võsund Sibul – tihedalt lehistunud lühivõrse Mugulsibul – sarnaneb sibulaga, aga soomused kõik kuivad Astlad – mitmesuguse päritoluga, kaitseks Köitraod – tugedele kinnitumiseks Fülloklaadid – lamedad lehekujulised varred Püünislehed – putuktoidulistel taimedel
Elundid
Vegetatiivsed: vars, leht, juur
Generatiivsed: õis, vili, seeme
Üldised seaduspärasused: ◦ Sümmeetria – mono- ja polüsümmeetria ◦ Polaarsus – apikaalne ja basaalne osa ◦ Geotropism – positiivne ja negatiivne ◦ Metamorfoseerunud elundid – analoogilised ja homoloogilised
Generatiivsed elundid - Õis
• Muundunud lühivõrse, mis on kohastunud mikro - ja megspooride ning gameetide moodustamiseks ja risttolmlemiseks. • Varreosa moodustavad õieraag ja õiepõhi • Õiepõhjale kinnituvad muundunud lehed: tupplehed, kroonlehed, tolmukad , emakad • Tsüklilised õied: õieosad asetuvad ringidena õiepõhjale, enamasti 5 või 4 ringi • Atsüklilised õied: õieosad asetuvad spiraalselt õiepõhjale • Hemitsüklilised õied: mõned õieosad ringidena, teised spiraalselt
Õis
• Mõlemasugulised – õies on nii tolmukad kui emakad • Ühesugulised – õies on kas tolmukad või emakad • Ühekojalised – taime isendil esinevad nii emas- kui isasõied • Kahekojalised – taime ühel isendil isasõied, teisel isendil emasõied • Õiekate – steriilne kaitseülesandega õieosa, mis meelitab ligi tolmendajaid ▫ Kaheli: eristub erinevalt värvunud tupeks ja krooniks ▫ Lihtne: ühevärviline eristumata õiekate  Tupetaoline; kroonitaoline ▫ Paljas e. katteta: õiekate puudub
Õis – tupp ja kroon
• Tupp: koosneb tupplehtedest, mis paiknevad enamasti ühe ringina ▫ Välistupp: tupe all lisaring lehetaolisi moodustisi ▫ Lahklehine tupp: tupplehed vabad ▫ Liitlehine tupp: tupplehed omavahel kokkukasvanud alustega • Kroon koosneb kroonlehtedest, enamasti eredavärviline, liitlehine või lahklehine ▫ Liitlehine: krooniputk, tagasikäändunud osa, neel ▫ Lahklehine: pinnuke või naast; istuv;
Krooni kuju
Aktinomorfne – korrapärane, polüsümmeetriline: õiest saab läbi asetada kaks või enam sümmeetriatasandit ◦ Ratasjas, lehterjas, kellukjas, putkjas, liudjas, kuppeljas
Sügomorfne – monosümmeetriline: õiest saab läbi paigutada ainult ühe sümmeetriatasandi ◦ huuljas, keeljas, kannusega
Asümmeetriline - sümmeetriatasandita
Tolmukkond
Tolmukas : koosneb tolmukaniidist ja peast
Tolmukaniit: enamasti lihtne, harunemata; kui puudub, siis nim. istuvaks tolmukaks
Tolmukapea: koosneb tolmukottidest, mis on omavahel ühendatud pideme e. konnektiiviga. Kummaski tolmukotis kaks pesa, mille keskel sporogeenne kude -> moodustuvad mikrospoorid -> tolmuterad.
Staminoodid – tolmukapeata tolmukad
Tolmukas ja mikrosporogenees
Tolmukapea keskosas sporogeenne kude, mille rakud jagunevad meiootiliselt mikrospoorideks
Mikrospooride mitootilisel jagunemisel
tekib suur vegetatiivne ja väike
generatiivne rakk – tolmutera
Männi tolmutera
Liilia idanevad tolmuterad
Nisu
Emakkond ehk güneetsium
• Üheosaline (monokarpne): ühest viljalehest • Mitmeosaline: mitmest viljalehest ▫ Apokarpne: viljalehed ei ole kokku kasvanud, igaüks moodustab ühe emaka ▫ Tsönokarpne: viljalehed kokku kasvanud üheks emakaks • Emakas : suletud elund, milles arenevad seemnealgmed; moodustuvad ühe või mitme viljalehe kokkukasvamisel • Koosneb sigimikust, emakakaelast ja -suudmest
Sigimik
Ülemine: asetseb vabalt õiepõhjal, tekkinud ainult viljalehtedest
Alumine: moodustamisest võtavad osa kõik õieosad, mille alustega kasvab kokku
Keskmine: vähemalt alumine pool on teiste õieosadega kokku kasvanud
Sigimik võib olla ühe, kahe või mitmepesaline
Sigimikus tekivad seemnealgmed
Megasporogenees ehk emassugurakkude teke
Arhespoor jaguneb meiootiliselt – 4 haploidset megaspoori, millest 3 hävivad, üks jääb ellu ja tuum suureneb ning jaguneb 3 korda mitootiliselt: ◦ Esimese jagunemisega tekib 2 tuuma, mis liiguvad kummalegi poolusele ja jagunevad seal veel kaks korda – kummalgi poolusel 4 tuuma ◦ Kummalti pooluselt 1 tuum liigub raku keskele ja need ühinevad lootekotiks ◦ Ühel poolusel kolmest tuumast tekivad sünergiidid ja munarakk ◦ Teisel poolusel tekivad antipoodid
Õievalem ja õiediagramm
Valemis: ◦ tupp (calyx) – Ca; kroon (corolla) – Co; tolmukkond (androeceum) – A; emakkond (gynaeceum) – G; lihtne õiekate (perigonium) – P ◦ Kahesuguline, emasõis, isasõis, aktinomorfne, sügomorfne, asümmeetriline ◦ Õieosade arv näidatakse numbriga Ca5, Co6; kui õieosasid palju (>12) märgitakse ∞ või ~
Diagramm on õie projektsioon , näitab õie osade olemasolu ja arvu ning asetust üksteise suhtes
Õisik
• Õied kinnitunud teljele või teljestikule • Kandelehed – õisikutelje sõlmekohtades paiknevad fotosünteesivõime kaotanud lehed • Eelised üksikõie ees: ▫ Tagavad parema tolmlemise ▫ Järkjärgulise avanemisega vähem keskkonnategurite kahjulikku mõju • Enamikel taimedel õisikud • Lihtõisik – õied kinnituvad õierao abil või vahetult peateljele • Liitõisik – õied paiknevad peatelje harudel ▫ Sümpodiaalsed – telg lõpeb õitega, õied puhkevad tipust külgharude suunas või keskelt servade poole ▫ Monopodiaalsed – telg kasvab piiramatult, õite avanemine alates alt üles või servadest keskosa poole
Taimede paljunemine
Paljunemine – iga isendi võime anda algus paljudele või vähemalt ühele endasarnasele tütarorganismile
Suguline paljunemine: gameetide moodustumine, nende paarikaupa ühinemine ja sügoodi moodustumine ◦ Mikrosporogenees – tulemiks isassugurakud ◦ Megasporogenees – tulemiks emassugurakud
Gameedid tekivad gametangiumites
Suguta paljunemine ◦ Vegetatiivne ◦ Eoseline ◦ Spoorid ◦ Zoospoorid
Tolmlemine
Tolmlemine: tolmukapeade avanemine, õietolmu vabanemine ja sattumine emakasuudmele
Isetolmlemine – mõlemasugulised, sageli kleistogaamsed õied, tolmlemine toimub ühe õie piires
Risttolmlemine – valdav enamus taimi, õied mõlemasugulised või erisugulised ◦ Geitonogaamia – ühe taime piires erinevate õite vahel ◦ Ksenogaamia – võõrtolmlemine, erinevate isendite vahel
Isetolmlemise vältimiseks: ◦ Dihhogaamia – tolmukate ja emakate eriaegne valmimine ◦ Heterostüülia – osadel isenditel õied pika emakakaelaga ja lühikeste tolmukaniitidega ja vastupidi
Kleistogaamia
oMõlemasugulised õied, mis kunagi ei avane, õies olevad tolmukad viljastavad sama õie seemnealgmed oKleistogaamsed õied kannikestel – õied asuvad maa all või mulla kõdukihis. Nii varred kui õied on pigmentideta, õied ei avane kunagi. Tolmuterade valmides painduvad need vastu emakasuuet ning viljastavad seemnealgmed. Selliseid õisi tekib rohkem suve teises pooles , kui maapealseid õisi enam pole. Tagab suure ja stabiilse seemnevaru.
Iseviljastumise vältimiseks
Kahekojalisus: ühel isendil on emasõied, teisel isendil isasõied
Tolmuterade ja emakate eriaegne valmimine, tolmukaniitide ja sigimiku erinev ehitus
Keemilised retseptorid emakasuudmel: ◦ Spetsiaalsed ensüümid, mis tunnevad ära tolmuterad ja kas aktiveerivad nende idanemise või takistavad seda ◦ Tunnevad ära teiselt liigilt pärit tolmuterad, inhibeerivad need ◦ Tunnevad ära samalt õielt pärit tolmuterad, inhibeerivad need
Tolmlemise tõhustamiseks
PUTUKTOLMLEJAD Tolmuterasid toodetakse väiksemas koguses
Tolmuterad suured, lisaainetega
Tolmukad õie sisemuses, õites magus nektar või tugev lõhn, meelitava välimusega kroonlehed, painduvad tolmukad, sulguv õis, vibratsiooni vajadus
Tolmuterad kas karedad või kleepuva pinnaga
Tolmuterad lühikese elueaga
TUULTOLMLEJAD Tolmuterasid toodetakse suurtes kogustes
Tolmuterad väiksed ja kerged
Tolmukad ulatuvad õiest kaugele välja
Tolmuterad siledad
Tolmuterad püsivad kaua idanemisvõimelistena
 Tolmendajal on mugav emaka suudmetele maanduda tolmu kogumiseks ja hõõruda seega eelmisest õiest saadud tolmu sinna.
 Putukas saabub tolmuterade juurde ning hõõrub ennast vastu karvast kõverat emakasuuet kandes nii teiselt õielt saadud tolmu kohale
Tolmendavad putukad
Mesilased: tolmendavad väga erineva suuruse ja kujuga õisi ning õisikuid, värvidest eelistavad pigem kollaseid ja siniseid õisi. Sageli on nendel õitel mustrid , mis ilmnevad vaid UV valguses. Õied on enamasti lõhnavad ning nektaris domineerib sahharoos.
Liblikad
Tolmendavad enamasti suuri ja silmatorkavaid õisi, mis on roosad või lillakad ja sageli lõhavad. Õied toodavad rohkem nektarit, kui õietolmu (liblikad ei suuda õietolmu seedida), nektar on tavaliselt varjatud kitsastes torudes või kannustes, kuhu ulatub ainult liblika imilont.
Ööliblikad
Tolmendavad taimi, mis on valgete suurte õitega, toodavad palju nektarit ja lõhnavad tugevalt ja magusalt õhtul, öösel või varahommikul. Väiksematele ööliblikatele spetsialiseerunud lilledel on väiksemad õied, mis võivad olla õisikutesse koondunud.
