EKOLOGIJA

OSNOVNI POJMOVI

• Ekologija je nauĉna disciplina ĉiji se

poĉetak povezuje uz 1859. godinu,

kada engleski nauĉnik Charles Darwin

u Londonu objavljuje svoju knjigu o

evoluciji „Porijeklo vrsta“, u kojoj

objašnjava razne evolucijske primjere

(adaptacija, prirodna selekcija,

• borba za opstanak, izumiranje vrsta i

sl.) na temelju meĊusobnih odnosa

organizama i njihov ienterakcije s

uslovima koji vladaju u spoljašnjoj

sredini.

DEFINICIJA

• EKOLOGIJA JE BIOLOŠKA

DISCIPLINA KOJA PROUĈAVA

ŽIVOTNU SREDINU, ODNOS

IZMEĐU ŽIVIH BIĆA I NEŽIVE

PRIRODE, KAO I NAĈINE NA

KOJE SU SE ŽIVA BIĆA

PRILAGODILA USLOVIMA

SPOLJAŠNJE SREDINE

• Termin ekologija uveo je 1866.

nemaĉki zoolog Hekel.

• Naziv ekologija kovanica je od

grĉke rijeĉi oikos (stanište,

kuća, dom) i logos (nauka,

rijeĉ, govor).

Podjela ekologije:

• U odnosu na grupu organizama:

–Ekologija biljaka

–Ekologija ţivotinja

–Ekologija mikroorganizama

–Ekologija gljiva

–Ekologija ĉoveka

• U odnosu na prirodu ţivotne

sredine:

–Ekologija KOPNENE ţivotne

sredine

–Ekologija MORSKE ţivotne sredine

–Ekologija SLATKOVODNE ţivotne

sredine

–KOSMIĈKA ekologija

• Prema nameni istraţivanja:

–Osnovna (fundamentalna) –

bavi se osnovnim

zakonitostima meĊusobnih

odnosa ţivih bića i sredine

–Primenjena - zaštita ţivotne

sredine

• Centralni objekat prouĉavanja

ekologije kao nauke je ţivo biće, te je

otud sasvim opravdano smatrati je

• biološkom disciplinom, koja se u

velikoj meri oslanja na dostignuća

drugih nauka.

• Predmet prouĉavanja ekologije su, s

jedne strane, ŢIVA BIĆA, a sa druge

strane, NEŢIVA PRIRODA.

• Ekologija omogućava da se prodre u

• tajne prirode, što je ĉini veoma

• interesantnom naukom.

Ekologija je nauka koja prouĉava

EKOLOŠKI NAĈIN MIŠLJENJA i

EKOLOŠKA SVEST

rešenja koja su ţiva bića realizovala na

razliĉite naĉine, u vezi sa problemima

koje je spoljašnja sredina postavila ţivim

bićima i koje su ona morala rešiti kroz

svoju evoluciju da bi u tim konkretnim

sredinama mogla opstati.

ŢIVOTNA SREDINA

I

EKOSISTEM

ŢIVOTNA SREDINA

• Biološke definicije:

• Predstavlja deo naseljenog prostora,

zajedno sa skupom svih uticaja koji deluju

u tom delu prostora, u kome ţiva bića

mogu da opstanu

• Kompleks faktora (abiotiĉkih i biotiĉkih)

koji predstavljaju okruženje individue,

vrste, odnosno populacije, ukljuĉujući

životne zajednice ili ljudsku populaciju.

EKOSISTEM

• Ekosistemi predstavljaju najviše nivoe

organizacije ţivota na Zemlji

EKOSISTEM=

BIOTOP + BIOCENOZA

• Definicije:

• Ekosistem je neraskidivo

jedinstvo ţivih bića, neţive

materije i energije • IzmeĊu ţivotne zajednice, kao biotiĉke

komponente i njenog staništa, kao dela

neţive prirode, ostvaruju se stalne

materijalne i energetske razmene

• Ekosistem je integrisan, sloţen i dinamiĉan sistem koji saĉinjavaju

– biotop i

– biocenoza

• izmeĊu kojih se uspostavljaju odnosi

– akcije (uticaj biotopa na biocenozu),

– reakcije (uticaj biocenoze na biotop) i

– koakcije (uzajamni uticaji meĊu ĉlanovima biocenoze). Oznaĉava se i kao "biogeocenoza".

• U ekosistemima se odvijaju procesi kruţenja materije u biološkim ciklusima (npr. ugljenika, azota, vode itd.) i proticanje energije, što ĉini osnovu odrţanja ţivota i ĉitave biosfere.

biotop

ekosistem

biocenoza

Biotop

(grč. bios - ţivot, topos - mesto) ili ţivotno stanište

• Deo naseljenog prostora zemlje koji se

odlikuje specifiĉnim kompleksom ekoloških

faktora tj. relativno istom kombinacijom

ţivotnih uslova (razliĉiti oblici neţive

materije i klimatski uslovi npr. temperatura,

svetlost, vlaţnost, nadmorska visina, nagib

terena)

• PRIMERI: potok, jezero, šuma, pustinja,

morska obala, planinski vrh.

