Naravoslovje. Gradivo za interno rabo. 2. letnik. Pripravila: Jana Rešeta, prof. kem. in biol.

Transkripcija

1 Naravoslovje Gradivo za interno rabo 2. letnik Pripravila: Jana Rešeta, prof. kem. in biol. Litija, 2017

2 1 MERJENJE V NARAVOSLOVJU 1.1 OSNOVNE FIZIKALNE KOLIČINE IN ENOTE V večini držav sveta velja dogovor o fizikalnih količinah in merskih enotah mednarodni sistem merskih enot SI. Vsaka fizikalna količina ima svojo mersko enoto. Iz osnovnih količin se lahko izpeljejo vse druge količine. Vsaka fizikalna količina je sestavljena iz merskega števila in merske enote. Mersko število določimo z meritvijo. Količina Simbol količine Osnovne enote Simbol osnovne enote Čas t s Sekunda Dolžina l, x, d,... m Meter Masa m kg Kilogram Temperatura T K Kelvin Električni tok I A Amper Množina snovi n mol Mol Svetilnost I s cd Kandela Tabela 1: Osnovne fizikalne količine Ob osnovnih enotah zaradi praktičnosti pogosto uporabimo tudi večje ali majše merske enote, ki jih označimo s predponami. Predpona Simbol Vrednost Primer kilo k 10 3 = km = 1000 m Hekto h 10 2 = hl = 100 l Deka da 10 1 = dag = 10 g deci d 10-1 = 0,1 1 dm = 0,1 m = 10-1 m centi c 10-2 = 0,01 1 cm = 0,01 m = 10-2 m mili m 10-3 = 0,001 1 mm = 0,001 m = 10-3 m mikro µ 10-6 = 0, mm = 10-6 m nano n 10-9 = 0, nm = 10-9 m Mega M MW = 10 6 W Tabela 2: Vrednosti nekaterih predpon za enote 1.2 PRETVARJANJE ENOT Pri pretvarjanju enot si pomagamo s pretvorniki. Pretvornik je količnik, s katerim množimo ali delimo enote pri prehodu iz ene v drugo. 2

3 Shema: Pretvorniki za maso Shema: Pretvorniki za dolžino 1.3 SESTAVLJENE FIZIKALNE KOLIČINE IN ENOTE Ploščina je določena kot produkt dolžine in širine. Pri tem ne množimo zgolj merskih števil, ampak tudi enoti (m. m = m 2 ). Enota za ploščino je meter na kvadrat ali kvadratni meter. Taki enoti pravimo izpeljana enota. Izpeljane enote SI so enote, ki so izpeljane iz osnovnih enot SI. Količina Simbol Zveza Enota Ime enote Hitrost v v = s/t m/s meter na sekundo Delo A A = F. s Nm = J newton meter = joule Moč P P = A / t J / s = W joule na sekundo = watt Prostornina V V = a. b. c m 3 kubični meter Tabela: Nekatere izpeljane enote 3

4 1.4 POVPREČNA VREDNOST MERITEV Povprečna vrednost je najverjetnejša vrednost merjene količine ( ). Luka je štirikrat izmeril dolžino igrišča. Pri tem je izmeril sledeče dolžine: 21,56 m, 21,47 m, 21,5 m in 214,9 dm. Izračunaj povprečno vrednost dolžine igrišča. l 1 = 21,56 m l 2 = 21,47 m l 3 = 21,50 m l 4 = 214,9 dm = 21,49 m ī = l 1 + l 2 + l 3 + l 4 / 4 = 21,56 m + 21,47 m + 21,50 m + 21,49 m / 4 = 21,51 m. Odg.: Povprečna dolžina igrišča meri 21,51 m. 1.5 NAPAKE PRI MERJENJU Napake pri merjenju lahko nastajajo zaradi: 1. Nenatančnosti merske naprave, neprimerno izbrane merske enote SISTEMATICNE NAPAKE (neodvisne od nas). Zmanjšujemo napake s kontrolo merskih naprav, postopkov. 2. Nenatančnega odčitavanja vrednosti skale in zaradi različnega ocenjevanja desetink enot - NAKLJUČNE NAPAKE (npr.nenatančno polaganje merila, zaradi nehotenih premikov merila). Napakam se izognemo, če opravimo večje število meritev. 2. METODE PROUČEVANJA NARAVNIH POJAVOV ZNAČILNOSTI NARAVOSLOVNE METODE 1. Izvedemo opazovanje problema (teoretično izhodišče, strokovna praksa, osebna izkušnja, radovednost, nakažemo eksprimentalni pristop) 2. Oblikujemo hipoteze (pričakovanje ali napovedi poteka raziskave) 3. Pripravimo načrt eksperimenta (oblikovanje strategije za preveritev hipoteze izbor raziskovalnih metod, določitev nabora iskanih podatkov, izbor tehnike za analizo podatkov) 4

