ŽIVOTNA ZAJEDNICAŽIVOTNA ZAJEDNICA(BIOCENOZA)(BIOCENOZA)

Predavanja iz ekologije životinja (8. predavanje)Predavanja iz ekologije životinja (8. predavanje)

prof. dr.sc. Stjepan Krčmar &doc.dr.sc. Davorka K. HackenbergerDodani novi sadržaji 14.01.2015.

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u OsijekuOdjel za BiologijuCara Hadrijana 8/A, 31000 Osijekwww.biologija.unios.hr

Osnovne karakteristike životne zajednice (Ricklefs & Miller 2000): a) biocenoza je uvijek određena kombinacija različitih biljnih i životinjskih populacija koja se uspostavlja i održava pod danim ekološkim uvjetima biotopa b) biocenoza nije jednostavan skup određenih biljnih i životinjskih vrsta, već predstavlja integrirani funkcionalni sustav c) biocenoza ima svoju strukturu (kvalitativni sastav, prostorni i vremenski raspored vrsta) d) biocenoza je dinamički sustav e) biocenoza se razvija i održava kao dinamički sustav jer je sposobna da regulira vlastite unutarnje procese i promjene

Biocenoza pustinje Kara-Kum (Turkmenistan) - pješčana pustinja Klimatski uvjeti: godišnja variranja temperature su 68°C, maksimalna srpanj

(45°C), minimalna siječanj -23°C; prisutna su i dnevna variranja temperature u podne iznosi 42°C, u noći 4,5°C, godišnji vodeni talozi iznose 75-175mm, temperatura površine tla je 64°C.

Vegetacija: kserofiti, trave (Carex physodes, Poa bulbosa, Aristida pennata, Bromus tectorum), grmolike biljke (Salsola arbuscula, Astragalus confirmans, Gamanthus gemocarpus).

Bromus tectorum

Poa bulbosaSalsola arbuscula

Aristida pennata

Životinjski svijet: kralježnjaci, gušteri (Agama sanguinolenta, Teratoscincus scincus, Varanus griseus), zmije (Zamenis karelini, Eryx tataricus)

Agama sanguinolenta

Teratoscincus scincus

Varanus griseus

Eryx tataricus

Prilagodbe životu u pustinji: biljke - redukcija listova, horizontalno razvijen korjenov sustav, životinje - koriste vodu sadržanu u hrani, suhi ekskret, rožnate pločice, hitinski pokrov.

ptice (Corvus corax umbrinus, Buteo ferox, Oenanthe isabelina, Sylvia nana, Hirundo rustica, Upupa epops, Merops persicus, Neophron percnopterus, Passer roseus, Emberiza luteola),sisavci (Lepus tolai, Vulpes caragana).

Merops persicus

Lepus tolai

Neophron percnopterus

Upupa epopsOenanthe isabelina

Vulpes caragana

Struktura zajednice

- Zajednice su asocijacije populacija čije su značajke rezultat fizičkih čimbenika okoliša kao i interakcija između populacija. Konačni izgled zajednica određen je evolucijskom poviješću vrsta koje ulaze u sastav zajednice.

- Struktura zajednice uključuje njen izgled (kvantitativni i kvalitativni), te njenu dinamiku koja se ogleda kroz interakcije između populacija (hranidbene interakcije itd.).

- Kvalitativni sastav podrazumijeva popis vrsta koje sadrži zajednica, te predstavlja prvi elementarni opis zajednice .

- Kvantitativni sastav podrazumijeva brojnost vrsta koje sadrži zajednica.

1. Kvalitativni sastav Biocenoza umjerenih područja (Srednja Europa): Bukova šuma – 11.000 biljnih i životinjskih vrsta, sisavci: 27 vrsta, ptice 70 vrsta, gmazovi i vodozemci 12 vrsta, kukci 5300 vrsta, puževi 70 vrsta, praživotinje 380 vrsta, biljne vrste 4000.

Indija 30.000 vrsta kukaca tropske rijeke Ganges, Brahmaputra 170 vrsta riba

Island 437 vrsta kukacarijeke Sjeverne Amerike 23 vrste riba

Ako su životni uvjeti biotopa jednolični, nisu raznovrsni = biocenoza je siromašna vrstama (pustinja, arktička područja). Broj vrsta u životnoj zajednici određen je: fizičkim čimbenicima biotopa, povijesnim, topografskim, klimatskim i biotičkim (kompeticija).

► topografski, povijesni čimbenici: Dunavski sliv nastanjuju som, štuka, smuđ, deverika ali ne i vode Dinarskog krša.

