Ökoloogia lühikonspekt (5)

Kooslus (biotsönoos) – kõik elusorganismid , kes elavad koos mingil piiritletud territooriumil või liigid, mis esinevad koos ja interakteeruvad.
Populatsioon – on rühm üht liiki isendeid, kes elavad koos samal ajal samas paigas, mõnedel juhtudel lisandub tingimus, et populatsiooni isendid ristuvad omavahel.
Ökosüsteem – süsteem, mis haarab endasse koosluse ja tema poolt oluliselt muudetud keskkonna ( abiootilise ja biootilise keskkonna ühendus).
Biosfäär –Biosfäär on see osa Maast, kus organismid elada saavad (s.t. bioloogiliselt sobiv muld, õhk, vesi). Biosfäär või ökosfäär sulanduvad märkamatult (terava piirita) litosfääri (kaljud, setted, Maa pealiskord jne.), hüdrosfääri ja atmosfääri.
Gaia hüpotees e geokeemilise keskkonna bioloogiline reguleerimine:
Elu olemasolu Maal tagab ise eluks vajalike füüsikaliste ja keemiliste olude stabiilsuse Maa pinnal, õhkkonnas ja maailmameres.
reguleerib atmosfääri gaasilist koostist (O2 ja CO2 tasakaalu)
Kontrollib ja keskmistab temperatuuri
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
Antropogeensed tegurid – inimtegevusest tulenevad tegurid, st inimmõju
Keskkonna saastatus ,Metsade hävitamine,Soode kuivendamine,Võõrliikide sissetoomine,Loomsete ressursside kontrollimatu kasutamine
Sünergism on erinevate keskkonnatingimuste koosmõju – seda tuleb keskkonnamuutusi uurides alati arvestada!
Valgus
Nähtav valgus – fotosüntees, nägemine
Infrapunane kiirgus – neeldub organismides ja toimib soojuskiirgusena, st võimaldab kõigusoojastel tõsta oma kehatemperatuuri
Ultraviolettkiirgus – väikestes kogustes soodustab inimese naharakkudes D-vitamiini sünteesi,suurtes kogustes kutsub esile geenmutatsioone
Fotosüntees – taimed seovad kiirgusenergia abil süsinikdioksiidi ja vee, tekivad süsivesikud e suhkrud ja eraldub hapnik. Suhkrutes on rohkelt keemilist energiat.
Kõik rohelised taimed, loomad, seened ja enamik baktereid sõltuvad täielikult taimede poolt fotosünteesil salvestatud keemilisest energiast.
Fotoperiodism – organismide reaktsioon ööpäevase valgus – ja pimedusperioodi muutumisele
Valgusrütm reguleerib taimede puhkeaja algust ja lõppu
Päeva pikkus reguleerib loomade sigimist ja rändeid
Loomadel on aktiivsemad kas öö – või päevaajal
Temperatuur

• Enamiku organismide taluvusala on vahemikus 0 … + 50 C
  
• Kõrgetel temperatuuridel kaotavad ensüümid ja valgud oma struktuuri (denatureeruvad) ja kaotavad oma talitlusvõime
  
• Kõigusoojased – sõltuvad otseselt väliskeskkonna temperatuurist ( selgrootud , kalad , kahepaiksed, roomajad )
  
• Püsisoojased – kehatemperatuur püsib ühtlasena sõltumata välistemperatuurist ( linnud 40-42C, imetajad 36-39C)
  
• Aktiivse elutegevuse alumine piir on jäätumispunkt 0C (taimedel +5C)
  
• Kui temperatuur langeb miinustesse, tekivad rakkudes jääkristallid ja organism sureb
  
• Külmataluvad taime- ja loomarakud muudavad raku sisekeskkonna koostist
  
• Taimedel ja loomadel on mitmed kohastumused külma perioodi üleelamiseks (taimedel puhkeperiood, loomadel talveuni, taliuinak , ränded, karvavahetus, toidutagavarade kogumine)
  

Tuli

• Teatud taimed, selgrootud ja seened on kohastunud eluks pärast põlengut
  

Vesi

• Vesi on eluks hädavajalik
  

Inimese keha massist u 60% vesi.(Loode 97%, vastsündinu-75%)
Vee ül. elusorganismis: rakkude sisekeskkond ja rakuvaheruum, lahustumine ja keemilised reaktsioonid, transport, jääkainete eemaldamine
Surm-12-15% veepuudus
Hapnikusisaldus