5 4. Ovrednotimo podatke (preverimo hipoteze) 5. Interpretacija rezultatov in oblikovanje zaključkov (oblikovanje nove hipoteze, s katerimi pojasnimo rezultate, nadaljevanje dela) Matematika in logika sta najstarejše in najenostavnejše orodje znanstvenika. Omogočata vsaj formalno pravilnost raziskovanja. Matematika je potrebna za razne (predvsem statistične) izračune. Logika pa je potrebna tako pri načrtovanju raziskav, kot tudi sklepanju in zaključevanju. 3. ENERGIJA IN VIRI ENERGIJE 3.1 KINETIČNA ENERGIJA Energijo, ki jo ima nekdo, ki teče, imenujemo kinetična energija. Hitreje tečemo, večjo kinetično energijo imamo. Vsako gibajoče se telo ima kinetično energijo, ki se lahko spremeni zaradi dela, ki ga opravijo zunanje sile. Kolikšno hitrost imamo pri teku, je odvisno od opravljenega dela. Za povečanje kinetične energije je pri težjem tekaču potrebno več dela. Če težji in lažji tekač tečeta z enako hitrostjo, ima težji tekač večjo kinetično energijo. Enačbo za izračun kinetične energije je: Wk=mv 2 /2, [1kg(ms) 2 =1Nm=1J] kjer je m masa telesa [kg] in v hitrost telesa [ms]. Iz enačbe vidimo, da je kinetična energija odvisna od mase in hitrosti telesa. 3.2 POTENCIALNA ENERGIJA Verjetno se je že vsakdo srečal s kolesarjenjem v klanec ali hojo v hribe. Zagotovo je znana izkušnja, da je vožnja v klanec napornejša od vožnje po ravnem. Za prevožen klanec navzgor je treba opraviti več dela kot za enako dolgo pot po ravnini. Pri vožnji v klanec se del dela, ki ga opravimo, porabi za premagovanje višinske razlike. To delo je enako spremembi energije, ki jo imenujemo potencialna energija. Pri vožnji v klanec se torej potencialna energija kolesarja poveča, pri vožnji po klancu navzdol pa zmanjša. Sprememba potencialne energije je odvisna od višinske razlike in teže telesa, ki jo pri tem premagujemo. Ker je teža odvisna od mase in gravitacijskega pospeška, je 5

6 sprememba potencialne energije odvisna od spremembe višinske razlike, mase in gravitacijskega pospeška, ki na Zemlji znaša 9,8ms 2. Enačba za računanje spremembe potencialne energije je torej ΔWp = mgδh, [1kgms 2 m=1kgm 2 s 2 =1Nm=1J], kjer je m [kg] masa telesa, g [ms 2 ] gravitacijski pospešek in Δh [m] sprememba višine glede na izhodiščno točko. Če sedimo na saneh na vrhu hriba, imamo potencialno energijo. Ko se zapeljemo po hribu navzdol, se nam velikost potencialne energije manjša, a nam zato narašča kinetična energija, saj nam narašča hitrost. Energija se lahko pretvarja iz ene oblike v drugo. V primeru sani to pomeni, da se je potencialna energija pretvorila v kinetično energijo. 3.3 DELO Delo je količina energije, ki jo prenašamo s silo, s katero delujemo na telo na določeni razdalji (poti), kar lahko tudi izračunamo: A=F s Orodja (klanec, vzvod, škripec) nam omogočajo, da si delo olajšamo, saj lahko z manjšo silo opravimo enako veliko delo. To dosežemo tako, da podaljšamo pot, na kateri deluje sila. Delo lahko različno opravljamo; lahko delamo z večjo ali manjšo močjo. Kadar delamo z večjo močjo, bo enako delo opravljeno v krajšem času. 3.4 MOČ Moč P je fizikalna količina, ki nam pove, kolikšno je razmerje med opravljenim delom A in časom t, v katerem je delo opravljeno. Moč je torej količnik dela in časa. P =At [Js] = [W] Moč lahko izračunamo tudi tako, da silo F pomnožimo s hitrostjo v, s katero prijemališče sile opravlja delo. A=F v =F st [N ms]=[js]=[w] Enota za moč je joule na sekundo ali vat (W). Ker je vat majhna enota, pogosto uporabljamo večje enote: kilovat (kw), megavat (MW), gigavat (GW). 6

