Vegetation, klimat, organism och miljö (Föreläsning 1-2)

Question 1

Vilka faktorer påverkar klimatet på en viss plats?

Answer 1

solljus, latitud, höjd, vindar, vattenströmmar.

Question 2

Vilka olika saker bidrar till jordens klimat?

Answer 2

• Växthuseffekten (numera förstärkt) 1% växthusgaser.
• Vinkel på solinstrålning: ger årstider och olika klimatzoner genom latitudella temperaturskillnader och nederbördsvariation.
• Jordens rotation: ger olika vindar och olika miljöer, tex öknar.

Question 3

Varför är det mycket regn runt ekvatorn och öknar vid ca 30 grader norr och syd?

Answer 3

Den intensiva instrålningen vid ekvatorn gör att luften värms upp och kan hålla mer vattenånga, luften stiger och när den når högt upp kyls luften ner och vattenångan kondenseras och regnar ner igen. Luften som nu är torr rör sig horisontellt mot polerna och faller, och vid ca 30 grader norr och söder är den nere, vilket leder till torrt och varmt klimat där=öken. Luften strömmar därifrån inåt mot ekvatorn igen för att ersätta den luft som stiger. Runt ekvatorn sker detta åt båda håll, i såkallade hadley celler. De två hadleycellerna tillsammans kallas för ITCZ, som rör sig upp och ner mellan vändkretarna under årets gång.

Question 4

Vad är El Niño? (ENSO)

Answer 4

El Niño southern oscillation är ett fenomen som uppstår när passadvindarna runt ekvatorn byter riktning på grund förändringar i atmosfärens lufttryck och vattnets temperatur vilket händer mellan var 3-7e år. Detta gör att vattnet inte cirkulerar som vanligt (att kallt näringsrikt vatten kommer upp på ytan) utan istället flyttar sig bara varmvatten, vilket leder till näringsfattigt vatten som skadar fisket och leder till mer nederbörd.

Question 5

Vi vet att jordens klimat påverkas av solinstrålning, jordens rotation och egenskaperna hos luft, men på mer lokal nivå, vilka faktorer kan påverka klimat sekundärt?

Answer 5

• Topografi: tex bergkedjor kan skapa regnskugga.
• inlandsplats eller nära vatten: land värms upp snabbare än vatten, vilket leder till stabilare klimat kring vatten och mer fluktuerande inåt land.

Question 6

I olika klimat dominerar olika jordtyper, vilka jordtyper dominerar i varma fuktiga klimat vs kalla fuktiga klimat och vad kännetecknar dem?

Answer 6

Varma fuktiga klimat domineras av lateritjord, en jordtyp med mycket närning pga mer erosion av berg, högre ph, snabb nedbrytning och mycket mikroorganismer.

Kalla fuktiga klimat domineras av podsoljord, en jordtyp med lågt ph pga nedbrytning av barr, och urlakade näringsfattiga topplager som är grundare än lateritjorden pga mindre nederbörd och därmed mindre erosion.

Question 7

Nederbörd och temperatur är tätt sammankopplade. Vad kännetecknar humida vs arida klimat?

Answer 7

Humida klimat: nederbörd > avdunstning, så allt från tropisk regnskog och tempererade regnskogar till tundra.
Arida klimat: nederbörd ish = avdunstning, så allt från öken och savann till stäpp.

Question 8

Vad är ett biom?

Answer 8

Ett biom är en geografisk region som innehåller samhällen som består av organismer med liknande anpassningar.

Question 9

Vad avgör vilken typ av biom som återfinns på en plats?

Answer 9

Klimat främst, men även topografi och berggrund.

Question 10

Vilka olika typer av biom finns på jorden i ordning från pol till ekvator?

Answer 10

• Tundra:
• Barrskog:
• Lövskog:
• Stäpp:
• Buskmark:
• Öken: Varmt och torrt,
• Tropisk Regnskog:
• Savann/tropisk torrskog

Question 11

De nio olika biomen som finns på jorden kan delas in i tre grupper, basert på medeltemperatur. Hur ser denna uppdelning ut?

