FORMĂ ELEMENTARĂ DE FORMĂ ELEMENTARĂ DE ORGANIZARE ORGANIZARE AA ECOSFEREI ECOSFEREI

Ecosistemul formă elementară de organizare a ecosferei• Biotopul– Factorii ecologici– Legea minimului. Toleranţa ecologică– Nişa ecologică• Biocenoza– Populaţia

• Statica populaţiilor• Structura ecologică a populaţiei

– Relaţiile interspecifice• Relaţiile interspecifice cu efect direct• Relaţiile interspecifice fabrice, forice, de reproducere, de

apărare şi trofice

ECOSISTEMUL

•Ecosistemul sau sistemul ecologic reprezintă unitatea organizatorică şi funcţională fundamentală a ecosferei. El conţine atât sistemele vii cât şi cele nevii dintr-un anumit mediu. Conceptul de ecosistem poate fi aplicat la unităţi de diferite mărimi. – microecosistem – mesoecosistem – macroecosistem •Structura ecosistemului cuprinde: – Factori abiotici sunt sistemele nevii din ecosistem. – Organismele autotrofe sunt organismele care utilizează ca unică sursă de carbon dioxidul de carbon, iar ca sursă de azot azotul anorganic, fosforul şi sulful le preiau tot din surse anorganice. – Organismele heterotrofe sunt organismele care utilizează ca unică sursă de carbon compuşii organici, iar azotul din surse anorganice sau organice, fosforul este preluat din surse anorganice, iar sulful atât din surse anorganice cât şi organice. – Organismele facultative autotrofe utilizează atât dioxidul de carbon cât şi compuşii organici ca sursă de carbon

Clasificarea organismelor după modul de hrănire şi formele de energie utilizate

•Din punct de vedere al necesarului de oxigen bacteriile se clasifică în: – bacterii aerobe, care consumă oxigen pentru degradarea substanţelor organice (pentru respiraţie celulară)– bacterii anaerobe, care preiau oxigenul necesar proceselor metabolice din substanţe oxidate (sulfaţi, azotaţi etc) – bacterii facultativ aerobe, care pot utiliza atât oxigenul molecular, cât şi oxigenul legat chimic

•Din punct de vedere sintezei materiei organice: – organismele chemosintetizatoare sunt organismele care-şi sintetizează materia organică prin reacţii de sinteză – organismele fotosintetizatoare sunt cele care-şi sintetizează materia organică prin fotosinteză

BIOTOPUL• Biotopul reprezintă sistemul abiotic sau abiogen format dintr-un complex de factori ecologici prezenţi într-o anumită porţiune a mediului care asigură toate elementele necesare apariţiei şi dezvoltării biocenozeiîn greacă "bios" = a trăi

"topos" = loc sau locul său de viaţă, habitatul• Elementele componente ale biotopului aparţin tuturor mediilor de viaţă (litosferei, hidrosferei, atmosferei, cosmosului).• Între elementele biotopului şi biocenozei există o întrepătrundere totală.

MEDIUL ÎNCONJURĂTOR• Mediul înconjurător reprezintă ansamblul de factori naturali şi artificiali, fizici, biologici şi sociali, în care trăieşte omul, organizându-şi viaţa biologică, materială şi spirituală, din care îşi procură resursele, organice şi anorganice, necesare şi în care înapoiază resturile sau materialele refolosibile din procesele de producţie şi de consum• Mediul înconjurător poate fi clasificat după diferite criterii:– topogeografic;– acţiunea pe care o exercită asupra organismelor; – compoziţie şi structură;– gradul de intervenţie a omului în modelarea mediului; – poziţia pe care o ocupă unele organisme saprofite sau paraziţi faţă de gazda lor

MEDIUL ÎNCONJURĂTOR•În funcţie de criteriul geografic mediul ambiant se clasifică în: – mediul aerian– mediul terestru (solul şi subsolul)– mediul acvatic• În funcţie de acţiunea pe care o exercită mediul asupra organismelor se clasifică în: – mediu general (constituit din totalitatea factorilor cosmici şi tereştri, geofizici, geochimici şi biotici capabili să influenţeze organismele vii), – mediu concret (eficient) (reprezintă o parte mică din mediul general, acesta este compus din climă, condiţiile de hrănire, condiţiile de adăpostire.•După compoziţie şi structură se disting: – mediul fizic – totalitatea factorilor de mediu de natură fizico-chimică care acţionează asupra organismelor vii, – mediul etologic – totalitatea factorilor de mediu care determină un anumit comportament al animalelor•După gradul de intervenţie a omului în modelarea mediului se disting:– mediul natural– mediul artificial (antropizat), •După poziţia ocupată de organismele saprofite sau paraziţi faţă de gazdă se disting:– mediul exogen reprezintă mediul care înconjoară organismele vii şi cu care acestea interacţionează– mediul endogen – mediul care se găseşte în interiorul organismelor animale• Biocora reprezintă un spaţiu restrâns, bine delimitat, caracterizat prin prezenţa în acel loc a unor condiţii de mediu specifice, particulare, altele decât cele care caracterizează

