INNE EBOOKI AUTORA
Autor:
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
Książka przedstawia główne zagadnienia współczesnej ekologii, rozumianej jako program badawczy biologii, ze szczególnym uwzględnieniem biosfery – ekosystemu Ziemi, którego częścią jest populacja gatunku Homo sapiens. Nowatorstwo tego opracowania polega na przedstawieniu zjawiska życia jako procesu globalnego, realizowanego przez całą biosferę, na którą składają się lokalne ekosystemy, populacje pojedynczych organizmów, połączonych wieloma interakcjami. Proces ten trwa od miliardów lat, podlegając prawom termodynamiki i doboru naturalnego. Są to problemy najbardziej aktualne, wciąż mało rozwijane w innych podręcznikach.
Nacisk położono na specyficzną metodologię przyrodniczych nauk eksperymentalnych i naukowy krytycyzm, które gwarantują bezkonkurencyjną wiarygodność ustaleń współczesnej ekologii i biologii ewolucyjnej. Jest to szczególnie ważne w obecnym okresie zagrożeń cywilizacji, wynikających z antropogenicznych zmian w funkcjonowaniu biosfery. Praktyka ochrony środowiska naturalnego człowieka, a także ochrony przyrody jako wartości autotelicznej, muszą się opierać na wynikach badań naukowych, jednak warunkiem realizacji tych celów jest zaufanie do nauk przyrodniczych.
Kolejne, trzecie wydanie, jest gruntownie unowocześnione, uwzględnia najnowsze zdobycze naukowej ekologii i ewolucjonizmu, dotyczące zagadnień o fundamentalnym znaczeniu dla nauk biologicznych oraz dla praktycznej ochrony przyrody i środowiska człowieka. Przedstawiony jest bilans węgla w biosferze i jego związki ze zmianami klimatu, nowe dane na temat bioróżnorodności, jej zmian i znaczenia dla funkcjonowania ekosystemów, a także najnowsze hipotezy o pochodzeniu życia. Przedstawiono nowoczesne narzędzia badań ekologicznych, w tym metody molekularne, stechiometrię ekologiczną, dane satelitarne i statystyczną metaanalizę danych.
Publikacja przeznaczona jest przede wszystkim dla studentów biologii i ochrony środowiska wszystkich uczelni w Polsce, na których jest wykładana ekologia, a także dla doktorantów i pracowników naukowych.
Rok wydania | 2020 |
---|---|
Liczba stron | 720 |
Kategoria | Ekologia i ochrona środowiska |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-21137-0 |
Numer wydania | 3 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
INNE EBOOKI AUTORA
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Rozdział | 1 |
Wstęp | 1 |
1.1. Czego czytelnik powinien się spodziewać po tej książce? | 1 |
1.2. O metodzie naukowej | 3 |
1.3. Ekologia współczesna | 12 |
Literatura uzupełniająca | 18 |
Rozdział 2 | 23 |
Życie biosfery | 23 |
2.1. Żywy organizm | 23 |
2.2. Żywa biosfera | 24 |
2.3. Ekologia jako program badawczy biologii | 25 |
2.4. Planeta Ziemia | 26 |
2.4.1. Ziemia we wszechświecie | 26 |
2.4.2. Planety Układu Słonecznego | 29 |
2.4.3. Środowisko kosmiczne | 31 |
2.4.4. Ruch Ziemi wokół Słońca, pory roku | 33 |
2.4.5. Ruch obrotowy Ziemi wokół osi | 34 |
2.4.6. Magnetosfera Ziemi | 34 |
2.4.7. Hipoteza Milankoviča | 35 |
2.5. Ziemia pod nogami | 38 |
2.5.1. Co jest w środku | 38 |
2.5.2. „A jednak się rusza” | 39 |
2.6. Cyrkulacja atmosferyczna i cykl hydrologiczny | 44 |
Literatura uzupełniająca | 48 |
Rozdział 3 | 49 |
Biogeneza i historia biosfery | 49 |
3.1. Powstanie życia na Ziemi | 49 |
3.1.1. Co to jest: życie | 49 |
