EKOLOGIJA

Ekologija proučava odnose između živih organizama (biljaka i životinja) i životnih zajednica prema uslovima spoljašnjesredine, kao i uzajamne odnose živih bića

oikos – grč. dom, staništelogos – grč. nauka

Nivoi organizacije materije i nauke koje ih proučavaju

biosferaekosistemizajednicepopulacijeorganizmiorganitkivaćelije

molekuliatomisubatomske čestice

Ekologija se bavi proučavanjem sistema iznad nivoa organizma.

Prvi nivo iznad organizma je POPULACIJA, grupa jedinki iste vrste koja nastanjuje određeno stanište.

Sledeći nivo je ŽIVOTNA ZAJEDNICA (BIOCENOZA),

odnosno

skup svih populacija različitih bioloških vrsta na datom staništu.

Ekološki nivoi organizacione hijerarhije

ŽIVOTNA ZAJEDNICA zajedno sa fizičkim prostorom koji nastanjuju živa bića (BIOTOP ILI STANIŠTE) čini ekološki sistem EKOSISTEM

Ekološki nivoi organizacione hijerarhije

EKOSISTEM je osnovna integrativna celina u ekologiji, sistem u kome se objedinjavaju i neprekidno su u interakciji neživa

priroda

(biotop) i živa priroda

(biocenoza).

BIOTOP + BIOCENOZA = EKOSISTEM

Fitocenoza Zoocenoza

Jako je važno shvatiti da postoji veoma kompleksan splet interakcija žive i nežive prirode u ekosistemu.

Uticaji koje neživa priroda vrši na živa bića označavaju se kao akcije, dok se dejstva živih bića na neživu prirodu nazivaju reakcije. Konačno, postoji niz različitih uzajamnih odnosa živih bića u ekosistemu (koakcije).

TRI OSNOVNE KATEGORIJE ODNOSA U EKOSISTEMU

Ekosistem

Mangrova

Mikroekosistem

Iznad ekosistema nalazi se PREDEO –grupacija interreagujućih ekosistema.

Sledi BIOM -

koji obuhvata različite ekosisteme na širem geografskom području najčešće okarakterisane određenim glavnim tipom vegetacije ili drugim aspektima predela.

Biomi obično obuhvataju velike subkontinentalne regione. Karakteristični primeri bioma su: tundra, tajga, listopadne šume, stepe, pustinje i sl.

BIOMI

TUNDRA

TUNDRA

TAJGA

Geografska distribucija tajgeu Severnoj americi

VISOKE PLANINE

LISTOPADNE ŠUME

MEDITERAN

STEPA

PUSTINJA

SAVANA

TROPSKA KIŠNAŠUMA

Globalna suma svih ekosistema na Zemlji je

BIOSFERA, odnosno celokupna oblast na našoj planeti nastanjena živim svetom.

Najveći sistem je svakako

EKOSFERA

koji obuhvata sve žive organizme na Zemlji u interakciji sa neživom prirodom. Ekosfera, prema tome, obuhvata atmosferu, hidrosferu, litosferu i biosferu.

Biosfera

NAUČNE DISCIPLINE EKOLOGIJE

–

fitoekologija

(ekologija biljaka)–

zooekologija

(ekologija životinja)

–

ekologija gljiva–

ekologija mikroorganizama

–

ekologija čoveka

Posebna naučna disciplina biogeografija, blisko je povezana sa ekologijom, a bavi se proučavanjem zakonitosti rasprostranjenja biljnih i životinjskih vrsta, obuhvata dve osnovne discipline: fitogeografiju

i zoogeografiju.

Polazeći od toga da li se proučavaju odnosi

jedinki

ili grupa jedinki

prema životnoj sredini, ekologija može da se podeli na

dve discipline:

–

autekologija

(idioekologija)koja proučava odnose jedinki iste vrste prema životnoj sredini

-

granična disciplina ekofiziologija koja se bavi proučavanjem fizioloških promena pod uticajem uslova životne sredine.

–

sinekologijakoja proučava odnose grupa jedinki prema životnoj sredini, ima

tri nivoa proučavanja:

-populacije

–

ekologija populacija: demekologija-životne zajednice

(biocenoze)–ekologija biocenoza: biocenologija

fitocenologija

zoocenologija-ekosistemi

–

ekologija ekosistema: ekosistemologija

EKOLOŠKI FAKTORI

Ekološki faktor

je bilo koja varijabla životne sredine koja utiče na život jednog ili više organizama.

Dejstvo ekoloških faktora je neprekidno, promenljivo

i zajedničko (njihova dejstva se “sabiraju”).

Ekološki faktori se međusobno uslovljavaju

i menjaju tako da je gotovo nemoguće posmatrati izolovano dejstvo

samo jednog faktora na žive organizme. Primera radi, sa promenom temperature menja se vlažnost vazduha, pri višim temperaturama vazduh može da primi veću količinu vlage.

I. Abiotički faktori1.

Klimatski

faktori: –

temperatura

–

svetlost –

vlaga

–

vazduh itd. 2.

Edafski

faktori (karakteristike zemljišta)

3.