FACTORII ECOLOGICI

•Factorii abiotici sau abiogeni ai mediului acţionează ca factori ecologici. Factorul ecologic determină apariţia şi întreţinerea unui proces ecologic.•Procesul ecologic reprezintă o succesiune de acţiuni, de fenomene sau stări prin care are loc transformarea, evoluţia în timp a sistemelor sub influenţa unuia sau mai multor factori ecologici

•Factorii ecologici se clasifică în:– factori ecologici direcţi denumiţi şi factori de existenţă (includ lumina, căldura, apa, aerul, soluţiile nutritive, hrana)– factori ecologici indirecţi numiţi factori entopici, care acţionează indirect asupra biocenozei prin influenţa lor asupra factorilor de existenţă (de exemplu: relieful, rocile, poziţia geografică care influenţează distribuţia luminii, căldurii, umezelii, hranei).

FACTORII ECOLOGICI

• Factorii abiotici cu influenţă majoră sunt:– clima (temperatura, precipitaţiile, umiditatea relativă a aerului,viteza vântului, radiaţia solară), – solul (structură, tip, chimism),– relieful (orientare, înclinare) şi – prezenţa apei.

• Factorii biotici de mediu, cei mai importanţi sunt:– concurenţa pentru hrană (substanţe nutritive), apă, lumină şispaţiu, – relaţia pradă-prădător, – reţelele trofice, – comensalismul, – simbioza.

•Biotopul este locul de viaţă cu locul unde specia creşte sau locul în care aceasta a fost descoperită, acestea presupunând o localizare geografică (numele locului, coordonatele pe o hartă topografică). •Monotop sau centrotop definesc doar la spaţiul vital al unei specii (unde se găsesc factorii esenţiali doar pentru specia respectivă)• Fitotrop şi zootop sunt utilizaţi pentru desemnarea (mai ales din punct de vedere geografic) a locurilor unde speciile de plante şi animale sunt unitare din punct de vedere al compoziţiei •Fiziotopul reprezintă locul unde condiţiile de viaţă sunt uniform structurate•Ecotopul reprezintă cea mai mică unitate de spaţiu a cărei structură (spaţiu-substanţe-biocenoze) foloseşte o combinaţie ecologic-unitară de efecte

Protejarea anumitor specii de plante sau animale presupune protejarea în primul rând a spaţiului vital (biotopului)

• cartări de biotopuri pentru descoperirea şi delimitarea biotopurilor deosebit de importante şi pentru înscrierea lor în cadastrul biotopurilor• evaluarea biotopului pentru a se vedea dacă un anumit biotop necesită eforturi suplimentare pentru a fi protejat.• Pentru desfăşurarea eficientă a evaluării, delimitării şi protejării biotopului sunt necesare următoarele operaţii preliminare:– clasificarea biotopurilor şi alcătuirea unui catalog al tipurilor de biotopuri; – descoperirea inventarului de specii şi de comunităţi care trebuieprotejate; – stabilirea numărului minim necesar de tipuri de biotopuri şi a legăturilordintre ele; – stabilirea frecvenţei pericolelor şi a ariei pe care fiecare biotop estepericlitat (poluat) (carta roşie a biotopurilor şi a ecosistemelor); – determinarea cauzelor care au produs periclitarea biotopului respectiv; – descoperirea arealului minimal al biotopurilor care trebuie protejate.• Biotopurile dispărute pot fi înlocuite cu aşa-numitele biotopuri secundare create de către om.

Factorii ecologici reprezintă elementele de mediu care acţionează direct asupra organismelor vii, cel puţin pe durata unei faze din ciclul lor de dezvoltare.

• În funcţie de natura lor, factorii de mediu vor putea fi incluşi într-una din categoriile următoare: – factorii abiotici: – factori climatici (condiţionaţi de fenomenele atmosferice, de exemplu presiunea atmosferică, temperatura, lumina, regimul pluvial, umiditatea, viteza vântului); – factori edafici (caracterizează solul şi se referă la compoziţia solului,temperatura, textura, aprovizionarea cu apă, gradul de aerare); – factori hidrologici (compoziţia chimică, temperatura, luminozitatea, viteza de curgere a apei); – factorii biotici - caracterizează raporturile dintre indivizi sau dintre specii şi sunt: – factori intraspecifici - relaţiile dintre indivizi de sexe şi vârste diferite, fenomenulde teritorialitate, feromonii - substanţe chimice secretate de animale eliminate înmediul extern în cantităţi infime cu rol în comunicarea chimio-olfactivăintrapopulaţională, alomonii – compuşi chimici utilizaţi ca semnale chimice întreindivizii unor specii diferite – factori heterotopici - relaţiile dintre speciile care compun biocenoza. Dintrefactorii heterotopici pot fi menţionaţi neutralismul, competiţia, mutualismul,cooperarea, comensalismul (cobioza), amensalismul (antibioza), parazitismul,prădătorismul. – factori alimentari; – factori antropici (condiţionaţi de activitatea umană).

