TARTALOM A LÁTHATATLAN ÉLÕVILÁG MIKRÓBÁK Az élõvilág csoportjai és a vírusok... 10 A sejtmag nélküli élõlények... 13 Az egysejtû sejtmagvasok országa... 16 A gombák teste és élete... 18 A fertõzõ betegségek... 21 A kórokozók elleni védekezés... 24 Megfigyelések, vizsgálódások A mikrobák teste és életmûködései... 27 Összefoglalás... 29 A ZÖLD BIRODALOM A NÖVÉNYEK VILÁGA A növényi sejt és a szövetek... 32 A növény szervezete és a növényi szövetek... 35 Az önfenntartó szervek és mûködésük I.... 36 Az önfenntartó szervek és mûködésük II.... 38 Megfigyelések, vizsgálódások A sejt, a szövetek és a szervmûködések... 40 A mozgás, a raktározás és a kiválasztás (kiegészítõ anyag)... 42 A szaporodás... 44 A zárvatermõ növények egyedfejlõdése... 47 A moszatok, a mohák és a harasztok... 50 A virágos növények... 52 Környezetünk növényei... 55 Növényi nyersanyagok és a növénynemesítés... 57 A növénytermesztés... 60 Összefoglalás... 63 AKIK BENÉPESTIK A FÖLDET AZ ÁLLATOK VILÁGA Az állati sejt felépítése és mûködése... 66 A szövetek... 68 A változatos testfelszín és a mozgás... 71 Az állatok táplálkozása és légzése... 75 Anyagszállítás és kiválasztás... 78 Az életfolyamatok szabályozása... 81 Szülõk és utódok... 84 Megfigyelések, vizsgálódások Az állatok teste és életmûködése... 87 Gerinctelen állatok I.... 89 Gerinctelen állatok II.... 91 A gerincesek... 94
TARTALOM Állatok a gazdaságban... 99 Állatok a lakásban... 102 Állati találmányok a technikában... 104 Összefoglalás... 105 AZ ÉLÕLÉNYEK ÉS KÖRNYEZETÜK Az élõlények szervezõdése és tûrõképessége... 108 Az élõlények környezeti tényezõi... 111 A levegõ, a víz és a talaj védelme... 115 Populációk és kölcsönhatásaik... 118 Ökológiai garfikonok elemzése... 122 Kiselõadások készítése a populációs kölcsönhatásokról... 123 Az életközösségek jellemzõi... 124 Az anyag- és az energiaforgalom alapjai... 127 A bioelemek és a víz körforgása... 130 Megfigyelések, vizsgálódások Az életközösségek általános jellemzõi... 133 Összefoglalás... 135 ÉRTHETJÜK ÕKET? AZ ÁLLATOK VISELKEDÉSE Hétköznapi tapasztalatok... 138 Öröklött magatartásformák... 141 Tanult magatartásformák... 143 Az állatok önfenntartó viselkedése... 147 Az állatok fajfenntartó (szaporodási) viselkedése... 150 Az állatok kommunikációja... 153 Az állatok társas viselkedése... 155 Állati viselkedés emberi magatartás... 158 Összefoglalás... 161 A KÁRPÁT-MEDENCE ÉLÕVILÁGA Élõhelysziget európa szívében... 164 A fás társulások és a vizes élõhelyek élõvilága... 167 A fátlan társulások élõvilága... 170 Természeti értékeink a kárpát-medencében I.... 173 Természeti értékeink a kárpát-medencében II.... 177 Jelentés a kárpát-medence környezeti állapotáról... 181 A kárpát-medence megújuló, részlegesen megújuló energiaforrásai (olvasmány)... 185 Településed környezeti értékei, környezeti problémái (kérdõív projektmunkához)... 186 Összefoglalás... 188 MIT KELL TUDNI A TANÉV VÉGÉN?... 190
16 A LÁTHATATLAN ÉLÕVILÁG MIKROBÁK AZ EGYSEJTÛ SEJTMAGVASOK ORSZÁGA A sejtmagvas (eukarióta) szervezõdésû élõlények maghártyával körülhatárolt, elkülönült sejtmaggal rendelkeznek. Alacsonyabb rendû képviselõik az egyszerûbb sejtmagvasok országát alkotják. Általában egyetlen sejtbõl állnak, de elterjedtek a kezdetleges többsejtû formák is. A csoport tagjai lehetnek növényszerû valamint állatés gombaszerû élõlények. Fajaik benépesítik a vizeket és a talajt, de megtalálhatók más élõlények testfelületén és testében is. AZ EGYSEJTÛEK KÖZÖS JELLEMZÕI Az egysejtû sejtmagvas szervezetek egyetlen sejtje minden életmûködést elvégez. Kültakarójuk a sejthártya nemcsak véd, hanem az anyagok felvételében, leadásában és a légzésben is részt vesz. Ostor(ok), csillók vagy kinyújtható és visszahúzható sejtkitüremkedések, állábak segítségével mozognak. A felesleges vizet (az édesvízi szervezeteknél) a lüktetõ üregecske választja ki. Többnyire kettéosztódással szaporodnak. Néhány fajuk kedvezõtlen körülmények között ellenálló burkot von maga köré, vagyis betokozódik. Az egysejtûekre a hasonlóságok mellett jól megfigyelhetõ különbségek is jellemzõk. Az alábbiakban három csoportjukat és azok fõbb képviselõit mutatjuk be. 16.1. Melyek a zöld szemesostoros növényi és állati jellegû alkotóelemei? sejtszáj szemfolt emésztõ üregecske zöld színtest sejtmag sejtplazma ostor MIKROSZKÓPOS KÉP OSTOROSOK Az ostorosok közé olyan egysejtûek tartoznak, amelyek általában egy vagy több ostorral mozognak. Egyedei autotróf és heterotróf módon táplálkoznak. Több fajuk, mint például az ostorosmoszatokhoz tartozó zöld szemes ostoros (16.1.) mindkét táplálkozásra képes (vegyes táplálkozású). Fényben zöld színanyaguk segítségével fotoautotróf életmódot folytat, sötétben heterotróf módon táplálkozik. Ilyenkor a sejtszájon át baktériumokat és elpusztult élõlények maradványait veszi fel. Helyét a sejt egyik végében lévõ ostor segítségével változtatja. A fényt az ostor tövében elhelyezkedõ piros szemfolttal érzékeli. Kettéosztódásakor elõször a sejtmag örökítõanyaga megkettõzõdik, majd a sejt többi alkotója is megfelezõdik. Az egysejtû moszatok nélkülözhetetlenek a vizek életközösségében, mivel hozzájárulnak öntisztulásukhoz, és táplálékként is jelentõsek. Egyes feltevések szerint õsi ostorosmoszatok lehettek a növények és állatok közös õsei, ezt azonban a kutatási eredmények nem támasztják alá. Az ostorosok heterotróf táplálkozású fajai között vannak, amelyek betegségeket okoznak, mint például a nõk hüvelyében élõsködõ hüvelyostoros. Afrikában a Kongó vidékén gyakori kórokozó a vérben és a szövetek közötti folyadékban élõsködõ álomkórostoros. Kihegyesedõ hátsó testvégén ostort, egyik oldalán pedig hullámzó hártyát visel. A kórokozót a vérszívó cecelégy viszi át az állatokból az emberek vérébe. A vérbe jutva osztódással szaporodik, és halálos kimenetelû betegséget, álomkórt okoz. ÁLLÁBASOK Az állatszerû egysejtûek heterotróf szervezetek. A felvett táplálékot emésztõ ûröcskéikben átalakítják, végül az emészthetetlen anyagokat eltávolítják a sejtbõl. A csoport egyszerûbb felépítésû képviselõi az állábasok. Közülük jól ismert faj az óriás amõba. Sejtjében egy sejtmag van. Az amõba állábakkal változtatja a helyét. Mozgása során megtapad a szilárd aljzaton és a sejthártyája kitüremkedik. Ebbe az ideiglenes nyúlványba beáramlik a plazma, így az állat lassan továbbcsúszik.
