• Shuffle
    Toggle On
    Toggle Off
  • Alphabetize
    Toggle On
    Toggle Off
  • Front First
    Toggle On
    Toggle Off
  • Both Sides
    Toggle On
    Toggle Off
  • Read
    Toggle On
    Toggle Off
Reading...
Front

Card Range To Study

through

image

Play button

image

Play button

image

Progress

1/383

Click to flip

Use LEFT and RIGHT arrow keys to navigate between flashcards;

Use UP and DOWN arrow keys to flip the card;

H to show hint;

A reads text to speech;

383 Cards in this Set

  • Front
  • Back

Evolution

Förändring i den genetiska koden hos en population

Naturligt urval

Individer med egenskaper som gör dem bättre anpassade till sin miljö överlever oftare och kan således fortplanta sig

Population

En grupp individer av en art inom ett visst område vid en viss tid

Genpool

Frekvensen för alla alleler som finns i en viss population

Anpassning

Genetisk förändring som ger högre fitness i den rådande miljön

Mutation

Förändringar i DNA

Genflöde (gene flow)

När gener överförs från en population till en annan population av samma art.

Genetisk drift

Förändringar i genpoolen som uppstår som en konsekvens av slumpmässiga effekter som påverkar vilka individer som bäst kan överleva och reproducera, dvs effekter som inte påverkas av fitnessen.

Flaskhalseffekten

Drastisk minskning av antalet individer i en population som har stor effekt på genpoolen

Grundareffekt

Förlust av genetisk variation som uppkommer när en ny population grundas av ett fåtal individer.

Sexuell selektion

Delmängden av naturlig selektion som berör reproduktionsförmågan

Intrasexuell selektion

Sexuell sektion som uppkommer imom ett av könen utan det andra könet påverkar.

Intersexuell selektion

Sexuell selektion där ena könet styr parningen genom att välja en partner med vissa egenskaper

Hardy-Weinbergs lag

Ett matematiskt samband som beskriver en populations allelfrekvenser förblir konstanta mellan generationer vid avsaknad av andra evolutionära faktorer

Fitness

Graden av genetisk anpassning hos en individ till en biologisk miljö

Kvalitativa vs. kvantitativa egenskaper

Kvalitativa egenskaper styrs av en gen, kvantitativa styrs av flera gener

Stabiliserande selektion

En typ av naturligt urval där populationens medelvärde stabiliseras i ett oextremt värde

Splittrande selektion (disruptive selection)

Extrema värden selekteras mer i en populationa gener

Directional selection

När en allel selekteras oftare skiftar långsamt populationens frekvens i dess riktning

Purifying selection

Selektivt avlägsnande av missgynnande mutationer

Muller's ratchet

En process som beskriver ansamlingen av missgynnande mutationer inom asexuella populationer

Klinal variation

En geografisk gradient av fenotypiska egenskaper inom en art

Trade-offs

När en fördelaktig förändring i en egenskap medför en missgynnande förändring i en annan.

Heterozygot fördel

I föränderliga miljöer har diploida heterozygoter ofta en högre fitness än homozygoter

Mikroevolutionära förändringar

Förändringen i allelfrekvenser över (relativt kort) tid inom en population

Makroevolutionära förändringar

Evolution på en skala högre än arter

Fylogenetiskt träd

Fylogram. Kartlägger arternas släktskap och relation.

Taxon/taxa

En enhet inom biologisk systematik. T.ex. art, släkte, familj, ordning osv.

Klad

En gren på ett utvecklingsträd (kladogram), som innehåller alla ättlingar till sin närmaste gemensamma förfader. En monofyletisk grupp.

Homologi

Morfologiska eller genetiska egenskaper hos olika organisnet som liknar varandra och har samma evolutionära ursprung.

Apomorf

"Avancerad". Egenskap som endast förekommer hos senare ättlingar inom kladogramet.

Plesiomorf

"Primitiv". Egenskap som finns såväl hos utgruppen son anfadern i ett kladogram.

Synapomorf

En apomorf egenskap som delas av flera taxa, utgör grunden för att bygga kladogram.

Monofyletisk grupp

En klad, en gren på ett kladogram.

Polyfyletisk grupp

En grupp som består av medlemmar från två eller flera monofyletiska grupper som inte överlappar.

Parafyletisk grupp

En del av en monofyletisk grupp som utesluter några av ättlingarna.

Konvergent evolution

Utveckling av liknande genetiska eller morfologiska egenskaper oberoende av varandra hos olika närbesläktade organismer

Homoplasi

Morfologisk eller genetisk likhet mellan två taxa som inte uppkommit genom nedärvda karaktärer från en gemensam förfader, utan genom parallell evolution, konvergent evolution eller reversion. Kallas även för analogi.

Parsimoni

Metod av maximal återhållsamhet som utnyttjas för att upprätta fylogenetiska träd. Tänk Ockhams razor.

Morfologiska artbegreppet

Individer med gemensamma yttre karaktärer

Biologiska artbegreppet

Individer som under naturliga omständigheter reproducerar sig med varandra och får fertil avkomma. Reproduktivt isolerade.

Fylogenetiska artbegreppet

Minsta möjliga antal individer med en gemensam förfader, synapomorfiet, minimum av hybridisering, genetisk och fenotypisk integritet - arter är grenar på livets träd.

Reproduktiv barriär

Hinder som kan finnas för att individer ska kunna skapa avkomma tillsammans. Hindrar olika arter från att få normal fertil avkomma med varandra.

Dobzhansky-Muller modellen

Modell som beskriver evolutionen av genetisk inkompatibilitet, som används för att förstå utvecklingen av reproduktiva barriärer vid artbildning och det naturliga urvalets roll i den samma.

Allopatrisk artbildning

Uppstår när populationer delas av en fysisk barriär. Kontinentaldrift, istider, kolonisation. Olika selektionstryck, genetisk drift och mutationer.

Sympatrisk artbildning

Artbildning utan fysisk isolering, tex genom disruptiv selektion. Val av föda, tex. Polyploidi.

Polyploidi

En organism vars celler har mer än två kromosomuppsättningar, uppträder framförallt hos växter. Viktig i växternas evolution (självbefruktning).

Autopolyploidi

Polyploider med multipla kromosomuppsättningar från samma taxon.

Allopolyploidi

Polyploida med kromosomer från två eller flera olika taxa. Hybridisering.

Prezygotisk isolering

Förhindrar befruktning av ägg och således att hybrider bildas.


Mekanisk, temporal,

Postzygotisk isolering

Reducerar fitness hos hybrider. Låg överlevnad, infertilitet. Om hybrider har låg fitness -> individer som kan undvika att para sig med andra arter har en fördel -> selektion för prezygotiska barriärer. Tex braxen och mört.

Mekanisk isolering

Mekanisk egenskap som förhindrar två taxa från att producera fertil avkomma, tex genom inkompatibla könsorgan. Specifika pollinatörer.

Temporal isolering

Isolering som en konsekvens av att arterna fortplantar sig vid olika tider.

Beteendemässig isolering

Uppstår som en konsekvens av att arter har olika parningsritualer. Individer avvisar eller känner inte igen potentiella partners. Tex grodläten, fågeldanser.

Ekologisk/habitat isolering

Arterna isoleras av olika levnadsmiljöer/habitat. Tex lejon och tiger.

Gametisolering

Gameterna är inte kompatibla för att möjliggöra befruktning. Tex sjögurkor.

Evolutionär strålning

Snabb artbildning genom att en enda förfader snabbt ger upphov till många nya arter

Faktorer som påverkar artbildningshastigheten

Påverkas av tex


specialisering av födoval (herbivori ökar hastigheten markant); pollination (djurpollination snabbare än vindpollinerade);


sexuell selektion (polygyna parningssystem har ofta stark sexuell selektion och dimorfism, tänk paradisfåglar);


komplexa beteenden genom sexuell selektion;


spridningsförmåga (snabbare hos dem med låg spridningsförmåga), tex terrestra sniglar på Hawaii

Adaptiv utstrålning

Om nya arter (se evolutionär utstrålning) lever i olika miljöer

Likhetsmatris (similarity matrix)

Matris som konstrueras genom att aligna aminosyrasekvenser som visar antal skillnader och likheter mellan aa från olika arter. Likheter under diagonalen, olikheter ovanför.

Synonym substitution

Utbyte av en kvävebas mot en annan som inte ger någon skillnad i kodandet av protein. Möjligt eftersom flera kodoner kodar för samma aminosyra

Icke-synonym substitution / Missense substitution

Substitution av kvävebas i ett kodon som resulterar i en annan aa

Transition

Mutation i en kvävebas. Purin->purin/pyrimidin->pyrimidin

Transversion

Mutation i en kvävebas. Purin<->pyrimidin

Pseudogener

Gener som förlorat sin förmåga att koda för proteiner och är inte längre aktiva i cellens livsprocesser. Innehåller ofta samma element som funktionella gener, men som förlorat sin funktion genom mutation. Mycket hög mutationsfrekvens.

