Nastavni tekst PREDAVANJA IZ PREDMETA OPA EKOLOGIJA Prof

Nastavni tekst PREDAVANJA IZ PREDMETA OPĆA EKOLOGIJA Prof. dr. sc. Stjepan Krčmar Odjel za biologiju, Sveučilište J. J. Strossmayera u Osijeku

NEDJELJIVA POVEZANOST ŽIVE I NEŽIVE PRIRODE • građevni elementi žive i nežive prirode posjeduju zajedničku povijest • živa i neživa priroda su međusobno ovisne, trajno i nedjeljivo povezane • ekosferu izgrađuju : anorganske tvari, biogene fosilne tvari (organski sedimenti, treset, ugljen), mrtve biogene tvari, žive organske tvari (biomasa), slobodne molekule i raštrkani atomi i međuplanetarna prašina (u atmosferu unesene molekule, atomi i subatomske čestice) Osnovni građevni elementi prošli su kroz pet stadija: svemirski, planetarni, magmatski, hipergeni (na Zemljinoj kori, površinski) biokemijski

• kroz njih je biosfera obogaćena kisikom, ugljikom, vodikom, dušikom i drugim bioelementima, koji su utjecali na daljnji tijek evolucije • danas se računa s oko 40. 000 anorganskih i 10 milijuna organskih, što prirodnih, što sintetiziranih organskih (ugljikovih) spojeva • živa bića i njihov okoliš predstavljaju nedjeljivu cjelinu • opstanak života uvjetovan je neprekidnom izmjenom tvari između organizma i okoliša • održanje njegove građe i životnih funkcija moguće je samo pri stalnom selektivnom primanju za život potrebnih tvari i izlučivanju nepotrebnih • unutarnji biokemijski i vanjski geokemijski procesi najuže su povezani u prostoru i vremenu

PRIRODNI SUSTAVI I NJIHOVA HIJERARHIJA priroda (lat. natura) • cijeli svemir sa svojim tvarima, energijom, promjenama i zakonitostima ili realni svijet, sve ono čime se bave prirodne znanosti • razlikuje se živa i neživa priroda • znanost rasčlanjuje prirodu u sustave sustav (sistem, sklop) • ukupnost međusobno povezanih sastojaka koji tvore neku svrsishodnu cjelinu • biološki i ekološki sustavi su jasno rasčlanjeni i definirani • živa priroda je hijerarhijski organizirana • manji su sustavi sastavni dijelovi većih

• s porastom njihove složenosti umanjuje se brzina mnogih, za sustav značajnih procesa • s porastom njihove složenosti smanjuje se predvidivost sistemskih procesa • u hijerarhiji sustava svaki sustav posjeduje svoje specifične značajke • svaki sustav u hijerarhijskoj ljestvici opisuje se strukovnim izrazima, od sustava do sustava istodobno se povećava i smanjuje količina odgovarajućih informacija • svi modeli pojedinih sustava predstavljaju pojednostavljenu sliku stvarnosti

Hijerahija sustava a) sustavi osnovnih znanosti : - subelementarne čestice (fizika subelementarnih čestica) - elementarne čestice (atomska fizika, fizika elementarnih čestica) - atomi (fizika) b) idiobiološki sustavi : - molekule (kemija, fizikalna kemija) - reduplicirajuće molekule (molekularna biologija) - organele (biokemija, fiziologija) - stanica (citologija, fiziologija) - tkivo (histologija, anatomija, fiziologija) - organizam (autekologija, ekofiziologija) c) sinbiološki sustavi : - populacija (demekologija, populacijska ekologija) - životna zajednica (sinekologija) - ekološki sustav (sinekologija) - skup ekoloških sustava (krajobrazna ekologija) - biom - biogeografske regije (geoekologija, terestrična i akvatična ekologija) - ekosfera- biosfera (globalna ili planetarna ekologija) - sinbiologija (predstavlja zajedničko ime za sve biološke discipline koje se bave skupinama raznovrsnih ili istovrsnih organizama) - idiobiologija (ujedinjuje sve znanosti koje su usmjerene na istraživanje pojedinih organizama)

EKOLOGIJA, PREDMET I SADRŽAJ ekologija (oikos = dom, stanište, logos = riječ, znanost) • brojni znanstvenici dali su različite definicije ekologije: • ekologija je višedisciplinarna znanost, koja proučava međusobne odnose između živih organizama i njihovih staništa te djelovanje staništa i njihovih čimbenika na žive organizme • ekologija je biološka znanost, koja proučava odnose i utjecaje organizama međusobno i prema okolišu te okoliša prema organizmima, a zbog svojih specifičnih potreba ujedinjuje niz znastvenih disciplina i njihove metode

