11 Ymprist vaikuttaa eliiden elinmahdollisuuksiin Avainsanat abioottinen ekologia

11 Ympäristö vaikuttaa eliöiden elinmahdollisuuksiin Avainsanat • abioottinen • ekologia • ekolokero • ilmentäjälaji • kapea-alainen • laaja-alainen • levinneisyys • minimitekijä • sietoisuus • sopeutuminen • tasalämpöinen • vaihtolämpöinen • ympäristöressurssi BIOS 1 jakso 3

BIOS 1 jakso 3 Ekologia on tiede, joka tutkii eliöiden suhdetta ympäristöönsä • Mitä norpasta pitää tietää, jotta sitä voidaan suojella? Norppayksilön ekologia Norppapopulaation ekologia Norpan eliöyhteisön ekologia Järviekosysteemin ekologia Biosfäärin ekologia Ekologista tutkimusta tehdään monella tasolla.

BIOS 1 jakso 3 Eliöiden ympäristö koostuu abioottisista ja bioottisista ympäristötekijöistä Bioottiset ympäristötekijät Elollisen luonnon ympäristötekijät – ravinto – lisääntymiskumppanit – kilpailijat – pedot – loiset – ihminen Abioottiset ympäristötekijät Elottoman ympäristön fysikaaliset ja kemialliset tekijät – veden laatu – rantojen geologia – lämpötilat – veden korkeuden vaihtelut – tuuliolot – lumen ja jään paksuus

BIOS 1 jakso 3 Eliöt sopeutuvat ekolokeroonsa • Ekolokero, ”eliön rooli evoluution näytelmässä”, kuvaa eliön – toiminnallista asemaa ja tehtävää elinympäristössään – sopeutumista ympäristöönsä – tapaa hyödyntää ympäristöään eli tapaa pysyä hengissä. • Ekolokeron rajaavat bioottiset ja abioottiset ympäristötekijät samanaikaisesti.

BIOS 1 jakso 3 Abioottiset ja bioottiset ympäristötekijät vaikuttavat lajien levinneisyyteen Arktinen levinneisyystyyppi Siperialainen levinneisyystyyppi Eurooppalainen levinneisyystyyppi Tunturipeuran ja tunturipöllön elinympäristövaatimukset täyttyvät tundralla. Metsäpeuran ja metsäjäniksen elinympäristövaatimukset täyttyvät havumetsävyöhykkeellä. Hillerin ja rusakon elinympäristövaatimukset täyttyvät lehtimetsävyöhykkeellä

BIOS 1 jakso 3 Myös epäsuotuisissa oloissa on selviydyttävä • Kasvien keinot – Lehtivihreän hajotus ja lehtien karistaminen – Lepokausi – Talvehtiminen lumen suojassa – Talvehtiminen siemeninä, juurakkoina tms. • Eläinten keinot Rakenteelliset sopeumat – Talviturkki Elintoimintojen sopeumat – Kylmänhorros – Talviuni Käyttäytymisen sopeumat – Lumisuoja (kieppi) – Muutto – Ravinnon hankinta

BIOS 1 jakso 3 Avainsanat • • abioottinen ekologia ekolokero ilmentäjälaji kapea-alainen laaja-alainen • • levinneisyys minimitekijä sietoisuus sopeutuminen tasalämpöinen vaihtolämpöinen ympäristöresurssi

BIOS 1 jakso 3 12 Saman lajin yksilöt muodostavat populaatioita Avainsanat • eloonjäämiskuvaaja • ikäpyramidi • kannanvaihtelu • kuolevuus • lajinsisäinen kilpailu • logistinen kasvukäyrä • muuttoliike • populaatio • reviiri • syntyvyys • tiheyden säätely • ympäristön kantokyky • reviirikäyttäytyminen • ympäristön vastus

BIOS 1 jakso 3 Populaation ominaisuuksista voidaan päätellä sen tulevaa kehitystä • Populaatio on joukko saman lajin yksilöitä, jotka voivat lisääntyä keskenään. – Esimerkiksi pikkujärven ahvenet, samassa joessa kutevat lohet, kaupungin pulut • Suljettu populaatio: yksilöitä ei poistu tai tule muualta • Avoin populaatio: yksilöiden vaihtoa ja geenivirtaa tapahtuu

BIOS 1 jakso 3 Populaatioista yleisesti tutkittavia ominaisuuksia – koko – tiheys – sukupuolijakauma – ikäjakauma – syntyvyys – kuolevuus – tulomuutto – lähtömuutto – alueellinen jakautuminen

BIOS 1 jakso 3 Reviirikäyttäytyminen estää populaation kasvun liian tiheäksi • Miksi reviiriä tarvitaan? – Ympäristön resurssit ovat rajalliset. – Ympäristön kantokyky ei saa ylittyä. – Energiaa säästyy olennaiseen (esim. lisääntymiseen).

