Základy ekologie a určování organismů

Biotické faktory souvisejí s tím, jak se živé organismy ovlivňují navzájem.

Více jedinců určitého druhu tvoří populaci. Velikost populací je dána natalitou (porodností) a mortalitou (úmrtností). Velikosti populací mohou kolísat v čase (např. zvětšení populace kořisti vede ke zvětšení populace predátora). Růst populace je obvykle omezen podmínkami prostředí. Populace může mít určitý rozptyl (rozmístění jedinců v prostoru). Populace mohou migrovat neboli se dvoucestně přesouvat na delší vzdálenosti (tam a zpět).

Více populací v určitém prostoru tvoří společenstvo (biocenózu). Ekologická nika je soubor všech faktorů prostředí působících na organismus. Opuštěná ekologická nika může být obsazena jiným organismem s podobnými nároky.

Vnitrodruhové vztahy

Vnitrodruhové vztahy existují mezi jedinci stejného druhu. Jedinci mohou napodobovat své chování, soutěžit o pohlavní partnery či si vymezovat teritorium. Konkurence vzniká zejména u větších populací, kdy jedinci bojují o zdroje.

Mezidruhové vztahy

Predace je potravní vztah, kdy predátor (dravec) zabíjí svou kořist. Mezi různými druhy organismů může existovat i kompetice (konkurence).

Potravní řetězce popisují, jak se látky a energie v přírodě přesouvají mezi organismy. Obvykle mají 4–5 článků.

Na počátku potravních řetězců stojí producenti, což bývají fotosyntetizující organismy. Díky fotosyntéze ukládají energii slunečního záření do chemických vazeb a vytvářejí organické látky bohaté na energii. Typickými producenty jsou zelené rostliny, řasy, sinice či někteří protisté.

Producenty se živí konzumenti 1. řádu, což jsou obvykle býložraví (živící se rostlinami) či všežraví živočichové. Konzumenty 1. řádu žerou konzumenti 2. řádu (podobně dále s konzumenty dalších řádů). Na vrcholu potravních řetězců stojí masožraví vrcholoví predátoři.

Mrtvá těla všech účastníků potravního řetězce zpracovávají rozkladači (dekompozitoři). Ti uvolňují různé látky zpět do prostředí, jsou tak k dispozici dalším organismům. Mezi rozkladače typicky patří bakterie, houby či někteří bezobratlí živočichové (např. larvy much).

Znázornění potravních řetězců je do určité míry zjednodušující: ve skutečnosti např. určitý živočich nežere jen jeden druh jiného živočicha (pro přesnější vyjádření potravních vztahů se využívají tzv. potravní sítě).

Pozorováním organismů lze určit, jaké mají ekologické vztahy (s dalšími organismy a prostředím). V některých případech je vztah zřejmý přímo (např. vidíme ptáka na břehu řeky, jak loví ryby), jindy nás k odvození vztahu může dovést stavba těla organismu (pták má protáhlý, dýkovitý zobák) či prostředí, v němž organismus žije (pták se pohybuje na břehu řeky → nejspíše tady bude hledat potravu).

Lze hodnotit potravní vztahy (např. dravec-kořist), různé typy symbiózy (např. parazitismus, mutualismus) i souvislost organismů a ekosystému.

Potravní vztahy, výživa

Co se týče potravních vztahů živočichů, draví živočichové jsou obvykle přizpůsobeni lovu dobře vyvinutými smysly, rychlým pohybem a ostrými částmi těla, které mohou sloužit k trhání masa či zabíjení kořisti (např. drápy, špičáky savců, ostrá špička zobáku ptáků, kousací ústní ústrojí některých blanokřídlých). Kořist bývá zpravidla menší než dravec. Býložraví živočichové se mnohdy pohybují pomaleji než dravci, rostlinnou potravu mohou porcovat (např. řezáky bobra) či drtit (např. stoličky sudokopytníků, ústní ústrojí hlemýždě, vroubkovaný zobák kachny – ta žere převážně rostliny). Rostliny se ožeru brání např. kolci či trny.

Potravní vztahy a barevnost/podoba těla

S potravou do určité míry souvisí mimetismus (mimikry). Výstražně zbarvení živočichové se brání před sežráním tím, že dávají najevo svou jedovatost/nebezpečnost (nebo jsou neškodní, ale chtějí působit nebezpečným dojmem – např. pestřenka). Maskovací zbarvení (či napodobování okolí – např. větviček, listů) má za cíl organismus skrýt před vnímáním predátorů.

Rostliny (a další organismy – např. sinice, lišejníky, řasy nepatřící mezi rostliny) získávají živiny pomocí fotosyntézy, k níž je potřeba energie světla. Fotosyntetizující organismy jsou obvykle zelené (ale není to pravidlem). Označují se jako producenti.

Určování organismů může sloužit k získání přehledu o přírodě v našem okolí. Mnohdy potřebujeme vědět, zda je daný organismus využitelný či jedlý (např. borůvka – jedlá × rulík – jedovatý) nebo původní na daném území (např. borovice lesní – původní × vejmutovka – nepůvodní). Někdy se může hodit i informace o tom, že je organismus zvláště chráněný. Určování organismů také může být podkladem pro vědecký výzkum.

Znalost organismů může napomoci tomu, že si uvědomíme nejrůznější souvislosti a vztahy mezi nimi. Při určování organismů trénujeme schopnost vyhledávat a vyhodnocovat informace, ale také pozorovat organismy samotné a přemýšlet o jejich znacích.