• ekologija je znanost o međusobnim odnosima i utjecajima žive i nežive prirode, o međusobnim ovisnostima živih organizama i njihova živa i neživa okoliša • ekologija je znanost, koja se bavi proučavanjem odnosa biljaka i životinja i životnih zajednica prema čimbenicima okoliša te uzajamnim odnosima između živih bića • ekologija je znanost, koja proučava odnose između organizama i okoliša u kojem žive • ekologija je znanost o mnogostrukim odnosima između živih organizama i okoliša u kojem žive • ekologija se često pogrešno poistovjećuje sa zaštitom prirode i/ili okoliša

• ekologija je multidisciplinarna znanost, sinteza mnogobrojnih drugih znanstvenih disciplina i istraživačkih metoda od: botanike, zoologije, antropologije, geologije, klimatologije, hidrologije, ekonomije, etike • ekologija je znanost koja najčešće polazi od višeorganizmičke cjeline i njenog okoliša prema njihovim sastavnim dijelovima te funkcionalnu povezanost cjeline najvećim dijelom tumači od gore prema dolje • ekologija je znanost, koja proučava uzajamne odnose između organizama i okoliša o kojemu ovisi održavanje jedinki i populacija organskih vrsta i njihovih zajednica u prirodi, ona proučava raspored i gustoću populacija organskih vrsta, način života i ponašanje u tim uvjetima okoliša

Utemeljitelj suvremene ekologije je engleski prirodoslovac Charles Darwin koji je 1859. godine u svojoj knjizi naslova “ O podrijetlu vrsta posredstvom prirodne selekcije“ pod pojmom "Borba za opstanak" pojasnio sve stalne, uzajamne i promenljive odnose živih organizama sa ostalom živom i neživom prirodom. Slika 1. Ch. Darwin Naziv ekologija 1866. prvi spominje Ernest Haeckel u knjizi "Opća morfologija organizama" (Generelle Morphologie der Organismen). Haeckel ističe da pod ekologijom treba podrazumijevati sumu znanja koja se odnose na ekonomiju prirode, odnosno istraživanje uzajamnih odnosa biljaka i životinja sa okolišem. Slika 2. E. Haeckel

ekologija se bavi istraživanjem slijedećih odnosa u prirodi: a) odnosa između jedinke i okoliša b) odnosa između populacije vrste i okoliša c) odnosa između populacija različitih vrsta i okoliša d) odnosima jedinki unutar populacija na relaciji između organizma i okoliša stvaraju se međusobni odnosi: a) specifični za svaku vrstu organizma b) stalni c) neraskidivi d) uzajamni e) promjenljivi u prostoru i vremenu

popularizacija ekologije uvjetovana je publikacijama: Nijemo proljeće (R. Carson 1962) Granice rasta (D. LN. Meadows et al. 1972) Kakvoća života (Friedrichs et al. 1972) Zabrinjavajuća formula rasta (W. Braunbeck 1973) Kriza, Europa i granice rasta (S. Mansholt 1974) Ova jedina Zemlja (R. Supek) Rast do katastrofe (D. L. Meadows et al. 1974) Pljačka Planeta (H. Gruhl 1974) Čovječanstvo na raskrsnici (M. Mesarović & E. Pestel 1976) Priroda kao politika (C. Amery 1978) Ekologija i etika (D. Birnbacher et al. 1980) Sudbina planeta Zemlje (J. Schell 1982)

prema stupnju organizacije ekologija se dijeli na: a) autekologiju, analitičku ekologiju (proučava odnose jedinka - okoliš) b) demekologiju, populacijsku ekologiju (proučava odnose populacija okoliš) c) sinekologiju, sintetičku ekologiju (proučava odnose između raznih skupina organizama – populacija koje žive na jednom području)

d) krajobraznu ekologiju ili geoekologiju (proučava u određenom krajobraznom prostoru međusobne i složene odnose između životnih zajednica (biocenoza) i stanišnih prilika) e) globalnu, planetarnu ekologiju (proučava ekološke odnose na planetarnoj razini, tj. u ekosferi, biosferi: hidrosferi, litosferi, pedosferi i atmosferi) Slika 3. Satelitska snimka Zemlje

prema vrsti organizama koji stoje u središtu pozornosti: prema znanstvenom pristupu: - bioekologija - ekologija životinja - ekologija mikroorganizama - ekologija čovjeka - geoekologija prema značajkama Zemljine površine: prema njenom sadržaju: - ekologija bilja - - terestrična ekologija - akvatična ekologija opća ekologija poredbena ekologija teorijska ekologija primjenjena ekologija (šumarska, urbana, poljoprivredna, laboratorijska i terenska ekologija)

TEMELJNE POSTAVKE OPĆE EKOLOGIJE • živa i neživa priroda predstavljaju nedjeljivu, povezanu i isprepletenu cjelinu • ekologija je sinteza brojnih prirodnih znanosti koja istražuje međusobne odnose i utjecaje žive i nežive prirode • ekološki sustav je osnovna organizacijska jedinica prirode koji ima sposobnost samoorganizacije, samoodržanja i samoobnove • manji ekološki sustavi sastavni su dijelovi većih • svaki ekološki sustav posjeduje karakterističnu građu životne zajednice i staništa

