EKOLOGIJA

BIOTIČKI FAKTORI obuhvataju meĎusobne

interakcije ţivih bića (biljaka, ţivotinja i čoveka), ali i

uticaje ţivih bića na neţivu sredinu.

Odnosi meĎu jedinkama iste vrste - intraspecijski,

Odnosi meĎu jedinkama različitih vrsta - interspecijski

Interspecijski odnosi prema njihovom dejstvu dele

se na pozitivne (+), negativne (-) ili neutralne (0),

pri čemu to moţe biti jednostrano ili obostrano.

S druge strane, odnosi mogu biti jednostrano ili

obostano obligatni (obavezni) ili samo fakultativni

(neobavezni). Glavne kategorije ovako shvaćenih

odnosa bile bi sledeće:

vrsta 1 vrsta 2

1.Neutralizam 0 0

1.Kompeticija ▬ ▬ • obostran fakultativni odnos

3. Mutualizam + +

• obostran i obligatoran odnos

4. Protokooperacija + +

• obostran fakultativni odnos

5. Komensalizam + 0 • jednostran obligatoran odnos

6. Amensalizam ▬ 0 • jednostran fakultativni odnos

7. Parazitizam + ▬

• jednostran obligatoran ili fakultativni odnos

8. Predatorstvo + ▬ • jednostran obligatoran ili fakultativni odnos

sim

bio

za

Osnovne kategorije

interspecijskih

odnosa:

Kompeticija

▬ ▬

Javlja se u slučajevima kada se ekološke niše srodnih vrsta

preklapaju (kada imaju iste ekološke zahteve za hranom,

prostorom, zaklonom i razmnoţavanjem).

Pri duţem trajanju, kompeticija, po pravilu dovodi do

ISKLJUČENJA jednog od kompetitora sa datog lokaliteta.

Habitat – mesto gde ţive pripadnici neke vrste

Ekološka niša – funkcionalni status vrste u ekosistemu

A – Stepen preklapanja ekoloških niša govori o stepenu kompeticije

dve vrste. Dve vrste nikada nemaju identičnu ekološku nišu.

B (gore) - ne postoji preklapanje ekoloških niša izmeĎu dve vrste,

B (dole) - usled velikog preklapanja ekoloških niša dolazi do oštre

kompeticije i divergencije dvaju vrsta

Vrsta Plen Mesto lova

Falco subbuteo sitne ptice (lastavice) u vazduhu

Falco tinnunculus miševi na zemlji

Falco naumanni skakavci i ostali insekti na biljkama

Srodne vrste mogu da ţive na istom

području samo AKO IMAJU

RAZLIČITE EKOLOŠKE NIŠE.

Primer: Tri vrste sokola, iako vrlo

srodne, ţive na istom području, jer

zauzimaju RAZLIČITE EKOLOŠKE

NIŠE (različita im je vrsta plena i

mesto lova). Falco subbuteo

Mutualizam

+ +

- mikoriza (micelijum gljiva oko korena viših biljaka)

- rak pustinjak i morska sasa,

- protozoe (trepljari) u buragu preţivara

- protozoe (flagelate) u crevima termita

- lišajevi (alge i gljive)

Primer mutualizma

– protozoe u buragu

preţivara

Mnogo intimniji kontakt

jer jedan od partnera ţivi u

unutrašnjosti tela drugog

Najjintimniji oblik

mutualizma –

LIŠAJEVI

sloţeni simbiotski organizmi

nastali udruţivanjem algi i

gljiva, predstavljaju

poseban takson

Nastanak mitohondrija i plastida

endosimbiozom

aerobni praprokariot

fotosintetički praprokariot

Protokooperacija

+ +

- izmeĎu ptica i sisara (goveda, ovaca, ţirafa, nosoroga)

- izmeĎu ptica i krokodila

- izmeĎu riba meĎusobno

- polinacija (oprašivanje) insektima

Protokooperacija izmeĎu biljaka i insekata

(oprašivanje cveta insektima)

Primer

komensalizma –

e p i f i t i (biljke

koje ţive na drugim

biljkama)

Komensalizam

+ 0

Primer komensalizma

– morska sasa i riba “klovn” (ribe ţive meĎu tentakulama sase štiteći se

na taj način od predatora osetljivih na otrov

ţarnih ćelija sase). “Klovn” ribe su otporne

na otrov sasa. Sasa nema koristi od riba, ali

ih nikad ne napada.

