Nisza ekologiczna i siedlisko, Egzaminy z Ekologia

Pobierz Nisza ekologiczna i siedlisko i więcej Egzaminy w PDF z Ekologia tylko na Docsity!

Nisza ekologiczna i siedlisko

Wprowadzenie Przeczytaj Film Sprawdź się Dla nauczyciela

„Dom” danego osobnika moglibyśmy opisać jako sumę jego potrzeb, na które składają się czynniki biotyczne (konkurencja, drapieżnictwo, dostępność pokarmu) oraz abiotyczne (temperatura, dostępność wody, właściwości gleby) w przestrzeni. Czynniki te oddziałują na tego osobnika i ograniczają lub w inny sposób wpływają na jego występowanie. Dodatkowo każdy z tych czynników oddziałuje na osobnika w określonym zakresie, mówiącym o jego tolerancji na ten czynnik. Zakresy te mogą być wąskie dla jednych czynników, a szerokie dla innych. Taki opis „domu” mógłby odpowiadać opisowi niszy ekologicznej, natomiast „adres” byłby siedliskiem.

Twoje cele

Poznasz definicje niszy ekologicznej i siedliska. Porównasz niszę podstawową z niszą realizowaną i siedliskiem. Omówisz wpływ konkurencji na niszę ekologiczną.

Wilgotny las równikowy, a dokładniej tworzący go zespół czynników klimatyczno-glebowych, to siedlisko, w którym możemy wyróżnić liczne nisze ekologiczne rozmaitych ptaków (np. tukanów, papug, kolibrów), ssaków (np. leniwców, wiewiórek polatuch, małp, nietoperzy), gadów (np. kameleonów, węży), płazów (np. rzekotek, ropuch), stawonogów (np. motyli, mrówek, karaczanów) i roślin (np. bananów, bambusów). Źródło: CIFOR, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.

Nisza ekologiczna i siedlisko

N-wymiarowość oznacza wielowymiarowość, czyli niszę tworzy zestaw wielu czynników biotycznych i abiotycznych (np. temperatura, wielkość ofiar, wysokość obszaru żerowania, kryjówki, miejsce żerowania, wilgotność, nasłonecznienie), które w określonym zakresie są odpowiednie do życia danego organizmu. Jednak nie wszystkie czynniki oddziałujące na organizm jest łatwo zidentyfikować. W przypadku niektórych nie można ustalić ich zakresu, do tego wiele z nich różnie oddziałuje w czasie (szczególnie czynniki biotyczne). W związku z tym Robert H. Whittaker i współpracownicy w 1973 r. zaproponowali inne definicje niszy i siedliska.

Niszę, na którą nie oddziałują inne organizmy i która jest ograniczona jedynie przez zakresy tolerancji ekologicznej danego organizmu względem różnych czynników (np. temperatury, wielkości cząstek pokarmowych), nazywamy niszą podstawową (potencjalną). Jest to nisza teoretycznie idealna dla danego gatunku, który osiągnąłby w niej maksimum swojego rozwoju. Nie jest to jednak możliwe, ponieważ żaden organizm nie żyje w środowisku sam. Oddziałują na niego inne organizmy, m.in. przez konkurencję czy drapieżnictwo, i w związku z tym nie jest on w stanie wykorzystać wszystkich zasobów, które teoretycznie są dla niego dostępne. Im silniejsza konkurencja, tym bardziej pokrywają się nisze podstawowe osobników współwystępujących w tej samej przestrzeni. Wąskie nisze bardzo rzadko pokrywają się w dużym stopniu, natomiast szerokie wręcz przeciwnie. Ograniczana przez konkurencję nisza nazywana jest niszą realizowaną.

Nisza ekologiczna ton-wymiarowa przestrzeń, na którą składa się

całkowity zakres czynników biotycznych i abiotycznych właściwych

dla danego organizmu.

Nisza ekologiczna to rola organizmu w biocenozie. Siedlisko to zakres

“środowisk, w których dany gatunek występuje.

