Ökoloogia kordamis küsimused 18/19 (0)

ÖKOLOOGIA EKSAMI PROGRAMM
Ökoloogia sisu ja mõiste
Ökoloogia kuulub elusloodust uurivate teaduste hulka.
Ökoloogia on teadus, mis uurib organismide ja keskkonna vahelisi vastastikuseid suhteid
Ökoloogia teadusharud:
Autökoloogia – organismiökoloogia, liigi ja keskkonnategurite suhteid uuriv ökoloogia haru
Demökoloogia – ökoloogia haru, mis uurib organismide populatsioone ja nende keskkonnaoludest johtuvat dünaamikat
Sünökoloogia – Uurib populatsioonide omavahelisis suhteid ning koosluste ja keskkonnatingimuste suhteid
Geoökoloogia- uurib maastikuüksuste ökosüsteemide siseseid ja vahelisi suhteid ning maastiku aineringet ja energiavoolu, lähtudes organismide ja nende koosluste kohta tehtud uuringuist.
Käitumisökoloogia
Globaalökoloogia – ökoloogia haru, mis uurib Maad kui terviklikku süsteemi elukeskkonnana.
Üldökoloogia – uurib eluslooduse ja keskkonna üldisi, kõigil looduse süsteemtasandeil kehtivaid seaduspärasusi.
Populatsioon – rühm sama liiki isendeid, kes elavad koos samal ajal samas paigas ja ristuvad omavahel
Kooslus – kõik elusorganismid, kes elavad samal ajal samas paigas koos mingil piiritletud territooriumil
Ökosüsteem  – abiootilise (eluta) ja biootilise (elus) keskkonna ühendus
Biosfäär – Maad ümbritsev elu sisaldav kiht
Gaia hüpotees – poolteaduslik vaade, mis väidab, et planeet Maa tervikuna funktsioneerib kui elav organism
Kõikide elusorganismide ühised tunnused

Rakuline ehitus

Aine- ja energiavahetus

Stabiilne sisekeskkond

Paljunemisvõime

Arenemine

Reageerimine ärritustele
Eluslooduse organiseerituse tasemed
Aatom - molekul (vesi) - makromolekul(valk) - organel - rakk !elus! - kude(sidekude) - organ - elundkond - organism – populatsioon - liik - kooslus - ökosüsteem - biosfäär
Eluslooduse süstemaatika.
Domeen - riik - hõimkond - klass - selts - sugukond - perekond – liik
Abiootilised keskkonnategurid ja nende mõju taimedele ning loomadele.
Abiootilised tegurid – eluta looduse tegurid, st keskkond
* Päikesevalgus
* Temperatuur
* Sademed
* Tuul
* Happesus (pH)
* Toitainete sisaldus
* Veereziim
* Rõhk
* Tuli
Biootilised tegurid – eluslooduse tegurid, st organismidevahelised suhted
* Sümbioos
* Kommensalism
* Parasitism
* Kisklus
* Fütofaagia
* Konkurents
Sünergism - on erinevate keskkonnatingimuste koosmõju
Kohastumine ja kohanemine .
Kohanemine – pöörduv, ajutiline; adaptatsioon
Kohastumine – pöördumatu, evolutsiooniline adaptatsioon
Limiteerivad tegurid
Temperatuur:
Mõjutab organismis toimuvate biokeemiliste protsesside kiirust:
Vesi:

