BIOLOGIJA - ic-geoss.si

BIOLOGIJA Gradivo za interno rabo

Pripravila: Jana Rešeta, prof. kem. in biol.

Litija, 2016

BIOLOGIJA – Gradivo za interno rabo

2

Biologija je naravoslovna veda o vsem živem (gr. BIOS = življenje, LOGOS = veda). Preučuje fizične značilnosti in obnašanje organizmov, tako tistih, ki živijo danes, kot tistih, ki so živeli v davnini, in njihov medsebojni vpliv ter vpliv okolja. Biologija je tudi indisciplinarna veda, torej se povezuje z drugimi vedami.

Biologijo delimo na različna področja in številne panoge. 2.1 PODROČJA Mikrobiologija je veda o mikroorganizmih (virusi, bakterije, alge, glive). Botanika je veda o rastlinah. Zoologija je veda o živalih. Antropologija je veda o človeku. 2.2 PANOGE Sistematika ureja rastlinske in živalske vrste v sisteme. Ureja jih po podobnosti (umetni) ali sorodnosti (naravni sistemi). Morfologija preučuje zunanjo obliko in notranjo zgradbo živih bitij. Anatomija preučuje obliko in zgradbo organov ter celotnega organizma. Histologija preučuje zgradbo in delovanje tkiv. Citologija preučuje zgradbo celic (rastlinske, živalske, bakterijske celice). Fiziologija preučuje življenjske procese živih bitij. Paleontologija preučuje življenje, kakršno je bilo v geološki preteklosti (fosili). Genetika preučuje zakonitosti dedovanja in spreminjanja organizma. Evolucija preučuje sorodstvene vezi med živimi bitji, njihov razvoj in izvor. Embriologija preučuje zarodke (podobnost, sorodnost). Ekologija preučuje medsebojne odnose med živimi organizmi in njihovim življenjskim okoljem.

http://sl.wikipedia.org/wiki/Organizem


3

Prehranjevanje: Živi organizmi sprejemajo različne snovi iz okolja, kjer živijo. Hrano prebavijo in se tako oskrbujejo s potrebno energijo in gradbenimi snovmi za življenje. Dihanje: Je proces, vezan na izmenjavo plinov med organizmom in okoljem. Kopenski organizmi sprejemajo kisik iz zraka, oddajajo pa ogljikov dioksid, vodni organizmi pa potreben kisik sprejemajo iz vode. V celicah pa poteka proces celičnega dihanja, ko se kisik porablja za razgradnjo hranilnih substanc, iz katerih se sprošča energija v obliki ATP (adenozin trifosfat).

Izločanje: V celicah poleg uporabnih nastajajo tudi odpadne snovi, ki se v različnih oblikah iz organizma tudi sproščajo (plini, raztopine, mešanica neprebavljenih delcev hrane). Dedovanje, razmnoževanje: Nosilke dednih informacij so nukleinske kisline, s pomočjo katerih se lastnosti staršev prenašajo na potomce. Nadaljevanje vrste zagotavljajo različne oblike razmnoževanja organizmov. Rast in razvoj: Preprosti enoceličarji rastejo z večanjem ene same celice, večcelični organizmi pa rastejo z večanjem števila celic. Velikost organizma je dedna lastnost. Razvoj teče obenem z rastjo. Ločimo osebkov razvoj in razvoj vrste. Gibanje: Je najlažje opazna lastnost živih organizmov. Notranja gibanja so povezana z življenjskimi funkcijami: gibanje obrambnih in spolnih celic. Zunanje gibanje omogoča iskanje hrane, beg in obrambo ter iskanje ugodnejših življenjskih razmer. Prilagodljivost: Je določena s podedovano zmožnostjo prilagajanja organizma razmeram v okolju. Prilagajanje omogoča organizmom, da živijo in preživijo v določenem okolju. Sposobnost prilagajanja je pri različnih organizmih različna. Prilagodljivejši lažje preživijo, če se pogoji spreminjajo, manj prilagodljivi pa so zelo občutljivi že na majhne spremembe. Umrljivost: Dolžina življenja je še ena od opaznih razlik med živimi bitji (od nekaj ur pri bakterijah do več desetletij pri rastlinah in živalih).

