Życie i ewolucja biosfery

January Weiner

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-21137-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2020

Liczba stron:

808

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Weiner, January. Życie i ewolucja biosfery. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2020, 808 s. ISBN 978-83-01-21137-0

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Weiner, J.

T1 Życie i ewolucja biosfery

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2020

SN 978-83-01-21137-0

Bibliografia BibTex:

@Book{ 218264, author = "Weiner, January", editor = "", title = "Życie i ewolucja biosfery", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2020", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-21137-0" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Weiner, January

ED -

TI - Życie i ewolucja biosfery

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2020

SN - 978-83-01-21137-0

ER -

Netografia (standard APA):

Weiner, January. Życie i ewolucja biosfery [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2020 [dostęp: 23 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/zycie-i-ewolucja-biosfery-january-weiner-218264.

ochrona środowiska, demografia, ekologia, biosfera, Ekosystem, biogeneza, cykle biogeochemiczne, biom, różnorodność biosfery, różnorodność gatunkowa

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 opracow...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-21137-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2020

Liczba stron:

808

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Rozdział 1 14
Wstęp 14
1.1. Czego czytelnik powinien się spodziewać po tej książce?14
1.2. O metodzie naukowej16
1.3. Ekologia współczesna25
Literatura uzupełniająca31
Życie biosfery 36
Rozdział 2 36
2.1. Żywy organizm36
2.2. Żywa biosfera37
2.3. Ekologia jako program badawczy biologii38
2.4. Planeta Ziemia39
2.4.1. Ziemia we wszechświecie39
2.4.2. Planety Układu Słonecznego42
2.4.3. Środowisko kosmiczne44
2.4.4. Ruch Ziemi wokół Słońca, pory roku46
2.4.5. Ruch obrotowy Ziemi wokół osi47
2.4.6. Magnetosfera Ziemi47
2.4.7. Hipoteza Milankoviča48
2.5. Ziemia pod nogami51
2.5.1. Co jest w środku51
2.5.2. „A jednak się rusza”52
2.6. Cyrkulacja atmosferyczna i cykl hydrologiczny57
Literatura uzupełniająca61
Biogeneza i historia biosfery 62
Rozdział 3 62
3.1. Powstanie życia na Ziemi62
3.1.1. Co to jest: życie62
3.1.2. Hipotezy o powstaniu życia na Ziemi64
3.1.3. „Od dołu”: badania geologiczne i paleontologiczne66
3.1.4. „Od góry”: badania porównawcze współczesnych organizmów71
3.1.5. Hipotezy i eksperymenty „tu i teraz”74
3.1.6. Od minerałów do praorganizmu75
3.1.7. Świat RNA81
3.1.8. Powstanie współczesnych form życiowych83
3.2. Prehistoria życia i paleoekologia84
3.3. Wielkie wymierania87
3.3.1. Dokumenty paleontologiczne88
3.3.2. Przyczyny katastrof94
3.3.3. Zderzenia z meteorytami94
3.3.4. Okresowość wymierań?97
3.3.5. Wulkanizm i inne konkurencyjne hipotezy98
Literatura uzupełniająca100
Metabolizm biosfery 102
Rozdział 4 102
4.1. Cykl redoks102
4.2. Heterotrofia108
4.3. Autotrofia109
4.4. Pobieranie azotu i siarki113
4.5. Oddychanie114
4.6. Ewolucja systemów metabolicznych118
4.6.1. Ekosystemy cieplic głębinowych118
4.6.2. Głęboka biosfera121
4.6.3. Ewolucja fotosyntezy122
Literatura uzupełniająca125
Produkcja pierwotna biosfery 126
Rozdział 5 126
5.1. Energetyka produkcji biomasy126
5.2. Metody pomiaru produkcji pierwotnej130
5.2.1. Metody żniwne132
5.2.2. Pomiary fizjologiczne134
5.2.3. Metoda kowariancji wirów135
5.2.4. Metody pośrednie136
5.3. Od czego zależy tempo produkcji pierwotnej?142
5.4. Produkcja pierwotna w oceanach144
5.5. Produkcja pierwotna na lądach147
5.6. Bilans energetyczny biosfery152
Literatura uzupełniająca156