• fotosünteesi lähteprodukt
  
• hingamise produkt
  
• elukeskkond paljudele liikidele
  

Rõhk
Valgus

• Vajalik fotosünteesil
  
• Vähesed ökosüsteemid saavad ilma valguseta
  

Gaasid

• CO2 vajalik fotosünteesil nii vees kui maismaal. Limiteerib harva
  
• O2 vajalik hingamisel. Limiteerib tihti, eriti vees, mullas, setetes
  

Organismide vastused keskkonnatingimuste muutumisele.
Ökoamplituud - teatud keskkonnatingimuse väärtuste vahemik, milles organism suudab elada
Ökonišš iseloomustab liigi või populatsiooni suhtumuslikku positsiooni eripära ökosüsteemis
Populatsiooniökoloogia
Populatsioonide määratlemine rühm üht liiki isendeid, kes elavad koos samal ajal samas paigas
Populatsiooni iseloomustavad tegurid
* Populatsiooni tihedus
* Sündivus
* Suremus
* Ränne
* Levikutüüp
* Ealine struktuur
* Sooline jaotumine
* Laienemine
Populatsiooni kasvu tüübid ja keskkonna kandevõime
Iive – arvukuse muutumine ajaühikus

• Kasvav populatsioon – iive on positiivne
  
• Kahanev populatsioon – iive on negatiivne
  
• Stabiliseerunud populatsioon – populatsiooni arvukus on dünaamilises (muutuvas) tasakaalus, võivad esineda populatsioonilained
  

Kandevõime - populatsiooni arvukus, mille puhul populatsioon kasutab keskkonna varusid samal määral, kui need looduslikult uuenevad

• ükski populatsioon ei saa kasvada piiramatult  
  

Areaal ja levik.
Areaal – geograafilised ( ruumilised ) piirid, milles mingi liigi populatsioonid elavad
Elustrateegiad K ja r strateegia.
r – strateegia:
* r – reproduction - sigivus
* palju järglasi
* järglased suhteliselt väikesed
* järglased väikese konkurentsivõimega
* arvukuse suured kõikumised
K – strateegia:
* K – keskkonna kandevõime
* vähe järglasi
* järglased suhteliselt suured
* järglased hea konkurentsivõimega
* arvukus stabiilne, keskkonna kandevõime lähedal
Metapopulatsioonid rändavate või passiivselt levivate isendite kaudu omavahel seotud ning nõnda tervikliku süsteemi moodustavate populatsioonide kogum
Koosluste ökoloogia.
Liigisisesed ja liikide vahelised suhted e abiootilised tegurid.
Ainult ühele osalisele kasulikud või kahjulikud suhted
Mõiste
Liik 1
Liik 2
Kisklus
Üks saab kasu, teine kahju
Allelopaatia
Ühele liigile kasulik, teisele
Kahjulik
taimed
Parasitism
Üks saab kasu, teine kahju
Amensalism
0
1 liik takistab või pidurdab
Teise liiki, aga ise sellest
Kasu ei saa
Mõlemale osalisele kasulikud suhted
Sümbioos
Mõlemale kasulik ja vajalik
Protokooperatsioon
Mõlemale kasulik, aga ajutine
(mitte vajalik)
Mõlemale osalisele kahjulikud suhted
Konkurents
Mõlemale osalisele neutraalsed suhted
Neutrlism
0
0
Ei mõjuta üksteist ei
positiivselt ega negatiivselt
Koosluse mitmekesisus Koosluste mitmekesisus:
* Liigiline mitmekesisus
* Struktuurne mitmekesisus

• suuruseline
  
• funktsionaalne
  
• ajaline
  

* Geneetiline mitmekesisus
Dominantliik on mingis koosluse organismirühmas ülekaalus olev ja selle aineringes tähtsaim liik.
Servaefekt e ökoton kahe järsult erineva maastikuosise või koosluse siirdevöönd, mis sisaldab mõlema elemente ja on seepärast keskkonnalt komplekssem või liigirikkam kui kumbki neist (servaefekt)
Koosluste vahetus e suktsessioon ja selle vormid
Suktessioon e. koosluste vahetus – ökosüsteemide muutumine sadade kuni tuhandete aastate jooksul, on seotud koosluse koosseisu ja struktuuri pöördumatu ümberkujunemisega ning viivad uue koosluse kujunemiseni.