• Hädavajalik taimede ja loomade aeroobseks hingamiseks
  
• Üks fotosünteesi põhisaadusi
  

Toiteelemendid

• Organismid kasutavad 40 elementi
  
• Põhibioelemendid: H, C, O, N, P, S
  

Happelisus ehk pH

• Neutraalse lahuse pH=7
  
• Happelise lahuse pH on alla 7
  
• Aluselise lahuse pH on üle 7
  
• Mulla pH 3 – 9
  

Ökosüsteem e biogeotsönoos on abiootilise ja biootilise keskkonna ühendus

• mikroökosüsteemid (mädanev puutüvi)
  
• mesoökosüsteemid (mets, järv)
  
• makroökosüsteemid e bioomid (kontinent, ookean)
  
• globaalne ökosüsteem e suurim mõeldav (teadaolev) ökosüsteem – biosfäär
  

Bioom – samatüübiliste ökosüsteemide kogum, makroökosüsteem, näiteks ühe kliima- ja taimkattevööndi või mäestike kõrgusvööndi ökosüsteemide kogum

• Autotroofid – organismid, kes sünteesivad eluks vajalikke orgaanilisi aineid ise
  

• Heterotroofid – organismid, kes eluks vajalikke orgaanilisi aineid saavad väljast ja ise orgaanilist ainet ei sünteesi
  

• Herbivoorid – taimetoidulised loomad
  

• Karnivoorid – lihatoidulised loomad
  

• Omnivoorid – kõigetoidulised loomad
  

• Bioproduktsioon – aja jooksul kogunenud orgaanilise aine hulk
  
• Ökoamplituud - teatud keskkonnatingimuse väärtuste vahemik, milles organism suudab elada
  
• Autökoloogiline amplituud – hõlmab parameetri piirkonna, milles organismi elu on mõeldav
  
• Sünökoloogiline amplituud – parameetri piirkond, milles organism tegelikult elab
  
• Ökonišš – populatsiooni püsimiseks tarvilike tegurite olemasolu (ökoamplituudide vahemik). Liigi koht ökosüsteemis
  
• Fundamentaalne e. põhinišš – eluks vajalike tegurite olemasolu
  
• Realiseerunud e. tegelik nišš – reaalses keskkonnas kujunenud nišš
  
• Spetsialistid – kindlatele keskkonnatingimustele (kindlale toidule) kohastunud organismid
  
• Generalistid – laia ökoamplituudiga ( mitmesugust toitu kasutavad) organismid
  

Keskkonna energeetiline iseloomustus:
Solaarkonstant - päikesekiirguse hulk kalorites, mis läbib atmosfääri ülemisel piiril kiirtega risti asetatud 1 cm2 suurust pinda 1 minuti vältel eeldusel , et Maa asub Päikesest keskmisel kaugusel (149 000 000 km).
Albeedo – arv, mis näitab, kui suure osa või mitu % moodustab tagasipeegeldunud kiirgusvoog pinnale langenud kiirgusvoost
Biomass – pinnaühikul (või mahuühikul) leiduvate organismide elusaine hulk massi- või energiaühikutes (näiteks g/m2, g/m3, t/ha või kcal /m2, kcal/m3)
Produktiivsus – energia sidumise ja biomassi ülesehitamise määr ajaühikus pindala- või ruumalaühiku kohta (energiaühikutes cal/cm2 aastas, massiühikutes grammi/cm2 aastas
Primaarproduktsioon - autotroofsete organismide kasutatud energia, mis moodustab toiduahela esimese astme kogutoodangu, või heterotroofidele edastatav energia, mis moodustab esmase puhastoodangu
Brutoproduktsioon – ökoloogilise süsteemi kogutoodang . Kogu sünteesiprotsesside käigus seotud energia
Netoproduktsioon – ökoloogilise süsteemi puhastoodang. Sünteesiprotsesside käigus seotud energia ja samal ajal kulutatud energia vahe
Mõisted:
konsumendid e. tarbijad
redutsendid ( destruendid ) e lagundajad
saprofaagid e kõdutoidulised
karnivoorid e lihatoidulised
herbivoorid e taimtoidulised
omnivoorid e kõigetoidulised
Populatsioon - rühm üht liiki isendeid, kes elavad koos samal ajal samas paigas

• Geograafiline populatsioon – paikneb loodusgeograafiliselt ühtlases piirkonnas, kuid koosluste poolest mitmekesisel maastikul (taiga)
  
• Ökoloogiline populatsioon – on seoses kindla ökosüsteemiga (mets)
  
• Elementaarpopulatsioon – liigi väikseim elementaarrühm ühe ökosüsteemi piires (metsalagendik)
  

Populatsiooni tihedus on populatsiooni isendite arv teatud maa-alal
Suhteline tihedus
Tihti piisab teadmisest, kas alal A on rohkem isendeid kui alal B või kas ala A isendite arv aastast aastasse muutub