7 Pri poganjanju električnega naboja skozi vodnike opravlja vir električne napetosti delo. To delo opravi vir na račun svoje notranje energije. Moč nam pove, v kolikem času to delo vir opravi. 3.5 ELEKTRIČNA MOČ Električna moč je odvisna od napetosti in toka. Enota električne moči je vat (W). Električno moč izračunamo glede na znane podatke z eno od enačb: P=U I, P=R I 2 in P=U 2 R 3.6 ELEKTRIČNO DELO Električno delo je odvisno od tega, s kolikšno električno močjo in koliko časa delamo. Električno delo računamo z enačbama A=P t in A=U I t. Enota električnega dela je joule (J), vendar pogosto uporabljamo enoto vatsekunda (Ws) oziroma iz nje izpeljano enoto kilovatna ura (kwh). 3.7 KEMIJSKE IN FIZIKALNE SPREMEMBE Različne snovi lahko med seboj kemijsko reagirajo. Kemijska sprememba je kemijska reakcija. Med kemijsko reakcijo se snovi spremenijo. Prekinejo se obstoječe vezi med atomi in molekulami in nastanejo nove vezi ter s tem nove snovi. Nove snovi, ki nastanejo, imajo drugačne lastnosti. Znaki, da je potekla kemijska reakcija, so nastanek plina, sprememba barve, nastanek oborine in podobno. Poleg tega se lahko pri reakciji sprosti ali porablja toplota, zato se temperatura med reakcijo poviša (eksotermna reakcija) ali pa zniža (endotermna reakcija). Fizikalna sprememba je na primer sprememba agregatnega stanja. Pri fizikalni spremembi ne nastane nova snov. Snovi v kemijskih reakcijah lahko opredelimo kot reaktante oziroma produkte. Snovi, ki vstopajo v kemijsko reakcijo, imenujemo reaktanti. Snovi, ki nastanejo pri kemijski reakciji, imenujemo produkti. Pri kemijski reakciji se reaktanti pretvorijo v produkte: REAKTANTI PRODUKTI. Kemijska reakcija ima smer, ki jo ponazorimo s puščico. S puščico (puščica ima smer v desno) ponazorimo, da iz reaktantov nastanejo produkti. 3.8 VIRI ENERGIJE Naravne vire energije in surovin delimo na neobnovljive in obnovljive vire. Najpomembnejši neobnovljivi viri energije in surovin so fosilna goriva: premog, nafta in zemeljski plin. Najpomembnejši obnovljivi viri energije so sončna energija, energija vode, energija vetra, biomasa in geotermalna energija. Veliko energetskih virov uporabimo za proizvodnjo električne energije, ki je v naši družbi zelo pomembna. 7

