Ekologie a definice otevřeného systému

Ekologie je věda, která zkoumá vztahy mezi organismy a životním prostředím a mezi organismy navzájem. Její význam coby spojující a syntetizující síly přesahuje přírodní vědy a zahrnuje i vědy sociální a humanitní.

Jedna z nejmladších věd -
definice r.1866 něm. vědec Ernst Haeckel ≠ ochrana přírody - poznatky jsou pouze součástí veděckého úsilí o ochranu přírody. Ekologie - odvozeno z řeckého "oikos", což znamená domov; má tedy být studiem "domácího života organismů".

Ekologie si uvědomuje životně důležité vazby mezi organismy a jejich prostředím (rostliny, na nich závislí živočichové, s nimi spojené toky chemických látek a působení fyzikálních faktorů prostředí nebo biotopu). Ekologie je věda, která se často pokládá za základ nového názoru (Weltanschauung). S pomocí ekologie se má zastavit postupující fragmentace vědních oborů.

Základní pojmy v ekologii

• Jedinec - zástupce určitého biologického druhu.
• Organismus - organismus, který žije na určitém místě v určitý čas.
• Populace - soubor jedinců téhož druhu, kteří se spolu vyskytují na nějakém vyhrazeném území -může být i o jednom jedinci !
• Společenstvo (biocenóza) - souhrn všech populací v daném prostoru= bioptopu.
  • zoocenóza - zvířata →zahrnuje společenstvo konzumentů -K
  • fytocenóza - rostliny → společenstvo producentů - P
  • pedocenóza - rozkladači →společenstvo rozkladačů - R
• Stanoviště - místo, kde jsou vhodné podmínky pro výskyt druhu, ale není prokázán výskyt.
• Naleziště - místo, kde je výskyt druhu prokázán.
• Areál výskytu - areál, který poskytuje všechny dané podmínky k životu -souhrn všech existencí populace daného druhu, které osidlují příslušný areal.

Ekosystém

Ekosystém - soubor společenstva organismů a jejich prostředí, včetně vzájemných vztahů. Slovo ekosystém vzniklo spojením slov "ecological" a "system" - znamená soubor prvků a procesů, které tvoří a ovládají chování určité definované části biosféry.

Ekologický přístup (vycházející z metodiky ekologie) se ukázal jako vhodná cesta především pro holistické vyjádření organizace (tj. Podle původního pojetí, jež zavedl anglický ekolog H. G. Tansley, je ekosystém strukturním a funkčním celkem, složeným ze všech živých organizmů a abiotického prostředí v daném časoprostoru.

Čtěte také: Životní prostředí Petrohradu

Oživená příroda se přibližně od druhé poloviny 20. století pojímá v celé složitosti vzájemných vztahů v čase i prostoru; tento mnohorozměrný přístup odráží pojem ekosystém.

V současném slovníku a teorii přírodních i aplikovaných věd je pojem ekosystém považován za termodynamicky otevřenou soustavu, v níž jsou živé organizmy interaktivně propojeny navzájem mezi sebou i se svým fyzikálním okolím.

Pro účely analýzy a hodnocení ekosystémů je třeba vymezit jejich hranice (to do jisté míry závisí na druhu pokládaných otázek). Dobře definovaný ekosystém je charakterizován silnými interakcemi mezi svými komponenty a slabými interakcemi přes „hranice“.

Hranice ekosystémů je tedy užitečné stanovit tam, kde se vyskytuje mnoho nespojitostí, jako například nespojitost v distribuci organismů, typech půdy, povodích nebo hloubce vodních nádrží.

(1) Ekosystémem je soustava alespoň jednoho živého prvku a jeho vztahů k okolí. Nezáleží na velikosti; ekosystémem je jak kaluž, která se čas od času vytvoří v dutině stromu, tak i oceán.

Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku

Podle toho je tedy ekosystémem již izolovaná kolonie houby na mikroskopické misce nebo lidský „jedinec“ s návaznými saprofytními, symbiotickými a parazitickými synuziemi uvnitř i na povrchu těla a v jeho nejbližším fyzickém prostředí. Ve středu zájmu je především strukturní uspořádání prvků; organizace celku, který vytvářejí.