Celica je osnovna gradbena in funkcionalna enota vseh živih organizmov. Nekateri organizmi, kot so bakterije, so enoceličarji. Sestavlja jih ena sama celica. Drugi organizmi, kot ljudje, so mnogocelični. Človeško telo sestavlja približno 100 bilijonov celic.

https://sl.wikipedia.org/wiki/Bakterija

https://sl.wikipedia.org/wiki/Enoceli%C4%8Darji

https://sl.wikipedia.org/wiki/%C4%8Clovek

https://sl.wikipedia.org/wiki/Mnogoceli%C4%8Darji

https://sl.wikipedia.org/wiki/Bilijon


4

EVKARIONTSKA C. - celice s pravim jedrom (živalska, rastlinska celica) PROKARIONTSKA C. - predjedrne celice (bakterijska celica)

Celična membrana (plazmalema): - razmejuje celico z okolico, je polprepustna. Citoplazma: - celična tekočina med jedrom in plazmalemo, v kateri so organeli in nitaste citoplazemske strukture (mikrotubuli, mikrofilamenti, intermediarni filamenti). Je vodna raztopina (60-90% vode) različnih snovi. Organeli v citoplazmi: - Celično jedro: je obdano z ovojem, vsebuje dedni zapis za vse lastnosti in delovanja, znotraj jedra je jedrce in preplet kromatinskih niti, ki se med celično delitvijo oblikujejo v kromosome. - Mitohondriji: v njih poteka celično dihanje, so energijska tovarna celic, ki razgrajujejo organske snovi in pri tem sproščajo energijo (največ jih je v mišičnih in živčnih celicah). - Ribosomi: v njih poteka sinteza beljakovin. Lahko so pritrjeni na endoplazemski retikulum ali pa so prosto v citoplazmi.

- Endoplazemski retikulum (ER): je razvejan sistem z membranami obdanih cevčic, ki je povezan tako z jedrno ovojnico kot s sosednjo celico. Lahko je gladki ali granularni (nanj so pripeti ribosomi). - Golgijev aparat (GA): je sistem sploščenih in v skladovnico naloženih cistern. Tu poteka dokončna priprava snovi, ki se izločajo iz celice (npr. beljakovin) ter dokončna priprava membran za obnavljanje plazmaleme. - Lizosomi: tu poteka prebava znotraj celice in izločanje odpadkov, vsebujejo prebavne encime. - Centriola: sta valjasti strukturi iz mikrotubulov, ki navadno ležita v bližini jedra živalske celice ter med celično delitvijo določata pola in lego delitvenega vretena.


5

Slika: živalska celica

Celična stena: je iz celuloze (ogrodje) in pektina (vezivo). Prekriva plazmalemo. Celična stena ima drobne luknjice, skozi katere se lahko povezujeta citoplazmi dveh sosednjih celic. Vakuola: prostor obdan z membrano in napolnjen z vodno raztopino različnih snovi, lahko tudi barvil. Raztopino znotraj vakuole imenujemo celični sok, membrano, ki ločuje celični sok od citoplazme pa tonoplast. Kloroplasti: plastidi, ki vsebujejo klorofil, v njih poteka proces fotosinteza. Levkoplasti: plastidi, v katerih celica shranjuje rezervne snovi, največrat je to škrob – v tem primeru jih imenujemo škrobna zrna (amiloplasti).


6

Slika: rastlinska celica

So manjše celice kot evkariontske, odsotnost jedra in jedrca (DNK leži prosto v citoplazmi), delitev je preprosta – CEPITEV (brez sodelovanja delitvenega vretena), ribosomi so manjši, ER, GA, mitohondriji, plastidi in nitaste citoplazemske strukture niso prisotne.

Slika: prokariontska celica


7

Slika: primerjava zgradbe evkariontske in prokariontske celice

Jedro je organel, ki predstavlja skladišče genske informacije. Jedro obdajata dve membrani – jedrna ovojnica, v kateri so jedrne pore. Preko jedrnih por v poteka nadzorovana izmenjava snovi med jedrom in citoplazmo. V jedru je dedni zapis celice. Molekule DNK (deoksiribonukleinska kislina), ki vsebujejo to informacijo, so povezane z beljakovinami. V jedru, ki se ne deli, so prepleti zelo tankih in dolgih nitk, ki se imenujejo kromatin. V času jedrne delitve se te dolge niti zvijejo v krajše in debelejše strukture, ki se imenujejo kromosomi.


8

Kromosomi so sestavljeni iz kromatid. Kromatida vsebuje eno nitko DNK (nukleinske kisline), ki je nosilec genov ter beljakovinske oporne molekule (proteini).