8 Zaradi omejenosti količin energetskih virov in surovin je nujno gospodarno ravnanje z njimi - boljša rešitev je varčevanje z viri kot pa povečevanje njihovega izkoriščanja. Še posebej preudarno moramo ravnati z neobnovljivimi viri. Koliko jih bomo porabili in koliko jih bo ostalo za prihodnje rodove, je odvisno od nas samih, od vsakega posameznika. Zaželeno je spodbujati izrabo lokalnih virov, saj je za njihovo izrabo potrebno manj energije. Zaželeno je spodbujati razvoj takšnih tehnologij in procesov, pri katerih sta majhna poraba energije in majhno obremenjevanje okolja. Kadar imamo možnost izbirati med viri, ki jih bomo izkoriščali, imejmo v mislih poleg ekonomskih kriterijev tudi okoljske - kakšen bo vpliv izkoriščanja virov na okolje in kakšne bodo posledice izkoriščanja za prihodnje rodove. Dandanes lahko opazimo, da je vse več streh pokritih s temnimi ploščami - sončnimi celicami. Uporabljamo jih za pretvarjanje sončne energije v električno. Sončnih (svetlobnih) celic ne smemo zamenjati s kolektorji, ki jih lahko prav tako pogosto opazimo na strehah, a se uporabljajo le za segrevanje vode. 3.9 GLOBALNO SEGREVANJE Globalno segrevanje ozračja ima za naš planet številne negativne posledice. Izginevajo ledeniki ter led na severnem in južnem tečaju, kar vodi do dviga morske gladine. Na nekaterih predelih Zemlje se pojavljajo vse bolj ekstremne vremenske razmere, kot so poplave, orkani, izjemno nizke temperature in širjenje sušnih območij - puščav. Temperaturne spremembe imajo negativen vpliv tudi na naravno ravnovesje. 4.1 CELICA 4. DELOVANJE ČLOVEŠKEGA TELESA IN OHRANJANJE ZDRAVJA Vsa živa bitja ali organizmi so zgrajeni iz ene ali več celic. V celicah potekajo življenjski procesi, ki so nujni za obstoj živega bitja. Zato pravimo, da je celica tudi osnovna funkcionalna enota živih bitij. Zunanji del celice je celična membrana, ki prepušča v ali iz celice le določene snovi. V notranjosti celice sta citoplazma in jedro. Citoplazma sestoji iz citosola in celičnih vključkov. Citosol je pretežno iz vode in v njej raztopljenih snovi (molekul beljakovin, škroba, glikogena, maščob, soli itd.). Celični vključki opravljajo natančno določene naloge. Nekateri celični vključki so zgrajeni zelo zapleteno in jih imenujemo organeli. Jedro vsebuje dedno snov, ki nosi informacije o zgradbi in delovanju celice oz. organizma. V organelih, imenovanih mitohondriji, potekajo procesi, v katerih se iz hrane sprošča energija, ki je potrebna za delovanje, rast in razvoj celice. Poleg energije se sproščata tudi ogljikov dioksid in voda. 8

9 Slika: živalska in rastlinska celica 4.2 ORGANIZACIJSKE RAVNI V večjih organizmih se celice, podobne po zgradbi in vlogi, ki jo opravljajo v organizmu, združujejo v tkiva. Tkivo sestavljajo enakovrstne celice, med njimi pa je več ali manj medceličnine. Značilnost celic, ki sestavljajo mišično tkivo, je sposobnost krčenja. Živčne celice opravljajo nalogo prevajanja informacij po telesu. Organi so zgrajeni iz različnih tkiv. Srce je organ, ki črpa in poganja kri po telesu. Želodec je organ, v katerem se prebavlja hrana. Možgani nadzorujejo delovanje različnih delov telesa. Organizem sestavljajo različni organi. V organski sistem povezujemo tiste organe, ki opravljajo skupno nalogo. Krvožilje sestavljajo srce in krvne žile. K prebavilom sodijo med drugim požiralnik, želodec in črevo. Živčevje tvorijo možgani, hrbtenjača in živci. Poleg osnovne vloge ima vsak organski sistem še dodatne naloge, na primer vloga ogrodja ni le zaščita in premikanje, ampak so kosti zaloga mineralnih snovi, predvsem kalcija in fosfatov. Znotraj kosti nastajajo krvne celice. 4.3 ORGANSKI SISTEMI Koža je organski sistem. V njej so čutila, s katerimi zaznavamo okolje. Njena najpomembnejša vloga je zaščita, obramba in hlajenje organizma. Premikanje telesa omogočajo gibala, sestavljena iz mišičja, ki se pritrjuje na ogrodje iz številnih kosti in hrustanca. Za energijsko in snovno oskrbo organizma ter presnovo, raznašanje snovi po telesu ter njihovo izločanje skrbijo prebavila, dihala, krvožilje in izločala. Usklajeno delovanje organizma sta v domeni živčevja in hormonskega sistema, medtem ko so čutila vez med okoljem in organizmom. Za obrambo in vzdrževanje zdravja so odgovorni obrambni sistemi. 4.4 BOLEZNI 9