Dekompozycja, czyli rozkład biomasy 158
Rozdział 6 158
6.1. Istota procesu158
6.2. Dekompozycja dokonywana przez rośliny160
6.3. Dekompozycja dokonywana przez konsumentów160
6.4. Destruenci, detrytusożercy, saprofagi, „reducenci”161
6.5. Procesy dekompozycji w wodach162
6.6. Procesy dekompozycji na lądach164
6.7. Od czego zależy tempo dekompozycji i jak się je mierzy?165
6.8. Niedomknięte bilanse: deponowanie materii organicznej177
Literatura uzupełniająca178
Cykle biogeochemiczne 180
Rozdział 7180
7.1. Krążenie pierwiastków w biosferze180
7.2. Cykl węgla182
7.3. Bilans węgla a klimat globalny196
7.3.1. Klimat się zmienia196
7.3.2. Przyczyny zmian klimatu198
7.3.3. Gazy cieplarniane201
7.3.4. Spodziewane skutki wzrostu zawartości CO2 w atmosferze205
7.4. Cykl azotu208
7.5. Cykl siarki215
7.6. Cykl fosforu221
7.7. Żelazo223
Literatura uzupełniająca224
Ekosystem 226
Rozdział 8 226
8.1. Warunki życia w oceanie i na lądzie226
8.2. Biomy Ziemi229
8.2.1. Zróżnicowanie biosfery229
8.2.2. Gleba231
8.3. Biosfera, biom, ekosystem235
8.4. Pojęcie ekosystemu: problemy terminologiczne244
8.5. Struktura troficzna ekosystemu248
8.6. Modele ekosystemów253
8.7. Bioenergetyka ekologiczna257
Literatura uzupełniająca260
Jezioro, las, step, ocean 262
Rozdział 9 262
9.1. Cztery przykłady262
9.2. Jezioro263
9.3. Las strefy umiarkowanej277
9.3.1. Badania ekosystemów leśnych277
9.3.2. Lasy Puszczy Niepołomickiej278
9.3.3. Lasy naturalne i lasy użytkowe290
9.4. Step301
9.4.1. Ekosystem trawiasty301
9.4.2. Suchy step karaganowo-ostnicowy w Mongolii303
9.4.3. Wpływ gryzoni na obieg materii i produktywność stepu305
9.5. Ocean308
9.5.1. Ekosystem globalny308
9.5.2. Biomy morskie309
9.5.3. Prądy wstępujące (upwellingi)310
9.5.4. El Niño312
Literatura uzupełniająca315
Funkcjonowanie ekosystemów — w poszukiwaniu ogólnych zasad 316
Rozdział 10 316
10.1. Struktura sieci troficznej i przepływ energii w ekosystemach316
10.2. Przepływ energii i materii między poziomami troficznymi321
10.3. Analiza sieci troficznych337
10.4. Od czego zależy długość łańcuchów troficznych340
10.5. Regulacja ekosystemu: „z góry” czy „z dołu”?342
10.6. Jak powstaje ekosystem344
10.7. Stabilność ekosystemów348
10.8. Trwałość biosfery360
Literatura uzupełniająca368
Różnorodność biosfery 370
Rozdział 11370
11.1. Zagadka różnorodności biosfery370
11.2. Zróżnicowanie form życiowych373
11.2.1. Źródła zmienności organizmów żywych373
11.2.2. Każdy organizm jest unikatem374
11.2.3. Różnorodność gatunkowa376
11.2.4. Różnorodność prebiotyczna i wczesna ewolucja form życiowych377
11.2.5. Nieciągłość zmienności378
11.3. Zmiany liczby gatunków w historii biosfery379
11.4. Ile gatunków żyje obecnie na Ziemi?387
11.4.1. Stan znajomości współczesnej flory i fauny387
11.4.2. Próby oszacowania rzeczywistej liczby gatunków391
11.5. Przestrzenna zmienność różnorodności gatunkowej w biosferze399
11.5.1. Geograficzne wzorce różnorodności gatunkowej399
11.5.2. Przyczyny geograficznego zróżnicowania liczby gatunków406
11.5.3. Zależność liczby gatunków od wielkości areału418
11.6. Znaczenie globalnej różnorodności gatunkowej i jej zagrożenia422
11.6.1. Wymierania plejstoceńskie i współczesne422
11.6.2. Pożytki z różnorodności biologicznej431
Literatura uzupełniająca434
Organizm wśród organizmów 436
Rozdział 12 436
12.1. Środowisko biotyczne436
12.2. Ewolucja interakcji międzygatunkowych437
12.3. Konkurencja442
12.3.1. Model konkurencji442
12.3.2. Eksperymentalne badania nad konkurencją452
12.3.3. Znaczenie konkurencji międzygatunkowej dla różnorodności biosfery463
12.4. Eksploatacja464
12.4.1. Niesymetryczne interakcje międzygatunkowe464
12.4.2. Pasożytnictwo464
12.4.3. Drapieżnictwo470
12.4.4. Roślinożerność484
12.5. Mutualizm489
12.5.1. Symbiozy metaboliczne489
12.5.2. Zoogamia i zoochoria500