DNK je nosilec dednega zapisa v obliki dvojne vijačnice povezane z beljakovinami. Je iz dveh polinukleotidnih verig, ki sta med seboj povezani z vodikovimi vezmi med komplementarnimi bazami (pri tem nastanejo med baznim parom citozin-gvanin tri, med baznim parom adenin-gvanin pa dve vodikovi vezi). Osnovni gradnik polinukleotidov (nukleinske kisline) je nukleotid. Posamezni nukleotid DNK je zgrajen iz organske baze, sladkorja deoksiriboze in fosforne kisline. Pri gradnji DNK sodelujejo 4 baze: adenin, gvanin, citozin in timin. V jedru je lahko vidno tudi jedrce, kjer se sintetizirajo sestavni deli ribosoma. Z molekulo DNK so povezane naslednje funkcije: - prenašanje dedne informacije pri delitvi materinske celice na dve hčerinski celici; - nastajanje novih dednih informacij; - prenos dedne informacije iz jedra na ribosome in vodenje sinteze beljakovin.

Celična delitev je sestavljena iz dveh procesov: delitve jedra in delitve citoplazme. Jedro se lahko deli na dva načina. Če se število kromosomov med delitvijo ohranja, tako da imata materinska in hčerinska celica enako število kromosomov, je delitev mitoza. Taka delitev je značilna za telesne celice. V drugem primeru se število kromosomov med delitvijo razpolovi, tako da ima hčerinska celica pol manj kromosomov kot materinska. Taka delitev je mejoza, ki je značilna za nastajanje spolnih celic. 10.1 MITOZA – delitev telesnih celic - Vsak par kromosomov se pred celično delitvijo podvoji. - Pred delitvijo celice, kromosomi potujejo na nasprotna pola.


9

- Po delitvi materinske celice nastaneta dve enaki hčerinski celici, z enakim dednim materialom, kot ga je imela prvotna celica – 46 kromosomov.

12.2 MEJOZA – delitev spolnih celic - Podvajanje kromosomov pred delitvijo. - Nastanek dveh celic s 46 kromosomi (mitoza).

- Brez podvajanja kromosomov se delitev nadaljuje. V vsaki celici kromosomi potujejo na nasprotna pola. Nastanejo 4 spolne celice. Pri tem vsaka od celic sprejme enojno število kromosomov – 23 kromosomov.

PRIMERJAVA MITOZE IN MEJOZE MITOZA

MEJOZA :

- delitev telesne celice, - iz 1 c. nastaneta 2 c., (sta enaki materinski) - v vsaki hčerinski celici je 46 kromosomov.

- delitev spolne celice, - iz 1 c. nastanejo 4 c., (niso enake materinski) - v vsaki hčerinski celici je 23 kromosomov, ker pride do redukcijske delitve in se št. kromosomov zmanjša za polovico, ko se jajčna in spermalna celica združita, je ponovno 46 kromosomov.

Mutacija je dedna sprememba genotipa. Pri tem gre lahko za trajno spremembo števila in vrste nukleotidov, za spremembo števila genov ali kromosomov ali pa njihovo prerazporeditev. Ni vsaka sprememba v DNK obenem mutacija. Sprememba mora postati dedna. Posledice mutacij so različne. Mutacija je lahko spontana (nastane brez posebnega zunanjega vzroka, na primer zaradi napak pri podvojevanju) ali inducirana (izzvana z mutagenimi dejavniki). Mutacije


10

nastanejo pri vseh živih bitjih v telesnih kot tudi spolnih celicah. S spolnimi celicami se mutacije prenašajo na potomce, ki jih imenujemo mutanti. Na pogostost mutacij vplivajo npr. zvišanje temperature, kemične snovi (povzročajo predvsem genske m.), ultravijolično sevanje, ionizirajoče sevanje. Z mutacijo neprestano nastajajo osebki z novimi lastnostmi, od katerih se v evoluciji ohranijo tisti, ki so najbolje prilagojeni na okolje. Medicina pozna več tisoč dednih bolezni, kot so Downov sindrom, hemofilija, barvna slepota, plešavost, albinizem in podobno. Mnoge zelo hudo poškodujejo bolnike.

Celice, ki imajo podobno obliko, zgradbo in opravljajo podobno nalogo, se povezujejo v tkiva.