Organizmy tego samego gatunku w zależności od siedliska, w którym występują, różnią się realizowaną przez siebie niszą ekologiczną, a co za tym idzie, również budową morfologiczną. Łatwo zaobserwować to na przykładzie bluszczu pospolitego (Hedera helix), który jest gatunkiem powszechnym w niemal całej Europie. Źródło: bengt-re, www.flickr.com, licencja: CC BY 2.0.

Przykładową niszę realizowaną, która jest zawężana w stosunku do niszy teoretycznej, pokazuje rysunek poniżej: nietoperze wykazują aktywność w pewnym określonym zakresie temperatur i są owadożerne, tak samo jak większość ptaków – aby uniknąć konkurencji z ich strony, żerują w nocy. Niszę tę można by powiększać o inne wymiary (np. o miejsce kryjówek, wilgotność, preferowaną wielkość pokarmu), jednak bardzo często trudno je wszystkie zdefiniować. Jest ona wyjątkowa, charakterystyczna tylko dla nietoperza danego gatunku i dąży do tego, aby nie nachodzić na niszę innych gatunków. Konkurencja prowadzi zatem do powstania różnic między gatunkami, do ich specjalizacji, np. pobierania określonej wielkości pokarmu lub żerowania na określonej wysokości.

Owadożerny nietoperz unika konkurencji ptaków, polując w nocy. Źródło: Steve Bourne, Wikimedia Commons, licencja: CC BY- SA 4.0.

(łac.mutuus – wzajemny) jedna z form współżycia organizmów dwóch gatunków, korzystna dla obu stron

nisza ekologiczna

n-wymiarowa przestrzeń, na którą składa się całkowity zakres czynników biotycznych i abiotycznych właściwych dla danego organizmu (definicja wg Hutchinsona)

populacja

(łac.populatio – ludność) grupa osobników jednego gatunku na określonym terenie, krzyżujących się między sobą (a zatem mających wspólną pulę genową), lecz z reguły izolowanych od innych populacji tego samego gatunku

siedlisko

przestrzeń, w której występuje gatunek; zależy ona od czynników abiotycznych (np. temperatury, dostępności wody), które panują w określonym miejscu

tolerancja ekologiczna

zdolność organizmu do życia w określonych zakresach czynników biotycznych i abiotycznych

Film

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl W ogrodzie botanicznym z profesorem Wiesławem Fałtynowiczem. Nisza ekologiczna i siedlisko bluszczu. Źródło: reż. Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film prezentuje wypowiedź profesora o niszy ekologicznej i siedliskach bluszczu.

Polecenie 1

Na podstawie spostrzeżeń z filmu napisz, czym różni się nisza podstawowa od realizowanej (rzeczywistej).

Polecenie 2

Wymień czynniki biotyczne i abiotyczne, którymi różniły się lub mogły się hipotetycznie różnić nisze realizowane (rzeczywiste) przedstawionego na filmie bluszczu.

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Wskaż prawdziwe zdanie dotyczące niszy ekologicznej.

Nisza podstawowa jest niszą potencjalną.

Nisza realizowana jest niszą potencjalną.

Na niszę ekologiczną składają się siedliska poszczególnych gatunków.

Nisza podstawowa nie różni się od niszy realizowanej.

Ćwiczenie 2

W 1934 r. rosyjski biolog Gieorgij Gause napisał: „Wynikiem konkurencji jest to, że dwa podobne gatunki rzadko kiedy zajmują podobne nisze, lecz ograniczają się nawzajem tak, że każdy z nich korzysta z jakiegoś szczególnego rodzaju pokarmu i zachowuje się tak, by uzyskać przewagę nad swoim konkurentem” (na podstawie: Charles J. Krebs,Ekologia, tłum. A. Kozakiewicz, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996, s. 19).

O której niszy pisał Gause?

