Ernst Haeckel – Ökologi, 1866

En presentation över ämnet: "Ernst Haeckel – Ökologi, 1866"— Presentationens avskrift:

1

2 Ernst Haeckel – Ökologi, 1866
Ekologi – betyder ”läran om huset”. Läran om de levande varelsernas relationer till sin omvärld, dvs samspelet mellan biotiska (levande) och abiotiska (icke-levande) faktorer. Så här kommer istället definitionen på ekologi. Dessutom en bild på en gammal gubbe med skägg (viktigt att ha med).

3 Organismers krav på omgivningen
Abiotiska faktorer Kemiska (näring, pH, gifter etc.) Fysikaliska (temperatur, ljus, fukt, vind, vågor etc.) Biotiska faktorer Pollinatörer Betare Konkurrenter Spridningsbegränsningar Mer? Nisch Nu har vi grunden för kolets och näringsämnenas väg in i ekosystemen. Nu börjar jag introducera organismerna och hur de påverkas av omgivningen. En första uppdelning blir i biotik och abiotik. Här introducerar jag också nischbegreppet och hur det definieras av organismernas krav.

4 Oftast kombination av många faktorer.
Den abiotiska och biotiska miljön bestämmer vilka arter som kan finnas på en plats -> Habitat. Arter anpassar sig till en sort habitat men måste göra avvägningar (trade offs). Ingen art kan vara bäst på allt! Temperatur, grader C Tillväxt cm/år. 20 40 5 10 optimum …och på det vad ett habitat är. Sedan komplicerar jag bilden lite genom att införa begreppen trade offs, toleransområden och optimum. Poängterar även att biotiska faktorer kan vara lika viktiga som abiotiska. Spridningsbegränsning kan man också ta upp här. Oftast kombination av många faktorer. Inte säkert att faktorer i habitat ligger i nära av optimum. Störning, betesgynnade växter.

5 Arterna måste även anpassa sig till miljöns förändringar, ex. årstider
Arterna måste även anpassa sig till miljöns förändringar, ex. årstider. = Fenologi

6 Fenologi Studier av cykler i djur- och växtliv som är kopplade till årstidsvariationer. Vårtecken Användbart vid studiet av klimatförändringar Fenologiska fenomen daterade (druvor t ex) Historiskt har fenologi styrt jordbruksysslor Slåtterblomma

7 Årstidsanpassningar -torrperioder -regnperioder
-vinter (och andra årstider i tempererat klimat) -torrperioder -regnperioder

8 Vinter Dygnsmedeltemperaturen (7 dygn i sträck) lägre än 0 ºC

9

10 Vad göra när det blir vinter, part I– Djuren!
Vilka är problemen? Kyla Födobrist (t ex p g a snötäcket) Vattenbrist (framför allt växter) Ljusbrist Sämre kamoflage Syrebrist (p g a isen)

11 Vad göra? Dö (efter fortplantning)
Övervintra (ägg, larv, puppa, adult) – när vill man vara vuxen? Dvala (insekter, däggdjur, fiskar) Vintervila Flytta (även fiskar!) Anpassningar på cellnivå mot frysning (t ex insekter) Fettinlagring Hamstring Byta diet (t ex hare) Päls (värme och kamoflage) Beteende

