Ecologie și Protecția Mediului - Capitolul I-III

Ecologia este studiul interacțiunilor dintre organisme și mediul lor înconjurător.

Conștiința ecologică este înțelegerea importanței relațiilor dintre organisme și mediul lor, precum și responsabilitatea pentru protejarea mediului.

Sistemele biologice sunt organizări complexe de organisme vii care interacționează între ele și cu mediul lor.

Caracterul informaţional al sistemelor biologice se referă la modul în care informația circulă și influențează funcționarea sistemului.

Integralitatea sistemelor biologice înseamnă că toate părțile sistemului sunt interdependente și funcționează în mod coordonat.

Echilibrul dinamic al unui sistem biologic se referă la starea de echilibru care se menține prin interacțiunile complexe dintre componentele sistemului.

Autoreglarea în sistemele biologice este capacitatea de a se regla și a se menține în echilibru, în ciuda factorilor perturbatori din mediului.

Un ecosistem este o unitate funcțională formată din organisme vii și factorii abiotici din mediul lor, care interacționează și se influențează reciproc.

Ernst Haeckel, un biolog german, a introdus termenul "ecologie" în 1866, bazându-se pe cuvintele greceşti "oikos" (casă) şi "logos" (studiu).

Definiţiile ecologiei pot fi grupate în două categorii principale: una se concentrează pe organismul individual, iar cealaltă pe sistemele biologice care cuprind mai multe organisme.

Aristotel şi Teofrast sunt consideraţi precursori ai ecologiei din antichitate. Ei au observat şi studiat relaţiile dintre organisme şi mediu, dar nu au folosit termenul "ecologie" în mod explicit.

Teoria evoluţiei a lui Darwin, publicată în 1859, a subliniat interdependenţa organismelor vii şi a evidenţiat importanţa interacţiunilor dintre ele pentru supravieţuire.

Auguste Pyrame de Candolle, un botanist francez, a demonstrat necesitatea unei noi discipline botanice care se concentrează pe relaţiile dintre plante şi mediu în 1833.

În 1840, chimistul german Justus von Liebig a descoperit circulaţia atomilor elementelor chimice în sistemul Plantă ↔ Sol, bazându-se pe observaţii din agricultură.

Circulaţia materiei include procese naturale ca nutriţia minerală a plantelor, circulaţia prin verigi animale şi descompunerea materiei organice moarte.

Gr. Antipa a înființat Institutul de Biogeografie din Constanța și Stațiunea de hidrobiologie din Tulcea în 1924, contribuind la dezvoltarea studiilor biologice românești.

Ion Borcea a studiat litoralul mării Negre, iar M. Băcescu a continuat cercetările în aceeași zonă, aducând contribuții majore la înțelegerea ecosistemului marin.

N. Botnariuc a analizat ecologia lacurilor și bălților din Delta Dunării, explorând relațiile dintre organisme și mediul lor.

Emil Racoviță, prin înființarea primului Institut de Speologie din lume, a adus o contribuție majoră la dezvoltarea biologiei mondiale.

Opera lui Emil Racoviță, inclusiv activitățile sale publice, a promovat o abordare ecologică și evoluționistă, influențând generații de biologi.

C. Motaş a fost un promotor al ocrotirii naturii, alături de geolog și paleontologul I. Simionescu, ambii luptând pentru protejarea mediului.

I. Grințescu a fost unul dintre fondatorii algologiei și micologiei ecologice, studiind algele și ciupercile în relație cu mediul lor.

Iuliu Prodan a publicat prima monografie de ecologie vegetală din România, contribuind la o mai bună înțelegere a vegetației românești.

Programul Biologic Internaţional (I.B.P.) a reunit la nivel global cercetătorii din domeniul ecologiei, standardizând metode de cercetare şi inventariind procesele ecologice. Acest program a impulsionat elaborarea de manuale cu metode unitare de cercetare, inclusiv în domeniul producţiei şi schimburilor de energie din ecosistemele terestre şi acvatice.

Prin aplicarea metodelor statistice şi a calculatoarelor în ecologie, s-a permis o analiză mai complexă a datelor, o programare mai precisă a cercetărilor şi o prognozare mai exactă a evoluţiei sistemelor ecologice.

Ecologia, prin principiile sale, a fundamentat o serie de discipline aplicative, precum agroecologia, ecologia forestieră, protecţia mediului, ocrotirea monumentelor naturii.

Ecologia integrează cunoştinţe din biologia generală (morfologie, anatomie, fiziologie, biochimie, etc.) dar şi din alte ştiinţe ca matematica, pedologia, geografia, fizica, devenind astfel o ştiinţă interdisciplinară.

Ecologia, prin înțelegerea complexității sistemelor biologice și a interdependenței dintre om și mediu, evidențiază responsabilitățile omenirii față de biosferă, punând accent pe un management rațional al resurselor naturii.