Orografski

faktori (reljef: nadmorska visina, nagib terena i sl.)

II. Biotički faktori1.

Uzajamni odnosi

živih bića

2.

Uticaj živih bića na neživu prirodu3.

Antropogeni

faktor (uticaj čoveka)

PODELA EKOLOŠKIH FAKTORA

Ekološki faktori deluju istovremeno i kompleksno - kao celina

na pojedine organizme i više hijerarhijske

nivoe organizacije živog sveta.

Samim tim, organizmi reaguju na čitav kompleks ekoloških faktora.

Amplituda variranja jednog ekološkog faktora u čijim je granicama moguć

opstanak date vrste

označava se kaoekološka valenca.

Ekološka valenca

Za svaki ekološki faktor data biološka vrsta ima tri kardinalne tačke:

• minimum, • optimum i • maksimum

TRI KARDINALNE TAČKE EKOLOŠKE VALENCE

Ekološka valenca

- za jedan faktor je različita kod različitih vrsta- može biti uža ili šira

Organizmi koji za određeni ekološki faktor imaju široku ekološku valencu su EURIVALENTNI, a oni koji imaju usku ekološku valencu su STENOVALENTNI

(euri-

i steno-termni, -

halni, -fagni ...).

Eurotermne

–

tigar, puma, dvogrba kamila (-37ºC do

+38°C)Stenotermna

-

čovečija vaš

Peduculus humanus (+24ºC do

+32°C)

Ekološka valenca

Kod iste vrste organizma ekološka valenca je različita za različite faktore: malarični komarac

Anopheles maculipennis

–

euriterman (-30ºC do

+40°C), ali izuzetno osetljiv na kolebanja vlažnosti vazduha (samo kada je preko 90%).

Svaka biološka vrsta ima karakterističan

ekološki spektar

– skup ekoloških valenci za različite faktore životne sredine.

Veličina ekološke valence ne samo da varira između pojedinih bioloških vrsta, već

se zapaža da i u okviru iste

vrste može da postoji različita ekološka valenca na različitim stadijumima inidividualnog razvića. Obično je valenca najuža na ranijim stadijumima razvića.

Pravilo minimuma

Brojnost jedne vrste određena je onim faktorima koji se u odnosu na stupanj razvića sa

najmanjom ekološkom valencom najviše udaljavaju od optimuma.

Treba napomenuti da u ovako formulisanom pravilu nije uključena uzajamna uslovljenost ekoloških

faktora i dužina njihovog dejstva

ABIOTIČKI FAKTORI

Klimatski faktoriKLIMA

je srednje stanje atmosferskih prilika neke

geografske oblasti u jednom dužem vremenskom periodu.

Termin MAKROKLIMA

odnosi se na klimu velikih geografskih oblasti, kao što su geografske zone, kontinenti, okeani i sl.

Nasuprot tome, MIKROKLIMA

je klima veoma ograničenog prostora

koji može biti sasvim mali

(npr. svega nekoliko metara kvadratnih) ili veći (više kvadratnih kilometara).

MAKROKLIMA

se prikazuje KLIMADIJAGRAMIMA

-5

5

15

25

35

45

55

65

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -10

10

30

50

70

90

110

130

--4.33-27.6

6.4o 69.1SJENICA (1038 m) (3)

-5

5

15

25

35

45

55

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -10

10

30

50

70

90

110BEOGRAD (132 m) (3)

12.0o 58.9

1.4-11,8

SOKOBANJA

(300 m)[10]

ab

10,4°

53,7

de

c

h

f

g

i

j

k l

- 6,3-

23,5

n

m

Klimadijagram

po

Walter-u

(1957)

a -

mesto

meteorološke

stanice

na

koju

se odnosi

klimadijagramb –

nadmorska

visinac –

broj

godina

na

koje

se odnose

upotrebljeni

podacid –

srednja

godišnja

temperaturae –

srednja

godišnja

količina

padavina

u mmf –

temperaturna

krivuljag –

krivulja

padavinah –

tačkasta

površina

označava

period sušei –

površina

ispunjena

vertikalnimlinijama

označava

vlažni

periodj –

površina

ispunjena

horizontalnimisprekidanim

linijama

označavapolusušni

periodk –

crna

polja

označavaju

mesecesa

srednjim

temperaturnimminimumom

ispod

0°C,l -

šrafirana

polja

označavajumesece

sa

apsolutnimtemperaturnim

minimumomispod

°Cm –

srednji

minimum najhladnijegmeseca

n –

apsolutni

minimum

Za život

organizama

su izuzetno značajne lokalne kombinacije klimatskih uslova

u određenom staništu, delu

staništa

ili zatvorenom prostoru u kome borave (MIKROKLIMA

u zatvorenim štalama, oborima ili

košnicama).

MIKROKLIMAklima

manjeg

prostora

Mikroklimatski

uslovi mogu značajno da se razlikuju od makroklime

datog područja.

EKOLIMA

-

suma

meteoroloških

faktora

pojednih biotopa

(npr. šumske

sastojine, pašnjaka, pustinja,

oaza itd.).