Kärbsed
Mõned kärbsed (nt sirelased) toituvad õietolmust ja nektarist. Samas võivad osa taimi kärbseid ligi meelitada ebameeldiva haisu ning oranži või pruuni värvi õitega. Oluliseks tolmendajaks, kui muid putukaid napib.
 Mardikad: tolmendavad semiariidsetes piirkondades. Õied on suured, lamedad ja tugevalõhnalised, valkjad, kollakad või rohekad.  Herilased: mesilastega kohati võrdsed või isegi olulisemad tolmendajad
Loomtolmlemine
 Nahkhiired: taimedel suured heledad õied, avanevad öösiti, toodavad palju nektarit ja lõhnavad tugevalt.  Koolibrid: õied suured, enamasti punased või oranžid, kroonlehed tagasi käändunud, et nektarile paremini ligi pääseda
Veega tolmlemine
 Tolmlemisviis, mis esineb mõnedel veetaimedel ja mille korral õietolm vabaneb vette:  Epihüdrogaamia – õietolm kandub edasi vee pinnal (esineb harvem; penikeel)  Hüpohüdrogaamia – õietolm kandub edasi vee sees (merihein, neptunrohi)  Õied on väiksed, vabaneb väga palju tolmuteri, emakasuudmed on suured ja sulgjad, püüdmaks võimalikult efektiivselt vabanenud tolmuteri  Esineb väga vähestel taimedel – vaid 2% veetaimedest, ülejäänud kasutavad putuktolmlemist: õied ulatuvad veest välja.
Tuultolmlemine Õied väiksed, moodustavad õisiku
Enamasti puuduvad hästi välja paistvad õie osad ja lõhn
Õied toodavad vähem nektarit
Tolmukad ulatuvad pikalt õiest välja
Toodetakse väga suurtes kogustes tolmuterasid
Tolmuterad kerged, mitte-kleepuvad, emakasuudmed suured ja sule- laadsed püüdmaks õhust tolmuteri
Peaaegu kõik paljasseemnetaimed (mänd, kuusk jt), kõrrelised, lõikheinalised, mitmed lehtpuud (kask, lepp , tamm jt)
Spetsialistid vs generalistid
 Spetsialistid: õied on arenenud selliseks , et sobida kindlale tolmendajale: kuju, värv, lõhn, nektari koostis ja kogus.  Tolmeldamise efektiivsus: ei raisata energiat paljude tolmeldajate meelitamiseks  Tolmeldaja pidevus: tolmeldaja liigub sama liigi taimede vahel, tolm ei lähe võõraste liikide õitele sattumisega “raisku”  Kahelehine käokeel, käokannus, viigipuu  Generalistid: õied sobivad paljudele erinevatele tolmendajatele.  Sõltumatus : kui spetsiifilist tolmeldajat piirkonnas ei leidu, sobivad ka teised  Tolmu kadu: tolmeldaja käib paljude eri liikide juures, tolm läheb “raisku”
Viljastumine
Isas - ja emasgameedi ühinemine (sperimium ja munarakk) ◦ Isogameedid – gameedid on suuruse, kuju ja liikuvuse poolest sarnased ◦ Heterogameedid – gameedid ühesuguse kujuga, emasgameet on suurem ja vähem liikuv kui isasgameet ◦ Oogaamia – emasgameet on suur, kerakujuline ja liikumatu ning isasgameet väike ja liikuv
Tolmutera idaneb ja areneb tolmutoruks, generatiivne rakk jaguneb kaheks spermiumiks - kaheliviljastumine
Üks spermium ühineb munarakuga, tekib sügooot
Teine spermium ühineb lootekoti teistuumaga, tekib toitekude sügoodile
Apomiksis – loote areng viljastumiseta
Vili
Elund, mille ülesandeks on seemnete kaitse ja nende levitamine.
Tekib õiest pärast viljastamist, peamine osa emakkonnal.
Partenokarpsus – vili tekib ilma viljastumiseta.
Vilikond – mitmest kokkukasvanud õiest või koguõisikust tekkinud viljad.
Koosneb viljakesest e. perikarbist ja seemnetest.
Viljade liigitus
• Apokarpium – moodustunud lihtsast apokarpsest emakkonnast • Tsönokarpium – moodustunud enamarenenud tsönokarpsest emakkonnast • Lihtvili – moodustamisest võtab osa ainult üks emakas ▫ Jaguvili – laguneb pesadeks ▫ Lülivili – murdub üheseemnelisteks lülideks • Kogu- e. Liitvili – tekkinud ühe õie mitmest emakast • Edasine jaotus: ▫ Viljakesta konsistents, seemnete arv, vilja avanemine, viljalehtede arv
Viljade liigitus
Kuprataolised ◦ Kukkur, kaun , kõder, kõdrake, kupar
Pähklitaolised ◦ Pähkel, pähklike, tõru, seemnis, tiibvili, teris
Marjataolised ◦ Mari, õunvili, kõrvitsvili, hesperiid e. pomerants
Luuviljad ◦ Luuvili , koguluuvili (kuiv luuvili)
Seeme
Kõrgemate taimede paljunemiseks ja levikuks vajalik elund
Koosneb lootest ja säilituskoest, mis on kaetud seemnekattega
Sõltuvalt kuhu kogunevad varuained, eristatakse: ◦ Endospermi (kaer, moon) ◦ Perispermi (äiakas) ◦ Idusse (aeduba) ◦ Endospermi ja perispermi (pipar) ◦ Endospermi ja idusse (lina)
Seemnete levimise viisid
Autohooria ehk iselevi ◦ Peamiselt paiskviljad ◦ Gravitatsioon
Allohooria ehk tegurlevi ◦ Anemohooria ehk tuullevi ◦ Hüdrohooria ehk vesilevi ◦ Antropohooria ehk inimlevi ◦ Zoohooria ehk loomlevi ◦ Mürmekohooria (sipelglevi), ornitohooria (lindlevi), teriohooria (imetajalevi), epizoohooria (loomade pinnal), endozoohooria (loomade sees), sünzoohooria ( linnud noka vahel, ei söö seemet )
Autohooria - gravitasioon
Seemnete levitamine gravitatsiooni abil – valminud rasked viljad kukuvad emataime küljest maha. Sellist levi kasutavad näiteks: õunapuu, kookospalm, granadill jt.
Paljud kõva kestaga viljad veerevad maha kukkudes emataimest eemale
Võib üle minna vesileviks ja loomleviks
Paiskviljad ◦ Seemnete valmides neid ümbritsev kest läheb rõhu alla ning lõpuks rebeneb, lennutades seemned taimest kaugele (kannike, lemmalts, rippuba jt) ◦ Valminud kaunad on kuivad, veega kokku puutudes plahvatavad
Allohooria
Tuullevi: üks primitiivsem levikuviis. Seemned kas lendlevad tuulega kaasa või puistatakse maha. Lendlevatel seemnetel on tihti kas sulgjad lised ( võilill , põdrakanep) või kilejad/nahkjad tiivad ( vaher , oblikas). Pudenevad seemned on väiksed ja kerged, et võimalikult kaugele kukkuda emataimest
Vesilevi: kasutavad peamiselt veetaimed, ka mõned maismaataimed. Seemned võivad väga kaugele levida . Tihti on seemne sees õhukamber, et paremini veepinnal püsida
Loomlevi
◦ Mürmekohooria (sipelglevi) – sipelgad toituvad seemnete küljes olevatest õlikehadest, seeme ise jääb puutumatuks ning on idanemisvõimeline ◦ Ornitohooria (lindlevi) – lind toitub seemet ümbritsevast viljalihast või seemnerüüst, seeme läbib seedekulgla kahjustamata ning on pärast väljutamist idanemisvõimeline ◦ Teriohooria (imetajalevi) jaguneb kolmeks: ◦ Epizoohooria (loomade pinnal) – seemnel on spetsiaalne haakuv osa või kleepuv pind, mille abil kinnitutakse looma karvadesse. Mõne aja pärast seeme kas pudeneb või hõõrdub maha ◦ Endozoohooria (loomade sees) – loom toitub seemet ümbritsevast viljalihast või seemnerüüst, seeme on paksu kestaga ja läbib seedekulgla kahjustamata ning on pärast väljutamist idanemisvõimeline ◦ Sünzoohooria – vili võetakse kaasa, süüakse mujal, seemned pudenevad maha (ei läbi seedekulglat)
Endozoohooria
Mitmed taimeliigid on hävimisohus oma spetsialiseerumise tõttu endozoohooriale: nende seemned on väga paksu kestaga, mis vajab looma seedekulgla läbimist – maohape nõrgestab seemnekesta ning seedekulglast väljudes suudab taim idanema hakata. Kui see loom välja sureb või arvukus drastiliselt väheneb, järgneb sellele ka taimeliigi hävimine , kuna loomulikul teel taim ise enam levida ei suuda. ◦ Teatud piirkondades toimuvate taastamisprogrammide raames töödeldakse seemneid laboris idanemisvõimelisteks (pole jätkusuutlik)
Head ja vead
Gravitatsioon: väga stabiilne, kuid seemned ei levi kaugele, noored taimed ei pruugi kasvamiseks võimalust saada
Tuullevi: stabiilne, kuid tuleb palju seemneid toota, seemned ei pruugi sobivale kasvukohale jõuda
Vesilevi: vt. eelmine
Loomlevi: võrdlemisi stabiilne, kui pole liiga spetsialiseerunud
Seemnete levitamise tõhustamine
LOOMLEVI
Seemet ümbritseb viljaliha
Seeme rohke toitekoega
Seeme pigem suur
Seemnetel küljes haakuvad osad või kleepuv pind
TUULLEVI
Seeme „paljas“
Madala toiteväärtusega
Seeme pigem väike
Seemnetel küljes lendamist soodustavad lisemed
Vegetatiivne paljunemine
Talluse , juure, varre või lehe osade abil ◦ Tallus : alamate taimede keha, mis pole selgelt eristunud juureks, varreks ja lehtedeks
Põhineb regenereerumisvõimel: lehest, juure- või varrelõigust kasvab uus terviklik taim (sekundaarse meristeemi abil) ◦ Üherakulistel raku jagunemise teel ◦ Koloonialistel ja hulgarakulistel koloonia või talluse osadeks jagunemisel ◦ Katteseemnetaimedel juure, varre ja lehe osade ja nende muudendite abil – risoomid , sibulad, mugulad , sigipungad, tütartaimed jne
Vegetatiivne paljundamine põllumajanduses
◦ Mugulad: kartul, bataat, daalia ◦ Risoomid: iiris, floks ◦ Maapealsed võsundid: maasikas ◦ Sibulad: sibul, tulp ◦ Juurevõsundid: vaarikas, kirss
Pistik on emataime küljest äralõigatud võsu, juure või lehe osa ◦ Talvised: pikad, lehtedeta, pungadega, 1-3 aastased ◦ Suvised: lühikesed , lehtedega, sama aasta võsud
Pookimine on ühelt taimelt lõigatud punga või pookoksa kokku kasvatamine teise taimega ◦ Ligistamine ◦ oksastamine ◦ Silmastamine
Eoseline paljunemine
Spooridel e. eostel on kõva kest, levivad tuulega, tekivad sporangiumites e. eoslates; sugulise paljunemise spoorid – ei saa vahetult tekkida uut organismi
Zoospoorid e. rändeostel puudub kõva kest, liiguvad viburite abil, tekivad zoosporangiumites e. rändeoslates; suguta paljunemise spoorid – tekib vahetult uus vanemaga sarnane isend
