În funcţie de densitatea de populaţie: factori independenţi de densitatea populaţiei, efectele

acestora se resimt asupra indivizilor izolaţi, independent de densitatea populaţiei din care fac parte - factorii fizico-chimici;

factori ecologici dependenţi de densitatea populaţiei, cu acţiune asupra tuturor indivizilor unei populaţii.

- fac parte în general factorii biotici: alimentaţia, parazitismul, competiţia etc. [Nistreanu, 1999].

CURS 4

http://www.livingknowledge.org/discussion/debate/debates/feed/feed/

http://www.livingknowledge.org/discussion/debate/debates/topic

În funcţie de periodicitatea apariţiei:

factori periodici primari – determinaţi de periodicitatea zi-noapte, de succesiunea anotimpurilor (de mişcarea de rotaţie şi de revoluţie a planetei), ex. - temperatura, lumina, mareele.

Alternanţa zi-noapte a determinat “ritmurile circadiene” (anumite specii de animale îşi procură hrana ziua, iar noaptea dorm în timp ce alte specii de animale dorm ziua, iar noaptea îşi caută hrana).

factori periodici secundari – apariţia determinată de variaţia factorilor periodici primari. Umiditatea atmosferică - factor secundar dependent de temperatură; alimentaţia vegetală care depinde de periodicitatea ciclurilor de vegetaţie.

factori neperiodici – apariţia acestora nu este controlabilă şi nici predictibilă, organismele neavând timp să se adaptaze la acţiune acestora, exemple: unii factori climatici, activitatea antropică, de activitatea speciilor parazite, prădătoare, patogene, pesticidele, agenţii poluanţi [Şchiopu, 1997].

Nu constituie factori ecologici acele elemente care deşi caracterizează mediul dat, nu acţionează direct, ca altitudinea sau adâncimea apei, elemente ce acţionează prin factori ca presiunea, temperatura, iluminarea.

Fiecare organism ce aparţine unui anumit biotop necesită anumite condiţii particulare pentru existenţă referitoare la lumină, temperatură, săruri minerale, hrană etc. Factorul ecologic situat la nivelul cel mai apropiat de minimul său critic se comportă ca factor limitativ. Toţi factorii ecologici se pot comporta la un moment dat faţă de un anumit organism ca factori limitativi.

Valenţa ecologică – legea minimului

Legea minimului - în 1840 de către Justus von Liebig - pentru creşterea unei plante trebuie ca toate elementele necesare pentru dezvoltare să fie prezente

în sol

Legea factorilor limitativi: evoluţia oricărui proces ecologic este condiţionată prin acel factor care este cel mai slab reprezentat în mediu.

Factorul limitativ - factorul ecologic aflat la limita minimă sau maximă a eficienţei sale, astfel încât limitează procesul de creştere sau dezvoltare a unui organism, chiar dacă toţi ceilalţi factori se găsesc în domeniul optim adică în domeniul de toleranţă ecologică.

Legea toleranţei fiecare organism viu are o reacţie proprie la variaţia factorilor de mediu, dar sensul reacţiei este previzibil prin cunoaşterea fiziologiei speciei respective. In general se poate defini un domeniu optim de valori al fiecărui factor şi o limită de toleranţă (figurile 6,7).

Figura 6. Curbă teoretică de toleranţă a unei specii animale faţă de concentraţia unor microelemente [Stugren, 1994]

Figura 7. Curbă teoretică de toleranţă (uşor asimetrică) pentru o specie vegetală faţă de variaţii ale temperaturii [Stugren, 1994]

Legea acţiunii combinate a factorilor ecologici

în natură organismele sunt supuse acţiunii globale a tuturor factorilor limitanţi

Datorită acţiunii combinate a factorilor limitanţi, limitele de toleranţă ale speciilor sunt relative deoarece efectul combinat produs de interacţiunea a doi sau mai mulţi factori modifică limitele de toleranţă faţă de aceşti factori [Gavrilas, 1993].