BIOS 1 jakso 3 Populaation koko voi vaihdella • Epäsäännöllistä vaihtelua aiheutuu mm. ilmastosyistä. • Säännöllistä vaihtelua aiheutuu mm. populaation kasvusta yli kantokyvyn (esim. myyräkannat Pohjois-Suomessa). • Ns. ravintospesialistien kannat ovat riippuvaisia ravinnon saatavuudesta. – Esim. lumikko ja myyrät ; pöllöt ja myyrät ; käpylinnut ja havupuiden siementuotto ; tunturimittari ja tunturikoivu

BIOS 1 jakso 3 Avainsanat eloonjäämiskuvaaja ikäpyramidi kannanvaihtelu kuolevuus lajinsisäinen kilpailu logistinen kasvukäyrä • muuttoliike • • • • populaatio reviiri syntyvyys tiheyden säätely ympäristön kantokyky reviirikäyttäytyminen ympäristön vastus

BIOS 1 jakso 3 13 Alueen populaatiot muodostavat eliöyhteisön Avainsanat • eliöyhteisö • hajottaja • laidunnus • lajienvälinen kilpailu • loinen • mutualismi • peto–saalis -suhde • pöytävierassuhde • rinnakkaisevoluutio • saalistus • symbioosi • syrjäyttävä kilpailu

BIOS 1 jakso 3 Eliöyhteisö • Eliöyhteisö on tietyllä alueella samaan aikaan elävien eri lajien populaatioiden muodostama kokonaisuus. • Kullakin lajilla on oma ekolokeronsa. • Eri lajien välillä vallitsee erilaisia vuorovaikutussuhteita.

Lajien välinen kilpailu johtaa erikoistumiseen BIOS 1 jakso 3 • Ympäristön kantokyky on rajallinen. • Samoja resursseja käyttävät lajit ovat kilpailutilanteessa. • Kilpailu haittaa lisääntymistä, joten kilpailua kannattaa välttää. • Välttäminen tapahtuu ekolokeroa muuttamalla. • Joskus kilpailu johtaa toisen lajin syrjäyttämiseen.

BIOS 1 jakso 3 Syödään ja tullaan syödyiksi • Lajien suhde: saalistus – Kasvinsyöjät laiduntavat kasvien tuottaman biomassan varassa. – Pedot tappavat saaliseläimiä ravinnokseen. – Loiset varastavat ravintoa isännältään.

BIOS 1 jakso 3 Yhdessä eläminen voi olla monella tavalla edullista • symbioosi: kahden lajin kiinteä yhteiselämä • mutualismi: molemmat yhdessä elävät lajit hyötyvät – esim. koivu ja kantarelli (sienijuuren kautta), apila ja typensitojabakteeri, ihminen ja monet paksusuolen bakteerit • pöytävierassuhde: vain toinen (pöytävieras) hyötyy

BIOS 1 jakso 3 Hajottajat hyödyntävät kuolleita eliöitä • Kuolleiden eliöiden eloperäiset yhdisteet ovat hajottajien ravintoa. • Hajotuksen eri vaiheissa toimivat eri lajit. • Viimeisen työn tekevät mikrobit (sienet ja bakteerit). • Hajottajien ansiosta eloperäisissä aineissa olevat ravinteet palaavat uudelleen kasvien käyttöön.

BIOS 1 jakso 3 Lajien välisiä suhteita + hyöty, - haitta, o ei merkitystä

BIOS 1 jakso 3 Avainsanat • • eliöyhteisö hajottaja laidunnus lajienvälinen kilpailu loinen mutualismi peto–saalis -suhde • • • pöytävierassuhde rinnakkaisevoluutio saalistus symbioosi syrjäyttävä kilpailu

BIOS 1 jakso 3 Avainsanat • aineen kierto • biomassa • ekologinen tehokkuus • ekosysteemi • energian ohivirtaus • epäorgaaninen • hajottaja • jatkotuotanto • kliimaksi • kuluttaja • omavarainen • orgaaninen • perustuotanto • pioneerilaji • ravintoketju • ravintoverkko • sukkessio • toisenvarainen • tuottaja 14 Ekosysteemi on toimiva kokonaisuus

Eliöyhteisö ja sen eloton ympäristö muodostavat ekosysteemin BIOS 1 jakso 3 • Eko-systeemi = ekologinen ”järjestelmä” • Järjestelmässä kaikki vaikuttaa johonkin toiseen sen osaan. • Esimerkiksi metsä, suo, järvi ja pelto ovat ekosysteemejä. • Biosfääri on suurin tunnettu ekosysteemi.