EKOLIMAklima

jednog

ekosistema

Temperatura-

jedan od osnovnih klimatskih faktora

(i jedan od najviše proučavanih).

-

utiče na -

metabolizam

-

brzinu životnih procesa - rast -

razviće

-

razmnožavanje-

ponašanje

-

sezonsku aktivnost-

dužinu života

-

brojnost populacija-

rasprostranjenje

-

modifikuje dejstvo drugih ekoloških faktora

Temperatura

Tokom biološke evolucije organizmi su stekli dva osnovna načina regulacije toplotne razmene sa sredinom:

•

pojkilotermija

ili egzotermija

-

primarniji, evolutivno stariji način zastupljen kod većine organskih vrsta. Oni nemaju

mehanizme za regulaciju telesne temperature. Kod njih se temperatura tela menja paralelno sa promenama temperature okoline.

•

homeotermi

ili endotermija

-

kod znatno manjeg broja vrsta (samo kod ptica i sisara) koji imaju mehanizme za regulaciju telesne temperature.

Kod

POJKILOTERAMA

najčešće temperatura tela nije ista sa temperaturom sredine.

Na odnos između temperature tela pojkiloterma i temperature sredine utiču različiti faktori kao što su: -prisustvo skloništa, -direktna izloženost Suncu ili boravak u senci, -stepen aktivnosti životinje itd.

Ukoliko pojkiloterm miruje, temperatura njegovog tela je najčešće neznatno viša od temperature sredine.

Međutim, fizička aktivnost povećava nivo metabolizma tako da temperatura tela nekih insekata za vreme letenja može biti 10-15°C viša od temperature u spoljašnjoj sredini. Zabeleženo je da temperatura tela kod nekih leptirova može da iznosi 33°C, dok se kod medonosne pčele penje i do 30°C.

Interesantno je pomenuti socijalne insekte, kao što su pčele, koje spadaju u pojkilotermne, ali se u njihovoj zajednici uočava specifičan vid ostvarivanja termoregulacije.

Naime, pojedinačne jedinke pčela su pojkilotermne, ali se zato u košnicama najčešće javlja konstantna temperatura različita od temperature spoljašnje sredine.

U periodu godine kada u košnici ima legla, temperatura je 34,5 °C. U zimskom periodu, kada nema legla, pčele se skupljaju u „klube” i međusobno greju, pri čemu je u centru klubeta temperatura 15°C, a na periferiji klubeta oko 4 °C.

HOMEOTERMI

održavaju telesnu temperaturu u veoma uskim granicama uprkos promenama temperature spoljašnje sredine.

Na taj način, omogućena je široka geografska rasprostranjenost homeoterama. Kod polarnih ptica telesna temperatura iznosi 40°C, dok temperatura sredine u kojoj one normalo žive može da padne ispod -40°C.

Uopšteno uzevši, temperatura tela homeoterma je po pravilu veća

od temperature spoljašnje sredine

.

Regulacija proizvodnje toplote naziva se

hemijska termoregulacija.

Naspuprot tome, postoje različiti mehanizmi kontrole odavanja toplote

(fizička

termoregulacija), kao što su:

-

promene protoka krvi kroz periferne sudove, -

isparavanje vode preko kože ili pluća,

-

znojenje, -

prisustvo perja i dlačnog pokrivača i sl.

Za svaku vrstu homeoterma postoji temperaturni opseg u okviru kojeg je moguće održavanje stalne temperature tela (tzv. polje akomodacije homeotermije).

Najniža temperatura sredine pri kojoj se još

uvek može održavati homeotermija

označena je kao donja kritična

temperatura. Ukoliko se temperatura sredine spusti ispod donje kritične temperature, onda homeoterm gubi moć

održavanja stalne temperature tela, njegova temperatura tela počinje da opada i ulazi u hipotermiju.

U hipotermiji temperatura tela postepeno opada dok se ne dostigne letalna granica. Kod čoveka se letalan efekat javlja kada temperatura tela padne na 18-25°C, kod zamorčića 10-21°C.

Letalne granice

se ne poklapaju uvek sa temperaturom tela na kojoj prestaje rad srca.

Postoje podaci da je moguće vratiti u život pacova sa srčanim zastojem ohlađenog do temperature od -3,2°C!

Najviša temperatura sredine koja datoj vrsti homeoterma još

uvek omogućava održavanje homeotermije

naziva se

gornja kritična temperatura. Kada se temperatura sredine poveća iznad gornje kritične temperature, homeoterm gubi moć

termoregulacije i zapada u hipertermiju, odnosno

temperatura njegovog tela počinje da raste.

Kod svih organizama (homeoterama i pojkiloterama) znatno je manja otpornost prema visokim

temperaturama.

Vrednosti donje i gornje kritične temperature dosta variraju među homeotermima. Donja kritična temperatura iznosi -30°C za vrapca, -85°C za grlicu, -100°C za gusku, -25°C za pacova, -45°C za zeca. Gornja kritična temperatura za grlicu iznosi 36-

38°C, a za pacova 32-35°C.