3.1.2. Hipotezy o powstaniu życia na Ziemi | 51 |
3.1.3. „Od dołu”: badania geologiczne i paleontologiczne | 53 |
3.1.4. „Od góry”: badania porównawcze współczesnych organizmów | 58 |
3.1.5. Hipotezy i eksperymenty „tu i teraz” | 61 |
3.1.6. Od minerałów do praorganizmu | 62 |
3.1.7. Świat RNA | 68 |
3.1.8. Powstanie współczesnych form życiowych | 70 |
3.2. Prehistoria życia i paleoekologia | 71 |
3.3. Wielkie wymierania | 74 |
3.3.1. Dokumenty paleontologiczne | 75 |
3.3.2. Przyczyny katastrof | 81 |
3.3.3. Zderzenia z meteorytami | 81 |
3.3.4. Okresowość wymierań? | 84 |
3.3.5. Wulkanizm i inne konkurencyjne hipotezy | 85 |
Literatura uzupełniająca | 87 |
Rozdział 4 | 89 |
Metabolizm biosfery | 89 |
4.1. Cykl redoks | 89 |
4.2. Heterotrofia | 95 |
4.3. Autotrofia | 96 |
4.4. Pobieranie azotu i siarki | 100 |
4.5. Oddychanie | 101 |
4.6. Ewolucja systemów metabolicznych | 105 |
4.6.1. Ekosystemy cieplic głębinowych | 105 |
4.6.2. Głęboka biosfera | 108 |
4.6.3. Ewolucja fotosyntezy | 109 |
Literatura uzupełniająca | 112 |
Rozdział 5 | 113 |
Produkcja pierwotna biosfery | 113 |
5.1. Energetyka produkcji biomasy | 113 |
5.2. Metody pomiaru produkcji pierwotnej | 117 |
5.2.1. Metody żniwne | 119 |
5.2.2. Pomiary fizjologiczne | 121 |
5.2.3. Metoda kowariancji wirów | 122 |
5.2.4. Metody pośrednie | 123 |
5.3. Od czego zależy tempo produkcji pierwotnej? | 129 |
5.4. Produkcja pierwotna w oceanach | 131 |
5.5. Produkcja pierwotna na lądach | 134 |
5.6. Bilans energetyczny biosfery | 139 |
Literatura uzupełniająca | 143 |
Rozdział 6 | 145 |
Dekompozycja, czyli rozkład biomasy | 145 |
6.1. Istota procesu | 145 |
6.2. Dekompozycja dokonywana przez rośliny | 147 |
6.3. Dekompozycja dokonywana przez konsumentów | 147 |
6.4. Destruenci, detrytusożercy, saprofagi, „reducenci” | 148 |
6.5. Procesy dekompozycji w wodach | 149 |
6.6. Procesy dekompozycji na lądach | 151 |
6.7. Od czego zależy tempo dekompozycji i jak się je mierzy? | 152 |
6.8. Niedomknięte bilanse: deponowanie materii organicznej | 164 |
Literatura uzupełniająca | 165 |
Rozdział 7 | 167 |
Cykle biogeochemiczne | 167 |
7.1. Krążenie pierwiastków w biosferze | 167 |
7.2. Cykl węgla | 169 |
7.3. Bilans węgla a klimat globalny | 183 |
7.3.1. Klimat się zmienia | 183 |
7.3.2. Przyczyny zmian klimatu | 185 |
7.3.3. Gazy cieplarniane | 188 |
7.3.4. Spodziewane skutki wzrostu zawartości CO2 w atmosferze | 192 |
7.4. Cykl azotu | 195 |
7.5. Cykl siarki | 202 |
7.6. Cykl fosforu | 208 |
7.7. Żelazo | 210 |
Literatura uzupełniająca | 211 |
Rozdział 8 | 213 |
Ekosystem | 213 |
8.1. Warunki życia w oceanie i na lądzie | 213 |
8.2. Biomy Ziemi | 216 |
8.2.1. Zróżnicowanie biosfery | 216 |
8.2.2. Gleba | 218 |
8.3. Biosfera, biom, ekosystem | 222 |
8.4. Pojęcie ekosystemu: problemy terminologiczne | 231 |
8.5. Struktura troficzna ekosystemu | 235 |
8.6. Modele ekosystemów | 240 |
8.7. Bioenergetyka ekologiczna | 244 |
Literatura uzupełniająca | 247 |
Rozdział 9 | 249 |
Jezioro, las, step, ocean | 249 |
9.1. Cztery przykłady | 249 |
9.2. Jezioro | 250 |
9.3. Las strefy umiarkowanej | 264 |
9.3.1. Badania ekosystemów leśnych | 264 |
9.3.2. Lasy Puszczy Niepołomickiej | 265 |
9.3.3. Lasy naturalne i lasy użytkowe | 277 |
9.4. Step | 288 |
9.4.1. Ekosystem trawiasty | 288 |
9.4.2. Suchy step karaganowo-ostnicowy w Mongolii | 290 |