• Arvukus on populatsiooni kuuluvate isendite koguarv mingil ajamomendil
  

• Sündimus – ajaühikus sündinud isendite arv
  
• Suremus – ajaühikus hukkunud isendite arv
  
• Füsioloogiline eluiga – liigi teoreetiline eluiga ideaalsetes tingimustes
  
• Ökoloogiline eluiga – liigi tegelik keskmine eluiga
  
• Vanuseline struktuur näitab erinevate vanuseklasside osakaalu populatsioonis
  
• Vanusegrupid:
  
  • prereproduktiivne
    
  • reproduktiivne
    
  • postreproduktiivne
    
• taimede jaoks on lisaks oluline suurus ja arengustaadium
  
• Sooline struktuur iseloomustab, millises vahekorras on populatsioonis emaseid ja isaseid isendeid
  
• Keskkonnamahutavus e kandevõime - populatsiooni arvukus, mille puhul populatsioon kasutab keskkonna varusid samal määral, kui need looduslikult uuenevad
  
• ! Ükski populatsioon ei saa kasvada piiramatult !
  

• Tihedusest sõltuvad tegurid
  
  • liigisisene konkurents
    
  • kisklus
    
  • parasitism
    
  • haigused
    
• Tihedusest sõltumatud tegurid
  
  • temperatuuri järsud muutused
    
  • looduskatastroofid
    
• Areaal e levila – geograafilised piirid, milles mingi liigi populatsioonid elavad
  
  • kosmopoliitsed
    
  • tsirkumkontinentaalsed ja tsirkumokeaansed
    
  • endeemsed
    
  • katkelised
    
• Relikt – liik, mis on säilinud varasema levilaga võrreldes väiksemal alal
  
• Elustrateegia – olulisemate kohastumiste kogum, mis tagab liigi populatsioonide säilimise läbi põlvkondade
  
  • konkurentsivõime
    
  • ebasoodsate olude talumine
    
  • populatsioonidünaamika laad
    

r – strateegia:(kalad)

• r – reproduction - sigivus
  
• palju järglasi
  
• järglased suhteliselt väikesed
  
• järglased väikese konkurentsivõimega
  
• arvukuse suured kõikumised
  

K – strateegia:(karu, tamm)

• K – keskkonna kandevõime
  
• vähe järglasi
  
• järglased suhteliselt suured
  
• järglased hea konkurentsivõimega
  
• arvukus stabiilne, keskkonna kandevõime lähedal
  

Kooslus - kõik elusorganismid, kes elavad koos mingil piiritletud territooriumil
Sünökoloogia - uurib populatsioonide omavahelisi suhteid ja uurib koosluste ja keskkonnatingimuste vahelisi suhteid
Neutralism
0
0
populatsioonid ei mõjuta üksteist, ei vaja üksteist
Amensalism
0
-
üks liik surub teise maha, aga ise kasu ei saa, bakteritel
Konkurents
-
-
liigisisene ja liikidevaheline, vahetu või ressursi kaudu, üksteist ei vaja
Parasitism
+
-
Parasiit /peremees suhe, peremees on parasiidile vajalik, parasiit peremehele mitte
Kisklus (herbivoorlus)
+
-
Üks saab kasu, teine kahju, ärasööjale on tema ohver vajalik
Allelopaatia
+
-
Keemilised mõjutused, mis ühele liigile on kasulikud ja teisele kahjulikud, taimedel
Kommensalism
+
0
Üks saab kasu, teisel on kasutu ja kahjutu, bakterid seedekulglas
Protokooperatsioon
+
+
mõlemale kasulik, aga mitte vajalik
Mutualism
+
+
mõlemale kasulik ja vajalik, mükoriisa, tolmeldamine, seedeelundite mikroobid

• Dominant on mingis koosluse organismirühmas ülekaalus olev ja selle aineringes tähtsaim liik.
  
  • taimekoosluse dominandid leitakse katvuse või biomassi järgi, harilikult iga rinde jaoks eraldi
    
  • loomakoosluses leitakse dominandid enamasti loomarühmade (suuruse, süstemaatika või funktsionaalse ) jaoks eraldi
    

Ökoton – kahe järsult erineva maastikuosa või koosluse siirdevöönd, mis sisaldab mõlema elemente ja on seepärast keskkonnalt komplekssem või liigirikkam kui kumbki neist ( servaefekt ).

• Taastumised e. demutatsioonid toimuvad juhul, kui kooslus on tugevalt häiritud mingi loodusõnnetuse, sageli inimtegevuse tagajärjel. Kui vaibub häiriva teguri otsene mõju, algab looduslik taastumine .
  