Porównaj swoją odpowiedź

Ćwiczenie 3

Zaznacz prawidłowe określenia.

Nisza ekologiczna Siedlisko kreta składa się z nory, gleby o określonych właściwościach i wilgotności, preferowanego pokarmu, zakresu preferowanych temperatur, czasu aktywności w ciągu dnia. W wyniku pokrywania się nisz ekologicznych siedlisk z innym gatunkiem kreta doszło do konkurencji drapieżnictwa, przez co nisza ekologiczna siedlisko jednego z nich uległa uległo modyfikacji.

Ćwiczenie 4

Zaznacz prawdziwe zdania.

Niszą teoretycznie idealną dla danego gatunku jest nisza realizowana.

Siedlisko to przestrzeń, na którą oddziałują czynniki abiotyczne, pozwalające na bytowanie tam populacji roślinnych i zwierzęcych.

Nisza realizowana może zostać poszerzona w wyniku konkurencji.

Nisza realizowana może zostać poszerzona w wyniku mutualizmu.

Ćwiczenie 5

W nielicznych lasach pierwotnych czy względnie naturalnych można zauważyć wyraźną prawidłowość. Na piaszczystych wydmach i na bagnach sosna albo rośnie sama, albo zdecydowanie dominuje. Na żyznych glebach jest w lesie tylko domieszką. Na tej podstawie można było wysnuć wniosek, że optymalne warunki dla sosny to bagna i piaski. Taki wniosek byłby jednak zupełnie błędny. Sosna rośnie najlepiej na żyznych glebach, to jest jej opmum. Jej słabość polega na tym, że rzuca tylko lekki cień i sama też może rosnąć co najwyżej w lekkim cieniu. Tymczasem świerk, buk czy grab rzucają gęsty cień i mogą wyrosnąć nawet w gęstym cieniu.

Na podstawie powyższego tekstu sformułuj wniosek dotyczący niszy podstawowej i realizowanej sosny.

Na podstawie: Tomasz Umiński,Ekologia, środowisko, przyroda, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1995, s. 38.

Ćwiczenie 7

Ekolog Joseph Connell badał występowanie dwóch gatunków pąkli u wybrzeży Szkocji. Pąkla Chthamalus stellatus występowała na skałach powyżej pąkliBalanus balanoides. Naukowiec przeprowadził eksperyment polegający na usunięciu z obszaru badawczego pąkli Balanus balanoides. W jego wyniku pąklaChthamalus stellatus zajęła obszar zajmowany wcześniej przez pąklęBalanus balanoides.

Pąkle – podrząd skorupiaków z gromady wąsonogów.

Problem badawczy

Wniosek

1

1

Na podstawie: Neil Campbell i in.,Biologia, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2012, s. 1200.

Ćwiczenie 8

Amerykański ekolog Jonathan Roughgarden prowadził doświadczenia na niewielkich jaszczurkach z rodzajuAnolis, występujących na Wyspach Karaibskich. Są one owadożerne i polują w ciągu dnia – zaczajają się na ofiarę, przesiadując na gałęziach drzew i krzewów. Schemat przedstawia wyniki dla dwóch gatunków jaszczurek z rodzajuAnolis. Na wykresie „a” widoczna jest nisza jaszczurkiAnolis cybotes, która współwystępuje na karaibskiej wyspie z pięcioma innymi jaszczurkami z rodzajuAnolis. Wykres „b” przedstawia niszę jaszczurkiAnolis marmoratus ferreus, która jest jedynym gatunkiem jaszczurek z rodzajuAnolis na innej karaibskiej wyspie.