În funcţie de lărgimea limitelor de toleranţă a factorilor

de mediu specia se va putea caracteriza printr-o

valenţă ecologică mai mică sau mai mare, având

semnificaţia rezistenţei speciei la condiţiile extreme de

mediu.

Clasificarea speciilor in functie de raspunsul lor la

factorii de mediu:

- Speciile foarte sensibile la factorii de mediu de valori

extreme = stenobionte (de exemplu păstrăvul, vidra),

- cele capabile de a trăi în condiţii diferite euribionte (de

exemplu musca domestică, câinele).

Clasificarea stenobiontelor: -stenoterme (nu suportă variaţii mari de temperatură, bacteria termală Sulfolobus acidocaldarius temperatura optimă este 80°C, iar temperatura pragului inferior este 55°C); stenofage (nu rezistă la variaţii ale factorilor alimentari);

forfecuţa se hrăneşte doar cu seminţe de

conifere (stenofaga)

Sulfolobus acidocaldarius

striga de zăpadă se hraneste cu

lemingi (mamifere rozătoare

asemănătoare cu hârciogul, cu

coada scurtă și cu blana deasă,

brună-roșcată, care trăiesc în

regiunile nordice (Lemmus)

stenotope (specii ce trăiesc doar în biotopuri deosebite de exemplu ursul polar, cămile);

stenohaline (grecescul halos = sare),

- numai în ape dulci (dulcicole: ştiucă, lin,

roşioară, mreană, văduviţă, etc.),

- numai în mediul marin (marine: calcan,

hamsie, stavrid, lufar, barbun, rechin);

Lufar (bluefish (Pomatomus saltatrix) )

Clasificarea eurobiontelor:

euriterme (golomăţul Dactylis glomerata creşte atât la soare puternic, cât şi la umbră);

golomăţul Dactylis

glomerata

eurifage - majoritatea speciilor de peşti, cu menţiunea că fiecare specie are anumite preferinţe

euritope (au o răspândire largă: grâul, porumbul);

eurihaline (anghila - peşte care se reproduce în Antlanticul cald – în Marea Sargaselor, iar puii ieşiţi din icre după ce parcurg sute sau chiar mii de kilometri ajung până pe ţărmurile Europei şi ale Americii unde se răspândesc prin gurile de vărsare ale râurilor în apele dulci unde îşi continuă procesul de dezvoltare, odată ajunşi la maturitate se reîntorc în marea Sargaselor reluând în apa sărată procesul de reproducere a speciei).

Anghilă

eurihaline: specii de guvizi, cambula, specii de sturioni, scrumbia de

Dunăre

guvizi cambula

sturion

Nişa ecologică - unitatea de distribuţie a speciei

determinată de resursele de hrană şi de factorii abiotici.

include componentele spaţiale, trofice şi de altă natură

implicate în interacţiunea cu diverşi factori de mediu

descrie nu numai unde trăieşte un organism ci, de

asemenea, şi comportamentul său

Nişa ecologică

Clasificarea niselor in functie de numărul

parametrilor (factorilor de mediu consideraţi)

Nişă monodimensională

Bidimensională

Multidimensională

Figura 8. Nişe ecologice a) monodimensională; b) bidimensională; c) tridimensională [Begon, 1990]

Daca un organism nu este în competiţie cu altul acesta ocupă

o nişă fundamentală sau potenţială, iar în prezenţa altor specii

cu care se află în competiţie o nişă efectivă sau realizată.

Nişa fundamentală = întregul spaţiu multidimensional care

reprezintă spectrul total de condiţii în care un organism poate

funcţiona şi pe care îl poate ocupa în absenţa altor specii cu

care se pot afla în competiţie sau interacţionează.

Nişa realizată = partea din nişa fundamentală, efectiv ocupată

de o specie, în prezenţa unor specii cu care este în competiţie

[Zarnea, 1994].