Primer komensalizma

Entamoeba gingivalis – nepatogena protozoa u ustima

skoro svih odraslih ljudi, u osnovi zuba ili “dţepovima”

desni. Hrani se bakterijama, leukocitima i eritrocitima.

Amensalizam

▬ 0

Primeri amensalizma

- antibioza – fenomen da različiti mikroorganizmi

(gljivice, bakterije) luče supstance nazvane

antibiotici koje inhibiraju rast drugih mikroba.

- pojava da više biljke luče metabolite (tzv. fitoncide)

koji inhibiraju rast mikroorganizama (začinske

biljke, crni i beli luk, četinari, hrast) čime se te

biljke štite od patogenih mikroba;

- pojava da jedna vrsta (više biljke, cijanobakterije)

luče supstance koje utiču inhibitorno (ili smrtonosno)

na druge vrste.

Pencillium, gljivica koja

stvara antibiotik penicilin

penicilin

alicin,

fitoncid iz belog luka

Parazitizam i Predatorstvo su

odnosi ishrane

+ ▬

Predatori su sve ţivotinje sa slobodnim načinom

ţivota koje se hrane drugim ţivim ţivotinjama.

Paraziti ţive stalno ili privremeno na površini

tela domaćina ili u njegovoj unutrašnjosti, hrane se

na njegov račun, ali ga najčešće ne ubijaju.

Predatori su po pravili KRUPNIJI od plena, a

paraziti su SITNIJI od domaćina.

Parazitizam

+ ▬

a) Slučajni paraziti – npr. larve insekata koje slučajno

dospeju u organizam čoveka putem

hrane (brašnar, slaninar, larve muva).

b) Fakultativni paraziti – organizmi koji slobodno ţive,

ali ako im se ukaţe prilika da

parazitiraju, oni to i čine (neke

protozoe, gljivice, čak i neke ribe).

c) Periodični paraziti – organizmi koji parazitiraju samo

tokom nekog stupnja ţivotnog

ciklusa (npr. buve, komarci, gliste).

Parazitizam

d) Obligatni paraziti – organizmi koji mogu da opstanu

isključivo ako parazitiraju na

odreĎenom domaćinu

Među obligatnim parazitima razlikujemo:

a) povremene – parazitiraju samo dok se ne nahrane,

npr. mnogi hematofagni insekti:

Diptera – obadi, štrkljevi, komarci

b) stacionarne – dugo ostaju na domaćinu, npr. razne

vaši: Malophaga, Anoplura ili crevni

paraziti Nematoda.

Parazitizam

Prema mestu parazitiranja razlikujemo:

c) endoparazite – u unutrašnjosti domaćina:

Plathelminthes (Trematodes,

Cestodes), Nematoda.

(anaeroban metabolizam)

d) ektoparazite – na površini domaćina:

Annelida: Hirudinea,

Arthropoda – krpelji i insekti (buve,

vaši, komarci).

(aeroban metabolizam)

Taenia saginata proglotis

Primer endoparazita

Slatkovodna pijavica

(Macrobdella decora)

hrani se krvlju riba, ţaba, kornjača i sisara

Primer ektoparazita

Čovečija vaš

(Pediculus humanus)

Primeri ektoparazita

Pseća buva

(Ctenocephalus canis)

Krpelj

(Ixodes ricinus)

Predatorstvo

+ ▬

Predatorstvo

Spašavanje od

predatora

autotomijom

zastrašivanjem

mimikrijom

beţanjem

homohromijom i homotipijom

Spašavanje od

predatora

insekt “paličnjak” koji

bojom i oblikom liči na

grančice drveta

kameleon se bojom potpuno

uklopi u bolju okoline

Predatorstvo

Demekologija

ekologija

populacija

Populacija se moţe definisati kao prostorno

i vremenski integrisana grupa ţivih jedinki iste

vrste, koja raspolaţe zajedničkim skupom

naslednih faktora (genofond), naseljava

odreĎeni prostor, pripada odreĎenom

ekosistemu i u okviru koje su jedinke

povezane roĎačkim i/ili reproduktivnim

odnosima (reproduktivna zajednica).