a) filamendid b) gametofüüdid c) gametofüütide grupp arenevate sporofüütidega d) esimene fertiilne leht e) eoslad f) täiskasvanud taim https://www.youtube.com/watch?v=-xF83pHEx6Q
Seeme:Suur, Varuained,Niisked ,Viljastatud,Diploidne,Võimeline kasvama kohe uueks taimeks
Eos: Väike,Varuaineteta,Kuivad ,Viljastamata,Haploidne,Areneb kõigepealt eelleheks, kus toimub viljastumine -> saab alguse uus taim
Mõlemal juhul võib tegemist olla ristviljastumise või sama taime piires viljastumisega Mõlemal juhul võib levis püsida uinunud olekus pika aja vältel sobivate tingimusteni
Isend
Elusorganism – eraldiseisev olemus, millel on elu omadused. ◦ Hulkraksed (taimed, seened, loomad) ◦ Ainuraksed ( protistid , bakterid, arhead)
Kõik elusorganismid on võimelised: ◦ Paljunema ◦ Kasvama ◦ Arenema ◦ Toimima ◦ Vastama mõjutustele
Isendid jaotatakse liikidesse (dokumenteeritud 1,2 mlj, hinnanguline 10-14 mlj)
Esialgne jaotus välimuse/tunnuste sarnasuse alusel, tänapäeval geneetika alusel
Liikide ja eluvormide mitmekesisuse põhjused
Taimeriigi suur mitmekesisus täieneb pidevalt evolutsiooni käigus
Katteseemnetaimed : kõige rohkem liike, mitmekesisus suureneb liigisisese varieeruvuse arvel ◦ Hübridisatsioon ◦ Kohastumine ekstreemsetele kasvutingimustele ◦ Kleistogaamia ◦ Apogaamia
Evolutsiooniliselt nooremad liigid on morfoloogiliselt vähem konservatiivsed, vanemad liigid, mis on geograafiliselt ja ökoloogiliselt stabiliseerunud on ka morfoloogiliselt stabiliseerunud
Biosüstemaatika
Teadus eluslooduse mitmekesisusest, selle vormidest, põhjustest ja tekkest; liikide ja teiste süstemaatika ühikute piiritlemisest, nimetamisest ja teaduslikult põhjendatud klassifitseerimisest (Parmasto 1996) ◦ Taksonoomia ◦ Nomenklatuur ◦ Süstemaatika ◦ Floristika, faunistika, fungistika
Süstemaatika ülesanne
Taimede kirjeldamine
Sugulasliikide rühmadeks liitmine
Rühmade süstematiseerimine vastavalt liikide evolutsioonile
Takson – taksonoomilisse üksusesse kuuluvate organismide kogum; põhiühikuks liik
Domeen – kõrgeim taksonoomiline ühik
BOTAANILISE NOMENKLATUURI KOODEKSIS KASUTUSEL OLEVAD FORMAALSED TAKSONID (alanevasjärjestuses)
 Riik • alamriik, hõimkond • alamhõimkond, klass • alamklass, selts • alamselts, sugukond
• alamsugukond • triibus • alamtriibus, perekond • alamperekond • sektsioon • alamsektsioon • seeria
• alamseeria, LIIK • alamliik • teisend e. varieteet • alamteisend • vorm • alamvorm
Taksonid
RIIK,HÕIMKOND,KLASS,SELTS,SUGUKOND,PEREKOND,LIIK
Taimeriik,Katteseemnetaimed,Kaheidulehelised,Oalaadsed,Liblikõielised, Hernes ,Harilik hernes
Mis on liik?
Vaba ristumine sama liigi piires: ◦ viljakad järglased ◦ reaalne ristumine vabas looduses
Reproduktiivne isolatsioon teistest liikidest ◦ ökoloogiline isolatsioon ◦ etoloogiline isolatsioon ◦ mehaaniline isolatsioon ◦ gameetne isolatsioon ◦ hübriidide elujõuetus, viljatus, alakohasus
Sama liigi isenditele ühine, kuid teistega võrreldes unikaalne genofond
Liigiomane ökoloogiline nišš
Liikide definitsioonid
Liik on ajalooliselt evolutsiooni käigus kujunenud ühise päritoluga isendite rühm.
Liigid on küll ajas muutuvad ja ka liigisiseselt varieeruvad, kuid siiski suhteliselt stabiilsed üksused, mida iseloomustab ühtne genofond.
Ühe ja sama liigi isendid on omavahel ristuvad ja annavad elujõulisi viljakaid järglasi; ei ristu aga teiste liikide esindajatega.
Ühte liiki kuuluvad isendid on omavahel teatud määral sarnased, teistest liikidest eristab neid hiaatus (tunnuste selge üleminekuta erinevus).
Igal liigil on talle omane levila ning teatud kindel ökoloogiliste nõudluste kompleks.
Liike iseloomustab teatud kindel arvukus (loomade puhul on minimaalseks arvuks toodud u. 500 isendit). Üks eripäraste tunnustega isend pole veel liik!
Liikide teke
√ Allopatriline liigiteke – ühe liigi jagunemine kaheks geograafilise isoleerituse kaudu • Kvant-liigiteke
√ Sümpatriline liigiteke – liigi jagunemine kaheks ilma geograafilise isoleerituseta, kas spetsialiseerumise kaudu erinevatele ökoniššidele või muude ristumist vältivate piirangute tekke tõttu • Hübridiseerumine • Polüploidiseerumine
Süstemaatika põhisuunad. Erinevad lähenemisviisid loomuliku (arenguloolise) süsteemi koostamiseks :
√ Empiiriline süstemaatika √ Feneetiline süstemaatika e. feneetika √ Kladistiline e. fülogeneetiline süstemaatika e. kladistika √ Evolutsiooniline süstemaatika
Feneetika
Süstemaatika haru, mis tegeleb uuritavate objektide fenotüübiliste (nähtavate) tunnuste mõõtmise ja võrdlemisega, nendevaheliste seoste analüüsiga ning käsitletud tunnuste alusel objektide kvantitatiivse klassifitseerimisega
Põhimõte: üldine sarnasus peaks piisaval määral peegeldama uuritavate organismide evolutsioonilist seotust
Feneetika vastu töötavad:
Konvergents – päritolult erinevate liikide muutumine sarnasteks ühesuguste keskkonnatingimuste mõjul (analoogsete tunnuste teke)
Parallelism – ühesugused evolutsioonilised muutused lähedastel taksonitel nii, et ajalooliselt nooremad taksonid on omavahel sarnasemad kui nooremad taksonid oma eellastega
Mimikri – kaitsekohastumuslik sarnasus mittesugulaslikel organismidel
Juhuslik sarnasus, organite ehituslikud piirangud jms
Fülogeneetiline süstemaatika ehk kladistika
taksonite rühmitamine üksnes nende fülogeneesi alusel
põhiprobleem – empiirilistest andmetest (tunnuste jaotumisest taksonitel) kui evolutsiooni tulemusest lähtudes rekonstrueerida see protsess, mis on tunnuste mustrit kujundanud
Feneetika ja kladistika võrdlus
Homoloogia ja analoogia
Elundite või tunnuste selline sarnasus, mis tuleneb sisemise ehituse, geneetilise algupära ja arengulaadi ühtsusest ◦ inimese käsi / linnu tiib ◦ lehtpuu leht / okaspuu okas ◦ taime leht / kaktuse astel / herne köitraag
Erineva päritoluga elundite või tunnuste sarnasus, mis tuleneb nende ühesugusest või sarnasest funktsioonist ◦ nahkhiire lennus / putuka tiib ◦ taime juur / taime risoom
Homoloogia kriteeriumid
√ Struktuurikriteerium – sarnasus mitte ainult väliselt, vaid ka siseehituses √ Asendikriteerium – homoloogilised organid asetsevad teiste organite suhtes sarnastes kohtades; homoloogseid organeid ei saa organismil olla mitmes korduses √ Arengu- e. ontogeneesikriteerium – homoloogilised organid on sageli ühesuguse või sarnase ontogeneetilise arenguga √ Konvergentsitest (kaudne krit.) – tuleks uurida paljusid erinevaid tunnuseid; kui võrreldavatel objektidel on mitmed tunnused homoloogsed, siis on suurem tõenäosus, et ka uuritav tunnus on homoloogne
Tunnus
Tunnus e. atribuut e. deskriptor e. muutuja – organismi või taksoni omadus, mis võimaldab meil isendeid ja taksone iseloomustada, eristada ja identifitseerida
Tunnuse seisund – ühe ja sama tunnuse erinevad võimalikud olekud
Tunnuste tüübid
Kvantitatiivsed e. arvulised tunnused: ◦ Meetrilised e. mõõdetavad e. pidevad – seisundeid saab väljendada ükskõik millise arvuga; need lähevad sujuvalt üksteiseks üle ◦ Meristilised e. diskreetsed e. katkendlikud – seisundeid saab väljendada ainult täisarvudega; seisundid üksteisest selgelt eristatavad
Kvalitatiivsed e. Seisundilised tunnused: ◦ Ordineeritud e. loogiliselt järjestatud ◦ Ordineerimata e. järjestamata e. nominaalsed ◦ Erijuhtumid : ◦ binaarsed tunnused – esineb, puudub ◦ astakulised tunnused – suur, väike; arvukas, vähearvukas
Nomenklatuur
Olemus: reeglistik, mis käsitleb kõikide eluslooduse liikidele jt taksonitele teaduslike nimede andmist, nende kasutamist ja (vajadusel) nende muutmist
On rangelt reguleeritud ja reglementeeritud nomenklatuuride rahvusvaheliste koodeksitega: botaaniline, zooloogiline, bakterite, viiruste, kultiveeritavate taimede koodeksid
Igal taksonil saab olla ainult üks korrektne nimi st. igal taksonil on üks nimi (vanim reeglipäraselt publitseeritud) korrektne, teised samale taksonile (hiljem) antud nimed on sünonüümid
Taksonite teaduslikud nimed on ladinakeelsed sõltumata nende päritolust st. kõikide nimede moodustamisel kehtivad ladina keele grammatika reeglid
BOTAANILISE NOMENKLATUURI RAHVUSVAHELINE KOODEKS (BNRK) kehtib “traditsiooniliselt taimedena käsitletud organismide” kohta:
1. taimeriiki kuuluvad organismid (vetiktaimed, sammaltaimed, sõnajalgtaimed , paljasseemnetaimed ja katteseemnetaimed e. õistaimed) 2. seeneriiki kuuluvad organismid, sh. lihheniseerunud seened e. samblikud 3. sinivetikad e. tsüanobakterid
Binaarne nomenklatuur
Võttis kasutusele Karl von Linné
Liiginimi koosneb alati kahest sõnast ◦ Esimene nimetus tähistab perekonna kuuluvust, alati suure tähega ◦ Teine nimetus on liiginimi ja enamasti väikse tähega
Enamasti on nime järgi märgitud avastaja ja nimetaja initsiaal või perekonnanimi : ◦ L. – Carl Linné ◦ Ach. – Eric Acharius ◦ Fr. – Elias Magnus Fries (1794–1878) ◦ Th. Fr. – Theodor Magnus Fries (1832–1913) ◦ E.P. Fries – Elias Petrus Fries (1834–1858)
Universaalsuse tagamiseks kasutatakse ladina keelt vältimaks segadusi mitmetähenduslikest sõnadest
Botaaniline nomenklatuur on alati rangelt binaarne
Mitu riiki?
