EKOLOGIJA

BIOTIČKI FAKTORI obuhvataju međusobne

interakcije živih bića (biljaka, životinja i čoveka), ali i

uticaje živih bića na neživu sredinu.

Odnosi među jedinkama iste vrste - intraspecijski,

Odnosi među jedinkama različitih vrsta - interspecijski

Interspecijski odnosi prema njihovom dejstvu dele

se na pozitivne (+), negativne (-) ili neutralne (0),

pri čemu to može biti jednostrano ili obostrano.

S druge strane, odnosi mogu biti jednostrano ili

obostano obligatni (obavezni) ili samo fakultativni

(neobavezni). Glavne kategorije ovako shvaćenih

odnosa bile bi sledeće:

vrsta 1 vrsta 2

1.Neutralizam 0 0

1.Kompeticija ▬ ▬ • obostran fakultativni odnos

3. Mutualizam + +

• obostran i obligatoran odnos

4. Protokooperacija + +

• obostran fakultativni odnos

5. Komensalizam + 0 • jednostran obligatoran odnos

6. Amensalizam ▬ 0 • jednostran fakultativni odnos

7. Parazitizam + ▬

• jednostran obligatoran ili fakultativni odnos

8. Predatorstvo + ▬ • jednostran obligatoran ili fakultativni odnos

sim

bio

za

Osnovne kategorije

interspecijskih

odnosa:

Kompeticija

▬ ▬

Javlja se u slučajevima kada se ekološke niše srodnih vrsta

preklapaju (kada imaju iste ekološke zahteve za hranom,

prostorom, zaklonom i razmnožavanjem).

Pri dužem trajanju, kompeticija, po pravilu dovodi do

ISKLJUČENJA jednog od kompetitora sa datog lokaliteta.

Habitat – mesto gde žive pripadnici neke vrste

Ekološka niša – funkcionalni status vrste u ekosistemu

A – Stepen preklapanja ekoloških niša govori o stepenu kompeticije

dve vrste. Dve vrste nikada nemaju identičnu ekološku nišu.

B (gore) - ne postoji preklapanje ekoloških niša između dve vrste,

B (dole) - usled velikog preklapanja ekoloških niša dolazi do oštre

kompeticije i divergencije dvaju vrsta

Vrsta Plen Mesto lova

Falco subbuteo sitne ptice (lastavice) u vazduhu

Falco tinnunculus miševi na zemlji

Falco naumanni skakavci i ostali insekti na biljkama

Srodne vrste mogu da žive na istom

području samo AKO IMAJU

RAZLIČITE EKOLOŠKE NIŠE.

Primer: Tri vrste sokola, iako vrlo

srodne, žive na istom području, jer

zauzimaju RAZLIČITE EKOLOŠKE

NIŠE (različita im je vrsta plena i

mesto lova). Falco subbuteo

Mutualizam

+ +

- mikoriza (micelijum gljiva oko korena viših biljaka)

- rak pustinjak i morska sasa,

- protozoe (trepljari) u buragu preživara

- protozoe (flagelate) u crevima termita

- lišajevi (alge i gljive)

Primer mutualizma

– protozoe u buragu

preživara

Mnogo intimniji kontakt

jer jedan od partnera živi u

unutrašnjosti tela drugog

Najjintimniji oblik

mutualizma –

LIŠAJEVI

složeni simbiotski organizmi

nastali udruživanjem algi i

gljiva, predstavljaju

poseban takson

Nastanak mitohondrija i plastida

endosimbiozom

aerobni praprokariot

fotosintetički praprokariot

Protokooperacija

+ +

- između ptica i sisara (goveda, ovaca, žirafa, nosoroga)

- između ptica i krokodila

- između riba međusobno

- polinacija (oprašivanje) insektima

Protokooperacija između biljaka i insekata

(oprašivanje cveta insektima)

Primer

komensalizma –

e p i f i t i (biljke

koje žive na drugim

biljkama)

Komensalizam

+ 0

Primer komensalizma

– morska sasa i riba “klovn” (ribe žive među tentakulama sase štiteći se

na taj način od predatora osetljivih na otrov

žarnih ćelija sase). “Klovn” ribe su otporne

na otrov sasa. Sasa nema koristi od riba, ali

ih nikad ne napada.