• svaki ekološki sustav posjeduje osebujan prehrambeni lanac, protok energije, kružne tokove tvari • ekološki sustav je dinamična tvorevina • ekološki sustav je prostorna cjelina koja prema susjednim ekološkim sustavima tvori uže ili šire granice • prirodni, poluprirodni i umjetni ekološki sustavi funkcioniraju na sličan način po istim načelima • biljke, životinje i ljudi ne žive sami za sebe, već u sklopu životne zajednice, odnosno u sklopu nekog ekološkog sustava

• stanište selektira vrste koje na njemu mogu živjeti i u zajedništvu s drugima opstati • životna zajednica oblikuje i mijenja svoje stanište, stvara vlastiti fizikalno - kemijski milje, koji omogućuje njenu samoopstojnost i ograničuje pridolazak stranih vrsta • čovjek je dio prirode • zadaća ekologije je istražiti i dokazati antropogene promjene u domaćinstvu prirode, stvoriti kontrolne mehanizme za njihovo praćenje, izraditi pouzdane matematičke modele sistemskih procesa, pravovremeno upozoravati odgovarajuće nacionalne i internacionalne institucije na nastale ili moguće posljedice raznih gospodarskih zahvata, mjera i uzgrednih opterećenja

KRATKI PRIKAZ POVIJESNOG RAZVOJA EKOLOGIJE • 1771. - 1796. eksperimentalni dokaz izmjene plinova i asimilacije kod biljaka (J. Priestley, J. Ingenhousz) • 1798. opis rasta stanovništva i nedostatka životno potrebnih resursa (T. R. Malthus) • 1805. utemeljenje znanstvene geografije bilja i prve izmjere parametara životnog okoliša (A. Humboldt) • 1840. dokaz ishrane bilja mineralima i formulacija zakona o minimumu (J. Liebig) H. D. Thoreau spominje naziv ekologija u pismu od 01. 1858. upućenom Ch. Darwinu •

• 1859. prikaz moderne teorije o evoluciji živih bića u knjizi The origin of species, (Ch. Darwin) • 1866. definicija termina ekologija (E. Haeckel) • 1877. definicija biocenoze (K. A. Möbius) • 1880. objava knjige Natürliche Existenzbedingungen der Tiere Ekološki aspekti zoologije, (K. Semper) • 1887. - 1888. otkriće uloge bakterija pri oksidaciji sumpora i željeza u jezerima i time kružnih tokova tvari (S. N. Vinogradski) • 1895. objavljivanje knjige Planesamfund - Ekologija bilja, (J. E. B. Warming)

• 1902. uvođenje termina autekologija i sinekologija (C. Schroeter) • 1908. definicije termina biotop (F. Dahl) • 1913. osnutak udruge British Ecological Society i početak izlaska časopisa Journal of Ecology • 1914. - 1915. osnutak udruge Ecological Society of America, početak objave časopisa Ecology • 1923. ulazak pojma humanekologija u ekološku znanost (H. H. Barrows)

• 1927. koncept ekološke niše (Ch. Elton) • 1928. prvo izdanje knjige Pflanzensoziologie (J. Braun - Blanquet) • 1935. prvi put spomenut termin ekološki sustav (A. G. Tansley) • 1942. otkriće osnovnih zakonitosti o procesima unutar ekološkog sustava, protoka energije i kružnih tokova tvari (R. L. Lindemann) • 1944. izviješće o kružnim tokovima tvari (G. E. Hutchinson) • 1969. opis osnovnih zakonitosti u razvoju ekološkog sustava (E. P. Odum) • 1970. osnutak Prve državne institucije za zaštitu okoliša EPA u SAD – u (Environmental Protecction Agency)

• 1971. treće izdanje udžbenika Fundamentals of Ecology (E. P. Odum) • 1972. Prva međunarodna konferencija o zaštiti okoliša u Stockholmu • 1973. početak sustavnih istraživanja terestričkih ekoloških sustava (H. Ellenberg, B. Ulrich i dr. ) • 1973. - 1988. mnoštvo ekoloških publikacija, časopisa i udžbenika • 1988. - 1992. osnutak brojnih međunarodnih, državnih i privatnih organizacija i udruga vezanih za probleme zaštite okoliša • 1992. United Nations Conference on Environment and Development (UNCED) u Rio de Janieru donosi zaključke i radne planove za zaštitu okoliša, koje je usvojilo više od 170 država

Literatura: Ricklefs R. E. and Miller G. L. 1997. Ecology. Fourth Edition. W. H Freeman and Company, New York, 822 pp. Glavač V. 1999. Uvod u globalnu ekologiju. Duzpo i Hrvatske šume. Zagreb, 211 pp. Krohne D. T. 2000. General ecology. Second Edition. Brooks/Cole, 512 pp. Springer O. P. i Springer D. 2008. Otrovani modrozeleni planet. Biblioteka Geographia Croatica. Knjiga 31. 293 pp. http: //images. google. hr/ (12. 9. 2012).