Riikide arv Riigid 2 Loomad, taimed=ülejäänud 3 Loomad, seened, taimed=ülejäänud /Loomad, taimed, protistid 4 Loomad, seened, taimed, bakterid/ Loomad, taimed, protistid, bakterid/ Loomad, taimed, seened, protistid 5 Loomad, seened, taimed, protistid, bakterid 6 Loomad, seened, taimed, protistid, eubakterid, arhebakterid Palju Loomariik, seeneriik , taimeriik, esiviburlaste riik, alveolaatide riik, amööbiriik jne
Kuidas jaotada?
Kromosoomne Prokarüootne Eukarüootne Sümbioosne Viirused Bakterid Seened Samblikud Plasmiidid Sinivetikad Loomad Mitokondrid Taimed Plastiidid
Eluslooduse suurim jaotus kaheks 1937: eeltuumsed (prokarüoodid) ja päristuumsed ( eukarüoodid )
Tänapäeval kolm domeeni: arhebakterid, bakterid, eukarüoodid
III domeen EUKARÜOODID e. PÄRISTUUMSED (Eucaryota)
1) ülemriik Ürgloomad (Archezoa) ◦ 5. riik Ürgloomad (Archezoa)
2) ülemriik Metacaryota ◦ 6. riik Algloomad (Protozoa, Rhizopoda) ◦ 7. riik ‘Esiviburlased’ (Stramenopila, Chromista, Chromalveolata) ◦ 8. riik Taimed (Plantae) ◦ 9. riik Loomad (Metazoa, Animalia) ◦ 10. riik Seened (Fungi)
Alamad taimed: Keha on tallus, pole eristunud kudedeks ja elunditeks,Sugulise paljunemise elundid üherakulised, Esindatud suguline, suguta ja eoseline paljunemine,Liikide arvu ja leviku poolest esikohal
Kõrgemad taimed: Keha on eristunud kudedeks ja elunditeks,Sugulise paljunemise elundid hulgarakulised,Elutsüklis selgelt väljendunud sporofüüdi ja gametofüüdi vaheldus
Alamad taimed: Rohevetikad – taimed või protistid,Pruunvetikad – protistid või taimed,Punavetikad – protistid või taimed,Ränivetikad – protistid,Samblikud – sümbioosne,Sinivetikad ei kuulu enam taimede alla vaid bakterite alla - tsüanobakterid
Kõrgemad taimed: Jagunevad: ,Sammaltaimedeks ,Koldtaimedeks,Sõnajalgtaimedeks,Paljasseemnetaimedeks,Katteseemnetaimedeks
Paljunemise evolutsioon
Paljunemise areng evolutsiooni tähtsaks tõukejõuks – uued spetsialiseerunud elundid Suguta paljunemine: kõige ürgsem, paljunemise algvorm, esineb kõigis taimerühmades ◦ Vegetatiivne paljunemine: kõige algelisem viis, erinevatel rühmadel erinevad viisid – isiidid, soreedid, sigikehakesed jne ◦ Eostega paljunemine: kadunud emasorganismi sarnase sporofüüdi taastekitamise võime, tekib uus põlvkond – gametofüüt Suguline paljunemine: tekkis varajastel arenguetappidel; arengutaseme näitajaks gameetide spetsialiseerumine – kõige algelisem on isogaamia, kõike kõrgem heterogaamia, kõige spetsialiseerunum on oogamia Maismaa eluviisiga seoses kaotab isasgameet liikuvuse ja viiakse sigimikku tolmutoru abil – ei sõltu enam veekeskkonnast Elutsüklis esineb sporofüüdi ja gametofüüdi vaheldumine Üldine seaduspärasus: evolutsiooni käigus omandab sporofüüt üha kõrgema arengutaseme ja suurema iseseisvuse, gametofüüt redutseerub üha enam, kaotab täielikult iseseisvuse ning sõltub tervenisti sporofüüdist
Ontogenees
Taimede individuaalne areng sügoodist kuni loomuliku surmani
Koosneb kolmest perioodist: ◦ Looteelne ehk proembrüonaalne ◦ Looteline ehk embrüonaalne ◦ Lootejärgne ehk postembrüonaalne
Ontogeneesi kestus erinevatel taimerühmadel väga erinev – bakteritel kümned minutid, sekvoial tuhandeid aastaid
Vegetatiivsete elundite kasvu ja viljakandmise suhe ontogeneesi kestel võib olla väga erinev ◦ Monokarpne: taim viljub kord elu jooksul ◦ Polükarpne: taim viljub korduvalt
Ontogeneesi ajal läbib taim teatavad kindlad faasid, mis on omavahel kindlas järjekorras
Fülogeenes
Taimede arengulugu alates ürgaegkonnast kuni nüüdisajani ◦ Taksoni fülogenees ◦ Struktuurielemendi fülogenees ◦ Taimede füsioloogiliste omaduste fülogenees
Evolutsiooniprotsessi kindel järjekord
Fülogeneesi ja ontogeneesi vaheline seos Haeckeli biogeneetiline reegel: ◦ Ontogeneesi vältel täheldatakse mõnede eellastele omaste arengufaaside kordamist ◦ Sammaltaimede eelniit ◦ Sõnajalgade esimene leht dihhotoomne
Väliskeskkonna mõju ja ristumise tulemusena tekivad ontogeneesi käigus uued struktuurilised ja füsioloogilised tunnused, mis kinnistuvad pärilikult – taimede ökoloogilised rühmad ja mitmesugused eluvormid
Eluvormid
Eluvorm ehk ökobiomorf on vormitekkeprotsessi elementaarühik, mis tekib keskkonnatingimuste kompleksi mõju tulemusena
Eristumine geneetilise kontrolli all, ainult tugeva mõjutuse tõttu võivad mutatsioonide, rekombinatsioonide ja polüpoidseuse alusel toimuda hüppelised muutused
Eluvormide süsteem C. Raunkiaeri järgi: ◦ Fanerofüüdid, kamefüüdid, hemikrüptofüüdid, krüptofüüdid, terofüüdid, epifüüdid, aerofüüdid ◦ Süsteem erineb oma lihtsuse ja loogilisuse poolest ◦ Arvestab füsioloogilist ja morfoloogilist aspekti ◦ Universaalne kõigi taimede jaoks
Ökoloogilised rühmad
Ühe vormitekkelise tähtsusega kohastunud taimed ühendatakse ökoloogilisteks rühmadeks
Niiskustingimustega kohtastumise alusel: ◦ Kserofüüdid: kasvukohtades ajutine või alaline veepuudus ; iseloomulikud mitmed transpiratsiooni vähendavad kohastumused ◦ Mesofüüdid: taimed, mis elavad piisavais, võõdukais niiskustingimustes ◦ Hüdrofüüdid: taimed, mis elavad veekeskkonnas; osaliselt või tervenisti vees, kinnitunud veekogu põhja või hõljuvad vee pinnal ◦ Hügrofüüdid: taimed, mis elavad kõrge õhuniiskuse tingimustes; puuduvad kohatumused transpiratsiooni vähendamiseks
Ökoloogilised rühmad
Valgustingimustega kohastumise alusel: ◦ Varjulembesed taimed: peamiselt metsa alumiste rinnete taimed
Ühe taime lehestiku piires: ◦ Valguslehed: kserofüütide moodi ◦ Varjulehed: hügrofüütide moodi
Liaanid: kiire kasvuga ronitaimed, mis kasutavad toena puude tüvesid ja tungivad valguse poole
Epifüüdid: rohttaimed , mis elavad teiste taimede peal, kuid toituvad iseseisvalt
Autotroofsed ja heterotroofsed taimed
Autotroof : taim, mis sünteesib kõik endale vajalikud orgaanilised ained anorgaanilistest ainetest ◦ Rohelised taimed: fotosüntees ◦ Klorofüllita taimed: kemosüntees
Heterotroof : taim, mis ei ole võimeline mineraalsetest orgaanilisi sünteesima ◦ Parasiidid : elusatest organismidest ◦ Saprofüüdid: surnud organismide jäänustest
Autotroofuse taandareng: võrm, soomukas, putuktoidulised taimed
Isendi suhestumine keskkonnaga Mis mõjutab liigi eksisteerimist konkreetses kohas? Keskkonnatingimused Ressursside olemasolu Konkurentide olemasolu Vaenlaste olemasolu Kasvustrateegia /kasvutsüklid Ekstreemsete olude kestus
Ressursid vs keskkonnatingimused
Ressursse organismid tarbivad elutegevuseks ja paljunemiseks – tarbitud ressurss muutub kättesaamatuks teistele organismidele.
Keskkonnatingimused on füsikokeemilised omadused – neid ei tarbita.
Taimed fotosünteesivad → milliseid ressursse kasutatakse?
Ressursid on piiratud → konkurents
Keskkonnatingimused
Mida tähendab ekstreemne/karm/soodne keskkond?
Keskkonnaga suhestumine
Organism reageerib keskkonna tingimustele:  Ekstreemsed tingimused põhjustavad surma  Vähem ekstreemsed tingimused pärsivad kasvu ( stress )  Ideaalsed tingimused võimaldavad paljuneda  Ebasoodne mõju ainult kõrges kontsentratsioonis  Mõju on vaja madalas kontsentratsioonis, kõrges on surmav
Stress
Ebasoodsad tingimused/häiringud tekitavad organismile stressi ◦ Kuumus ◦ Kuivus ◦ Liigvesi ◦ Külmus ◦ Soolsus ◦ Mineraalide liiast tulenev toksilisus Biootiline stress: ◦ Herbivoorid , kahjurid ◦ Trampimine/pinnase liikumine ◦ Patogeenid Pidurdub kasv ja areng Kaob võime reprodutseeruda
Ekstreemumid
Ekstreemumid on surmavad, enne toimivad kontrollmehhanismid Kuidas reageerib organism kõrgele temperatuurile? ◦ Mis ohud sellega kaasnevad? ◦ Mis roll on mõju kestusel? ◦ Mis roll on mõju sagedusel? ◦ Mis roll on mõju toimumise ajal? (organismi arengujärk/ aastaaeg )
Levikut piirav ekstreemum – indiviidi peab tapma vaid korra.