• 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
  
• Enamasti kujunevad kooslused auto- ja allogeensete protsesside koosmõjul
  
• Kliimakskooslus
  
• Tänapäeva käsitluses on kliimakskooslus väga aeglase arenguga kooslus, mille muutused on ühe inimpõlvkonna kestel märkamatud
  

• Väike geoloogiline aineringe
  
• Suur geoloogiline aineringe
  
• Biogeokeemiline tsükkel – ainete liikumine ja muutumine ökosüsteemis biokeemiliste protsesside toimel
  
• Bioloogiline aineringe
  

Bioelemendid on keemilised elemendid, mis moodustava organismi elementaarkoostise
Põhibioelemendid esinevad biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest moodustuvad biomolekulid ; 96-98%
Makrobioelemendid esinevad organismis ioonidena; vajatakse üle 100 mg päevas
Mikrobioelemendid, minimaalne esinemine inimorganismis on eluks hädavajalik
PÕHIBIOELEMENDID
H, C, O, N, P, S

• Nendest elementidest on üles ehitatud biomolekulid (valgud, rasvad, suhkrud, nukleiinhapped) ehk raku orgaaniline aine
  

Assimileerimine - “liikumine” organismide rakkudes, nitraadid ja nitritid tuleb bakterite ja fütoplanktoni rakuenergia abil redutseerida ammooniumiks, et seda saaks kasutada rakkude “ehitusmaterjalina”
Nitrifitseerumine (nitrification) - ammooniumi oksüdeerumine bakterite kaasabil nitrititeks ja edasi nitraatideks, seotud fotosünteesiga
Denitrifitseerumine (denitrification) - vähenenud hapniku tingimustes mõned bakterite liigid kasutavad hingamiseks nitraate , vabaneb gaasiline lämmastik mis lahkub süsteemist
N2 fikseerimine - gaasilise lämmastiku tõmbamine toiteahelasse (näiteks sinivetikate poolt)
Glükoosi molekuli lagundamine

• Kõige olulisem dissimilatsiooniprotsess (= lagundamine)
  

C6H12O6 + 602 = 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

• Glükoosi lagundamise summaarne võrrand:
  

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

• toimub ühtmoodi nii taime – kui loomarakus
  

Fotosüntees

• Kõige olulisem assimilatsiooniprotsess (= süntees)
  
• 6CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2
  
• toimub ainult rohelistes taimerakkudes
  

• Valgusenergia muudetakse keemiliseks energiaks
  
• Anorgaanilistest ühenditest CO2 ja H2O sünteesitakse orgaanilisi ühendeid (glükoos)
  

fotoperiodism

• lühipäevataimed
  
• pikapäevataimed
  
• päevaneutraalsed
  

Ökotüüp = ökoloogiline rass: populatsiooni adapteerunud osa. Rühm kasvukoha (elupaiga) ökoloogiliste tingimustega muust populatsioonist erinevalt kohastunud isendeid, kel on pärilikke iseärasusi nii morfoloogilistes kui füsioloogilistes tunnustes
Adaptatsioon – organismide ehituse või talitluse kujunemine selliseks, et see tagab paremini isendi või liigi säilimise ja populatsiooni arvukuse suurenemise
Kohanemine – pöörduv, ontogeneetiline, adaptatsioon
Kohastumine – pöördumatu, evolutsiooniline adaptatsioon
Reguleerijad on organismid, kes on võimelised säilitama välise keskkonna muutudes oma sisekeskkonna stabiilsena.
Kohanejad on organismid, kes ei saa reguleerida oma sisekeskkonda reguleerijad, kohanejad
Taliuinak: kergem püsisoojaste loomade puhkeseisund ebasoodsate aegade üleelamiseks.
Talveuni: loomade tardumusseisund talve üleelamiseks. Ainevahetuse intensiivsus väga madal, energia varuainetest, püsisoojastel kehatemperatuur langenud peaaegu keskkonnatemperatuuri tasemele .
Tarduni e. letargia : enamasti lühiajaline sügava une taoline seisund madalate temperatuuride üleelamiseks.
Suveuni: kuumade ja kuivade aastaaegade üleelamiseks. Esineb paljudel stepiloomadel.
Anabioos: organismi eluprotsessid sedavõrd aeglustunud, et nähtavaid eluavaldusi pole.
Mimikri : mittesugulaslikel loomadel looduslikus valikus kujunenud kaitsekohastumuslik sarnasus
Bates´i mimikri: kaitsetu loom sarnaneb kaitstud või mittesöödava loomaga.
Mülleri mimikri: mitme erineva söödamatu looma sarnasus.
Mimees: sarnasus mittesöödava esemega
Hoiatusvärvus: kehakatete ere ja silmapaistev värvus, mis teeb hästi kaitstud looma hästi nähtavaks ja väldib juhuslikke kallaletunge