EKOLOGI.

En presentation över ämnet: "EKOLOGI."— Presentationens avskrift:

1 EKOLOGI

2 Ekologi Ekologi—Från grekiska oikos som betyder hus.
Handlar om hur olika organismer samverkar med varandra och med sin icke-levande omgivning.

3 Ekosystem - Uppbyggnad
Biosphere Biosfären Ekosystem Samhällen Populationer Organismer Organismer En levande varelse. Alla organismer är uppbyggda av celler Arter Grupper av organismer som liknar varandra i utseende, egenskaper och gener (=arvsanlag) Kan föröka sig (I minst två generationer) 1.5 miljoner arter kända. Det finns troligen miljoner Populationer Alla individer av en viss art inom ett ekologiskt system Samhällen Alla arter inom ett ekosystem Ekosystem Ett avgränsat område med olika arter som samverkar med varandra och med deras icke-levande omgivning (mark, vatten och luft) Biosfären Det tunna lager på jorden där liv förekommer. Allt levande på jorden Fig. 4.2, p. 66

4 Icke-levande system som livet behöver för att överleva
Atmosfären Luft ozonskiktet Hydrosfären Jordens vatten i alla dess former Lithosfären Jordskorpan och jordens inre Atmosphere Vegetation and animals Soil Rock Biosphere Crust core Mantle Lithosphere (crust, top of upper mantle) Hydrosphere (water) (air) (Living and dead organisms) (soil and rock)

5 Kretslopp… Energi från solen omvandlas till värme
Kol, fosfor, kväve, vatten och syre rör sig i kretslopp (jorden är ett slutet system) Gravitation Får materian att röra sig nedåt Biosphere Kol Fosfor Kväve Vatten Syre Värme i omgivningen värme

6 Ekosystem- delar och typer av samverkan
Icke-levande Vatten, luft, temperatur, jord, ljus, nederbörd, salthalt Sätter gränser för vilka typer av populationer och samhällen som kan finnas Begränsar storleken på populationen av arter Levande Producenter, konsumenter, nedbrytare Växter, djur, bakterier, svampar Samverkar och påverkar varandra genom t.ex. Konkurrens, symbios, parasitism, rov/köttätande osv.

7 Begränsande faktorer på land och i vatten
Solljus Temperatur Nederbörd Jordmån (typ av jord och näring) Eld – hur ofta? Wind Breddgrad Höjd (hur högt över havsytan) I vatten Ljus Hur klart är vattnet Hur mycket ljus släpps igenom Vattenströmmar Näringsrikedom (speciellt kväve, fosfor och järn) Syrekoncentration Salthalt

8 Värmestrålning från jorden
Jordens energikälla Solstrålning Energi in = Energi ut Reflekteras av atmosfären (34%) UV strålning Absorberas av ozon Absorbed by the earth Synligt ljus Ozonlager Värme Växthuseffekt Värmestrålning från atmosfären (66%) Jorden Värmestrålning från jorden Energi från solljuset värmer planeten Energi för fotosyntesen Driver materians kretslopp Driver klimat och väder som sprider värme och vatten

9 Producenter - fotosyntes
Växterna använder energin i solljuset och koldioxid i luften för att bygga upp sina vävnader Energin lagras då I kemisk form i växten I ett ekosystem kallas de organismer som lagrar energi “producenter” (vanligen växter) Primary Production in Plants The total production of organic compounds by plants is referred to as primary productivity or production. This represents the total amount of light energy transformed into chemical energy through photosynthesis. Only about 1 – 5 % of the solar energy in any given location actually is captured for use or storage by plants. After the metabolic requirements of producers (plants or other photosynthetic organisms) are met, the total energy (accumulated as biomass) available to be passed through the food chain is called net primary productivity. References: Campbell, N.E., & Reece, J.B. (2002). Biology,(6th ed.). San Francisco: Benjamin Cummings. Raven, P.H., & Johnson, G.B. (2002). Biology, (6th ed.). McGraw-Hill. Image Reference: Baylor College of Medicine, Center For Educational Outreach. (2004). Martha Young, Senior Graphic Designer.

10 Kolcykeln Carbon Cycle
Carbon, in the form of carbon dioxide, comprises about 0.03 percent of the atmosphere. Worldwide circulation of carbon atoms is called the carbon cycle. Since carbon becomes incorporated into molecules used by living organisms during photosynthesis, parts of the carbon cycle closely parallel the flow of energy through the earth’s living systems. Carbon is found in the atmosphere, the oceans, soil, fossil deposits and living organisms. Photosynthetic organisms create carbon-containing molecules (known as “organic” compounds), which are passed to other organisms as depicted in food webs. Each year, about 75 billion metric tons of carbon are trapped in carbon-containing compounds through photosynthesis. Carbon is returned to the environment through respiration (breakdown of sugar or other organic compounds), combustion (burning of organic materials, including fossil fuels), and erosion. References: Campbell, N.E., & Reece, J.B. (2002). Biology,(6th ed.). San Francisco: Benjamin Cummings. Image Reference: Baylor College of Medicine, Center For Educational Outreach. (2004). Martha Young, Senior Graphic Designer.