Factorii ecologici reprezintă elementele de mediu care acţionează direct asupra organismelor vii, cel puţin pe durata unei faze din

ciclul lor de dezvoltare

• În funcţie de densitatea de populaţie factorii ecologici se clasifică în:– factori independenţi de densitatea populaţiei, efectele acestora resimţindu-se asupra indivizilor izolaţi, independent de densitatea populaţiei din care fac parte; în această categorie fiind incluşi factorii fizico-chimici;– factori dependenţi de densitatea populaţiei, cu acţiune asupra tuturor indivizilor unei populaţii. Din această categorie de factori fac parte în general factorii biotici, ca de exemplu alimentaţia, parazitismul, competiţia etc.

• În funcţie de natura mediului în care îşi exercită acţiunea factorii ecologici se împart în:– factori climatici, reprezentaţi de temperatura aerului, precipitaţiile,vântul, etc. – caracteristici în special atmosferei; – factori edafici, reprezentaţi de caracteristicile fizico-chimice ale solului; – factori topografici, în strânsă legătură cu factorii edafici, dar a cărornatură depinde de relieful terenului; – factori hidrologici reprezentaţi de caracteristicile apei.

Factorii ecologici reprezintă elementele de mediu care acţionează direct asupra organismelor vii, cel puţin pe durata unei faze din ciclul lor

de dezvoltare

• În funcţie de periodicitatea apariţiei factorilor aceştia se clasifică în:– factori periodici primari – determinaţi de periodicitatea zi-noapte, de succesiunea anotimpurilor (de mişcarea de rotaţie şi de revoluţie a planetei), exemple de factori periodici primari îi constituie temperatura, lumina, mareele la care s-au adaptat anumite tipuri de plante şi animale. 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 acestora este determinată de variaţia factorilor periodici primari. Umiditatea atmosferică reprezintă un factor secundar dependent de temperatură. Un alt factor secundar îl reprezintă alimentaţia vegetală care depinde de periodicitatea ciclurilor de vegetaţie;– factori neperiodici – apariţia acestora nu este controlabilă şi nici predictibilă, organismele neavând timp să se adapteze la acţiune acestora. Factorii neperiodici sunt reprezentaţi de unii factori climatici, de activitatea antropică, de activitatea speciilor parazite, prădătoare, patogene, pesticidele, agenţii poluanţi.– Nu constituie factori ecologici acele elemente care deşi caracterizează mediul dat, nu acţionează direct, ca altitudinea sau adâncimea apei, elemente care acţionează prin factori ca presiunea, temperatura, iluminarea etc.

Legea minimului. Toleranţa ecologică• Legea minimului afirmă că pentru creşterea unei plante trebuie ca toate elementele necesare pentru dezvoltare să fie prezente în sol.• Legea factorilor limitativi (legea minimului extinsă la ansamblul factorilor ecologici ) care poate fi enunţată astfel: evoluţia oricărui proces ecologic este condiţionată prin acel factor care este cel mai slab reprezentat în mediu.• Factorul limitativ reprezintă 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. În general se poate defini un domeniu optim de valori al fiecărui factor şi o limită de toleranţă. • 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• 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.• În urma poluării are loc modificarea activităţii biotice a organismelor vii. În mod particular ca urmare a poluării are loc o scădere a activităţii biotice.– Specii stenobionte sunt speciile foarte sensibile la valori extreme ale factorii de mediu sunt numite (de exemplu păstrăvul, vidra)– Specii euribionte sunt speciile capabile să suporte o mare variaţie a condiţiilor de viaţă (de exemplu musca domestică, câinele etc.).

Noţiunile de stenobionte şi euribionte sunt folosite şi prin specificareafactorului de mediu

• Stenobiontele se clasifică în:– stenoterme (specii care nu suportă variaţii mari de temperatură, de exemplu în cazul bacteriei termale Sulfolobus acidocaldarius temperatura optimă este 80°C, iar temperatura pragului inferior este 55°C). Organismele stenoterme pot fi la rândul lor:• psihrofile sau criofile sau oligoterme, care preferă temperaturi coborâte;• termofile sau politerme care preferă temperaturi ridicate;• mezofile - organisme care se dezvoltă la temperaturi intermediare. – stenofage (nu rezistă la variaţii mari ale factorilor alimentari);– stenotope (specii care trăiesc doar în biotopuri deosebite de exemplu ursul polar,cămilele etc.); – stenohaline ( grecescul "halos" = sare, de exemplu peştii din familia Cyprinidaecum sunt crapul, roşioara, linul, babuşca care nu suportă decât apa dulce).

• Euribiontele se clasifică în:– euriterme (creşte atât la soare puternic, cât şi la umbră);– eurifage (nu rezistă la variaţii mari ale rezervorului de hrană);– euritop (au o răspândire largă de exemplu grâul, porumbul);– eurihaline (rezistă la variaţii mari ale salinităţii).