Etapa autecologică a ecologiei s-a concentrat pe studierea fiecărei specii în parte, în relație cu mediul său, fără a lua în considerare relațiile dintre specii.

Evoluția ecologiei a parcurs trei etape majore: autecologia, sinecologia și etapa sistemică. Fiecare etapă a adus o perspectivă diferită asupra studiului relațiilor dintre organisme și mediul lor.

Etapa sinecologică a ecologiei a extins analiza la relațiile dintre specii din ecosisteme, accentuând interdependența dintre ele.

Aderarea la temperaturi fluctuante în mediul înconjurător, dar cu posibilitatea de a depăși condiții extreme prin adaptări sezoniere (estivație și hibernare).

Regula lui Bergmann susține că, în aceeași specie sau grup taxonomic, animalele din regiunile nordice tind să aibă o talie mai mare decât cele din zonele calde.

Principiul din spatele regulii lui Bergmann este că animalele mai mari au un raport suprafață/volum mai mic, pierzând astfel mai puțină căldură.

Regula lui Allen se referă la adaptarea la frig prin scurtarea apendicilor corpului (urechi, membre) pentru a reduce pierderea de căldură.

În condiții de frig, animalele heteroterme prezintă o serie de adaptări fiziologice și comportamentale pentru a supraviețui.

Apa este esențială pentru viață, atat ca element constitutiv al organismelor, cât și ca mediu de desfășurare a proceselor biochimice și ecologice.

Temperatura ridicată de solidificare a apei permite ca procese biologice importante să aibă loc la 0°C, o temperatură la care alte substanțe ar fi înghețate.

Apa se dilată atunci când îngheață, ceea ce poate avea un impact asupra mediului, cum ar fi fisurarea rocilor sau formarea lacurilor glaciare.

Deșerturile se găsesc de obicei între latitudinile 20° și 35° datorită cantității reduse de precipitații.

Cantitatea de precipitații și relieful joacă un rol crucial în determinarea disponibilității de apă într-o țară.

Apa din sol poate fi clasificată în funcție de capacitatea ei de a fi utilizată de plante. Apa higroscopică este reținută prea strâns de sol, iar apa capilară poate circula și poate fi utilizată de plante.

Solul umezit până la nivelul capilarelor conține toate formele principali de apă din sol: higroscopică, peliculară și capilară.

Apa capilară poate circula și solubiliza substanțele nutritive, făcând-o utilă pentru plante.

Apa higroscopică este absorbită din atmosferă și se fixează puternic pe particulele de sol, nefiind disponibilă pentru plante.

Radiaţia solară care străbate atmosfera când aerul este clar, crescând cu răsăritul soarelui, atingând maximul la zenit şi scăzând la apus.

Radiaţia solară care este difuzată de moleculele de gaze şi particulele din atmosferă, ajungând la suprafaţa Pământului dintr-o multitudine de direcţii.

Raportul procentual între radiaţia solară incidentă şi cea reflectată de o suprafaţă.

Determină temperatura suprafeţei Pământului şi influenţează formarea climatelor, asigurând menţinerea calotelor polare.

Radiaţiile infraroşii ocupă limita superioară a spectrului solar şi reprezintă, în medie, 59% din acesta.

Radiaţiile care vizibile pentru ochiul uman, responsabile pentru lumina pe care o percepem.

Radiaţiile din spectrul electromagnetic, capabile să provoace modificări chimice, cum ar fi bronzarea pielii.

Absorbţia, difuzia și reflexia radiaţiei solare în atmosferă determină că doar o parte din energia solară ajunge la suprafaţa Pământului, restul fiind reflectată, difuzată sau absorbită de atmosfera.

Radiațiile luminoase din spectrul solar au o lungime de undă cuprinsă între 400-700 nm și reprezintă 40-41% din totalul radiațiilor solare. Această proporție variază în funcție de poziția soarelui pe cer.

Radiațiile ultraviolete (UV) sunt radiații electromagnetice cu lungime de undă mai mică decât cea a luminii vizibile. Se clasifică în funcție de lungimea de undă: UV lungi, UV mijlocii.

Ritmurile biologice sunt alternarea ciclică a proceselor biologice la intervale de timp regulate. La animale există: ritmuri circadiene, lunare, sezoniere.

Ritmurile circadiene sunt determinate de alternanța dintre lumină și întuneric, influențând diverse procese metabolice, fiziologice și etologice.

Animalele cu activitate diurnă sunt active în timpul zilei, cele cu activitate nocturnă sunt active noaptea, iar cele cu activitate crepusculară sunt active în amurg.

Bioritmurile umane includ: bioritmul fizic, bioritmul psihic and bioritmul intelectual. Fiecare tip de bioritm are o fază pozitivă și una negativă.

