Organizm w środowisku: Tolerancja ekologiczna

5.1. Tolerancja ekologiczna

  - Zwróć uwagę na:
    - definicję ekologii
    - czynniki biotyczne i abiotyczne oddziałujące na organizmy
    - pojęcia: nisza ekologiczna, siedlisko, tolerancja ekologiczna
    - znaczenie organizmów o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej w bioindykacji
    - doświadczenie mające na celu zbadanie zakresu tolerancji w odniesieniu do wybranego czynnika środowiska.

Definicja ekologii

- Ekologia to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody.
- Zajmuje się badaniem zależności pomiędzy organizmami oraz pomiędzy organizmami a środowiskiem ich życia.

Środowisko i jego czynniki

  - Środowisko to ogół czynników ożywionych i nieożywionych występujących na danym obszarze, powstałych naturalnie oraz w wyniku działalności człowieka.
  - Elementy środowiska wpływają na organizmy poprzez:
    - liczebność
    - rozmieszczenie
    - aktywność życiową.
  - Czynniki środowiska dzielimy na:
    - czynniki biotyczne (ożywione): zwierzęta, rośliny, grzyby, protisty, bakterie;
    - czynniki abiotyczne (nieożywione): temperatura, wilgotność, pH, zasolenie.

Wpływ czynników środowiska na organizmy: Przykład orzesznicy leszczynowej

  - Czynniki biotyczne:
    - Zwierzęta (łasice, sowy): regulują liczebność orzesznicy.
    - Rośliny: dostarczają pokarmu i schronienia.
    - Grzyby i mikroorganizmy: mogą powodować choroby orzesznicy.
  - Czynniki abiotyczne:
    - Temperatura powietrza: wpływa na aktywność orzesznicy (sen zimowy).
    - Nasłonecznienie: orzesznica preferuje zacienione miejsca.
    - Skład powietrza: orzesznica oddycha tlenowo.
    - Woda, wilgotność: warunkują przeżycie orzesznicy.

Nisza ekologiczna a siedlisko

  - Nisza ekologiczna:
    - Wszystkie wymagania życiowe organizmu względem środowiska:
        - warunki środowiska (temperatura, skład mineralny gleby, kwasowość wód).
        - zasoby środowiska (pokarm, miejsca lęgowe).
        - powiązania organizmu z innymi organizmami (drapieżników i pasożytów).
  - Siedlisko:
    - Miejsce występowania organizmu z określonymi czynnikami abiotycznymi.
    - Przykłady siedlisk: podmokła łąka, las liściasty, jezioro, rzeka, ocean.

Tolerancja ekologiczna

  - Zdolność przystosowywania się organizmu do zmian w środowisku bez szkody dla jego życia i rozwoju nazywamy tolerancją ekologiczną.
  - Gatunki różnią się tolerancją ekologiczną względem określonych czynników.
      - Przykład: fenki pustynne i lisy polarne wykazują różne zakresy tolerancji dla temperatur.

Zakres tolerancji ekologicznej

  - Definicja: przedział wartości czynnika, w którym dany organizm może przetrwać.
  - Granice zakresu wyznaczają minimalne i maksymalne wartości czynnika.
  - Optimum: organizm najlepiej rozwija się, gdy wartość czynnika mieści się w tzw. optimum.
  - Zakresy tolerancji ekologicznej mogą być szerokie lub wąskie:
      - Szeroki zakres: organizm przetrwa przy różnych wartościach czynnika.
      - Wąski zakres: organizm przetrwa tylko przy niewielkich odchyleniach od zakresu optimum.
  - Gatunki o szerokim zakresie tolerancji występują powszechnie, gatunki z wąskim zakresem są rzadziej spotykane i używane w bioindykacji.

Czym jest bioindykacja?

  - Metoda oceny stanu środowiska na podstawie obserwacji gatunków.
  - Użycie bioindykatorów: organizmy mające wąski zakres tolerancji względem określonego czynnika.
      - Przykłady: pstrąg potokowy (czyste wody), solanka kolczysta (gleby zasolone), miłek wiosenny (gleby bogate w wapń).

Bioindykacja w praktyce:

- Ocena czystości rzek poprzez identyfikację wodnych bezkręgowców;
- np. larwy jętek wskazują na bardzo czyste wody, a rureczniki i ośliczki wodne są obecne w wodach zanieczyszczonych.

Skala porostowa

  - Porosty nadrzewne są wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza tlenkiem siarki(IV) - $SO_2$ .
  - Zestawienie gatunków porostów do oceny stopnia zanieczyszczenia powietrza:
      - Strefa 1: brak porostów; Stężenie: $170 ext{μg/m}^3$ i więcej.
      - Strefa 2: formy skorupiaste; Stężenie: $169-100 ext{μg/m}^3$ .
      - Strefa 3: formy skorupiaste i nieliczne; Stężenie: $99-70 ext{μg/m}^3$ .
      - Strefa 4: formy listkowate; Stężenie: $69-50 ext{μg/m}^3$
      - Strefa 5: formy listkowate i nieliczne krzaczkowate; Stężenie: $49-40 ext{μg/m}^3$ .
      - Strefa 6: formy listkowate i krzaczkowate; Stężenie: $39-30 ext{μg/m}^3$ .
      - Strefa 7: formy listkowate i krzaczkowate; Stężenie: $29 ext{μg/m}^3$ i mniej.

Doświadczenie: Zakres tolerancji pieprzycy siewnej na zasolenie

  - Problem badawczy: Jaki jest zakres tolerancji ekologicznej pieprzycy siewnej na zasolenie wody?
  - Hipoteza: zakres tolerancji ekologicznej jest wąski.
  - Przebieg doświadczenia:
    - 6 doniczek z 20 siewkami, 5 roztworów NaCl.
      1. Zapisz średnią długość siewek.
      2. Podlewa codziennie z różnym stężeniem NaCl.
      3. Po tygodniu sprawdź długość siewek.
  - Wynik: Największa długość siewek w kontrolnej; obumieranie w wyższych stężeniach.
  - Wniosek: Zakres tolerancji na zasolenie wody jest wąski.

W skrócie:

  - Ekologia: nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody.
  - Nisza ekologiczna: wszystkie wymagania życiowe organizmu,
  - Siedlisko: przestrzeń fizyczna dla organizmu.
  - Tolerancja ekologiczna: zdolność przystosowania do zmieniających warunków.
  - Zakres tolerancji ekologicznej: przedział wartości czynnika środowiskowego dla przeżycia organizmu.
  - Bioindykatory: organizmy używane do oceny stanu środowiska.