Bi6340 Ekologie živočichů

Přírodovědecká fakulta
jaro 2005
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Andrea Vetešníková Šimková, PhD. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Milan Gelnar, CSc.
Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Andrea Vetešníková Šimková, PhD.
Rozvrh
Út 9:00–10:50 B1,01004
Předpoklady
( B5080 Základy ekologie || BI5080 Základy ekologie || BI2000 Systém a evoluce živočichů )&&( B1030 Systém a fylogen. bezobratlých || BI1030 Systém a evoluce bezobratlých || BI2000 Systém a evoluce živočichů )&&( B2090 Syst. a fylogen. obratlovců || BI2090 Systém a evoluce obratlovců )&&(! B6340 Ekologie živočichů )
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Ekológia, definície, pojmy, Vzťahy k abiotickému prostrediu - podmienky a zdroje, Populácie, Interakcie - vnútrodruhové a medzidruhové, kompetícia versus koexistencia, Predácia, Parazitizmus, Ekológia spoločenstiev, Biodiverzita, Ekosystém, Teória životnej histórie
Osnova
  • 1. Ekológia, definície, pojmy. Hierarchické úroveň ekológie, metódy výskumu, intepretácia ekologických výsledkov. Súlad medzi organizmami a ich prostredím. Ekológia a evolúcia - prírodný výber, adaptácie k prostrediu, fitness, evolúcia pre dobro druhu?, evolučné obmedzenia, evolučný kompromis. Historické vplyvy pohyby zemských kôr, klimatické zmeny, špecifické rysy ostrovov. Konvergnetná a paralelná evolúcia, divergencia vo vnútri spoločenstva. Vnútrodruhová špecializácia genetický polymorfizmus. 2. Vzťahy k abiotickému prostrediu habitat, rozsah tolerancie a optima, odpoveď organizmu na zmeny faktorov aklimatizácia, behaviorálne zmeny, fenotypická plasticita, reakčná norma. Interakcie definícia ekologickej niky. Podmienky versus zdroje. Podmienky Teplota: definícia, zdroje, termobiologické typy živočíchov, regulácia tepla ekotodermnými organizmami, teplota a rýchlosť enzýmami katalizovaných reakcií, fyziologický čas u ektodermných živočíchov, vplyv vysokej a nízkej teploty na organizmy, termostatická produkcia tepla endotermami, ekologické pravidlá, teplota a distribúcia druhov, teplota a druhová diverzita, globálne oteplovanie. Vlhkosť: definícia príjem vody, strata vody, adaptácie, obsah vody v tele a vodná bilancia živočíchov. PH vody a pôdy: definícia, vplyv pH na živočíchy, tolerancia živočíchov. Salinita: sladkovodné a morské biotopy, sladkovodný pôvod morských rýb, vplyv salinity na rozšírnie a výskyt živočíchov, migrácie ťažných rýb. Prúdenie: prúdenie vzduchu a vody definícia, globálne vzťahy, vplyv topografie zemského povrchu na zrážky. Vplyv vetru na orientáciu a rozširovanie živočíchov. Teplota vody vs. rýchlosť prúdenia, topografia riečneho dna vs. rýchlosť toku. Organický drift a rekolonizačné lety, apterizmus. Pôdna štruktúra a substráty: definície, vlastnosti a zložky pôdy, humus, edafón a edafobionti, adaptácie edafobiontov. Pásmovitosť (zonácia): zonálne a mozaikovité členenie biotopov. Zonácia vs. expozícia. Znečistenie: kategórie polutantov, účinok polutantov, vzťah medzi expozíciou polutantu a fyziologickým poškodením. 3. Zdroje klasifikácia zdrojov: esenciálne a zastupitežné zdroje. Žiarenie: solárna radiácia globálne faktory, adiabatické znižovnie teploty. Atmosféra a žiarenie, zdroje svetla a jeho ekologický význam, tolerancia živočíchov, svetlo a sfarbenie živočíchov, sezónny polymofizmus, biologické rytmy, fotoperióda, diapauza, fotokinetická reakcia; CO2 ako zdroj, globálne zmeny súvisiace so zvyšovaním CO2; O2 ako zdroj, adaptácie živočíchov, vertikálna distribúcia plynov v nádrži.. Voda: penetrácia svetla vodným prostredím, voda a teplota. Teplotná stratifikácia a cirkulácia vody v nádržiach. Význam vody pre vznik a vývoj života. Voda v telách živočíchov a vodná bilancia; Priestor ako zdroj definícia, konkurencia. Organizmy ako zdroj autotrofné vs. heterotrofné, potravné reťazce, špecializácia konzumenta, sezónnosť potravných zdrojov. Potrava ako jeden z najdôležitejších ekologických faktorov, spôsoby a formy výživy, tok energie v tele organizmu. Hlavné formy výživy potravné špecializácie: fytofágia, zoofágia, saprofágia, koprofágia. Špecifické formy výživy cecidofágia, symbiontofágia, trofobióza, kanibalizmus. Zloženie potravy monofágia, oligofágia, polyfágia, pantofágia. Ochrana potravných zdrojov proti konzumentom. Množstvo prijatej potravy. Hodnota potravy. Časové rozloženie príjmu potravy. Zmena potravy. 