NIŞA ECOLOGICĂ

• Habitatul sau nisa ecologică reprezintă locul în care trăieşte, se reproduce şi supravieţuieşte o anumită perioadă de timp o populaţie de organisme.• Arealul în sens geografic, este suprafaţa de uscat sau de apă în care se află indivizii şi populaţiile unor specii de organisme. În sens ecologic prezintă importanţă condiţiile climatice (precipitaţii şi temperatură) din cadrul arealului cu care speciile respective interacţionează.• Arealul se stabileşte prin punctarea pe hartă a zonelor exacte în care se găsesc indivizii unei specii, indiferent de numărul lor. Limita arealului include toate aceste zone. Zonele izolate situate la distanţe mari, în care trăieşte un număr mic de indivizi ai speciei respective, nu se includ în areal.• Indivizii şi populaţiile unei specii ocupă numai în foarte rare cazuri toată suprafaţa cuprinsă în limitele arealului. Există situaţii în care în anumite zone ale arealului există un număr maxim de indivizi ai unei specii, în altele în care există un număr mic de indivizi ai aceleiaşi specii, şi chiar zone în care nu se găsesc indivizii acestei specii.• Arealul ecologic reprezintă totalitatea ecosistemelor în care pot să existe şi să se perpetueze populaţiile unei specii, în cadrul arealului geografic natural şi raporturile acestora cu factorii abiotici şi cu celelalte organisme care iau naştere ca o consecinţă a acestei localizări.• Areal biocenotic reprezinta domeniul de răspândire a unei specii determinat de raporturile cu alte specii.• Arealul geografic se referă la poziţia pe care o ocupă o specie faţă de coordonatele geografice – latitudine, longitudine, altitudine şi condiţiile fizico-geografice proprii teritoriului respectiv – relief, substrat (materia sau mediul în care trăieşte un organism), macroclimat.• Arealul ecologic se caracterizează prin domeniul de variaţie a factorilor ecologici în cuprinsul ecosistemelor pe care le populează speci

Nişa ecologică• Nişa ecologică reprezintă unitatea de distribuţie a speciei determinată de resursele de hrană şi de factorii abiotici. Nişa ecologică include componentele spaţiale, trofice şi de altă natură implicate în interacţiunea cu diverşi factori de mediu. Nişa ecologică descrie nu numai locaţia în caretrăieşte un organism ci, de asemenea, şi comportamentul său. Spaţiul ecologic este reprezentat de factorii ecologici, abiotici şi biotici cu care vine în contact o anumită specie. Din această perspectivă nişa include şi sistemele de relaţii atât ale speciilor între ele cât şi cu mediul. – Indivizii oricărei specii dintr-o biocenoză pot supravieţui, creşte, se pot reproduce şi pot contribui la perpetuarea acesteia doar într-un anumit domeniu de temperatură. Acest domeniu de temperatură este denumit nişă ecologică mono-dimensională – Un alt factor ecologic important care afectează activitatea biotică, abundenţa speciilor, creşterea şi dezvoltarea plantelor îl constituie umiditatea. Dacă se ia în considerare şi acest factor se obţine o nişă bidimensională – Luându-se în considerare un alt factor ecologic se obţine o nişă tridimensională – O nişă ecologică reală este o nişă multidimensională; ea defineşte limitele între care o anumită specie poate supravieţui şi se poate reproduce sub influenţa unui număr n de factori ecologici care include atât factorii abiotici cât şi factorii nutritivi.• Se consideră că într-o biocenoză o populaţie ocupă o nişă. Dacă două populaţii aparţin la două specii diferite ele nu pot avea nişe identice privind toate componentele. Ele pot coexista în aceleaşi locuri, dar au hrană diferită. Dacă populaţiile a două specii au acelaşi spaţiu de activitate (nişă), intervine competiţia şi astfel una dintre specii va dispărea. Pentru a supravieţui speciile se adaptează.• În cazul în care 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 este definită ca fiind 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 interacţiune.• Nişa realizată este partea din nişa fundamentală efectiv ocupată de o specie în prezenţa unor specii cu care este în competiţie.

BIOCENOZA

•Biocenoza reprezintă sistemul biologic supraindividual format dintr-o comunitate unitară şi complexă de populaţii cu funcţii ecologice complementare care convieţuiesc într-un spaţiu specific.•Ea este alcătuită din populaţii de plante, animale, bacterii şi viruşi care coexistă dintr-un anumit spaţiu şi asupra cărora acţionează anumiţi factori ecologici. Fiecare populaţie este rezultatul procreării între indivizi ai aceleiaşi specii care convieţuiesc într-un anumit biotop, într-o anumită perioadă de timp.•În cazul în care o populaţie este constituită dintr-un număr insuficient de indivizi, speciile sunt ameninţate cu dispariţia apărând subpopulaţii care conţin indivizi ai aceleiaşi specii.•Numărul indivizilor unei anumite populaţii poate fi redus de un anumit tip de factori, cum ar fi de exemplu dispariţia habitatelor datorită despăduririlor sau datorită apariţiei competiţiei şi prădătorismului între indivizi aparţinând unor specii diferite.• În cadrul biocenozei au loc procese de acumulare, transformare şi transfer de materie, energie şi informaţie. Prin organizarea ei, biocenoza prezintă caracteristici diferite faţă de componenţii săi individuali şi populaţionali. •Biocenoza este indisolubil legată de biotopul ei, iar structura şi funcţiile ei sunt integrate în structura şi funcţiile ecosistemului căruia îi aparţine. •Biocenoza este caracterizată de factori ecologici biotici de două tipuri:– factori intraspecifici– factori interspecifici.

