Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Ekologia oczami nieekologa

100%

Uchmański J.

|

nr 2

27-39

EN

Ecology is a part of biology which deals with life of plants and animals in their environment. Nature protection is practical activity in which ecology is applied. Ecology is the most biological part of biology because it deals with individuals in their environment and individuals exist only in biology. The most important problem of ecology is biological diversity: its changes and persistence. Ecologists always focus their investigations on some ecological systems. In classical approach the most important mechanisms explaining functioning of ecological systems are dependences on densities of individuals in populations. Mathematical models usually applied in ecology are difference and differential equations, which is in accordance with the assumption about density-dependence, but focuses ecologists interests on stability of ecological systems. Evolutionary biology and ecology domains overlap only partly. Evolutionary ecology is dealing with individuals with optimal features, while ecology considers also losers of natural selection. Mathematical method used in classical ecology were taken from physics. It rises the question: are they proper for ecology. Recently, so called individual-based approach emerged, which stresses that in order to understand diversity of nature one have go back directly to individuals as basic “atoms”, from which ecological systems consist, and not to concentrate on densities. Such approach gives very complicated picture of ecological systems dynamics. An alternative way of describing ecological systems dynamics exists however in ecology, namely by means of matter cycling and energy flows. It allows using difference and differential equations during models building and was approved many times in practical applications.

PL

Ekologia jest dziedziną biologii zajmującą się życiem roślin i zwierząt w ich środowisku. Ochrona przyrody to praktyczne działania, gdzie stosuje się ekologię. Ekologia jest najbardziej biologiczną dziedziną biologii, ponieważ zajmuje się osobnikami w ich środowisku życia, a osobniki „istnieją” tylko w biologii. Najważniejszym problemem, jaki rozważa się w ekologii jest różnorodność biologiczna: jej zmiany oraz jej trwanie. W swoich badaniach ekolodzy skupiają się na funkcjonowaniu układów ekologicznych. W klasycznym ujęciu zakładają, że najważniejszymi mechanizmami są zależności od zagęszczenia. Model matematyczne stosowane tradycyjnie w ekologii to zwykle równania różniczkowe i różnicowe, co dobrze pasuje do założenia o zależnościach od zagęszczenia, ale powoduje to, że ekologia została zdominowana przez rozważania nad stabilnością układów ekologicznych. Biologia ewolucyjna i ekologia mają rozłączne dziedziny zainteresowania. Biologia ewolucyjna wyjaśnia powstawanie optymalnych cech osobników. Ekologia bierze pod uwagę także te osobniki, które przegrały w procesie doboru naturalnego. Metody matematyczne używane w klasycznej ekologii powstały na użytek fizyki. Rodzi się pytanie, czy dają one prawidłowy obraz dynamiki układów ekologicznych. Ostatnio pojawił się pogląd, że, aby dostrzec znaczenie różnorodności biologicznej w pełnej skali, powinniśmy odwołać się do osobników (a nie do zagęszczenia populacji) jako podstawowych „atomów”, z których składają się układy ekologiczne. Zwiemy to podejściem osobniczym w ekologii. Daje ono jednak bardzo skomplikowany obraz funkcjonowania układów ekologicznych. W ekologii istnieje jednak alternatywny sposób opisu dynamiki układów ekologicznych poprzez krążenie materii w nich i przepływ energii przez nie. Pozwala on przy budowie modeli matematycznych na stosowanie tradycyjnych równań różniczkowych i różnicowych, co wielokrotnie sprawdzało się w praktycznych zastosowaniach.

2

Ecology through the eyes of a non-ecologist

100%

Uchmański J.

