Title: Ekologie jako vedn
1Ekologie jako vední obor
2(No Transcript)
3(No Transcript)
4(No Transcript)
5Ekologie - slovo mnoha významu
- Vední obor zabývající se vztahy mezi organismy
(navzájem) a vztahy mezi organismy a jejich
minulým, soucasným a budoucím prostredím
(Ecological Society of America) - V ceštine casto zahrnuje i to, co se v anglictine
oznacuje Environmental Sciences - Politické (a podobné) aktivity, spojené s
ochranou životního prostredí (nemusí se nám to
líbit, ale to je význam, ve kterém slovo ekologie
- Ecology - užívají novinári nejcasteji - i v
anglictine)
6Etymologie
- Z reckého Oikos domov
- V latinizované forme Oeco-, pak Eko- (angl. Eco-)
- Stejný základ slova jako Ekonomie
7Cást nepresností je typická pro ceštinu, ale
podobné problémy jsou i v anglictine
- Casopisy Ecology (odborný casopis, typický
clánek jak se projeví prítomnost dravé hvezdice
na složení spolecenstva korálového útesu) - Ecologist (populárne odborný casopis o politice
kolem životního prostredí, typický clánek o
praktikách supermarketu a jejich dusledcích pro
životní prostredí) / srovnej Economist
8Klasické ekologické vedecké casopisy
- Journal of Ecology (BES - První rocník vyšel v
roce 1913) - Ecology (ESA - První rocník vyšel v roce 1920)
9Vední obor zabývající se vztahy mezi organismy
(navzájem) a vztahy mezi organismy a jejich
minulým, soucasným a budoucím prostredím
10Tyto vztahy zahrnují hlavne
- fyziologické reakce jedincu
- strukturu a dynamiku populací
- interakce mezi druhy
- usporádání biologických spolecenstev
- zpracování a využití energie a látek
v ekosystémech - ovlivnení organismu prostredím a prostredí
organismy
11Složité a dlouhé kauzální retezce typu
Jak staré panny zachránily Anglii
12Príklad složitých kauzálních retezcu (náš
projekt v Belize) - HYPOTÉZA
- Ze trtinových polí dochází k splachum živin do
místních bažin, kde doposud prevládali sinice
(umí fixovat N) - Po eutrofizaci jsou v bažinách schopna
prevládnout makrofyta - cévnaté rostliny
(orobinec Typha domingensis) a vykonkurovat
cástecne sinice - Zastínení ploch vede ke zmene v zastoupení druhu
komáru, pricemž prevládne lepší prenašec malárie - Dusledky i pro lidskou populaci
13Vliv velkých herbivoru v Austrálii (Tim Flannery
The future eaters) - HYPOTÉZA
- Aborigines zlikvidovali velké puvodní herbivory
Austrálie (pred 60 - 40 tis. lety) - To vedlo k nárustu mrtvé biomasy, která dobre
horí - to vedlo ke zmene živinového režimu - Nárust ohne a zrychléné vyplavování živin vedlo k
celkové zmene vegetace (predevším ubyly deštné
pralesy) - To mohlo vést až k celkovým zmenám klimatu
14Poznámky
- Ekologie se neomezuje na vliv cloveka
- Nekteré populace mohou mít zásadní vliv na svoje
prostredí (napr. se predpokládá, že veškerý
kyslík je dusledkem cinnosti fotosyntetizujících
organismu) - Žijeme (my i ostatní organismy) nyní, ale vše je
dusledkem vývoje - Ekologie jako veda neríká, co je dobre, ale spíš,
co se stane, když
15Duležitost teorie ve vede (a v ekologii)
- Teorie jako deduktivní soucást vedy (role
matematiky) - Testování hypotéz
- Funkce explikativní (vysvetlit) a prediktivní (co
se stane v situacích, které jsem zatím nemel
možnost zkoumat)
16Postup vedeckého poznání v ekologii podle The
Ecology of Plants by Jessica Gurevitch, Samuel M.
Scheiner, Gordon A. Fox (2002)
17Aplikovaná ekologie
- Nejstarší ekologickou aplikací je asi zemedelství
i lovec a sberac potreboval ekologii
využívaných druhu znát - Dnes je aplikací velké množství - mnoho v ochrane
prostredí a prírody - ale i jinde - Jednotlivé ekologické zájmy mohou jít i proti
sobe když vysadím smrkovou monokulturu na
kvetnatou louku, mohu zvýšit sekvestraci
uhlíku, ale zlikviduji tím populace rady
ohrožených druhu
18Ekologie je otevrená vedaMusí respektovat zákony
ved o neživé prírode
- Fyzika (napr. tok energie ekosystémem - rostlina
nemuže vyrobit více organických látek, než
kolik energie je schopná získat ze slunecního
zárení, tzn. horní limit je množství dopadající
energie ? úcinnost asimilace) - Chemie (když jsem dusicnan, utecu rychleji než
fosfát)
19Další casto užívané vedy o neživé prírode
- Meteorologie (biometeorologie)
- Geologie
- Geografie
- Pedologie (terminologická nepresnost - puda není
tak úplne neživá) - Paleontologie
- etc.