Glede na zgradbo in delovanje ločimo štiri osnovne tipe tkiv: 1) Krovno tkivo - varovalna naloga, pokriva zunanjo (koža) in notranjo (sluznica) površino telesa 2) Vezivno in oporno tkivo – sodeluje pri transportu snovi

a) tekoče tkivo – kri b) trdno tkivo – kostno in hrustančno tkivo

3) Mišično tkivo - omogoča gibanje, gradi stene votlih organov – požiralnik, črevesje, stene žil, ... 4) Živčno tkivo – omogoča sprejem dražljajev in prenos informacij po telesu Skupine različnih tkiv se združujejo, povezujejo in gradijo v našem telesu organe (npr. oko, želodec, jetra, pljuča…). Vsak organ opravlja določeno nalogo, torej je delovna enota organizma. Organski sistem je skupina organov, ki opravljajo skupne naloge in se dopolnjujejo (npr. prebavila, ogrodje, izločala, živčevje…). Organizem (npr. človeško telo) je zgrajeno iz množice sestavnih delov. Vsi ti deli so med seboj urejeno povezani, zato so pri delovanju odvisni drug od drugega. Telo torej deluje kot skladna celota. Pravimo, da deluje organizirano. Kadar želimo poudariti to organiziranost, ga imenujemo organizem.


11

Je področje biologije, ki preučuje odnose med živimi bitji in okoljem. Življenjski prostor ali biotop je določen prostor z vsemi neživimi dejavniki okolja, ki omogočajo ali omejujejo nastanek živih bitij (npr. svetloba, toplota, vlažnost…). Življenjsko združbo ali biocenozo je skupost živih bitij (rastline, živali, glive, bakterije), ki si delijo isti življenjski prostor (npr. ribnik, travnik, morska čer ali gozd). Združbe sestavljajo številne vrste živali in rastlin. Morska čer je prebivališče alg, veternic, polžev, rakov, rib in drugih. Neživa in živa narava skupaj sestavljata ekosistem. To je skupnost organizmov, ki so v

povezavi drug z drugim ter s svojim neživim okoljem. Ekosistem je lahko veliko območje

npr. morje ali gozd, lahko pa je tudi majhen ribnik na vrtu.

Ne glede na to, kako velik je ekosistem, mora biti v njem zagotovljeno kroženje snovi in pretok energije. V naravi ekosistemi niso med seboj izolirani. Različni ekosistemi se med seboj povezujejo in izmenjujejo snovi. Ekosistem je odprt sistem, ker se energija in snov nenehno izmenjujeta z njunim okoljem. V normalnih razmerah je tak sistem stabilen, kar pomeni, da se število in vrste organizmov, ki v njem živijo, v daljšem času bistveno ne spreminjajo. Če npr. v ribnik pride več hranilnih snovi, bo v njem zraslo več rastlin. Več rastlin pomeni več hrane za živali in zato se bo v ribniku povečalo število živali. Večje število porabnikov bo s časoma zmanjšalo število proizvajalcev. Ekosistem je v dinamičnem ravnovesju.

13.1 VLOGA ČLOVEKA V EKOSISTEMU


12

Človek je sicer samostojen dejavnik v ekosistemu, vendar je njegova vloga tu dvojna. Je enakovreden del žive narave (biotični dejavnik) ter ima nadrejeno vlogo zaradi aktivnih posegov v naravne sisteme, ki jih pristransko spreminja sebi v prid – razvijanje kulturne krajine in gospodarstva. Posledica človekovih aktivnih posegov v ekosisteme je tudi postopno spreminjanje celotne biosfere: zastrupljena morja, vpliv tople grede, ozonska luknja, smog, uničenje živalskih in rastlinskih vrst. 13.2 NARAVNI IN UMETNI EKOSISTEM Naravni ekosistem V naravnem ekosistemu se proizvajalci, potrošniki in razkrojevalci ter neživo okolje (voda, mineralne snovi, O

2, CO

2, organske snovi, sevanje) povezujejo med seboj ter vplivajo drug

na drugega (npr. tropski deževni gozd, morje, jezero). Umetni ali antropogeni ekosistem Človek je del narave. Zaradi svojih potreb pa je začel naravne procese v ekosistemih nadzirati, pospeševati in omejevati. Spreminja jih neprimerno bolj kot druga živa bitja. Zelo spremenjenim ekosistemom pravimo umetni ali antropogeni. Danes bi katerekoli ekosisteme težko razglasili za povsem naravne, saj jih človek z lovom in drugimi posegi preoblikuje že vrsto let. Onesnaževanje poteka tudi z npr. vetrom, rekami, plovili. Jasne meje ni. Kljub temu pa za naravne ekosisteme pojmujemo tiste, v katerih naši posegi niso preveč obsežni in močni (npr. pragozd). Njive in gojene travnike smo s krčenjem gozdov ustvarili ljudje. Na njih nekatere živali in rastline vzdržujemo, druge zatiramo. Pridelek ali seno odnesemo iz ekosistema. Tako porušimo naravno ravnovesje. Antropogene ekosisteme vzdržujemo lahko le s stalnim in intenzivnim poseganjem. 13.3 PREHRANJEVALNA VERIGA Prehranjevalna veriga je najpreprostejši prikaz povezanosti živih bitij. Je zaporedje živih