(2) Ve speciálním případě se v ekosystému zdůrazňují strukturní a funkční hlediska, a to z hlediska časového a prostorového. Prostředí a jeho "obyvatelé" se zjednodušeně ukazují jako abiotické zdroje a biotičtí aktéři (v podobě dílčích bloků, kompartmentů); zájem je soustředěn na funkci jednotlivých prvků.

Jde tedy především o podchycení vstupů a výstupů látek a energie, potravních řetězců, produkce biomasy, přeměny vázané energie, návaznosti životních cyklů, procesů sukcese (postupných změn v druhovém složení), vytváření stability i dynamické rovnováhy struktur, jejich současného trvání; patří sem také zkoumání důsledků lidských zásahů.

Definice ekosystému:

• č. 1: je funkční soustava živých a neživých složek zahrnující všechny organizmy na určitém území (biocenóza) v jejich vzájemných vztazích a ve vztazích s fyzikálními a geochemickými činiteli prostředí (ekotop).
• č. 2: je obecné označení pro ucelenou část přírody (biosféry), která ovšem není uzavřená a komunikuje s ostatními částmi přírody. Příkladem je např. ekosystém listnatého lesa nebo vlhké nekosené louky.
• č. 3: je tvořen společenstvím organismů spolu s abiotickým prostředím. Všechny složky ekosystému jsou vzájemně propojeny koloběhem látek, tokem energie a předáváním informací.

Otevřený systém

Otevřený systém = probíhá výměna látek, energii a genetických informací.

Čtěte také: Nerezová ocel a životní prostředí

Probíhají zde podmínky:

1. abiotické -vlivy neživé přírody (př.: slun.záření, teplota, složení půdy…)
2. biotické - souhrn vlivů organismů mezi sebou

Složky ekosystému

• Producenti - autotrofní org.,kt vytvářejí organické látky z látek anorganických (především zelené rostliny či chemolitotrofní bakterie).
• Konzumenti - heterotrofní org. závislé na organické hmotě vyprodukované organismy autotrofními (býložravci, masožravci, všežravci).
• Dekompozitoři (rozkladači) - org.živící se mrtvou organickou hmotou, E získávají rozkladem složitých org.látek na jednodušší - mumifikace.

Ekologická valence

Ekologická valence: - znamená schopnost existence organismu v určitém rozpětí podmínek= míra podmínek, kterým se daný organismus dokáže přizpůsobit a žít. Může být:

• široká - druh „vydrží“ větší rozpětí faktoru, třeba teploty (druh euryekní)
• úzká- druh toleruje jen úzké rozpětí ekol. faktoru, ale třeba jen nízkou teplotu, nebo vysokou, nebo musí mít vysoký obsah nějakého prvku v půdě atd. (druh stenoekní)

Druhy nejlépe prospívají v optimu, tedy v optimálních přírodních podmínkách, asi uprostřed tolerovaného rozsahu ekologického faktoru -optimum je nejideálnější stav pro organismus, ve kterém není stresován, má dostatek potravy, může se rozmnožovat (prostě život snů) - minimum už značí, že podmínky nejsou nejlepší, ale organismus v nich ještě může žít.

Potravní řetězce a trofické úrovně

Potravní řetězec popisuje potravní vztahy mezi druhy v ekosystému, tj. které druhy požírají které. Obvykle se vztah mezi sežírajícím a sežíraným organismem v diagramu znázorňuje pomocí šipky, která reprezentuje přenos biomasy. Organismy jsou seskupeny do skupin (tzv. trofických úrovní) podle toho, jak jsou vzdáleny od primárních producentů.

Primární producenti, autotrofní organismy, dokážou vyrábět složité organické látky (tedy vlastně „potravu“) jen ze zdrojů energie a anorganického materiálu. Organická hmota vytvořená zelenými rostlinami slouží jako potrava býložravcům a ti jsou opět konzumováni masožravci.

Takový sled několika postupně se konzumujících organismů nazýváme potravní řetězec. Například housenka obaleče požírá listy dubu a sama je potravou sýkory. Prvním článkem každého potravního řetězce je tedy autotrofní organismus nazývaný producent (P).