Omul, ca orice ființă vie, este supus ritmurilor circadiene, cu un predominant diurn, mai ales în privința funcțiilor ce guvernează forța fizică, sensibilitatea și capacitățile intelectuale.

Intensitatea luminii se măsoară în luxi. Un lux reprezintă intensitatea luminoasă de un lumen pe metru pătrat.

Fotoperioada reprezintă perioada luminoasă din cursul zilei, având un rol crucial în multe ecosisteme. Influențează diverse procese la plante, cum ar fi înflorirea, intrarea în repaus și căderea frunzelor.

Plantele de zi scurtă înfloresc atunci când durata fotoperioadei este mai mică sau egală cu 12 ore. Exemple: crizantemă, poinsettia.

Plantele foto-neperiodice nu au nevoie de o anumită durată a fotoperioadei pentru a înflori. Exemple: castravete, tomate.

Ritmul circadian, sau nictemeral, este un ciclu biologic care se repetă aproximativ la 24 de ore și este controlat de un ceas biologic intern. El se bazează pe alternanța zi-noapte, influențând diverse procese fiziologice.

Mimetismul este o adaptare evolutivă prin care un animal imită aspectul unui alt animal, cu scopul de a se apăra de prădători sau a-și prinde prada.

Homocromia este o adaptare evolutivă prin care un animal își schimbă culoarea pielii pentru a se camufla cu mediul înconjurător, făcându-l mai greu de observat de prădători sau de pradă.

Temperatura este un factor ecologic fundamental, influențând procesele de viață ale organismelor, de la respirație și creștere la fotosinteză și locomoție.

Constanta solară, o măsură a energiei solare care ajunge la Pământ, este alcătuită din 50% spectru vizibil și 50% spectru invizibil. Influențează temperatura planetei.

Temperatura la care începe dezvoltarea sau creşterea unui organism, sub care organismul nu se poate reproduce.

Suma totală de temperatură necesară pentru a finaliza ciclul biologic al unui organism.

Temperatura la care un organism se dezvoltă cel mai bine; temperatura preferată.

Organismul are o temperatură variabilă a corpului, în funcție de temperatura mediului.

Temperatura la care un organism moare de frig.

Temperatura la care un organism moare de căldură.

Organismele care tolerează o gamă largă de variații ale factorilor de mediu, inclusiv temperatura.

Organismele care preferă temperaturi ridicate.

Animalele care pot regla temperatura corpului într-o anumită limită, dar își ajustează comportamentul în funcție de mediul înconjurător, trecând prin perioade de estivație (vara) sau hibernare (iarna).

Această regulă explică faptul că animalele din zonele reci tind să aibă o talie (dimensiune) mai mare decât cele din zonele mai calde. Acest fenomen se datorează raportului suprafață-volum: un corp mai mare pierde mai puțină căldură.

O consecință a regulii lui Bergmann, care explică faptul că animalele din zonele mai reci au apendicii corpului (urechile, membrele) mai scurte decât cele din zonele mai calde. Această adaptare reduce pierderea de căldură.

Animalele heteroterme prezintă o serie de adaptări fiziologice și comportamentale pentru a supraviețui la frig, cum ar fi: deshidratarea, producerea de substanțe antigel, amorțirea, hipotermia, migrația, organizarea intrapopulațională.

Apa este esențială pentru viață, atât ca element constitutiv al organismelor, cât și ca mediu de desfășurare a proceselor biochimice și ecologice.

Cantitatea de precipitații și relieful joacă un rol esențial în determinarea disponibilității de apă într-o țară.

Albedoul este un raport procentual între radiația solară incidentă și cea reflectată de o suprafață. Un albedou ridicat indică o suprafață care reflectă o mare parte din radiația solară (ex: zăpadă), în timp ce un albedou scăzut indică o suprafață care absoarbe mai multă radiație solară (ex: asfalt).

Salinitatea reprezintă greutatea elementelor solide exprimată în grame, obținută prin evaporarea în vid a 1 kg de apă, la 48°C.

Apele cu salinitatea sub 0,5‰ se numesc ape dulci sau ahaline.

Apele cu salinitatea cuprinsă între 0,5 și 30‰ se numesc ape salmastre sau mixohaline.

Apele cu salinitate între 30 și 40‰ se numesc ape marine sau euhaline.

Apele cu salinitate peste 40‰ se numesc ape suprasărate sau hiperhaline.

Speciile stenohaline trăiesc în medii cu salinitate constantă pe tot ciclul lor de viață.

Speciile eurihaline pot trăi în medii acvatice cu salinitate variabilă, pe tot ciclul lor de viață.

Organismele homeosmotice mențin o presiune osmotică constantă a mediului intern, indiferent de salinitatea externă.