Tema Factorii biotici i cei antropogeni ca factori ecologici

1. Factorii biotici ca factori ecologici2. Relaii transbiotice biochimice ntre plante i plante3. Factorii antropogeni ca factori ecologici

ntrebarea I Factorii biotici ca factori ecologici- lips ntrebarea II Relaii transbiotice biochimice ntre plante i plante, plante - animale B. Stugren (izv. 20, pag. 110-122) menioneaz c fundamentul chimic al strii staionare al unei biocenoze, nu se rezum numai la migraia biogeochimic a atomilor elementelor chimice. Se tie c, pretutindeni n mediu sunt eliminai numeroi produi (metabolii) secundari (externi) rezultai din metabolismul plantelor, animalelor, bacteriilor, fungilor etc., prin care biotopul dobndete o anumit configuraie (structur) biochimic. Pe fundalul configuraiei geochimice a mediului funcioneaz i un sistem biochimic - o sum de metabolii produi de metabolismul substanei vii. Astfel ia natere un mediu, diferit de cel geochimic, numit mediu biochimic, determinat de configuraia sistemelor de metabolii produse de interaciunile metaboliilor rezultai din metabolismele individuale. Aceti metabolii eliminai de sistemele vii n mediu snt antrenai n importante procese de interaciune. n aa mod, sub aspect informaional, mediul biochimic reprezint un sistem de mesaje conduse de la un organism la altul pe canale de tip ,,feed-back". Metaboliii eliminai n mediu, fiind un fel de mesageri chimici, pe baza lor n biocenoz se realizeaz ajustarea programelor allelopatice (gr.allelonreciproc +pathossuferin) ale diferitelor specii, se constituie o structur biochimic stabil cu legturi funcionale ntre metabolismele diferitelor specii. Substanele biochimice (metaboliii), de exemplu fenoli i terpene, eliminate n mediu, pot avea: aciuni negative (inhib creterea sau reproducerea altor specii de plante cu care se afl n competiie) sau pozitive (stimuleaz creterea altor specii din fitocenoza comun) asupra altor organisme. Aceste substane sunt denumite n diferit mod: ectocrine (din gr. ektos = n afar, n exterior, i krinein = a secreta), alelochimice (din gr. allelon = reciproc, una din dou), exometabolii (din gr. exo = n afar, n exterior, i metabolit), sau semiochimicale (din gr. semeion = semn, indiciu, caracteristic), iar fenomenul poart denumirea de alelopatie (din gr. allelon = reciproc, una dintre cele dou, unul pe altul; pathos = suferin, boal). A. M. Grodzinski (1972, 1973, citat dup B. Stugren, 1994), menioneaz c peste tot unde are loc creterea plantelor, n soluri i ape se constituie combinaii organice libere, ce provin din metabolismul vegetal, i sunt active biologic i ecologic. n mod tradiional, relaiile interspecifice, relaiile dintre specii situate pe niveluri trofice diferite, erau considerate sub aspect pur trofoecologic. n 1937 ns, fitofiziologul Hans Molisch descoper efectul inhibitor al unui metabolit vegetal, anume al etilenului, asupra creterii plantelor din alte specii. Aa o influen reciproc a plantelor prin derivai secundari ai metabolismului a fost numit de Molisch allelopatie. n 1944, microbiologul G. F. G a u s e, descoper un fenomen similar n lumea microorganismelor i formuleaz ipoteza c stabilitatea biocenozei este ntemeiat pe legitile biochimice ale interaciunilor dintre specii. Allelopatia nu este o excepie, ci un fenomen universal rspndit, i aceast noiune exprim relaiile reciproce prin metabolii ntre specii n cadrul biocenozei. Fenomenul allelopatic este studiat de biochimia i fiziologia plantelor, dar i de ecologie. Biochimia caut s stabileasc natura chimic a substanelor allelopatice. Fiziologia urmrete efectul substanelor allelopatice asupra creterii plantelor. Ecologia ns, studiaz efectul allelopatiei asupra structurii i dinamicii biocenozei. n aa mod circulaia metaboliilor prin biocenoz, adic schimbul de metabolii ntre organisme, alctuiete un metabolism aparte, de natur extratrofic, numit metabolism ecologic sau biochimic (Hai Iov, 1971). Clasificarea substanelor allelopatice se face dup particularitile efectului produs i organismul productor. Sub aceste aspecte se disting cinci clase de substane allelopatice (Griimmer, 1955): Coline, substane uor solubile sau volatile, produse de plantele superioare, cu efect ecofiziologic asupra altor plante superioare. Marasmine, substane produse de bacterii, cu efect de vestejire asupra frunzelor plantelor superioare. Fitoncide, substane produse de plantele superioare cu efect toxic asupra bacteriilor. Antibiotice, substane produse de ciuperci, cu efect toxic asupra bacteriilor. Alcaloizi i glicosizi, produi vegetali toxici pentru animale. La cele cinci clase ale lui Griimmer, mai trebuie adugate telergonii sau feromonii, substane produse de animale, un fel de hormoni cu aciune la distan asupra animalelor. Dup un alt criteriu, substanele allelopatice pot fi clasificate n: intraspecifice i interspecifice. De regul, alelopatia se manifest prin suprimarea unor populaii de plante de ctre alte populaii (ale altor specii). De exemplu, nucul sintetizeaz compusul chimic j u g l o n a, care fiind eliminat n mediu determin dispariia plantelor ierboase