Biologia Środowiska
Format książki - wersja cyfrowa (dostęp online)
Podręcznik w przejrzysty sposób opisuje wybrane zagadnienia z ekologii, morfologii wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę, rolę mikroorganizmów w obiegu pierwiastków w przyrodzie czy biologiczne metody klasyfikacji wód. Przedstawia wodę, glebę i powietrze jako środowiska bytowania i przenoszenia mikroorganizmów. Podręcznik przeznaczony jest dla studentów i pracowników naukowych uniwersytetów, akademii rolniczych i uczelni technicznych zajmujących się ochroną i inżynierią środowiska.
Zakres tematyczny podręcznika obejmuje podstawy biologii środowiska podane w 5-ciu rozdziałach, dotyczących kolejno:
- Rozdział 1 Wybranych zagadnień z ekologii.
- Rozdział 2 Morfologii wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę.
- Rozdział 3 Roli mikroorganizmów w obiegu pierwiastków w przyrodzie.
- Rozdział 4 Biologicznych metod klasyfikacji wód.
- Rozdział 5 Wody, gleby i powietrza jako środowisk bytowania i przenoszenia mikroorganizmów.
Rozdział 1, w którym podano wybrane zagadnienia z ekologii stanowiące podstawę wiedzy przedstawionej w dalszych rozdziałach podręcznika, dotyczącej interakcji pomiędzy organizmami a środowiskiem ich bytowania. Rozdział zawiera omówienie praw ekologicznych takich jak prawo minimum Libiega, prawo tolerancji Shelforda oraz prawa biocenotyczne Thienemana. Podane są definicje pojęć związanych ze strukturą biologiczną środowiska, m.in. niszy ekologicznej i siedliska. Przedstawiono charakterystykę poziomów organizacji biosfery, gatunku, populacji, biocenozy i ekosystemu. Opis ekosystemu uwzględnia takie zagadnienia jak krążenie materii i przepływ energii, produkcja pierwotna i wtórna, piramida troficzna oraz sukcesja z uwzględnieniem sukcesji autogenicznej, allogenicznej oraz pierwotnej i wtórnej. Omówiono problematykę bioróżnorodności i metody jej pomiaru oraz znaczenie dla ekosystemów. Część dotyczącą poziomów organizacji biosfery podsumowuje ogólna charakterystyka. W następnych podrozdziałach omówiono śródlądowe ekosystemy wodne. W tej części zawarto charakterystykę właściwości wody jako środowiska życia organizmów, a m.in. przedstawiono budowę cząsteczki wody, anomalie gęstości, ciepło właściwe, napięcie powierzchniowe i przenikalność dielektryczną. Podano podział ekosystemów wodnych i szczegółowy opis jezior i rzek z uwzględnieniem stratyfikacji termicznej, stref świetlnych oraz występowania organizmów. Omówiono sukcesje ekosystemów wodnych. Rozdział zilustrowano 17 rysunkami i 4 tabelami.
Rozdział 2 dotyczący morfologii wybranych grup organizmów zasiedlających biosferę uwzględnia charakterystykę morfologiczną wirusów, Procaryota, Eucaryota, budowę, wielkość i formy bakterii, ważniejsze struktury komórkowe bakterii (otoczki, rzęski, ściana komórkowa, błona cytoplazmatyczna, przetrwalniki) oraz zasady nomenklatury bakterii. Dokumentację tej części rozdziału stanowi 12 rysunków. Podano także charakterystykę morfologiczną sinic, zilustrowaną zbiorczym rysunkiem. Podrozdział dotyczący grzybów obejmuje charakterystykę ogólną tej grupy organizmów, ich systematykę oraz szczegółowy opis morfologii i mechanizmów rozmnażania głównych grup grzybów o znaczeniu użytkowym (drożdże i grzyby drożdżopodobne oraz grzyby strzępkowe). Ilustrację tego podrozdziału stanowi 12 rysunków. W kolejnych podrozdziałach opisano morfologię glonów z uwzględnieniem gromad tobołków, euglenin, glonów złocistych i zielenic, zilustrowaną na 18 zbiorczych*) rysunkach, roślin telomowych (podgromady - mszaki, widłakowe, skrzypowe, paprociowe, okrytozalążkowe, w tym klasa dwuliścienne i jednoliścienne) oraz makrofitów (rośliny wodne i bagienne - 6 rysunków) W podrozdziale rośliny telomowe zamieszczono 2 tabele liczące 7 stron formatu A4 zawierające wykaz wybranych przedstawicieli roślin dwuliściennych i jednoliściennych występujących w Polsce wraz z siedliskami ich bytowania.
Organizmy zwierzęce zasiedlające biosferę omówiono w 2-ch kolejnych obszernych podrozdziałach, z wyróżnieniem pierwotniaków i bezkręgowców słodkowodnych. W pierwszym z tych podrozdziałów omówiono 3 typy tych organizmów (wiciowe, zarodziowe, orzęski), których morfologię zilustrowano na 11 zbiorczych rysunkach. W podrozdziale bezkręgowce słodkowodne zawarty jest opis morfologii i ekologii przedstawicieli podkrólestwa Parazoa i Eumetazoa (typy parzydełkowce, płazińce, obleńce, wrotki, pierścienice, mszywioły, mięczaki, stawonogi z wyróżnieniem gromad skorupiaków, pajęczaków, owadów). Ten podrozdział zawiera 34 zbiorczych rysunków omawianych organizmów zwierzęcych.
