Curs nr 4.Organizarea gruparilor de vietuitoare

Concepia sistemic n biologie a fost introdus n 1932, de ctre L.von Bertalanffy.Sistemele biologice au fost ierarhizate funcie de complexitatea lor pe mai multe niveluri de organizare:- individual- populational sau al speciei- biocenotic- nivelul biosferei.Ecologia (autecologia studiul speciei - i sinecologia studiul comunitilor biotice) se ocup cu studiul relaiilor sistemelor biologice cu mediul lor (condiii energetice, fizice, chimice i biologice).

nsuirile comune tuturor sistemelor biologice:

- caracter istoric s- au diacronismul, au o evoluie n timp, motenesc de la sistemele precedente o serie de caracteristici; - legea biogenetic Ontogenia repet pe scurt filogenia este un argument al diacronismului;- evoluia plantelor i animalelor este o succesiune de stadii i trepte de perfecionare. - caracter informaional posed informaii n fiecare subsistem pe baza creia funcioneaz i pe care o transmit fidel fr alterarea coninutului ei; pentru a nu fi alterat, fidelitatea este asigurat prin mijloace de suplimentare, de repetare a informaiei, fenomen denumit redundan (ex. cromozomi, ochi, repetarea caraterelor n populaie); cu toate acestea, fidelitatea nu e absolut, se produc mutaii care ...stau la baza evoluiei !!!!- programul : inferior la nivelul subsistemelor care l compun, pentru sine presupune structuri i funcii prin care org.triete, superior specializarea pentru sistemul de ordin superior. - integralitatea, fiind constituite din subsisteme cu diferite funcii, dependente ntre ele i fa de ntreg; integralitatea este foarte puternic la nivel individual i apoi scade;- ex. Individul, niv la care acioneaz cel mai puternic. - echilibru dinamic capacitatea de a-i pstra integralitatea n condiiile unui flux continuu de materie i energie cu meninerea unei stri mobile de echilibru;

- autoreglare, capacitatea de a-i controla i corecta activitatea proprie cu ajutorul mecanismelor de autoreglare ce funcioneaz pe principii cibernetice; autoreglarea arat comportamentul activ al organismului fa de variaiile mediului; el alege activ hrana, caut sau i construiete adpost, evit sau se lupt cu dumanii, apr progenitura, alege locurile favorabile - caracter autopoietic, adic capacitatea organismelor de a se auto- reface;- comportament antientropic legea a II-a a termodinamicii spune c ntro transformare de energie, o parte se pierde sub form de cldur, fapt ce duce la creterea entropiei sau la tendina ctre dezordine.la organismele vii, energia disipat menine, dezvolt i complexific structurile sistemului. - caracter fractal ntre creterea volumului unui corp i creterea suprafeei lui este o disproporie: - vol. crete la cub, suprafaa la ptrat; - la organisme suprafaa crescnd mai ncet, devine factor limitant; se poate corecta: pliuri, excrescene etc

Viloziti intestinale vzute la microscopul electronic

Populatia

- Sistem supraindividual cu caracter universal in lumea vie si valoare de nivel de organizare alcatuit dintro grupare de indivizi de aceeasi specie in relatie cu aceleai condiii de mediu, ntrun spaiu determinat.- populaii locale comuniti reproductive ex. oareci de cmp- populaii geografice (rase geografice), ex. g.Larix- populaii ecologice.Elemente de structur a populaiei:str. demografic (efectiv numeric, densitate)str. spaial (dispersia)str. ecologicstr. funcional (natalitate, mortalitate).Rolul populaiei n biocenoz se apreciaz prin evaluarea energiei care se scurge prin populaie n unitatea de timp.- Pentru evoluia speciilor: locul n care se produce selecia natural.Nia ecologic unitatea de distribuie a speciei, determinat de resursele de hran, spaiu, factorii abiotici.

Larix decidua

Analiza ecologic a asociaiei Medicagini-Festucetum valesiacae Wagner 41 de pe teritoriul Romniei

11,522,533,544,550U3,711,1144,4429,637,411,851,85T1,8522,2224,0729,6303,718,52R3,709,261,4938,8814,815,5527,77

BiocenozaDefiniie: nivel de organizare a materiei vii, foarte mobil, istoric constituit n biosfer, n care populaiile sunt interdependente nu numai teritorial ci i funcional.- ansamblu de populaii de specii diferite, trind pe un teritoriu determinat, la care apar trsturi specifice, unitate ce funcioneaz ca un ntreg;- relaiile trofice leag direct sau indirect toate speciile ntro populaie unic. Structur: fitocenoz- zoocenoz- microcenoz sau microbocenoz ce include i micocenoza.Biotopul reprezint suportul material al biocenozei = habitat;- este constituit din elemente ale litosferei, hidrosferei, atmosferei i energiei solare.Funcional, biocenoza este alctuit din org. autotrofe (productori) i org. heterotrofe (biofagi i saprofagi).Biocenoza conine pentru fiecare form de trai mai multe specii ecologic apropiate, aa nct dac una dispare, biocenoza se pstreaz.Productivitatea nsuire a biocenozei pe care o posed fiecare populaie, dar nu se poate realiza n afara biocenozei.