Na podstawie: Charles J. Krebs,Ekologia, tłum. A. Kozakiewicz i in., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996, s. 487. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Pytanie badawcze

Wniosek

ćwiczenia przedmiotowe; obserwacja filmu; pogadanka (rozmowa nauczająca); metoda informacji zwrotnej.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel wprowadza uczniów w temat zajęć, posługując się wstępem do e‐materiału.
2. Nauczyciel przedstawia temat oraz zapoznaje uczniów z celami lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie zapoznają się z treścią e‐materiału. Następnie omawiają na forum klasy pojęcie niszy ekologicznej i siedliska, a także różnice pomiędzy siedliskiem oraz niszą podstawową i realizowaną.
2. Nauczyciel wyświetla film pt. „Nisza ekologiczna i siedlisko bluszczu”, prosząc, aby uczniowie w trakcie oglądania zwrócili uwagę na różnice pomiędzy niszą podstawową i realizowaną oraz czynniki biotyczne i abiotyczne, którymi różniły się nisze rzeczywiste bluszczu przedstawionego na filmie.
3. Nauczyciel dzieli klasę na pary. Uczniowie zapoznają się z treścią e‐materiału i próbują odpowiedzieć na pytanie, czym różni się nisza podstawowa od niszy realizowanej oraz siedliska i które czynniki na nie wpływają. Weryfikują swoje odpowiedzi z sąsiednimi parami. Wybrane zespoły przedstawiają wyniki swojej pracy.
4. Nauczyciel wyjaśnia, jak należy konstruować problem badawczy, stawiać hipotezę badawczą, czym są obserwacje oraz jak formułować wnioski. Wyjaśnia, że hipoteza to zdanie oznajmujące (twierdzące) dotyczące zależności wynikających z przeprowadzonego doświadczenia. Natomiast wniosek to potwierdzenie lub zaprzeczenie hipotezy oraz uogólnienie sformułowane na podstawie wyników doświadczenia.

5. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne nr 7 i 8 (w których mają za zadanie sformułować problem badawczy/pytanie badawcze i wnioski do opisanych eksperymentów). Wskazane osoby przedstawiają swoje odpowiedzi na forum klasy, nauczyciel ocenia ich poprawność.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel wyświetla zdjęcia różnych przedstawicieli rodzimej flory i fauny. Uczniowie proponują czynniki biotyczne i abiotyczne, które mogą wpływać na niszę każdego z tych gatunków. Nauczyciel zadaje pytanie, czy uczniowie obserwują niszę realizowaną czy podstawową przedstawionych roślin i zwierząt. Chętni uczniowie wymieniają elementy niszy podstawowej i realizowanej wybranego gatunku – np. lisa rudego (Vulpes vulpes) z terenów miejskich oraz z lasu mieszanego.

Praca domowa:

1. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne od 1 do 6. Przygotują uzasadnienia poprawnych odpowiedzi.

Materiały pomocnicze:

Nieopisane zdjęcia różnych gatunków należących do rodzimej flory i fauny – przykładowe gatunki: sosna zwyczajna (Pinus sylvestris) w lesie mieszanym i na torfowisku wysokim, wilk (Canis lupus) w lesie mieszanym na Mazowszu i w Bieszczadzkim Parku Narodowym, niedźwiedź brunatny (Ursus arctos) w Bieszczadzkim Parku Narodowym i w Tatrach, lis rudy (Vulpes vulpes) w terenach miejskich i w lesie mieszanym. Zdjęcia wymienionych przedstawicieli rodzimej flory i fauny (pdf). Plik o rozmiarze 535.48 KB w języku polskim Zdjęcia innych przedstawicieli rodzimej flory i fauny (pdf). Plik o rozmiarze 6.88 MB w języku polskim

Bibliografia:

Krebs Charles J.,Ekologia, tłum. A. Kozakiewicz i in., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996. Mackenzie Aulay, Ball Andy S., Virdee Sonia R.,Ekologia, tłum. M. Kozakiewicz i in., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005. Umiński Tomasz,Ekologia, środowisko, przyroda, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1995.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania filmu:

Film może zostać wykorzystany we wstępnej fazie lekcji, w celu zaciekawienia uczniów. Można go również wykorzystać na lekcji dotyczącej czynników biotycznych i abiotycznych,