12.5.3. Przymierze obronne509
12.5.4. Komensalizm510
12.5.5. Znaczenie mutualizmu dla różnorodności biosfery511
Literatura uzupełniająca513
Różnorodność gatunkowa w skali lokalnej 514
Rozdział 13 514
13.1. Struktura różnorodności514
13.1.1. Składowe różnorodności gatunkowej514
13.1.2. Powtarzalność składu gatunkowego519
13.2. Zespół i biocenoza520
13.2.1. Czy to, czym zajmuje się ekologia, w ogóle istnieje?520
13.2.2. Burzliwe dzieje kilku pojęć524
13.3. Powtarzalne wzorce w strukturze zespołów528
13.2.3. Wzorce i mechanizmy528
13.3.1. Wzorzec I: Redundancja biocenoz. Gatunków jest zawsze „za dużo”, o wiele więcej niż kategorii troficznych realizujących funkcje ekosystemu528
13.3.2. Wzorzec II: Wielkość populacji gatunków wchodzących w skład zespołów ma charakterystyczny rozkład: mało dużych, dużo małych532
13.3.3. Wzorzec III: Wielkości ciała gatunków wchodzących w skład zespołów mają charakterystyczne rozkłady: mało dużych, dużo małych539
13.3.4. Wzorzec IV: Gatunki wchodzące w skład zespołu w sposób charakterystyczny różnią się od siebie („zasada ograniczonego podobieństwa”)547
13.3.5. Wzorzec V: Z danej puli gatunków w podobnych warunkach mogą się tworzyć różne zespoły, ale ich skład nie jest przypadkowy554
13.3.6. Wzorzec VI: Konwergencja zespołów557
13.3.7. Co wynika z analizy powtarzalnych wzorców w strukturze zespołów?561
13.4. Dynamika biocenoz564
13.4.1. Wzorce zmian struktury biocenozy w czasie: sukcesja564
13.4.2. Sukcesja: proces deterministyczny czy losowy?571
13.4.3. Równowaga w biocenozie575
13.4.4. Mechanizm zrównoważenia liczby gatunków w zespole — model biogeografii wysp575
13.5. Znaczenie lokalnej różnorodności gatunkowej578
13.5.1. Czy różnorodność gwarantuje stabilność? Rozważania teoretyczne578
13.5.2. Potwierdzenia eksperymentalne581
13.5.3. Czy różnorodność jest dobra dla ekosystemu?584
Literatura uzupełniająca585
Ekologia gatunku 586
Rozdział 14 586
14.1. Populacja jednogatunkowa586
14.1.1. Poziomy organizacji życia586
14.1.2. Dynamika populacji588
14.1.3. Wpływ czynników niezależnych od zagęszczenia na dynamikę populacji590
14.2. Regulacja liczebności populacji592
14.2.1. Czynniki zależne od zagęszczenia592
14.2.2. Konkurencja wewnątrzgatunkowa — podział zasobów600
14.2.3. Samoprzerzedzenie601
14.2.4. Terytorializm605
14.2.5. Stabilizujący wpływ zmienności indywidualnej607
14.2.6. Warunki przetrwania gatunku610
14.2.7. Populacja populacji, czyli metapopulacja612
14.3. Demografia617
14.3.1. Losy poszczególnych osobników617
14.3.2. Wskaźnik zastępowania618
14.3.3. Tabela życia dla kohorty620
14.3.4. Macierz projekcji635
14.3.5. Związki między współczynnikami dynamiki populacji639
14.4. Strategie ewolucyjne gatunków641
14.4.1. Historie życiowe641
14.4.2. Kształtowanie strategii życiowej przez dobór naturalny644
14.4.3. Organizm w środowisku — bioenergetyka ekologiczna648
Literatura uzupełniająca659
Epilog662
Dodatek 1666
Zastosowanie badań satelitarnych w ekologii 666
D1.1. Satelity do użytku codziennego: GPS666
D1.2. Radiotelemetria satelitarna669
D1.3. Metody teledetekcji satelitarnej671
D1.4. Dostęp do danych satelitarnych684
D1.5. Lotem trutnia685
Literatura uzupełniająca686
Dodatek 2 688
Przewodnik po metodach statystyki wielowymiarowej 688
Przykłady zastosowań statystyki wielowymiarowej w ekologii699
Literatura uzupełniająca700
Dodatek 3702
Metody molekularne w ekologii 702
D3.1. „Ekologia molekularna”702
D3.2. Markery genetyczne704
D3.3. Warsztat molekularny w ekologii705
D3.4. Wybrane przykłady zastosowań metod molekularnych w różnych obszarach ekologii709
D3.4.1. Struktura i funkcjonowanie ekosystemów709
D3.4.2. Ekologia gatunku, populacji i osobnika713
Literatura uzupełniająca716
Słownik wybranych pojęć z zakresu ekologii718
Źródła ilustracji770
Indeks rzeczowy778
Indeks nazw organizmów798