11 Genomsnittlig produktivitet (kcal/m2/yr)
Vilka ekosystem är mest produktiva? Hur många kalorier energi lagras per kvadratmeter och år) Flodmynningar Träskmarker Tropisk regnskog Tempererad skog Taiga Savann Jordbruk Slätter med träd Ängar Sjöar och floder Kontinentalsockeln Öppet hav Tundra Beväxt öken Extrem öken 800 1,600 2,400 3,200 4,000 4,800 5,600 6,400 7,200 8,000 8,800 9,600 Genomsnittlig produktivitet (kcal/m2/yr)

12 Produktion och några viktiga frågor…
Eftersom producenterna är den ursprungliga källan till all mat, varför skördar vi inte bara växterna i världens träskmarker? Varför hugger vi inte ner regnskogen och planterar odlingar för människor i stället? Varför skördar vi inte från producenterna i världens stora hav? Ett citat (Vitousek): Människan använder, slösar bort eller förstör nu ungefär 27% av jordens totala produktion och 40% av produktionen från ekosystemen på land

13 Levande delar i ekosystem
Producenter Fotosyntes Ursprungskällan till all mat Konsumenter Syreandning (Anaerobisk andning Metan, H2S) Nedbrytare Återvinner materia… Frigör organiska ämnen I jorden så att de kan användas av producenter Värme Icke-levande ämnen (koldioxid, syre, kväve, mineraler) Producenter (växter) Nedbrytare (bakterier, svampar) Konsumenter (växtätare, rovdjur) Sol- energi

14 Nivåer i näringskedjan
Varje organism i ett ekosystem hör till en viss nivå i näringskedjan Producenter (Producenterna kan tillverka sin egen näring). Primärkonsumenter (växtätare) Sekundärkonsumenter (köttätare) Tredjehandskonsumenter Toppkonsumenter (äts inte av någon annan) Asätare (äter rester och döda kroppar) Nedbrytare Bryter ner organiska ämnen till näringsämnen som kan användas av producenter Återvinner materian

15 Näringskedja – exempel (svensk insjö)
Toppkonsument, äts inte av andra Näringskedja i en svensk insjö: (nedifrån) Alg, sötvattensmärla, löja, abbore, gädda, fiskgjuse

16 Energiflöde och materians väg i ekosystem…
Energi: kommer först från solen och förloras sedan i form av värme genom näringskedjans nivåer Materia: så gott som all materia återvinns, inget går förlorat – jorden är ett slutet system Värme Värme t Nivå 1 Nivå 2 Nivå 3 Nivå 4 Sol- energi Producenter (växter) Primär- konsumenter (växtätare) Tredjehand- (toppkonsumenter) Secundär- (köttätare) Nedbrytare och asätare

17 Näringskedjor blir Näringsväv
Fig. 4.18, p. 77 Människan Blue whale Sperm whale säl kaskelot sjöelefant Leopard seal Adélie pingvin Petrel Fisk bläckfisk köttätande plankton räka växtplankton Växtätande djurplankton Kejsar- För det mesta är flera näringskedjor samman-flätade. Det kallas ett näringsväv. Bilden till höger visar näringsväven runt Antarktis (sydpolen)

18 Förluster i näringskedjor
I varje nivå i en näringskedja förloras en viss del av energin till omgivningen i form av värme och andra förluster Ekologisk effektivitet: Ekologisk effektivitet betyder: den % av energi som förs vidare från en nivå i näringskedjan till nästa och lagras. I genomsnitt ligger det runt 10% Ju fler nivåer det finns I en näringskedja, ju större blir den totala energiförlusten innan högsta nivån uppnås. …

19 Pyramids of Energy and Matter
Pyramid of Energy Flow Pyramid of Biomass Heat 10 100 1,000 10,000 Usable energy Available at Each tropic level (in kilocalories) Producers (phytoplankton) Primary consumers (zooplankton) Secondary (perch) Tertiary (human) Decomposers

20 Ekologisk energipyramid
Ecological Pyramids of Energy Energy in ecosystems flows from producers (photosynthetic organisms) to consumers (herbivores and carnivores). Ecological pyramids of energy usually depict the amount of living material (or its energetic equivalent) that is present in different trophic levels. In this diagram, energy is depicted in kilocalories. Primary producers convert only about 1% of the energy in available sunlight. The average amount of energy that is available to the next trophic level is about 10%. Because so much energy is utilized in building and maintaining organisms, food chains (series of feeding relationships) are usually limited to just three or four steps. Pyramids of energy can not be inverted. References: Campbell, N.E., & Reece, J.B. (2002). Biology,(6th ed.). San Francisco: Benjamin Cummings. Holligan, P.M., Harris,R.P., Newell, R.C., Harbour, D.C., Head, R.N., Linley, E.A.S., Lucas, M.I., Tranter, P.R.G., Weekly, C.M. (1984). Vertical distribution and partitioning of organic carbon in mixed, frontal, and stratified waters of the English Channel. Marine Ecology Progress Series, 14, Raven, P.H., & Johnson, G.B. (2002). Biology, (6th ed.). McGraw-Hill. Image Reference: Baylor College of Medicine, Center For Educational Outreach. (2004). Martha Young, Senior Graphic Designer.

21 Frågor… Varför skulle jorden kunna försörja mer människor med mat om vi tog maten från lägre nivåer i näringskedjan? Varför blir näringskedjor sällan längre än fyra eller fem nivåer? Varför finns det så få toppkonsumenter/topprovdjur? Varför är det just dessa arter som normalt först blir lidande när ekosystemet under dem störs?