9.4.3. Wpływ gryzoni na obieg materii i produktywność stepu | 292 |
9.5. Ocean | 295 |
9.5.1. Ekosystem globalny | 295 |
9.5.2. Biomy morskie | 296 |
9.5.3. Prądy wstępujące (upwellingi) | 297 |
9.5.4. El Niño | 299 |
Literatura uzupełniająca | 302 |
Rozdział 10 | 303 |
Funkcjonowanie ekosystemów — w poszukiwaniu ogólnych zasad | 303 |
10.1. Struktura sieci troficznej i przepływ energii w ekosystemach | 303 |
10.2. Przepływ energii i materii między poziomami troficznymi | 308 |
10.3. Analiza sieci troficznych | 324 |
10.4. Od czego zależy długość łańcuchów troficznych | 327 |
10.5. Regulacja ekosystemu: „z góry” czy „z dołu”? | 329 |
10.6. Jak powstaje ekosystem | 331 |
10.7. Stabilność ekosystemów | 335 |
10.8. Trwałość biosfery | 347 |
Literatura uzupełniająca | 355 |
Rozdział 11 | 357 |
Różnorodność biosfery | 357 |
11.1. Zagadka różnorodności biosfery | 357 |
11.2. Zróżnicowanie form życiowych | 360 |
11.2.1. Źródła zmienności organizmów żywych | 360 |
11.2.2. Każdy organizm jest unikatem | 361 |
11.2.3. Różnorodność gatunkowa | 363 |
11.2.4. Różnorodność prebiotyczna i wczesna ewolucja form życiowych | 364 |
11.2.5. Nieciągłość zmienności | 365 |
11.3. Zmiany liczby gatunków w historii biosfery | 366 |
11.4. Ile gatunków żyje obecnie na Ziemi? | 374 |
11.4.1. Stan znajomości współczesnej flory i fauny | 374 |
11.4.2. Próby oszacowania rzeczywistej liczby gatunków | 378 |
11.5. Przestrzenna zmienność różnorodności gatunkowej w biosferze | 386 |
11.5.1. Geograficzne wzorce różnorodności gatunkowej | 386 |
11.5.2. Przyczyny geograficznego zróżnicowania liczby gatunków | 393 |
11.5.3. Zależność liczby gatunków od wielkości areału | 405 |
11.6. Znaczenie globalnej różnorodności gatunkowej i jej zagrożenia | 409 |
11.6.1. Wymierania plejstoceńskie i współczesne | 409 |
11.6.2. Pożytki z różnorodności biologicznej | 418 |
Literatura uzupełniająca | 421 |
Rozdział 12 | 423 |
Organizm wśród organizmów | 423 |
12.1. Środowisko biotyczne | 423 |
12.2. Ewolucja interakcji międzygatunkowych | 424 |
12.3. Konkurencja | 429 |
12.3.1. Model konkurencji | 429 |
12.3.2. Eksperymentalne badania nad konkurencją | 439 |
12.3.3. Znaczenie konkurencji międzygatunkowej dla różnorodności biosfery | 450 |
12.4. Eksploatacja | 451 |
12.4.1. Niesymetryczne interakcje międzygatunkowe | 451 |
12.4.2. Pasożytnictwo | 451 |
12.4.3. Drapieżnictwo | 457 |
12.4.4. Roślinożerność | 471 |
12.5. Mutualizm | 476 |
12.5.1. Symbiozy metaboliczne | 476 |
12.5.2. Zoogamia i zoochoria | 487 |
12.5.3. Przymierze obronne | 496 |
12.5.4. Komensalizm | 497 |
12.5.5. Znaczenie mutualizmu dla różnorodności biosfery | 498 |
Literatura uzupełniająca | 500 |
Rozdział 13 | 501 |
Różnorodność gatunkowa w skali lokalnej | 501 |
13.1. Struktura różnorodności | 501 |
13.1.1. Składowe różnorodności gatunkowej | 501 |
13.1.2. Powtarzalność składu gatunkowego | 506 |
13.2. Zespół i biocenoza | 507 |
13.2.1. Czy to, czym zajmuje się ekologia, w ogóle istnieje? | 507 |
13.2.2. Burzliwe dzieje kilku pojęć | 511 |
13.2.3. Wzorce i mechanizmy | 515 |
13.3. Powtarzalne wzorce w strukturze zespołów | 515 |
13.3.1. Wzorzec I: Redundancja biocenoz. Gatunków jest zawsze „za dużo”, o wiele więcej niż kategorii troficznych realizujących funkcje ekosystemu | 515 |
13.3.2. Wzorzec II: Wielkość populacji gatunków wchodzących w skład zespołów ma charakterystyczny rozkład: mało dużych, dużo małych | 519 |