Nişă fundamentală Nişă efectivă sau realizată

Biocenoza

sistemul biologic supraindividual format dintr-o comunitate unitară şi complexă de populaţii cu funcţii ecologice complementare ce convieţuiesc într-un spaţiu specific

alcătuită din populaţii de plante, animale, bacterii şi virusuri care coexistă dintr-un anumit spaţiu şi

asupra cărora acţionează anumiţi factori ecologici

Statica populaţiei descrierea formală, cantitativă a

unei populatii

parametrii biostatistici:

efectivul,

densitatea,

rata natalităţii,

rata mortalităţii,

imigrarea,

emigrarea,

rata creşterii numerice a unei populaţii într-un timp dat.

Populaţia, elementul ecologic structural şi funcţional

al ecosistemului

Efectivul populaţiei - numărul total de indivizi ce alcătuiesc populaţia unei specii la un moment dat.

Cunoaşterea numărului real de indivizi, deci a efectivului real, presupune realizarea unui recensământ asupra populaţiei

Efectivul unei populaţii se mai exprimă prin noţiunea de abundenţă, care reprezintă un parametru biostatistic cu valoare relativă (abundenţă relativă).

Abundenţa prezintă trei limite: minimă, maximă şi optimă.

Abundenţa minimă şi maximă nu sunt benefice populaţiei;

prin atingerea limitei maxime → competiţiei intraspecifice şi

alte interacţiuni cu efect negativ asupra populaţiei, iar

abundenţa minimă → fecunditate scăzută a indivizilor

populaţiei respective.

Densitatea brută (dB) = raportul dintre efectivul unei populaţii (N) şi suprafaţa ocupată de acea populaţie (S): dB = N/S,

Densitatea ecologică (dE) = raportul dintre efectivul populaţiei (N) şi suprafaţa utilizabilă dintr-un ecosistem (Su): dE = N/Su

Densitatea populaţiei

Numărul de indivizi identificaţi pentru o populaţie raportat la unitatea de suprafaţă sau volum Prin supraaglomerare - depăşesc posibilităţile de suportare a spaţiului, în cazul subaglomerarii densitatea se află sub capacitatea de suportare a spaţiului

Metodele de estimarea a densităţii:

metoda evaluării directe – constă în numărarea directă a indivizilor de pe o suprafaţă de probă cu o dimensiune stabilită;

metoda eşantionajului – se determină densitatea pe o suprafaţă de mărime determinată extinzându-se apoi rezultatele asupra întregii arii;

metode indirecte de evaluare a densităţii – se determină densitatea unei populaţii după semnele care indică prezenţa indivizilor populaţiei cum ar fi de exemplu vizuinele, galeriile, gradul de parazitare şi dăunătoare, urmele

Potenţialul biotic – capacitatea populaţiei de a produce urmaşi şi de a supravieţui

Potenţialul biotic - determinat de caracteristicile populaţiei:

capacitatea de reproducere – proprietate a populaţiei de a produce un număr mare de urmaşi,

capacitatea de supravieţuire – proprietate de a menţine un număr mare de urmaşi,

capacitatea de adaptare şi de protecţie – determinată de proprietăţile adaptative ale indivizilor populaţiei la acţiunea factorilor de mediu.

Natalitatea

defineşte un proces amplu care include producerea de indivizi noi prin naştere, germinare sau diviziune

Rata natalităţii = raportul dintre indivizii nou apăruţi într-un anumit interval de timp prin naştere, ecloziune, germinare sau diviziune şi efectivul populaţiei.