4. Populácie Populácia ako hierarchická úroveň. Typy populácii. Ekológia populácií deteministické a stochastické procesy. Definícia populácie, populačné systémy, dynamika populačného systému, regulácia populácie. Unitárne vs. modulárne organizmy. Vlastnosti populácie: disperzia typy, alliho princíp, náklady vynaložené na rozptyl, sily podporujúce zhlukovanie, schopnosť druhov rozmiestňovať sa, premenlivosť disperzie vnútri populácie a medzi populáciami, denzita metódy stanovenia, natalita a mortalita definície, krivky prežívania, životné cykly a kvantifikácia prežívania a umierania, kohortová analýza, K - faktor analýza, migrácie typy migrácii. Štruktúra populácie. Rast populácie na hustote závislý a nezávislý, princíp kompenzácie hustoty. Dynamika populácie oscilácie, fluktuácie, gradácia, príčiny a typy fluktuácii, príčiny dynamiky populácií 5. Interakcie klasifikácia interakcií, medzidruhové vs. vnútrodruhové interakcie. Vnútrodruhové interakcie synergické vs. antagonistické, reprodukčné skupiny, princípy vzniku skupín. Vnútrodruhová konkurencia exploatačná a interferenčná. Mortalita a natalita závislá na hustote populácie v dôsledku vnútrodruhovej konkurencie. Vnútrodruhová konkurencia a regulácia vežkosti populácie. Vnútrodruhová konkurencia a rast v závislosti na hustote. Contest a scramble competícia. Začlenenie vnútrodruhovej kompetície do modelu populačného rastu. Asymatrická konkurencia. Teritoriálne chovanie. 6. Medzidruhové interakcie Lotka Volterra model a reprezentácia výsledkov. Mutualizmus, komentalizmus, amenzalizmus, protokooperácia. Kompetícia versus koexistencia. Princíp konkurenčného výlúčenia. Heterogenita, kolonizácia a súťaženie o priestor. Agregácia model koexistencie. Zdánlivá konkurencia súťaženie o priestor bez nepriatežov. Interpretácia diferenciácie ník - bežná konkurencia. evolučné potlačenie konkurencie, evolúcia, mating rendez-vous, špecializácia niky. Experimentálne dôkazy medzidruhovej konkurencie. Konkurenčné uvožnenie, Kompetícia ako faktor geografickej izolácie a izolácie habitatu. Difúzna kompetícia. Posun znakov. Koexistencia pre diferenciácii ník Tilmanov model. Koexistencia a reprodukčné bariéry. Vežkosť a prekrývanie ník. 7. Predácia povaha predácie praví predátori, spásači, paraziti, parazitoidi, parazitární kastrátori, mikropredátori. Vplyv predácie na populáciu koristi, Vzťah spásač-korisť. Chovanie predátorov zloženie potravy, potravné preferencie, preskok. Evolúcia potravnej stratégie. Koevolúcia medzi koristníkom a korisťou. Optimálne získavanie potravy. Model šírky potravnej nabídky. Funkčné odpovede konzumenta. Optimálny prístup konzumenta k využitiu potravy teorém medznej hodnoty. Konzumenti a potravné ostrovy. Populačná dynamika predácie. 8. Parazitizmus definície, systematická a ekologická klasifikácia, evolučná úspešnosť parazita. Spôsoby prenosu a šírenie cudzopasníkov. Faktory prostredia 1 a 2. rádu. Vývojový a životný cyklus. Populačná dynamika parazitizmu. Hostitež ako ostrov. Rozloženie parazitov a infikovaných hostitežov. Adaptácie k parazitizmu. Vplyv parazita na chovanie hostiteža. Hostitežská špecifickosť a jej determinanty. Preferencia niky. Interakcie v spoločenstvách parazitov typy spoločenstiev, ekologické niky parazitov, saturácia ník Segregácia niky. Štruktúra parazitických spoločenstiev. Koncept core a satelite druhov. Koncept alogenických a autogenických druhov. Faktory determinujúce diverzitu parazitov. Organizácia v spoločenstvách parazitov nested vzťah, vzťah medzi nested štruktúrou a distribúciou prevalencie. Evolúcia parazitických spoločenstiev. Genetický polymorfizmus a parazitizmus. Evolúcia parazito-hostitežských systémov. Parazitizmus a evolúcia sexuálnej selekcie. Hniezdny parazitizmus. 