Určování do skupin

Organismy se zařazují do určitých skupin, nejnižší základní jednotkou třídění je druh, např. páskovka (rod) keřová (druh). Do čím obecnější (větší) skupiny organismu zařadíme, tím si zpravidla můžeme být více jisti určením. Při určování je obvykle výhodné postupovat od obecnějšího ke konkrétnějšímu:

• vyšší skupiny – Živočich má spirálně stočenou ulitu. Jasně tedy půjde o plže, který patří do skupiny (kmene) měkkýši.
• rod – Živočich má páskovanou ulitu. Pokud ho potkáme na zahradě či v lese, dost možná půjde o páskovku (a, b). Podobně ale vypadá např. i papáskovka (c) nebo suchomilka (d), ty žijí např. na stepích.
• druh – Páskovka hajní (a) má hnědé obústí ulity (okraj u otvoru), páskovka keřová (b) ne. Pro určení do druhu tedy musíme pozorovat obústí. Navíc můžeme narazit na křížence, kde znaky nejsou jasné. Pokud označíme páskovku keřovou za páskovku hajní, vlastně se dopustíme chyby.

a – páskovka hajní

b – páskovka keřová

c – papáskovka žíhaná

d – suchomilka obecná

V běžných situacích (i v rámci výuky na ZŠ/SŠ) mnohdy stačí určit organismus do rodu či širší skupiny.

Lidé se odjakživa snaží organismy pojmenovávat, třídit a seskupovat, aby se v jejich množství vyznali.

Druh

Nejnižší základní jednotkou třídění organismů je druh (např. vrabec polní). Jména druhů jsou obvykle dvouslovná, zahrnují rodové jméno (obecnější, vrabec) a druhové jméno (konkrétnější, polní). Do jednoho rodu může patřit více druhů (např. do rodu vrabec patří vrabec polní či vrabec domácí). Za druh se obvykle označují podobné organismy, které se mohou rozmnožovat a vytvořit plodné potomstvo.

Pojmenování organismů

Jména organismů se v češtině píší s malými počátečními písmeny (např. vlk obecný, borovice lesní). Výjimkou jsou vlastní jména (např. prstnatec Fuchsův) či umístění jména do nadpisu/na začátek věty.

Vědecká jména organismů vycházejí zejména z latiny a řečtiny, jsou v základu dvouslovná. Píší se s velkým počátečním písmenem, od úrovně rodu níže kurzívou (např. Passer domesticus – vrabec domácí). Na zavedení názvosloví organismů se do velké míry podílel švédský přírodovědec Carl Linné (1707–1778).

Obecnější skupiny (vyšší taxony)

Rozkladači (dekompozitoři) se významně podílejí na koloběhu látek v přírodě. Rozkládají mrtvou organickou hmotu (mrtvé organismy). Na rozkladu určité součásti přírody se obvykle podílí více druhů rozkladačů současně nebo ve vzájemné návaznosti.

Organická hmota je rozkladači zpracovávána na jednodušší látky. Tyto látky (živiny i minerální látky) se pak vracejí do prostředí a mohou je využít další organismy. Mrtvá organická hmota (např. dřevo, těla živočichů) se díky rozkladačům v přírodě dlouhodobě nehromadí. Rozkladači se podílejí i na vzniku půd.

Příklady rozkladačů

Mezi typické rozkladače patří nezelené bakterie a houby. Živočichové se mohou živit mrtvou rostlinnou hmotou (např. žížala, stínka) či výkaly (třeba koprofágní brouci, např. hnojník obecný či chrobák velký). Na odbourávání organické hmoty se podílejí také mrchožrouti. Ti se živí většími mrtvými těly živočichů (takto se částečně živí např. orel mořský).

Nároky rozkladačů na prostředí

Houby, bakterie a bezobratlí živočichové jakožto rozkladači obvykle pro svou aktivitu potřebují vlhké prostředí. Zároveň je potřeba, aby se jim zpracovávané organismy „nebránily“ – např. proti bakteriím a houbám dokáže zasáhnout imunitní systém živočichů. Mnozí rozkladači vyžadují kyslík, někteří se bez něj obejdou (anaerobní bakterie). Aktivita rozkladačů se snižuje při nízké teplotě (třeba během zimy).

Využití rozkladačů člověkem

Chemický prvek uhlík (\mathrm{C}) je zásadní pro život na Zemi. Je součástí organických látek v živých organismech (tvoří třeba sacharidy/cukry, tuky, bílkoviny).

Uhlík se také nachází v zemské kůře, např. jako minerál grafit nebo jako součást uhličitanu vápenatého (\mathrm{CaCO_3}, např. ve vápenci). Uhlík se v rámci organických látek nachází v zemním plynu, uhlí či ropě (z té se vyrábí např. benzín či nafta). Zemní plyn, uhlí a paliva odvozená z ropy lze označit jako fosilní paliva.

V atmosféře je uhlík vázaný v plynném oxidu uhličitém (\mathrm{CO_2}).

Oxid uhličitý je skleníkový plyn. Zvětšování jeho množství v atmosféře vlivem lidské činnosti způsobuje klimatickou změnu. Proto je užitečné uvědomit si, jak se uhlík (jako součást oxidu uhličitého) dostává do atmosféry a z ní.

Fotosyntéza

Fotosyntézu provádějí zejména řasy/rostliny. Využívá (spotřebovává) se při ní oxid uhličitý a voda. Za účasti světla vznikají organické látky bohaté na energii a kyslík. Fotosyntéza tedy vede k odstraňování uhlíku z atmosféry a jeho ukládání do organické hmoty (např. do dřeva, do půdy).

Buněčné dýchání