EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884. Wykład 13 EKOLOGIA OSOBNIKA: BIOENERGETYKA I STECHIOMETRIA

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884. Wykład 13 EKOLOGIA OSOBNIKA: BIOENERGETYKA I STECHIOMETRIA"

Włodzimierz Domagała
7 lat temu
Przeglądów:

1 EKOLOGIA OGÓLNA WBNZ 884 Wykład 13 EKOLOGIA OSOBNIKA: BIOENERGETYKA I STECHIOMETRIA

2 ALOKACJA ZASOBÓW METABOLIZM I SYNTEZA WZROST REZERWY REPRODUKCJA ZDOBYCIE ZASOBÓW NAPRAWY OBRONA organizm neodarwinowski

3 STRATEGIA EWOLUCYJNA CEL GŁÓWNY: MAKSYMALIZACJA DOSTOSOWANIA ( liczba wnuków ); DOBÓR OPTYMALNYCH ŚRODKÓW (w danych warunkach) DO OSIĄGNIĘCIA GŁÓWNEGO CELU; OPTYMALIZACJA: BILANS ZYSKÓW I STRAT; KOMPROMIS ( trade-off ); WARUNKI (ograniczenia): fizyczne biotyczne (interakcje) historyczne (optimum zawsze lokalne)

4 BILANS ENERGETYCZNY ORGANIZMU R C F,U C = A + FU = (P + R) + FU P

5 WYDAJNOŚCI EKOLOGICZNE C i+1= /C i = wydajność ekologiczna (Lindemann) P/C = wydajność produkcji (brutto) P/(C-FU) = P/A = wydajność wzrostu (netto) A/C = wydajność asymilacji

6 Metody bioenergetyczne Kalorymetria (bomba kalorymetryczna, mikrobomba) Metody żywieniowe Respirometria Metody izotopowe Radiotelemetria Symulacja komputerowa budżetów energetycznych

7 Kalorymetr adiabatyczny POMIAR CIEPŁA SPALANIA (WARTOŚCI KALORYCZNEJ) MATERIAŁÓW BIOLOGICZNYCH Mikrokalorymetr

8 KALORYMETR LAVOISIERA POMIARY METABOLIZMU 1. KALORYMETRYCZNE 2. RESPIROMETRYCZNE 3. IZOTOPOWE 4. ŻYWIENIOWE C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 O + energia

9 METODA BILANSU POKARMOWEGO C = A + FU = (P + R) + FU Energia, węgiel C Inne składniki Konsumpcja pokarmu R Energia, węgiel Respiracja [obliczana] F,U Odchody Niewyjadki Metoda: Łatwa, tania, wszechstronna Długotrwała (wada i zaleta) Sztuczne warunki P Produkcja biomasy Energia, węgiel Inne składniki

10 WYDAJNOŚĆ PRODUKCJI I ASYMILACJI (%) ORGANIZMY P/A P/C A/C ,3 2,2 96 5,2 4,2 81 1,5 0,48 32

11 METODA RESPIRPMETRYCZNA CO 2 O 2 Metoda: Kosztowna, wąski zakres Krótkotrwałe pomiary Sztuczne warunki

12 METODA CIĘŻKIEJ WODY ( DLW ) D 2 O H 2 O 18 H 2 O 18 CO 18 2 CO 2 R O 2 H 2 O D 2 O H 2 O Metoda: Kosztowna, żmudna Długotrwałe pomiary Naturalne warunki!!! H 2 O D 2 O

13 METODY TELEMETRYCZNE POŁOŻENIE W PRZESTRZENI TEMPERATURA TĘTNO ATYWNOŚĆ... R Y odbiornik nadajnik Metoda: Kosztowna, wąski zakres Długotrwałe pomiary Naturalne warunki!!!

14 ZALEŻNOŚĆ METABOLIZMU OD CIĘŻARU CIAŁA (TU: SSAKÓW)

15 ZALEŻNOŚĆ METABOLIZMU OD MASY CIAŁA

16 tzw. AL(L)OMETRIA

17 tzw. AL(L)OMETRIA

18 tzw. AL(L)OMETRIA

19 ZALEŻNOŚĆ METABOLIZMU OD TEMPERATURY U POIKILOTERMÓW

20 WYMIANA CIEPŁA MIĘDZY ORGANIZMEM A OTOCZENIEM

21 TERMOREGULACJA U STAŁOCIEPLNYCH TEMPO METABOLIZMU TEMPERATURA CIAŁA TEMPERATURA OTOCZENIA

22 TERMOREGULACJA U STAŁOCIEPLNYCH TEMPO METABOLIZMU NISKA PRZEWODNOŚĆ (DOBRA IZOLACJA) TEMPERATURA CIAŁA WYSOKA PRZEWODNOŚĆ (GORSZA IZOLACYJNOŚĆ) TEMPERATURA OTOCZENIA