Zpravidla je jím rostlina, ale může to být i foto- nebo chemotrofní baktérie. Od producenta vede řetězec přes fytofágy a bakteriofágy, tj. konzumenty 1. řádu (primární konzumenti, K1) k několika úrovním zoofágů, konzumentů vyšších řádů (sekundární konzumenti, K2, K3 atd.).

V případě predátorů se obvykle na dané trofické úrovni zvětšuje velikost těla a počet jedinců klesá, pokud je konzumentem parazit, velikost těla bývá menší než na předešlé úrovni a jedinců je často více. Mrtvá těla organismů na všech úrovních (P, K1 až Kn) jsou konzumována saprofágy a dekompozitory v tzv. dekompozičním řetězci.

Ten vede zpravidla k menší velikosti jedinců, ale jejich vysokým počtům. Vzhledemk tomu, že každá následující úroveň využívá jen malou část biomasy úrovně předcházející a k dalším ztrátám dochází při vlastním metabolismu na každé )rovni, jsou potravní řetězce jen výjimečně tvořeny více než 4 až 5 články a biomasa každé vyšší úrovně je vždy výrazně menší.

V ekosystémech s vyšší primární produkcí je úměrně vyšší i sekundární produkce na všech úrovních, ale průměrná délka potravních řetězců se nemění. Zdá se, že délka potravních řetězců je tedy omezena množstvím energie. Přes logické zdůvodnění je toto vysvětlení řadou ekologů odmítáno, i když jiný pádný důvod omezené délky potravních řetězců nebyl předložen.

Za omezující faktor délky řetězců je některými ekology považována s délkou rostoucí křehkost a klesající pružnost, tj. Existence izolovaně, lineárně probíhajících potravních řetězců je spíše teoretickou představou pro snadnější pochopení trofických vztahů. V reálných ekosystémech je většinou každý článek součástí většího počtu potravních řetězců.

Tentýž druh se může uplatňovat na více trofických úrovních, může být zapojen do dekompozičního řetězce a součastně být potravou parazitů i predátorů. Důležitou roli hraje šíře potravních nároků přítomných druhů (monofágové až pantofágové), střídání potravy (hostitelů) v průběhu jejich vývoje a existence potravních cechů (guild).

Obecně obvykle převládají druhy oligo- až úzce polyfágní, směrem k monofágii i široké polyfágii až pantofágii druhů ubývá. Výjimkou jsou dekompoziční složky potravních sítí, které zpravidla vykazují převahu pantofágů. Potravní řetězce probíhají jak dlouhodobě, tak mohou mít jednorázový charakter.

Potravní vztahy v ekosystému jsou často velmi spletité a díky nim vzniká tzv. trofická (potravní) síť neboli trofická struktura ekosystému.

Typy potravních řetězců

1. Pastevně-kořistnický - vede od rostlinných producentů přes fytofágní konzumenty k zoofágním predátorům, popř. k člověku. U živočichů se velikost těla zvětšuje, jejich populační hustota naopak zmenšuje. Čím větší je živočich, zejména masožravec, tím větší je jeho revír.
2. Parazitický - zdrojem potravy parazitů je jejich hostitel, rostlina nebo živočich. Následným článkem je hyperparazit, konzumující tělo parazita. Velikost těla parazitů se zmenšuje, jejich početnost naopak zvětšuje. Potravní vazby parazitů jsou často složité, někdy dochází ke střídání hostitelů, nebo i rozdílným hostitelům u samců nebo samic parazita.
3. Dekompoziční (rozkladný) - vede od odumřelé rostlinné nebo živočišné hmoty přes četné návazné dekompozitory až k mikroorganizmům, kteří mrtvou organickou hmotu zcela rozkládají a v konečné fázi mineralizují, poskytujíce tak živiny pro blok producentů. Velikost jejich těla se postupně zmenšuje, početnost naopak zvyšuje až k neobyčejně vysokým hodnotám. Iniciálními (počátečními) dekompozitory jsou živočichové, finální (koncovými) rozkladači jsou mikroorganizmy.

tags: #ekologie #otevřený #systém #definice

Oblíbené příspěvky:

• Hradiště v Českém Středohoří
• Ověřte si své znalosti z ekologie
• Koeficient ekologické stability
• Ekologické leštidlo – srovnání
• Práce v Ekologickém Institutu