20Interakce s dalšími biologickými disciplinami
- Evolucní biologie (organismy, které zde jsou, se
musely vyvinout, nejsou náhodným souborem
vlastností) casová merítka Homage to Darwin - Taxonomie a fylogenetika
- Fyziologie
- Molekulární biologie
- a další
21Využitím metod z jiných oboru výrazne rozširuje
okruh otázek, na které se mužeme ptát
- Molekulární metody (príklady užití)
- zjištování paternity (ale i maternity u
rostlin) - zjištujeme, jak daleko se šírí semena,
kudy probíhá invaze rostliny apod. - Zjištování co je jedinec - a na základe toho,
jaký je pomer generativního a vegetativního
rozmnožování
22Využití metod z jiných oboru výrazne rozširuje
okruh otázek, na které se mužeme ptát
- Stabilní izotopy
- Klasické je urcování stárí podle zastoupení C13
- Izotopové složení O v biomase rostlin muže
napovedet hodne o její strategii hospodarení s
vodou - Z izotopového složení deštové vody se dá zjistit,
zda mrak prišel prímo od može, ci zda obsahuje
velké množství vody, která pochází z transpirace
rostlinami
23- oblast zájmu ekologie
- _________________________________________________
- Cástice hmoty
- Atomy
- Molekuly
- Subbunecné organely
- Bunka
- Tkán
- Orgán
- Soustava orgánu
- Jedinec (1 druh)
Prostorové vymezení - Populace (1 druh)
(Demotop) - Spolecenstvo (mnoho druhu)
Biotop (habitat) -
-
Ekosystém - Biom
Bioregion - Biosféra
(Zeme)
Fyzika, Chemie
Molekul. biologie
Bunecná biologie
Fyziologie
24Casová a prostorová merítka
Gurewitch et al. 2002
25Hierarchické usporádání
- Bunky skládají orgány, orgány jedince, jedinci
populace, ruzné populace spolecenstvo,
spolecenstvo s prostredím ekosystém, etc. - Chování systému vetšinou vysvetlujeme pomocí
chování jeho stavebních kamenu (chování populace
vysvetlujeme chováním jedincu.které populaci
skládají - ne pomocí jednotlivých bunek)
26Popisná a funkcní ekologie
- Dobrý a jasný popis je základ (pattern in space
and time) - casto není triviálním problémem - Popis struktury
- Popis dynamických jevu
- (Casto není ostrá hranice)
27Popis struktury
- Napr. Jak se mení biomy cestou od rovníku k pólum
- Jaká je prostorová struktura tropického lesa
- Jaká je potravní specializace hmyzu v ruzných
lesích - Jak se mení druhová bohatost na gradientu vlhkosti
28Popis dynamiky
- Zmeny spolecenstev v sukcesi
- Kolobeh živin a tok energie v ekosystému
29Funkcní ekologie - odpovídá na otázku kauzality -
proc, jakým mechanismem
- Co umožnuje koexistenci druhu?
- Jak ovlivní zvýšení živin druhovou skladbu a
proc? - Ovlivní prítomnost herbivora druhové složení
rostlinného spolecenstva a jak?
30Pozorování a (manipulativní) pokus
31Pozorování - duležitost opakovaných pozorování
(Lake Mendota, Wisconsin)
32(No Transcript)
33(No Transcript)
34Vetšina ekologických jevu má stochastickou povahu
- Jedno pozorování nic nerekne, potrebuji opakování
- Zajímá me vždy nejen merená hodnota, ale i její
variabilita (organismy žijí v prumeru, ale
prežívají extrémy) - Potrebuju statistiku
35Mechanistická vysvetlení - potrebuji
(manipulativní) experiment
- Potlacuje americký invazní druh ostatní druhy ve
spolecenstvu? - Tak to zkusím - odstraním ho z
poloviny zkusných ploch - Je spolecenstvo kontrolováno nabídkou potravy,
nebo tlakem predátora - pokusím se manipulovat
jak nabídku potravy, tak predacní tlak
36Chci vedet, jaký mají vliv mravenci na ostatní
herbivory v tropickém lese? - Tak je odstraním (s
patricným opakováním a kontrolou).
37(No Transcript)
38Americký peprovník prítomen
Peprovník odstranen
39Postup vedeckého poznání podle The Ecology of
Plants by Jessica Gurevitch, Samuel M. Scheiner,
Gordon A. Fox (2002)
40Drobné problémy s experimenty
- Logistická a morální omezení na pokusy
- Problém zobecnení na vetší prosotrová a casová
merítka - Každá manipulace má vedlejší úcinky
- ALE Nekteré experimenty za nás udelala príroda
41Globální zemský ekosystém - nejvetší metodický
problém
- James Lovelock Gaia hypothesis
- cokoliv udeláte na jednom míste zemekoule, muže
mít efekt nekde jinde (i dost daleko) - Nemáme opakování
- Deláme experimenty - ale nemáme kontrolu
- Dynamika prirozeného pozadí ztežuje rozeznání
následku našich manipulací - Užitecnost studia geologické minulosti
42Praktikum
- Terénní metody zaznamenávání složení populací a
spolecenstev - Sraz je na vrátnici Branišovská
- Jde se do terénu, oblecení podle toho, za každého
pocasí!
43Doporucená literatura
- Begon M., J.L.Harper, C.R.Townsend, 1997
Ekologie Jedinci, populace a spolecenstva. -
949 p. Vydavatelství Univerzity Palackého,
Olomouc. - (originál Begon M., J.L.Harper, C.R.Townsend,
1990 Ecology. Individuals, populations and
communities. - 960 p., Blackwell Sci.Publ.,
Oxford, UK.) už existuje i novejší vydání - Štorch, D., S. Mihulka, 2000 Úvod do soucasné
ekologie. - 157 p. Portál, Praha. ISBN
80-7178-462-1. - Prach K., M. Štech, P. Ríha 2009 Ekologie a
rozšírení biomu na Zemi. Scientia, Praha