Biocenoza

(grč. bios - ţivot, koinos - zajednički) ili

zajednica ţivih bića (ţivotna zajednica)

• Oblik zajedniĉkog ţivota organizama (biljaka,

ţivotinja, mikroorganizama itd.) koji je nastao i

dalje se odrţava na osnovu ekoloških zakonitosti.

• Predstavlja veoma integrisanu i sloţenu celinu,

nastalu kao rezultat dugotrajnih ekoloških

procesa i evolucije pojedinih vrsta

• Primeri biocenoza u kopnenim ekosistemima su

ĉetinarska ili listopadna šuma, bara, njiva itd., a u

vodenim ekosistemima fitoplankton, naselje riba,

fauna dna

Osnovni procesi koji se

odvijaju u ekosistemu

1. Odnosi ishrane

2. Kruţenje materije

3. Proticanje i transformacija

energije

4. Razvoj i evolucija

ekosistema

EKOLOŠKI FAKTORI

• Elementi ili faktori sredine koji su

neophodni organizmu ili negativno

utiĉu na njega nazivaju se ekološkim

faktorima

Osobine ekoloških faktora su:

• Istovremenost – deluju istovremeno

• Uslovljenost – utiĉu jedni na druge

– povećana koliĉina Sunĉevog zraĉenja povišava temperaturu staništa, što povećava isparavanje vode, a samim tim i oblaĉnost koja dovodi do smanjenje koliĉine Sunĉevog zraĉenja

• Promenljivost – promenljivi su u prostoru i vremenu

– temperatura se na primer menja sa geografskom širinom, nadmorskom visinom, tokom dana i noći, tokom sezona

Podela ekoloških faktora

• ABIOTIĈKI – KLIMATSKI

• Sunĉevo zraĉenje

• Svetlost

• Temperatura

• Vlaţnost

• Vetar

– EDAFSKI • Fiziĉke karakteristike

zemljišta

• Hemijski sastav zemljišta

– RELJEF • Nadmorska visina

• Nagib terena

• ekspozicija

• BIOTIĈKI – Uzajamni odnosi

ţivih bića

– Uticaji ţivih bića na neţivu prirodu

– Antropogeni faktor

Ekološka valenca

• Sposobnost prilagoĊavanja vrste na

odreĊeni OPSEG dejstva faktora

sredine naziva se EKOLOŠKA

VALENCA odnosno ekološka

plastiĉnost ili tolerancija vrste

• OPTIMUM

– Najpovoljnije dejstvo ekološkog faktora

• PESIMUM

– Nejnepovoljnije dejstvo ekološkog faktora

• Minimum i maksimum – gornja i donja granica izdrţljivosti

• Faktor koji u datom trenutku najviše odstuma od optimuma postaje ograniĉavajući ili limitirajući faktor

• STENOVALENTNI ORGANIZMI

– Organizam sa UZANOM ekološkom valencom na dejstvo odreĊenog faktora

– Uţi opseg kolebanja dejstva ekološkog faktora u ĉijem okviru data vrsta moţe da opstane

• EURIVALENTNI ORGANIZMI

– Organizam sa ŠIROKOM ekološkom valencom na dejstvo odreĊenog faktora

– Širi opseg kolebanja dejstva ekološkog faktora u ĉijem okviru data vrsta moţe da opstane

Biocenoza

Struktura, organizacija, odnosi

Prema načinu ţivota i

ishrane sve vrste u

biocenozi su svrstane u:

• PROIZVOĐAĈE (autotrofi)

• POTROŠAĈE (heterotrofi)

• RAZLAGAĈE (dekompozitori)

AUTOTROFI

• Organizmi koji samostalno proizvode organske materije. Prema izvoru energije koju koriste dele se na:

• Fotoautotrofe koji energiju Sunĉevog zraĉenja u procesu fotosinteze prevode u hemijsku energiju organskih molekula

• Zelene vaskularne biljke

• Alge

• Cianobakterije (Cyanobacteria)

• Hemoautotrofe koji energiju proizvode oksidacijom neorganske materije, a produkcija organske materije odvija se kao u fotosintezi. To su odreĊene vrste bakterija tzv. hemosintetične bakterije i prema supstratu koji oksiduju mogu biti:

• nitrifikacione

• sumporne

• vodoniĉne

• gvožĊevite

• metanske

HETEROTROFI

• Koriste gotovu organsku

materiju (životinje, gljive,

većina bakterija) • Herbivori -biljojedi

• Karnivori - mesojedi

• Omnivori – svaštojedi

• Saprotrofi – hrane se uginulim delovima biljaka i

ţivotinja (gljive)

• Paraziti – ţive na raĉun ţivih organizama

(bakterije i gljive)

DEKOMPOZITORI

• Za ishranu koriste uginule organizme

ili njihove odbaĉene delove.