Primer komensalizma

Entamoeba gingivalis – nepatogena protozoa u ustima

skoro svih odraslih ljudi, u osnovi zuba ili “džepovima”

desni. Hrani se bakterijama, leukocitima i eritrocitima.

Amensalizam

▬ 0

Primeri amensalizma

- antibioza – fenomen da različiti mikroorganizmi

(gljivice, bakterije) luče supstance nazvane

antibiotici koje inhibiraju rast drugih mikroba.

- pojava da više biljke luče metabolite (tzv. fitoncide)

koji inhibiraju rast mikroorganizama (začinske

biljke, crni i beli luk, četinari, hrast) čime se te

biljke štite od patogenih mikroba;

- pojava da jedna vrsta (više biljke, cijanobakterije)

luče supstance koje utiču inhibitorno (ili smrtonosno)

na druge vrste.

Pencillium, gljivica koja

stvara antibiotik penicilin

penicilin

alicin,

fitoncid iz belog luka

Parazitizam i Predatorstvo su

odnosi ishrane

+ ▬

Predatori su sve životinje sa slobodnim načinom

života koje se hrane drugim živim životinjama.

Paraziti žive stalno ili privremeno na površini

tela domaćina ili u njegovoj unutrašnjosti, hrane se

na njegov račun, ali ga najčešće ne ubijaju.

Predatori su po pravili KRUPNIJI od plena, a

paraziti su SITNIJI od domaćina.

Parazitizam

+ ▬

a) Slučajni paraziti – npr. larve insekata koje slučajno

dospeju u organizam čoveka putem

hrane (brašnar, slaninar, larve muva).

b) Fakultativni paraziti – organizmi koji slobodno žive,

ali ako im se ukaže prilika da

parazitiraju, oni to i čine (neke

protozoe, gljivice, čak i neke ribe).

c) Periodični paraziti – organizmi koji parazitiraju samo

tokom nekog stupnja životnog

ciklusa (npr. buve, komarci, gliste).

Parazitizam

d) Obligatni paraziti – organizmi koji mogu da opstanu

isključivo ako parazitiraju na

određenom domaćinu

Među obligatnim parazitima razlikujemo:

a) povremene – parazitiraju samo dok se ne nahrane,

npr. mnogi hematofagni insekti:

Diptera – obadi, štrkljevi, komarci

b) stacionarne – dugo ostaju na domaćinu, npr. razne

vaši: Malophaga, Anoplura ili crevni

paraziti Nematoda.

Parazitizam

Prema mestu parazitiranja razlikujemo:

c) endoparazite – u unutrašnjosti domaćina:

Plathelminthes (Trematodes,

Cestodes), Nematoda.

(anaeroban metabolizam)

d) ektoparazite – na površini domaćina:

Annelida: Hirudinea,

Arthropoda – krpelji i insekti (buve,

vaši, komarci).

(aeroban metabolizam)

Taenia saginata proglotis

Primer endoparazita

Slatkovodna pijavica

(Macrobdella decora)

hrani se krvlju riba, žaba, kornjača i sisara

Primer ektoparazita

Čovečija vaš

(Pediculus humanus)

Primeri ektoparazita

Pseća buva

(Ctenocephalus canis)

Krpelj

(Ixodes ricinus)

Predatorstvo

+ ▬

Predatorstvo

Spašavanje od

predatora

autotomijom

zastrašivanjem

mimikrijom

bežanjem

homohromijom i homotipijom

Spašavanje od

predatora

insekt “paličnjak” koji

bojom i oblikom liči na

grančice drveta

kameleon se bojom potpuno

uklopi u bolju okoline

Predatorstvo

Demekologija

ekologija

populacija

Populacija se može definisati kao prostorno

i vremenski integrisana grupa živih jedinki iste

vrste, koja raspolaže zajedničkim skupom

naslednih faktora (genofond), naseljava

određeni prostor, pripada određenom

ekosistemu i u okviru koje su jedinke

povezane rođačkim i/ili reproduktivnim

odnosima (reproduktivna zajednica).

Populacija domaće ovce (Ovis aries)

Osnovni atributi svake populacije su:

- gustina i veličina

- prostorni raspored

- natalitet

- mortalitet

- uzrasna struktura

- rast populacije

- tok rastenja i odžavanja

Gustina populacije

- broj jedinki ili količina biomase

po jedinici površine (kod kopnenih), odnosno

po jedinici zapremine (kod vodenih organizama).

Opšta gustina – srednja vrednost broja jedinki ili

biomase po jedinici čitavog biotopa

Ekološka gustina – srednja vrednost broja jedinki

ili biomase izračunata po jedinici stvarno naseljenog

prostora (deo prostora koju populacija realno koristi)

Prostorni raspored jedinki u populaciji

Tri osnovna tipa prostornog rasporeda jedinki unutar staništa:

- po principu slučajnosti

- ravnomeran (uniforman)

- neravnomeran (grupni)

Natalitet - stvaranje novih jedinki u populaciji

kao rezultat bilo kog oblika razmnožavanja - faktor rasta populacije

Postoje dva aspekta reprodukcije:

fekunditet – potencijalna reproduktivna sposobnost organizma

(npr. fiziološki maksimalan broj položenih jaja)

fertilitet – broj izleglih – rođenih vijabilnih potomaka

(npr. stvarni broj položenih jaja - izleglih mladunaca)

Stopa nataliteta – produkcija jedinki/po ženki

u jedinici vremena:

stopa nataliteta izražava se na 100 (%)

li na 1000 jedinki %º

∆t

∆Nn

= B

NATALITET MORSKOG LAVA

Broj rođenih mladunaca morskog lava po

godinama u periodu 1997-2009

NATALITET

U SRBIJI

Mortalitet - stopa smrtnosti

- negativan faktor rasta populacije - pojava suprotna natalitetu - izražava se brojem uginulih jedinki populacije u funkciji vremena

- fiziološki (minimalni)

- ekološki (ostvareni)

stopa mortaliteta qx = 1000 x dx / lx

broj uginulih jedinki u

vremenskom periodu x

broj preživelih jedinki na početku

vremenskog intervala za svaku

uzrasnu klasu

Natalitet

Mortalitet

NATALITET I MORTALITET JELENA

Uzroci smrtnosti u prirodnim populacijama

južnoameričkog morskog lava (Otaria byronia)

smrtnost novorođene dece broj umrlih

=

1000 živorođenih

Lo

gari

tam

pre

živ

lja

van

ja

Ukupna dužina života

Prereproduktivni

period

Reproduktivni

period

Postreproduktivni

period

Četiri osnovne krive preživljavanja

Primeri:

a) mnogi sisari, čovek

b) ptice

c) zglavkari

d) niži organizmi sa

kratkim životnim

ciklusom i velikim

brojem potomaka,

većina živi u vodi i

ne vode računa o

potomstvu

dijagonalna

konveksna

konkavna

MIGRATORNA KRETANJA - periodična kretanja

(selidbe) koje utiču na brojnost populacije

b) emigracije

c) imigracije

sezonska periodična

kretanja jedinki ili grupa

jedinki u relativno udaljena

staništa

- ptice selice

- ribe

(anadromne,

katadromne)

Protok gena !

Uzrasna struktura populacije

- procentualna zastupljenost uzrasnih kategorija

u populaciji

Postoje tri osnovne uzrasne kategorije:

- prereproduktivna

- reproduktivna

- postreproduktivna

Uzrasna struktura populacije se predstavlja

“uzrasnom piramidom”

Rast populacije

Potencijal razmnožavanja je osnovni faktor rasta populacije i

ostvaruje se kroz stopu nataliteta.

Biotički potencijal je kvantitativni izraz dinamičke snage vrste

koja se suprotsavlja otporu sredine. Biotički potencijal

obuhvata dve osnovne komponente:

- potencijal razmnožavanja

- potencijal preživljavanja.

Otpor sredine obuhvata kombinovano dejstvo ekoloških

faktora sredine.

dN

dt rN

Nt = N0ert

=

Nt - veličina populacije u

vremenu t.

N0 – veličina populacije u

vremenu 0.

e – osnova prirodnog log.

r – specifična sposobnost

rastenja

r = b - d

trenutna

specifična

stopa nataliteta

trenutna

specifična

stopa mortaliteta

Biocenologija

Populacije živih bića u prirodi ne žive izolovano, nego u životnjim zajednicama – BIOCENOZAMA

BIOCENOZA obuhvata živi svet BIOTOPA

jednog ekosistema.

BIOCENOZA

+

BIOTOP

=

EKOSISTEM

Osnovne karakteristike BIOCENOZE:

1. Ima svoj sastav (fitocenoza, zoocenoza, mikrobiocenoza)

- uvek je određena kombinacija populacija živih bića,

- nije slučajan skup biljnih i životinjskih vrsta

2. Ima svoju strukturu i funkcionalnu organizaciju

3. Predstavlja dinamički sistem u kome se ostvaruje

neprekidno kruženje materije i protok energije

4. Ima sposobnost samostalnog održavanja

i samoregulacije.

Životna forma predstavlja

skup adaptacija jedne biološke vrste

uslovima sredine u kojoj živi.

U biocenozama se sreću različite

morfološke, fiziološke i bihejvioralne prilagođenosti vrsta

na uslove sredine pod kojima žive.

Slepo kuče – primer ekstremne

adaptacije na podzemni način života:

- zdepasto vretenasto telo

- lobanja koničnog oblika

- snažni sekutići (ishrana

podzemnim delovima biljaka)

- zakržljalo spoljašnje uho

- slepo (oči redukovane i prekrivene kožom)

- kratne noge sa žuljevima na

stopalima i snažnim kandžama

- nema rep

- gradi sistem podzemnih hodnika:

zaklon, skladišta vode i hrane, te je max.

aktivnosti u podne i ne pada u zimski san

Slepo kuče (Nannospalax leucodon)

Habitat – mesto gde žive pripadnici neke vrste

Ekološka niša – funkcionalni status vrste u ekosistemu

A – Stepen preklapanja ekoloških niša govori o stepenu kompeticije

dve vrste. Dve vrste nikada nemaju identičnu ekološku nišu.

B (gore) - ne postoji preklapanje ekoloških niša između dve vrste,

B (dole) - usled velikog preklapanja ekoloških niša dolazi do oštre

kompeticije i divergencije dvaju vrsta

Struktura biocenoze

Biocenotički princip: Ukoliko životni uslovi biotopa postaju

manje raznovrsni i ukoliko se više udaljavaju od prosečnog

optimuma utoliko je njihovo eliminatorno dejstvo veće.

Strukturne odlike biocenoze:

- brojnost (abundantnost)

- stalnost (konstantnost)

Edifikatori – graditelji biocenoze; biljne vrste koje svojim

prisustvom modifikuju postojeće uslove i u velikoj meri

određuju sastav i kvalitet čitave zajednice

Struktura biocenoze

- može se posmatrati u horizontalnom i vertikalnom pravcu

Vertikalni gradijent se ispoljava u slojevitom

rasporedu osnovnih životnih kompleksa – tj. u

njihovoj STRATIFIKACIJI

Kroz stratifikaciju se vidi kako veliki broj vrsta sa različitim

potrebama može može da naseljava određeni životni

prostor.

Vertikalna spratovnost je posebno izražena u

šumskim biocenozama.

Spratovi u šumi hrasta kitnjaka i belog graba:

1.visoko drveće (hrast kitnjak, hrast lužnjak, cer)

2.nisko drveće (belim grab, klen, divlja trešnja

3. visoki žbunovi sa leskom i glogom

4. niski žbunovi (kurika, likavac, kalina itd.)

5. visoke zeljaste biljke

6. niske zeljaste biljake

7. prizemne mahovine

nadzemna

podzemna

Stratifikacija NA KOPNU:

Vertikalna spratovnost

NADZEMNA SPRATOVNOST

Stratifikacija U VODI: vertikalna i horizontalna

Jezerska biocenoza

PLANKTON – organizmi koji slobodno lebde u vodi,

pasivno nošeni pokretima vode (fitoplankton i

zooplankton)

NEKTON – organizmi koji se aktivno kreću u vodi

BENTOS – organizmi koji žive na dnu

NEUSTON – organizmi koji žive na površini vode

(razne alge, bakterije, larve insekata, niži račići).

Odnosi ishrane

1. Proizvođači (producenti)

2. Potrošači (konzumenti)

3. Razlagači (reducenti)

herbivori (fitofagi)

karnivori (zoofagi)

saprofagi

omnivori

(autotrofi)

(heterotrofi)

Lanci ishrane

Lanac

ishrane

u pustinji

Lanac

ishrane

u

četinarskoj

šumi

Lanac ishrane

u močvarnoj oblasti

Lanac

ishrane

u močvari

Lanac

ishrane

u jezeru

Lanac

ishrane

u moru

Jedan isti organizam često pripada većem broju lanaca ishrane, tako da

se u prirodi realno susreće mreža lanaca ishrane

EKOLOŠKE PIRAMIDE

grafički prikazi - broja jedinki,

- biomase i - energije

na trofičkim stupnjevima

Piramida biomase

Zavisno od načina predstavljanja

podataka razlkujemo tri osnovna

tipa ekoloških piramida:

- piramide brojeva

- piramide biomase

- piramide energije

Piramida energije u vodenom ekosistemu

Piramida brojeva

Piramida brojeva

koncentr

acija r

aste

- povećanje koncentracije supstance kroz lanac ishrane kao posledica postojanosti te supstance (nemogućnosti njenog raspada u životnoj sredini) i slabe (ili potpuno odsutne) metaboličke degradacije i ekskrecije iz živih bića (najčešće zbog nerastvorljivosti u vodi).

Biomagnifikacija = bioamplifikacija

•Bioakumulacija se dešava unutar trofičkog nivoa i

predstavlja povećanje koncentracije supstance u nekim

tkivima jednog organizma usled apsorpcije te supstance iz

hrane i životne sredine.

•Biokoncentracija je kao proces koji se dešava kada je

unošenje neke supstance iz vode veće od izlučivanja.

Znači, biokoncentracija i bioakumulacija su procesi koji

se dešavaju unutar organizma, a biomagnifikacija se

dešava kroz lanac ishrane.

Treba razlikovati biomagnifikaciju

od bioakumulacije i biokoncentracije

= bioamplifikacija:

Biomagnifikacija

najviše se odnosi na teške

metale, pesticide i herbicide,

odnosno sve toksične

supstance koje preko otpadnih

voda dospevaju u reke, jezera u

mora, gde bivaju apsorbovane

od strane organizama koje su u

osnovi trofičkih piramida, a

zatim preko lanaca ishrane

dolazi do koncentrovanja tih

toksičnih supstanci u masnim

tkivima organizama koji su na

višim trofičkim nivoima.

Biomagnifikacija

žive (Hg)

Živa (Hg) je prisutna u morskoj vodi u

malim količinama, ali se ona efikasno

apsorbuje, ali veoma slabo izlučuje

iz organizma. Živu apsorbuju alge, a

zatim, preko lanca ishrane, živa

dospeva do ostalih trofičkih nivoa

(insekata i zooplanktona, raznih

morskih beskičmenjaka, zatim manjih

riba, većih riba, ptica i sisara).

Prolaskom kroz lanac ishrane, dolazi

do bioakumulacije i biokoncentracije

žive u masnim tkivima sukcesivnih

trofičkih nivoa. Tako se u ajkulama

nalazi 100 puta veća koncentracija

žive (> 1 ppm) nego u haringama

(~ approximately 0.01 ppm (EPA 1997).

Biomagnifikacija

žive (Hg) kroz

lanac ishrane

Biomagnifikacija žive

Biomagnifikacija

insekticida

DDT

Povećanje koncentracije

DDT-a u tkivima živih biča

prilikom prolaska kroz

sukcesivne trofičke nivoe

lanca ishrane.

Koncentracija DDT-a se

povećava jer on razlaže i

izlučuje mnogo sporije

nego hranljive materije

prilikom prolaska iz

jednog trofičkog nivoa u

drugi. DDT se zato

akumulira u telima

(naročito u masnim

tkivima).

Biomagnifikacija

insekticida DDT

HPLC

(engl. high performance

liquid chromatography)

koristi se u identifikaciji

organskih polutanata

životne sredine

AAS – atomski apsorpcioni

spektrofotometar je uređaj

za određivanje koncentraci-

ja teških metala u uzorcima

(Pb, Zn, Cd, Cu itd.).