Tingimused kui stiimulid
Organismi võime ennustada tingimusi annab ellujäämise eelise
„Palju marju tähendab, et tuleb karm talv“
Organismidel on sisemine kell, mida võrreldakse väliste teguritega ◦ Päeva pikkus (fotoperiood) ◦ Teise perioodi üleminekuks toimuvad ettevalmistused ◦ Puhkeperioodi lõpetamiseks on vaja madalaid temperatuure
Kõikjal peale ekvaatori toimuvad aastaaegade muutused ◦ Organismide füsioloogilised ja morfoloogilised muutused keskkonna vastusteks
Milliseid muutused esinevad taimedel, millised loomadel?
Talveuni
Ebasoodsate tingimuste üle elamiseks aeglustatakse füsioloogilised protsessid ◦ Kehatemperatuur langeb ◦ Pulss aeglustub ◦ Ainevahetus aeglustub ◦ „ Igiliikur “ – rasvavarude kasutamine
Püsisoojased vs kõigusoojased
Talveuni vs talveuinak
Milliseid ebasoodsaid tingimusi on vaja üle elada?
Milliseid strateegiaid kasutavad taimed?
Euroopa hamstri uinakud
Kohastumused temperatuurile
Kasvu ja arengu perioodilisus taimedel  Fotoperiodism: päeva pikkuse mõju kasvu ja arenguga seotud nähtustele ◦ Sõlmevahede kasvukiirus ja pikkus ◦ Säilituselundite moodustumine jne.  Pikapäevataimed: hakkavad õitsema pärast pika päeva mõju, üle 12h päiksevalgust ◦ Õitsevad hiliskevadel või suvel ◦ Sojauba, puuvillapõõsas, hirss, riis, tubakas  Lühipäevataimed: hakkavad õitsema pärast lühikese päeva mõju, päev lühem kui öö ◦ Õitsevad hilissuvel või sügisel ◦ Suviteraviljad, spinat, mais
Kasvu ja arengu perioodilisus taimedel
Aktiivsuse vaheldumine: esineb peaaegu kõigil taimedel, seotud klimaatiliste tingimuste vaheldumisega ◦ Üheaastastel langeb kokku organismi vananemisega, mitmeaastastel teatud osade vananemisega ◦ Puhkeseisundis meristeemid peidus seemnetes või pungades ◦ Puhkeseisund kas füsioloogiline või sundpuhkus ◦ Seemned pole võimelised idanema kohe peale valmimist, nad on puhkeseisundis ◦ Pärast sügavpuhkuse lõppu vajavad seemned vett, vee puudumisel sundpuhkeseisund ◦ Sügavpuhkust on võimalik kunstlikult katkestada: stratifikatsioon , skarifikatsioon
Ressursid taimedele
Keskkonna biootilised või abiootilised komponendid
Kinnitunud organismid ei saa minna mujale toitu/paremaid tingimusi otsima
Päikesekiirgus – millest sõltub?
CO2 osakaal
Mineraalainete olemasolu
Vee piisavus
Millest sõltub fotosünteesi intensiivsus?
Fotosüntees ja keskkonnatingimused
 Süsihappegaas: sisaldus atmosfääris pole optimaalne – 0,03%, depressioonid alla 0,01% ja üle 1%  Temperatuur: 0-35C Hoffi reegel: temp tõstmisel 10C võrra intensiivistub fotosüntees 2-3 korda; igal taimeliigil miinimum, optimum ja maksimum erineb  Vesi: veevaegus fotosünteesivates kudedes põhjustab depressiooni, mille aste sõltub vastava liigi põuakindlusest, kasvufaasist, veesisalduse vähenemise astmest jne.
Fotosünteesi strateegiad  C3 taimed: ◦ Õhulõhed päeval avatud ◦ Fotosünteesist võtab osa kogu leht ◦ Efektiivsem, kui C4 ja CAM taimedel jahedates ja niisketes tingimustes normaalses valguses, vajab vähem ensüüme, pole vaja anatoomia erisust ◦ Enamik taimeliikidest , riis, oder  C4 taimed ◦ Õhulõhed päeval avatud ◦ Fotosüntees toimub seesmistes rakkudes ◦ Fotosüntees toimub kiiremini rohkes valguses ja suurtel temperatuuridel , parem vee kasutuse efektiivsus, kuna õhulõhed on lühemat aega avatud ◦ Mais, mitmed1idulehelised, maltsalised, rebasheinad  CAM taimed ◦ Õhulõhed avatud öösel ◦ Parem vee kasutuse efektiivsus põuastes tingimustes, õhulõhed võivad üldse kinni jääda ja taim kasutab enda toodetud CO2 ja O2, muutudes seega “igiliikuriks” ◦ Sukulendid, orhideed
Vee ja mineraalainete kättesaadavus
Taimede peamine koostisosa on vesi ◦ 85-90% ◦ Kõik füsioloogilised protsessid on veest sõltuvad ◦ Kõik keemilised reaktsioonid taimes toimuvad vesikeskkonnas ◦ Ainete transport taimede sees sõltub vesikeskkonnast ◦ Turgor
Mineraalainete kättesaadavus mõjutab taimede kasvu ja arengut ◦ Mikrotoitained ◦ Makrotoitained
Mis mõjutab toitainete kättesaadavust ?
Juurestik
Kas juurestiku suurus on sõltuvuses taimede elueast? Millises pinnases haruneb juurestik rohkem?
Vee liikumine taimes
 Vee liikumise taimes tagab transpiratsioonivool  Suurematel kaugustel trahheede ja trahheiidide kaudu, väiksematel kaugustel rakukestade ja –vaheruumide süsteemi ja vakuoolide katkendliku süsteemi kaudu  Transpiratsioon ◦ Stomataarne: õhulõhede kaudu ◦ Kutikulaarne: kogu lehe pinna kaudu  Transpiratsioon sõltub meteoroloogilistest tingimustest  Veevaeguse tõttu suureneb imev jõud, mis ulatub juurteni  Taimemahl: 0,1-0,4% org. ja anorgaaniliste ainete ebapüsiv vesilahus  Gutatsioon: juurerõhu mõjul hakkavad taimed lehtede kaudu taimemahla eraldama .
Taimede veebilanss
 Veekao vähendamiseks ◦ Kutiikula, vahakirme, karvad jne ◦ Vee kiire toimetamine juurtest lehtedesse  Fotosünteesi kulgemiseks vajalik klorofülli sisaldavate rakkude tihe kontakt välisõhuga ◦ Päikeseenergia neelamisest soojeneb taim ◦ Vee aurumine suureneb  Veevaeguse tekkimine ◦ Palav päev, kuiv pinnas ◦ Närbumine: ajutine või kestev  Närbunud taime veekaotus 5-10x väiksem turgorseisundis taimest  Veevaeguse taluvus liigiti erinev ◦ Kartul ja päevalill taluvad ka kuni 30% veekaotust ◦ Varjutaimed närbuvad juba 2-3% veekaotuse puhul
Põua- ja kuumakindlus
 Põud: tugev ja püsiv veepuudus, põhjustab häireid taimede veerežiimis ◦ Atmosfääripõud: juurestik jääb kahjustamata ◦ Mullapõud: põhjustab püsiva närbumise  Kõige tundlikumad on taimed paljunemiselundite moodustamise ja viljastamise ajal  Põuakindlus: võime säilitada normaalne ainevahetus veevaeguse tingimustes, mis teistel taimedel põhjustab pöördumatuid patoloogilisi häireid  Kõrge temperatuur häirib kõigi füsioloogiliste protsesside normaalset kulgu ◦ Protsesside kooskõla häirub, tekivad mürgised ained ◦ Kaob tasakaal fotosünteesi ja hingamise vahel, taim nälgib ◦ Tsütoplasma membraanid lagunevad, rakud kaotavad osmootsed omadused ◦ Üle 50C hakkab tsütoplasma sadestuma, rakud surevad kiiresti  Kõrge temperatuur kahjulik just kasvu algetappidel ja õite moodustumise ajal, kõige kuumakindlamad on kserofüüdid
Mullast saadavad ained  Taimed sisaldavad peaaegu kõiki mullas leiduvaid elemente, millel on erinev tähtsus taime elus
 Keemilise olemuse järgi: metallid ja mittemetallid
 Füsioloogiliselt moodustavad kaks rühma ◦ Makroelemendid : taim vajab suures koguses (C, O, H, N, K, Ca, Si, Mg, Na, Fe, P, S, Al, Cl ◦ Mikroelemendid: Mn, B, Sr, Cu, Li, I, Ni, Mo, Co, Zn
 Elutähtsad elemendid: K, Ca, Mg, Fe, S, P, N+Mn, Zn, B, Al, I, Mo
1. N suur puudus 2. Ca puudus/K või Mg üledoos 3. Fe puudus 4. P puudus 5. Mg puudus 6. tavaline leht 7. N puuduse varajane märk 8. K puudus
1.Taimekaitsevahendite kahjustus 2. Haigus 3. Põud 4. Mg puudus 5. N puudus 6. K puudus 7. P puudus 8. tavaline leht
Toiteelementide ringlus
 Liikuvad toiteelemendid: N, P, K, Mg, Zn, Cl  Nende ainete puudusel võtab taim kasutusele vanemates lehtedes asuvad elemendid ja toimetab need uutesse lehtedesse ja kasvudesse  Elementide ebapiisavuse korral ilmnevad vanadel lehtedel puuduse märgid  Paiksed toiteelemendid: B, Ca, Cu, Fe, Mn, S  Neid elemente ei saa taimes ümber paigutada  Elemendite ebapiisavuse korral ilmnevad noortel lehtedel puuduse märgid
 Puuduse märgid:
Ressursid loomadele
Heterotroofid vajavad toiduks autotroofe ◦ Lagundajad ◦ Parasiidid ◦ Kiskjad – organism tapetakse ◦ Herbivoorid – osa organismist tarbitakse
Millisesse gruppi kuuluvad järgmised loomad:
Orav, vaal, gasell, lõvi , lehetäi, ämblik , hallitusseen
Heterotroofid on kas generalistid või spetsialistid (sh monofaagid) ◦ Sõltub elutsükli pikkusest
Toiduks tarbitav komponent
Kõige valgurikkamad – meristeemid Kõige rasvarikkamad – seemned Kõige süsivesikute rikkamad – viljad, floeem Taimede koostis sõltub liigist ja taime osast Loomade koostis on üsna sarnane Sõltuvalt toidu tüübist on loomadel kohastumused ressursi tarbimiseks
Roheline ( süsivesikud ), lilla (rasv), roosa (puidus leiduvad ained), pruun (kiudained), kollane ( mineraalained ), beež (valgud)
Kaitse
Toidu väärtust ei määra ainult koostis vaid ka kättesaadavus
Kaitsemehhanismid ◦ Füüsilised ◦ Keemilised ◦ Morfoloogilised ◦ Käitumuslikud
Väheliikuvad organismid vajavad tõhusamat kaitset
Kaitse ülekandumine: monarhliblika vastsed toituvad mürgisest taimest (askleepia), mis neile ei mõju, aga kasutavad selle mürki enda kaitseks
Liigisisene konkurents
Ressursid on piiratud
Samade vajaduste korral tekib konkurents ◦ Kaudne konkurents ressursi ammendumise tõttu - ekspluateerimine ◦ Otsene konkurents – hõivamine
Konkurentsi tagajärjel väheneb ressursikasutus indiviidi kohta, väheneb paljunemine ja kasv
Konkurentsi eelis sõltub ajastusest, juhusest või geneetikast
Konkurentsi efekti suurus sõltub populatsiooni tihedusest – mida suurem hulk puudujäägi tsoone kattub, seda vähem ressurssi indiviidile jagub
Liikidevaheline konkurents
Mingi ala hõivanud liikide kogumik – biotsönoos ◦ Osaliselt vajadused ressursside ja keskkonna tingimuste osas kattuvad ◦ Erinevad taluvused tingimuste optimumi ja ekstreemumi osas
Piiratud alal on piiratud hulk ressursse – kiirematele eelis ◦ Idanemise kiirus ◦ Kasvamise kiirus ◦ Puhkeoleku järgse taastumise kiirus ◦ Mõõtmed ◦ Strateegiad
Ökoloogiline nišš
Kaks väga sarnast liiki võivad lähestikku kasvada, kuid ometi mitte ristuda või üksteist välja tõrjuda ◦ Erinev viljakuse aeg ◦ Erinevad nõuded kasvukohale ◦ Erinevad ressursi vajadused ◦ Erinev etoloogia
Liigirikkus piiratud alal: ◦ Liikide nõuded keskkonnale kattuvad mõnes osas, kuid mitte kõigis tegurites
Niši roll ennustatavate levikuareaalide mudelite koostamisel: fundamentaalne ja realiseeritud nišš
Juhusliku leviku faktor
Ressursipõhine nišš
Keskkonna gradiendid
Igal liigil on oma optimaalsed vahemikud erinevatele klimaatilistele (füsikokeemilistele) tingimustele ◦ Temperatuur ◦ Niiskus ◦ Päeva pikkus ◦ Jne
Eurütoopne organism: talub laia gradientide vahemikku (laia ökoloogilise amplituudiga)
Stenotoopne organism: kitsa taluvusega, peavad esinema kindlad tingimused
Optimumi servas paiknev populatsiooni osa võib olla stressis ning võimetu paljunema
Liigi levik
Liigi levik sõltub ◦ ajaloolisest levikust , ◦ ökoloogiliste niššide olemasolust, ◦ konkurentsi tugevusest, ◦ doonorpopulatsiooni kaugusest, ◦ füüsilistest barjääridest ◦ levitaja sõltuvusest Kosmopoliitsed liigid Endeemsed liigid Reliktsed liigid
Ökoloogiline loodusgeograafia
Miks on liigil just selline leviku areaal ? Mis tegurid takistavad liigil mujale levimist ? Mis roll on geograafilistel faktoritel liigi levikule? Miks on ühes piirkonnas rohkem endeemseid liike kui teises?