Populacija domaće ovce (Ovis aries)

Osnovni atributi svake populacije su:

- gustina i veličina

- prostorni raspored

- natalitet

- mortalitet

- uzrasna struktura

- rast populacije

- tok rastenja i odţavanja

Gustina populacije

- broj jedinki ili količina biomase

po jedinici površine (kod kopnenih), odnosno

po jedinici zapremine (kod vodenih organizama).

Opšta gustina – srednja vrednost broja jedinki ili

biomase po jedinici čitavog biotopa

Ekološka gustina – srednja vrednost broja jedinki

ili biomase izračunata po jedinici stvarno naseljenog

prostora (deo prostora koju populacija realno koristi)

Prostorni raspored jedinki u populaciji

Tri osnovna tipa prostornog rasporeda jedinki unutar staništa:

- po principu slučajnosti

- ravnomeran (uniforman)

- neravnomeran (grupni)

Natalitet - stvaranje novih jedinki u populaciji

kao rezultat bilo kog oblika razmnožavanja - faktor rasta populacije

Postoje dva aspekta reprodukcije:

fekunditet – potencijalna reproduktivna sposobnost organizma

(npr. fiziološki maksimalan broj poloţenih jaja)

fertilitet – broj izleglih – roĎenih vijabilnih potomaka

(npr. stvarni broj poloţenih jaja - izleglih mladunaca)

Stopa nataliteta – produkcija jedinki/po ţenki

u jedinici vremena:

stopa nataliteta izraţava se na 100 (%)

li na 1000 jedinki %º

∆t

∆Nn

= B

NATALITET MORSKOG LAVA

Broj roĎenih mladunaca morskog lava po

godinama u periodu 1997-2009

NATALITET

U SRBIJI

Mortalitet - stopa smrtnosti

- negativan faktor rasta populacije - pojava suprotna natalitetu - izražava se brojem uginulih jedinki populacije u funkciji vremena

- fiziološki (minimalni)

- ekološki (ostvareni)

stopa mortaliteta qx = 1000 x dx / lx

broj uginulih jedinki u

vremenskom periodu x

broj preţivelih jedinki na početku

vremenskog intervala za svaku

uzrasnu klasu

Natalitet

Mortalitet

NATALITET I MORTALITET JELENA

Uzroci smrtnosti u prirodnim populacijama

juţnoameričkog morskog lava (Otaria byronia)

smrtnost novoroĎene dece broj umrlih

=

1000 ţivoroĎenih

Lo

gari

tam

pre

ţiv

lja

van

ja

Ukupna duţina ţivota

Prereproduktivni

period

Reproduktivni

period

Postreproduktivni

period

Četiri osnovne krive preţivljavanja

Primeri:

a) mnogi sisari, čovek

b) ptice

c) zglavkari

d) niţi organizmi sa

kratkim ţivotnim

ciklusom i velikim

brojem potomaka,

većina ţivi u vodi i

ne vode računa o

potomstvu

dijagonalna

konveksna

konkavna

MIGRATORNA KRETANJA - periodična kretanja

(selidbe) koje utiču na brojnost populacije

b) emigracije

c) imigracije

sezonska periodična

kretanja jedinki ili grupa

jedinki u relativno udaljena

staništa

- ptice selice

- ribe

(anadromne,

katadromne)

Protok gena !

Uzrasna struktura populacije

- procentualna zastupljenost uzrasnih kategorija

u populaciji

Postoje tri osnovne uzrasne kategorije:

- prereproduktivna

- reproduktivna

- postreproduktivna

Uzrasna struktura populacije se predstavlja

“uzrasnom piramidom”

Rast populacije

Potencijal razmnoţavanja je osnovni faktor rasta populacije i

ostvaruje se kroz stopu nataliteta.

Biotički potencijal je kvantitativni izraz dinamičke snage vrste

koja se suprotsavlja otporu sredine. Biotički potencijal

obuhvata dve osnovne komponente:

- potencijal razmnoţavanja

- potencijal preţivljavanja.

Otpor sredine obuhvata kombinovano dejstvo ekoloških

faktora sredine.

dN

dt rN

Nt = N0ert

=

Nt - veličina populacije u

vremenu t.

N0 – veličina populacije u

vremenu 0.

e – osnova prirodnog log.

r – specifična sposobnost

rastenja

r = b - d

trenutna

specifična

stopa nataliteta

trenutna

specifična

stopa mortaliteta

Biocenologija

Populacije ţivih bića u prirodi ne ţive izolovano, nego u ţivotnjim zajednicama – BIOCENOZAMA

BIOCENOZA obuhvata živi svet BIOTOPA

jednog ekosistema.