konkurencyjne.Wynikibadańbędąmiałyznaczeniepraktycznedopiero

wtedy,gdystanąsięcząstkąjednolitej,dobrzeumocnionejteorii.Ekologia

takiejteoriijeszczenieposiada.

Ekolodzystarającysięzrozumiećmechanizmytrwałościbiosferyza

punktwyjściabiorądaneobilansachenergiiimateriiwekosystemach.

Mierząbiomasęorganizmów,ilośćzawartejwniejenergiiiskładnikówche-

micznych,szacujątempoprzepływuenergiiiobiegupierwiastków;starają

sięustalićtempoprodukcjiirozkładumateriiorganicznejprzezorganizmy

żyweiodgadnąć,odczegoonozależyicojeogranicza.Obserwująwzajem-

nezwiązkimiędzyglobalnymiprocesamibiogeochemicznymiazmianami

klimatuwskalicałejplanety.Używająmetodstatystycznychikompute-

rów,abyupewnićsięcodowiarygodnościswoichpomiarówiwyliczyć

bilansmateriiienergiiwzłożonychukładach.Abymóczidentyﬁkować

przyczynyzaburzeńtakiegobilansu,dokonująobserwacjiekosystemów

wdługichodcinkachczasowych,sięgającteżpodanepaleobiologiczne.Na

podstawiezaobserwowanychkorelacjimiędzyzmianamibilansuenergii

imateriiwekosystemacharóżnymiczynnikamiśrodowiskowymipróbują

odgadnąćmechanizmytychzjawisk;badająmodelematematyczneekosys-

temów,awnioskiprzedstawiająwpostacihipotez,któreweryﬁkująprzez

konfrontacjęwynikającychznichprzewidywańzkolejnymiobserwacjami

iwynikamieksperymentów.

Badaczezainteresowaniproblememzmianróżnorodnościgatunkowej

pytająprzedewszystkimoto,ilejestgatunkówwbiosferze,jakiemają

rozmieszczenieizasięgi;starająsięustalićzmianyliczebnościpopulacji—

badajączagęszczenieibudującmodeleteoretyczne,pozwalająceśledzić

jegozmiany.Abyzrozumiećmechanizmyregulacjizagęszczeniapopula-

cji,konstruująhipotezy,któretestująweksperymentachlaboratoryjnych

iterenowych.Obapodejścianiesąjednakodsiebieostroodgraniczone.

Kolejnelataprzynosząpostępywbadaniachekologicznych.Zmianyna

miaręrewolucjinaukowejdokonałysięprzedewszystkimdziękipostępom

ekologiiewolucyjnejibadaniomcałejbiosferywskaliglobalnej.Teostatnie

mogłysięrozwinąćdziękinowemunarzędziu:badaniomkosmicznym,któ-

rerzuciłynoweświatłonazjawiskaodbywającesięnanaszymglobie,ale

przedewszystkimprzyczyniłysiędorozwojumetodiinstrumentów,które

—zastosowanedobadańZiemi—zupełniezrewolucjonizowałyekologię.

Zjawiskabiogeochemiczneiklimatycznemożnabadaćwskaliglobalnej,

mającwpoluwidzeniacałąplanetę(takjakcytologwidzicałąkomórkępod

mikroskopem),zamiast—jakdawniej—rekonstruowaćprocesyglobalnena

podstawiewynikówwyrywkowych,lokalnychpomiarów.Międzyinnymi

dziękisatelitomdowiedzieliśmysięrewelacjinatematżycianapowierzchni

iwgłębioceanów.Miaływtymswójudziałnowewynalazkiwdziedzinie

badańpodmorskich.Rozwójtechnikiposzedłtakdaleko,żedanesatelitarne

sąpowszechniedostępnedlawszystkichzainteresowanych(metodytesą

szerzejomówionewrozdziale7idodatku1).Wielkieznaczeniemiałrozwój

Rozdział1.Wstęp

Brak wyników

Życie i ewolucja biosfery

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra