Základy ekologie
Michal Hájek Světlana Zahrádková
Odum, E., (1971): Základy ekologie, Academia Praha
Begon, M., Harper, J.L., Towsend C.R. (1997): Ekologie, Votobia, 949 str.
EKOLOGIE
oikos = obydlí - dům - domov
„Každý z nás je ekologem..." a     „Již staří Řekové..."
Ernst HAECKEL (1866)
Věda o vzájemných vztazích organismů k jejich anorganickému a organickému prostředí, zvláště o jejich přátelských a nepřátelských vztazích k těm rostlinám a živočichům, s nimiž přicházejí do styku.
C.J. Krebs (1972): Ekologie je vědecké studium interakcí, které determinují distribuci a abundanci organismů.
E. P. Odum (1977): Ekologie je studium struktury a funkce přírody.
R. Brewer (1994): Ekologie je studium vzájemných vztahů organismů a jejich prostředí.
Hraniční obory ekologie:
Biologické discipliny:
morfologie
fyziologie
etologie
biogeografie,
genetika
molekulární biologie aj.
Nebiologické discipliny:
matematika
fyzika
chemie
biochemie,
meteorologie
geografie
geologie aj.
Co a jak studuje ekologie
Obecná ekologie
Speciální ekologie     podle organismů, taxonomických skupin
podle prostředí
- vodní (akvatické)
- suchozemské (terestrické)
- půdní (voda nebo vzduch)
- těla organismů
Základní a aplikovaný výzkum - spojené nádoby
6
Skály (scales)
• „biologická" jedinec
autekologie - ekologie jednotlivých individuí limity přizpůsobení, vliv prostředí na výskyt adaptací, chování, rozšíření, biologické rytmy...
populace
demekologie - ekologie populací - abundance, distribuce, struktura, natalita, mortalita, růst a dynamika
společenstvo
ekosystém
synekologie - ekologie společenstev, jejich složení a struktura, koloběh látek a energie v ekosystémech, produktivita biosystémů, vliv člověka...
Autekologie -
ekologie jednotlivých individuí
limity přizpůsobení, vliv prostředí na výskyt
adaptací, chování, rozšíření, biologické rytmy...
Demekologie - ekologie populací - abundance, distribuce,
struktura, natalita, mortalita, růst a dynamika...
Synekologie - ekologie společenstev
jejich složení a struktura, koloběh látek a energie v ekosystémech, produktivita biosystémů, vliv člověka...
8
Skály (scales)
• prostorová škála
od buňky po globální ekosystém
• časová škála
přiměřenost škály studované problematice význam dlouhodobých studií Studium časoprostorových (spatiotemporal) změn
Metody studia:
terénní (společenstva, populace, organismus)
přírodní prostředí
umělé prostředí (antropocenózy)
laboratorní systémy matematické modely design experimentu
význam statistických metod- interpretace!
Whitehead:
Hledej jednoduchost, ale nedůvěřuj jí.
Popis     vysvětlení     predikce     kontrola využití
Prostředí
Prostředí: abiotická a biotická složka
Prostředí obecně:
plynné nebo kapalné látky: médium pevné látky: substrát
terestrické - amfibické - akvatické organismy
11
Monotop - prostředí osídlené jedincem určitého druhu
Demotop - prostředí populace
Biotop - prostředí osídlené společenstvem - biocenózou
Ekotop - souhrn abiotických faktorů bez ohledu na organismy a jejich soubory
Areál - část zemského povrchu, v níž se vyskytuje určitý taxon Hranice jsou dány klimatickými, půdními a biotickými podmínkami.
Lokalita - stanoviště: při výzkumu, přesné vymezení
12
Ekologické názvosloví podle typu prostředí: přípona -kolní terikolní, silvikolní, agrikolní, petrikolní, nidikolní
Prostředí životní UNESCO (1967):
"Životní prostředí je ta část světa,
se kterou je člověk ve vzájemné interakci,
tj. kterou používá, ovlivňuje a které se přizpůsobuje".
organismus  ^H^^ prostředí
13
Ekologické faktory
- všechny vlivy prostředí a podmínky existence živočichů v prostředí.
- eliminují výskyt druhů v prostředích, působí na zeměpisné rozšíření
druhů
- mají vliv na rozmnožování, úmrtnost a stěhování živočichů, působí
na hustotu jejich populací
- podporují vznik různých adaptací, vyvolávají druhově příznačné
regulační mechanismy umožňující přežívání v nepříznivých podmínkách.