10 Bolezen je stanje nenormalnega delovanja organizma. Ob bolezni se običajno počutimo šibki in manj zmožni opravljanja vsakdanjih opravil. Viruse poznamo predvsem kot povzročitelje številnih bolezni. Virusi lahko okužijo vse vrste živih bitij, od bakterij, gliv, rastlin in živali. Virusi so zunaj živih celic samo skupek neaktivnih kemičnih snovi. Ko virusi vdrejo v živo celico, jo izkoristijo za čim hitrejšo in čim večjo tvorbo novih virusov. Virusi povzročajo herpes, črne koze, rumeno mrzlico, hepatitis A, klopni meningitis, mumps, ošpice, steklino, prehlad, gripo ipd. Herpes je eden zelo pogostih virusov. Z njim se običajno okužimo z neposrednim stikom z okuženo osebo. Ko se enkrat okužimo s herpesom, ostanemo okuženi vse življenje, a do izbruha bolezni pride le, ko se zmanjša odpornost. V zadnjih desetletjih je še posebej razširjen sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti (AIDS), ki ga povzroča virus HIV in se prenaša predvsem z nezaščitenimi spolnimi odnosi in z nerazkuženimi injekcijskimi iglami. Za virusno okužbo, ki je najbolj razširjena v Afriki, vsako leto umre približno 2 milijona ljudi. Okuženih je več 10 milijonov ljudi. Bakterije so preprosto zgrajeni enocelični organizmi. Prisotnost bakterij v vsakdanjem življenju lahko opazimo npr. pri gnitju hrane ali kisanju mleka. Bakterije živijo skoraj povsod: najdemo jih v celinskih vodah, v morjih in oceanih, v prsti, v živalih in rastlinah, celo v bližini termalnih vrelcev ipd. Večina vrst bakterij je koristnih, saj so razkrojevalci organskih ostankov živih bitij, nekatere bakterije so potrošniki (npr. Acidophylus) in proizvajalci (npr. cianobakterije). Večina pri človeku ali drugih živih bitjih ne povzroča bolezni. Bakterije lahko živijo v sožitju z drugimi živimi bitji (npr. bakterije Cellulomonas v prebavilih nekaterih živali razgrajujejo celulozo, ki jih žival sama ne more prebaviti). Bakterije lahko živijo kot zajedavci (npr. Vibrio cholera) v drugih organizmih in jih z odžiranjem hrane oslabijo ali celo povzročijo njihovo smrt. Brez bakterij bi življenje na Zemlji počasi zamrlo. Nekatere bakterije človek izkorišča za svoje potrebe, predvsem pri predelavi hrane. S pomočjo bakterij izdelujemo kis, jogurte ali kisamo repo in zelje. S pomočjo bakterij v laboratorijih izdelujejo zdravila antibiotike, inzulin (za sladkorne bolnike), ocetno kislino, mlečno kislino... V neposrednem stiku z glivami smo največkrat v jesenskih mesecih kot nabiralci gob. Enocelične glive kvasovke uporabljamo pri pripravi hrane ali pijač: s pomočjo delovanja gliv ljudje delamo kruh, vino in pivo. Skupina gliv, ki jih največ uporabljamo v prehrambeni 10

11 industriji, so glive kvasovke. Ob odsotnosti kisika kvasovke iz sladkorjev, ki so v substratu (npr. ječmenov slad za pivo ali zmleto grozdje za vino), izdelujejo alkohol in sproščajo ogljikov dioksid. Če pa je na voljo kisik, poteka v glivah kvasovkah celično dihanje, pri katerem se sladkorji razgradijo na vodo in ogljikov dioksid. Nekatere glive, zlasti iz skupine plesni so, podobno kot nekatere bakterije, v medicini pomembne predvsem za izdelavo nekaterih antibiotikov snovi, ki zavirajo rast bakterij ali povzročajo njihovo smrt. Ekologija preučuje organizme v okolju. 5. EKOLOGIJA Ekosistem sestoji iz vseh neživih in živih dejavnikov. Naravni ekosistem je tisti ekosistem, ki ga človek ni spreminjal. Naravni ekosistemi so gozd, gozdni rob, jezero, mlaka, morje, travnik, puščava, tropski deževni gozd Umetni ali antropogeni ekosistem je tisti ekosistem, ki ga je človek spremenil. Pogosto se s spreminjanjem poruši tudi naravno ravnovesje. Umetni ekosistemi so umetno narejen ribnik, polje, vrt, mesto, smetišče, ZOO, terarij, akvarij V naravnih ekosistemih se vrste nenehno borijo za svoj življenjski prostor in hrano in se tako ali drugače umikajo plenilcem ali se pred njimi branijo. Za naravne ekosisteme je značilno, da omogočajo sobivanje večjemu številu vrst kot umetni ekosistemi. Pravimo, da v naravnem ekosistemu vlada ravnovesje med vrstami. Tak ekosistem je stabilen. Umetni ekosistemi, kot so npr. njive, sadovnjaki ali vinogradi, so običajno zasajeni z manjšim številom vrst, ki so namenjene predvsem prehrani človeka. Te vrste so potencialni vir hrane tudi za druga živa bitja. Ker lahko ena vrsta živih bitij močno vpliva na pridelek (npr. koloradski hrošč se prekomerno namnoži na njivi krompirja), pravimo, da tak ekosistem ni stabilen. Neživi dejavniki so zemeljska privlačnost, svetloba, temperatura, zračni tlak, voda v vseh oblikah, veter, vulkani, potresi. Živi dejavniki so vsa živa bitja: živali, rastline, glive, protisti, bakterije in človek. Življenjska združba ali biocenoza je skupnost živih bitij, ki si delijo isti življenjski prostor, na primer ribnik, morska čer, travnik ali gozd. Združbe sestavljajo številne vrste živali in rastlin. Morska čer je prebivališče alg, veternic, polžev, rakov, rib in drugih. Življenjski prostor ali biotop je določen prostor z vsemi neživimi dejavniki okolja, ki omogočajo ali omejujejo nastanek živih bitij. Živi in neživi dejavniki okolja so med seboj prepleteni in vplivajo drug na drugega. Gozd oz. drevesa uspevajo na območjih, kjer so dovolj visoke temperature (temperatura najtoplejšega meseca nad 10 ºC) in kjer je dovolj razpoložljive vode (letna višina padavin okoli 500 mm ali več). Tudi gozd vpliva na ozračje in s tem na podnebje, saj s fotosintezo niža delež ogljikovega dioksida in viša delež kisika. Moč vetra je v gozdu močno zmanjšana, tla zadržujejo velike količine vode (tla z večjim deležem humusa zadržijo večje 11