bitij, ki so hrana drug drugemu.

rastlina → → →→ → rastlinojedec → → → mesojedec → → → → → bakterije, glive (proizvajalec) (porabnik) (porabnik) (razkrojevalci)

Vrste v ekosistemu razvrščamo v posamezne prehranjevalne ravni (trofične nivoje). Po načinu prehranjevanja so to avtotrofi, ki so sposobni zgraditi za življenje potrebne organske molekule iz preprostih anorganskih spojin (voda, ogljikov dioksid) s pomočjo


13

svetlobe ali kemične energije, ki je potrebna za tvorbo organskih spojin (zelene rastline, nekatere skupine bakterij in modrozelene cepljivke) in heterotrofi, ki pridobivajo energijo za življenjske procese z razgradnjo organskih snovi drugih organizmov (rastlinojedci, mesojedci in razkrojevalci). Živalski iztrebki, mrtvi rastlinski in živalski ostanki so hrana razkrojevalcev, ki živijo pretežno v tleh in na dnu vodnih bivališč. V zemlji so razkrojevalci bakterije, glive in živali tal: zlasti praživali, gliste, deževniki, mokrice, pršice, stonoge, strige, pražuželke skakači in žuželčje ličinke. Med razkrojevanjem se mrtvi organski ostanki pretvarjajo v humusne spojine in rudninske snovi. Zelene rastline znova uporabijo rudninske snovi ali mineralna hranila.

13.4 PREHRANJEVALNI SPLET

Večina živali se hrani z različnimi organizmi, tako da se prehranjevalne verige povežejo v prehranjevalni splet. Prepletajo se zato, ker se živali prehranjujejo z različno hrano in se pojavljajo v verigah na različnih mestih. V naravi so verige med seboj povezane. Žira ne jedo le polhi, ampak tudi veverice, gozdne voluharice in celo rjavi medvedi. Polhi pa jedo poleg žira še želod, gabrove oreške, gobe, lubje in žuželke. Kuna belica pleni poleg polhov tudi voluharice, miši, ptiče in njihova jajca, kuščarice, žabe in žuželke. Čeprav je izrazita mesojedka, je še češnje in druge gozdne sadeže. Zato med prehranjevalnimi verigami ni meja, temveč so povezane v bolj zapletene prehranjevalne splete.

Prehranjevalni splet v gozdnem ekosistemu:

13.5 KROŽENJE SNOVI

Energija izvira od Sonca. Rastline s pomočjo sončne energije in vode z mineralnimi snovmi ter ogljikovega dioksida izdelajo hranilne snovi in jih zato imenujemo proizvajalci. Del hranilnih snovi z zaužitjem rastlin dobijo rastlinojedci, ki jim zato pravimo potrošniki. S plenjenjem rastlinojedcev dobijo del hranilnih snovi mesojedci, ki so prav tako potrošniki. Vsa živa bitja slej ko prej odmrejo. Z odmrlimi rastlinami, rastlinojedci in mesojedci se prehranjujejo razkrojevalci. Razkrojevalci razkrojijo hranilne (organske) snovi v mineralne (anorganske) snovi, ki jih potrebujejo rastline.


14

KROŽENJE VODE Kroženje vode je nujno za obstoj ekosistemov. Voda je za življenje nepogrešljiva spojina, ker je topilo in medij za kemijske reakcije v organizmih. Čeprav se molekule vode med procesom fotosinteze razcepijo, se vračajo v okolje znova kot vodne molekule. Glavni rezervoar vode so oceani, kjer je 97 % vse vode na Zemlji. Koliko vode dobijo živa bitja na kopnem, je odvisno od količine in letne porazdelitve padavin v določenem predelu Zemlje. Človek z namakanjem in osuševanjem, spreminjanjem rek v kanale, z umetnim zajezovanjem rek ter industrijsko in gospodinjsko porabo vode bistveno vpliva na njeno kakovost in kroženje v naravnem okolju.