12 3. DJUR Djuren har till exempel dessa sätt för att över leva vintern. De kan flytta, sova, gå i dvala eller vara aktiva. Det finns även ett sätt till och det är att de dör. Men innan de dör har de hunnit lägga ägg som klarar vintern och därmed säkrar artens fortlevnad. 3:1. Flyttdjur Många fågelarter har svårt att klara kylan i Sverige. Dessutom dör många insekter så de får svårt att hitta föda. Då flyttar de söderut till varmare och mer insektsrika breddgrader. Vissa fåglar klarar kylan någorlunda bra men får svårt med födan om vattnet fryser och det blir för mycket snö. De flyttar också men bara tills de hittar åtkomlig föda. Fåglarna som gör så kallas strykfåglar. Exempel på strykfåglar är sidensvans. 3:2. Sovande djur Vissa djur sover sig igenom vintern eller delar av vintern när det är extra kallt. Dessa djurs temperatur ändras inte men hjärtat slår långsammare och andra organ behöver inte arbeta så mycket. De har på hösten ätit upp sig så att de har rejält med fettlager att ta av som räcker hela vintern. Ibland om det blir mildare kan de vakna men tack vara fettlagren så behöver de inte äta. Exempel på djur som sover är björnar och grävlingar. Vid riktig kyla kan även ekorrar sova. 3:3. Dvala De djur som ligger i dvala över vintern har en lägre kroppstemperatur än i normala fall. Det leder till att hjärtat slår långsammare, de andas mindre och ämnesomsättningen i cellerna minskar. Den mat de ätit under hösten har lagrats som fett i kroppen och på grund av den låga ämnesomsättningen räcker det hela vintern. Eftersom djurets kroppstemperatur sjunker i förhållande till yttertemperaturen kan det ibland hända att djur fryser ihjäl. Men om igelkottens temperatur skulle minska för mycket har den ett skydd. Ämnesomsättningen ökar då och det leder till att de blir varmare. Grod- och kräldjur måste hålla sig på frostfria platser eftersom deras temperatur följer yttertemperaturen. Vissa groddjur klarar minusgrader tack vare att de kan lagra socker i blodet. Exempel på djur som ligger i dvala är igelkottar, fladdermöss och grod- och kräldjur. 3:4. Aktiva djur För de djur som är aktiva på vintern är föda och vatten livsviktigt. Födan ökar ämnesomsättningen som i sin tur bildar värme. En annan viktig del för vinter aktiva djur är isolering mot kyla. På vintern får djuren tätare päls med ihåliga hårstrån. De har även lager av underhudsfett som skyddar. Fåglar burrar upp sig och det blir mer luft i fjäderdräkten. Djurets storlek har även betydelse för dess överlevnad, ju större desto bättre. 3:4:1. Föda Är det väldigt kallt är det viktigt med föda för att överleva. En sparv som väger ca 28 gram dör efter 19 timmar i -18 grader om den inte får mat. Därför hamstrar en del djur mat så att de ska ha när det blir svårt att hitta föda.Mesarna kollektivhamstrar vilket betyder att vilken fågel som helst får ta av deras förråd av insekter som sitter fastklistrade på trädgrenar. Det finns dock en viss ordning hos fåglarna. Talltitor lägger födan vid stammen, tofsmesen någonstans mitt på en gren och svartmesen håller till längst ut på grenarna. Andra djur ändrar föda när det blir vinter som t. ex. haren. Den äter gräs och blad på sommaren, men på vintern får den äta bark och skott. Haren är dock ett djur som har det relativt bra på vintern om det är skarsnö. Då kommer den upp en bit och kan äta av buskarnas toppar. Värre är det för rådjur som kan fä det jobbigt. De sjunker lätt igenom skaren och om de blir jagade av rovdjur har de svårt att komma undan. 3:4:2. Skydd Pälsen och underhudsfettet på djuren är ett sorts skydd. Ett annat sorts skydd är naturen. Det är stor skillnad att vara ute på en åker och inne i en skog en kall vinternatt. Det kan skilja upp till tio grader. Under en skyddande gran kan det skilja ännu mera. Därför håller sig djuren oftast inne i skogen på vintern. 4. Exempel på olika övervintringsstrategier hos djur Svalor och silvertärna flyttar till södra Afrika. Trastar, gräsand flyttar så långt som det behövs. Smågnagare som sorkar, näbbmöss söker sig under snötäcket Vinteraktiva insekter söker sig inomhus eller under snötäcket. Älg och rådjur får tjockare päls och äter annan föda. Hare, vesslor och hermelin får tjockare päls med annan färg Tjäder och orre äter annan föda, tallbarr resp. björkknoppar. Pärluggla, mesar lagrar hittad föda på olika sätt. Myggor, nässelfjäril. Fysiologisk anpassning hindrar frysning. Björn och grävling har vintervila eller vintersömn Djur kan vakna under vintern. Grävling gör några “söka-föda” utflykter under vintern. Båda föder och diar ungar under vintern. Igelkott, hasselmus och fladdermöss ligger i vinterdvala. Kroppstemperatur och ämnesomsättning är kraftigt sänkta. Temperaturreglering vid för lågkropptemperatur. Igelkott har sådan reglering men fladdermöss saknar den. Ormar, ödlor salamandrar kryper ned till frostfritt djup. Dessa djur är beroende av hålor, stenhögar där de kan komma ner. Paddor och grodor övervintrar på botten av åar och sjöar. Fiskar flyttar från strandnära till djupare områden. Ofta låg aktivitet vid riktigt låg vattentemperatur. Insekter, spindlar övervintrar som ägg, larv eller puppor. Myrdrottning och arbetarna övervintrar långt nere i stacken. Getinghonan enbart övervintrar i någon skyddad plats. Daggmaskar övervintrar på frostfritt djup i marken. 5. Subnivala rummet Ett annat bra skydd mot kyla förutom skogen är snön. På områden där det är högt gräs kan inte snön komma ända ner till marken. Det blir då ett utrymme mellan snön och marken som är ett väldigt bra skydd för små djur som t. ex. möss och sorkar. De lever av insekter som håller till i förna skiktet. Även växtdelar och växtrötter kan lätt nås som föda. Temperaturen under snötäcket är nästan alltid över fryspunkten. SAMMANFATTNING För djur och växter är vätska och näring livsviktigt för deras överlevnad. Vissa växter dör när vintern kommer, andra har olika skydd för att klara sig. De kan t. ex. falla löven eller om de är vinter gröna så ökar sockerhalten i cellerna, vilket leder till att fryspunkten sjunker. Djuren har fyra alternativ till överlevnad. De kan flytta, endera till varma länder eller bara tills de hittar föda som strykfåglar gör. De kan även sova eller gå i dvala. Skillnaden mellan dessa är att de som sover inte ändrar sin kroppstemperatur, medan de som är i dvala far lägre kroppstemperatur. Under hösten har både de sovande och de i dvala ätit upp sig så att de klarar sig hela vintern på sina fettlager. De aktiva djuren äter också upp sig på hösten så att de får ett värmeisolerande fettlager. Dessutom får de tätare och ihålig päls. Eftersom födan ökar ämnesomsättningen som i sin tur bildar värme, behöver de aktiva djuren mycket föda. En del hamstrar mat och andra ändrar föda efter tillgång. De aktiva djuren håller även till i skogen för den är mer skyddande och varmare än ute på öppen mark. Små möss och sorkar håller till i ett mellanrum mellan snön och marken som kallas subnivala rummet. Där har de föda, insekter och skydd mot kylan.