BIOCENOZA

+

BIOTOP

=

EKOSISTEM

Osnovne karakteristike BIOCENOZE:

1. Ima svoj sastav (fitocenoza, zoocenoza, mikrobiocenoza)

- uvek je odreĎena kombinacija populacija ţivih bića,

- nije slučajan skup biljnih i ţivotinjskih vrsta

2. Ima svoju strukturu i funkcionalnu organizaciju

3. Predstavlja dinamički sistem u kome se ostvaruje

neprekidno kruţenje materije i protok energije

4. Ima sposobnost samostalnog održavanja

i samoregulacije.

Ţivotna forma predstavlja

skup adaptacija jedne biološke vrste

uslovima sredine u kojoj ţivi.

U biocenozama se sreću različite

morfološke, fiziološke i bihejvioralne prilagoĎenosti vrsta

na uslove sredine pod kojima ţive.

Slepo kuče – primer ekstremne

adaptacije na podzemni način ţivota:

- zdepasto vretenasto telo

- lobanja koničnog oblika

- snaţni sekutići (ishrana

podzemnim delovima biljaka)

- zakrţljalo spoljašnje uho

- slepo (oči redukovane i prekrivene koţom)

- kratne noge sa ţuljevima na

stopalima i snaţnim kandţama

- nema rep

- gradi sistem podzemnih hodnika:

zaklon, skladišta vode i hrane, te je max.

aktivnosti u podne i ne pada u zimski san

Slepo kuče (Nannospalax leucodon)

Habitat – mesto gde ţive pripadnici neke vrste

Ekološka niša – funkcionalni status vrste u ekosistemu

A – Stepen preklapanja ekoloških niša govori o stepenu kompeticije

dve vrste. Dve vrste nikada nemaju identičnu ekološku nišu.

B (gore) - ne postoji preklapanje ekoloških niša izmeĎu dve vrste,

B (dole) - usled velikog preklapanja ekoloških niša dolazi do oštre

kompeticije i divergencije dvaju vrsta

Struktura biocenoze

Biocenotički princip: Ukoliko ţivotni uslovi biotopa postaju

manje raznovrsni i ukoliko se više udaljavaju od prosečnog

optimuma utoliko je njihovo eliminatorno dejstvo veće.

Strukturne odlike biocenoze:

- brojnost (abundantnost)

- stalnost (konstantnost)

Edifikatori – graditelji biocenoze; biljne vrste koje svojim

prisustvom modifikuju postojeće uslove i u velikoj meri

odreĎuju sastav i kvalitet čitave zajednice

Struktura biocenoze

- moţe se posmatrati u horizontalnom i vertikalnom pravcu

Vertikalni gradijent se ispoljava u slojevitom

rasporedu osnovnih životnih kompleksa – tj. u

njihovoj STRATIFIKACIJI

Kroz stratifikaciju se vidi kako veliki broj vrsta sa različitim

potrebama moţe moţe da naseljava odreĎeni ţivotni

prostor.

Vertikalna spratovnost je posebno izraţena u

šumskim biocenozama.

Spratovi u šumi hrasta kitnjaka i belog graba:

1.visoko drveće (hrast kitnjak, hrast luţnjak, cer)

2.nisko drveće (belim grab, klen, divlja trešnja

3. visoki ţbunovi sa leskom i glogom

4. niski ţbunovi (kurika, likavac, kalina itd.)

5. visoke zeljaste biljke

6. niske zeljaste biljake

7. prizemne mahovine

nadzemna

podzemna

Stratifikacija NA KOPNU:

Vertikalna spratovnost

NADZEMNA SPRATOVNOST

Stratifikacija U VODI: vertikalna i horizontalna

Jezerska biocenoza

PLANKTON – organizmi koji slobodno lebde u vodi,

pasivno nošeni pokretima vode (fitoplankton i

zooplankton)

NEKTON – organizmi koji se aktivno kreću u vodi

BENTOS – organizmi koji ţive na dnu

NEUSTON – organizmi koji ţive na površini vode

(razne alge, bakterije, larve insekata, niţi račići).