15

KROŽENJE OGLJIKA Kroženje ogljika urejata fotosinteza in razkrojevanje. Osnovni vir ogljika je ogljikov dioksid (CO

2) v zraku in vodi. V biocenozo vstopa ogljik s fotosintezo, v neživo okolje pa se vrača

z dihanjem, kot CO2. V močvirjih in na dnu jezer, kjer ni kisika, se kopičijo mrtvi organski

ostanki. V geološki preteklosti si iz njih nastala z ogljikom bogata fosilna goriva, kot so šota, premog, surova nafta in zemeljski plin. Z njihovim sežiganjem se sprošča v ozračje CO

2. Zaradi velike porabe fosilnih goriv koncentracija CO

2 v zraku in vodi narašča, kar

omogoča večjo proizvodnjo rastlin. V oceanu je posledica tega tudi hitrejša rast koralnjakov in s tem hitrejše nastajanje apnenčastih kamnin. Navedena pojava nista nevarna. Nevaren pa je učinek tople grede, ko povečana koncentracija CO

2 v zraku

zadržuje ob tleh več infrardečih žarkov, kar povišuje temperaturo atmosfere. Ogrevanje Zemlje pospešuje taljenje ledenikov na tečajih in v gorah ter s tem dviganje morske gladine.

KROŽENJE KISIKA Kroženje kisika je povezano s kroženjem ogljika, le da sta procesa nasprotno usmerjena. Kisik se sprošča v zrak med fotosintezo, pri dihanju pa z oksidacijo ogljika iz organskih snovi nastaja ogljikov dioksid. Z večanjem rastlinske biomase, tvorjenjem šote, premoga in drugih fosilnih goriv se je v geološki preteklosti povečevala količina kisika v zraku. Človek vpliva na ravnovesje med kroženjem ogljika in kisika.


16

13.6 PRETOK ENERGIJE Energija v nasprotju s snovmi in plini ne kroži, pač pa se pretaka. Na Zemljo prihaja v obliki

sončne energije (svetlobe, toplote). Rastline jo uskladiščijo v hrano. S prehranjevanjem se

prenaša med organizmi. S sproščanjem toplote se izgubi v ozračje.

V ozadju sta dva kemijska procesa, ki sta si pravzaprav nasprotna. Prav to omogoča tako popolno naravno kroženje (reciklažo). To sta fotosinteza in dihanje. Fotosinteza je kemični proces, pri katerem rastline pretvarjajo svetlobno energijo v kemično, potrebno za pretvorbo ogljikovega dioksida in vode v sladkor. Pri fotosintezi torej nastajajo organske snovi iz anorganskih. Poenostavljena enačba fotosinteze je: 6CO

2 + 12 H

2O C

6H

12O

6 + 6H

2O + 6 O

2

ogljikov dioksid + voda + sončna energija kloroplast

glukoza + voda + kisik


17

Fotosinteza poteka v kloroplastih v rastlinski celici. Klorofil svetlobno energijo vpija in jo pretvarja v kemično. Ta se veže v kemijske vezi med atomi ogljika, vodika in kisika, ki izvirajo iz vode in ogljikovega dioksida. Snov, ki nastane, je sladkor glukoza. Pri procesu se iz celice sprosti kisik. Celično dihanje je proces, ki poteka v celicah vseh živih bitij. S pomočjo ksika se organske snovi v celici oksidirajo – razgradijo na ogljikov dioksid in vodo. Pri tem se v snovi uskladiščena kemična energija sprosti.

glukoza + kisik mitohondrij

voda + ogljikov dioksid + kemična energija

Celično dihanje poteka v mitohondrijih. Pri dihanju v celico vstopajo organske snovi, ki jih dobimo z razgradnjo hrane. Ker vse organske snovi dobimo iz rastlin, se na koncu razgradijo do izvorne snovi, iz katere so nastale s številnimi pretvorbami v rastlini ali drugih živih bitjih. Kisik, ki ga v celico prinese kri, oksidira sladkor glukozo. Pri tem vezi med ogljikom in vodikom razpadejo. Iz njih se sprosti ravno toliko energije, kot se je je uskladiščilo ob nastanku. Pri reakciji se sproščata še ogljikov dioksid in voda. Tudi v rastlinah poteka ves čas celično dihanje. Pri tem porabljajo glukozo in kisik, ki so ju proizvedle. V rastlinah poteka fotosinteza le, če je dovolj svetlobe. Takrat ustvarjajo več


18

glukoze in kisika, kot ju porabijo, in privzemajo več ogljikovega dioksida, kot ga sproščajo. Ob šibki svetlobi je dihanje intenzivnejše od fotosinteze, zato je poraba kisika in hranil večja od proizvodnje. 13.5 MEDVRSTNI ODNOSI Med evolucijo se vrste povezujejo na različne načine. Razvijajo se soodvisnosti, ki omogočajo njihovo preživetje. Poznamo sedem osnovnih načinov medvrstnih odnosov.

