Az ökológia tárgya A környezet és élőlények kapcsolatával foglalkozó tudományág, vizsgálja a környezet élőlényekre gyakorolt hatását

Átírás

1 Az ökológia tárgya A környezet és élőlények kapcsolatával foglalkozó tudományág, vizsgálja a környezet élőlényekre gyakorolt hatását A hatás lehet: közvetlen, közvetett. Az ökológia megismerésének legkisebb egysége az ökoszisztéma (A. G. Tansley, 1935): az élőlények és élettelen környezetük teljes kapcsolatrendszere, mely nyílt, önszabályozó rendszer.

2

3 Az ökológia részterületei Autökológia: az egyedi szervezetek és a környezeti tényezők kapcsolata Demökológia: a populációk és a környezeti tényezők kapcsolata Szünökológia: az életközösségek és a környezeti tényezők kapcsolata

4 Az állatok autökológiája Tárgya: az egyedi szervezetek reagálása a környezeti tényezőkre A környezeti tényezők: Abiotikus (élettelen) környezeti tényezők Biotikus (élő) környezeti tényezők Átmeneti (vegyes) környezeti tényezők Antropogén hatások

5 Abiotikus környezeti tényezők FÉNY HŐMÉRSÉKLET VÍZ KÖZEG

6 A fény hatásai Fizikai hatások Biológiai hatások Élettani, biokémiai hatások Egyéb hatások

7 A fényérzékelés, látás Fizikai hatás elemi fényészlelés (földigiliszta) fény illetve sötétség érzékelése (szkototaxis) (egyes rovarok, pl. cserebogarak) éleslátás (számtalan rovar és gerinces állatcsoport) a színérzékelés (színlátás): monokromatikus, színeket megkülönböztetni nem képes, általában éjjel aktív (nokturnalis) állatok, dikromatikus, korlátolt színérzékelőképességű szürkületkor és éjjel aktív állatok, trikromatikus, jó színlátó, többnyire nappal aktív un. diurnalis állatokat (számos madárcsoport és az emberszabású főemlősök).

8 A fény, mint energiaforrás Fizikai hatás a fotoszintézis energiaforrása (napfény) a hőhatás forrása (az infravörös sugárzás) az élénkítő hatás kiváltója

9 A fény biológiai jelentősége Lehetővé teszi a biomassza termelését Autotrófia producens szervezetek fitomasszát állítanak elő Heterotrófia konzumens szervezetek zoomasszát állítanak elő

10 A fény élettani - biokémiai hatása cirkadián hatás: a nappal és az éjszaka hosszának, arányának változása cirkannuális hatás: az évszakok változása

11 A fény egyéb hatásai a testalakulás (alak, színezet, mintázat) változása az egyedfejlődés alakulása irányító hatás fotótropizmus v. heliotropizmus - a fényforrás (nap) által befolyásolt helyzetváltozás fototaxis - a fényforrás által indukált helyváltoztatás, ami lehet menekülés is (a giliszta már a 0,3 lux erősségű fényre is reagál) menotaxis az a mozgás (haladási irány), amikor a rovar a fényforrás felé igyekszik skototaxis, amikor pl. a cserebogár a fák (erdőfolt) sötét foltja irányába repül

12 A hő hatásai A hőmérsékleti viszonyok meghatározói: Napsugárzás (infravörös) Helyi hatások (vulkáni tevékenység, hőforrás, meleg áramlás, a geológiai- a talaj-, a víz- és a növényzeti viszonyok)

13 A hőviszonyokhoz való alkalmazkodás poikilothermia változó testhőmérséklet részben vagy egészben külső környezeti hőszabályozás homoiothermia állandó testhőmérséklet maghőmérséklet, nyúlványok hőmérséklet

14 Tűréshatárok (tolerancia) Alsó határ Vitális (komfort) zóna Euriök fajok Sztenök fajok Felső határ euritermia sztenotermia

15 Az élőhely hőmérséklet viszonyai befolyásolják az állat alakját, a kültakaró színezetét az aktivitás napi ritmusát egyedfejlődését (közvetlenül a változó hőmérsékletűeknél, illetve közvetve az állandó hőmérsékletűeknél) termékenységét / szaporodását (gerinctelenek ivaros szaporodás és szűznemzés váltakozása; gerinceseknél utódok ivararánya, ill. ivarérettségi kor)

16

17 A víz (légnedvesség, csapadék) hatásai A test vízmérlege Védekezési mechanizmusok (alak és színezet; az aktivitás periódussága) a vízzel szemben a víz megtartásáért Szaporodás Egyedfejlődés Orientáció

18 A közeg hatása Levegő Talaj (és más szilárd anyagok) Talajhoz kötöttek Talajban úszók Talajban mászók Talajban ásók Víz (és más folyadékok)

19 Biotikus környezeti tényezők Homotipikus hatások Heterotipikus hatások

20 Homotipikus hatások Időzítés, ivari szinkronizáció (időbeli egymásra találás) Helyi egymásra találás Kopulációs hatások Csoporthatás Konkurencia (Interferencia)

21 Homotipikus állatcsoportok Alkalmi csoportosulás (aggregátum) Valódi csoportok Ideiglenes csoportok alvócsoportok áttelelő-csoportok vadászó (halászó) csoport vándorló csoport Szaporodási csoportok Családi csoportok Állattelepek Állatállamok

22 Heterotipikus hatások Probiózis (parökia együttlakás; entökia bentlakás; epökia rátelepedés; szünökia beköltözés; forézis szállítás) Parabiózis - komenzalizmus Metabiózis (ráutaltság) Szimbiózis (aliancia bolházás ; mutualizmus függőség; morfofiziológiai összekapcsolódás; ektoszimbiózis; endoszimbiózis) Parazitizmus Antibiózis (ölés, elpusztítás, megbetegítés)

23

24

25 Átmeneti (vegyes) környezeti tényezők Táplálék A táplálék minősége és mennyisége (táplálékspektrum) Táplálék-keresés A táplálék hatása A táplálék-minőség módosító hatása Táplálékhasznosítás, raktározás, kiválasztás Szervetlen (ásványi) anyagok tárolása Búvóhely

26

27 Antropogén tényezők a növénytakaró megváltoztatása: nagykiterjedésű erdőírtások, helyükön mezőgazdasági kúltúrák (esetleg sivatagok) kialakulása, mesterséges élőhelyek kialakulása: emberkedvelő, illetve emberhez kötődő (szünantróp) állatfajok/fauna kialakulása, állatfajok betelepítése és behurcolása: pl. haszonés szünantrop állatok, egzotikus állatok, kártevők, környezetszennyezés: a talaj, a víz és a levegő szennyezése káros (toxikus) szervetlen, szerves, szintetikus és sugárzó anyagokkal, élőhelyek feldarabolódása (metapopulációk).

28 A környezeti tényezők autökológiai hatásai irányító hatás megváltoztató hatás korlátozó (limitáló) hatás

29 A környezeti tényezők irányító hatásai Helyzetváltoztató mozgások tropizmus Helyváltoztató mozgások Kisléptékű mozgások Nagyléptékű mozgások

30 Kisléptékű mozgások termo-taxis foto-taxis oxigén taxis szélirány vezérelte mozgás vízáramlás vezérelte mozgás

31 Nagyléptékű mozgások Rátalálás, menekülés irányító ingerek: kémiai (íz-, szaganyagok, feromonok) optikai (látás) hősugárzás akusztikai (hallás) rezgés, vibráció (bőrérzékelés) földmágnesség

32 Nagyléptékű mozgások Vonulás (vándorlás) Szaporodási célból történő vonulás Áttelelési, túlélési, táplálkozási célból történő vonulás Szaporodást és túlélést egyaránt szolgáló vonulás

33 Vonulás (vándorlás) Szaporodási célból történő vonulás a. kisebb távolságra: b. egyes rovarok rajzása, egyes halak ivóhelyekre való vonulása, egyes kígyók pl.: keresztes, párzó helyre vonulása, egyes gyíkok, tojásrakó helyekre vonulása. nagyobb távolságra: egyes rovarok, pl. egyes lepkék egyes halak, pl. lazacok, angolnák, halálfejes szender, cápák, tokfélék? egyes hüllők, pl. tengeri teknősök számos költöző madár tavasszal, egyes emlősök, pl. számos tengeri emlős, rénszarvasok.

34 Vonulás (vándorlás) Áttelelési, túlélési, táplálkozási célból történő vonulás egyes rovarok, pl. sáskák, kolumbácsi legyek számos halfaj (téli elvermelés) egyes kígyófélék, pl. kockás sikló, keresztes vipera, egyes nem költöző vízi madár vagy magashegységi egyes szárazföldi emlősök (pl. zerge, szibériai őz, öszvér-szarvas)

35 A mozgások iránya horizontális (a távolság a lényeges nem a szintkülönbség) kisebb léptékben a telelésre vonuló halaknál, hüllőknél közepes léptékben a sivatagi sztyeppen, tajgai-tundrai patások vonulásakor; nagy léptékben egyes halaknál, teknősöknél, vízi emlősöknél, költöző madaraknál, rénszarvasoknál; vertikális (a szintkülönbség fontosabb a távolságnál): egyes magashegységi madaraknál és emlősöknél, akár szezonálisan (telelés), akár napszak szerint (pl.: táplálkozási pihenőhely). vízáramlás irányához képest: - anadrom (áramlással szemben) vonulásúak, pl. a tok- és a lazacfélék. - katadrom (áramlással megegyező) vonulású az angolna szárazföld - víz viszonylatban is vannak eltérő vonulási szakaszok (ösztönök): vízhez vonulnak a párzáshoz, peterakáshoz készülő szárazföldi kétéltűek (pl. varangyok, szalamandra); szárazföldi (szigeti) tradicionális tojásrakó helyeikhez vándorolnak a tengeri teknősök, szaporodási (párzó és ellő) helyeikre a fókák, rozmárok. interkontinentális vonulás

36 A környezeti tényezők megváltoztató hatásai Modifikáció nem genetikailag rögzült, megváltozott tolerancia- (preferencia) és optimumtartomány Adaptáció genetikailag is rögzült alkalmazkodás, ami egyes tényezőkkel szemben fokozott tűrőképességben (toleranciában) nyilvánul meg Emancipáció függetlenné válás bizonyos környezeti tényezőkkel szemben

37

38 A környezeti tényezők megváltoztató hatásai Divergencia (eltérési) szabályok: Bergmann-szabály (méret-szabály): a különböző éghajlati viszonyok között élő rokon fajok, illetve egy fajon belüli különböző populációk testnagysága a hidegebb viszonyok felé haladva növekszik; Allen-szabály (testarány-szabály): az előbbihez kapcsolódva a rokon fajok, illetve populációk egyes testfüggelékei a hidegebb viszonyok felé haladva rövidül a testnagysághoz viszonyítva; Hesse-szabály (szívsúly-szabály): egy fajon belül a hidegebb éghajlat alatt élő populációkban a szív relatív súlya nagyobb; Gloger-szabály (szín-szabály): meleg - nedves klíma a (barnás) fekete szín (eumelanin), hideg - száraz a sárgásbarna szín (feomelanin) kialakulásának, illetve a megfelelő színű egyedek nagyobb gyakoriságának kedvez.

39

40

41 A környezeti tényezők megváltoztató hatásai Konvergencia (hasonlósági) szabályok: ásólábak: lótücsök, vakond; aktív repülésre alkalmas szárnyak: rovarok, repülőhalak, madarak, denevérek és un. repülőkutyák; fogazat: fejlett szemfoga van a fogassüllőnek, a pézsma- és muntyákszarvasnak, a vízilónak és az emlős ragadozóknak. nagy (éjjellátó) szemek: pl. pele, sivatagi ugróegér, dikdik antilop, makifélék (félmajmok).

42 A környezeti tényezők korlátozó (limitáló) hatásai Abiotikus (élettelen) tényezők: maximum- minimum, toleranciatartomány Biotikus (élő) tényezők: egyirányú korlátozó hatás Több tényező együttes hatása: additív hatás gátló hatás fokozó hatás

43 Az állatok önvédelme, védekezési mechanizmusok Élettelen környezeti tényezők elleni védekezés csökkent anyagcsere-intenzitás (alvás, szunyókálás, téli csökkent aktivitás) nem valódi téli álom (pl. madarak közül a lappantyú, emlősök közül a mókus, borz, medve, stb), igazi téli álom (pl. a hörcsögök, pelék, ürgék, a sünök, a denevérek, stb), nyári álom (pl. a peléknél), éjszakai vagy időjárás-függő "hideg-álom" (pl. a kolibrik, sarlósfecskék, lappantyú), hibernáció, elvermelés (pl. halak, kétéltűek, hüllők télen), esztiváció (szárazság idején egyes halak, kétéltűek), késleltetett megtermékenyülés (spermaraktározás, pl. egyes kígyóknál, alvó denevéreknél), késleltetett embriófejlődés (petenyugvás, pl. egyes denevéreknél, menyétféléknél, medvéknél, fókáknál és az őznél).

44 Az állatok önvédelme, védekezési mechanizmusok Élő környezeti tényezők elleni védekezési mechanizmusok ragadozás: mechanikai, kémiai, álcázás, utánzás, védő testhelyzet, rejtőzködés, menekülés, aktív önvédelem Élő környezeti tényezők elleni védekezési mechanizmusok parazitózisok, mikróbák: specifikus belső védekezés: aktív immunreakciók, passzív immunitás (madárfiókák szikimmunitása, emlős újszülöttek placenta- és föccstej-eredetű immunvédelme), természetes szelekció, illetve az ún. koevolúció és koadaptáció is elősegítheti az előbbiek hatékonyságát nem specifikus belső védekezés: gyulladásos reakciók (heveny és idült, beleértve a tokképződést is) mechanikai védekezés: tisztálkodás, rágicsálás, vakarózás, fürdés, dagonyázás kémiai védekezés: féregűző növények ösztönös fogyasztása

45 Állat környezet összefüggések: az élőhely Habitat (élőhely) az a térrész, ahol az adott faj él, azon környezeti források és környezeti feltételek összessége, amelyek meghatározzák valamely populáció jelenlétét, túlélését és szaporodását Monotóp (élőhely) - azon szűkebb környezet (faktoregyüttes) amelyben az állategyed ideiglenesen vagy tartósan él

46 Az élőhely jellemzői kiterjedés környezeti adottságok összessége és összefüggése (valencia tartomány a környezeti tényezők azon tartománya, amelyen belül a faj életképes; több tényező együtthatásaként jön létre, pl. hőmérséklet, légnedvesség) korlátozó tényezők (optimum, alsó- és felső pesszimum) minimális környezet (Liebig-féle minimumtörvény) dinamika

47

48 Az ökológiai niche Az egyes fajok környezettel szemben támasztott igényeinek összessége. A törzsfejlődés során genetikai, morfológiai, ökológiai (etológiai) tulajdonságaik tekintetében elkülönült, de földrajzi elterjedés, illetve szűkebb élőhely (biotóp) szerint együtt maradt rokon rajok eltérő adaptációja "szakosodását". Az egyes fajok nemcsak méreteikben, színezetükben, hanem életmódjukban, az egyes környezeti adottságok (források) hasznosításában is többé-kevésbé eltérnek egymástól. Így pl. másmás részt, sávot, "fiókot" használnak táplálkozásuk, rejtőzködésük, szaporodásuk során horizontálisan (erdőszéli vagy vízparti sávok) és/vagy vertikálisan (erdőben a különböző szintek).