Se calculează prin relaţia:

Rn = n/N,

în care: Rn - rata natalităţii,

n - numărul de indivizi apăruţi prin înmulţire,

N - efectivul populaţiei.

clasificare a natalităţii în funcţie de

condiţiile de mediu

natalitatea potenţială (ideală) indică numărul maxim de urmaşi posibili ai unui individ aparţinând unei specii într-o populaţie ideală;

natalitatea ecologică reală - natalitatea care se înregistrează în condiţiile de viaţă reale şi care este inferioară natalităţii ideale;

natalitatea generală - măsura creşterii reale a numărului de indivizi dintr-o anumită populaţie într-un interval de timp determinat;

natalitatea specifică - la urmaşii unui anumit individ

Mortalitatea

mortalitatea potenţială (ideală) - numărul de indivizi care ies dintr-o populaţie ideală într-un interval de timp determinat;

mortalitatea reală - se înregistrează în cele mai multe cazuri, este superioară celei ideale şi se întâlneşte când condiţiile de viaţă naturale permit rareori să se ajungă la limita posibilă de vârstă fiziologică;

mortalitatea generală -reprezintă măsura pierderii unui individ dintr-o populaţie

rata mortalităţii:

Rm = n/N,

în care: Rm - rata mortalităţii,

n - numărul de indivizi morţi într-un

interval de timp,

N - efectivul populaţiei.

Imigrarea - intrarea de noi indivizi într-o populaţie, indivizi

proveniţi de la o altă populaţie similară

Emigrarea - ieşirea indivizilor dintr-o populaţie şi intrarea lor

într-o populaţie similară.

Mărimea populaţiilor şi rata creşterii numerice

variaţiile care au loc în ceea ce priveşte numărul

de indivizi dintr-o populaţie

factorii ecologici care au influenţă asupra ratei

creşterii numerice cei mai importanţi sunt:

rezistenţa la acţiunea mediului, resursele de

hrană, lupta pentru existenţă, existenţa speciilor

competitoare, prădătorilor, a paraziţilor.

Relatiile interspecifice

relatiile care se stabilesc intre speciile

(populatiile) unei biocenoze si sunt rezultatul

adaptarii reciproce a populatiilor din biocenoza

Neutralismul -

relaţiile de neutralitate dintre două specii din cadrul

biocenozei. Nu se influenţează şi nu folosesc aceelaşi tip

de hrană.

Ex. – o cămilă şi un crevete cu coadă lungă Tadpole care

trăiesc împreună în deşertul Gobi

Competiţia - relaţiile de concurenţă, de întrecere între

indivizii a două sau mai multe populaţii ale unei

biocenoze.

-la activităţile trofice (ex. liliecii si randunicile care se

hranesc cu insecte) cât şi la activităţi de altă natură cum

ar fi adăpostul, teritoriul

Ex. Competiţia între leu şi hienă

Competiţia Salamandra verde (Carolinensis Anolis)

originară din sudul Statelor Unite. În anii 1960, salamandrele

maro (Anolis Sagrei) au fost introduse din Cuba. Cele două

specii sunt în competiţie pentru resurse de habitat şi hrană,

şi se pare că speciile exotice Anolis Sagrei au strămutat

speciile native din unele spaţii fizice, cum ar fi arbuşti mai

mici şi iarbă. Salamandrele verzi→ în copaci şi frunziş -

salamandrele maro nu. Acest rezultat a concurenţei este cunoscut sub numele de partiţionare a resurselor.

Consecințele competiției interspecifice

• Influență asupra repartiției geografico-ecologică a speciilor

• Influență asupra localizarii biotopice

• Influență asupra evoluției populatiilor

• Influență asupra evoluției biocenozei

Cooperarea - într-o biocenoză între două specii

diferite se stabilesc anumite relaţii prin care fiecare

profită de pe urma celeilalte.

Ex. crabul sihastru si actinia care se fixeaza pe partea

dorsala a crabului si astfel deplasarea actiniei se face

mult mai rapid, iar crabul este mult mai bine aparat prin

prezenta actiniei.

Cooperare intre albina si floare

Cooperarea se clasifică în:

protocooperare şi

simbioză sau mutualism.

Protocooperarea - Convietuirea este de scurta durata, nefiind obligatorie. În acest caz speciile pot exista şi separat, nici una dintre ele nedepinzând de cealaltă.