► tekunica (Citellus citellus) nastanjuje lijevu obalu Save, ali ne i desnu obalu Save (prepreka je rijeka Sava).

► slijepaš (Spalax leucodon) nastanjuje staništa u Vojvodini prepreka je rijeka Dunav, te je radi toga nema u Hrvatskoj.

► vrabac (Passer domesticus) nastanjuje zapadni dio Nove Kaledonije, ali ne i Istočni dio (prepreka su visoki planinski masivi).

Primjeri voljnog i nevoljnog prenošenja organskih vrsta: a) Sturnus vulgaris (Europa) - USA, Kanada b) Ondatra zibetica (USA) - Češka (1905.) c) Lymantria dispar (Europa) - USA d) Pyrausta nubialis (Europa) -USA (1916.) e) Hyphantria cunea (USA) - Mađarska (1940.)

a) b) c)

d) e)

Primjeri aktivnog rasprostranjenja organskih vrsta: a) Dryobates syriacus s Balkana u Srednju Europu b) Stroptopelia decaocto s Balkana u Englesku c) Colias erate iz Istočne Europe u Srednju Europu

Nezasićene životne zajednice.

2. Strukturne odlike Brojnost (abundancija) je kvantitativna zastupljenost pojedinih vrsta, važna je u određivanju raznolikosti zajednice.

Dominantnost

D1 - dominantnost vrste broj 1 a1 – broj jedinki vrste broj 1 na jednom lokalitetu n i=1 ai - ukupni broj jedinki na jednom lokalitetu svih vrsta

vrste s dominantnosti > 10 - eudominantnevrste s dominantnosti 5 - 10 - dominantnevrste s dominantnosti 2 - 5 - subdominantnevrste s dominantnosti 1 - 2 - recendentnevrste s dominantnosti < 1 - subrecendentnenajdominantnije vrste su edifikatori (graditelji biocenoze), (Durbešić, 1988).

Abundancija i dominantnost su uvjetne vrijednosti i neprekidno variraju u funkciji vremena

n

iia

aD

1

11

Konstantnost (stalnost) je stupanj s kojim se jedna vrsta susreće uodređenom tipu zajednice (Durbešić, 1988).

Ca1 - konstantnost vrste a1

ua1 - broj uzoraka u kojima se pojavljuje vrsta a1 na jednom staništu ni=1 ui - ukupni broj uzoraka

eukonstantne vrste 75-100% uzorakakonstantne vrste 50-75% uzoraka akcesorne vrste 25-50% uzorakaakcidentalne vrste 0-25% uzoraka- vrste kod kojih je stalnost vrlo mala nazivaju se slučajnim vrstama,

dok se one sa velikom stalnošću nazivaju konstantnim vrstama ili karakterističnim vrstama. Broj karakterističnih vrsta u zajednici je mali.

100

1

11

n

ii

aa

u

uC

Frekventnost (čestoća) - % stupanj javljanja iste vrste u pojedinim probnim površinama jednog istog biotopa. Vezanost - biljnih i životinjskih vrsta za određeni tip biocenoze Tetrao urogallus, Loxia curvirostra vezane su za šume četinjače. Picus viridis za listopadne šume, Coturnix coturnix za žitna polja.

3. Disperzija i životni kompleksi Neravnomjerni i skupni raspored najčešći je u prirodnim

populacijama. Tip disperzije vrsta je heterogen.

Životni kompleksi- Trupla uginulih životinja: bakterije, kukci (muhe: Calliphora, Lucilia; kornjaši: Necrophorus; oblići: Rhabditis).►izmet: goveđa balega - kukci (muhe: Sarcophaga, Musca; kornjaši: Geotrupes, Aphodius); miceliji gljiva (Pilobolus, Coprinus); dvojenoge (Diplopoda ) – koprofagi.► gnijezda, duplje za stanovanje ptica, sisavaca i kukaca (ravnomjerna temperatura, visoka vlažnost, nedostatak svjetlosti), ektoparaziti (buhe, krpelji, stjenice), saprofagni kukci - nidikola.

► naselje ispod kamenja - visoka vlažnost, nedostatak svjetlosti (stonoge, pauci, kornjaši, puževi) (Stanković 1961).