din jur; uleiurile aromatice secretate de unii arbuti din chaparalul californian trec n sol i inhib creterea plantelor ierboase din preajm. Este stabilit c nivelul allelopatic depinde de condiiile climatice i de densitatea organismelor n biotop, fiind mai ridicat n regiunile aride dect n regiunile umede. Insuficienta apei n regiunile aride stimuleaz creterea produciei de substane allelopatice, care au un efect autotoxic asupra plantei productoare, inhibnd creterea i limitnd, astfel, densitatea. n felul acesta se realizeaz o densitate optim ce permite supravieuirea speciei n condiiile unui regim srac de ap; n condiii de clima umed, apa fiind suficient, nu apare necesitatea limitrii densitii populaionale prin autointoxicare allelopatic. n plus, n solurile umede biomasa bacteriilor este mai ridicat dect n solurile aride, bacteriile neutraliznd cantiti mari de coline (substane allelopatice n temei cu rol inhibator sau toxic). Problema relaiilor biochimice interpopulaionale a fost studiat cel mai amnunit la plante i animale, ntre care, conform aforismului lui B. Stugren (1994), se desfoar, de milioane de ani, un rzboi chimic". Astfel, unele plante produc substane chimice toxice pentru animalele erbivore. n cazul altor substane, aciunea poate fi invers, de atracie i stimulare a creterii unei plante n vecintatea alteia. Menionm ns c nu este vorba numai de interaciunile biochimice dintre plante, ci toate fenomenele de interaciune biochimic din biosfer, ntre plante i animale, ntre plante i bacterii, ntre bacterii i ciuperci, snt cuprinse n aceast noiune. Ambii parteneri (planta i animalul) se influeneaz prin exometabolii. Aici relaiile alelopatice se clasific, dup B. Stugren (1994), n felul urmtor: 1) sistem toxin - antitoxin; 2) aciuni hormonale fitogene asupra animalelor; 3) stimularea biochimic a animalelor de ctre plante; 4) otrvirea plantelor prin alelochimicale de origine animal. n reglarea biochimic populaional a animalelor erbivore particip diverse substane biochimice de origine vegetal. Antagonismul dintre animalele fitofage i plante se manifest n primul rnd ca un antagonism din sistemul toxin antitoxin. Multiple observaii demonstreaz c starea staionar, de exemplu, n relaia atac de insecte i aprarea plantelor este urmarea coevolutiei celor 2 parteneri, proces n care fiecare partener acioneaz ca factor de evoluie n raport cu cellalt, dar, evident, fr ca ntre ei s aib loc un schimb de gene. Metabolismul vegetal produce un numr mare de substane de aprare (toxine) i substane ce stimuleaz, chimic, insectele, producnd astfel inhibitori i promotori. Atacul insectelor are loc atunci cnd cuantumul de inhibitori este mai redus dect cel de promotori. Anumite insecte acumuleaz fitotoxine i le utilizeaz ca substane de respingere a prdtorilor (Stugren, 1994). ntre animale i plante se desfoar i interaciuni de tip hormonal; unele plante produc substane organice ce imit structural i funcional anumii hormoni animali, prin care plantele intervin, de exemplu, n procesul de metamorfoz a insectelor la nivel molecular. Aceast intervenie se manifest n dereglarea desfurrii normale a metamorfozei cu ajutorul fitohormonilor, constituindu-se formaiuni vegetale ce nu pot duna plantelor. Adesea substanele alelopatice vegetale determin celulele animale s produc substane prin care insectele atac plantele. Se constat i formarea unor relaii alelopatice constituite ntre animale cu ajutorul telergonilor (feromonilor). Aici acioneaz: heterotelergoni, sau alomoni, prin care sunt influenai indivizii din alte specii; homotelergoni, sau feromoni n sens restrns, prin care sunt influenai indivizi de aceeai specie (conspecifici). Feromonii (homotelergonii) contribuie, ca substane atractante sexual, de agregare i marcare, la coeziunea populaiei i delimitarea nielor. Feromonii de agregare au rol de semnale ce atrag indivizi conspecifici spre un loc. Alt exemplu: la insectele sociale (albine), un feromon produs de regin adun lucrtoarele. Exemplu: Substanele de agregare au rol de semnale ce atrag indivizi conspecifici spre un definit loc lng pdure de unde ncepe invazia pdurii. La insectele sociale, un feromon produs de regin adun lucrtoarele. Plantele prin sintez de alelochimicale vegetale(cu efect de feromoni) excit celulele animale la producia unor substane prin care insectele reuesc s atace plantele, care au declanat sinteza feromonilor. De exemplu: un pin nord-american (Pinus ponderosa) elimin n, aer terpene volatile, care declaneaz la insectele xilofage (Dendrockmus) sinteza unui feromon, ce servete ca semnal pentru atragerea acestor insecte la un zbor de invazie asupra pinului , care a emis terpenul volatil n cauz. O anumit atenie merit i aa-ziii heterotelergoni, care au o aciune sinecologic, servind la mijlocirea relaiilor interspecifice ca arme de atac i aprare, numii kairomoni. Toxinele de aprare (de alarmare, atenionare) se elaboreaz abundent la insecte, amfibieni i la unele mamifere roztoare. Ca i la plante, toleranele interspecifice sunt alelopatic determinate.

ntrebarea III Factorii antropogeni ca factori ecologici - lips