Answer 11

Kalla temperaturer (medeltemp under 5°C): tundra och boreal skog (barrskog).

tempererade biom (medeltemp mellan 5°C - 20°C): lövskog (nemoral skog), stäpp, buskmark (medelhavsvegetation).

Tropiska biom (medeltemp över 20°C): tropisk regnskog, savann/tropisk torrskog, subtropisk öken.

Question 12

Vad kännetecknar biomet tropisk regnskog? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 12

Inga tydliga årstider, stor artrikedom, ständigt gröna växter i lager, hög och jämn temp, mycket nederbörd, näring uppbunden i växtlighet. Finns i centrala Afrika, centrala Sydamerika och Indonesien.

Question 13

Vad kännetecknar biomet savann och tropisk torrskog? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 13

Hög jämn temperatur, artfattigare, regn- och torrsäsong, brand och bete viktiga, mycket gräs och utspridda träd. Finns runtom tropisk regnskog.

Question 14

Vad kännetecknar biomet subtropisk öken? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 14

Aritt klimat (varmt och lite nederbörd), tillfälligt regn, gles torrtålig vegetation. Finns i norra Afrika och melanöstern, centrala Australien och sydvästra delar av centrala USA.

Question 15

Vad kännetecknar biomet buskmark/medelhavsvegetation? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 15

Sommartorka och vinterregn, torktålig hårdbladsvegetation och buskar, tunn jord - erosionskänslig. Runt medelhavet, californien, södra sydamerika.

Question 16

Vad kännetecknar biomet stäpp/prärie/kall öken Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 16

Torrt. Heta somrar och kalla hårda vintrar som begränsar växtlighet - mycket gräs, blommor och torrtåliga buskar, vanligt med bränder - bördig jord. Ryssland, norra asien, centrala USA.

Question 17

Vad kännetecknar biomet vinterkal lövskog (nemoral skog)? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 17

Tempererat klimat, vinterkyla, lövfällande skog, välutvecklad markvegetation, bördig jord. Centraleuropa upp till södra norden, japan, östra USA.

Question 18

Vad kännetecknar biomet boreal barrskog (taiga)? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 18

Kalla somrar, långa vintrar, städsegrön barrskog, lågt pH -> urlakning (podsol), mossor. Norra norden, norra USA och södra Kanada, centrala ryssland.

Question 19

Vad kännetecknar biomet tundra? Ge exempel på en plats där biomet finns.

Answer 19

Kort kall sommar, lång kall vinter , låg städsegrön vegetation, mycket låg tillväxt, mossor, lavar, halvgräs. Arktis, Antarktis, norra Ryssland, alaska, toppen av höga bergskedjor.

Question 20

Vad menas med zoogeografiska områden?

Answer 20

Områdesindelningar baserade på djurens släktskap (som kommer av att geografin såg annorlunda ut för länge sedan). Djur som är lika varandra men som inte är släkt upptar ofta samma nisch = konvergent evolution.

Question 21

Biombeskrivningen utgår nästan helt från vegetationen. Varför använder man inte djur för att definiera biom?

Answer 21

Djur kan flytta på sig för att anpassa sig till miljön, det kan inte växter göra, så de behöver vara anpassade till den miljö de befinner sig i. Därför blir växtlighet en bestående del av biomet (miljön). Ett djurs livsstil kan också kräva flera olika miljöer beroende på vart de är i livscykeln, så svårt att definiera biom baserat på en art.

Question 22

Hur ser biomen ut i sverige?

Answer 22

Tundra högst upp till vänster, under det kommer boreal skog, efter limes norrlandicus kommer blandskog (boreonemoral skog) och längst ner på sydkusten har vi nemoral skog.

Question 23

Vad innebär begreppet vegetationsäsong?

Answer 23

Vegetationssäsongen innebär det antal dagar då det är över 5°C.

Question 24

Varför är vegetationssäsongen längre i kustlägen och kortare på högre höjd?