23 METABOLIZM WYSIŁKOWY (fot. PAP/EPA)

24 ZUŻYCIE ENERGII PRZEZ CZŁOWIEKA Świat (średnio) < 2 kw/osobę Polska ok. 5 kw/osobę U.S.A. > 10 kw/osobę Organizm ludzki w spoczynku: W przy pracy: W

25 Tempo zużycia energii, W Metabolizm maksymalny Maks. asymilacja energii z pokarmu Metabolizm minimalny Zużycie energii przez człowieka ( ) na tle fizjologicznego zapotrzebowania na energię ( ) u ssaków

26 żerowanie trawienie wchłanianie praca OGRANICZENIA BUDŻETU ENERGETYCZNEGO

27 A max FMR ptaki FMR ssaki

29 PRZEŻUWACZE (wg Hoffmann,1973) wcześniejszy etap ewolucji: pokarm skoncentrowany, mały żwacz PRZEDŻOŁĄDKI jw Dik-dik (Madoqua kirkii) 4 kg adaptacja zaawansowana: trawożernść, pokarm objętościowy jw Bawół kafryjski (Syncerus caffer) kg

30 selektywne, pokarm skoncentrowany pośrednie trawożerne, pokarm objętościowy GNU GERENUK GAZELA GRANTA KONGONI TOPI ŻYRAFA GAZELA THOMSONA BOHOR DIK-DIK BONGO ORYKS KOB ŚNIADY BUSHBOCK IMPALA (wg. Hoffmann,1973) BAWÓŁ

32 POKARM SKONCENTROWANY ŁATWOPRZYSWAJALNY TRUDNY DO ZDOBYCIA JW

33 żerowanie trawienie wchłanianie CIEPŁO PRACA TKANKI Weiner 1992

34 Jak dzięcioł czarny rozwiązał dylemat: być dużym czy szybko rosnąć?

35 ZMIANA STRATEGII POKARMOWEJ W CIĄGU ŻYCIA JW GĄSIENICA: POKARM OBJĘTOŚCIOWY, NISKOSTRAWNY

36 MOTYL: POKARM SKONCENTROWANY STRATEGIA ROZRODCZA: LICZNE POTOMSTWO NISKIE INWESTYCJE INDYWIDUALNE JW

37 Corymbia rubra LARWA DREWNOJADA: POKARM NISKOWARTOŚCIOWY MAŁA ŚMIERTELNOŚĆ; DŁUGI CZAS ROZWOJU JW

38 Corymbia rubra IMAGO: POKARM SKONCENTROWANY (MAŁO ISTOTNY) JW

39 BŁONKÓWKI: POKARM SKONCENTROWANY SPOŁECZNA OPIEKA NAD POTOMSTWEM SZYBKI ROZWÓJ JW

40 140 dni zalegania pokrywy śnieżnej Klimatyczne uwarunkowanie zasięgu dzierlatki Izotermy stycznia Opady? Udvardy 119 Nie zweryfikowane

41 Klimatyczne uwarunkowanie zasięgu sarny Izolinie maksymalnej grubości pokrywy śnieżnej Północny zasięg sarny? (Naumow 355 Udvardy 120 Nie zweryfikowane)

42 Cox & Moore PÓŁNOCNA GRANICA ZIMOWEGO ZASIĘGU FIBIKA OLIWKOWEGO Sayornis phoebe ZGODNA Z IZOTERMĄ TEMP. MINIMALNEJ -4 o C

43 OGRANICZENIA BUDŻETU ENERGETYCZNEGO PTAKA WRÓBLOWATEGO O MASIE 26 g Budżet energetyczny kj/d Maksymalny metabolizm Maksymalna asymilacja Maksymalna konsumpcja Wydatki energetyczne Liczba godzin ze światłem dziennym

44 PRZEWIDYWANE GRANICE ROZMIESZCZENIA ZIMOWEGO GATUNKU W ZALEŻNOŚCI OD OGRANICZEŃ FIZJOLOGICZNYCH Weiner unpubl.

Podobne dokumenty

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 8 BIOLOGICZNA NATURA CZŁOWIEKA CZEGO NAM TRZEBA?

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 8 BIOLOGICZNA NATURA CZŁOWIEKA CZEGO NAM TRZEBA? POZYCJA TAKSONOMICZNA CZŁOWIEKA Królestwo zwierzęta Animalia Typ strunowce Chordata Podtyp