Neutral evolutionsteori

Förklarar nedärvningen av egenskaper och mutationer som inte direkt har en inverkan på organismens fitness. Genom genetisk drift kan en neutral egenskap sprida sig till en hel population.

Molekylär klocka

Den uppskattade hastigheten med vilken mutationer ansamlas i organismer. Används som mått för att analysera arters släktskapsförhållanden.

Multipla substitutioner

Kvävebas som bytts ut två gånger. Syns inte i en jämförelse av aa tex likhetsmatris, vilket leder till en underestimering av förändringarna som skett.

Parallel substitution

Samma mutation i kvävebas som uppstått oberoende av varandra. Syns inte i en likhetsmatris.

Reversiv substitution

Mutation i kvävebas som gått fram och tillbaka sett till förfaderns aa. Syns ej i likhetsmatris

Coincident substitution

Mutationer på båda motsvarande baser i olika arters aa sett till förfadern. Syns inte i likhetsmatris

Nonsense mutation

Mutation som gett upphov till stoppkodon (inget protein)

Frame shift

En exta kvävebas sätts in eller tas bort och det blir en förskjutning i läsramen. Kan ge inga proteiner eller helt andra proteiner

Heterokroni

Tidsmässiga förskjutningar i utvecklingsstadier som kan leda till stora anatomiska skillnader mellan besläktade arter

Genöverföring

Överföring av gener mellan organismer (lateralt/horisontellt). En form av genmodifiering.

Retikulation

Fylogenetiskt nätverk som visualiserar evolutionära förhållanden mellan nukleotidsekvenser, gener, kromosomer, genom eller arter.

Evolution av influensa

Två aspekter som gör evolutionen speciell och vanlig. Viruset har en arvsmassa (RNA) som är uppstyckad i 8 bitar, vilket underlättar sammanblandningen av av arvsmassan med andra virus (reassortment), som resulterar i snabba, stora förändringar. Pga att arvsmassan är enkelsträngad RNA sker reparationer av mutationer inte så lätt. Pandemier uppstår när virus genomgår stora förändringar i samband med en egenskap som gör att även unga, friska individer blir sjuka.

Genamplifiering (genduplikation)

Genetiska materialet förändras genom att en individ får flera upplagor av en eller flera gener. Detta kan få konsekvenser för indviden, men är framförallt en viktig drivkraft för evolutionen. Uppstår under DNA-replikationen när en sträcka av en kromosom som innehåller en eller flera gener dupliceras.

Housekeeping gener

Gener som är relativt sett vanliga hos alla arter, som har ett basalt uttryck. Mutationer i dessa resulterar oftast i att organismen inte överlever, vilket gör att de ser relativt lika ut i olika organismer.

Genfamilj

En uppsättning liknande gener som uppstått genom duplicering av en enskild ursprungsgen. Dessa har ofta liknande funktion, tex alfa- och betaglobin

Fixering av mutationer vid lokus

m = 2Nu(1/2N); där N är populationsstorleken och u är mutationshastigheten per lokus

Konvergent molekylär evolution

Evolution som ger upphov till analoga egenskaper i två olika led (på olika nivåer)

Transposoner

Sk "hoppande gener" eller DNA-sekvenser som flyttar omkring i genomet som den sitter i, genom att "copy-pastea"

LTR (Long Terminal Repeats)

Identiska DNA-sekvenser som repeterar hundratals eller tusentals gånger i varsin ända av ett sk retrotransposon. Används av virus för att sätta in sin arvsmassa i värdgenomen.

Ojämlik överkorsning (Unequal crossing over)

Sker under meios och resulterar i ojämlik mängd gener på båda kromosomerna (den ena får fler kopior än den andra).

Partisk genöverföring (Biased gene conversion)

Vissa positioner har en tendens att ge över och sätta in arvsmassa. DNA bryts ofta och repareras med hjälp av sekvensen på en annan kromosom som mall. Reparationssystemet är partiskt till förmån för specifika gensekvenser, och dessa sekvenser sprids snabbt över alla kopior av genen.

Ortologer

Homologa gener i olika arter som en konsekvens av specifika förändringar

Paraloger

Homologa gener som är relaterade genom dupliceringshändelser

Samordnad evolution (concerted evolution)

Sker genom transposoner, ojämlik överkorsning och partisk genförändring. Fungerar som förklaringsmodell till varför paraloga gener hos en art är närmare besläktade med varandra än till gener inom samma genfamilj hos en annan art.

Bioprospektering

Drar nytta av hur naturen/evolutionen utvecklat proteinfunktioner

In vitro evolution

Simulerar evolution med konstgjorda/anpassade selektionstryck. Ofta används encelliga snabbväxande organismer som bakterier eller jäst med kort generationstid.



1. Ta fram ett bibliotek av protein med viss funktion (mutera ett protein med funktionen man vill testa)


2. Utsätt proteinerna för ett selektionstryck


3. Välj ut de som klarar selektionen bäst


4. Kör nya omgångar tester tills önskad egenskap kan väljas ut

Geologisk tidsskala

Väldigt lång tiddskala över jordens utveckling och livets evolution. Jordens historia lagras i bergarter. Relativa åldrar av bergarter kan bestämmas genom att titta på skikt av ostörd sedimentär berg. Ju längre ner än bergart hittas, desto äldre är det.

Stratigrafi

Användning av fossiler för att bestämma ålder av sedimentära stenar (relativt ålder).



1. Foasiler av liknande organismer finns på åtskilda platser på jorden.


2. Vissa fossiler finns alltid i yngre skikt, andra i äldre.


3. Fossiler i yngre skikt liknar mer moderna organismer.

Strata

Skikt av bergart

Radiometrisk datering

1907. Radioisotoper kan användas för atr bestämma bergartens faktiska ålder eftersom de sönderfaller i ett förutsägbart mönster.

Halveringstid

Tidsintervall över vilket hälften av den återstående radioisotopen avtar för att bli ett annat element.

Radioisotop

En ostabil isotop av ett grundämne, tex kol 14 som har två extra neutroner (8 istället för 6) som inte påverkar laddningen men gör den tyngre och därmed mer instabil.

Magmatisk bergart

Bildas när smält material svalnar. Isotopkoncentrationer i magmatiska bergarter används för att datera bergarter som är äldre än 60 000 år.

Sedimentära bergarter

Bildas genom sedimentation eller avsättning av vittringsprodukter från andra bergarter. Kan inte dateras exakt, materialen som bildar stenarna fanns under varierande tid innan de flyttades och omvandlades till berg.

Paleomagnetisk datering

Rörelse och reversering av jordens magnetiska poler registreras i magmatiska och sedimentära bergarter vid tidpunkten då de bildades, genom anpassning av mineralkorn och andra egenskaper.

Eon

Livets historia i är uppdelad i fyra eoner.


Hadean, Archaean och Proteozoic (utgör Precambrian), Phanerozoic.

Hadean eon

Innan livets utveckling (Precambrian)

Archaean eon

Tidigt liv (Precambrian)

Proteozoic eon

Första eukaryoter (Precambrian)

Phanerozoic eon

Diversifiering av eukaryoter

Massutrotningshändelser

Fem stycken händelser under Phanerozoiska eran då stora andelar av livet på jorden utrotades

Kontinental drift

Idén att landmassorna har rört sig över tid. Föreslogs av Alfred Wegener 1912.

Litosfär

Plattor som utgör jordskorpan (berg)

Asthenosfär

Visköst, formbart lager av mantel (magma) som ligger under plattorna. Värms upp av jordens kärna, vilket orsakar att magman i manteln rör sig som i sin tur rör på plattorna i jordskorpan

Subduktion

Tunnare oceaniska plattor skjuts under tjockare kontinentalplattor

Vulkanutbrott

Aska och svaveldioxidgas (SO2) släpps i atmosfären, som bildar svavelsyra i molnen, vilket blockerar solljuset. Globala temperaturer kan sjunka och vädermönster påverkas som en konsekvens. Detta har stora effekter på organismer.

Meteoriter

Kollisioner med meteoriter var förmodligen orsaken till flera massutrotningar. Bevis inkluderar stora kratrar och vanbildade stenar. Bergarterna visar karakteristiska helium- och argonisotopförhållanden.


Orsaken till massutrotningen i slutet av Cretaceous perioden. Tunt skikt med iridium (som är mycket sällsynt på jorden) mellan Cretaceous och Tertiary.

Atmosfären

Förändrats över tid. Innehöll troligen väldigt lite fritt syre till en början.

Stromatoliter

Stenliknande strukturer som bildades av cyanobakterier.

Aerober

Organismer med förmågan att metabolisera syre. Aerob metabolism är snabbare och skördar mer energi, vilket utgör en fördel. Aerober ersatte anaerober i de flesta miljöer.

Hur uppstod flercelliga organismer?