Aineet kiertävät ekosysteemissä BIOS 1 jakso 3 • Tuottajat rakentavat eloperäistä ainetta maasta, vedestä ja ilmasta ottamistaan aineista • Hajottajat palauttavat kuolleissa eliöissä olevat aineet uudelleen tuottajien käyttöön tuottajat 1. asteen kuluttajat (kasvinsyöjät) hajottajat 2. ja korkeamman asteen kuluttajat (pedot)

BIOS 1 jakso 3 Energia virtaa ekosysteemin läpi • Tuottajat sitovat fotosynteesissä auringon energiaa eloperäisiin yhdisteisiin: 6 CO 2 + 6 H 2 O + valoenergia → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 • Energia siirtyy ravintoketjuissa eliöltä toiselle • Eliöiden hengityksessä osa energiasta muuttuu lämmöksi ja poistuu ns. ohivirtauksena.

BIOS 1 jakso 3 • Ekosysteemin läpi virratessaan energia ei katoa, vaan sen olomuoto muuttuu. tuottajat (bruttoperustuotanto) kuluttajat hajottajat kuluttajat

BIOS 1 jakso 3 Ekosysteemeissä voi tapahtua suuriakin muutoksia • Ekosysteemissä tapahtuvaa ajallista muutosta sanotaan sukkessioksi. • Esim. vesistöjen umpeenkasvu, soistuminen ja paloaukean metsittyminen • Esim. metsäpalo (häiriö)→ pioneerivaihe → kliimaksivaihe

BIOS 1 jakso 3 Avainsanat • • • aineen kierto biomassa ekologinen tehokkuus ekosysteemi energian ohivirtaus epäorgaaninen hajottaja jatkotuotanto kliimaksi kuluttaja • • • omavarainen orgaaninen perustuotanto pioneerilaji ravintoketju ravintoverkko sukkessio toisenvarainen tuottaja

BIOS 1 jakso 3 15 Ihminen aiheuttaa häiriöitä luonnon toimintaan Avainsanat • avainlaji • kestävä kehitys • kotoperäinen laji • monimuotoisuus • populaation pirstoutuminen • sukupuutto • sukusiitos • tulokaslaji • uhanalaisuus

BIOS 1 jakso 3 Luonnon monimuotoisuus on uhattuna kaikkialla • Monimuotoisuuden tasot: elinympäristöjen, lajien ja lajinsisäinen monimuotoisuus • Täysin häiriöttömiä elinympäristöjä ei ole. • Elinympäristöjen tuhoutuminen on pahin uhka. • Erityisen uhattuja ovat metsät ja kosteikot sekä koralliriutat.

BIOS 1 jakso 3 Nykyinen sukupuuttoaalto on ihmisen aiheuttama • Ihmisen vaikutus on verrattavissa meteorin iskun aiheuttamaan tuhoon 65 milj. vuotta sitten: – elinympäristöjen tuhoaminen – eliökantojen liian voimakas käyttö – populaatioiden pirstoutuminen liian pieniksi – tahallisesti tahattomasti siirretyt lajit – saastuminen

BIOS 1 jakso 3 Miksi monimuotoisuus on tärkeää? • Ekosysteemien toiminnan ylläpito (esim. aineiden kierto) ja kyky selvitä ympäristön muutoksista (avainlajit) • Ns. ekosysteemipalvelujen pysyvyys (esim. viljely- ja muiden kasvien pölytys). • Mahdollinen käyttö ravintona tai lääkkeenä. • Eettinen velvollisuus suojella elämää.

BIOS 1 jakso 3 Ekologinen tieto luo pohjaa kestävän kehityksen mukaiselle toiminnalle • Kestävä kehitys = nykyisen sukupolven on tyydytettävä kulutustarpeensa niin, että tulevilla sukupolvilla olisi yhtäläiset mahdollisuudet Kulttuurinen kestävyys Ekologinen kestävyys Kestävä kehitys Sosiaalinen kestävyys Taloudellinen kestävyys

BIOS 1 jakso 3 Ekologinen kestävyys 1. Ravinnon ja energian tuottamisen on perustuttava uusiutuviin luonnonvaroihin. 2. Uusiutuvia luonnonvaroja on käytettävä vain niiden uusiutumiskyvyn rajoissa. 3. Uusiutumattomia luonnonvaroja on kierrätettävä. 4. Päästöillä ei saa haitata ekosysteemien toimintaa. 5. Luonnon monimuotoisuuden väheneminen on pysäytettävä.

BIOS 1 jakso 3 Avainsanat • • • avainlaji kestävä kehitys kotoperäinen laji monimuotoisuus populaation pirstoutuminen sukupuutto sukusiitos tulokaslaji uhanalaisuus