Ecosistemul-este un sistem complex alctuit din biocenoz i biotop;- fragment de scoar terestr populat i transformat de o biocenoz;- este unitatea de baz a ordinii n natur;- structura: este un ansamblu format din: - biocenoz (fitocenoz, zoocenoz, microbocenoz) - biotop sau mediul fizic;- sub aspect funcional, organismele sunt verigi ale lanurilor trofice i seclasific n: - organisme autotrofe (productorii - plantele) i - organisme heterotrofe (consumatorii animalele biofage i saprofage)- funciile de baz: funcia energetic - funcia de circulaie a materiei - de autoreglare.- ecosistemele evolueaz de la stadiul de pionierat pn la saturarea n specii , numit stadiu de climax, n care se realizeaz un echilibru mobil n interaciunea viu-neviu i componeni autotrofi-componeni heterotrofi.

Schema unui ecosistem

Structura simplificat a unuiecosistem acvatic i a unuiecosistem terestru.

Relaiile trofice ntrunecosistem de pdure

Interaciunea dintre partea vie i cea nevie- sau interaciunea biotop-biocenoz;- este posibil prin fluxul de materie i energie.

Interaciunea componenilor autotrofi i heterotrofi- se realizeaz n aa fel nct ntre consumul heterotrof i producerea autotrof s fie un decalaj;- decalajul apare i ca urmare a separrii pariale n spaiu i timp a autotrofilor (plantelor) i heterotrofilor (animalelor); astfel; - stratul superior = zona verde pred. metab.autotrof - stratele de mai jos = zona brun pred. met.heterotrof- n ecosfer o mic parte din producia vegetal intr n consumul imediat, restul este descompus.

Ecosfera-este sistemul care integreaz ntreg substratul abiotic al planetei (toposfer) i nveliul viu alctuit din totalitatea biomurilor (biosfera).Toposfera (atmosfera, litosfera, hidrosfera) asigur meninerea vieii pe Pmnt.Biosfera este locul cel mai nalt n ierarhia nivelurilor de organizare a sistemelor biologice.ntre componenta vie i cea nevie exist o interaciune permanent care se reflect prin circuitul materiei, energiei i informaiei la scar planetar.Circuitele biogeochimice se desfoar la nivelul ecosistemelor, al biomurilor i biosferei i sunt de 2 tipuri: - circ.gazoase, nchise sau perfecte cu rezerv.n atmosfer (C,N,O); - circ.sedimentare, deschise sau imperfecte cu intrrile i ieirile de el.chimice neechilibrate.

Calcularea bugetului energetic al unui ecosistem

Circuitul biogeochimic al AzotuluiAzotul elementar bacteriifixatoare compui (nitrai, nitrii, ionul amoniu) ce suntluai de plante, apoi de animale.

Azotul din compuii vegetali i animali este mineralizat pnla amoniac.Amoniacul este oxidat pnla nitrai de ctre microorga-nismele nitrificatoare.

n condiii de anaerobioz...mineralizarea se oprete laamoniac (pl.adaptate!!) sauBact.denitrificatoare reduc nitraii la azot molecular!

Circuitul Azotului, prezentat cantitativ

Circuitul biogeochimic al Fosforului- plantele absorb fosforul sub form de ioni ai acidului ortofosforic(H2PO4) aceti ioni se menin n sol dac pH-ul este 5,8-6,2.

Circuitul biogeochimic al Calciului- pleac de la rezervele minerale i organice rezultate din descompunerea organismelor moarte;- calciul e absorbit sub form de cation (Ca 2+).

Fluxurile energetice- energia solar incident pe atmosfera terestr 1,34x1024 cal/an;- din aceasta 4% este utilizat n fotosintez pt. fixarea a 5x1015 Kg/an n materie organic;- transferul de energie de la productori la consumatori i apoi la descompuntori se face conform legilor termodinamicii, dar cu pierderi de la o verig la alta; fluxurile de Carbon i de energie liber se desfoar ntro direcie, materia se recicleaz.

Mulumesc !

Mulumesc!