9. Ekológia spoločenstiev koncepcie, vlastnosti a členenie spoločenstiev, stratifikácia. Vlastnosti zoocenóz kvantitatívne: hustota (krivky druhovej česnosti), abundancia (výpočet rarefakcie), dominancia, produkcia, štrukturálne: prezencia a absencia, frekvencia, konštancia, faunistická podobnosť, diverzita a ekvitabilita, vzťahové znaky fidelita, koordinácia. Druhová diverzita: úrovne a kategórie. Analýza diverzity spoločenstiev indexy diverzity (a) založené na počte druhov, závislé na počte vzoriek (2) založené na pomeru početnosti druhov indexy vychádzajúce z informačnej teórie a indexy dominancie, (3) Q štatistika. Modely rozloženia abundancie matematické vs. biologické (na niku orientované a neorientované modely). Testy pre deterministické a stochastické modely. Grafické zobrazenie priebehu abundancie v spoločenstvu. Základná koncepcia a vlastnosti na niku orientovaných modelov. Matematické modely. Analýza ekologickej štruktúry spoločenstiev hranice spoločenstiev, gradientová analýza. Asociačná matica, R a Q analýza. Koeficienty podobnosti a vzdialenosti asymetrické vs. symetrické, binárne vs. kvantitatívne. Ekologické zhlukovanie a ordinácia. 10. Biodiverzita elementy biodiverzity, koncepcia druhu, biodiverzita v datach, dualistická koncepcia biodiverzity. Biodiverzita v priestore Mac Arthurova a Wilsnova teória rovnovažného stavu, vplyv zemepisnej šírky, vplyv nadmorskej výšky, vplyv hĺbky. Biodiverzita v geologickom čase. Biodiverzita v reálnom čase: sukcesia (typy, mechanizmy sukcesií a ich modely, klimax), periodicita, biocenotické princípy. Gradienty biodiverzity: biotické teórie (priestorová heterogenita, kompetícia, predačný tlak, opylovače), abiotické teórie (ekologického času, klimatickej stability, produktivity, vežkosti plochy) 11. Ekosystém koncepcie ekosystému, definícia, vlastnosti. Štruktúra a funkcia ekosystému. Tok energie v ekosystéme. Potravné siete. Trofická štruktúra a stabilita. Primárna a sekundárna produkcia. Ekologické pyramídy. Produktivita versus biomasa. Ekologická účinnosť. Ekologická účinnosť versus potravné reťazce. Tok hmoty v ekosystéme suchozemské a vodné spoločenstvá. Biogeochemické cykly. 12. Teória životnej histórie zložky, reprodukčná hodnota, evolúcia a kompromis životnej histórie. Reprodukčná alokácia a náklady na rozmnožovanie. Postavenie parazitizmu v teórii životnej histórie vplyv parazitizmu na alokácie energie hostiteža. Metódy analýz. Alometrické vzťahy. Doporučená literatura: Begon M., Harper J. I., Towsend C. R.: Ecology, Individuals, populations and communities, Blackwell Sci. Publ., 1991, 945 pp. Begon M., Mortimer M.: Population Ecology, Blackwell Sci. Publ., 1993, 220 pp. Brewer R.: The Science of Ecology, Saunders Coll. Pulb., 1994, 773 pp. Cockburn A.: An Introduction to Evolutionary Ecology, Blackwell Sci. Publ., 1991, 370 pp. Collin P. H.: Dictionary of Ecology and the Environment, Peter Collin Publishing, 1992, 236 pp. Cox, C. B., Moore P. D.: Biogeography. An Ecological and Evolutionary Approach, Blackwell Sci. Publ., 1994, 326 pp. Duvigneaud P.: Ekologická syntéza, Academia Praha, 1988, 414 pp. Dykyjová D. a kol.: Metody studia ekosystémů, Academia Praha, 1989, 690 pp. Losos, B.: Ekologie živočichů, SPN Praha, 1984, 316 pp. Michal I.: Ekologická stabilita, Veronica a Ministerstvo životního prostředí ČR, 1994, 275 pp. Odum E. P.: Základy ekologie, Academia Praha, 1977, 733 pp. Rainswell R. W., Brimblecombe P., Dent D. L. Liss P. S.: Environmental Chemistry, The Earth-Air-Water factory, Edward Arnold, London-melbourne-Aucland, 1994, 184 pp. Smith R. L.: Elements of Ecology, Harper Collins Pulb., 1992, 617 pp.
Literatura
  • Doporučená literatura viz osnova přednášky
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.