TIPI MEDVRSTNIH ODNOSOV

Pravo sožitje ali mutualizem Zveza dveh vrst, pri kateri imata obe korist, je pravo sožitje (mutualizem). Sožiteljska povezava se lahko razvije tudi med več vrstami. Trdnost povezav je različna. V nekaterih primerih lahko vrsti živita ločeno, pogosto pa je zveza med njima obvezna. Sožitje prispeva k uspešnejšemu preživetju sodelujočih vrst. Primer: lišaji – sožitje glive in alge, koralnjaki in alge zooksantele, trdoživnjaki in alge zooklorele, prežvekovalci in bakterije ter praživali… Koristno sodelovanje ali protokooperacija O protokooperaciji govorimo, kadar sodelujeta med seboj dve ali več različnih vrst živali. Protokooperacije so v naravi pogosta koristna sodelovanja. Primer: mešanje črede kopitarjev in nojev v savani, medarski jazbec in ptič medosledec… Protokooperacija ni obvezna, vendar je za sodelujoče živali koristna. Npr. antilope, noji in zebra lahko živijo tudi ločeno. Priskledništvo ali komenzalizem Je medvrstni odnos, pri katerem ima samo en udeleženec korist, za drugega odnos ni niti koristen, niti škodljiv. Tu ima korist le eden. Komenzalitem je v naravi zelo pogost. Primer: ptiči, ki spletejo gnezdo na drevesu, so priskledniki (komenzali), lišaji, ki rastejo po deblu in vejah, raki vitičnjaki in morske želve, rakovica dromija in spužva hipospongija, hrošči govnači in pršice… Plenilstvo ali predatorstvo To je odnos med plenom in plenilcem. Ta odnos je zelo razširjen in splošen pojav v naravi, zato poznamo mnogo primerov. Plenilec ima pri tem odnosu korist, plen pa ne. Za plenilca in plen je značilen vzporeden razvoj (koevolucija). Npr. pri risu so se razvijale sposobnosti


19

za lov, napad in ubijanje žrtve: dober voh, močne čeljusti,zobje, šape z ostrimi kremplji in naskok žrtve iz preže. Pri srnjaku pa dober voh in sluh, hiter in vztrajen tek ter obramba z ostrimi parklji in rogovi. Ker mora plenilec z mišično močjo premagati odpor plena, navadno izbere plen, ki je telesno manjši in šibkejši od njega. Za lisico je odrasel srnjak prevelik plen. Ustrezen plen lisici so miši, poljski zajci, jerebice, fazani… Nekateri plenilci se združijo v krdela, da skupaj premagajo plen. Posamezen volk napada srnjad, ovce, koze, mlade jelene in košute, kardelo volkov pa se loti tudi odraslih jelenov, goved, konj. Pasivna obramba plena so izrazite svarilne barve, kot jih imajo strupene živali (ose, pajki, kače…). Pred plenilci se nekatere živali zavarujejo tudi s posnemanjem ali mimikrijo. Nekatere živali se zavarujejo s smrdljivimi ali s strupenimi izločki. Pri plenilstvu je pomembno še razmerje velikosti med plenom in plenilcem. Plen ne sme biti premajhen, ampak dovolj velik zalogaj, da nasiti plenilca. Lev, ki bi namesto gazel lovil miši, bi poginil od lakote, saj jih ne bi mogel naloviti dovolj. Čas za iskanje plena ne sme biti predolgo in v uplenjenem telesu mora biti več energije, kot je je bilo porabljen za lov. Med plenilci in plenom obstaja ustrezno številčno razmerje. Populacije plena so številčnejše od populacij plenilcev. Plen mora biti dovolj številčen, da je srečanje s plenilcem dovolj pogosto in da čas, uporabljen za iskanje in ulov plena, ni predolg. Ker navadno plenilci niso specializirani in lovijo različne vrste plena, plenijo osebke iste vrste, ki je številčnejša, saj nanje pogosteje naletijo. S takšno izbiro preprečujemo preveliko populacijsko rast plena. Dokler plenilci zadržujejo populacije plena pod nosilnostjo okolja, obstaja ravnovesje. Zajedalstvo ali parazitizem V naravi je pogost medvrstni odnos. Zajedalstvo je le poseben primer plenilstva, kjer plenilec ne ubije plena takoj in ga ne požre naenkrat. Naseli se na kožo žrtve ali pa prodre v njegov črevo, žile in tkiva. Ker se v žrtvi gosti z njenim telesom, pravimo žrtvi gostitelj, svojevrstnemu plenilcu pa zajedalec (parazit). Zajedalci so lahko virusi, nekatere bakterije, glive, nekatere živali, rastline, gostitelji pa so lahko vsi, razen virusov. Zajedalci, ki živijo na koži gostiteljev, so zunanji zajedalci ali ektoparaziti (npr. nekatere plesni, klopi, pijavke, listne uši, uši, bolhe, komarji, nekatere stenice…). Gostitelja se držijo stalno ali pa zlezejo nanj in sesajo telesne sokove in kri le občasno. Zajedalci v črevesju, krvi ali tkivih gostiteljev so notranji zajedalci ali endoparaziti (npr. bakterije, trosovci, sesači, trakulje, gliste…). Zajedalci so prilagojeni na gostitelja (npr. močne nožice, priseski…), ti se jih branijo z različnimi načini obrambe (npr. praskanjem, obiranjem, drgnjenjem, iztrebljanjem, imunskim sistemom…). Gostitelja lahko napadejo zajedalci med spanjem, ko se ne branijo. Med gostitelji in zajedalci poteka koevolucija prilagoditev za napad in obrambo. Uspešen parazit izkorišča gostitelja tako, da mu povzroča čim manj škode. Čim dlje zajeda, tem več potomcev ima, ki nadaljujejo obstoj vrste. Tudi ta uspešnost se je razvila v koevoluciji medsebojnega prilagajanja. Virusi in bakterije so paraziti, ki se hitro razmnožujejo ter povzročajo množično obolevanje in smrt gostiteljev. Ob množičnih napadih se lahko populacije gostiteljev izredno zmanjšajo. Če se ti pojavi ponavljajo, povzročajo nihanje populacij, kot smo ga spoznali pri plenilstvu. Amenzalizem To je odnos, v katerem ena vrsta škoduje drugi in od tega nima neposredne koristi. Cvetenje alg v jezerih in morju zastruplja vodo. Zaradi strupenih izločkov alg sta zavrta rast in razvoj zooplanktonov in poginjajo ribe. Alge od tega nimajo koristi. Tekmovanje ali kompeticija Ker so hrana, voda, hranilne snovi, svetloba, prostor in druge dobrine količinsko omejene, organizmi tekmujejo drug z drugim pri izkoriščanju teh danosti. Zato je tekmovanje (kompeticija) v naravi vsakdanji pojav. Če tekmujejo med seboj osebki iste vrste, je to


20

intraspecifična kompeticija, če tekmujejo osebki različnih vrst, pa interspecifična kompeticija. Med tekmovanjem osebki iste vrste ali osebki različnih vrst drug drugega ovirajo ali onemogočajo pri izkoriščanju dobrin. Tekmujejo, če je dobrine veliko ali malo. V naravi vrste le redko izključijo druga drugo. Navadno živijo skupaj, ker njihov obstoj ni odvisen le od tekmovanja za potrebno dobrino, temveč še od drugih dejavnikov okolja. Ker se pogoji v okolju spreminjajo, ima enkrat prednost ena in drugič druga vrsta. Zato vrste bolj ali manj uspešno sobivajo (koeksistirajo). VIRI IN SLIKOVNO GRADIVO

• Stušek, P. in Podobnik, A. (1995). Celica. Ljubljana, DZS. • Tarman, K. (1999). Biologija 6 – Ekologija. Ljubljana, DZS. • Kordiš, T. (2005). Moje telo: biologija za 9. razred osnovne šole. Ljubljana, Modrijan. • Mihe, B. in Pintar, D. (2004). Biologija 8. Učbenik za 8. Razred devetletke. Ljubljana, Založba Rokus. • Strgar, J. (2002). Biologija. Zbirka: Tematski leksikoni. Tržič, Učila International.

Documents

BIOLOGIJA - ic-geoss.si