14
Podmínky
- fyzikálně-chemické vlastnosti prostředí (teplota, vlhkost...),
mohou být měněny, ale nespotřebovávají se.
Zdroje
- environmentální zdroje jsou živými organismy
spotřebovávány v průběhu jejich života a reprodukce (potrava, prostor, samice..).
15
Klasifikace ekologických faktorů:
abiotické
- klimatické faktory
- hydrické faktory
- edafické faktory biotické
- vnitrodruhové ( intraspecifické, homotypické) faktory
- mezidruhové (interspecifické, heterotypické) faktory
- antropogenní faktory
- trofické faktory
16
Klasifikace ekologických faktorů:
Podle stupně cykličnosti:
- primárně periodické faktory
světlo teplota slapové jevy
- sekundárně periodické faktory
vlhkost
vnitrodruhové vztahy
- neperiodické faktory (přírodní, antropogenní) Podle vlivu na evoluční procesy:
- morfoplastické faktory
- fyzioplastické faktory
- etoplastické faktory
Vztah organismů k ekologickým faktorům
Zákon minima
J. Liebig (1840): "Růst rostlin je limitován tím prvkem, který je v minimu".
Zákon tolerance
Shelford (1943): "Každý druh toleruje určité rozpětí libovolného faktoru a nejlépe v prostředí prospívá, působí-li vlivy v rozsahu optimálních hodnot".
is
Ekologická valence
(Hesse, 1924): "Ekologická valence druhu je určena vzdáleností mezi minimem a maximem působení ekologického faktoru".
optimum maximum
19
Ekologická valence
- Stenovalentní druhy - valence úzká
- Euryvalentní druhy - valence široká
Příklady:
k teplotě - stenotermní - eurytermní
k salinitě - stenohalinní - euryhalinní
ke kyslíku - stenooxybiontní - euryoxybiontní
k potravě - stenofágní - euryfágní
Poloha optima:
v nízkých hodnotách působení faktoru oligo-
ve středních...................................... mezo-
ve vysokých...................................... poly-
20
Poloha optima Stenovalentní druhy  Euryvalentní druhy
Podle typu prostředí:
stenoekní - euryekní druhy
Podle stanoviště:
stenotopní - eurytopní druhy
Limitující faktory - působí v rozsahu mezních hodnot a jsou pro přežiti jedinců zvláště kritické.
dolní
střední
horní
oligostenovalentní mezostenovalentní polystenovalentní
oligoeuryvalentní mezoeuryvalentní polyeuryvalentní
2i
Ekologická nika
Odpovědi organismů na vlivy vnějších faktorů, speciace
Reakce:
rychlé fyziologické změny na obvykle jednorázové změny - prahová intenzita
Adaptace:
přizpůsobení se organismu podmínkám prostředí během individuálního života nebo fylogenetického vývoje
- odezva na dlouhodobý nebo opakovaný podnět
- biologicky výhodné změny
Vztahuje se na jednotlivce i jeho jednotlivé orgány a buňky, populace, druhy a vyšší taxony i na celá společenstva.
Habituace - snížená citlivost vůči změnám vnějších faktorů.
Deformace - neschopnost kompenzovat vnější vlivy.
23
Typy adaptací:
Morfologické a.:        tvar a funkce končetin
tvar ústního ústrojí hmyzu...
Fyziologické a.: změny salinity
změny metabolismu mechanismy dýchání hibernace, diapauza...
Etologické a.: orientace v prostoru
získávání potravy ochrana před kořistníky...
24
Vliv adaptací na vnitřní prostředí organismů
- podle strategie úpravy vnitřního prostředí v rámci adaptačních mechanismů: 2 typy organismů
konformační adaptace (př. poikilotermní obratlovci)
regulační (př. homoiotermní obratlovci)
Rozdělení adaptací:
Individuální adaptace - v mezích genotypu individua
- resistenční adaptace
Vývojové adaptace - v rámci fylogeneze druhu - posun mezí přežití druhu
- kapacitní adaptace
25
Vývojové adaptace
nejdou cestou dědičnosti získaných vlastností, ale
prostřednictvím biologicky pozitivních mutací,
jejichž nositelé mají vůči podmínkám prostředí větší adaptibilitu
- větší možnost přežiti
- stabilizaci a rozšíření jejich genotypu v populaci.
26