Liigi leviku ajalugu
◦Kuidas on liigi areaal just selliseks kujunenud, nagu tänapäeval? ◦Millised on liigi lähimad sugulased ja kus neid leidub? ◦Miks on suurte isoleeritud alade ( Austraalia , Madagaskar) liigid niivõrd eristuvad teistest piirkondadest? ◦Miks mõned sugulasliigid esinevad kitsas piirkonnas samas kui teised on üle maailma levinud?
Mikrokliima
Väiksemal skaalal on suured erinevused taimestikus ühe kliimavöötme ja bioomi raames: ◦ Mäe põhjaküljel on hoopis teistsugune taimestik, kui lõunaküljel ◦ Alvari kõrgemal alal on teistsugune taimestik, kui niiskes lohus ◦ Aastased temperatuuri ja sademete tingimused suure puu all võivad erineda vaid mõne meetri kaugusel lageda alaga
Mikrokliima ulatus võib olla mõnest millimeetrist kümnete meetriteni ning selgitab taimkatte laigulisust väiksemal skaalal Mikrokliimade tõttu saavad paljud erinevad liigid koos eksisteerida ning ei teki ühte liiki, mis kõikjal domineeriks
Mikrokliima põhjused
Mikrokliimad erinevad üksteisest kätte saadud ja salvestatud soojuse, pinnase värvuse, tuule, valguse hulga ja sademete poolest.
Mida sügavamale juured tungivad, seda stabiilsemad on taime jaoks keskkonnatingimused.
Mikrokliimat mõjutavad teised organismid – ressursside tarbimine (valgus, vesi, tuulevari jm).
Pinnavormide erinevus – saadava päikesekiirguse hulk ja nurk
Mikrokasvukoht
Kakand kõdunevas puutüves: ◦ Stabiilne temperatuur ◦ Ümbritsevast kõrgem õhuniiskus ◦ Kõdunev puit sisaldab toiduks palju mikroorganisme ◦ Hea kaitse kiskjate eest
◦ Tüve ümber mikrokliima suuremad kõikumised, võib puududa sobiv söök ning kaitse kiskjate eest
Erinevad mikrokasvukohad looduslikus tiigis
Uute paikade asustamine
Kui liigi kasvukoha ressursid pole enam piisavad , tuleb leida uus elupaik ◦ Liiga suur populatsioon ◦ Ressursside ammendumine ◦ Kasvukoha hävimine
Mõned keskkonna faktorid on ületamatuks takistuseks ◦ Organismidel on meetmed selle lahenduseks (seemned, resistentsed arenguastmed, lennuvõime mõnes elujärgus jne) ◦ Kasutatakse ära ajutisi, hooajalisi ja alalisi muutuseid kliimas või kasvukohtade levikus (eksikülalistest linnud, kaelustuvi alates 1930, laanekannike Kundas)
Leviku piir
Sobivat leviku ala piirab ebasobiv ala – leviku barjäär ◦ Erinevad füüsikalised või keemilised tingimused ◦ Toidu puudumine ◦ Konkureerivad liigid/kiskjad
Barjääride ületamisel omad raskused: ◦ Maismaataim/-loom ei saa levida kaugele saarele ilma kõrvalise abita ◦ Veeorganism ei saa naaberveekogusse levida, kui otsene ühendus puudub veekogude vahel ◦ Ulatuslikud kõrged mäestikud barjääriks enamikele organismidele ◦ Liikide enda füsioloogia piirab – liik on oma evolutsiooni vang (palmid)
Levikuteed
Koridor : kahe elupaiga vahel leiduvad omavahel seotud veidi varieeruvad elupaigad, mille kaudu kummaski “koridori” otsas leiduvatel liikidel on lihtne mõlemasse suunda minna ◦ Euraasia ühendab Lääne-Euroopat Hiinaga
Filter : elupaikade vahel leiduv ala erineb rohkem ja vaid mõned liigid suudavad neid läbida ◦ Kesk-Ameerika troopiline tasandik
“Võitja saab kõik”: elupaik on ümbritsetud kardinaalselt erineva keskkonnaga, elupaigani jõudmine puhas juhus ◦ Saared keset merd , üksikud mäetipud , suur sügav järv, koobas
Barjääride ületamine
Kui liik on suuteline laial territooriumil elupaiku asustama – kosmopoliitne liik ◦ Talub erinevaid keskkonnatingimusi ◦ On laia tarbimisspektriga ◦ Levikule ja paljunemisele piiranguid minimaalselt ◦ Kiire kohanemisvõimega ◦ Kiire elutsükkel /efektiivne paljunemine
Kui liiki leidub vaid piiritletud alal – endeemne liik ◦ Enamasti üksikute populatsioonidega esindatud ◦ Populatsioonid väiksearvulised ◦ Sarnaste kasvupaikade asustamisel probleemid ◦ Aeglase kasvuga/keeruka paljunemisega
Endeemsus
Iga uus liik areneb välja mingil piiratud alal, kui liik mujale levida ei suuda, on tegemist endeemiga Kui mingi liik on esialgu laia levikuga , kuid aja möödudes suudab säilida vaid piiratud alal, on tegemist evolutsioonilise reliktiga. Endeemsete liikide osakaal eluslooduses on heaks indikaatoriks, kui kaua on ala isoleeritud olnud Mida pikem on isolatsioon, seda suuremaks muutuvad sugulasrühmade erinevused üksteisest Euroopa mäestike flooras on selgelt näha, et lõuna pool on endeemide osakaal suurem (Tatrates 12%, Kreekas 37%) Neoendeem – hiljuti kujunenud liik, mis pole veel jõudnud areaali suurendada (Kalifornia) Paleoendeem – pika isolatsiooni käigus kujunenud liik (Austraalia, Okeaania, Hawaii )
Populatsioon
Kui palju ühe liigi isendeid saab piiratud territooriumil koos eksisteerida?
Populatsiooni arvukus sõltub ◦ Kliimast ◦ Ressursside kättesaadavusest ◦ Toitumisstrateegiast ◦ Paljunemise strateegiast ◦ Elus püsimise strateegiast ◦ Patogeenidest/vaenlastest
Populatsiooni tihedus
Isendite arv pinnaühiku kohta
Põdrad Eestis 2012 aastal: Hinnanguline koguarv 12730, tihedus maakonniti elupaikade 1000 ha kohta 4,5-6,8 (allikas) Hundid asustavad 85 km2 ala, kari on 40 isendit – populatsiooni tihedus 0,47 isendit/km2 Eesti pindala on 45 336 km2
Miks pole mõistlik kogu riigi pindala kasutada?
Populatsioonide suhted ümbritsevaga
Populatsioon sõltub toidust ◦ Mida rohkem stabiilselt toitu, seda suurem populatsioon ◦ Ületarbimine /haigused/ migratsioon ◦ Toidubaasi valiku otsused (parem kvaliteet vs kiskjatele kättesaadavus; rohkem toitu vs suurem konkurents; kui kaua aega kulutada laigulise kättesaadavuse korral)
Mida piiratum ressurss, seda väiksemat populatsiooni võimaldab
Toidubaasi vähenemisel tarbija kas sureb või migreerub
Tarbijate vähenemisel taastub toidubaas
Herbivooride mõju taimestikule
Kärpimine soodustab kompenseerimist ◦ Tärkavad uinuvad pungad ◦ Intensiivsem harunemine ◦ Rohkem õisi
Ressursside kättesaadavuse ühtlustamine ◦ Ühesugune kõrgus ◦ Lisa toitained
Konkurentsi ühtlustamine ◦ Kiirem kasv tagab kiirema söömise – ei jõua domineerima hakata ◦ Aeglasekasvulised saavad võimaluse
Liigirikkuse sõltuvus herbivooridest
Tasakaal tarbimise/taastumise vahel Valivus toidu osas Trampimise osakaal Käitumismustrid
Hiiumaal taastati tuhandeid ha looniitusid. Hooldamiseks planeeriti mitmesajapealisi veisekarju kasutada. Mis on selle plaani probleemid?