W rozdziale 3 omówiono przemiany biochemiczne wchodzące w skład obiegu węgla, azotu, siarki, fosforu i żelaza. Zakres tematyczny przemian związków węgla obejmuje zagadnienia związane z asymilacją dwutlenku węgla (fotosynteza, chemosynteza, heterotroficzne wiązanie CO2) oraz utlenianiem (oddychaniem) związków organicznych (węglowodany, tłuszcze, białka). Rozdział ten zilustrowany jest 17 rysunkami, w większości będących oryginalnymi opracowaniami autorów. W podrozdziale dotyczącym obiegu azotu w środowisku omówiono procesy mineralizacji związków organicznych zawierających azot, procesy nitryfikacji, denitryfikacji, dysymilacyjnej redukcji azotanów do amoniaku, asymilacji azotanów i wiązania azotu cząsteczkowego. Podrozdział ten zilustrowany jest 4 tabelami oraz 10 oryginalnymi rysunkami. Obieg siarki scharakteryzowany jest na podstawie omówienia procesów utleniania tego pierwiastka i jego zredukowanych związków oraz redukcji nieorganicznych związków siarki z uwzględnieniem drogi dysymilacyjnej i asymilacyjnej tego procesu. Przemiany w.w. związków zilustrowane są na 2 oryginalnych rysunkach i w 3-ch tabelach. W podrozdziale dotyczącym obiegu fosforu scharakteryzowano występowanie związków fosforu w środowisku oraz przemiany fosforu w komórkach bakterii. Zagadnienia te zilustrowano na 3 oryginalnych rysunkach i w 3 tabelach. Obieg żelaza w środowisku omówiono uwzględniając występowanie tego pierwiastka w środowisku, jego wpływ na organizmy żywe oraz procesy utleniania i redukcji związków żelaza. Ilustracja przemian mikrobiologicznych związków żelaza na 5 oryginalnych rysunkach i 3-ch tabelach ułatwia zrozumienie opisywanych zagadnień.
Rozdział 4 zawiera opis metod stosowanych do oceny jakości wód na podstawie wybranych zespołów organizmów i wskaźników biologicznych. Podano w nim podział wód śródlądowych oraz metod oceny ich stanu ekologicznego zgodne z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie klasyfikacji jednolitych części wód powierzchniowych. Omówiono ocenę i klasyfikację wód na podstawie analizy fitobentosu: indeksu okrzemkowego IO dla rzek i indeksu IOJ dla jezior oraz badań makrofitów: indeksu MIR dla rzek i makrofitowego wskaźnika stanu ekologicznego ESMI dla jezior. Przedstawiono następnie ocenę jakości wód na podstawie zawartości chlorofilu "a" oznaczonego w planktonie. Opisano metodę klasyfikacji wód przy zastosowaniu analizy zespołu makrobezkręgowców bentosowych. W końcowych podrozdziałach przedstawiono system saprobów oraz stosowane do jego interpretacji metody obliczeniowe będące przez wiele lat podstawą biologicznej klasyfikacji jakości wód powierzchniowych. Rozdział zilustrowano 14 tabelami i 1 rysunkiem.
Rozdział 5 stanowi podsumowanie dotychczas dostępnej wiedzy w tej tematyce. W podrozdziale dotyczącym wody jako siedliska bytowania i przenoszenia mikroorganizmów omówiono wpływ warunków abiotycznych na ich rozwój (temperatura, promieniowanie świetlne, ciśnienie hydrostatyczne, pH, Eh, substancje pokarmowe, substancje toksyczne, zasolenie, gazy), grupy mikroorganizmów występujące w wodzie i ich liczebność oraz podano charakterystykę głównych grup mikroorganizmów przenoszonych przez wodę (Salmonella sp. Shigella sp., Vibrio sp., patogenne szczepy Escherichia coli, Legionella pneumophila, gronkowce, Campylobacter sp., Helicobacter sp., Yersinia sp., sinice, grzyby mikroskopowe, wirusy). Podrozdział ten kończy opis metod badania wody według obowiązujących przepisów prawnych. Ilustracja załączonego materiału naukowego jest zawarta w 10 tabelach oraz na 5 oryginalnych rysunkach. W podrozdziale dotyczącym gleby jako środowiska bytowania i przenoszenia mikroorganizmów scharakteryzowano skład i funkcje zespołów mikroflory i mikrofauny występujących w glebie, wpływ czynników abiotycznych na rozwój mikroorganizmów w niej występujących, przenoszenie przez glebę mikroorganizmów chorobotwórczych (Clostridium perfringens, C.tetani, C.botulinum, Bacillus anthracis) oraz metody badań mikrobiologicznych gleby. Materiałem dokumentującym podane wyżej zagadnienie są 2 tabele i 6 rysunków. Podrozdział dotyczący powietrza jako miejsca występowania i przenoszenia mikroorganizmów uwzględnia charakterystykę mikroflory powietrza atmosferycznego oraz pomieszczeń zamkniętych, głównie jego zanieczyszczeń bakteriami chorobotwórczymi (Mycobacterium tuberculosis, Corynobacterium diphteriae, Streptococcus pyogenes grupy A, Klebsiella pneumoniae) oraz metody badań mikrobiologicznych powietrza. Opis w.w. zagadnień ilustruje 7 tabel i 2 oryginalne rysunki.
Podręcznik w w.w. zakresie tematycznym liczy 500 stron, w tym ilość rycin ilustrujących przedstawione treści wynosi 750 oraz 30 tabel, będących w większości oryginalnymi opracowaniami autorów. Przygotowano go wykorzystując 100 prac źródłowych i kilkanaście podręczników zagranicznych. Wykaz cytowanych pozycji literaturowych podano odrębnie dla każdego rozdziału.