AZ EGYSEJTÛ SETMAGVASOK ORSZÁGA 17 csillók sejtplazma álláb sejtszáj sejtmag emésztõ üregecske alrés lüktetõ üregecske 17.1. Apapucsállatka és az óriás amõba felépítése. Hasonlítsd össze a testfelépítésüket! 17.2. A papucsállatka mikroszkópos képe. Ismertesd a papucsállatka és az óriás amõba táplálkozását! Az állábak a táplálkozásban is közremûködnek. Segítségükkel a táplálékát körülfolyja és bekebelezi. A táplálékszemcsék körül a sejthártyából kialakul az emésztõ ûröcske. Az ide bejutó enzimek lebontják a táplálékot. Az emészthetetlen anyagok a sejthártyán keresztül a környezetbe távoznak. Az óriás amõba fontos szerepet játszik a vizek öntisztulásában, mert az elhalt szervezetek szerves anyagait beépíti a testébe. CSILLÓSOK A bonyolultabb felépítésû állatszerû egysejtûek jellemzõ faja a papucsállatka. Kétféle sejtmagja közül a nagyobb irányítja az életmûködéseket, a kisebb a szaporodásért felelõs. Csillóinak összerendezett, egyirányú csapkodásával gyorsan úszik. A csillók a táplálkozását is segítik, mivel a szerves törmeléket és a baktériumokat a sejtszájba sodorják. Onnan a táplálékszemcsék az emésztõ ûröcskébe kerülnek. Az ûröcske változtatja a he- lyét a sejtben, miközben belsejében lezajlik az emésztés. A megemésztett anyagok a sejtplazmába, a salakanyagok pedig az alrésen át a környezetbe jutnak. A felesleges vizet a lüktetõ ûröcske távolítja el. Amikor a csatornákon keresztül a központi üreg megtelik folyadékkal, a sejthártya megnyílik és a felesleges víz kiürül. A papucsállatka az óriás amõbához hasonlóan a vizek öntisztulásában játszik fontos szerepet. OLVASD EL! Fõként a trópusokon gyakori a lázállatka által okozott betegség, a malária. Az egysejtû élõsködõt a maláriaszúnyog terjeszti. A rovarok a beteg emberek vérét szívva fertõzõdnek meg, majd a bennük szaporodó kórokozókat egészséges emberekbe oltják. A betegséget ismétlõdõ lázrohamok jelzik. A szúnyogok irtásával, tenyészhelyeik visszaszorításával, gyógyszeres kezeléssel csökkenthetõ lenne a betegek száma. ELLENÕRIZD TUDÁSOD! 1. Hasonlítsd össze a prokarióta és eukarióta sejtet! 2. Melyek az egysejtû sejtmagvas élõlények közös jellemzõi? Mi a jelentõségük? 3. Mi az oka, hogy a vízben, nedves környezetben élõ egysejtûek a levegõvel szinte mindenhová eljutnak? 4. Mivel és hogyan mozognak az egysejtûek tipikus képviselõi? Magyarázd el! 5. Mi jellemzõ a zöld szemes ostoros és a papucsállatka testfelépítésére és életmódjára
36 A ZÖLD BIRODALOM A NÖVÉNYEK VILÁGA AZ ÖNFENNTARTÓ SZERVEK ÉS MÛKÖDÉSÜK I. A növények a többi élõlényhez hasonlóan környezetükkel állandó anyag- és energiaforgalmat bonyolítanak le. A felvett anyagokat felhasználják, átalakítják, a feleslegeseket pedig leadják. Ezeket a mûködéseket az önfenntartó szervek, a gyökérzet, a szár és a lomblevelek végzik. GYÖKÉR A fõgyökérzetet egy erõteljes központi gyökér és a belõle kiágazó oldalgyökerek, míg a mellékgyökérzetet szinte egyforma gyökerek alkotják. A gyökérzet rögzíti a növényt, tápanyagokat vesz fel és továbbít. A fiatal gyökér csúcsa osztódó szövetbõl áll, amit a gyökérsüveg véd. Ennek külsõ elnyálkásodó része megkönnyíti a gyökér elõrenyomulását. Az osztódási öv mögötti növekedési övben felszívási öv növekedési öv osztódási öv HOSSZMETSZET gyökérszõrök bõrszövet alapszövet gyökérsüveg háncsrész farész KERESZTMETSZET 36.1. Melyik gyökérrészt nevezik megnyúlási övnek is? Miért? 36.2. Hogyan biztosítják a gyökérszõrök a tápanyagok felvételét és továbbítását? farész háncsrész gyökérszõr bõrszövet alapszövet a sejtek erõteljesen megnyúlnak. Felette a felszívási övben egyes bõrszöveti sejtek felületnagyobbító nyúlványokat, gyökérszõröket növesztenek. A gyökér folyamatos növekedése következtében a csúcs közelében új szõrök jönnek létre, míg a távolabb lévõk elhalnak (36.1.). A vékony falú gyökérszõrök vizet és ásványi sókat vesznek fel. Mivel a talajoldat koncentrációja kisebb, mint a bõrszöveti sejteké, ezért egy befelé tartó vízáramlás indul meg. Ettõl a bõrszöveti sejtek oldatai hígabbá válnak az alapszövetiekhez képest. Az így kialakult szívóerõ miatt a víz sejtrõl sejtre áramlik, végül a fanyalábokba kerül (36.2.). Ezekben a vízzel együtt ásványi anyagok is mozognak. Az ionokat a gyökérszõrök a környezetükbõl válogatják ki. Felvételük a vízfelvételtõl eltérõen energiabefektetést igényel. A felvett anyagok a szárba vándorolnak. A SZÁR A növényi test tengelye a szár. Tartja a felszín feletti szerveket, és összeköttetést biztosít a gyökerek és a levelek között. Szöveti felépítése alapján lágy és fás szárat különböztetünk meg. A lágy szárat bõrszöveti sejtjek borítják, közöttük gázcserenyílások vannak. A bõrszövet alatti alapszövetbe fa- és háncselemeket egyaránt tartalmazó szállítónyalábok ágyazódnak. A háncsrész általában a bõrszövet felé, míg a farész a szár közepe felé található. Az egyszikûek szárának keresztmetszetén a szállító-nyalábok szórtan, a kétszikûekén pedig körkörösen rendezõdnek. További különbség, hogy a kétszikûek nyalábjaiban a szárat vastagító osztódószövet, a kambium helyezkedik el (37.1.). A leggyakoribb lágy szár az 1-2 évig élõ, rendszerint nedvdús dudvás szár. A paradicsom dudvás szára belül tömött, a töké viszont üreges. Üreges a búza bütykökkel tagolt szalmaszára is. Hozzá hasonló a kemény, többméteresre növõ nádszár. A gyermekláncfû levéltelen virágzatban végzõdõ szára a tõkocsány. A fás szárban a kambium összefüggõ hengerpalásttá záródik. A kambiumgyûrû a kerület felé évenként új háncsgyûrûket, befelé fagyûrûket
AZ ÖNFENNTARTÓ SZERVEK ÉS MÛKÖDÉSÜK I. 37 KÉTSZIKÛ bõrszövet EGYSZIKÛ bõrszövet elhalt fatest (geszt) héjkéreg háncstest alapszövet alapszövet kambium szállítónyalábok szállítónyalábok farész farész háncsrész háncsrész kambium élõ fatest (szíjács) 37.1. Figyeld meg a kétszikû és egyszikû növény lágy szárának felépítését a keresztmetszeti képeken! 37.2. A fás szár metszetén az évgyûrûk száma alapján meg lehet határozni a törzs, vagy az ág életkorát képez. A fagyûrûk összessége a fatest, míg a háncselemekbõl álló rész neve háncstest (37.2.). A fatest gyûrûinek kialakulása az éghajlati viszonyokkal kapcsolatos. A mérsékelt égövben a kambium mûködése szakaszos. Tavasszal a fák nagy vízigényének kielégítésére tág üregû, vékony falú vízszállító elemek képzõdnek. Õsszel, amikor az életfolyamatok lelassulnak, szûk üregû, vastag falú, inkább a szilárdítást szolgáló sejtek jönnek létre. Télen a kambiumsejtek osztódása szünetel. Az egy évben kialakult szállítóelemek együttesen évgyûrût alkotnak. A háncstest a fatestnél keskenyebb, mivel a kambium kevesebb és vékonyabb falú háncselemet hoz létre. A háncstestnek elsõsorban az utolsó évi gyûrûi mûködõképesek. Az évrõl évre gyarapodó fás szárat a külsõ károsító hatásoktól a héjkéreg védi. A fásszár vastagodásakor alapszöveti sejtek is képzõdnek. Alapszövet alkotja a szár középsõ részét, továbbá a fa- és háncstestet sugárirányban átszelõ keskenyebb sávokat. A szárak farészében a talajból felszívott folyadék a lomblevelek felé mozog. Innen a szerves anyagok oldatát a háncselemek viszik a többi szervbe. Az egymástól elkülönült, ellentétes irányú, kettõs anyagáramlás a nedvkeringés. GONDOLKOZZ ÉS VÁLASZOLJ! Mivel magyarázható, hogy a gyökér megnyúlása ellenére a felszívási öv a gyökércsúcstól mindig azonos távolságra van? JÓ, HA TUDOD! Több erdei fafaj (pl. tölgyek) gyökérzetérõl hiányoznak a gyökérszõrök. Szerepüket gombafonalak veszik át. A gyökerekkel együtt élõ gombák jelentõsége fõleg a felvehetõ nitrogénben szegény talajokon nagy. Ha a talajban elegendõ a felvehetõ nitrogén, akkor a gombafonalak lebomlanak. Az egyes gombafajok csak meghatározott fafajhoz kötõdnek, és csak akkor képeznek termõtestet, ha a megfelelõ fa gyökérzetével kerülnek kapcsolatba. ELLENÕRIZD TUDÁSOD! 1. Mi jellemzõ a gyökér felépítésére? 2. Bizonyítsd a gyökér felépítése és mûködése közti kapcsolatot! 3. Mi a jelentõsége a gyökér folyamatos növekedésének? 4. Hogyan történik a víz és az ásványi anyagok felvétele, továbbítása? 5. Miben különbözik az egy- és kétszikû, valamint a lágy és a fás szár szöveti felépítése? 6. Hogyan vastagszik a fás szár?
50 A ZÖLD BIRODALOM A NÖVÉNYEK VILÁGA A MOSZATOK, A MOHÁK ÉS A HARASZTOK A rendszerezés kezdetén, a mesterséges rendszerekben, az élõlényeket önkényesen kiválasztott külsõ tulajdonságok (pl. porzók száma) alapján csoportosították. Napjainkban a fejlõdéstörténeti rendszer a származási, rokonsági kapcsolatokat veszi alapul, és az élõvilág fejlõdését tükrözi. A rendszerezés alapegysége a faj. A fajba tartozó egyedek közös származásúak, lényeges külsõ és belsõ sajátosságaik nagyjából azonosak, és szaporodáskor önmagukhoz hasonló, termékeny utódokat hoznak létre. Fontosabb rendszertani kategóriák még a család, a rend, az osztály és a törzs. A MOSZATOK A moszatok egyszerû testfelépítésû vízi élõlények. A zöldmoszatok a vízfelszínhez közel élnek, a tengeri barnamoszatok mélyebbre, a vörösmoszatok pedig sokkal mélyebbre (100 200 m) hatolnak. Valamennyien a színükrõl kapták a nevüket, bár zöld festékanyag mindegyikben van. Telepes testszervezõdésûek, nagyjából egyforma sejtjeik között alig létezik mûködésmegosztás. Térbeli alakjuknak megfelelõen fonalas, lemezes, vagy teleptestûek lehetnek. (A formák, a sejtek különbözõ irányú osztódásával alakulnak ki.) A zöldmoszatokban mindhárom testszervezõdés elõfordul. A fonalas zöldmoszatnak fonaltelepe, a tengeri salátának lap alakú lemezes telepe, míg a csillárkamoszatnak háromdimenziós telepteste van (50.1.). A fejlettebb barna- és vörösmoszatok telepteste gyakran erõsen tagolt. A moszatokra az ivaros és az ivartalan szaporodás, valamint a nemzedékváltakozás jellemzõ. A moszatok a vizekben fontos oxigéntermelõk, továbbá táplálékot, búvó-, és költõhelyet biztosítanak más élõlények számára. Az emberek fõként táplálék-, takarmány-, illetve trágyanövényekként hasznosítják. A barnamoszatokat jódtartalmuk miatt az ipar is felhasználja. A MOHÁK A szárazföldi növényi élet elindítói az õsi zöldmoszatok, illetve leszármazottaik a mohák voltak. A mohák kisméretû telepteste vagy egyszerû, vagy jól tagolt, mint a lombosmoháké. Részeik az aljzatba kapaszkodó gyökérszerû rögzítõfonalak, valamint a szárszerû és a levélszerû képletek. A szervszerû képzõdmények ellenére sem szöveteik, sem szerveik nincsenek (50.2.). A moszatokhoz hasonlóan a tápanyagokat egész testfelületükön veszik fel. 50.2. Figyeld meg a nagy seprûmoha (balra) és a szõrmohák testtagolódását! 50.1. Melyik növénycsoport képviselõje a fonalas zöldmoszat (1), a tengeri saláta (2) és a csillárkamoszat (3)? Mi jellemzõ testfelépítésükre?