12 količine vode), zaradi česar se zrak v gozdu ob sončni pripeki počasneje ogreva, ob mrazu pa počasneje ohlaja. Neživi dejavniki okolja določajo razmere v okolju in od razmer v okolju je odvisno, katere vrste živih bitij bodo v tem okolju preživele. Eden izmed najpomembnejših dejavnikov okolja je zemeljska privlačnost. To je sila, ki povzroča, da telesa z maso privlačijo drug drugega. V vsakdanjem življenju to opazimo tako, da vsak predmet, ki ga vržemo, slej ko prej pade na tla, ker ga privlači Zemlja s svojo maso. Zaradi tega se lahko odrinemo od tal npr. pol metra (če bi bili na Luni, ki ima maso eno šestino Zemljine, in bi se odrinili z isto silo kot na Zemlji, bi skočili približno 3 metre visoko). Svetloba prihaja na Zemljo od Sonca. Je vir energije in toplote, od česar je odvisna temperatura. Brez sončeve svetlobe bi bila Zemlja mrzel planet brez življenja. Rastline nujno potrebujejo svetlobo za svoje delovanje, vsa druga živa bitja pa so odvisna od hranilnih snovi, ki jih rastline izdelujejo. Zračni tlak je teža zraka, s katero pritiska na površino Zemlje in se zmanjšuje z nadmorsko višino. Zaradi razlik v zračnem tlaku se pojavi gibanje zraka, ki ga imenujemo veter. Gibanje zraka se pojavi iz smeri višjega zračnega tlaka v smeri nižjega zračnega tlaka. Ponekod temperature odločilno vplivajo na oblikovanje razmer za življenje. Pokrajina na Antarktiki, kjer so razmere v okolju zaradi nizkih temperatur tako ostre, da preživijo le redke vrste živih bitij. Prevladujejo živalske vrste s stalno telesno temperaturo, rastlin pa skorajda ni. V vročih puščavah so podnevi visoke temperature, ponoči pa lahko padejo tudi pod 0 ºC. Pravijo, da je noč saharska zima. Razmisli, kako so živa bitja prilagojena na življenje v puščavah. Pokrajina v zmernotoplem pasu. Bivalne razmere so ugodne za veliko število živih bitij in tudi za človeka. Voda vpliva na okolje na različne načine. Voda v obliki padavin spira prst in preperele kamnine ter v obliki rahlo kisle deževnice raztaplja kamnine, topne v vodi (apnenec). Voda v obliki rek oz. vodotokov v površje vreže struge v obliki sotesk, kanjonov, dolin. V svojem zgornjem toku, kjer teče po strmih pobočjih, odnaša material, v spodnjem toku, kjer teče po ravninah, ga pa odlaga. Voda v obliki valov oblikuje obale. Voda v obliki ledu oz. ledenikov oblikuje površje predvsem na območjih visokih gora, nad snežno mejo, ki je v Sloveniji na višini m. Tudi veter pomembno vpliva na okolje, zlasti tam, kjer rastlin ni, jih je malo ali pa prevladujejo nizke rastline, npr. trave. Veter odnaša pesek in 'brusi' površje ali tvori peščene sipine. Na območjih z ekstremnimi razmerami, npr. na tečajih, v 12