|

tom 18

|

nr 5

259-270

PL

Ekologia jest dziedziną biologii zajmującą się życiem roślin i zwierząt w ich środowisku. Ochrona przyrody to praktyczne działania, gdzie stosuje się ekologię. Ekologia jest najbardziej biologiczną dziedziną biologii, ponieważ zajmuje się osobnikami w ich środowisku życia, a osobniki „istnieją” tylko w biologii. Najważniejszym problemem, jaki rozważa się w ekologii jest różnorodność biologiczna: jej zmiany oraz jej trwanie. W swoich badaniach ekolodzy skupiają się na funkcjonowaniu układów ekologicznych. W klasycznym ujęciu zakładają, że najważniejszymi mechanizmami są zależności od zagęszczenia. Model matematyczne stosowane tradycyjnie w ekologii to zwykle równania różniczkowe i różnicowe, co dobrze pasuje do założenia o zależnościach od zagęszczenia, ale powoduje to, że ekologia została zdominowana przez rozważania nad stabilnością układów ekologicznych. Biologia ewolucyjna i ekologia mają rozłączne dziedziny zainteresowania. Biologia ewolucyjna wyjaśnia powstawanie optymalnych cech osobników. Ekologia bierze pod uwagę także te osobniki, które przegrały w procesie doboru naturalnego. Metody matematyczne używane w klasycznej ekologii powstały na użytek fizyki. Rodzi się pytanie, czy dają one prawidłowy obraz dynamiki układów ekologicznych. Ostatnio pojawił się pogląd, że, aby dostrzec znaczenie różnorodności biologicznej w pełnej skali, powinniśmy odwołać się do osobników (a nie do zagęszczenia populacji) jako podstawowych „atomów”, z których składają się układy ekologiczne. Zwiemy to podejściem osobniczym w ekologii. Daje ono jednak bardzo skomplikowany obraz funkcjonowania układów ekologicznych. W ekologii istnieje jednak alternatywny sposób opisu dynamiki układów ekologicznych poprzez krążenie materii w nich i przepływ energii przez nie. Pozwala on przy budowie modeli matematycznych na stosowanie tradycyjnych równań różniczkowych i różnicowych, co wielokrotnie sprawdzało się w praktycznych zastosowaniach.

EN

Ecology is a branch of biology that deals with the life of plants and animals in their environment. Nature protection are practical actions where ecology is applied. Ecology is the most biological branch of biology because it deals with individuals in their living environment, and individuals "exist" only in biology. The most important issue being considered in ecology is biodiversity: its changes and its persistence. In their research, ecologists focus on the functioning of ecological systems. In classical terms, they assume that the most important mechanism is density dependence. Mathematical models traditionally applied in ecology include ordinary difference and differential equations, which fits well with the assumption of density dependence, but this results in ecology being dominated by considerations of the stability of ecological systems. Evolutionary biology and ecology have separate areas of interest. Evolutionary biology explains the formation of optimal characteristics of individuals. Ecology also takes into account those individuals who have lost in the process of natural selection. The mathematical methods used in classical ecology were developed for the use of physics. The question arises whether they give a precise picture of the dynamics of ecological systems. Recently, a view has emerged stating that in order to see the importance of full-scale biodiversity, we should refer to individuals (rather than population density) as basic "atoms" that make up ecological systems. In ecology, we call this an individual-based approach. However, it gives a very complex picture of how ecological systems work. In ecology, however, there is an alternative way to describe the dynamics of ecological systems, i.e. through the circulation of matter in them and the flow of energy through them. It allows the use of traditional difference and differential equations in the formulation of mathematical models, which has proven itself in practical applications many times.

3

Teaching of Biology Supported by Mathematical Models

63%

Maciejewska J. , Uchmański J.

|

nr 2

55-69

PL

W naukach przyrodniczych zastosowanie metod modelowania matematycznego i symulacji komputerowych przyniosło wiele korzyści. Tak jest na przykład w fizyce. Biologia w bardzo niewielkim stopniu wykorzystuje te metody. Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy może być fakt, że proces nauczania biologii jest prowadzony tak, że zniechęca młodzież z zainteresowaniami matematycznymi i informatycznymi. Proponujemy, aby proces nauczania biologii wspomóc poprzez wprowadzenie prostych elementów modelowania matematycznego procesów ekologicznych. W niniejszej pracy pokazaliśmy, z jakimi korzyściami wiązałoby się zastosowanie programu napisanego w języku NetLogo w nauczaniu biologii w szkołach ponadpodstawowych. NetLogo to wieloagentowy język programowania stworzony do symulacji złożonych zjawisk. Jest przeznaczony zarówno do badań, jak i edukacji. Jest używany w wielu różnych dyscyplinach naukowych. Wykorzystaliśmy program NetLogo do stworzenia modelu poszukiwania pokarmu przez mrówki. Wykazaliśmy, że uczenie biologii przez budowę modelu komputerowego, zmusza do głębszego zrozumienia problemu, nad którym pracujemy, wykorzystuje i rozwija twórcze zdolności młodzieży.

EN

In the life sciences, the use of mathematical modelling and computer simulation methods has brought many benefits. This is the case, for example, in physics. Biology makes very little use of these methods. One of the reasons for this may be that the biology teaching process is conducted in such a way that it discourages young people with an interest in mathematics and computer science. We propose to support the process of teaching biology by introducing simple elements of mathematical modelling of ecological processes. In this work, we showed what benefits would be the application of the NetLogo program in teaching biology in secondary schools. NetLogo is a multi-agent programming language designed to simulate complex phenomena. It is intended for both research and education and is used in a wide variety of scientific disciplines. We used the NetLogo program to create a model of searching for food by ants. We have shown that teaching biology by building a computer model forces a deeper understanding of the problem we are working on and uses and develops the creative abilities of young people.