A MOSZATOK, A MOHÁK ÉS A HARASZTOK 51 51.1. Miben különbözik a védett korpafüvek (1) és a zsurlók (2) tetfelépítése a páfrányokétól (3)? Ivartalanul és ivarosan szaporodnak, az ivarsejtek összeolvadásához víz szükséges. Nemzedékváltakozásuk jellegzetessége, hogy hoszszabb az ivaros fejlõdési szakasz (elõtelep, mohanövényke kialakulása), mint az ivartalan (nyeles spóratartó tok kifejlõdése). A mohák nedves és száraz élõhelyeken egyaránt elõfordulnak. Vizenyõs részeken gyakoriak a tõzegmohák, erdõkben pedig, a szõrmohák. Az ezüstmoha építményeken telepszik meg. Jelentõségük sokrétû. Rengeteg vizet képesek tárolni, óvják a talajt a kiszáradástól és a szél pusztításától, továbbá elhalt testanyagaikkal növelik tápanyagkészletét. A HARASZTOK A harasztok éppúgy, mint a mohák az õsi zöldmoszatoktól származnak. A moháknál azonban nagyobb termetûek és a szárazföldi élethez is jobban alkalmazkodtak. Testszervezõdésük meghatározó tényezõje a vízgazdálkodás, azaz a vízmegtartás és a vízutánpótlás biztosítása volt. Ez vezetett a szövetek, majd a szervek elkülönüléséhez. Õseiknél jelent meg elõször a bõrszövet a gázcserenyílásokkal, a szállítónyalábokba rendezõdött szállítószövet és a nagyobb testméretet lehetõvé tevõ szilárdító alapszövet. Szerveik a gyökér, a szár és a levelek. Testfelépítésük fejlettsége ellenére megtermékenyítésük még a vízhez kötõdik. Ivaros és ivartalan szaporodásuk nem különbözik lényegesen a mohákétól, de nemzedékváltakozásuk igen. Rövidebb az ivaros fejlõdési szakasz (az elõtelep létrejötte) és a kifejlett harasztnövény nem ebben, hanem a hosszabb ivartalan szakaszban keletkezik. A fejlõdés irányát a hajtásos tesztszervezõdés mellett a hosszabb ivartalan szakasz jelenti. Fontosabb csoportjaik napjainkban a korpafüvek, a zsurlók és a páfrányok (51.1.). Az erdõkben honos kapcsos korpafû arasznyi, villásan elágazó szárán apró levelek sorakoznak. A nyirkos szántókon, legelõkön fellelhetõ mezei zsurló barázdált, fotoszintetizáló szárát apró, pikkelyszerû levelek ölelik körül. A páfrányokra a nagy felületû, tagolt levelek, és a rajtuk elhelyezkedõ spóratartók jellemzõek. Ismertebb képviselõik az erdõben a saspáfrány, az édesgyökerû páfrány és az erdei pajzsika. A vízi életmódhoz alkalmazkodott faj a rucaöröm. ELLENÕRIZD TUDÁSOD! 1. Mi különbözteti meg a fejlõdéstörténeti rendszert a mesterséges rendszertõl? 2. Melyek a moszatok közös tulajdonságai? 3. Milyen különbségek vannak a moszatok és a mohák között? 4. Ismertesd a moszatok és a mohák jelentõségét! 5. Hasonlítsd össze a mohákat és a harasztokat: élõhely, testfelépítés, szaporodás, egyedfejlõdés! 6. Mennyiben fejlettebbek a harasztok, mint a mohák?
66 AKIK BENÉPESÍTIK A FÖLDET AZ ÁLLATOK VILÁGA AZ ÁLLATI SEJT FELÉPÍTÉSE ÉS MÛKÖDÉSE Az állatok, akárcsak a gombák és a növények, többsejtû sejtmagvas élõlények. Közös jellemzõjük, hogy nincs sejtfaluk és a sejtjeikben nincsenek színtestek. Heterotróf módon táplálkoznak. Többnyire aktív módon változtatják a helyüket. A növényekhez hasonlóan az állatok testében is megfigyelhetõk a szervezõdési szintek. A legkisebb egység a sejt. A sejtek szövetekbe csoportosulnak. Egy feladatot ellátó szövetek szerveket alkotnak. Az egymással együttmûködõ szervek szervrendszereket hoznak létre. Az összehangoltan együttmûködõ szervrendszerek eredményeként létrejön a szervezet (67.1.). AZ ÁLLATI SEJT Az állati sejtek csak mikroszkóppal vizsgálhatók, mivel méretük átlagosan csupán 10 50 mm. Alakjuk a különbözõ környezetnek és feladatoknak megfelelõen sokféle lehet. Sejtalkotói: a kívülrõl határoló sejthártya, a kocsonyás állományú sejtplazma és az örökítõanyagot tartalmazó sejtmag, a növényi sejtekhez hasonló felépítésûek és mûködésûek. Közös alkotóik továbbá a sejtplazmában elhelyezkedõ, anyagcsere-folyamatokat ellátó sejtszervecskék is (66.1.). A sejt legfontosabb életmûködései: a mozgás, az anyagcsere, a növekedés, a fejlõdés, a környezet változásaihoz való alkalmazkodás és a szaporodás. A sejtszervecskék közé tartozó mitokondriumok a szerves vegyületek lebontása révén kémiai energiát termelnek. Az endoplazmatikus hálózat csatornarendszerén üregrendszerén helyet foglaló riboszómák fehérjéket készítenek. A Golgi-test párhuzamos zsákocskái az anyagszállítást irányítják. A kész anyagok a zsákocskákból lefûzõdõ hólyagokban jutnak el felhasználási helyükre. A lizoszómák a különbözõ anyagok lebontásában játszanak szerepet (66.1.). A SEJT ANYAGCSERÉJE A sejtek csak úgy tudnak életben maradni, ha környezetükbõl állandóan anyagokat és energiát vesznek fel, ezeket átalakítják, majd a felesleges anyagokat és energiát leadják. Ezen folyamatok összességét anyagcserének hívjuk. Az állati sejtek az anyagfelvétel során kis energiatartalmú, kis molekulájú szerves vegyületeket vesznek fel. Ezek a molekulák a táplálékkal felvett szerves vegyületek emésztésekor keletkeznek. Az így létrejött építõegységek már szállíthatók és a sejthártyán át bekerülhetnek a sejtekbe. Az anyagátalakítás két ellentétes, egy idõben zajló, egymást feltételezõ folyamatból áll. Az egyik az építõ, a másik a lebontó anyagcsere. Az építõ 66.1. Az állati sejt szerkezetének rajza és elektronmikroszkópos képe. Hasonlítsd össze az állati sejtet a baktériummal és a növényi sejttel! sejtmag örökítõanyag maghártya sejthártya sejtplazma endoplazmatikus hálózat Golgi-test sejtszervecskék lizoszóma mitokondrium
AZ ÁLLATI SEJT FELÉPÍTÉSE ÉS MÛKÖDÉSE 67 SEJT SZERV SZÖVET SZERVRENDSZER SZERVEZET 67.1. Az emlõsök testének szervezõdése. Mutasd be további példákkal az emlõsök testének szervezõdését! anyagcsere (asszimiláció) során a sejtekbe jutott szerves anyagok kis építõegységeibõl nagy energiatartalmú szerves vegyületek képzõdnek. A felépítéshez szükséges energiát és az építõkövek egy részét a lebontó folyamatok szolgáltatják. Az így elõállított szénhidrátokból, zsírszerû anyagokból, fehérjékbõl és nukleinsavakból (pl. DNS) épülnek fel a sejtek. Ezáltal növekszik, fejlõdik a szervezet. A feleslegben keletkezett anyagokat a szervezet elraktározza. A cukrot a májban, glikogén formájában, a lipideket zsír formájában. A sejtek mûködéséhez (például anyagfelvétel és -leadás, mozgás, építõ anyagcsere) jelentõs mennyiségû energia szükséges, amit a lebontó anyagcsere (disszimiláció) biztosít. Lebontáskor ugyanis a nagy energiatartalmú szerves vegyületek kis méretû, energiaszegény molekulákká bomlanak, miközben energia szabadul fel. A folyamat legfontosabb kiindulóanyaga a szõlõcukor. A le- bontás kétféle módon történhet: biológiai oxidációval vagy erjedéssel. Elegendõ oxigén jelenlétében biológiai oxidáció játszódik le. Végeredményként szén-dioxid és víz keletkezik. A felszabaduló energia energiahordozó molekulákba épül be, így a kötésekben tárolt kémiai energiát a sejt akkor használja fel, amikor szüksége van rá. Oxigénhiányos környezetben erjedés történik. Az így keletkezett termékek (tejsav vagy alkohol) még tartalmaznak energiát, amit már nem hasznosít a sejt, ezért erjedéskor sokkal kevesebb energia keletkezik, mint oxigénes lebontáskor. GONDOLKOZZ ÉS VÁLASZOLJ! Miért játszódhatnak le a sejtben egyidõben különbözõ biokémiai folyamatok? ELLENÕRIZD TUDÁSOD! 1. Nevezd meg és jellemezd az állati sejt sejtalkotóit! 2. Mit jelentenek az alábbi kifejezések: sejt, szövet, szerv, szervrendszer, szervezet? 3. Hasonlítsd össze a növények és állatok szervezõdési szintjeit! 4. Miért nevezzük az állatokat heterotróf élõlényeknek? 5. Mi az emésztés és felszívódás jelentõsége az anyagcsere szempontjából? 6. Mi az építõ anyagcsere szerepe? 7. Melyek a lebontó anyagcsere kiinduló anyagai és keletkezett végtermékei?