Möjliggjordes av förhöjning i syrenivåerna i atmosfären

Faktorer till död (extinction)

1. Miljöförändringar kan göra tillväxt eller reproduktion svårt.


2. Nya arter kan utkonkurrera befintliga arter för resurser.


3. Om ett bytesdjur utrotas kan risken för att rovdjur också utrotas öka


4. När populationsstorleken minskar ökar risken för utrotning


5. Låg reproduktion av några få individer i en liten population kommer sannolikt leda till förlusten av hela populationen

Biota

Samlingen av alla slags organismer som lever vid en tidpunkt (eller på ett ställe)

Fossilregister

Används för att rekonstruera livets historia. Ca 300 000 fossilarter har beskrivits, en bråkdel av alla arter som funnits. De flesta organismer blir aldrig fossiler, utan sönderdelas snabbt efter döden. Om organismen efter döden finnes i en syrefattig miljö (där nedbrytningen är långsam) kan fossilisering inträffa. Fossilregistret omfattar flest marina organismer och leddjur, som har hårda skal och exoskelett.

Cambrian explosion

Snabb diversifiering av liv som ägde rum under början av Paleozoiska eran i Cambrium-perioden. Syrenivåer närmade sig moderna nivåer. De flesta stora grupper av djur som lever idag dök upp under Cambrium.

Ordovician

Period som såg stor ökning av marina organismer, framförallt brachiopoder och mollusca. Mot slutet av perioden bildades massiva glaciärer, havsnivån sänktes och en massutrotning inträffade.

Silurian

Period efter Ordovician då marinlivet återhämtade sig. Första vaskulära växterna dök upp, samt skorpioner och tusenfotingar.

Devonian

Period som såg stor utveckling i flera organismgrupper. Koraller, cephalopoda, lummerarter, fräkenväxter och kottepalmer, fröplantor, terrestra ryggradsdjur. De första fossilerna av tusenfoting, spindlar och insekter. Utrotningshändelse i slutet som resulterade i utdöd av 75% marina arter.

Carboniferous

Stora glaciärer bildades på högre breddgrader, medan stora träskskogar växte på de tropiska kontinenterna. Dessa skogar fossiliserades som stenkol. Mångfalden hos terrestra djur ökade; sniglar, tusenfotingar, skorpioner, större amfibier och de första bevingade insekterna. Amnioter (ryggradsdjur med väl skyddade ägg som kan läggas på torra platser). Växtfossiler visar skador på herbivori från insekter.

Permian

Pangaea. Amnioterna delas in i reptiler och däggdjur. Benfiskar i sötvatten. Massiva vulkanutbrott som leder till de största glaciärerna i jordens historia. Minskad fotosyntes. Den största massutrotningen inträffade och slog ut 96% av alla jordens arter.

Triassic

Period som såg dominans av barrträd och fröväxter på land. Diversifiering av reptiler - krokodiler, dinosaurier och fåglar.

Jurassic

Pangaea delas. Benfiskar diversifieras. Ödlor och flygande reptiler, landdjur mestadels dinosaurier. Första däggdjuren och blommande växterna.

Cretaceous

Moderna kontinenter börjar bildas. Varmt och fuktigt. Dinosaurier diversifieras, ormar dyker upp. Angiospermer diversifieras, vilket ledde till deras nuvarande dominans. Många däggdjursgrupper utvecklas. En massutrotning sker i slutet av perioden som utrotar alla landdjur större än 25kg och många insekter (pga brist på matväxter).

Cenozoic

Omfattande diversifiering av däggdjur. Angiospermer dominerar. Mutation hos Fabaceae tillåter dem bilda symbiotiska föreningar med kvävefixerande bakterier. Tillgängligheten av kväve ökar, vilket är en grundläggande byggsten för liv idag.

Tertiary

Indiska och eurasiska platram kolliderar och påbörjar bildningen av Himalaya. Klimatet går från varmt och fuktigt till svalare och torrare. Örtartade angiospermer ger upphov till gräsmarker. Ormar, ödlor, fåglar och däggdjur diversifieras. Vågor av däggdjur sprids från Asien till Nordamerika, där gnagare, pungdjur, primater och uddatåiga hovdjur dyker upp för första gången.

Quaternary

Istider (4 stora, 20 mindre) och klimatförändringar. Växter och djur flyttar mot ekvatorn. Sista glaciären drog sig bort för ca 15000 år sen. Hominidutveckling. Många stora däggdjursarter utrotas, möjligen pga jakttryck.

Etologi

Läran om djurs beteende och orsaker till dessa under naturliga förhållanden.

Betingad reflex

En reflex eller reaktion på stimuli som är betingad eller inlärd

Operant betingning (instrumentell)

Innebär att beteenden kan förstärkas eller släckas ut och att det sker beroende på konsekvenser av beteendet.

Fenotypisk plasticitet

En enskild individ med en viss genotyp kan uttrycka olika fenotyper under sin livstid, beroende på vilken miljö den lever i och exponeras för.

Behaviorism

Psykologisk inriktning med fokus på beteende och inlärning.

Fixed action pattern

Artapecifika/instinktiva beteenden som förekommer utan och inte påverkas av inlärning samt är stereotypiska. Initieras ofta av ett specifikt stimuli.


Releasers

Stimulus som kan utlösa en fixed action pattern. Tex en röd prick på förälderns näbb som utlöser att ungarna pickar på den för att få mat hos vissa fåglar.

Proximata (direkta) förklaringar

Mekanistiska (fysiska/kausation)


Ontogeniska (utvecklingsmässiga)

Ultimata (evolutionära) förklaringar

Fylogeniska (släktskap/evolution)


Adaptiva (anpassningar)

Tibergens fyra frågor

MOFA-frågorna för att förklara beteende.



Mekanistiska


Ontogeni


Fylogeni


Adaptation

Genetiska kaskader

Interaktion av en mängd genuttryck som utlöser varandra och ett beteende

Gene knockout experiments

Experiment där enskilda gener slås ut för att testa deras effekt på beteenden

Circadianska rytmer

Regelbundna cykliska rytmer hos en organism under ett dygn

Circannual rytmer

Årliga rytmer (tex säsongsberoende)

Olika typer av signaler

Kemiska (tex feromoner)


Visuella (tex beteenden och färger)


Ljud


Mekanosensoriska (tex waggle dance)

Polygyny

Polygami med en hane och flera honor

Polyandry

Polygami med en hona och flera hanar

Vad styr när under en livstid ett djur uppvisar specifika beteenden?

Hormoner


Vissa beteenden uppvisas bara under specifika förhållanden


Prägling


Inlärning

Beteendeekologi

Den evolutionära bakgrunden till djurs beteenden

Cost-benefit approaches

Djur har begränsat med tid och energi, och bör därför inte utföra beteenden där kostnadrn är större ön vinsten. Djur måste därför avväga kostnaden/vinsten med beteenden. Detta kallas för trade offs. Kan användas för att utforma hypoteser/experiment som undersöker hur ett beteende evolverat.

Trade offs

Avvägningen mellan kostnad/vinst. Kan vara medvetet eller adaptivt

Habitat

En organisms naturliga levnadsmiljö

Optimality model

Ett visuellt verktyg för att avväga kostnaden och vinsten för olika egenskaper och beteenden hos olika organismer. Möjliggör förutsägelse av det optimala beteendet för organismen.

Optimal födosöksbeteende

Modell för vilken strategi ett djur implementerar vid födosökning (foraging)

Vad kan optimalitetsmodeller tillämpas på inom beteendeekologi?

Territorialitet


Födosök


Undvika rovdjur


Investera i avkomma


Sociala interaktioner (tex leva i grupp)

Parningssystem

Hur många partners?


Investerar man i sin avkomma?

Ornament

Horn, prydnadsfjädrar osv kan vara otympliga och ökar inte överlevnaden, men däremot fitnessen i att honor väljer dem

Lekking

Parningsbeteende hos vissa arter där hanar och honor träffas för att kampa eller på annat vis spela om vilka som får para sig

Direkt fitness

Egen avkomma

Indirekt fitness

Släktingars avkomma

Inklusiv fitness

Direkt fitness + indirekt fitness

Kin selection

Selektion för beteenden som lkar reproduktionsförmågan hos närbesläktade individer, även när det reducerar direkt fitness

Hamiltons regel

C < rB; där C = reproduktiva kostnaden för den altruistiskt agerande individen, r = graden av genetiskt släktskap mellan aktören (altruisten) och mottagaren, B = reproduktiva fördelen som mottagaren får

Eusocialitet

Sociala grupper som inkluderar ej reproducerande medlemmar (gaddsteklar, nakenråttor)



Sterila medlemmar i en koloni delar 75% av sina gener med varandra (men skulle bara dela 50% med sin avkomma)

Haplodiploiditet

Både haploida och diploida individer inom samma koloni. Hos eusociala Hymenoptera - diploida honor och haploida hanar

Varför leva i grupp?

Enklare att hitta och försvara mat


Undvika rovdjur


Ta hand om ungar

Växtbeteende

Snabba morfologiska och fysiologiska responser gentemot omgivningen, tex responser till ljus, vatten och näring. Även försvar och reproduktion. Förutser förändringar i miljön samt kommunicerar med andra organismer (artfränder, herbivorer, pollinatörer)

Spelteori

Matematiska modeller för strategiska interaktioner mellan olika parter (tex individer med olika beteenden i en population). Prisoner's dilemma payoff matrix.