Answer 24

Den är längre i kustlägen för att vatten ger en jämnare temperatur, så den faller långsammare där vilket ger några fler dagar. På hög höjd är avståndet mellan molekylerna mindre så temperatren där är lägre allmänt.

Question 25

Vad är den stora skillnaden på kontinentala och maritima klimat?

Answer 25

kontinentala klimat har snabbare temperaturförändringar, högre högstatemperaturer och lägre lägstatemperaturer. Maritima klimat har mer stabil temperatur som förändras långsamt.

Question 26

Vilka konsekvenser har inlandsisen haft på biom och artutbredning?

Answer 26

Södra sverige har varit isfritt längre, arter har haft längre tid att kolonisera. Eftersom stor del av centrala Sverige förr var vattentäckt finns det många fler fiskarter i de nedre delarna av sverige än högre upp. Tex björnar är av två olika genetiska grenar, en som kommer från södra europa och en från ryssland - håller sig fortfarande i syd respektive nord med lite beblandning.

Question 27

Vilka fyra fördelar finns det med att leva ett liv i vatten?

Answer 27

• Temperaturbuffert: Vatten värms upp och kyls ner långsammare än luft, vilket gör att livsmiljön inte är lika föränderlig och därför krävs inte drastiska förändringar av organismerna.
• Vatten har högst densitet vid 4°C vilket gör att liv kan fortsätta på djupen även vid kalla temperaturer, skyddat under is.
• Vatten har hög tröghet (hög viskositet och densitet) vilket gör att organismer inte behöver lika mycket stödvävnad och kan utnyttja vattnets egenskaper för att flyta/sjunka/simma utan att behöva lägga massa energi.
• Vatten är ett polärt ämnen som kan lösa många näringsämnen och mineraler som organismer behöver, och gör de lättare att ta upp.

Question 28

Vilka tre centrala utmaningar står vattenlevande organismer inför?

Answer 28

• Osmoregulation: sötvattenorganismer lever i en miljö med lägre osmotisk potential än inuti deras kroppar, vilket gör att vatten strömmar ut. Saltvattenorganismer lever i en miljö med högre osmotisk potential än i deras kroppar, vilket gör att vatten strömmar in. Många olika anpassningar för detta problem finns.
• Gasupptag: Gaser som koldioxid och syre har väldigt liten löslighet i vatten. Alla organismer behöver kol och syre, så många olika anpassningar finns.
• Temperaturanpassningar kräver energi. Kemiska processer går snabbare i vatten generellt. Inom vissa intervall kan högre temp ge högre tillväxt mm, men vid för hög/låg temp kan organismer ta skada.

Question 29

Ge exempel på tre anpassningar som finns för att öka syreupptag i vattenlevande djur och en för växter.

Answer 29

• Fiskar utnyttjar motströmsprincipen i sina gälar - blodet strömmar motsatt vattnet - för att maximera syreupptag.
• Många djuplevande djur har en högre hemoglobihalt i blodet för att maximera syreupptag.
• vissa djur har lungor/labyrintorgan för att ta upp luft, vissa insekter har hår som gör att de kan ta med sig luftbubblor ner i vattnet för att lagra syre.
• Vattenlevande växter kan ha aerenkym där luft lagras för att kunna användas till fotosytes senare.

Question 30

Varför är djupa vatten ofta syrefattiga?

Answer 30

För att det inte lever några fotosyntetiserande organismer där, solljuset når inte ner så långt. Anaerob miljö.

Question 31

Ge exempel på anpassningar marina djur har utvecklat för att klara av låga temperaturer.

Answer 31

• En anpassning är att höja sina blod- och vävnadskoncentrationer av glycerol som hindrar iskristallbildning eller glykoproteiner som sänker fryspunkten i cellerna genom att påverka den osmotiska potentialen på ett sätt som inte påverkar biologiska processer.
  (Supercooling: glykoproteiner som ansamlas runt isfrön och stoppar spridning av kristallbildning)
• Isozymer: Många fiskar har olika versioner av enzymer som funkar bra antingen i kalla eller varma temperaturer, under årets gång kan de ändra ration av dessa så att de är bättre anpassade till den rådande temperaturen.

