Kurssin suorittaminen

Transkriptio

1 Bi3. Ympäristöekologia Mika Sipura Sähköposti: Kurssin suorittaminen Oppikirja: Leinonen, Tyrväinen & Veistola: Koulun biologia, lukio 3. Ympäristöekologia. (vuoden 2005 painos tai uudempi) Kurssi koostuu kolmesta osasta: Kurssikoe (3/4 arvosanasta): 1. Kaikille pakollinen käsitteenmäärittelytehtävä. 2. Esseetehtävä jossa a- ja b-vaihtoehto. 3. Soveltava tehtävä jossa a- ja b-vaihtoehto. Työkansio (1/4 arvosanasta) joka sisältää: 1. Suullisen esitelmän kirjallisen osan (1 sivu). 2. Päiväkirja kurssin aikana tehdyistä harjoituksista, tutkimuksista ja retkistä. Tuntiaktiivisuus voi nostaa numeroa arvosanaa!

2 Kysely Millainen toiminta oppitunneilla olisi Sinun oppimisesi kannalta parasta? Mitä tunneilla ei kannattaisi tehdä (silkkaa ajan tuhlausta!) Mitä biologia on? - Bios = elämä, logos = oppi. Biologia on oppi elämästä. - Biologia on luonnontiede (ei niin eksakti kuin fysiikka tai kemia) joka käyttää tieteellistä menetelmää eli Hypoteettis-deduktiivista tieteentekemisen mallia

3 Tieteellinen menetelmä (esimerkkinä Niko Tinbergenin naurulokkitutkimus) 1. Tehdää ään n havaintoja luonnon ilmiöist istä ja selvitetää ään n mitä asiasta tiedetää ään. (Naurulokki poistaa munankuoret heti kun poikaset ovat kuoriutuneet). 2. Esitetää ään n kysymys (Onko naurulokin lisääntymisen kannalta jotain hyötyä siitä että emo pitää kiirettä kuorien poistamisessa poikaset jäävät hetkeksi ilman suojaa). 3. Muotoillaan hypoteesi eli väittv ittämä (Munankuorten sisäpinnan valkea väri houkuttelee petoja paikalle). 4. Testataan hypoteesi eli yritetää ään kumota se! (Niko sijoitti maastoon keinotekoisia lokinpesiä. Osaan pesistä hän laittoi tavallisia rikkoutuneita munankuoria, osaan hän sijoitti kuoria joiden sisäpinta oli maalattu ulkopinnan väriseksi). 5. Jos hypoteesi ei kumoudu, voidaan julkaista tulos tai muotoilla haastavampi jatkohypoteesi. Jos hypoteesi kumoutuu, palataan alkuun (Niko Tinbergen julkaisi tuloksensa. Vuosien työn jälkeen vuonna 1973 hän sai Nobelin palkinnon ja muistetaan yhtenä etologian eläinten käyttäytymistieteen - isistä) Parhaat tutkimukset perustuvat yleensä riittävän yksinkertaisiin hypoteeseihin ja kokeisiin.

4 Biologinen kenttätutkimus voi olla: 1. Havainnoivaa (engl. observative) - Kerätään havaintoja oletetun syyn ja oletetun seurauksen vaihteluväliltä. - Tarkastellaan korrelaatioita tai riippuvuuksia. 2. Kokeellista (engl. experimental) - Muutetaan oletettua syytä katsotaan muuttuko oletettu seuraus. Esim. hypoteesi: Rehevillä biotoopeilla on karuja biotooppeja monimuotoisempi eliöyhteisö. Havainnoiva: Mitataan rehevyys ja monimuotoisuus usealla alueella. Analysoidaan näitä korrelaatioanalyysillä. Kokeellinen: Vähennetään ja/tai lisätään rehevyyttä osalla tutkimusaluista ja verrataan kontrollialueisiin. Suunnitelma: Tutkimusalue Iitin Marjovuorella Houkutellaan paikalle kirjosieppoja pesimään (n. 250 paria)

5 Mutta mitä elämä olikaan? Ei määritelmää - elämällä vain joukko yhteisiä piirteitä Elämän filosofiaa: - Reduktionismin Reduktionismi (~ fysikalismi) fysikalismi mukaan elämä on puhdasta kemiaa ja fysiikkaa (esim. monimutkaisten molekyylien ja energian vuorovaikutusta). - Holismin Holismi mukaan elämällä on emergenttejä (emerge = nousta) ominaisuuksia eli se on enemmän kuin osiensa summa. - Vitalismin Vitalismi mukaan on olemassa jokin elämänvoima tai sielu. Elämää ei voisi näin selittää puhtaalla luonnontieteellä.

6 Kotiläksy Kertaa 1. kurssilta, mitä tarkoittavat käsitteet: 1. Populaatio 2. Eliöyhteisö 3. Ekosysteemi 4. Biomi 5. Biosfääri 6. Abioottiset ympäristötekijät 7. Bioottiset ympäristötekijät 8. Trofiataso Eliökunnan luokittelu - Taksonomisen järjestelmän luoja ruotsalainen Carolus Linnaeus eli Carl von Linné ( ) enkeleineen (mm. Turun professori Pehr Kalm). - Luokittelussa eliöt sijoitetaan hierarkkiseen järjestelmään niiden sukulaisuuden (nykyisin DNA:n samankaltaisuuden) perusteella. - Lajeilla kaksiosoinen nimi: Sukunimi etunimi (esim. Homo sapiens; ihminen), jota voidaan täydentää alalajin tai rodun nimellä (Homo sapiens sapiens).