94 AKIK BENÉPESÍTIK A FÖLDET AZ ÁLLATOK VILÁGA A GERINCESEK A gerincesek valószínûleg a gerinchúrosok õsi formáiból származnak. Ezt bizonyítja, hogy egyedfejlõdésük kezdetén mindig megjelenik a gerinchúr, amit késõbb a porcos vagy csontos gerincoszlop vált fel. További bizonyíték a bél eredetû légzõszerv és a csõidegrendszer megléte. A csõidegrendszer központi részét képezõ gerincvelõ a gerinccsatornában, míg az agyvelõ a koponyában helyezkedik el. A gerincoszlophoz kapcsolódnak a végtagok a függesztõ övek segítségével. A hagyományos felosztás szerinti nagyobb csoportjai: halak, kétéltûek, hüllõk, madarak, emlõsök. 94.1. A szirti cápa az embert is megtámadja FEJ TÖRZS FAROK szájnyílás hátúszó kopoltyú úszóhólyag mellúszó hasúszó 94.2. A ponty testfelépítése farokúszó farok alatti úszó A HALAK A halakat a tudományos rendszertan több csoportba sorolja. A porcos halak (cápák, ráják) belsõ váza porcból épül fel, amit mész szilárdít. A cápák testét fogas pikkelyek borítják. Farokúszójuk részaránytalan. Nincs kopoltyúfedõjük és úszóhólyagjuk. Ragadozó életmódot folytatnak. Éles fogaik több sorban helyezkednek el, ha az elsõ sorból egy kitörik, a mögötte lévõ lép a helyére. Belsõ megtermékenyítésû, elevenszülõ állatok (94.1.). A csontos halak (pontyfélék, keszegek, tonhalak) váza fõként csontszövetbõl áll, de porcot is tartalmaz. Szervezetük kitûnõen alkalmazkodott a vízi élettérhez. Áramvonalas testük fejre, törzsre és farokra különül. Bõrük rendszerint pikkelyes és a sok nyálkát termelõ mirigy váladékától síkos, nyálkás. Úszóik segítségével könnyedén mozognak a vízben. A függesztõövvel rendelkezõ páros úszók (mellúszók és hasúszók) a gerincesek végtagjainak felelnek meg. A páratlan úszók (hátúszó, farokúszó, farok alatti úszó) nem tekinthetõk végtagoknak, mert nincs függesztõövük. A halak többségének úszóhólyagja is van, aminek segítségével emelkednek és süllyednek a vízben. Légzõszervük a kopoltyúfedõvel zárt kopoltyúüregben elhelyezkedõ kopoltyú (94.2.). A csontos halak többsége külsõ megtermékenyítésû. A nõstények általában sok ikrát raknak a vízbe, a hímek pedig a peték fölé úsznak és rájuk bocsátják a hímivarsejteket. Jellegzetes érzékszervük a test két oldalán húzódó, a víz áramlását érzékelõ oldalvonal. Édesvízi fajaik: ponty, dévérkeszeg, lesõharcsa (94.3.). Tengeriek a hering és a tonhal. 94.3. Hazai vizeink gyakori halfajai: ponty (1), dévérkeszeg (2) és a lesõharcsa (3)
A GERINCESEK 95 A KÉTÉLTÛEK A kétéltûek az õsi halakból alakultak ki, és a gerincesek közül elsõként tértek át a szárazföldi életmódra. A szárazföldhöz való alkalmazkodás, azonban nem tökéletes, így mindkét élettérre jellemzõ tulajdonságokkal rendelkeznek. Ebben a csoportban fejlõdött ki a szárazföldi gerincesekre jellemzõ ötujjú végtagtípus, amely felemeli az állat testét a talajról. Csupasz, nyálkás bõrük és gyengén szarusodó hámrétegük kevésbé véd a kiszáradástól, ezért általában párás, nedves környezetben élnek (95.1.). Nedves bõrük fontos szerepet játszik a bõrlégzésben, amire azért van szükség, mert tüdejük még fejletlen. A kétéltûek testhõmérsékletét a környezet szabja meg, vagyis változó testhõmérsékletû állatok. A kedvezõtlen idõszakokat álomba merülve vészelik át. Szaporodásuk és átalakulásos fejlõdésük vízhez kötött. A petékbõl kibújó lárvák (ebihalak) kopoltyúval lélegeznek és farokúszó segítségével mozognak. Fontosabb csoportjaik a kifejlett korukban is farkat viselõ farkos kétéltûek (pl. gõték és szalamandrák) és a farkatlan kétéltûek, más néven békák. Hazánk gyakori békafaja a kecskebéka, a zöld és barna varangy, valamint a zöld levelibéka. A tengerben nem élnek kétéltûek. A HÜLLÕK A hüllõk az elsõ valódi szárazföldi gerincesek, mert szaporodásuk nem kötõdik vízhez. A szárazföldi életmódhoz való áttérés megköveteli a kültakaró, a légzés és a szaporodás változását. Bõrük külsõ rétege elszarusodott (95.2.). Ez védi az állatokat a kiszáradástól és a mechanikai hatásoktól, továbbá megakadályozza a gyors hõveszteséget. A vastag szaruréteg gátolja a bõrlégzést, emiatt tüdejük már jóval fejlettebb a kétéltûekénél, ezáltal elegendõ oxigént biztosít az életmûködésekhez. Szívükben a szén-dioxiddús (elhasznált) és az oxigén-dús (friss) vér még bizonyos mértékig keveredik, emiatt az anyagcseréjük lassú és a termelt hõ is kevés, így nem tudják fenntartani az állandó testhõmérsékletet. Peterakásuk és egyedfejlõdésük is független a víztõl. A nõstények lágyhéjú tojásokat raknak a talajra, amiket a Nap melege költ ki. A tojásokat 95.1. Jellemezd a kecskebéka mozgását és bõrét! 95.2. A füreg gyík. Mi segíti a mozgását? 95.3. A kígyók (pl. a vízisikló) általában lábatlan állatok. Kivétel nélkül ragadozók
96 AKIK BENÉPESÍTIK A FÖLDET AZ ÁLLATOK VILÁGA bõrszerû héj védi a kiszáradástól, a bennük lévõ tartalék tápanyag biztosítja az embrió fejlõdését. Néhány fajuk elevenszülõ. Utódaik átalakulás nélkül fejlõdnek. A hüllõk többnyire ragadozó állatok, táplálékukat általában egészben nyelik le. Állkapcsaik belsõ oldalán ránõtt fogak vannak (a teknõsök kivételével), amelyek a táplálék megragadására alkalmasak. Igen eltérõ életmódú és testfelépítésû csoportok tartoznak közéjük, így a gyíkok, kígyók (95.3.), krokodilok és a teknõsök. A MADARAK A madarak az õsi hüllõkbõl alakultak ki, de csak akkor terjedtek el, amikor a hüllõk tömegesen kihaltak. A madarak teste teljes egészében a repülõ életmódhoz alkalmazkodott. Kültakarójuk jellegzetes szaruképzõdményei a repülést, hõszigetelést és más feladatokat ellátó tollak. A repülõ életmód a madarak mozgásszerveit is módosította (96.1.). Mellsõ végtagjuk szárnnyá alakult, hátsó végtagjukon létrejött a csûd. A szegycsonton széles taraj húzódik, ami nagy felületet ad a repülést szolgáló mellizmok tapadásához. Néhány csöves csontban levegõvel telt üregek vannak, ezáltal könnyebb a testük. A repülés sok energiát igényel, amihez nagy mennyiségû oxigén szükséges. Ezt egy különleges légzõszerv: a madártüdõ és a hozzá kapcsolódó légzsákok biztosítják. Testhõmérsékletük állandó. Változás történt a tápcsatornában is. Táplálékszerzõ szervük a könnyû szaruból felépülõ csõr. 96.1. A madarak jellegzetes mozgása a repülés Mivel hiányoznak a fogak, a rágás szerepét a nyelõcsõ után következõ begy, valamint a mirigyesés zúzógyomor látja el. Csõrük és lábuk az életmódnak megfelelõen módosult (96.2.). A madarak meszes héjú tojásokkal szaporodnak. A tojásokat testük melegével költik ki. A fiókákat sok madárfaj hosszabb-rövidebb ideig táplálja, védi. AZ EMLÕSÖK Az emlõsök, akárcsak a madarak, az õsi hüllõkbõl származnak, azonban fejlõdésük már korábban elvált a hüllõkétõl. Életmódjuk és testalkatuk különbözõ lehet, de jónéhány tulajdonságban megegyeznek (98.1 6.). Testüket szõrzet borítja, amelynek legfontosabb feladata a hõszigetelés, de a mechanikai védelemben, valamint a szín és mintázat kialakításában is szerepet játszik. Kicsinyeiket a nõstény emlõibõl táplálja, innen kapták a nevüket. Valamennyi emlõs, még a vízben élõk is, tüdõvel lélegeznek. A légzõmozgásokat a bordaközi izmok mellett a rekeszizom biztosítja. Ez utóbbi csak az emlõsökre jellemzõ. Testhõmérsékletük állandó (kb. 37 o C), aminek kialakulásában a hatékony légzés és a szõrzet mellett a teljesen elkülönült két vérkör és a fejlett idegrendszer is szerepet játszik. Az emlõsök a Föld valamennyi életterét benépesítik. Többségük a szárazföldön él, de vannak közöttük vízben élõ, sõt levegõben repülõ fajok is. Végtagjuk alaptípusa a járóláb, amely az élõhelytõl és az életmódtól függõen módosul- 96.2. Jellemezd a csõr- és lábtípusokat! Mondj példákat!
A GERINCESEK 97 97.1. Az erszényes emlõsöknek nincs anyaméhük, tojásokat raknak, mint a madarak és azokat testük melegével költik ki. Ugyanakkor kicsinyeiket az emlõsökhöz hasonlóan tejszerû váladékkal táplálják. Ismert fajuk a kacsacsõrû emlõs hat. Táplálékuk anyaga és megszerzésük módja szerint fogazatuk is eltérõ lehet (97.2.). Minden emlõsfaj belsõ megtermékenyítésû, egyedfejlõdésükben azonban különböznek, ami alapján tojásrakó, erszényes és méhlepényes emlõsökre különíthetõek el (97.1., 3., 4.). 97.3. Az erszényes emlõsök elevenszülõk ugyan, de többségüknél a rövid vemhességi idõ alatt nem alakul ki méhlepény. Születés után az embriószerû utódok felmásznak az erszénybe, rászívják magukat egy emlõbimbóra és ott még sokáig fejlõdnek. Fajok: vörös óriás kenguru, koala. 97.4. A méhlepényes emlõsök utódai az anyaméhben fejlõdnek. A vemhesség idején kialakul a méhlepény, amely a köldökzsinór erei révén teremt kapcsolatot az anya és az utód szervezete között. Fajok: oroszlán, mezei nyúl, jegesmedve, mezei pocok. 97.2. Mutasd be az emlõsök fogazatának típusait! növényevõ fogazat mindenevõ fogazat ragadozó fogazat ELLENÕRIZD TUDÁSOD! 1. Honnan származnak a gerincesek, melyek a származásuk bizonyítékai? 2. Hogyan alkalmazkodtak a halak a vízi életmódhoz? 3. Mi teszi lehetõvé a kétéltûek szárazföldi életét? Miért szükséges a vizes, nedves környezet? 4. Miként alkalmazkodtak a hüllõk a szárazföldi élethez? 5. Milyen szervezeti sajátosságok teszik lehetõvé a madarak számára a repülést? 6. Melyek az emlõsök fõbb csoportjai az egyedfejlõdésük alapján? Mondj mindegyikre példát!
118 AZ ÉLÕLÉNYEK ÉS KÖRNYEZETÜK POPULÁCIÓK ÉS KÖLCSÖNHATÁSAIK A populációk elõfordulását, méretét, szerkezetét és változásait az élettelen és az élõ környezeti tényezõk együttesen határozzák meg. A POPULÁCIÓK TULAJDONSÁGAI A populációk mérete (nagysága) legegyszerûbben egyedeinek összességével, az egyedszámmal jellemezhetõ. A mindennapi gyakorlatban azonban azt vizsgáljuk, mennyi az egységnyi területen, vagy térfogatban élõ egyedek száma. Ez az érték a populáció sûrûsége. A populációk szerkezetét egyedeinek térbeli eloszlása fejezi ki. Viszonylag ritka az egyenletes eloszlás (vetett kukorica), gyakoribb a véletlenszerû elrendezõdés (zuzmók megtelepedése), leggyakoribb a csoportos forma (indával szaporodó eper, vaddisznócsapat) (118.1.). A térbeli elrendezõdést a környezeti tényezõk mellett az élõlény mérete, táplálékigénye is jelentõsen befolyásolja. A populációk nagysága a kedvezõ, illetve a kedvezõtlen hatások miatt idõrõl-idõre változik. Az egyedszám idõbeli változását elsõsorban az egyedek szaporodása és a halálozás mértéke befolyásolja. Ha a születések száma akárcsak kis mértékben is meghaladja a halálozásokat, az egyedszám emelkedik (korlátlan növekedés). A létfenntartáshoz szükséges források mennyisége (például táplálék, lakóhely, víz) azonban korlátozott, így a növekedés üteme az idõ elõrehaladtával lassul. Amikor a populáció nagysága eléri a környezet eltartó képességének határát, az egyedszám egy állandó érték körül ingadozik (korlátozott növekedés) (118.2.). Kedvezõ környezeti hatásokra egyes populációk egyedszáma ugrásszerûen emelkedhet. A kártevõk (pl. gyapjaslepkék, levéltetvek, sáskák, pockok) túlszaporodása rendkívül nagy károkat okozhat. Az egyedsûrûség csúcsértékének elérését rövidesen követi az összeomlás, az egyedek tömeges pusztulása. A magas halálozási arány magyarázata elsõdlegesen a táplálékhiány, 118.2. A populációk korlátlan és korlátozott növekedési görbéi. Mivel magyarázod az eltérést? 118.1. A populációt alkotó egyedek térbeli eloszlásának fõbb típusai: csoportosuló, egyenletes és véletlenszerû
POPULÁCIÓK ÉS KÖLCSÖNHATÁSAIK 119 de járványos betegségek fellépése, a természetes ellenségek elszaporodása is fontos. Némely vizsgálat szerint elõfordulhat, hogy a populációk létszáma kaotikusan változik. Ilyenkor a túlnépesedés (gradáció) nem periodikusan, hanem rendszertelenül ismétlõdik. POPULÁCIÓS KÖLCSÖNHATÁSOK Egy területen élõ populációk között különféle kapcsolatok alakulnak ki. Két populáció kölcsönhatása lehet elõnyös (+), hátrányos ( ), vagy semleges (0). Mindkét fél számára elõnyös (+; +) kapcsolat legismertebb változata az együttélés, más szóval szimbiózis (119.1.). Ide tartozik a pillangósvirágú növények és gyökérgümõikben élõ nitrogénkötõ baktériumok együttélése. A baktériumok megkötik a levegõ nitrogénjét, melyet a növény hasznosít. Cserébe a baktériumok szerves tápanyagokat kapnak. A kölcsönösen elõnyös kapcsolat lehet laza, alkalomszerû. A szavannán gyakran legelnek együtt a kiváló látású struccok és a kitûnõ hallású zebrák. Veszélyt érzékelve bármelyikük jelzése riasztja, és gyors menekülésre készteti a többieket. Gyakori, hogy az egymásra gyakorolt hatás csak az egyik fél számára kedvezõ, a másik számára közömbös (+; 0). Erre példa a fák és a törzsükön élõ mohák kapcsolata(119.2.). Mivel a mohák így több fényhez és nedvességhez jutnak, számukra ez a kapcsolat elõnyös. Ezzel szemben jelenlétük a fa számára közömbös. A kölcsönhatásnak ezt a formáját asztalközösségnek nevezzük. Ha a kapcsolat az egyik fél számára közömbös, a másiknak hátrányos (0; ), akkor antibiózisról beszélünk. Ezt a jelenséget használják ki a biokertészek, amikor a konyhakerti növények közé fokhagymát, zellert stb. telepítenek, hogy anyagcseretermékeikkel távol a tartsák a kártevõket. Sokkal nagyobb jelentõségûek ennél a gombák által termelt hatóanyagok, az antibiotikumok, melyek elpusztítják a baktériumokat, vagy megakadályozzák szaporodásukat. A kölcsönhatás legalapvetõbb formája a táplálkozási kapcsolat (+; ). Tágabb értelemben minden táplálkozási kapcsolat zsákmányszerzés. A zsákmányolás módja szerint növényevõ, ragadozó, mindenevõ és élõsködõ élõlényeket különböztetünk meg (119.3.). 119.1. A zuzmók testét az együtt élõ moszatok és gombák alkotják. Miért elõnyös mindkét fél számára ez a kapcsolat? 119.2. A kapcsolat a fán lakó növények számára elõnyös, míg a fáknak közömbös. Hogyan nevezzük a kölcsönhatásnak ezt a formáját? 119.3. A világ legnagyobb virága, a Délkelet-Ázsiában honos Rafflézia élõsködõ növény
120 AZ ÉLÕLÉNYEK ÉS KÖRNYEZETÜK 180 160 140 120 100 80 60 40 20 egyedszám nyúl hiúz 1845 1855 1865 1875 1885 120.1. A zsákmányszerzõ és a zsákmány egyedszámváltozásainak összefüggése a nyúl és a hiúz esetében A táplálkozási kapcsolatban álló populációk egymás egyedszámát korlátozzák. A szabályozás folyamatát a kanadai hiúz és a sarki nyúl egyedszám változása bizonyítja. Amikor bõséges a táplálék, a sarki nyulak száma gyorsan emelkedik. A hiúzok a táplálékbõség hatására több utódot nevelnek fel, ezért létszámuk késéssel ugyan, de szintén nõni fog. Egy idõ után csökkenni kezd a zsákmányállatok száma, amit idõvel a ragadozók létszámcsökkenése követ. Majd a ciklus megismétlõdik (120.1.). Az élõsködés (parazitizmus) a táplálkozási kapcsolat szélsõséges típusa. A paraziták a gazdaszervezet testanyagaival táplálkoznak, általában anélkül, hogy a halálukat okoznák (pl. gyötrõszúnyog, bélcsatornában élõsködõ galandférgek). A populációk közötti kapcsolat elterjedt formája a versengés (, ). Akkor lép fel, ha két év populáció környezeti igénye hasonló és a források korlátozottan állnak rendelkezésre. A ragadozó madarak gyakran a vadászterületért, az énekesmadarak a fészkelõ-helyért, a szavanna növényevõi a táplálékért vetélkednek. A versengés fontos szabályozó tényezõ. Befolyásolja a populáció méretét, egyedsûrûségét. Elõnye, hogy a legrátermettebbek maradnak fenn, így a populáció életképessége fokozódik. ÖKOLÓGIAI NICHE Optimális esetben a szükséges források az egyedek minden igényét maximálisan kielégítik. Egy élõhelyen azonban sok hasonló igényû faj él. Így a populációk a versengés miatt az ideálisnál csak egy szûkebb tartományt tölthetnek be. A környezet élõ és élettelen tényezõinek azt a részét, amit a populáció egyedei ténylegesen kihasználhatnak ökológiai niche-nek [nis] (szó szerinti jelentése: fülke) hívjuk. A niche felfogható egy képzeletbeli fülkének, amit egyrészt az élettelen környezeti tényezõk, másrészt az ott élõ populációk kapcsolatai határoznak meg (127.1.). A gyöngybagolynak és a vörösvércsének az élõhelye, valamint fõ tápláléka is ugyanaz (ligetes erdõk egerek). Ökológiai niche-ük ugyan átfedi egymást, mégsem versengenek, mert az egyik éjszaka a másik nappal vadászik. A niche átfedés tehát nem jelent feltétlenül versengést. A versengést a fajok úgy kerülik el, hogy idõben elkülönülnek, vagy felosztják egymás között a teret illetve a táplálékforrást (120.2.). 120.2. A versengés elkerülésének módjai a széncinege (balra) és a kékcinege között Táplálékméret: 7-8 mm Átlagos keresési magasság a fákon: 8,8 m Fõ keresési hely: talaj, vastag ágak Táplálékméret: kisebb, mint 2 mm Átlagos keresési magasság a fákon: 10,2 m Fõ keresési hely: vékony ágak