Evolutionärt stabil strategi

Jämviktsläge som uppkommer då varje individ har optimerat sin egen fitness. Individen med en mutation som avviker från det normala missgynnas.

Population

Grupp av individer av samma art inom ett visst område som potentiellt kan föröka sig öed varandra och interagera

Samhälle (community)

En samling av interagerande arter som lever tillsammans på samma plats och tid

Ekosystem

Ett samhälle av organismer där deras fysiska miljö uttryckligen beaktas

Landskap

Geografiskt område som innehåller flera ekosystem

Biosfär

Alla levande organismer på jorden plus deras respektive miljöer

Biotiska

Levande

Abiotiska

Icke-levande

Väder

Det kortsiktiga tillståndet av atmosfäriska förhållanden på en viss plats och tid. Organismers respons på vädret sker vanligen på kort sikt

Faktorer som skapar klimatet på jorden

Jordens klotform


Variation i solstrålningen


Andelen land och hav


Jordens rotation - vindar och havsströmmar


Lutningen av jordens axel


Jordens omoppsbana runt solen


Topografi


Vegetation


Människor

Klimat

Genomsnittliga atmosfäriska förhållanden under en längre tid (30 år). Avgör organismers utbredningsmönstren och abundans

Atmosfäriska cirkulationsmönster

Rörelse av luft. När ett luftpaket värms upp expanderar det, blir mindre tätt och stiger upp. När det stiger upp svalnar det. Kall luft kan inte hålla så mycket fukt som varm luft, så den kalla luften släpper ut fukten som nederbörd.


Luften vid ekvatorialområdet får mest solenergi. Här startar cykeln.

Coriolis-effekten

Luft avböjs pga jordens rotation

Passadvindar (trade winds)

Vind i tropikerna (mellan 30° N och 30° S). Luft som tvingas stiga över det ekvatoriella stiltjebältet som sedan ersätts av annan luft som strömmar in från nordost och sydost.

Temperaturinversioner

I dalgångar koncentreras värme från solens strålning under dagen. När värmen stiger bildar den ett inversionsskikt som fångar kall, tät, fuktladdad luft som sjunker ner i dalen över natten och producerar dimma.

Effekter av topografi på sjöar och vattendrag

Uppströms är vattendraget svalt, snabbt flytande, väl syresatt.


Nedströms blir det bredare, långsammare och varmare, sediment ackumuleras.

Albedo effekt

Mörka ytor absorberar mer solinstrålning än ljusare ytor. Beskogade landsytor absorberar därför mer värme

Atmosfäriska cirkulationsceller

1. Ekvatorn till 30°. Tropiker till öken.


2. 30° till 60°. Tempererad zon.


3. 60° till 90°. Arktisk zon

Evapotranspiration

Värmetransport genom avdunstning av vatten och energi från växter till atmosfären

Biom

Karakteriseras genom distinkta samhällen av växter och djur.


1. Tropiska regnskogar


2. Öknar


3. Tempererade gräsmarker


4. Tempererade lövskogar


5. Tempererade vintergröna skogar


6. Boreala skogar


7. Tundra

Biogeografi

Vetenskapen om utbredning och mångfald av organismer på jorden.

Gamma diversitet

Regional artpool. Utbredning och utdöd är drivande krafter

Globala mönster i diversitet

Skapas genom artbildning, utdöende och spridning på evolutionär tidsskala.

Beta diversitet

Landskapsnivå. Skillnader i artantal från ett samhälle till ett annat.

Alfa diversitet

Lokal nivå. Omfattar ett enda samhälle vars mångfald beror på fysiska miljöfaktorer och interaktioner mellan arter.

Walter climate diagram

Figurer som visar mönster i temperatur och nederbörd över året. Visar hydro-termiska relationer. Biomers klimat kan karakteriseras mha dessa diagram.

Ariditet

Brist på fukt.

Tropisk regnskog

Ekvatoriala regioner. Hög nederbörd och temperaturer året runt. Störst mångfald och högst produktivitet. Näringsämnen bundna till vegetationen, jordmån näringsfattig. Epifyter. Regnskogar huggs ned och omvandlas till lantbruk nästan 1% av yran per år.

Öken

Band kring 30°. Variation i temp, nästan obefintlig nederbörd året runt. Växter och djur har speciella anpassningar till liv utan vatten.

Tempererade gräsmarker

Lite nederbörd, heta somrar och kalla vintrar. Enkel vertikal struktur men artrik, många arter av gräs och örter. Växter anpassade till bete och eld. Översta jordlagret är djupt och näringsrikt och används därför mycket till lantbruk.

Epifyt

Växt som inte har rötter i marken utan växer på en annan växt (tex träd) och hämtar vatten och näring direkt från luften och regnet

Tempererade lövträdskogar

Jämnt fördelad nederbörd året runt, varierande temperaturer. Domineras av lövträd som tappar sina löv på vintern. En del migrerande djur, vissa går i ide.

Boreala skogar (taiga)

Långa, kalla vintrar och korta somrar. Domineras av barrträd på norra halvklotet som kan börja snabbt och tidigt på våren med fotosyntesen. Dominerande däggdjur med blad som huvudföda.

Tempererade vintergröna skogar

Längs kontinentala kuster. Milda, blöta vintrar och kalla och torra somrar. Domineras av barrträd på norra halvklotet (mammutträd och amerikansk sekvoja)

Tundra

Höga breddgrader. Kallt, lite nederbörd, kort växtsäsong. Vegetationen består av perenner. Permafrost. Översta cm tinar under sommaren, vilket gör marken väldigt blöt. Speciella anpassningar hos tundraväxter (facilitering). Djur migrerar eller går i ide. Vissa djur ändrar färg under säsongerna.

Kontinentaldrift

Förflyttningen av kontinenter i förhållande till varandra. Avgörande för bildande av biogeografiska regioner.

Vicarians

En fysisk barriär som uppstår och blockerar spridningen av en art och delar den i två eller flera diskontinuerliga populationer.

Spridning (dispersal)

Medlemmar av en art korsar en existerande barriär och etablerar nya populationer i en ny region.

Latitudinell gradient i artrikedom

Mångfalden är mycket större i tropikerna än på högre breddgrader. Omvänt i vissa grupper, tex sjöfåglar (pga tätheten av fisk närmare polerna). I tropikerna är artbildningshastigheten högre och utdöendehastigheten lägre. Pga större geografisk area och ett varmt och stabilt klimat. Tidsperioden över vilken artbildning har skett är störst i tropikerna, pga att denna region har varit klimatiskt mer stabil över tid (ingen glaciärbildning).

Species diversification rate

Artbildningshastighet. Högst i tropikerna. Påverkas av klimat och area.

Species diversification time

Artbildningstid. Störst i tropikerna, då regionen inte påverkats av istider.

Produktivitetshypotes

Artbildning gynnas av högre produktivitet eftersom arter har mer resurser till sitt förfogande vilket gör att utdöenderisken minskar. Kan förklara gradienten av mångfald hos sjöfåglar, då oceanernas produktivitet är högre på högre breddgrader.

Teorin om öars biogeografi (theory of island biogeography)

Antal arter på en ö skapas genom jämvikt mellan hastigheten med vilken arter immigrerar till ön och hastigheten med vilken arter på ön dör ut. Antal arter på en ö beror därmed på


1. Öns storlek (större bättre)


2. Öns distans till artpoolen (kortare bättre)


Förklarar art-area relationer. Beror på jämvikt mellan arternas immigration och utdöende. När människor fragmenterar jordens biomer genom lantbruk, avskogning och urbanisering blir de resterande habitat mer isolerade och ö-liknande.

Art-area relationer

Antal och mångfald av arter ökar med ökande area. Detta har oftast visats för öar eller ö-liknande habitat. Öar visar oftast mindre antal arter ju längre distans de befinner sig från källor av immigration (fastlandet).

The Biological Dynamics of Forest Fragments Project (BDFFP) 1979

Använde sig av en lag i Brasilien som sa att den som ville hugga ner skogen måste lämna hälften av ytan orörd. Detta ledde till fragmenterade skogsområden i olika storlekar med olika distans till varandra. Undersökningen underströk teorin om öars biogeografi

Kanteffekter (edge effects)

Fragmentering exponerar arter inom ett kvarvarande habitat till förändring av miljöfaktorer som tex ökade temperaturer, eld, jakt, predatorer, sjukdomar och invasiva arter. Fragmentets kanter är mycket mindre gynnsamma än de centrala delarna och därmed resuceras fragmentets yta ytterligare.

Population

En grupp individer av en art som har möjligheten att interagera/reproducera sig med varandra

Populationsdynamik

Hur populationer förändras i tid och rum

Metapopulation

Flera populationer med en viss konnektivitet mellan dem. Förekommer naturligt (tex öar) och av mänsklig påverkan (fragmenterade habitat)

Vilka faktorer påverkar populationsdynamik?