Populaţia, elementul ecologic structural şi funcţional al ecosistemului

• Populaţia reprezintă un sistem biologic deschis format dintr-un grup de indivizi ai aceleiaşi specii care convieţuiesc într-un habitat al biotopului sau în întreg biotopul ecosistemului. Habitatul reprezintă doar o parte din biotop care asigură populaţiei toate condiţiile de dezvoltare.• Fiecărei populaţii îi sunt caracteristici anumiţi parametri de statică, structură şi dinamică.• Statica populaţiilor: Fiecare individ al unei populaţii reprezintă un element al unei mulţimi, iar populaţia din care face parte poate fi caracterizată prin parametrii biostatistici

PARAMETRII BIOSTATISTICI

•Efectivul populaţiei reprezintă numărul total de indivizi care alcătuiesc populaţia unei specii la un moment dat•Densitatea populaţiei este un indiciu în cunoaşterea stării populaţiei în ceea ce priveşte numărul de indivizi suportaţi de un anumit spaţiu.•Potenţialul biotic este capacitatea populaţiei de a produce urmaşi şi de a supravieţui. În cazul în care natalitatea ar depinde numai de potenţialul biotic, şi nu şi de factorii de mediu atunci s-ar realiza o natalitate fiziologică. Natalitatea reală depinde însă de factorii de mediu, ea fiind o natalitate ecologică .•Potenţialul biotic este determinat de următoarele caracteristici ale 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 acţiune factorilor de mediu.

PARAMETRII BIOSTATISTICI

• Rezistenţa la mediu este expresia fizică a presiunii exercitate de mediu, suma tuturor factorilor limitativi care împiedică realizarea potenţialului biotic.• Rata reprezintă raportul dintre o creştere sau o scădere şi mărimea faţă de care are loc creşterea, respectiv scăderea într-o unitate de timp. Creşterea poate fi natalitatea, iar scăderea mortalitatea.• Natalitatea reprezintă un termen care defineşte un proces amplu care include producerea de indivizi noi prin naştere, ecloziune, germinare sau diviziune.• Rata natalităţii reprezintă raportul dintre indivizii nou apăruţi într-un anumit interval de timp prin naştere, ecloziune, germinare sau diviziune şi efectivul populaţiei. S-a realizat o clasificare a natalităţii în funcţie de condiţiile de mediu şi anume:– natalitatea potenţială (ideală) indică numărul maxim de urmaşi posibili ai unui individ aparţinând unei specii într-o populaţie ideală; – natalitatea ecologică reală reprezintă natalitatea care se înregistrează în condiţiile de viaţă reale şi care este inferioară natalităţii ideale; – natalitatea generală reprezintă măsura creşterii reale a numărului de indivizi dintr-o anumităpopulaţie într-un interval de timp determinat;– natalitatea specifică se referă la urmaşii unui anumit individ• Rata natalităţii nu este o constantă ci ea se modifică în funcţie de starea populaţiei aflată în relaţie directă cu factorii ecologici. Factorii care determină fluctuaţia natalităţii sunt: presiunea exercitată de mediu, calitatea şi cantitatea hranei, densitatea populaţiei în cauză sau a unei populaţii cu care se află în competiţie, structura pe vârste a populaţiei, fecunditatea şi fertilitatea.– fecunditatea se referă la performanţa potenţială sau capacitatea fizică a populaţiei în reproducere – fertilitatea reprezintă capacitatea fizică de a produce indivizi viabili într-o populatie.

PARAMETRII BIOSTATISTICI

• Mortalitatea este dispariţia prin deces a unor indivizi dintr-o populaţie. Cauzele care determină moartea sunt multiple. Aceasta survine fie în mod natural, fiziologic, la sfârşitul unui ciclu de dezvoltare, fie la întâmplare prin acţiunea prădătorilor, a bolilor, a unor cauze naturale sau diverse. Se întâlnesc trei tipuri de mortalitate:– mortalitatea potenţială (ideală) indică numărul de indivizi care mor într-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 rareori permit să se ajungă la limita posibilă de vârstă fiziologică;– mortalitatea generală care reprezintă măsura pierderii unui individ dintr-o populaţie.• Într-un ecosistem longevitatea indivizilor (viabilitatea indivizilor şi manifestarea lor în populaţie într-o perioadă de timp dată) este influenţată de biotop.• Prin selecţia naturală sunt favorizate genotipurile care menţin populaţia din ecosistem la un nivel numeric mediu.

PARAMETRII BIOSTATISTICI

•Imigrarea reprezintă intrarea de noi indivizi într-o populaţie, indivizi proveniţi de la o altă populaţie similară,•Emigrarea constituie ieşirea indivizilor dintr-o populaţie şi intrarea lor într-o populaţie similară.– Deşi numărul intrărilor şi ieşirilor dintr-o populaţie prin imigrare şi emigrare este foarte mare, totuşi ele nu contribuie într-o măsură foarte mare la modificarea în timp a mărimii populaţiei deoarece ele se completează reciproc. Rata emigrării şi rata imigrării (numărului de indivizi dintr-o populaţie care părăsesc respectiv intră într-o populaţie într-o perioadă dată raportat la numărul total al indivizilor din populaţie) au valori foarte apropiate. •Mărimea populaţiilor şi rata creşterii numerice se referă la variaţiile care au loc în ceea ce priveşte numărul de indivizi dintr-o populaţie. Numărul acestora nu este constant ci variază în funcţie de anumiţi factori ecologici.• Dintre factorii ecologici care au influenţă asupra ratei creşterii numerice (numărul de indivizi născuţi şi schimbaţi cu alte populaţii într-un interval de timp raportat la numărul total de indivizi ai populaţiei) cei mai importanţi sunt: – rezistenţa la acţiunea mediului, – resursele de hrană, – lupta pentru existenţă, – existenţa speciilor competitoare, prădătorilor, a paraziţilor.

PARAMETRII BIOSTATISTICI

•Migraţia unor indivizi dintr-o populaţie în alta, la care frecvenţa aceloraşi tipuri de gene este diferită, conduce la modificarea frecvenţei genelor populaţiei în care a avut loc migraţia de indivizi străini.– Astfel are loc o pătrundere a unor gene străine într-o populaţie. – Efectele migraţiei sunt mai puternice în cazul populaţiilor mai mici, darsunt prezente şi în cadrul populaţiilor numeroase. – Prin migraţie poate avea loc modificarea echilibrului genetic. •Mutaţia reprezintă modificarea structurii şi funcţiei materialului genetic, fără a fi consecinţa recombinării genetice.– Mutaţiile au efecte în principal asupra caracterelor ereditare. – Procesul mutaţional poate produce modificări în structura genetică şi echilibrul genetic al populaţiei. – Mutaţiile se realizează cu rapiditate în cazul populaţiilor mici, iar pentru populaţiile mari acestea necesită perioade mai îndelungate. •Selectia este procesul ecologic de supravieţuire în cadrul populaţiei a indivizilor ale căror genotipuri le asigură în ecosistem cea mai mare adaptabilitate faţă de condiţiile de mediu abiotice şi biotice. – Selecţia nu creează gene noi ci modifică frecvenţa lor relativă, respectiva unor genotipuri de la o generaţie la alta. – Prin selecţie are loc eliminarea genelor dăunătoare şi acumularea celor folositoare. – Selecţia reprezintă un proces ecologic continuu.

PARAMETRII BIOSTATISTICI• Izolarea populaţiilor influenţează modificarea compoziţiei genetice a unei populaţii şi poate fi diferenţiată în funcţie de natura factorilor care determină izolarea: factori de natură geografică, ecologică, etologică şi biologică.• Izolarea geografică sau spaţială este generată de variaţia formelor de relief, de separarea decătre fluvii etc, şi constituie o piedică importantă pentru încrucişarea liberă a indivizilor din cadrul unei specii şi drept urmare nu poate avea loc schimbul de gene iar indivizii se vor izola la nivel productiv.• Speciaţia geografică sau alopatrică este procesul prin care o specie se divide în două grupuri în urma acţiunii unei bariere geografice şi evoluează ulterior independent fără a se mai putea împerechea după îndepărtarea barierei. Prin izolare geografică au evoluat speciile, flora şi fauna.• Izolarea ecologică este determinată de factori ecologici tereştri sau acvatici, de climatul local, de climatul sezonier sau de microclimat. Există anumite specii care îşi desfăşoară viaţa într-un anumit habitat preferând anumite nişe ecologice în care se găsesc cele mai favorabile condiţii de viaţă. Este cazul anumitor specii de peşti care îşi desfăşoară viaţa în mare, însă când se reproduc preferă apa dulce a fluviilor sau râurilor.• Izolarea etologică (sexuală) este caracteristică numai regnului animal şi constă în lipsa parţială sau totală de atracţie sexuală între partenerii de sex opus.• Izolarea comportamentală presupune că speciile au mecanisme diferite de atragere a partenerului sau de împerechere.• Izolarea temporală apare în cazul în care speciile se împerechează în momente diferite. Astfel în America de Nord există cinci specii de broască din genul Rana cu diferite momente ale maximului activităţii de împerechere.• Izolarea mecanică se realizează în cazul în care împerecherea între specii similare este prevenită prin blocaje structurale sau moleculare ale formării zigotului. De exemplu mecanismul de izolare include imposibilitatea spermei masculului unei specii de a fertiliza ovulele femelei alteii specii (la animale). În cazul plantelor organul reproductiv al acestora poate avea o asemenea structură încât nu permite accesul insectelor polenizatoare de la alte plante.

STRUCTURA ECOLOGICĂ A POPULAŢIEI

• Structura ecologică a populaţiei evidenţiază adaptarea populaţiei la anumite condiţii de existenţă.• Criterii de clasificare a structurii:– numeric (numărul indivizilor),– pe sexe (raportul dintre sexe),– pe vârste,– configuraţia funcţională,– distribuţia spaţială (modul de dispersare al populaţiei în biotop),– densitatea.

RELAŢIILE INTERSPECIFICE

• Relaţiile interspecifice directe sunt:– neutralismul;– competiţia;– cooperarea (protocooperarea, mutualismul);– comensalismul;– amensalismul;– parazitismul;– prădătorismul.

• Relaţiile interspecifice fabrice, forice, de reproducere, de apărare şi trofice– relaţiile interspecifice fabrice sau de construcţie– relaţiile interspecifice forice sau de transport– relaţiile interspecifice legate de reproducere– relaţiile interspecifice de apărare– structura trofică a biocenozei

RELAŢIILE INTERSPECIFICE DIRECTE

A. Neutralismul se referă la relaţiile de neutralitate dintre două specii din cadrul biocenozei. Ele nu se influenţează şi nu folosesc aceelaşi tip de hrană.B. Competiţia se referă la relaţiile de concurenţă, de întrecere între indivizii a două sau mai multe populaţii ale unei biocenoze. Acestea se referă atât la activităţile trofice cât şi la activităţi de altă natură cum ar fi lupta pentruadăpost, teritoriu etc. În general relaţiile de competiţie (concurenţă) acţionează negativ asupra ambelor populaţii.• competiţie intraspecifică (determină capacitatea de încărcare )• competiţie interspecifică• competiţie directă• competiţie indirectă• competiţie de interferenţă• competiţie la exploatare– Consecinţele competiţiei interspecifice• Influenţa asupra repartiţiei geografico-ecologică a speciilor• Influenţa asupra localizării biotopice• Influenţa asupra evoluţiei• Influenţa asupra evoluţiei biocenozei

RELAŢIILE INTERSPECIFICE DIRECTE

C. Cooperarea într-o biocenoză este reprezentată de relaţiile prin care două specii profită una de pe urma celeilalte – Protocooperarea – Simbioza (mutualismul)(Diferenţa dintre protocooperare şi mutualism (simbioză) o reprezintă faptul că în cazul celei din urmă trebuie să existe o relaţie de contact obligatoriu şi permanent între parteneri numiţi simbionţi. Cele două organisme nu pot supravieţui separat.)• ectosimbioză• endosimbioză

D. Comensalismul

(lat. com mensa = a împărţi masa, hrana) reprezintă relaţia unilateral neutră şi relaţia unilateral pozitivă dintre indivizii unei specii şi indivizii unei alte specii din biocenoză.De exemplu o plantă sau un animal poate servi drept suport sau adăpost pentru organismele altei specii.– comensal: specia care are acţiune pozitivă – gazda: specia care serveşte drept suport– Formele comensalismului includ:• forezia: utilizarea unui al doilea organism pentru transport.• inquilism: utilizarea unui al doilea organism pentru adăpost.• metabioza: între cele două organisme există o dependenţă indirectă. Un anumit organism îşi procură hrana sau îşi stabileşte adăpostul într-un organism mort.

RELAŢIILE INTERSPECIFICE DIRECTEE. Amensalismul (antibioza, competiţie cu sens unic) este o relaţie prin care are loc oprirea reproducerii unor indivizi dintr-o specie (amensalul) prin prezenţa indivizilor unei alte specii (inhibitorul) – antibioza prin substanţe toxice – se întâlneşte în cazul a două specii de microorganisme în cazul în care una dintre specii secretă o substanţă nocivă care inhibă sau omoară indivizii celeilalte specii; aceste substanţe se numesc antibiotice; – antibioza prin coline – se întâlneşte în cazul plantelor superioare; în acest caz una dintre plantele superioare elimină substanţe nocive (coline) care determină inhibarea creşterii celeilalte specii de plante superioare; – antibioza prin fitoncide – în acest caz relaţia este între o plantă superioară şi un microorganism; prin substanţele pe care le secretă planta superioară (fitoncide) determină inhibarea dezvoltării microorganismelor – antibioza prin marasmine – în acest caz specia care determină inhibarea este o speciei de microorgansime, iar amensalul este reprezentat de specii de plante superioare. Marasminele sunt substanţe secretate de microorganisme care au ca efect veştejirea frunzelor plantelor superioare. F. Prădătorismul se stabileşte între două vieţuitoare dintre care una numită prădător are avantaje, iar cea numită pradă este afectată negativ de relaţia dintre ele.– prădător defineşte orice specie care se hrăneşte pe seama alteia, pe care mai întâi o omoară şi apoi o consumă (prada). – Prădătorismul poate avea consecinţe evoluţionare şi ecologice importante pentru ambele specii (prădător şi pradă), având de asemenea efecte asupra structurii şi funcţiilor comunităţilor şi ecosistemelor. – În cadrul biocenozelor prădătorii reprezintă factori reglatori ai acestora. Ei sunt numiţi şi “gunoieri ecologici” deoarece elimină indivizii bolnavi, cu o valoare biologică redusă. – Între populaţiile pradă şi prădător se stabileşte un echilibru numeric, cu valori care oscilează între anumite limite şi care se repeta dupa un interval de timp regulat.

RELAŢIILE INTERSPECIFICE DIRECTE

G. Parazitismul este un tip de relaţie care se stabileşte între două organisme din specii diferite.• Această relaţie are efect pozitiv asupra parazitului şi efect negativ pentru gazdă.• Parazitul profită de pe urma gazdei, luând de la gazdă toate cele necesare vieţii.• Parazitismul poate fi considerat un caz special al prădătorismului. Într-o biocenoză parazitismul poate fi accidental, facultativ sau obligatoriu.– endoparaziţi: paraziţii care trăiesc în corpul gazdelor– ectoparaziţi parazitii care trăiesc în afara corpului gazdelor– parasitoid: un organism parazit care-şi omoară gazda– Kleptoparazitismul implică răpirea hranei de către paraziţi fie din interiorul oranismului gazdă, fie hrana pe care gazda şi-a preparat-o. H. Alelopatia reprezinta “efectul dăunător exercitat de o plantă asupra altei plante prin producerea unor compuşi chimici care sunt eliberaţi şi difuzaţi în mediul înconjurător”. – substanţe alelopatice sunt compuşii chimici care iau parte la interacţiunile biochimice de tip alelopatic dintre plante şi sunt reprezentaţi în general de compuşi cu masă moleculară mică de tipul terpenoidelor (mono şi sesquiterpenelor) şi compuşi fenolici (fenoli, acizi fenolici, hidroxichinone, acizi cinamici). – Majoritatea acestor substanţe se găsesc iniţial în corpul plantelor într-o formă inactivă şi servesc ca substanţe de apărare împotriva dăunătorilor. În urma unor procese de hidroliză, oxidoreducere, metilare sau demetilare se obţin compuşi noi, cu proprietăţi alelopatice. – Efectele alelopatice apar nu numai între specii de plante diferite, ci chiar şi între indivizi din cadrul aceleiaşi specii. Efectele alelopatice dintre indivizii aceleiaşi specii se numesc autotoxicitate.

STRUCTURA TROFICĂ A BIOCENOZEI

• fiecare specie consumă şi este consumată de altă specie constituind lanţuri trofice• totalitatea organismelor care au acelaşi mod de hrănire şi care se separă de producătorii primari prin acelaşi număr de trepte (niveluri) alcătuiesc un nivel trofic• Reţeaua trofică este un sistem complex de relaţii energetice (surse de hrană) dintre populaţiile unei comunităţi, ţinând cont că fiecare populaţie împarte resursele de hrană cu alte populaţii

PIRAMIDELE ECOLOGICE

Piramidele ecologice sunt reprezentarea grafica a relaţiilor cantitative între nivelurile trofice. Ele cuprind pe fiecare treaptă fie numărul indivizilor, fie cantitatea de biomasă sau energia lor. Biomasa reprezintă masa totală a organismelor de un anumit tip şi/sau de pe o anumită unitate de suprafaţă sau volum; de exemplu biomasa arborilor de pe Glob, biomasa existentă în oceane. Piramidele numerice sau eltoniene (Ch. Elton, 1927) redau relaţiile cantitative dintre nivelurile trofice existente în biocenoză. Piramida de biomasă constituie reprezentarea cantităţii de biomasă înmagazinată de fiecare nivel trofic Piramida energetică evidenţiază producţia de energie în kcal a fiecărui nivel troficPiramidele inverse de biotop sunt piramidele în care se reprezintă numărul de biotopuri în care sunt active speciile aparţinând unui ecosistem.

Biotop in Sri Lanka

BIOTOP

BIOTOP

ECOSISTEME

ACVATICE

ECOSISTEM TERESTRU

ECOSISTEM

CATASTROFA ECOLOGICA MAREA NEAGRA: Peste 30.000 de pasari si un numar urias de pesti au pierit în nordul Marii Negre ca urmare a pacurii deversate dupa ce cinci nave au naufragiat în zona strâmtorii Kerci, care desparte peninsula Crimeea de tarmul rusesc, din cauza unei furtuni violente.