Odnosi ishrane

1. ProizvoĎači (producenti)

2. Potrošači (konzumenti)

3. Razlagači (reducenti)

herbivori (fitofagi)

karnivori (zoofagi)

saprofagi

omnivori

(autotrofi)

(heterotrofi)

Lanci ishrane

Lanac

ishrane

u pustinji

Lanac

ishrane

u

četinarskoj

šumi

Lanac ishrane

u močvarnoj oblasti

Lanac

ishrane

u močvari

Lanac

ishrane

u jezeru

Lanac

ishrane

u moru

Jedan isti organizam često pripada većem broju lanaca ishrane, tako da

se u prirodi realno susreće mreţa lanaca ishrane

EKOLOŠKE PIRAMIDE

grafički prikazi - broja jedinki,

- biomase i - energije

na trofičkim stupnjevima

Piramida biomase

Zavisno od načina predstavljanja

podataka razlkujemo tri osnovna

tipa ekoloških piramida:

- piramide brojeva

- piramide biomase

- piramide energije

Piramida energije u vodenom ekosistemu

Piramida brojeva

Piramida brojeva

koncentr

acija r

aste

- povećanje koncentracije supstance kroz lanac ishrane kao posledica postojanosti te supstance (nemogućnosti njenog raspada u životnoj sredini) i slabe (ili potpuno odsutne) metaboličke degradacije i ekskrecije iz živih bića (najčešće zbog nerastvorljivosti u vodi).

Biomagnifikacija = bioamplifikacija

•Bioakumulacija se dešava unutar trofičkog nivoa i

predstavlja povećanje koncentracije supstance u nekim

tkivima jednog organizma usled apsorpcije te supstance iz

hrane i ţivotne sredine.

•Biokoncentracija je proces koji se dešava kada je

unošenje neke supstance iz vode veće od izlučivanja.

Znači, biokoncentracija i bioakumulacija su procesi koji

se dešavaju unutar organizma, a biomagnifikacija se

dešava kroz lanac ishrane.

Treba razlikovati biomagnifikaciju

od bioakumulacije i biokoncentracije

= bioamplifikacija:

Biomagnifikacija

najviše se odnosi na teške

metale, pesticide i herbicide,

odnosno sve toksične

supstance koje preko otpadnih

voda dospevaju u reke, jezera u

mora, gde bivaju apsorbovane

od strane organizama koje su u

osnovi trofičkih piramida, a

zatim preko lanaca ishrane

dolazi do koncentrovanja tih

toksičnih supstanci u masnim

tkivima organizama koji su na

višim trofičkim nivoima.

Biomagnifikacija

žive (Hg)

Ţiva (Hg) je prisutna u morskoj vodi u

malim količinama, ali se ona efikasno

apsorbuje, ali veoma slabo izlučuje

iz organizma. Ţivu apsorbuju alge, a

zatim, preko lanca ishrane, ţiva

dospeva do ostalih trofičkih nivoa

(insekata i zooplanktona, raznih

morskih beskičmenjaka, zatim manjih

riba, većih riba, ptica i sisara).

Prolaskom kroz lanac ishrane, dolazi

do bioakumulacije i biokoncentracije

ţive u masnim tkivima sukcesivnih

trofičkih nivoa. Tako se u ajkulama

nalazi 100 puta veća koncentracija

ţive (> 1 ppm) nego u haringama

(~ approximately 0.01 ppm (EPA 1997).

Biomagnifikacija

ţive (Hg) kroz

lanac ishrane

Biomagnifikacija žive

Biomagnifikacija

insekticida

DDT

Povećanje koncentracije

DDT-a u tkivima ţivih biča

prilikom prolaska kroz

sukcesivne trofičke nivoe

lanca ishrane.

Koncentracija DDT-a se

povećava jer se on

razlaţe i izlučuje mnogo

sporije nego hranljive

materije prilikom prolaska

iz jednog trofičkog nivoa u

drugi. DDT se zato

akumulira u telima

(naročito u masnim

tkivima).

Biomagnifikacija

insekticida DDT

HPLC

(engl. high performance

liquid chromatography)

koristi se u identifikaciji

organskih polutanata

ţivotne sredine

AAS – atomski apsorpcioni

spektrofotometar je ureĎaj

za odreĎivanje koncentraci-

ja teških metala u uzorcima

(Pb, Zn, Cd, Cu itd.).