4

Od Redakcji

63%

Sadowski R. F. , Uchmański J.

|

tom 18

|

nr 2

5-5

5

Dispersal and individual variability: laboratory experiments with the woodlouse Porcellio scaber

51%

Uchmański J. , Opaliński K. W. , Rau K. , Uvarov A. V.

|

nr 4

15-21

PL

Laboratoryjne eksperymenty nad dyspersją stonogi Porcellio scober pokazują, że możliwość dyspersji zmniejsza intensywność konkurencji wewnątrzgatunkowej. Decyzja dotycząca dyspersji z aktualnie zajmowanego siedliska do sąsiedniego nie zależała w tym eksperymencie od ciężaru osobnika. Jedyną kategorią osobników, które starały się unikać dyspersji były noszące jaja samice. Może to wynikać z tego, że stonogi tego gatunku penetrują środowisko poruszając się przypadkowo, ale mogło być także dodatkowo rezultatem tego, iż środowisko życia stonóg było w tym eksperymencie tak zaaranżowane, iż koszty dyspersji były niskie.

EN

Laboratory experiments on the dispersal of woodlouse Porcellio scaber showed that the possibility to disperse diminished the intensity of intraspecific competition. The decision to disperse from local habitat to another one didn’t depend on the weight of individual. The only category of individuals that tried to avoid dispersal were females carrying eggs. This can be connected with the Brownian way of movement of woodlouse during penetration of surrounding environment or with the arrangement of the experiment in which the costs of dispersal were low.

6

The effect of the degree of isolation of alder tussocks on the activity and diversity of epigeic invertebrates

51%

Olejniczak I. , Boniecki P. , Uchmański J.

|

tom 18

|

nr 5

317-323

PL

W 2004 roku badano aktywność i różnorodność epigeicznych bezkręgowców w lesie olsowym (zbiorowisko Alnus glutinosa-Carex elata). Wybrano: fragment olsu oraz 23 kępy olsowe, o średniej powierzchni 0,27 m2. Zainstalowano także 16 sztucznych kęp: 4 z nich były tej samej wielkości co naturalne oraz 12 mniejszych, o powierzchni 0,1 m2. Przeciętna wysokość kęp wynosiła 0,4 m. Odległości między poszczególnymi kępami wahały się od 1 do 2 m. Kępy były położone 3, 5, 7, 9 i 11 m od fragmentu olsu. Materiał zbierano stosując pułapki glebowe. Próbki pobierano co 7 lub 14 dni, dwukrotnie w sezonie: gdy kępy były izolowane lub nie były izolowane przez wodę. Odległość od olsu nie wpływała na aktywność i różnorodność epigeicznych bezkręgowców na kępach. W próbkach najliczniej występowały saprofagi: Isopoda i Collembola oraz drapieżniki: Araneae i Carabidae.

EN

Activity and diversity of epigeic invertebrates were studied in 2004 in alder wood (Alnus glutinosa-Carex elata association). The following chosen: fragment of alder wood and 23 alder tussocks with average surface of 0.27 m2. Also, 16 artificial tussocks were installed: 4 of them were the same size as natural ones, and other 12 were smaller, 0.1 m2 in size. The average height of tussock was 0.4 m. Distance between individual tussocks varied from 1 to 2 m. Tussocks were placed 3, 5, 7, 9 and 11 m from the fragment of the alder wood. The material was collected using pitfall traps. Samples were taken every 7 or 14 days twice in the season: when tussocks were or were not isolated by water. The distance from the alder wood did not influence on activity and diversity of epigeic invertebrates on tussocks. Saprophagous: Isopoda and Collembola and predators: Araneae and Carabidae were the most abundant in the samples.

7

15 lat Instytutu Ekologii i Bioetyki na Uniwersytecie Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie

51%

Uchmański J. , Latawiec M. , Czartoszewski J. , Ilieva-Makulec K.

|

nr 3

5-18

PL

W 2017 roku mija 15 lat od utworzenia Instytutu Ekologii i Bioetyki w ramach Wydziału Filozofii Chrześcijańskiej na Uniwersytecie Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie. Jest to tym samym 15 lat prowadzenia kierunku ochrona środowiska. Humanistyczne aspekty ochrony środowiska były podejmowane jeszcze przed 2002 rokiem. Dlatego warto przypomnieć historię i głównych organizatorów Instytutu Ekologii i Bioetyki, ukazać ewolucję podejmowanych problemów badawczych oraz zasygnalizować proponowany dalszy rozwój badawczy i naukowy.