Populatsioonide suhted ümbritsevaga
Populatsioon sõltub toidust ◦ Mida rohkem stabiilselt toitu, seda suurem populatsioon ◦ Ületarbimine/haigused/migratsioon ◦ Toidubaasi valiku otsused (parem kvaliteet vs kiskjatele kättesaadavus; rohkem toitu vs suurem konkurents; kui kaua aega kulutada laigulise kättesaadavuse korral)
Mida piiratum ressurss, seda väiksemat populatsiooni võimaldab
Toidubaasi vähenemisel tarbija kas sureb või migreerub
Tarbijate vähenemisel taastub toidubaas
Herbivooride mõju taimestikule
Kärpimine soodustab kompenseerimist – sõltuvus kärpimise ajast ◦ Tärkavad uinuvad pungad ◦ Intensiivsem harunemine ◦ Rohkem õisi ◦ Sõltub liigist Ressursside kättesaadavuse ühtlustamine ◦ Ühesugune kõrgus ◦ Lisa toitained teistele Konkurentsi ühtlustamine ◦ Kiirem kasv tagab kiirema söömise – ei jõua domineerima hakata ◦ Aeglasekasvulised saavad võimaluse konkurentsis püsimiseks Taimede füsioloogilised vastused kärpimisele ◦ Tugevamad lehed, kõrgem kiudainete ja mürgiste ühendite sisaldus Füüsiline mõju mullale
Liigirikkuse sõltuvus herbivooridest
Tasakaal tarbimise/taastumise vahel Valivus toidu osas Trampimise osakaal Käitumismustrid
Hiiumaal taastati tuhandeid ha looniitusid. Hooldamiseks planeeriti mitmesajapealisi veisekarju kasutada. Mis on selle plaani probleemid? Lugemist
Elu alvaritele
Looniitude võsastumine ◦ Väheneb elurikkus (putukad, taimed) ◦ Toidubaasi vähenemine (linnud, loomad) ◦ Teenuste vähenemine (tolmendamine, toitainete ringe ) ◦ Elupaikade vähenemine
Loopealsete eripärad : ◦ Õhuke mullakiht ◦ Sõltuvus sademetest, suvine põud ◦ Mulla kõrge pH ◦ Liigiline koosseis eripärane ◦ Niidu säilimiseks vajalik sekkumine
Taastamine: ◦ Mändide ja kadakate harvendamine ◦ Raskemasinad ◦ Veised vs lambad ◦ Puhastatud alade suurus ◦ Rohttaimede liigid ◦ Lammaste roll seemnete levitamisel ◦ Hooajalised piirangud? ◦ Sõnniku haldamine ? ◦ Trampimine?
Saagi populatsioonid
Kuigi saagiks olemine on halb indiviidile, võib see olla hea ülejäänud populatsioonile ◦ Vabanevad ressursid ◦ Liigisisese konkurentsi vähenemine ◦ Stressi vähenemine
Kaelustuvi katse ◦ Intensiivne küttimine ei suurendanud üldist ületalvist suremust ◦ Küttimise lõpetamine ei suurendanud populatsiooni
Taimede elutsükkel ◦ Kahjurite vähendamine tõstis seemnete valmimise edukust , tõusis idandite hävitamise intensiivsus
Kompensatsioonimehhanismid
Toitumisstrateegiad
Saagiks valitakse nõrgemad isendid ◦ Vanad, haiged, noored ◦ Kergem püüda, vähem jõudu põgenemiseks, vähem põgenemismanöövreid, suutmatus märgata kiskjat
Toitumisstrateegiad: ◦ Aktiivne jaht ◦ Passiivne jaht ◦ Parasiitide otsene ülekanne ◦ Parasiitide vabade vormidega kokkupuude
Toitumisotsused: ◦ Elupaiga valik: avatud vs varjatud ◦ Kiskjate osakaal: rohkem toitu vaenlase alas vs vähem toitu ohutul alal ◦ Toitumise kestus: kui palju aega veeta ühes paigas ◦ Konkurentsi osakaal: konkureerida paljudega rohke toidu üle vs leppida väiksema toidubaasiga konkurentsivabalt ◦ Optimaalne toidusedel: mida tarbida, kas mujal on parem?
Saakloom - kiskja vastasmõjud
Ideaalmudel: ◦ Suur saaklooma populatsioon võimaldab kiskja populatsioonil suureneda ◦ Suurenenud kiskjate populatsioon vähendab saakloomade populatsiooni ◦ Saagi puudusel väheneb kiskjate populatsioon – hakkab suurenema saaklooma populatsioon
Reaalsuses lisanduvad kõrvaltoimed: ◦ Saakloomi mõjutab omakorda toidubaas – mida pikem toiduotsing, seda väljapaistvam kiskjale ◦ Haigused ◦ Migratsioon ◦ Erakorralised ilmastikunähtused ◦ Ellujäämus erinevatel eluetappidel
Asustustihedus
Ükski kiskja ei ela isolatsioonis ◦ Konkurents toidule ◦ Konkurents elupaigale ◦ Territoriaalne käitumine vähendab toitumisele kasutatavat aega ◦ Toidu varastamine (kajakad)
Väheneb toiduks tarbitava energia hulk indiviidi kohta – pärsib kasvu ja arengut Pidurdub populatsiooni edasine kasv Piirab saakloomade ületarbimist Taimedel kasvu inhibeerivad hormoonid Isendid moodustavad enamasti metapopulatsiooni – pole homogeense massina üle piirkonna jaotatud
Faktorite ja populatsioonide vastasmõju
Liigi elukeskkonda kujundavate faktorite gradientide koosmõju süsteemid mõjutavad liikide levikut ◦ Ühe faktori ekstreemum ei pruugi liigi levikut mõjutada, kuid kahe faktori ekstreemumite koosmõju juba mõjutab ◦ Vesi-temperatuur vastasmõju ◦ M.R. Warburgi preferendumi katse
Liikide omavaheline vastasmõju võib oluliselt soosida või piirata liikide levikut ◦ Toituvussõltuvus ◦ Tolmendamissõltuvus ◦ Sümbioosne sõltuvus ◦ Konkurentsivõime/-võimetus ◦ Tõruvähkide kasvutsoonid liigiti
Limiteerivad faktorid
Taimekoosluste dünaamika
Taimekoosluse käsitlused
Frederic E. Clements ◦ Taimekooslus on superorganism ◦ Kooslus kui diskreetne üksus ◦ Determineeritud suund ja ennustatav lõppkooslus – kliimaks ◦ Monokliimaksi hüpotees ◦ Määravaks konkurents ja soodustamine Henry A. Gleason ◦ Taimekooslus on iseseisvalt käituvate indiviidide kogum ◦ Kooslus on kokkusattumus ◦ Kontiinum, determineerimata suund ja lõppkooslus ◦ Määravaks: liikide migratsioon ja liikide selektsioon vastavalt individuaalsetele keskkonna nõudluste ja faktorite taluvustele
Taimekoosluse parameetrid
Ajaline muster – dünaamika Stabiilsus ◦ Resistentsus ◦ Elastsus – kiirus, millega süsteem pöördub tagasi alg/tasakaaluolekusse ◦ Inertsus ehk püsivus - süsteemi vastupanuvõime muutustele ◦ Varieeruvus ehk amplituud – süsteemi variatsiooni ulatus, mille piires pöördub ta tagasi oma algolekusse
Kaasaegne taimekoosluse dünaamika seadus
I seadus: Taimkatte dünaamika seadus ◦ Kui koosluses tekib vaba ruum, ja kui selle hõlvamiseks on uued liigid või olemasolevad vanad liigid käituvad varasemast erinevalt, siis taimekoosluse struktuur või koosseis muutub ajas. II seadus: Dünaamiline taluvuse seadus ◦ Liikide kogumis, mille liikmetel on erinevad abiootiliste tingimuste taluvusläved ning ressursikasutuse interaktsioonide võimekused, järjestatakse liigid ajas vastavalt oma taluvuslävedele.
Kaasaegne taimekoosluse dünaamika seadus Allokatsiooni printsiip ◦ Organismidele on kättesaadav vaid limiteeritud osa energiast ning seepärast tuleb taimedel paigutada see energia oma struktuuridesse või funktsioonidesse, mis ei ole kättesaadavad teistele. Liikide strateegiad ◦ Organismidel on ressursside allokatsiooni mustrid geneetiliselt ära määratud.
Taimkatte dünaamika põhjuste hierarhia Erinev asustamisvõime ◦ Liikide levimisvõime ◦ Leviste fond (surevus, maakasutus /ajalugu) ◦ Levik (ruumis, maastikuline struktuur, levikuvektorid) ◦ Levise omadused ◦ Sihtmärgi tingimused ◦ Levisest, levisefond ( tagavara , maakasutuse ajalugu, aeg viimase häireni, naaberalade koosluste koosseis) ◦ Seemne s(t)aatus ◦ Ressursside kättesaadavus (koosluse mulla koostis ja sümbiondid, mikrotopograafia, koha ajalugu)
Taimkatte dünaamika põhjuste hierarhia Liikide omadused ◦ Vastavus (keskkonna)tingimustele ◦ Keskkonnastressi taluvus ◦ Interaktsioonide sh Konkurentsitaluvus ◦ Allelopaatia ◦ Ökofüsioloogia (Nõuded idanemistingimustele; Idanemisviis (kiire/aeglane, kevad/sügis); Assimilatsiooni tase (FS); Kasvutase; Populatsiooni diferentseerumine ◦ Elulugu (Allokatsiooni muster; Paljunemise ajastus; Paljunemisviis; Käitumuslikud eripärad; Peab olema võimeline levima)
Taimkatte dünaamika põhjuste hierarhia Koha olemasolu ◦ Suureskaalaline häiring ◦ Suurus, ulatus ◦ Levik, jaotus ◦ Aeg, tihedus ◦ Intensiivsus Kolmas osapool ◦ Kolmandad taimed ◦ Herbivoorid ◦ Kahjurid ja parasiidid ◦ Sümbiondid
Suktsessioon
Suktsessioon ehk koosluste järgnevus – koosluste vahetumine ja teisenemine ökosüsteemi arengus ◦ Allogeenne: kooslused teisenevad väliste tingimuste muutumise tõttu ◦ Autogeenne: koosluse vahetumine põhjus on senise koosluse enda mõju toimunud tingimuste muutumine ökosüsteemis ◦ Primaarne: uue kasvukoha hõivamine ◦ Sekundaarne: koosluse taastumine levise fondi abil
Suktsessiooni uurimise meetodid
Otsesed ◦ Kirjeldus ◦ Katse ◦ Materjal – taimne ◦ Materjal – arhiivides Kaudsed ◦ Aja asendus ruumiga ◦ Maastikuelemendid ◦ Populatsiooni struktuur ◦ Dendrokronoloogia ◦ Ajalooürikud, muistendid, nimed Mudelid
Suktsessioon Ennustatavad muutused taimkatte dünaamikas Primaarne: ökosüsteemi kujunemine uuele pinnale, kus pole varem ökosüsteemi esinenud, puudub muld ◦ Pioneeriliigid ◦ 1-aastased liigid ◦ Mitmeaastased rohttaimed ◦ Puhmad/ põõsad , valgust vajavad puud ◦ Varju taluvad liigid, kõrgekasvulised puud Kliimakskoosluse ajaks on kujunenud puude jaoks piisav mullakiht
Dünaamika ajaskaala järgi
Kliimakskooslus
Kliimaks ehk ökoloogiline tasakaal: taimekooslus, mis kasvaks antud paigas juhul, kui kooslusel lastaks segamatult kasvada pika ajavahemiku jooksul. See oleks “lõplik” taimeliikide kogum, mis teoreetiliselt jääks igavesti antud alale kasvama, või seni, kuni stabiilsed tingimused mingil põhjusel muutuvad. Kliimakskoosluse liigiline koosseis ja ruumiline struktuur on rikastunud ja püsiv, aine- ja energiabilanss on nullilähedased. Ökoloogilise tasakaalu korral on liikidevaheline konkurents madal. Miks?