Abiotiska faktorer (tex klimat, topografi)


Biotiska interaktioner (rovdjur, parasiter, människor, inomartskonkurrens)


Populationens förmåga till spridning

Spridningsmönster

Jämn


Tillsynes slumpmässig


Aggregerad (klumpad)


Spridning kan vara aktiv/inte aktiv

Teorin om idealisk fri fördelning

Förutsäger att individer kommer att aggregeras i patches, proportionerligt till de resurser som finns tillgängliga i varje patch

Kosmopoliter

Arter med näst intill världstäckande utbredning

Panmiktiska arter

Arter där alla individer har hög sannolikhet att reproducera sig med varandra. Därmed påverkas inte artens reproduktion av geografiska, abiotiska, ekologiska eller beteendemässiga faktorer. Arter med mycket stora utbredningsområden kan vara panmiktiska, tex ålar och stora hajar.

Endemiska arter

Finns enbart på ett avgränsat område och påträffas ingen annanstans.

Full census

Räkna antalet individer i en population. Fungerar bäst med sessila eller stora organismer med små populationsstorlekar.

Subsampling

Räkna antalet individer inom ett avgränsat område eller längs en transekt. Räkna sedan upp för att uppskatta den totala populationsstorleken i ett område. Antar ett uniformt spridningsmönster.

Mark-recapture

N = (n1*n2)/M; där n1 = antal individer i första stickprovet (alla märks), n2 = antal individer i andra stickprovet, M = antalet märkta individer som återfångas i andra stickprovet

Hur uppskattar man populationsstorlek?

Mark-recapture


Molekylära metoder (DNA)


Populationsmodeller

Faktorer som påverkar populationsstorlek

Reproduktion


Mortalitet


Immigration


Emigration

Per capita growth rate

Skillnad mellan antalet födslar och dödsfall (births b - deaths d)

Exponentiell tillväxt

Förekommer när populationsstorleken förändras med en konstant storlek över tid, dvs antalet individer som tillkommer per tidsenhet accelererar. Ingen population kan bibehålla exponentiell tillväxt under längre perioder

Logistik tillväxt

När populationsdensiteten ökar så kommer de resurser som populationen behöver att bli utarmade. Antalet födslar minskar och mortaliteten ökar, populationens tillväxt blir täthetsberoende. Detta resulterar i logistisk tillväxt.

Carrying capacity

Populationstillväxten avstannar vid en viss punkt där den förblir konstant. Denna populationsstorlek brukar benämnas populationens bärkraft K. K = antalet individer i en population som en viss miljö klarar av under en "oändlig" tidsperiod

Vilka faktorer leder till täthetsberoende?

Begränsade resurser - inomartskonkurrens leder till att populationen utarmar de resurser som den är beroende av.


Predation - en högre täthet av byten leder till att fler predatorer söker sig till området.


Patogener - sjukdomar och parasiter sprider sig enklare när populstionstätheten är hög.

Allee-effekter

Vissa populationer växer bättre när populationstätheten är hög ön när den är låg. Det är alltså en positiv korrelation mellan populationsstorlek och individuell fitness. En stor population kan tex vara bättre på att försvara sig mot predatorer

Stokastiska effekter

Slumpmässiga faktorer som påverkar populationers storlek, dynamik och tillväxt, tex extremt väder

Life tables (livshistorietabeller)

Används för att ta reda på hur demografiska variationer påverkar populationen i framtiden. Kan tex användas för att undersöka hur reproduktionsframgången varierar med ålder, storlek eller kön. Visar överlevnad, fekunditet för olika åldrar.

Kohort

En kohort i en life table följer en grupp individer som föddes vid samma tidpunkt

Fekunditet

Medelantalet avkomma som produceras per överlevande adult

Överlevnadskurvor

En graf som visar hur många individer av en art som överlever varje levnadsstadie för en hypotetisk kohort. Tre typer av kurvor


Konkav - typ 1: de flesta individer överlever till gammal ålder (hög dödlighet i slutet av livet)


Linjär - typ 2: individer möter en konstant dödlighet oavsett ålder


Konvex - typ 3: de flesta individer dör unga (hög dödlighet i början av livet)


Typ 1 överlevnadskurva

Hög överlevnad vid vuxen ålder, vanligt för bla stora däggdjur. Låg reproduktionstakt och parental care är vanligt (vilket reducerar mortaliteten hos juveniler)

Typ 2 överlevnadskurva

Konstant mortalitet oavsett ålder (tex taltrast)

Typ 3 överlevnadskurva

Låg överlevnad tidigt i livet, annars hög överlevnad. Producerar stora mängder avkomma och har sällan parental care (tex havstulpaner, spindlar)

Livshistoria

En organisms mönster under livet; tillväxt, reproduktion, överlevnad.

Livshistoriestrategier

Organismers olika sätt att fördela resurser på tillväxt, reproduktion och överlevnad.

Iteroparitet

Att reproducera sig mer än en gång under livet

Semelparitet

Att reproducera sig endast en gång.

Hög reproduktionstakt

Hög fekunditet och tätt mellan reproduktionstillfällena - mycket hög mortalitet hos avkomman och ingen yngelvård

Låg reproduktionstakt

Låg fekunditet och långt mellan reproduktionstillfällena - men stor investering i avkomman

Trade offs

Förhållandet mellan fitnessvinsten och fitnesskostnaden hos en egenskap (tex livshistorieegenskap, utseende, beteende, signal)

r-strateger

Organismer som är selekterade för snabb populationstillväxt (r). Klarar sig bättre i oförutsägbara miljöer. Hög fekunditet, kort livslängd, snabb populationstillväxt

K-strateger

Organismer som är selekterade för att ha en stabik populationsstorlek vid populationens bärkraft (K). Anpassade till förutsägbara miljöer. Låg fekunditet, lång livslängd.

Användningsområden för populationsekologi

Förvaltning av naturliga populationer (jakt, fiske, skog)


Lantbruk (grödor, boskap, skadedjur)


Naturvård (hotade arter, invasiva arter, effekter av miljö-/klimatförändringar på naturliga populationer)

Biologisk kontroll

Användning av djur för att bli av med skadedjur i odlingslandskap. Skräckexempel - invasiva arter (tex agapaddan i Australien)

Source population

Population som fungerar som källa av individer för andra populationer i metapopulationen

Sink population

Population inom metapopulationen som tar emot fler individer än vad den producerar

Symbios

En biologisk interaktion där organismer lever tillsammans i ett nära förhållande med positiv eller negativ inverkan på varandra. Organismer som lever i symbios kallas symbionter.

Trofisk interaktion

Där en organism blir uppäten av en annan

Trofisk interaktion

Där en organism blir uppäten av en annan

Predation

När en individ äter upp en annan

Parasitism

En individ lever av en annan utan att direkt ta livet av den, men som reducerar dennes fitness

Konkurrens

När flera organismer använder samma begränsade resurs. Eftersom resursen är begränsad har det negativa effekter på tex organismernas tillväxt, reproduktion och överlevnad.

Mutualism

En biologisk interaktion som gynnar alla inblandade

Kommensalism

En art påverkas positivt och den andra påverkas inte

Ammensalism

En art påverkas negativt och den andra påverkas inte

Samevolution (coevolution)

Den evolutionära process där adaptiva förändringar hos en art leder till adaptation hos en art som dem interagerar med.

Evolutionary arms-race

Organismer måste konstant adapteras för att fortleva i en värld full av andra konstant evolverande organismer

Vilka interaktioner leder till coevolution?

De som förekommer frekvent


De som har stor påverkan på fitness



Predator-byte, parasit-värd, konkurrens och mutualistiska interaktioner kan förväntas leda till coevolution

Antipredatorresponser

Bli inte upptäckt (krypsis)


Kemiskt försvar


Varningssignaler


Mimikry


Beteendemekanismer


Fysiskt försvar

Krypsis

Kamouflage

Aposematism

En färgteckning som indikation på farliga egenskaper, i syfte att undvika predatorer

Batesiansk mimikry

Att likna en annan (oftast giftig och farlig) art

Mülleriansk mimikry

Flera arters fenotyp konvergerar mot samma varningssignal

Fördelar med att vara många?

Många ögon - upptäcka predatorer och hitta mat


Utspädningseffekt - mindre risk att bli uppäten


Hydro-/aerodynamik

Fenotypisk plasticitet

Individen kan byta kroppsform som svar på tex predatornärvaro

Lotka-Volterra-modeller

Dynamik mellan predator-bytesdjur där arternas populationsstorlekar pendlar i samma mönster över tid

Nyckelarter (keystone species)

Arter som har stor påverkan på den biologiska mångfalden och samhällstrukturen i ett ekosystem, trots att det är få av dem

Herbivorer

De flesta är insekter, och de flesta är specialister, men vissa är generalister

Försvar mot herbivori

Fysiska strukturer (tex taggar)


Kemiska ämnen (tex sekundära meraboliter)


Senapsolja, koffein, nikotin är exempel på insektsgifter

Mikroparasiter

Encelliga organismer - virus, bakterier, protister

Makroparasiter

Flercelliga organismer - svampar, växter, djur

Ekologiska strategier hos parasiter?