13 puščavah in visokogorju (Himalaja na posnetku), se okolje spreminja predvsem zaradi vpliva neživih dejavnikov, saj živih dejavnikov skorajda ni. Dejavniki okolja v daljših časovnih obdobjih spreminjajo okolje in s tem spreminjajo razmere za življenje. Nekateri neživi dejavniki (potres, vulkanski izbruh) lahko spremenijo okolje tako močno, da pride do izumrtja številnih vrst ali na ožjem območju ali celo na celotnem planetu PRETOK ENERGIJE IN KROŽENJE SNOVI Vsi organizmi potrebujejo hrano in večina organizmov potrebuje tudi kisik. 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 (rganske) snovi v mineralne (anorganske) snovi, ki jih potrebujejo rastline PREHRANJEVALNA VERIGA IN PREHRANJEVALNI SPLET Prehranjevalna veriga ponazarja smer pretoka energije, ki se shranjuje in prenaša od enega organizma do drugega. Prehranjevalna veriga je poenostavljen prikaz pretoka energije, ker se le redke živalske vrste prehranjujejo izključno z eno vrsto rastlin ali živali. rastlina rastlinojedec mesojedec bakterije, glive (proizvajalec) (porabnik) (porabnik) (razkrojevalci) Prehranjevalne verige so različno dolge. Vsaka prehranjevalna veriga se začne z rastlino. 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. 13

14 Življenjska raznovrstnost (biotska raznovrstnost) raznovrstnost življenja na Zemlji se kaže v številčnosti, različnosti in spremenljivosti organizmov in ekosistemov. Za Slovenijo je značilna velika življenjska raznovrstnost. Nanjo vplivajo raznolikost krajine, prepletanje štirih biogeografskih območij: Alp, Dinarskega gorstva, Panonske nižine, Primorja, veliki, sklenjeni gozdni ekosistemi, raznolikost podnebja in tipov tal. Življenjsko raznovrstnost ogrožajo razvoj mest, gradnja cest, uvajanje tujerodnih vrst, onesnaževanje vode in zraka, uporaba pesticidov v kmetijstvu, izsuševanje mokrišč 5.3 ODNOSI MED VRSTAMI IN ZNOTRAJ VRST Interspecifični odnosi so odnosi med osebki različnih vrst. 1. Sožitje je povezanost dveh ali več osebkov različnih vrst zaradi obojestranskih koristi (mutualizem sožitje alg in gliv, sožitje gliv in dreves, protokooperacija sožitje ptičev in krokodilov) 2. Priskledništvo ali komenzializem korist ima ena vrsta, druga pa nima škode (ptiči, ki spletajo gnezda na drevesu). 3. Plenilstvo ali predatorstvo korist ima plenilec, plen pa škodo (lisica in kokoš). 4. Zajedalstvo ali parazitizem korist ima zajedalec, ki plena ne ubije, temveč se naseli na njegovi površini ali v telesu in privzema njegove hranilne snovi (zajedavstva je predenica, ki se ovija okoli različnih travniških rastlin in vanje prodira s preobraženimi koreninami). 5. Nasprotništvo ali amenzalizem ena vrsta škoduje drugi in od tega nima koristi črni oreh in druge vrste rastlin). 14