► srušena stabla u šumi, panjevi: životni prostor za kukce ► lišće biljaka: za ishranu, stvaranje šišarki (gusjenice mnogih leptira,

kornjaši, opnokrilci) ► cvatovi biljaka: oprašivanje (kukci) ► šumska prostirka od opalog lišća: za ishranu (maločetinaši,

dvojenoge, sitni člankonošci, beskrilni kukci, oblići, bakterije, gljive)

4. Stratifikacija Prostorni gradijent pojedinih vrsta i njihovih životnih kompleksa u vertikalnom pravcu:

Neosvijetljeni - ispod zemlje (kopnene zajednice), na većim dubinama

(vodene zajednice) karakterizira ih izostanak primarnih producenata

Osvijetljeni sloj - karakteriziraju autotrofni članovi zajednice (primarni producenti)

Analiza vertikalne stratifikacije na primjeru hrastove šume: 1. sloj krune visokog drveća (hrast) 2. sloj krune nižeg drveća (grab) 3. sloj visokog grmlja (glog ) 4. sloj nižeg grmlja (svib) 5. sloj viših zeljastih biljaka 6. sloj nižih zeljastih biljaka 7. sloj mahovina i šumske prostirke 8. sloj korijena zeljastih biljaka 9. sloj korijena grmolikih biljaka 10. sloj korijena hrasta

- Slojeviti raspored biljnih vrsta Svaki sloj ima mikroklimu, koja omogućuje maksimalno korištenje

šumskog prostora u pogledu svjetlosti, temperature, vlažnosti, hranjivih soli, vode, ekoloških niša, zaklona, ishrane.

Vertikalni raspored šumskih vrsta ptica u vrijeme gniježđenja u hrastovoj šumi:

Vertikalni raspored u hrastovoj šumi u pogledu ishrane i zaklona: 1. životinjsko naselje sloja krošnje čine biljojedni kukci. 2. životinjsko naselje stabala čine dendrobionti: kukci

(Cerambycidae, Buprestidae), ptice (Dendrocopus major, Parus major).

3. životinjsko naselje duplji u stablu čine: ptice rodova (Dendrocopus, Parus, Picus, i vrsta Upupa epops, Columba oenas).

Vodene zajednice : slojeviti raspored: (jezero) - vertikalni, (rijeke) - horizontalni karakterizira ih gradijent: svjetlosti, temperature, otopljenih soli,

plinova O2, CO2

Temperatura i cirkulacija vode jezera umjerenog pojasa tijekom godine (Kerovec 1988).

Prema intenzitetu produkcije jezera dijelimo na: oligotrofna – slabo produktivna, mezotrofna – produktivna, eutrofna – vrlo produktivna, distrofna – odumirajuća ili močvare

Shema vrlo produktivnog eutrofnog jezera (Kerovec, 1988).

Prikaz jezerskih životnih zajednica:

a) zona slobodne vode (limnion, pelagijal), eufotički (trofogeni sloj) i afotički (trofolitički sloj)

b) zona dna jezera (bental, pedon) čije životne zajednice čine bentos

- litoralna zona do 30 m dubine (Kerovec 1988).- priobalni pojas trstike i šaša (Phragmites i Carex).

b) pojas plivajuće vegetacije (Nuphar luteum i Nymphea alba)

c) pojas podvodne (submerzne) vegetacije, 3-7m dubine (Helodea canadensis, Myriophyllum sp.).

d) pojas kompaktnih livada višestaničnih algi-parožina (Chara, Nitella) od 7m pa nadalje.

U litoralu se stvaraju: zajednice na kamenom, pješčanom i muljevitom dnu

■ zajednice na kamenitom dnu (sjedilački, polusjedilački i pokretni oblici):

mahovnjaci (Bryozoa) pijavice (Hirudinea)ličinke tulara (Trichoptera)

Ličinke dvokrilaca (Diptera)

puževi (Gastropoda)

virnjaci (Turbellaria)

■ zajednice na pješčanom dnu:ličinke trzalaca (Chironomidae)

maločetinaši (Oligochaeta):Tubifex

Limnodrilus

trepetljikaši (Ciliata)

kolnjaci (Rotatoria)

školjkaši (Bivalvia):

Anodonta

Unio

ličinke vodencvjetova (Ephemeroptera)

■ zajednice muljevitog dna:

Tubifex

puževi (Gastropoda)

školjkaši (Bivalvia):

Anodonta

Unio

Sublitoralna zona od 30 do 180 m dubine, ona je bez svjetla, prisutni su konzumenti (životinje), reducenti (bakterije), (Kerovec 1988).

na dnu se nalaze zajednice slične kao na muljevitom dnu litoralne zone s ličinkama trzalaca, maločetinaši, spužve, rakušci (Amphipoda).

Profundal je prostor ispod 180 m dubine dno se sastoji od finog mulja, stalna niska temperatura, visok tlak, malo kisika i puno ugljik dioksida nalazimo zajednice maločetinaša, puževa, rakušaca (Kerovec 1988).

oceani i mora: - neritičko područje i oceansko područje a) eufotična zona 500-600 m dubine (osvijetljeni dio) b) afotična zona (neosvijetljeni dio), (Glavač 1999). - bental je područje morskog dna: a) litoral do 200 m b) batijal 200 - 3000 m c) abisal 3000 - 6000 m d) hadal ispod 6000 m - pelagijal je morska pučina, pojas otvorenog mora: a) epipelagijal b) batipelagijal c) abisopelagijal d) hadopelagijal

- kratkovalne zrake plavog spektra od 460 do 480 nm prodiru do 150m dubine a dugovalne od 10 do 20m.

- planktonom, organskim i mineralnim tvarima bogate vode poprimaju radi jače apsorpcije Sunčevih zraka plavog spektra zelenu boju.

- planktonom siromašna kao npr. Jadransko more poprima plavu boju.

Geomorfološka, hidrografska, ekološka raščlamba morskog prostora (Glavač 1999).

Ekoton i koncept rubnog efekta - ekoton predstavlja prijelaz između dvije ili više različitih zajednica

(šuma-livada, livada-močvara), može imati znatnu dužinu ali je širina puno manja od okolnih zajednica.

- zajednice sadrže puno organizama, a i organizme koji su karakteristični samo za ekoton, često su broj vrsta i njihove gustoće veće u ekotonu nego u okolnim zajednicama

- porast raznolikosti i gustoće na spojevima zajednica naziva se i rubni efekt

- ekotoni se javljaju tamo gdje je ispunjen jedan od dva uvjeta: a) ako se fizički okoliš mijenja drastično (prijelaz iz terestrične u

akvatičnu zajednicu, između sjeverno i južno eksponirane padine, između različitih tipova tala).

b) ako jedna vrsta toliko dominira u okolišu da bitno mijenja ekološke čimbenike kojima su druge vrste izložene, pa granica njenog areala postaje i granica rasprostranjenosti ovih vrsta.

- ako je ekoton uzak neka staništa i vrste mogu se naći samo u pojasu preklapanja.

- u pojasu tranzicije često se nalazi zajednica sa dodatnim karakteristikama kojih nema u susjednim zajednicama.

- ekotonalne zajednice sadrže organizme iz preklapajućih zajednica i svoje, te su radi toga raznolikost i gustoća veći (rubni efekt).

- nekim vrstama za dovršetak životnog ciklusa neophodne su dvije bliske zajednice s različitom strukturom.

- rubne vrste: su organizmi koji se javljaju u ekotonima primarno ili u najvećoj gustoći ili najveći dio vremena provode ovdje, te se nazivaju rubnim vrstama.

- rubni efekt se najčešće javlja kod ptica i lovne divljači (srna, jelen, divlji zec), (Krpo-Četković 2011).

Literatura:Durbešić P. (1988) Upoznavanje i istraživanje kopnenih člankonožaca. Hrvatsko ekološko društvo, Zagreb 77 pp.Glavač V. (1999) Uvod u globalnu ekologiju. Duzpo-Hrvatske šume, Zagreb 211 pp.Kerovec M. (1988) Ekologija kopnenih voda. Hrvatsko ekološko društvo, Zagreb 75 pp.Krpo-Četković J (2011) Ekologija životinja. Biološki fakultet. Univerzitet u Beogradu, 265 pp. Ricklefs R. E. & G. L. Miller (2000) Ecology 4th edition by W.H. Freeman and Company, New York 823 pp.Stanković S. (1961) Ekologija životinja. Zavod za izdavanje udžbenika, Beograd 420 pp.http://www.enm.bris.ac.uk/teaching/projects/2003-04/tu0381http://www.hlasek.comhttp://www.kolkatabirds.comhttp://www.rusbiophoto.comwww.ittiofauna.org www.guantum-conservation.orgwww.csdl.tamu.edu/Flora/imaxxpoa.htmwww.sazp.skwww.insecta.ufv.br

www.cladocera.dewww.wildlife.comwww.warrenphotographic.co.ukwww.tagzania.comwww.biopix.cuwww.infokz.comwww.kingsnake.comwww.povodok.ruwww.filin.vn.uawww.danny.oz.auwww.members.lycos.nlwww.pbase.comwww.microscopy-uk.org.ukwww.dkimages.comwww.bioweb.uwlax.eduwww.ucf.tekkom.netwww.ecology.orgwww.oceanlight.com