• Primaarne suktsessioon – koosluste vahetus algab tühjalt kohalt nagu liivaluited , uus vulkaaniline pinnas, kivi või jää alt vabanenud pinnas
  
• Sekundaarne suktsessioon – koosluste vahetus algab kohas, kust esialgne kooslus on tule, üleujutuse, tormi või metsaraie tõttu hävinud
  
• Autogeenne suktsessioon – koosluste vahetust põhjustavad koosluse sisemised tegurid nagu pinnase kinnistumine, mullateke , taimede varjutamine teiste taimede poolt jms.
  
• Allogeenne suktsessioon – koosluste vahetust põhjustavad välistegurid nagu kliima, maakerge , setete kuhjumine lammidel jms
  

Koosluste taastumine e demutatsioon ja selle vormid
Taastumised e. demutatsioonid toimuvad juhul, kui kooslus on tugevalt häiritud mingi loodusõnnetuse, sageli inimtegevuse tagajärjel. Kui vaibub häiriva teguri otsene mõju, algab looduslik taastumine.
Kliimakskooslus väga aeglase arenguga kooslus, mille muutused on ühe inimpõlvkonna kestel märkamatud
Maismaaökosüsteemid

• Tundra (arktiline, alpiinne)
  
• Boreaalsed okasmetsad ( taiga ), (segametsavöönd)
  
• Parasvöötme lehtmetsad
  
• Parasvöötme rohumaad (stepp, rohtla , pusta , pampa , preeria)
  
• Troopilised ja subtroopilised rohumaad (savann, puisrohtla )
  
• Kõrbed (rohu- ja põõsaskõrbed)
  
• Pooligihaljad troopilised metsad kuiva ja märja aastaaja vaheldumisega
  
• Igihaljad troopilised vihmametsad
  

Mereökosüsteemid

• Avaookean (pelaagiline)
  
• Kontinentaalself (rannikuveed)
  
• Upwelling’u alad (süvavee kerke alad)
  
• Estuaarid (jõgede suudmealad)
  

Mageveeökosüsteemid.

• Lentilised e seisuveekogude ökosüsteemid ( järved , tiigid jne)
  
• Lootilised e vooluvete ökosüsteemid ( jõed , ojad jne)
  
• Märgalad (sood, soostunud alad)
  

Bioom samatüübiliste ökosüsteemide kogum, makroökosüsteem, näiteks ühe kliima- ja taimkattevööndi või mäestike kõrgusvööndi ökosüsteemide kogum
Energia liikumine ökosüsteemis
Termodünaamika seadused
Energia ei teki ega kao, ta võib muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele
Energiavood biosfääris ja Maa energiabilanss .
Energiavoog – Päikese kiirgusenergia järk-järguline hajumine ökosüsteemis taimse ja loomse biomassi keemiliseks energiaks ( fotosüntees ) ning biomassi keemilisest energiast omakorda soojusenergiaks

• 33% peegeldub tagasi kosmosesse
  
• 22% neeldub atmosfääris
  
• 45% neeldub pinnases
  

Fotosüntees
6CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2
Kõige olulisem assimilatsiooniprotsess. Valgusenergia muudetakse keemiliseks energiaks
Rakuhingamine - Hingamisahela reaktsioonid toimuvad mitokondrite sisemembraanide harjakestel
• Hingamisahela reaktsioonide käigus sünteesitakse 36 ATP molekuli
Süsiniku ja hapniku liikumine läbi elus ja eluta keskkonna
CO2 ringe – toimub elus ja eluta looduse vahel. Atmosfääris CO2 esineb gaasina, mida taimed tarbivad fotosünteesiks, taime sööb mingi väike loom, teda sööb suurem loom. Siis, kui suurem loom sureb ära, lagundajad lagundavad teda ja libast lendub CO2 õhku tagasi või läheb mulda sisse mineraalidena. Pikaaja möödudes võib CO2 talletuda kivististe ja fossiilsetesse kütustesse mille põletamisel saatub CO2 taas atmosfääri
Toitainete liikumine ökosüsteemis
Autotroofid ja heterotroofid
Autotroofid – organismid, kes sünteesivad eluks vajalikke orgaanilisi aineid ise
Heterotroofid – organismid, kes eluks vajalikke orgaanilisi aineid saavad väljast ja ise orgaanilist ainet ei sünteesi
Tootjad, tarbijad ja lagundajad
I troofiline tase – TOOTJAD
II troofiline tase – TARBIJAD