(Crocodilii si dentistii acestora – pasarile Cursorius).

Simbioza (mutualismul) - este o relatie obligatorie, ambele populatii profitand de pe urma convietuirii. Acest tip de relatie este foarte raspandit in natura, majoritatea speciilor convietuind cu altele interacţiunea fiind pozitivă asupra ambelor populaţii.

Simbioza este o relaţie de obicei temporară (relatia dintre flagelate (protozoare) si termite (insecte xilofage – consumatoare de lemn), flagelatele se adapostesc in termite iar termitele utilizeaza enzimele celulozolitice secretate de flagelate.

Siombioza:

ectosimbioză şi endosimbioză.

In ectosimbioză simbiontul trăieşte în corpul gazdei, în interiorul tractului digestiv sau în vasele glandelor exocrine. In endosimbioză simbionţii trăiesc în spaţiul intracelular al gazdei.

Simbioza (mutualism) între corali şi zooxanthellae – mici

plante unicelurare

(sym = cu, împreună; bios = viaţă)

Endomycorrhizae

ciuperci simbiotice care trăiesc parţial în interiorul

celulelor rădăcinilor plantelor gazdă

Ectomycorrhizae in radacinile copacilor

Ectomycorrhizae pe rădăcinile copacilor - dorite de rădăcinile

copacilor şi arbuştilor determinand forma ramificata a acestora.

Rădăcinile - foarte eficiente la absorbţia de fosfor, alţi nutrienţi

şi apă.

Comensalismul (lat. Con = împreună, mensa = a

aranja o masă) - relaţia unilateral neutră şi relaţia

unilateral pozitivă dintre indivizii unei specii şi indivizii

unei alte specii din biocenoză.

o plantă sau un animal poate servi fiecare în parte drept

suport sau adăpost pentru organismele altei specii.

Specia care are acţiune pozitivă - comensal, iar specia

care serveşte drept suport reprezintă gazda. (ex. in

interiorul spongierilor in camera paleala a melcilor se

pot intilni diferite specii (larve de insecte, viermi) care

consuma apa cu substantele nutritive existente in

aceste adaposturi).

Comensalism – peştele clown este protejat de tentaculele anemonelor

de prădători, iar peştele clown atrage alţi peşti cu care se vor hrăni

anemonele

Comensalism - Bovine (Egreta) ca animale mari care pasc

se deplasează prin iarbă şi agită insectele. Bovinele le

urmăresc şi primesc un festin. Animale care pasc nu sunt

nici ajutate, nici afectate de prezenţa păsărilor.

commensal, “a împărţi hrana“

Formele comensalismului:

forezia: utilizarea unui al doilea organism pentru transport. Exemple de acest tip de comensalism îi prezintă remora într-un rechin, sau ploşniţele în excremente;

inquilism: utilizarea unui al doilea organism pentru adăpost. Exemple de acest tip de comensalism îi prezintă florile epifite cum ar fi orhideele care cresc în copaci sau păsările care trăiesc în scorburile din copaci;

metabioza: între cele două organisme există o dependenţă indirectă. Un anumit organism îşi procură hrana sau îşi stabileşte adăpostul într-un organism mort. Un exemplu de metabioză îl prezintă crustaceele decapode care utilizează scoicile pentru a-şi proteja corpul.

Amensalismul se referă la oprirea reproducerii unor

indivizi dintr-o specie (amensalul) de prezenţa indivizilor

unei alte specii (inhibitorul).

Inhibare - datorată unor produşi generaţi de anumite

specii. De exemplu substanţele eliminate în mediu de

bacterii, alge, unele plante superioare, unele animale au

efect inhibitor asupra dezvoltării indivizilor unei alte

specii.

Relaţia de tipul amensalismului este o relaţie

accidentală, de scurtă durată.

Amensalism – Nucul negru (Juglans nigra) produce compuşi în

rădăcinile sale care inhiba dezvoltarea altor pomi şi arbuşti -

alelopatie