• U procesu ishrane oni organsku

materiju razlaţu na neorganske

komponente

– Gljive

– Bakterije

ENERGIJA I MATERIJA U EKOSISTEMU

POPULACIJA

• Skup jedinki iste vrste koje

istovremeno ţive na istom

staništu i mogu realno

stupiti u odnose

razmnoţavanja

OSOBINE POPULACIJE

• Brojnost populacije

• Gustina populacije

• Prostorni raspored

• Natalitet i mortalitet

• Uzrasna i polna struktura

• Rastenje

Biocenoza kao sistem

populacija

• Ţivotne zajednice nisu sluĉajni skupovi populacija razliĉitih vrsta

• One su nastale tokom dugog procesa prilagoĊavanja razliĉitih vrsta na zajedniĉke uslove na staništu

• Svaka biocenoza stoga ima svoju specifiĉnu prostornu i vremensku organizaciju

• Biocenozu takoĊe odlikuje i odreĊen sastav vrsta

Adaptacije i ţivotna forma

• svaka vrsta se odlikuje posebnim

osobinama koje su nastale tokom

evolucije, uslovljene su naslednim

ĉiniocima i nazivaju se adaptacije

(prilagoĊenosti).

• Adaptacije su uvek u skladu sa

staništem u kome ţive i odraţavaju

karakter samog staništa.

• ŢIVOTNA (EKOLOŠKA) FORMU.

• Skup svih adaptivnih osobina, koje se

javljaju kod organizma jedne vrste kao

odgovor na uticaje ekoloških faktora

• Ţivotna forma se ostvaruje na osnovu

genetskih mogućnosti vrste u toku

dugotrajnog prilagoĊavanja na uslove

spoljašnje sredine.

• KONVERGENCIJA - Pojava da

meĊusobno veoma udaljene vrste imaju

sliĉne morfološke i fiziološke osobine,

ukazuje da su se one na sliĉan naĉin

prilagoĊavale istim uslovima sredine, pa

su ostvarile istu ekološku formu.

• DIVERGENCIJA - Nasuprot tome, ĉesto

se u okviru srodnih vrsta sreću sasvim

razliĉite ţivotne forme jer te vrste ţive u

razliĉitim uslovima sredine.

• Bogatstvo i raznovrsnost ţivog sveta u

pogledu razliĉitih tipova ţivotnih formi

moţe se ilustrovati mnogobrojnim

primerima: kod biljaka su to ţivotne

forme drveća, ţbunova, trava itd., a

kod ţivotinja slatkovodne, podzemne,

šumske, pustinjske itd. forme.

EKOLOŠKA NIŠA

• Podrazumeva ne samo fiziĉki prostor u

kome ţivi neki organizam, već i

njegovu funkcionalnu ulogu u ţivotnoj

zajednici (npr. vrstu ishrane), kao i

poloţaj koji zauzima u odnosu na

ekološke faktore.

• Ekološka niša govori o ulozi jedne

vrste u ekosistemu.

• Kada kaţemo da neka vrsta zauzima

odreĊenu ekološku nišu, to zapravo

znaĉi da se ona razlikuje od druge

vrste u pogledu npr. naĉina ishrane,

perioda aktivnosti, korišćenja razliĉitih

skloništa i dr.

Odnosi ishrane u ţivotnoj

zajednici (trofička struktura)

• Autotrofni ĉlanovi biocenoza su proizvoĊaĉi organskih materija, koji neposredno ili posredno sluţe kao hrana za potrošaĉe.

• Postoji više kategorija potrošaĉa : – biljojedi (koji se hrane neposredno biljkama),

– mesojedi (posredni potrošaĉi jer se hrane ţivotinjama) i

– razliĉiti saprofiti koji se hrane ostacima uginulih organizama.

• Svi saprofiti ĉine grupu razlagaĉa – Posebnu grupu saprofita ĉine heterotrofne bakterije i gljive koje

razlaţu ostatke organskih supstanci do neorganskih sastojaka (vrše mineralizaciju), vraćajući ih na taj naĉin u prirodu u obliku koji je upotrebljiv za biljke. Od tih materija biljke, fotosintezom, ponovo stvaraju organske materije bogate energijom

• ProizvoĊaĉi, potrošaĉi i razlagaĉi predstavljaju

tri osnovna nivoa ishrane (trofiĉka nivoa) u

prirodi

• Kroz trofiĉke nivoe materija kruži, a energija

jednosmerno protiĉe od jednog do drugog

nivoa.