13

14 Däggdjur Olika strategier –
Dvala – Igelkott, fladdermus, grodor, kräldjur Vintervila – Björn och grävling Hålla till under snön (sorkar och möss) – se upp för klodioxidförgiftning! Hamstring – Ekorre, bäver, fjällräv Kör på som vanligt (oftast stora djur – mindre yta/volym) Fördröjd implantation

15 Snötäcket

16

17

18 Fysiologiska lösningar
Nedkylt blod från foten värms upp av varmt blod från kroppen på väg ned. Mindre nedkylning av kroppen

19 Should I stay or should I go?
Flyttfåglar stannfåglar Strykfåglar invasionsfåglar

20 När ska man komma tillbaka?
I en holländsk undersökning fann man 1980 att en art flyttfåglar anlände i störst antal omkring den 25:e april. Fåglarnas ägg kläcktes sedan runt den 3:e juni. Detta var samma datum som förekomsten av insektslarver i fåglarnas habitat var som störst. Undersökningen gjordes om Fåglarna anlände då i störst antal runt 25 april. Deras ungar kläcktes i störst antal runt 25:e maj. Däremot fanns det flest larver omkring 15:e maj. Detta är en verklig undersökning och skillnaderna man fann är inte tillfälliga variationer mellan olika år utan de verkar vara sanna trender som visar på förändringar som skett under dessa 25 år. Vad tror du dessa förändringar beror på? Varför har vissa händelser flyttats mer i tiden än andra tror du? Vad får det för konsekvenser för flyttfåglarna och för insekterna?

21 Vad göra när det blir vinter, part II– Växter
Torka, vatten fryser. Risk för frysskador – isen är större i volym än vatten. Gren- och toppbrott från snö och is. Isen skrapar bort växterna (reglerade sjöar nytt problem) Fotosyntesen stannar av – för lite ljus= energibrist

22 Anpassningar Fälla bladen Torktåliga, t ex barrväxter
Öka sockermängden Underkylning Övervintring (frön eller knoppar eller vintergröna blad, knoppar på olika ställen)

23 - jordstam (eller knöl) - knoppar - vintergröna
Ettåriga Fleråriga - jordstam (eller knöl) - knoppar - vintergröna 2:1. Ettåriga växter Dessa växter klarar inte av vintern och dör. Innan de dör har de säkrat sin arts framtid genom fröbildning. Fröna som är väldigt härdiga klarar bra trots sträng kyla, torka och värme. 2:2. Fleråriga växter De växter som överlever vintern är anpassade på olika sätt. 2:2:1. Jordstam och knölväxter Dessa växter kar en jordstam eller en knöl som tål tjälen i marken. Exempel är vitsippa och tussilago. 2:2:2. Bladfällare När hösten och vintern kommer tappar vissa växter sina blad. Det gör de för att de minskar på vatten och näringsupptagningen och ämnesomsättningen sjunker. Skulle trädet sen tidigare vara sjukt eller försvagat finns det risk att grenar eller hela trädet fryser ihjäl. Exempel är björk och lönn. 2:2:3. Vintergröna växter Vintergröna växter har små tjocka blad med ett vaxlager på. De kan behålla sina blad eller barr på grund av vaxproppar som hindrar vattnet från att avdunsta genom bladens klyvöppningar. I växternas celler ökar sockerhalten vilket leder till att fryspunkten sänks. När våren kommer behöver inte de vintergröna växterna “slösa energi” på att bilda nya blad utan kan blomma tidigt på våren innan andra växters blad skuggar dem. Exempel på vintergröna växter är barrträd (ej lärkträd) och lingon.

24 Livsformer efter Raunkiaer (1907):
1: Fanerofyt;2+3:Chamaefyt; 4: Hemikryptofyt; 5+6: Geofyt; 7: Helofyt; 8+9: Hydrofyt. Terofyt och epifyt inte med

25

26

27

28

29 Snödjupet ger avtryck på stammar
Snömärkeslav

30 Spårtecken på vintern

31

32

33

34

35

36

37 Ekorre, korsnäbb, skogsmus, hackspett