Parasitisk kastrering och värdmanipulation (host manipulation)


Vektorparasiter - parasiter som har en mellanvärd där de inte reproducerar sig, genom vilken de når sin slutgiltiga värdorganism


Parasitoider - insekter som i slutändan dödar sin värd (mellanting mellan parasitism och predation)


Direkt överförbara parasiter (löss)


Trofiska parasiter - paraaiter som infesterar ett värddjur som sedan blir uppätet, då parasiten når sin slutgiltiga värd (värdmanipulering vanligt)


Mikropredatorer - parasiterar på en stor mängd värddjur, men enbart en kort stund på varje (myggor tex)


Boparasiter (gökar)


Parasiter som tar gener från sin värd


Sexuella parasiter (angler fish)


Kleptoparasiter - tar andra djurs mat

Vilka resurser orsakar konkurrens mellan arter?

Föda


Vatten


Ljus


Utrymme

Fundamental niche

De miljöförhållanden där en art har fysiologiska förutsättningar att överleva och reproducera sig

Realiserad niche

De områden där arter faktiskt förekommer

Competitive exclusion

Närvaron av en art hindrar en annan art att nyttja en resurs

Interference competition

När en art direkt hindrar em annan art att nyttja en resurs

Exploitation competition

När tillgängligheten utav en resurs beror på hur effektivt andra arter nyttjar resursen

Fugitive species

Art som överger ett område när konkurrensen blir för hög

Resource partitioning

Olika arter delar på begränsade resurser genom att använda dem på olika sätt, vilket resulterar i att de kan samexistera

Ekologisk frikoppling (ecological release)

Populationsökning pga avsaknad av begränsande faktorer (tex invasiva arter)

Character displacement

Arter som nyttjar samma resurs och som uppvisar resource partitioning selekteras för olika fenotyper (tex i morfologi eller beteende). Se näbbar hos fåglar som är anpassade för olika födokällor

Adaptiv radiering

Evolution av fenotypisk diversitet i en snabbt växande utvecklingslinje. Innefattar uppkomsten av flera nya arter från samma ancestor.

Relative neighbor effect RNE

Arter gynnas/missgynnas av mängden grannar. Mutualistiska interaktioner växter emellan ökar på i takt med meter över havet när förhållanden blir mer stressfulla.

Unweighted Pair-Group Method with Arithmetic Mean

Algoritm för att skapa fylogenetiskt träd ur DNA-sekvenser

Ekosystem

Alla organismer i ett visst område och deras fysiska och kemiska miljö

Energiflöden

1. Solen


2. Primärproduktion


3. Sekundärproduktion

Primärproduktion

Autotrofa organismer tar upp näring och energi direkt från jord, vatten och atmosfären.

Sekundärproduktion

Heterotrofa organismer på högre trofiska nivåer förvarar näring och energi genom att konsumera andra organismer. Organiska föreningar finns i vävnader hos organismer och används för att driva metabolismen hos heterotrofer

Närsaltscykler

Näringsämnen transporteras kontinuerligt mellan levande organismer och de abiotiska komponenterna i ekosystemen. Alla kemiska komponenter i organismer kommer från jord, vatten eller atmosfären, men organismer förvärvar dessa material på olika sätt.

Gross primary production GPP

Den totala mängden kol som fixeras av primärproducenter i ett ekosystem

Net primary production NPP

Den biomassa som inkorporeras i primärproducenterna efter respirationen (de använder en del av energin de producerar till sin egen ämnesomsättning)


NPP = GPP - respiration


NPP varierar på land mycket på olika latituder, i havet är variationen mycket mindre.


På land är NPP högst i tropikerna (regnskogar) och minskar vid högre breddgrader. Undantaget är torra regioner som har extremt låg NPP. I haven är NPP högst i den tempererade zonen och längs kustzonerna, speciellt områden med upwelling - närsalter från djupare områden förser ytområden med närsalter.

Vad kontrollerar primärproduktionen?

Nederbörd och temp på land. Minskning av NPP vid stor nederbörd pga minska solinstrålning, näringsförlust eller översvämningar. Påverkas också av näringsämnens tillgänglighet och atmosfärens CO2-koncentration.



Ljus och närsalter i akvatiska ekosystem. Speciellt järn, kväve och fosfor. Experiment har visat att järntillförsel kan användas för att bekämpa den globala uppvärmningen. Det är dock svårt att göra storskaligt.

Eutrofiering

En process där ökad närsalttillförsel resulterar i algblomningar vilka leder till ekosystemförändringar. Nedbrytningen av döda alger gör att syret kan ta slut (hypoxi).

Hypoxi

Syrebrist - koncentrationen löst syre i vatten understiger 2mg/l

Sekundär nettoproduktion

Biomassa erhållen från konsumtion av andra organismer. Det beror på:


Konsumtionseffektivitet och assimilationseffektivitet

Konsumtionseffektivitet

Hur mycket växtvävnad som konsumeras

Assimilationseffektivitet

Mängd konsumerad mat som smälts kontra frisatt som avföring och urin. Energi förloras i födovävar (termodynamikens andra lag)

Produktionseffektivitet

Andel föda som blir ny konsumentbiomassa. Påverkar konsumenternas tillväxt och reproduktion.

Endotermer

Organismer som upprätthåller höga kroppstemperaturer och har höga metabolismhastigheter och har därmed lägre produktionseffektivitet än ektotermer

Trofisk effektivitet

Energiflödet som överförs mellan trofiska nivåer. Biomassa på varje nivå. Energimängd på en trofisk nivå dividerad med energimängden på den trofiska nivån omedelbart under den.


Skogsekosystem har lägre trofisk effektivitet än gräsekosystem eftersom mycket av biomassan är trä och inte tillgänglig för de flesta primärkonsumenter. I akvatiska ekosystem kan den snabba hastigheten av primärproduktion ge en större biomassa av primärkonsumenter.

Bottom up energiflöde

Styrs av primärproduktionen - ju mer NPP som kommer in i systemet, desto mer energi överförs till konsumenterna. I pelagiska ekosystem (växtplankton - zooplankton - fiskproduktion)

Top down energiflöde

Styrs av konsumentnivåer, som reglerar mängden NPP genom att föda lägre trofiska nivåer. Födoväv med keystonerovdjur domineras av top down kontroll.

Omnivori

Reducerar NPP genom att de påverkar på flera nivåer - man kan säga att de kollapsar de övriga trofiska nivåerna

Biogeokemiska cykler

Mönster av förflyttning av närsalter

Pool

Mängd av en närsalt i en viss del av den biogeokemiska cykeln

Flux

Hastighet av en närsalt som rör sig mellan pooler

Hydrologiska cykeln

Vattenkretsloppet. Förflyttning av vatten genom det globala ekosystemet. Vatten är grundläggande för organismer och spelar en viktig roll vid transport ac näringsämnen mellan de olika delarna i ett ekosystem. Solens energi driver den hydrologiska cykeln genom att vatten avdunstar från haven. Vatten återförs som nederbörd.


1. Avdunstning från växter till atmosfären.


2. Vatten återvänder till havet via bäckar, ytavrinning och grundvatten


3. Floder, sjöar, glaciärer, snö, markfuktighet och grundvatten fungerar som pooler. Uppehållstid i flod kort, sjöar och hav lång (3000 år)

Evapotranspiration

Evaporativ (avdunstning) överföring av värme och vatten från växter till atmosfären

Kolets kretslopp

Alla organismer innehåller kol och deras energi kommer från kolföreningar. CO2 tas upp från atmosfären av autotrofer och införlivas i organiska molekyler genom fotosyntes. Kol återförs till atmosfären genom organismers metabolism. CO2 förflyttas i havet genom diffusion. Lagras i havsvatten som karbonat eller bikarbonat. Det mesta kolet lagras i jord och stenar, marina sediment och upplöses i havsvatten.



Historiskt har mängder kol försvunnit ur kretsloppet när växter dog och begravdes i sediment som saknar O2. Avlagringar av olja, naturgas, kol och torv bildades - fossila bränslen.



Människan har förbrukat fossila bränslen i ökande takt i 150 år. CO2 släpps ut i atmosfären snabbare än det kan tas upp.

Den globala uppvärmningen

CO2-koncentrationerna varierar över tid och höga koncentrationer korrelerar med högre temperaturer. Koncentrationen är ca 400 ppm, den högst uppmätta på 800 000 år. Ökningen av CO2, CH4 och N2O som resultat av fossila bränslen har ökat den globala temperaturen med 1°C mellan 1981 och 2010.


Den globala uppvärmningen har resulterat i minskningen av isen i Arktis. Havsnivåökningen ökar översvämningsrisken för kuststäder och jordbruksmark. Nästan 1/3 av världens befolkning bor i kustregioner

Blekning av koraller

Förlust av symbiotiska alger och eventuella dödsfall av koraller, som en konsekvens av försurning och ökande temperatur. Leder till kollaps av artrika korallrevssystem.