• Pri tome se oblik materije (organska u

neorgansku i obrnuto) i energije menja

(svetlosna, hemijska, toplotna energija).

• U toku proticanja energija se delimiĉno gubi u

vidu toplote (oko 10% energije se gubi pri

prelasku sa jednog na naredni trofiĉki stupanj).

PRODUCENTI

Sunĉeva

energija Deo energije hemiskih reakcija se gubi u vidu toplote

Primarni

konzumenti Sekundarni

konzumenti Tercijarni i

kvartenerni

konzumenti

Uginuli organizmi ili njihovi otpaci

Dekompozitori

Trofički lanci (lanci ishrane)

• Organsku materiju koju proizvode zelene

biljke fotosintezom, koriste ĉitavi nizovi

potrošaĉa.

• Zajedno sa proizvoĊaĉem koji se nalazi u

osnovi niza, serija potrošaĉa obrazuje lanac

ishrane

• Prva karika u lancu je najĉešće proizvoĊaĉ, ali

mogu biti i organski otpaci.

• Poslednju kariku u lancu ĉini potrošaĉ koji u

ţivotnoj zajednici nema direktnih prirodnih

neprijatelja.

Kvatenerni

konzumenti

Tercijarni

konzumenti

Sekundarni

konzumenti

Primarni

konzumenti

Producenti

Suvozemni

lanac

ishrane Marinski

lanac

ishrane

Trofičke mreţe (mreţe ishrane)

• Ţivotinje potrošaĉi su obiĉno istovremeno

ĉlanovi više lanaca ishrane jer se retko hrane

samo jednom vrstom biljne ili ţivotinjske hrane.

• Isto tako, biljka proizvoĊaĉ skoro redovno

predstavlja poĉetnu kariku za veći broj lanaca

ishrane.

• To znaĉi da razliĉiti lanci ishrane imaju

zajedniĉke karike pomoću kojih se meĊusobno

ukrštaju i ĉine splet lanaca ishrane ili mreţe

ishrane

Grupisanje ekosistema -

biomi

• Razliĉiti ekosistemi u jednoj klimatskoj zoni grupišu se u veće celine – biome (velike zajednice).

• U biomu je veći broj ekosistema povezan sloţenijim odnosima akcije, reakcije, koakcije i lancima ishrane.

• U njima se kruţenje materije i proticanje energije odvija u velikim razmerama. Biomi se grupišu u tri osnovne oblasti ţivota:

1. oblast mora i okeana

2. oblast kopnenih voda (stajaće i tekuće)

3. suvozemna oblast života

BIOSFERA

• Svi ekosistemi Zemlje ĉine funkcionalnu celinu nazvanu biosfera (sfera života). Jedinstvo ţive i neţive prirode ne ograniĉava se na ekosisteme, već se proteţe i na ĉitavu planetu Zemlju .

• Biosferu saĉinjavaju delovi ostalih Zemljinih sfera koje su naseljene ţivim bićima:

• atmosfera, sloj vazduha koji ĉini perifernu oblogu naše planete;

• hidrosfera, vodeni omotaĉ Zemlje i

• litosfera, spoljašnji, površinski, tvrdi pokrivaĉ Zemlje.

• U biosferi se objedinjuju svi stupnjevi organizacije ţivog sveta tako da biosfera predstavlja vrhunski biološki sistem.

http://www.bionet-skola.com/w/Ahttp://www.bionet-skola.com/w/Hhttp://www.bionet-skola.com/w/L

EKOLOGIJASlide 2 DEFINICIJASlide 4 Slide 5 Podjela ekologije:Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 ŽIVOTNA SREDINA I EKOSISTEMŽIVOTNA SREDINAEKOSISTEMSlide 15 Slide 16 Slide 17 Biotop (grč. bios - život, topos - mesto) ili životno staništeBiocenoza (grč. bios - život, koinos - zajednički) ili zajednica živih bića (životna zajednica) Osnovni procesi koji se odvijaju u ekosistemuEKOLOŠKI FAKTORIOsobine ekoloških faktora su:Podela ekoloških faktoraEkološka valencaSlide 25 Slide 26 Slide 27 Biocenoza Prema načinu života i ishrane sve vrste u biocenozi su svrstane u:AUTOTROFIHETEROTROFIDEKOMPOZITORISlide 33 POPULACIJAOSOBINE POPULACIJEBiocenoza kao sistem populacijaAdaptacije i životna forma Slide 38 Slide 39 Slide 40 EKOLOŠKA NIŠASlide 42 Odnosi ishrane u životnoj zajednici (trofička struktura) Slide 44 Slide 45 Trofički lanci (lanci ishrane)Slide 47 Slide 48 Slide 49 Trofičke mreže (mreže ishrane)Slide 51 Grupisanje ekosistema - biomiBIOSFERASlide 54