Kliimaksi tüübid Klimaatiline kliimaks – ühekordne kliimaks, mis on tingitud piirkonna klimaatilistest tingimustest Edaafiline kliimaks – piirkonnas esineb erinevat tüüpi kliimakskooslusi, mis on tugevalt seotud erinevate keskkonnagradientidega (mulla omadused, topograafia , vesi, häiringud jt), mistõttu klimaatiline kliimaks ei saa välja kujuneda Diskliimaks – stabiilne kooslus, mis pole ei edaafiline ega klimaatiline kliimaks, vaid esineb sellisel kujul vaid inimese või koduloomade pideva sekkumise tõttu Katastroofi kliimaks – lõppkooslus on õrn katastroofidele (tulekahjud): kuivad põõsa ja puhmakooslused asenduvad peale tulekahju kiirelt rohttaimedega, kuni põõsad taastuvad ja saavutatakse taas kliimakskooslus
Suktsessioon
Suktsessiooni järk Kuidas aru saada, millises suktsessioonilises staadiumis on jälgitav kooslus?
◦ Milline on koosluse üldmulje? ◦ Milline taimede kasvustrateegia on valdav? ◦ Milline on koosluse energiabilanss?
Sekundaarne suktsessioon
Sekundaarne suktsessioon Ökosüsteemi kujunemine alale peale häiringut ◦ Muld on juba olemas ◦ Paljude liikide levised on kas mullas või ümbruskonnas juba olemas ◦ Suktsessioonilised protsessid kiiremad ◦ Koosluse taastumine enam-vähem sarnases liigilises koosseisus ja struktuuris, nagu oli enne häiringut Ökosüsteemid on taastumisvõimelised, kui neil lastakse
Häiringute tüübid Looduslikud: ◦ Põlengud ◦ Orkaanid ◦ Tornaadod ◦ Vulkaanipursked ◦ Pikaajaline põud ◦ Liustiku taandumine Antropogeensed - kaob võimalus ökosüsteemil taastuda ◦ Linnad ◦ Ulatuslikud põllud - monokultuurid ◦ Karjafarmid - kõrbestumine ◦ Reostused maismaal ja veekeskkonnas
Suktsessiooni protsesside mõjutajad Kliima muutumine piirkonnas Inimmõju ◦ Reostus ◦ Eriti tundlikud on “kinnised” ökosüsteemid ◦ Väetamine ◦ Maastiku muutmine sellisel määral, et isetaastumine on võimatu ◦ Mulla vaesumine /veerežiimi kardinaalne muutmine ◦ Metsade ulatuslik raie: muutub kogu piirkonna aineringe ◦ Kõrbestumine: taim hävitatakse enne seemnete valmimist
Tsükliline suktsessioon
Mingi ajalise kordumisega pidevalt toimuvad liigilised muudatused ökosüsteemis ilma suure häiringuta
Lihtsustatud mudel ◦ Liik kas soodustab teise liigi kasvama hakkamist või liigi elutsükkel lõppeb ◦ Kanarbik- kilpjalg vaheldumine
Muutuste maatriks: kirjeldab edasiste staadiumite esinemise tõenäosust käesolevast staadiumist tulenevalt
Teatud tsüklilisus võib esineda ka sekundaarse suktsessiooni puhul kui mingi mõjutaja “ saadab ” koosluse selle eelmisesse staadiumisse ◦ Soodne kahjurite aasta ◦ Eriti külm talv/eriti kuiv suvi
Muutused vegetatsioonis
Praegused muutused elurikkuses ja vegetatsioonis on suurimal määral mõjutatud inimeste tegevusest.
Looduse isetaastumise võime on pandud ekstreemselt proovile.
Vastutustundlik majandamine ja ressursside kasutamine.
Lõpetada mentaliteet “peale mind tulgu või veeuputus”.
Inimese mõju ökosüsteemile
Kooslustes liikide asendamine endale sobivaga Koosluse asendamine endale sobivaga Loodusliku tasakaalu kunstlik moonutamine ◦ Poollooduslikud kooslused ◦ Antropogeensed kooslused ◦ Toidu-tarbija kallutatud suhe
Lindude talvine toitmine ◦ Sõltuvus ühest paigast ◦ Kättesaadavus kiskjatele ◦ Haigused
Antropogeenne vegetatsioon
Inimese poolt loodud roheala kunstlikes või pool-looduslikes tingimustes ◦ Teede servad ◦ Pargid, parkmetsad ◦ Botaanikaaiad/arboreetumid ◦ Puude alleed ◦ Ajutine kultuurtaimestu ◦ Katuseaiad ◦ Niidud, karjamaad
Lisaks esteetilisele poolele omab tähtsust õhu puhastamisel ja kinnisvara hinnapoliitikas
Antropogeenne vegetatsioon tiheasustuses
Aitab tõsta ala primaarproduktsiooni Pakub ressurssi teistele organismidele ◦ Toit ◦ Elupaik/varjupaik
Vähendab reostust ◦ Tolm ◦ Müra ◦ Keskkonnamürgid ◦ Temperatuur
Annab lisaväärtuse inimeste elukeskkonnale ◦ Esteetika ◦ Rekreatsioon
Primaarproduktsioon
Biomassi osakaal pinnaühiku kohta linnas vs maapiirkonnas vs looduslikus koosluses
Fotosünteesi efektiivsus pinnaühiku kohta ◦ Erinev pinna katvus ◦ Erinev liigiline koosseis
Toitainete kättesaadavus FS efektiivseks toimimiseks
Ressurss
Toit ◦ Loomad, putukad ◦ Inimesed ,Peatuspaik,Elupaik,Vari,Materjal,Sümbioos,Bioloogilise mitmekesisuse tagamine
Reostus
Tolm ◦ Puud suudavad puhastada õhku 5x enda kõrguse ja 25x enda raadiuse osas ◦ Aitavad pidurdada tuult , Müra ◦ Looduslik müra hajutaja ja summutaja, Keskkonnamürgid ◦ Osoon , sudu, SO2, NOx ◦ Taimede lehed koguvad endasse õhus leiduvaid ühendeid ja seovad need enda sisse
Temperatuur ◦ Puud pakuvad varju ◦ Kasutavad ära päikeseenergiat FS käigus, Liigvesi ◦ Veel pole kuskile imenduda
“Sooja-saare” effekt
Linnades on tº ümbritsevate looduslike aladega võrreldes 1-6º kõrgem ◦ Katuste temp on ca 60C, rohealade ja veepinna ca 29-36C ◦ Vegetatsiooni hulk väiksem ◦ Raisku minev soojus majadest ja sõidukitest ◦ Kunstlike materjalide soojusmahutavus suurem ◦ Kõrghoonete tekitatud “kanjoni-struktuur”
Esteetika ja rekreatsioon,Pargid,Parkmetsad,Peenrad,“rippuv haljastus ”/konteinerhaljastus,Terviserajad
Guerilla gardening
Põllumajandus
Järjest suurenevad põllumajandusalad ◦ Karjamaad ◦ Põllud ◦ Majandusmetsad Monokultuurid ◦ Muldade vaesumine ◦ Vastuvõtlikkus haigustele ja kahjuritele ◦ Liigivaesus Keskkonna degradeerumine ◦ Reostus ◦ Erosioon ◦ Veesüsteemid
„ Kuldne org“ Kalifornias
Viljakate muldade tõttu võetud kasutusele põllumajanduses
Loodusliku taimkattega 1% orust, 99% põllukultuurid
Pinnavee tööstuslikul kasutamisel tekkinud veepuudus – kõrbestumine
Bioloogilise mitmekesisuse vähenemine, pestitsiidid
Muldade vaesumine – sõltuvus väetamisest
Ligitõmbav kahjuritele ja umbrohtudele
Suur osa kasvatavatest taimedest obligatoorsed mesilastolmlejad ◦ Tolmendamata mandli saagikus langeb 114 kg 18 kg peale
Mesilaste nälgimine
Antropogeenselt kujunenud mosaiiksus
Loodusliku koosluse areaali pidev vähenemine Areaalide eraldumine ja isoleerimine Koosluse kriitiline pindala liigilise mitmekesisuse seisukohalt Ristumisbarjääride tekitamine Vähenenud toiduvalik/toitumisalad Geenitriiv , in-breeding, leviste hävimine Doominoeffekt
Areaalide eraldumine Populatsioonide füüsiline isolatsioon ◦ Geneetilise mitmekesisuse vähenemine: vastupanuvõime vähenemine ◦ Ristumisbarjäär naaberpopulatsioonidega Liigilise mitmekesisuse vähenemine ◦ Minimaalne pindala liigi säilimiseks: tiiger vs võilill ◦ Väljasuremise võlg ◦ Ökoloogiliste seoste nõrgendamine ◦ Võtmeliigid
elupaikade vähenemine – päikesekaru borneol
Doomino efekt
Koosluste degradeerumine ◦ Looduslike liikide hävitamine, võõrliikide kooslusesse toomine ◦ Koosluse dünaamika ja struktuuri häirumine ◦ Konkurentsivõime erinevused ◦ Üksikute liikide kadumine -> rohkete liikide kadumine ◦ Erosioon ◦ Muldade vaesumine Koosluse hävimine/asendumine ◦ Sõltuvate liikide areaalide vähenemine ◦ Mitmekesisuse vähenemine ◦ Viitega väljasuremine ◦ Populatsioonide suurem isoleerimine
Leviste hävimine
Leviste sattumine ebasoodsatesse tingimustesse Vales kohas idanemine = hävinud levis Idanemisvõimelisuse püsimine sõltuvalt liigist Pikk idanemisperiood = teiste liikide poolt lämmatamine
Roheline võrgustik või ökoloogiline võrgustik?
Rohealad linnades inimestele rekreatsiooniliseks kasutamiseks ja taastutvumiseks loodusega. Rohealade võrgustik, kus tuumalad on ühendatud rohekoridoride kaudu, mis peaks tagama floorale ja faunale leviku- ja liikumisteed kasvupaikade vahel tagamaks liigilise mitmekesisuse säilimist.
Tuumalade minimaalpinna hindamine
Liikide esinemise kindlaks tegemine uuritaval alal. Esinemissageduse hinnang järjest suuremal alal. Väljasuremispiiri kindlaks määramine. Tuumalade suuruse määramine. Metapopulatsioonide ühendusteede/ vahemaade planeerimine . Fragmenteerumise arvestamine ja selle leevendamise meetmed. Konventsioonide piirmäärade saavutamine – kogu riigi pindalast 19% kaitsealadeks.