7 Varis Varis Harmaatakki Harmaatakki Nokivaris Nokivaris Taksoni Taksoni Suomeksi Suomeksi Latinaksi Latinaksi Kunta Kunta El Eläimet imet Animalia Animalia Pää ääjakso jakso Selk Selkäjänteiset nteiset Chordata Chordata Luokka Luokka Linnut Linnut Aves Aves Lahko Lahko Varpuslinnut Varpuslinnut Passeriformes Passeriformes Heimo Heimo Varislinnut Varislinnut Corvidae Corvidae Suku Suku Varikset Varikset Corvus Corvus Laji Laji Varis Varis Corvus Corvus corone corone Rotu Rotu Harmaatakki Harmaatakki C. c. C. c. cornix cornix

8 Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt Indonesian puoleisesta Papua Uudesta-Guineasta vuoristoalueen, jossa ilmeisesti kukaan länsimainen ei ole käynyt tätä ennen. Foyan vuoristona tunnettu alue on tuntematon myös paikallisille heimoille. Tutkijat löysivät kuukauden mittaisen tutkimusretken aikana lukuisia tieteelle uusia lajeja. Merkittävin löytö oli Parotia berlepschi -paratiisilintu, jonka koirasta ei ole koskaan havaittu elävänä. Koiras on kuvattu vain paikallisten heimojen pyydystämien nahkojen perusteella ja sen arvoitus on saavuttanut lintutieteilijöiden parissa legendaariset mittasuhteet. Muita merkittäviä lintuhavaintoja oli tieteelle uusi mesikkolintu sekä harvinainen foyanlavastaja. Tutkijat onnistuivat kuvaamaan koiraan ensimmäistä kertaa filmille ja vieläpä kosiopuuhissaan. Jotkut eläimistä olivat niin kesyjä, että tutkijat saattoivat napata ne kainaloonsa ja kantaa leiriin tutkittavaksi. Näiden joukossa oli ainakin yksi tieteelle tuntematon nisäkäs ja peräti kaksikymmentä tieteelle uutta sammakkolajia. Niistä pienin oli vain 1,4 cm mittainen. Lisäksi tutkijat löysivät neljä uutta perhoslajia ja viisi uutta kasvilajia (Tiede ). Eliöiden monimuotoiset ominaisuudet ovat syntyneet evoluutiossa. Tämän kurssin keskeinen ongelma: Ihminen muuttaa ympäristöään niin nopeasti ettei luonnonvalinta pysy perässä. Ympäristö muuttuu, eliöt vain hitaasti Ö eliöistä tulee huonosti ympäristöönsä sopeutuneita.

9 Evoluutiohistorian kymmenen käännekohtaa 1. Maapallon synty 4600 miljoonaa vuotta sitten (m.v.s.) 2. Kemiallinen evoluutio: RNA-maailma (perimän informaatio RNA:ssa DNA kehittyi myöhemmin); solukalvon synty kolloiditeoria. 3. Ensimmäiset elävät solut n m.v.s. 4. Yhteyttävät (auringon valo + happi sokeri) syanobakteerit n m.v.s. happea ilmakehään. 5. Endosymbioositeoria (n m.v.s.): Iso solu + hengittävä (sokeri + happi vapautuu energiaa) bakteerisolu tehokkaasti energiaa käyttävä solu jossa mitokondrioita. Iso solu + pieni yhteyttävä bakteerisolu yhteyttävä kasvisolu jossa viherhiukkasia. Evoluutiohistorian kymmenen käännekohtaa II 6. Monisoluisten kehitys (soluryhmien työnjako; esim. osa soluista yhteyttää, osa liikuttaa) n. 700 m.v.s. 7. Kambrikauden räjähdys 600 m.v.s: nopea monimuotoistuminen (enemmän pääjaksoja kuin koskaan). Lumipalloteoria (Maan vapautuminen jäästä). 8. Kasvit (400 m.v.s.) ja eläimet (380 m.v.s.) maalle. Varsieväkalat sammakkoeläimet matelijat (voivat lisääntyä maalla). 9. Suurten liskojen (dinosaurusten) massasukupuutto 65 m.v.s. (meteori-isku pimensi ja kylmensi Maan?) tasalämpöisten nisäkkäiden ja lintujen sopeutumislevittäytyminen. 10. Ihmisen valtakausi alkoi vuotta sitten (massiiviset sukupuuttoaallot)

10 Ihmisen evoluutio pähkinp hkinänkuoressankuoressa - Ihmisen ja lähimmän sukulaisen simpanssin sukupuut erosivat 15 8 milj. vuotta sitten. - N. 3 milj. vuotta sitten nykyihmisen esi-isiä joko Australopithecus ja Kenyanthropus lajit (pieniä pystykävelijöitä Afrikassa; aivot cm 2 ). - Ensimmäinen ihmisen sukua oleva Homo ergaster milj. vuotta sitten (Afrikassa, kehittynyt työkalujen käyttäjä, aivot cm 2 ). - Homo erectus levisi eri puolille maailmaa milj. vuotta sitten. Kuulunee sammuneeseen sukuhaaraan. - Nykyihminen (aivojen tilavuus 1350 cm 2 ) kehittyi Afrikassa n vuotta sitten. - Esi-isämme levisivät uhanneesta sukupuutosta toivuttuaan Eurooppaan n vuotta sitten. -Vielä vuotta sitten Euroopassa rinnan H. sapiens (Cro- Magnon ihminen) ja H. neanderthalensis. - Neanderilainen sukupuuttoon vuotta sitten H. sapiens asutti viimeisenkin maankolkan (Tulimaa) vuotta sitten. Homo ergasterin kallo Kenyanthropus platyopsin kallo Homo habilis (käteväihminen) joka muistuttaa paljon Homo ergasteria.