15 6. Tekmovanje ali kompeticija nimajo koristi ne eni ne drugi. Intraspecifični odnosi so odnosi med pripadniki iste vrste. Ker je količina hrane v gozdu omejena, se je treba za prostor, na katerem je hrana, boriti. 1. Kanibalizem - vrsta plenilstva (šibke mladiče požrejo) 2. Družbeni ali socialni odnos (značilen za mravlje, čebele, termite, živali živijo v skupnosti, delijo si delo) 3. Posestništvo ali teritorialnost (posameznik ali skupina osebkov si omeji del površine, ga označuje z iztrebljanjem, praskanjem in brani). 4. Položajni red ali hierhija (osebki so podrejeni enemu, primer živali, ki živijo v čredah, jatah) LASTNOSTI POPULACIJE Lastnosti populacije so: gostota, porazdelitev osebkov v prostoru, rodnost, umrljivost, starostna sestava, spolna sestava, oblika rasti populacije. 1. Gostota populacije je količinski pojem, ki pomeni št. osebkov na določeni površini tal ali v določeni prostornini vode. 2. Porazdelitev osebkov v prostoru: - Neenakomerna porazdelitev (skladišča žit, silosi, riževi žužki) - Enakomerna porazdelitev (sadovnjaki, drevesnice, plantaže, njive) - Porazdelitev po skupinah (sesalci, plazilci,...) to je tudi najpogostejša porazdelitev 3. Stopnja rodnosti: število novorojenih osebkov v časovni enoti / število vseh osebkov v populaciji. Rodnost je visoka pri vrstah ki ne skrbijo za zarod, ker so pri njih izgube ki doletijo jajčeca, ličinke, mladiče, mladiče zelo velika (školjke, žuželke, večina rib,...) Na rodnost vplivajo hrana, plenilci, prostor, temperatura, podnebje, letni časi, geografska lega, gostota populacije. 4. Stopnjo umrljivosti: število umrlih osebkov v časovni enoti / vsi osebki v populaciji. (umrljivost narašča s starostjo (človek), enakomerno umrljivost v seh starostnih obdobjih populacije (galeb), visoka umrljivost v mladosti in se s starostjo zmanjšuje (riba). 5. Populacijo živih bitij sestavljajo osebki različnih starosti. Starostno sestavo grafično prikazujemo s starostnimi razredi, katere razporejamo drugega vrh drugega. Kot podlaga je razred z najmlajšimi osebki na vrhu pa je rzared z najstarejšimi. Ker s starostjo umrljivost narašča nam da taka razvrstitev obliko enakokrakega trikotnika in govorimo o starostni piramidi. -postreproduktivni del=ostareli osebki 15

16 - reproduktivni del=spolno zreli osebki -prereproduktivni del=mladi (nezreli)osebki 6. Spolna sestava populacije kaže odnos me spoloma, ki je prvotno 1:1, za samce in samice. Pozneje se ta odnos spremenja kolikor je umrljivost med spoloma različna. 7. Neomejena rast populacije pomeni da se življenski sila ali biotski potencial uveljavi v vsej moči. To pa ni mogoče, saj se populaciji upira okolje. Njeno rast omejujejo: pomankanje hrane, pomanjkanje življenskega prostora, druge populacije, bolezni, klima, škodljive mutacije BIOINDIKATOR Bioindikator - organizem, ki odraža okoljske danosti, spremembe (ekološke/okoljske dejavnike: svetloba, toplota, ph, prebitek ali pomanjkanje hranil, kombinacijo okoljskih dejavnikov, delovanje živali, človeka). Potencialno so vsi organizmi indikatorji, še posebej pa tisti, ki so pritrjeni (rastline, glive, mikroorganizmi). 5.6 VAROVANJE EKOSISTEMOV Varstvo narave si prizadeva za ohranjanje in varovanje narave, torej ekosistemov (habitatov) in vseh živih bitij v njih. Varovanje zajema predvsem omejitev nekaterih človekovih dejavnosti. Glede na omejitev števila dejavnosti je več kategorij varovanja narave (naravni rezervat, narodni park, naravni spomenik, zavarovana območja naravnih virov itd.). Namen varstva okolja je ohraniti okolje tako, da je primerno za bivanje človeka; torej zmanjšanje rabe virov, opuščanje in nadomeščanje okolju nevarnih snovi in odpravljanje posledic onesnaževanja okolja. Merila, po katerem se ravnamo pri varstvu okolja so počutje, preživetje in zdravje vseh živih bitij. Človek z nekaterimi svojimi dejavnostmi ogroža številna druga živa bitja in tudi sebe. Pri tem izrablja neobnovljive vire (npr. fosilna goriva) ali preveč izrablja obnovljive vire oz. jih izrablja hitreje, kot se obnavljajo (npr. pretiran izlov rib, pretirana sečnja gozdov). Pri številnih človekovih dejavnostih nastajajo tudi snovi, ki se razgrajujejo zelo dolgo (npr. nekatere vrste plastike in radioaktivni odpadki). Zato je smotrno, da okolje varujemo in omejimo tiste dejavnosti človeka, ki so za naravo in okolje škodljivi. 16