13.3.3. Wzorzec III: Wielkości ciała gatunków wchodzących w skład zespołów mają charakterystyczne rozkłady: mało dużych, dużo małych | 526 |
13.3.4. Wzorzec IV: Gatunki wchodzące w skład zespołu w sposób charakterystyczny różnią się od siebie („zasada ograniczonego podobieństwa”) | 534 |
13.3.5. Wzorzec V: Z danej puli gatunków w podobnych warunkach mogą się tworzyć różne zespoły, ale ich skład nie jest przypadkowy | 541 |
13.3.6. Wzorzec VI: Konwergencja zespołów | 544 |
13.3.7. Co wynika z analizy powtarzalnych wzorców w strukturze zespołów? | 548 |
13.4. Dynamika biocenoz | 551 |
13.4.1. Wzorce zmian struktury biocenozy w czasie: sukcesja | 551 |
13.4.2. Sukcesja: proces deterministyczny czy losowy? | 558 |
13.4.3. Równowaga w biocenozie | 562 |
13.4.4. Mechanizm zrównoważenia liczby gatunków w zespole — model biogeografii wysp | 562 |
13.5. Znaczenie lokalnej różnorodności gatunkowej | 565 |
13.5.1. Czy różnorodność gwarantuje stabilność? Rozważania teoretyczne | 565 |
13.5.2. Potwierdzenia eksperymentalne | 568 |
13.5.3. Czy różnorodność jest dobra dla ekosystemu? | 571 |
Literatura uzupełniająca | 572 |
Rozdział 14 | 573 |
Ekologia gatunku | 573 |
14.1. Populacja jednogatunkowa | 573 |
14.1.1. Poziomy organizacji życia | 573 |
14.1.2. Dynamika populacji | 575 |
14.1.3. Wpływ czynników niezależnych od zagęszczenia na dynamikę populacji | 577 |
14.2. Regulacja liczebności populacji | 579 |
14.2.1. Czynniki zależne od zagęszczenia | 579 |
14.2.2. Konkurencja wewnątrzgatunkowa — podział zasobów | 587 |
14.2.3. Samoprzerzedzenie | 588 |
14.2.4. Terytorializm | 592 |
14.2.5. Stabilizujący wpływ zmienności indywidualnej | 594 |
14.2.6. Warunki przetrwania gatunku | 597 |
14.2.7. Populacja populacji, czyli metapopulacja | 599 |
14.3. Demografia | 604 |
14.3.1. Losy poszczególnych osobników | 604 |
14.3.2. Wskaźnik zastępowania | 605 |
14.3.3. Tabela życia dla kohorty | 607 |
14.3.4. Macierz projekcji | 622 |
14.3.5. Związki między współczynnikami dynamiki populacji | 626 |
14.4. Strategie ewolucyjne gatunków | 628 |
14.4.1. Historie życiowe | 628 |
14.4.2. Kształtowanie strategii życiowej przez dobór naturalny | 631 |
14.4.3. Organizm w środowisku — bioenergetyka ekologiczna | 635 |
Literatura uzupełniająca | 646 |
Epilog | 649 |
Dodatek 1 | 653 |
Zastosowanie badań satelitarnych w ekologii | 653 |
D1.1. Satelity do użytku codziennego: GPS | 653 |
D1.2. Radiotelemetria satelitarna | 656 |
D1.3. Metody teledetekcji satelitarnej | 658 |
D1.4. Dostęp do danych satelitarnych | 671 |
D1.5. Lotem trutnia | 672 |
Literatura uzupełniająca | 673 |
Dodatek 2 675 | |
Przewodnik po metodach statystyki wielowymiarowej | 675 |
Przykłady zastosowań statystyki wielowymiarowej w ekologii | 686 |
Literatura uzupełniająca | 687 |
Dodatek 3 | 689 |
Metody molekularne w ekologii | 689 |
D3.1. „Ekologia molekularna” | 689 |
D3.2. Markery genetyczne | 691 |
D3.3. Warsztat molekularny w ekologii | 692 |
D3.4. Wybrane przykłady zastosowań metod molekularnych w różnych obszarach ekologii | 696 |
D3.4.1. Struktura i funkcjonowanie ekosystemów | 696 |
D3.4.2. Ekologia gatunku, populacji i osobnika | 700 |
Literatura uzupełniająca | 703 |
Słownik wybranych pojęć z zakresu ekologii | 705 |
Źródła ilustracji | 757 |
Indeks rzeczowy | 765 |
Indeks nazw organizmów | 785 |