Kvävecykeln

Kväve är den vanligaste gasen i atmosfären, men de flesta organismer kan inte använda N i denna form. Vissa bakterier kan fixera N2 till ammoniak NH3, vilket omvandlas till NH4 och kan användas av växter. Mikrobiell aktivitet står för 95% av all N-flux. Cykeln är därför biologiskt driven.


Det råder ofta brist på användbart N. Kvävet förloras snabbt från ekosystem genom urlakning, förångning och denitrifikation. Industriell produktion, användning av konstgödsel och förbränning av fossila bränslen bidrar med lika mycket N som naturliga processer.


Överskott i grundvatten och avrinning och hamnar i floder, sjöar och hav, vilket reducerar i övergödning.

Nitrifikationsbakterier

Omvandlar NH3 till nitrit NO2 och sedan nitrat NO3, också användbar för växter

Denitrifikationsbakterier

Omvandlar NO3 tillbaka till N2 och N2O-gaser

Fosforcykeln

P viktigt i DNA, RNA, ATP och fosfolipider. Det mesta fosfatet i berg och djuphavssediment. P omsätts långsamt i jordskorpan. Avrinning av P från gödsel och tvättmedel kan resultera i övergödning i sjöar och hav.

Svavelcykeln

Svavel krävs för proteiner och lignin. Det mesta är lagrat i sten och havssediment. Ca 10-20% av S i atmosfären kommer från vulkanutbrott. Mikrobiell sönderdelning återför S till atmosfären som H2S. Förbränning av fossila bränslen bidrar till att svavelsyra och salpetersyra i atmosfären. Försurning via nederbörd, vilket påverkar skogar och sjöar, vilket i sin tur påverkar födovävarna. Forskning visar att minskad surhetsgrad låter skogs- och vattenlevande system återhämta sig.

Ekosystemtjänster

Funktioner hos ekosystem som gynnar människor, dvs upprätthåller eller förbättrar människors välmående och livsvillkor. Dessa tjänster produceras av ekosystemen.


Förändringar i ekosystemen leder ibland till försämringar av ekosystemtjänster. För att utveckla en mer hållbar användning av ekosystem kan värdet av ekosystemtjänsterna mätas. De flesta av dessa tjänster är antingen oersättbara eller så år den teknik som krävs för att ersätta dem oöverkomligt dyr (tex dricksvatten)


1. Tillhandahållande tjänster - produkter som mat, rent vatten, timmer.


2. Regleringstjänster reglerar händelser som orkaner, översvämningar, sjukdomsutbrott och vatten- och luftkvalitet


3. Stödtjänster bidrar till processer som markbildande, kolbildning via primärproduktion och närsaltomsättning


4. Kulturella tjänster ger icke-materiella tjänster som fritidsaktiviteter.

Ekosystemvärden

Att uppskatta hur mycket vi är villiga att betala för att bevara eller förbättra ekosystemtjänster. Ofta är det totala ekonomiska värdet för ett hållbart förvaltat ekosystem högre än för ett förändrat ekosystem. En viktig aspekt av värderingen av ekosystemtjänster är att förändra intrycket att ekosystemtjänster är "offentliga varor" och därför inte har något marknadsvärde.


1. Bedöma mänskliga drivkrafter för ekosystemförändringar


2. Bedöma vilka tjänster som påverkas av dessa förändringar


3. Uppskatta hur processer eller funktioner påverkar produktionen av varor och tjänster i ett ekosystem


4. Uppskatta viljan hos människor att betala för dessa varor och tjänster


Lagar kan behövas gör att ge incitament till hållbarhet. Många inser inte det långsiktiga värdet av ekosystemvaror och -tjänster, eller förstår hur mänsklig verksamhet påverkar ekosystemens funktion.

Estuarium

Mynningsvik, ett vattenområde delvis omgivet av land där sötvatten gradvis blandas upp med saltvatten. I suptropiska och tropiska områden är mangrove en av de karakteristiska växterna. Blandandet av salt och sötvatten ger upphov till höga näringshalter såväl i vattnet som i sedimentet; vilket gör estuarium till väldigt produktiva habitat

Naturvårdsbiologi

Omfattar ekologi, ekonomi, samhällsvetenskap, politik. Skydda och hantera jordens biologiska mångfald.

Extinction vortex

Mänskliga störningar-> Små populationer -> Effektiva populationsstorleken minskar-> större sannolikhet av genetisk drift och inavel -> minskad genetisk variation -> sannolikheten för demografisk stokasticitet ökar-> ytterligare populationsminskningar ->->->

Effektiv populationsstorlek

Antalet individer som kan bidra med avkomma till nästa generation

Demografisk stokasticitet

Slumpen spelar större roll för populationers minskande och utslagning

Svårt att spåra och förutse utrotning pga:

1. Okunskap om antal arter på Jorden, många har aldrig upptäckts. Uppskattningsvis 2-50 miljoner arter har inte beskrivits.


2. Vi vet inte var arter finns, speciellt små och ovanliga arter


3. Svårt att avgöra när en art blir utrotad.


4. Dålig kunskap om interaktioner mellan arter, ex att förlust av en art kan bidra till minskning av andra

Hotade grupper (i fallande ordning)

Sötvattensmusslor


Kräftor


Amfibier


Sötvattensfiskar


Blommande växter


Barrväxter


Ormbunkar


Reptiler


Däggdjur


Fåglar

Största hoten mot ekosystem/diversitet

Habitatförlust och försämrad habitatkvalitet


Övernyttjande av resurser (tex fiske)


Invasiva arter och sjukdomsspridningen


Klimatförändringar

Försvinnande regnskog

Ca 2% avverkas varje år för lantbruk. Ytterligare 1milj arter kan utrotas under nuvarande århundrade om utrotningen sker i samma hastighet

Habitatfragmentering

Leder till kanteffekter - ytterligare störningar förutom areaminskning.

Typer av föroreningar

Försurning i skogar och sjöar ekosystem. Tungmetaller och pesticider påverkar många arters reproduktion

Plast i havet

Bryts upp till små partiklar (mikroplaster). Äts av marina djur, påverkar endokrina funktioner, tex hormonreglering. Övergivna fiskenät dödar många djur.

Handel med exotiska djur

Överutnyttjande av djur, föda, kläder, smycken, husdjur och mediciner var länge det största hotet. Fortfarande ett stort hot.


Stor handel med exotiska husdjur, akvariefiskar och prydnadsväxter. 2-5 milj fåglar och 2-3 milj reptiler fångas levande varje år. Leder också till spridningar av sjukdomar och invasiva arter

Överfiske

14 % av fiskade arter försvann mellan 1950 och 2007. Toppredatorer som hajar, tonfisk och groupers har överutnyttjats. Långlivade arter har svårt att återetableras. Ofta keystone arter med stora effekter i ekosystemen.

Introducerade arter

Ca 10% blir invasiva - snabbreproducerande, sprids snabbt och har negativa effekter på inhemska arter och ekosystem. Predation, konkurrens och sjukdomar. Ekosystemfunktioner och -tjänster störs, vilket kan påverka skogsbränder, vattentillgång och sedimentation i kustområdet

Invasiv art

Snabbreproducerande, sprids snabbt och har negativa effekter på inhemska arter och ekosystem. Förändrar genetisk diversitet hos inhemska arter genom hybridisering. Stora kostnader att bekämpa, hundratals miljoner per år.


Européer har fört med sig många arter - i Australien har kaniner, rävar, hundar och katter utrotat hälften av alla små pungdjur. Arter som introducerats för att kontrollera invasiva arter har själv blivit invasiva.



Tex drakfisken (exotiskt husdjur) på nordamerikanska östkusten. Saknar fiender men kan reducera rekrytering av fisk. Äter herbivorer vilket ökar algpåväxt, kan minska koralltillväxt. Ekotiska husdjur, fripassagerare (förs med barlastvatten till nya platser), invasiva patogener

Klimatförändringar påverkar artdiversitet och ekosystem

Arters utbredning förändras, de med bra spridningsförmåga kan klara sig om de hittar nya habitat. Stationära arter så som växter får det svårare. Havsnivån stiger pga isavsmältning och varmare hav, vilket leder till att kuster eroderar och ekosystemen påverkas. Ekosystemen i Arktis och Antarktis förändras/försvinner (isbjörn och sälar påverkas). Haven tar upp mer atmosfärisk CO2 -> hav försuras -> hela ekosystem förändras.


Livshistoriehändelser som fortplantning och migration sker tidigare med stigande temperaturer.

Skyddade områden

Viktiga för att skydda biodiversiteten. Kan fungera som barnkammare från vilken individer kan spridas och bidra till upprätthållande i andra populationer.


Det är komplext att bestämma var skyddade områden ska skapas. Kriterier som behövs:


1. Habitatet måste kunna upprätthålla livskraftiga populationer av de arter som de är menade att skydda


2. De ursprungliga ekosystemfunktionerna bör vara i stort sett intakta


3. Naturligt kärnområde - relativt ostört som kan tillåta hotade arter att upprätthållas och potentiellt fungera som källa för spridning till andra områden


4. Måste vara stora med minimalt kanthabitat. Oftast bättre med ett stort än flera mindre, även om samma storlek totalt

Buffertzon

Zon runt ett skyddat kärnområde som inte är inte lika hårt kontrollerat som reservatet

Habitatkorridor

Binder ihop habitat (habitatkonnektivitet). Förhindrar populationer från att bli isolerade från den större metapopulationen. Tex viltövergång, grodtunnel, fiskväg

Restaureringsekologi

Förstörda ekosystem kan restaureras. Förhoppningsvis kan restaurering återskapa ursprungliga strukturer och funktioner i ekosystemen.

