Ekologia ogólna 1400-112EKOO

Opis wykładu:
1. Czym jest ekologia? – wieloznaczność terminu. Ekologia jako nauka przyrodnicza . Metody poznania (dedukcja, indukcja – przykłady). Podstawowe pojęcia ekologiczne (środowisko, siedlisko, czynniki ograniczające, populacja, ekosystem). Specyfika badań ekologicznych. Krótka historia rozwoju ekologii na świecie i w Polsce.
2. Ekologia i nauka o ewolucji. Zmienność i dobór naturalny. Ekologiczne konsekwencje zróżnicowanej rozrodczości i przeżywania. Pojecie dostosowania (fitness). Adaptacje. Miary przystosowań, pojęcie wartości przystosowawczej.
3. Ewolucja strategii życiowych. Konflikty, kompromisy, dylematy ewolucyjne. Zasada alokacji Levinsa. Teoria optymalizacji. Ekologia behawioralna, strategie rozrodcze, płeć.
4. Oddziaływania organizm-środowisko, tolerancja ekologiczna. Amplituda fizjologiczna i ekologiczna. Prawo minimum Liebiga, zasada tolerancji ekologicznej Shelforda. Ekotypy.
5. Podstawy ekologii populacji. Definicja populacji, metody badania populacji, struktura i organizacja populacji. Rozrodczość, śmiertelność, analizy demograficzne. Konkurencja wewnątrzgatunkowa i jej efekty.
6. Zagęszczenie i procesy zależne od zagęszczenia. Modele wzrostu liczebności populacji. Analiza dynamiki liczebności populacji – fluktuacje, cykliczność, chaos.
7. Populacje izolowane, teoria metapopulacji. Populacje rozproszone. Koncepcja selekcji siedlisk – rozmieszczenie idealnie swobodne. Migracje i ich znaczenie.
8. Podstawy genetyki populacyjnej. Prawo Hardy’ego-Weinberga i jego uwarunkowania. Pula genowa populacji i przyczyny jej zmienności. Efektywna wielkość populacji, izolacja, dryf genetyczny, wsobność. Efekt szyjki od butelki (bottleneck effect), efekt założyciela (founder’s effect).
9. Teoria biogeografii wysp. Koncepcja krajobrazu ekologicznego. Przestrzenne zróżnicowanie środowisk, wielkość i izolacja płatów środowiska, strefy brzeżne, korytarze i bariery ekologiczne.
10. Ekologia oddziaływań międzygatunkowych. Konkurencja międzygatunkowa – modele oddziaływań konkurencyjnych, teoria zespołu konkurencyjnego, konkurencja rozproszona i jej efekty. Koncepcja metazespołu. Drapieżnictwo, pasożytnictwo, inne rodzaje oddziaływań międzygatunkowych.
11. Koncepcja ekosystemu. Struktura troficzna ekosystemu, przepływ energii, łańcuchy i piramidy troficzne, wydajności ekologiczne. Regulacja ekosystemu: „z góry” (top-down) i „z dołu” (bottom-up). Biomanipulacja. Sukcesja ekologiczna.
12. Czasowa i przestrzenna zmienność czynników kształtujących warunki życia na Ziemi. Produktywność ekosystemów kuli ziemskiej, produkcja pierwotna i czynniki ją ograniczające, produkcja wtórna.
13. Różnorodność biosfery. Miary różnorodności gatunkowej. Współczesna różnorodność gatunkowa Ziemi. Zmienność różnorodności gatunkowej Ziemi w czasie i przestrzeni. Współczesne zagrożenia różnorodności gatunkowej.
14. Podstawy ekologii człowieka. Wzrost liczebności populacji ludzkiej; jego uwarunkowania i skutki ekologiczne. Miejsce człowieka w strukturze troficznej ekosystemów. Ekologiczne uwarunkowania produkcji żywności, problem wyżywienia ludności w skali świata. Subsydiowanie energetyczne produkcji żywności (uprawa roślin, hodowla zwierząt
15. Ekologia a problemy współczesnego świata: podsumowanie cyklu wykładów, dyskusja ze słuchaczami.

Opis ćwiczeń:
Zajęcia składają się z trzech osobno zaliczanych bloków tematycznych.

A. Część prowadzona przez Zakład Hydrobiologii w salach dydaktycznych dotycząca ekologii osobnika:
I. Tolerancja na czynniki abiotyczne na przykładzie wpływu zasolenia na historie życia Daphnia (analiza danych z eksperymentu). Studenci analizują różnice pomiędzy tymi samymi pomiarami wykonywanymi przez trzy różne grupy badaczy, różnice fenotypowe pomiędzy jednakowymi genetycznie osobnikami hodowanymi w tych samych warunkach, wpływ zasolenia na historię życia (koszty i adaptacje) i teoretyczne podstawy bioindykacji.
II. Indukowane reakcje obronne na przykładzie wpływu informacji o obecności drapieżnika na historię życia Daphnia (analiza danych z eksperymentu). Analizowane są indukowane zmiany w historii życia z uwzględnieniem analizy stowarzyszonych z nimi zysków i kosztów. W trakcie zajęć studenci zapoznają się (pokaz) z funkcjonowaniem systemów komputerowych służących do analizy morfometrycznej zwierząt eksperymentalnych.
III. Wpływ czynników abiotycznych na organizmy autotroficzne na przykładzie wpływu temperatury i intensywności światła na tempo produkcji glonów Scenedesmus obliquus (eksperyment). Podczas zajęć studenci zmierzą za pomocą metody jasnych i ciemnych butelek intensywność produkcji pierwotnej glonów Scenedesmus obliquus eksponowanych na trzy różne temperatury i trzy różne natężenia światła. Analizowane będą implikacje analizowanych wyników dla produkcji w glonów w stratyfikowanym jeziorze.
IV. Wybiórczość pokarmowa drapieżników na przykładzie płoci odżywiającej się organizmami planktonowymi o różnej wielkości ciała (eksperyment). Studenci przeprowadzą kilka krótkotrwałych eksperymentów. Analizowany jest wpływ zagęszczenia ofiar i ich struktury wielkości na tempo i sposób odżywiania się ryb planktonożernych, w tym na ich wybiórczość pokarmową.

B. Część prowadzona przez Zakład Ekologii w salach dydaktycznych dotycząca ekologii populacji:

Studenci w zespołach kilkuosobowych, pod opieką prowadzącego ćwiczenia wykonują projekty – zbierają materiały, opracowują je i prezentują na wspólnym seminarium.
Tematy projektów:
1. Selekcja zasobów
2. Nisze ekologiczne
3. Liczebność populacji

C. Część prowadzona przez Zakład Ekologii i Ochrony Środowiska w terenie (w Lesie Bielańskim) i w salach dydaktycznych dotycząca ekologii ekosystemów:
IX. Struktura fitocenozy runa leśnego. Zbieranie w terenie danych dotyczących zmienności przestrzennej składu gatunkowego i zagęszczenia populacji roślin runa leśnego w powiązaniu ze zmianami wybranych czynników środowiskowych.
X. Zagęszczenie, struktura wielkości i rozkład przestrzenny w wielopokoleniowych populacjach długożyjących organizmów. Zbieranie w terenie danych dotyczących wybranych gatunków drzew lasotwórczych.
XI. Opracowywanie zebranych materiałów i analiza wyników.
XII. Prezentowanie uzyskanych wyników przez grupy studentów (seminarium zaliczeniowe).
Prosimy o uwzględnienie czasu dojazdu z Lasu Bielańskiego na Kampus Ochota (ok. 1 godzina) i nie zapisywanie się na kolidujące czasowo zajęcia na Wydziale.