Question 32

Med tanke på att värme lätt överförs mellan en organisms kropp och vatten, vad skulle du förutsäga om temperaturen på gränsskiktet runt ett djurs kropp jämfört med temperaturen på det omgivande vattnet i kallt väder?

Answer 32

Djur som lever i kallare vatten bör ha ett tjockare lager isolerande fett, för att minska värmeförlust. Djur i varmare vatten bör ha ett tunnare lager eftersom värmeförlusten inte blir lika stor.

Question 33

Använd din kunskap om hur CO2 löser sig och reagerar i vatten och förklara varför globala ökningar av atmosfärisk CO2 bör orsaka en sänkning av havsvattnets pH.

Answer 33

När koldioxid löser sig i vatten bildas kolsyra som leder till en ökning av vätejoner, vilket sänker pH.

Question 34

Vatten behövs för allt liv, även för livet på land. Vad påverkar hur mycket vatten som finns i marken?

Answer 34

Partikelstorlek: Vattenmolekyler har en elektrisk laddning och jordpartiklar har motsatt laddning, så de attraheras av varandra. Ju mindre partiklarna är desto mer yta har de, och ju mer vatten är bundet till dem och inte tillgängligt för växterna.

Question 35

Vid vilken partikelstorlek är är tillgängligheten av vatten för växter högst och varför?

Answer 35

Ju mindre partiklar desto starkare är attraktionen mellan partikeln och vattnet, om det är för små partiklar (tex ren lera) så innehåller jorden mycket vatten men det är jättesvårt för växterna att ta upp. Om jorden består av för stora partiklar (tex sand) så rinner vattnet bort snabbt och jorden torkar ut. Därför är intermediär storlek bäst, eller en blandning av olika partikelstorlekar som balanserar avrinning och tillgänglighet. Även närningsämnen kan binda till små partiklar och göra dem svårtillgängliga. Olika växter är anpassade till olika marktyper.

Question 36

Vad innebär begreppet “fältpotential”?

Answer 36

Jordens fältkapacitet representerar mängden vatten som finns kvar efter att överflödigt vatten har dränerats bort av gravitationen. Alltså det vatten som finns tillgängligt för växterna. Vid full mättnad är har jorden en matrix potential av 0,0 MPa efter avrinning ca 0,01 MPa och vid ca 1,5 MPa är allt vatten bundet till jordpartiklarna och växter kan inte ta upp mer (aka wilting point).

Question 37

Kvävetillgång är ofta en begränsande faktor i terrestra miljöer, varför?

Answer 37

Även om luften i vår atmosfär innehåller stora mängder kväve så har de flesta växter svårt att ta upp kväve i gasform. Många mikrober kan göra kväve tillgängligt i jonform i marken och många växter lever i symbios med kvävefikerande bakterier för att få adekvat med kväve, tex Al och ärtväxter. Gödsling med kväve är vanligt pga detta.

Question 38

Redogör för en fördel med att leva på land som växt.

Answer 38

Landlevande växter har mycket större tillgång till solljus än deras vattenlevande motparter.

Question 39

I vissa miljöer är det problematiskt för växter att ta upp koldioxid och samtidigt undvika
vattenförluster. I vilka biom eller miljöer gäller det, och vilka anpassningar finns det?

Answer 39

I väldigt varma torra miljöer är det problem att ta upp CO2 utan att förlora vatten. C4 fotosyntes och CAM växter är sådana anpassningar, minska avdunstning med tex håriga blad. vattenlagring i blad som succulenter. Kutikula ger läderartade blad som är torktåliga. även kallt och torrt utgör problem, många löser med dormancy.

Question 40

Det är en tydlig morfologisk skillnad på grönalger och rödalger, och de upptar även olika nischer, hur kommer det sig?

Answer 40

Grönalger har samma pigment som landlevande växter, och utnyttjar blått ljus för fotosyntes och lever nära ytan där instrålningen är som störst. Rödalgen utnyttjar grönt ljus som kommer längre ner i vattnet och lever därför där.

Question 41

Ge exempel på två ljusanpassningar växter har utvecklat.

Answer 41

En anpassningar till ljusbrist är skuggväxter som ofta har stora, tunna blad i många lager för att fånga upp så mycket ljus som möjligt och ha ett effektivt gasutbyte.

Ljusväxter är istället anpassade för soliga platser, där vattenbrist råder och solstrålning kan bli intensiv. Anpassningar för detta är små blad som går att rulla ihop och hår på bladen som får luft att stå stilla.

Question 42

Vattenbrist/torka är ett problem för organismer på land, ge exempel på två torranpassningar vardera hos djur och växter.

Answer 42

Djur:
- Storlek på njurar, stora njurar bra i varma, torra klimat för att maximera vattenretention.
- Lagring av vatten tex i puckel på kamel
- Snabb livscykel när vatten finns

Växter:
- Ovanjordiska delar försvinner under torrperiod
- Vilostadier
- Avdunstningsskydd (tex håriga blad)
- Välutvecklat rotsystem

Question 43

Temperatur och torka hänger ihop, men ge exempel på två låg- och högtemp anpassningar.

Answer 43

Anpassningar till hög temperatur
- Avdunstning sänker temperatur
- Beteenden för att undvika eller söka upp varma platser (stor skillnad på endo och ektoterma djur)
- Växter: Uttorkning viktigare än temperaturen

Anpassningar till låg temperatur
- Många växter och djur tål infrysning (fryspunktssänkning genom höjd sockerhalt)
- Vilostadier: Sporer, frön, cystor.
- Djur: Vinterdvala, flyttning
- Bladfällning

Question 44

Bergmans lag har med djurs storlek att göra, vad säger lagen? Hur hänger djurs storlek ihop med BMR (basal metabolic rate)?

Answer 44

Bergmans lag säger att ju längre norrut man kommer, desto större är djuren. Eftersom volym ökar i kubik medan area i kvadrat så ger större volym mindre yta, vilket är bra i kalla miljöer för att minska värmeförluster. Små djur har generellt en mycket högre BMR och behöver basically äta konstant pga att ytan är så stor relativt till volym.

Question 45

Vad är skillnaden på nisch och habitat?

Answer 45

Nisch innebär en “roll” en art har i ett ekosystem, alltså i vilka abiotiska förhållanden den klarar av/tolererar att leva i (och är relativt konkurrenskraftig i).

Habitat är mer den faktiska miljön en organism lever i, alltså platsen den bor på.

Samma nisch kan existera på olika platser i världen medan ett habitat bara finns på en viss geografisk plats.

Question 46

Vad menas med en arts “nischbredd”?

Answer 46

Nischbredden talar om hur stort intervall av en resurs/miljöfaktor organismen klarar av, tex pH, typ av föda, ljus. Kan vara smal (små intervall, specialist) eller bred (stora intervall, generalist).

Question 47

Vad innebär begreppet “nischöverlapp”? Ge exempel.

Answer 47

Nischöverlapp innebär att två olika arter har ett överlapp i deras nischer, båda arterna kan äta ffrön av intermediär storlek medans ena arten även äter stora frön och den andra arten även äter små frön, det blir alltså en liten konkurrens om resursen där de överlappar, men de upptar ändå två olika nischer i det stora hela.

Question 48

Vad skiljer sig mellan en arts fundamentala nisch och dess realiserade nisch?

Answer 48

Den fundamentala nischen är de abiotiska förhållanden där arten klarar av att leva på, medan den realiserade nischen är den nisch den faktiskt upptar vid konkurrens. Det är en kombination av olika arters nischbredd och nischöverlapp. Arter kommer att dominera där de andra arterna inte klarar sig så bra. Nischfrågan handlar mer om vart arten klarar sig och inte blir utkonkurrerade snarare än dess optimala levnadsförhållanden. Tänk dig tex i en sluttning där fuktighetsförhållandena är olika eller närhet till berg som sänker pH.

Undvik därför formuleringar som “blåsippor trivs i granskog”, vem vet om de trivs? De klarar sig där!