• 1. astme tarbijad e herbivoorid
  
• 2. astme tarbijad e omni- või karnivoorid
  
• 3. astme tarbijad e karnivoorid
  

III ja järgnevad troofilised tasemed – TARBIJAD, TIPPKISKJA
Viimane troofiline tase – LAGUNDAJAD
Parasiidid on organismid, kes elavad teistes organismides või nende pinnal ja kasutavad neid või nende koostisosi või toitaineid oma elutegevuseks
Primaar-, sekundaar -, bruto - ja netoproduktsioon
Primaarproduktsioon - autotroofsete organismide kasutatud energia, mis moodustab toiduahela esimese astme kogutoodangu, või heterotroofidele edastatav energia, mis moodustab esmase puhastoodangu
Sekundaarproduktsioon - toiduahela teise astme organismide talletatud energiahulk. Sekundaarprodutsendid on tavaliselt taimedest ja vetikaist toituvad loomad
Brutoproduktsioon – Kogu sünteesiprotsesside käigus seotud energia
Netoproduktsioon – Sünteesiprotsesside käigus seotud energia ja samal ajal kulutatud energia vahe
Spetsialistid ja generalistid
Spetsialistid – kindlatele keskkonnatingimustele (kindlale toidule) kohastunud organismid
Generalistid – laia ökoamplituudiga (mitmesugust toitu kasutavad) organismid
Herbi-, omni- ja karnivoorid
Lihasööjad e loomtoidulised e karnivoorid e zoo faagid
Rohusööjad e taimtoidulised e herbivoorid e fütofaagid
Kõigesööjad e kõigetoidulised e omnivoorid e polüfaagid
Bioproduktsioon – aja jooksul kogunenud orgaanilise aine hulk
Ökoloogilise püramiidi tüübid:
Troofiline püramiid – ökosüsteemi troofilise struktuuri kujutis
Energiapüramiid
Arvukuse püramiidid
Toiduahel näitab aine ja energia liikumist tootjatelt tarbijate kaudu lagundajatele
Toiduvõrgustik näitab, kes keda sööb
Konsortsium kogum organisme, keda toit või elupaik seostab mingi kindla taimega
Ainete liikumine ökosüsteemis
Bioelemendid elusorganismide talitluseks vajalik miinimum on 27 keemilist elementi, neid elemente nimetatakse bioelelmentideks ja nad moodustavad organismi elementaarkoostise
Põhibioelemendid - esinevad biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest moodustuvad biomolekulid (H, C, O, N, P, S)
Makrobioelemendid – esinevad organismis ioonidena; vajatakse üle 100 mg päevas (Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Cl-)
Mikrobioelemendid - minimaalne esinemine inimorganismis on eluks hädavajalik (Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As)
Vesi
Vesi on:

• fotosünteesi üks lähteaineid
  
• hingamise üks produkte
  
• üks organismide ehitusmaterjale
  
• biokeemiliste protsesside keskkond
  
• paljude organismide elukeskkond
  
• maa kliima oluline mõjutaja
  
• elu häll
  

Aineringed
Veeringe
Geoloogiline ringe
C-ringe
Süsinikuringe tähtsad protsessid on fotosüntees (mil anorgaaniline süsinik saab orgaaniliste ühendite koostisosaks) ja hingamine
N-ringe
Lämmastikuringe kujutab endast protsesside ahelat , mille käigus molekulaarne õhulämmastik N2 muudetakse lämmastiku-ühenditeks ja nendest moodustub taas vaba N2
P-ringe
Hõlmab fosfori ühendite ringlust litosfääris, hüdrosfääris ja biosfääris.
S-ringe.
Väävel on: • oluline komponent mitmetes aminohapetes • osaline bakteriaalses ainevahetuses