POPULÁCIÓK ÉS KÖLCSÖNHATÁSAIK 121 Ha a széncinegék és a kékcinegék azonos élõhelyen élnek, akkor vetélytársak. A versenyt úgy csökkentik, hogy más-más méretû táplálékot részesítenek elõnyben. A széncinegék fõként nagyobb, a kékcinegék apróbb eleség után kutatnak. A szavannán élõ hatalmas állatsereglet minden tagjának jut elegendõ táplálék, mert felosztják egymás között a táplálékforrást. A zebrák a magas szárú füveket fogyasztják, a gnúk a középmagasakat, a gazellák pedig a legalacsonyabbakat. Így nem kell versengeniük egymással. Az élõvilág fejlõdéstörténete során az erõforrások felosztása többnyire már a múltban lejátszódott. Éles versengés akkor alakul ki, ha a foglalt niche-be új faj érkezik. Amennyiben a két populációnak teljesen azonos a környezeti igénye (niche-e), úgy nem élhetnek tartósan egymás mellett. Ilyenkor a kevésbé versenyképes faj visszaszorul vagy kipusztul. A hazánkba bevándorló és alkalmazkodó-képesebb balkáni gerlék például szinte teljesen kiszorították korábbi élõhelyükrõl az õshonos vadgerléket. Az elõzõvel ellentétben az üres niche versengés nélkül elfoglalható teret jelent. Amennyiben az új fajnak az adott társulásban nincsenek ellenségei, gyorsan szaporodhat, és nagy egyedszámot érhet el. A tengeri hajózás fénykorában GONDOLKOZZ ÉS VÁLASZOLJ! A telepített fenyõerdõk jól fejlõdnek az alföldek tápanyagban gazdag talaján. Mi a magyarázata annak, hogy a természetes fenyveseink mégis a hegyvidékek magasabban fekvõ területeit foglalják el, ahol a talaj vékony rétegû és tápanyagban szegény? max. min. 2. környezeti tényezõ (pl. páratartalom) min. niche max. 1. környezeti tényezõ (pl. hõmérséklet) 121.1. A niche (az a tartomány, amelyen belül a populáció tartósan fennmaradhat) szemléltetése kettõ környezeti tényezõ figyelembevételével a hajókról leszökött patkányok a csendes-óceáni szigeteken üres niche-ekre bukkantak. Nem volt természetes ellenségük, ugyanakkor a talajon fészkelõ madarak fiókái és tojásai bõséges táplálékot adtak. Az üres niche elfoglalása sok madárfajt a kipusztulás szélére sodort. JÓ, HA TUDOD! Az afrikai sivatagban élõ vándorsáskák az évekig tartó szárazság idején magányosan élnek. Ha csapadék hull, dús növényzet fejlõdik és a sáskák gyorsan szaporodnak. Az új nemzedékek rohamosan benépesítik a vidéket, majd a lárvák tömegei menetelni kezdenek, elpusztítva minden növényi táplálékot. Az utolsó vedlést követõen a szárnyas egyedek a levegõbe emelkednek, és egy zöld vidékig repülnek, amit egy óra alatt letarolnak. Táplálék hiányában a sáskák tömegesen elpusztulnak, a populáció összeomlik. A kertekben, szántóföldeken a gyomok eltávolítása azért szükséges, mert termesztett növényeink kevésbé versenyképesek. A gyomirtás során a versenyt mesterségesen csökkentjük. ELLENÕRIZD TUDÁSOD! 1. Mit jelentenek az alábbi kifejezések: populáció, egyedszám, egyedsûrûség? 2. Hogyan befolyásolja a környezet eltartóképessége a populáció egyedszámát? 3. Csoportosítsd a populációs kölcsönhatásokat! Mondj mindegyikre egy-egy példát! 4. Mit értünk zsákmányszerzés alatt? Melyek a formái? 5. Ismertesd egy konkrét példán keresztül, hogyan szabályozzák egymás egyedszámát a táplálkozási kapcsolatban álló élõlények! 6. Mi a versengés kialakulásának oka? Melyek az elkerülésének lehetõségei? Milyen elõnyökkel jár a versengés?
170 A KÁRPÁT-MEDENCE ÉLÕVILÁGA A FÁTLAN TÁRSULÁSOK ÉLÕVILÁGA A fátlan növénytársulások jellemzõje, hogy csak lágyszárú fajok képezik, legmagasabb szintjük a gyepszint. Kialakulásukban az éghajlat mellett a talajösszetétel, a talajvízszint vagy az emberi tevékenység játszanak meghatározó szerepet. a vízvisszatartás stratégiájára kellene sürgõsen áttérni. Ugyanilyen fontos feladat lenne a hagyományos ártéri gazdálkodás újraélesztése. PUSZTAI NÖVÉNYTÁRSULÁSOK LÁPOK ÉS MOCSARAK A láprétek lefolyástalan, pangóvizes területeken, gyakran levegõtlen viszonyok között alakultak ki. Felszínükön az elpusztuló növényzetbõl, lombos mohákból a talajban tõzeg képzõdik. Az üde láprétek állandó friss vízutánpótláshoz jutnak, míg a kiszáradó láprétek nyár végére kiszikkadnak. E típusban a nedves láprétek uralkodó sásfajainak helyét a kékperje veszi át. A mocsarak olyan vizenyõs élõhelyek, amelyeknek alacsonyabb a talajvízszintje, jobb a levegõellátottsága, ezért nem képzõdik bennük tõzeg. A láprétekkel ellentétben bennük kevés a moha. Állatközösségeik összetétele hasonló, jellemzõ a nagy tûzlepke, a lápréti sáska, a sötétzöld rétiszöcske és a madarak közül a haris. Az egykori ártéri és lápi élõhelyekbõl még vannak értékes maradványterületek. Megmentésük érdekében a vízelvezetés technikája helyett 170.1. Mocsár A Kárpát-medence erdõssztyepprétjei, löszgyepei, lejtõsztyepprétjei rokon élõhelyek, növényviláguk sok közös fajt tartalmaz, emiatt sokszor nehézségeket okoz egymástól való elkülönítésük. Az erdõsztyepprétek magas füvû gyepek. Erdõk helyén, felhagyott szõlõkben, gyümölcsösökben jöttek létre. Uralkodó növényük a tollas szálkaperje és a sudár rozsnok. Állatközösségét a sáskák, szöcskék, lepkék mellett a zöld gyík és a rézsikló jellemzi. Az alacsony, közepes és magas fûfélékbõl, valamint kétszikûekbõl álló löszgyepek a keleteurópai sztyeppék képviselõi. Számos keleti növényfajnak adnak otthont (macskahere, tátorján, erdélyi hérics). A nagyüzemi mezõgazdálkodás következtében a gyászbogarak több faja eltûnt (pl. pusztai gyászbogár), vagy a kipusztulás szélére jutott (pl. ráncos gyászbogár). Állatközösségében fontosak a pókok (csodáspók, sovány karolópók), a rágcsálók (ürge, földi kutya, törpe egér), az énekes madarak (mezei pacsirta, sordély, rozsdás csuk). Csak az Alföld és a Kisalföld nagy kiterjedésû területein él a túzok. A homoki gyepek közül a nyílt homokpusztagyep hazánk legnagyobb kiterjedésû bennszülött növénytársulása. A futóhomokot megkötõ gyepalkotó füve a magyar csenkesz, mely a meszes homokon a homoki árvalányhajjal, a mészmentes homokon az ezüstperjével alkot állományt. A nyílt homokon számos ragadozó rovarfaj (pl. homokfutrinkák) él. A pusztai hangyalesõ lárvája a laza homokba ásva les zsákmányára. A többi faj lárvája homoktölcsért készít melybe az apróbb rovarok belehullanak. A humusztartalom növekedésével a növényzettel borított foltok kiterjedése 75% feletti lesz és ezzel létrejön a zárt homokpusztagyep. Jellemzõ növényei a pusztai csenkesz, a tavaszi hérics, a csûdfû és az árvalányhajak.