Tekniker för restaurering

Undanröjning av föroreningar och invasiva arter.


Återplanteringar


Återintroduktioner av ursprungliga arter


Återetablering av hydrologiska processer och störningar


Kontrollerad bränning


Ekosystemingenjörer återetableras

The Convention on International Trade in Endangered Species (CITES)

Internationellt fördrag för att förbjuda handel med hotade arter (valkött, noshörningshorn, papegojor, orkidéer osv)

Deoxygenering av ballastvatten

Transoceanisk transport av invasiva arter i fartygens ballastvatten skulle kunna elimineras genom att deoxygenera ballastvatten innan det pumpas ut. Detta dödar de flesta organismer och förlänger livslängden på ballasttankarna

Ekoturism

Miljöansvarigt resande till naturområden stödjer bevarandeinsatser och bidrar till lokala samhällens ekonomiska välbefinnande. En viktig inkomstkälla för många utvecklingskälla.

Guild (gille)

Grupp organismer som använder samma resurser

Samhälle (community)

En grupp av arter som lever samtidigt på samma plats. Baseras på taxonomi, användning av resurser, funktionella grupper, näringsvävar eller interaktionsvävar. Samhällen varierar i artantal, mångfald av arter, och i artsammansättning.

Samhällsstruktur

Mönstren i mångfald och artsammansättning på samhällets eller lokal nivå

Mångfald av arter

Mått som kombinerar artantal och arternas relativa abundans

Shannon-index

Vanligt mått på entropi. Summan av proportionen av individer av arten gånger den naturliga logaritmen av proportionen av individer av arten

Biologisk mångfald

Beskriver mångfalden på olika nivåer, dvs från gener till arter till ekosystem. Större genetisk mångfald kan leda till högre fitness av populationen, som ökar mångfald av arter. Ju fler typer av samhällen som finns, desto större mångfald finns på regional och kontinental nivå

Medlemskap i samhällen

För att bli medlem i ett samhälle måste arterna finnas i regionen och ha chans att sprida sig till samhället. Miljöfaktorer fungerar som ett abiotiskt filter och arter redan i samhället fungerar som ett biotiskt filter som avgör vilka arter som kan kolonisera ett samhälle. Medlemskap beror på tillförsel av arter, abiotiska förhållanden och biotiska interaktioner.

Fenotypisk plasticitet

Anpassningsförmåga

Direkt interaktion

Sker mellan två arter

Indirekt interaktion

Uppstår när en direkt interaktion mellan två arter påverkas genom en tredje eller flera art/er

Trofisk kaskad

Uppstår när konsumtion på en trofisk nivå resulterar i förändringar av arternas abundans eller artsammansättning på en annan trofisk nivå

Styrka av interaktioner

Effekt av en art på abundansen av en annan art. Kan kvantifieras genom experiment där man tar bort konkurrensarter och analyserar responsen av den andra arten

Konkurrens

Oftast asymmetrisk. För växter är konkurrens om näringsämnen oftast symmetrisk, medan konkurrens om ljus är mycket asymmetrisk. Asymmetrisk konkurrens leder antingen till att den svagare arten försvinner eller ger upphov till mekanismer som gynnar koexistens, som uppdelning av resurser eller nischer

Resurs-förmedlad koexistens

Faktorer som störning och stress kan minska förmågan av en dominant art att ta till sig resurser och därmed öppna möjligheter för andra arter att samexistera med den dominanta arten.

Hypotesen om intermediär störning

Nivån av störningar som ett samhälle utsätts för har stora effekter på mångfald av arterna. Mångfald av arter är störst när störningar ligger på en intermediär (lagom) nivå. Vid låg störningsnivå leder konkurrens genom dominanta arter försvinner i längden. Få arter klarar en hög nivå av störningar, pga hög mortalitet är därför mångfalden av arter låg vid hög nivå av störningar.


Intermediär nivå: negativa effekter av dominanta arter reduceras genom störningar, mortalitet reduceras genom störningar, mortalitet reduceras och även konkurenssvaga arter kan koexistera i samhället.

Nyckelarter (keystone species)

Verkar främst genom att skapa trofiska kaskader, har effekter på samhällsnivå. Tex vargar i Yellowstone eller hacsutter i marina kelpskogar

Pelararter (foundation species)

Tillhandahåller näring och habitat för andra arter och har en stor betydelse för samhällen pga deras storlek och abundans. Tex träd är både mat och habitat

Ekosystemingenjörer

Skapar, modifierar eller upprätthåller det fysiska habitatet för sig själva eller för andra arter. Tex bävrar

Lotteri- eller neutrala modeller

En typ av modell som betonar slumpens roll för att skapa och upprätthålla den lokala mångfalden av arter. I dessa modeller kommer resurser att användas slumpmässigt av individer av de arter som är på rätt plats i rätt tid. Alla individer har lika chanser att få tillgång till resurser (vinna i lotteriet). Lotterimodeller har visats mest betydelsefulla i de mest artrika samhällen, som tex korallrev och tropiska regnskogar, där ett hundratal arter visar samma krav på resurser

Succession

Förändringar i artsammansättning i samhället över tid; ett resultat av både biotiska och abiotiska faktorer. En störning är en abiotisk händelse/process som sårar eller dödar några individer och därmed skapar möjligheter för andra individer att växa. Stress uppstår när en abiotisk faktor reducerar tillväxt, reproduktion, och/eller överlevnad av individer.


Succession av samhällen orsakas av faktorer som leder till förändringar, bland dessa störning och/eller stress. Samhällen återhämtas från störningar genom successionsprocesser, vilka leder till ett sk klimax-samhälle. Förändringarna i samhället genom en succession kan inte nödvändigtvis förutspås eller upprepas. Succession kan leda till olika alternativa tillstånd.

Primär succession

Börjar efter en katastrofartad störning som tar bort alla organismer och exponerar öppet substrat. Vulkanism, glaciärer, översvämningar, jordskred. Pionjärarter måste kunna hantera dessa extrema förhållanden och brukar vara r-strateger. Växter hjälper till att utveckla jordmån genom att vittra berggrunden och genom att tillföra organiskt material. Pionjärväxter behöver ha N-fixerande bakterier i rotknölar.

Sekundär succession

Inleds av en störning som slår ut de flesta, men inte alla organismer. Dessa organismer orsakas av människor, tex hyggen, eller naturligt genom eld eller storm. Utvecklingen sker mycket snabbare än i en primär succession. Arter son dyker upp tidigt under successionen tolererar och modifierar abiotiska miljöförhållanden på ett sätt som troligen gynnar andra arter. När abiotiska förhållanden förbättras under successionens lopp, kommer arter att bli dominanta som är mindre stress-toleranta men större, långlivade och visar mer konkurrensförmåga.

Klimaxsamhälle

Stabil samling av arter som inte förändras innan en intensiv störning inträffar.

Alternativa successionsstadier

Olika sammansättningar av samhällen som skulle kunna utvecklas på samma plats och under liknande förhållanden. Teorin om alternativa stadier kan visualiseras genom ett landskap med många dalar, varje dalbotten representerar ett annat samhälle eller stadium. Förändring av förhållanden kan förändra samhället och därmed förflytta det till en annan dalbotten.

Hysteres

Om man återskapar ett samhälles ursprungliga förhållanden betyder det inte att samhället förändras tillbaka till ursprungssammansättning och uppfyller och uppfyller samma ekosystemfunktioner. Systemet visar sk hysteres.


Mänskliga aktiviteter som leder till habitatförlust, introduktion av främmande arter och överutnyttjandet förändrar samhällen och det är oklart om de originalsamhällen kan återskapas.

Samhällsfunktioners/ekosystemfunktioners mätbarhet

Kan mätas genom samhällets stabilitet mot förändringar. Stabilitet ökar oftast med antal arter.

Samhällsfunktioner

Beskriver hur ett samhälle fungerar. Dessa kan mätas genom att kvantifiera tex växtproduktivitet, markbördighet, vattentillgång, samt stabilitet eller resistens mot störningar (återhämtningsförmåga). En hypotes är att samhällen med fler arter visar bättre samhällsfunktioner. Resurser kommer att användas mer effektivt när det finns fler arter i samhället. Om miljöförhållanden förändras kommer ett samhälle med fler arter troligen att innehålla några arter som klarar förändringen och kan anpassa sig till nya förhållanden

Monokulturer

Växter som man gror som en enda art har mycket låg mångfald av arter och det sk samhället är ostabilt.

Subsistensjordbruk

Självhushållande jordbruk som används som modell för att studera samband mellan mångfald och stabilitet.