SubjectsSubjects(version: 850)
Course, academic year 2019/2020
   Login via CAS
Ecological stoichiometry - MB162P29
Title in English: Ekologická stechiometrie
Czech title: Ekologická stechiometrie
Guaranteed by: Department of Ecology (31-162)
Faculty: Faculty of Science
Actual: from 2017
Semester: winter
E-Credits: 3
Examination process: winter s.:combined
Hours per week, examination: winter s.:3/0 Ex [days/semester]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
State of the course: taught
Language: Czech
Level: specialized
Additional information: http://www.cryoeco.eu/ecological-stoichiometry/
Guarantor: Mgr. Jakub Žárský, Ph.D.
Teacher(s): Mgr. Jakub Žárský, Ph.D.
Annotation -
Last update: Mgr. Jakub Žárský, Ph.D. (05.10.2015)
The course of ecological stoichiometry demonstrates how much of ecological processes and phenomena we can understood when we focus on elemental composition and fluxes. This point of view represents a powerful tool particularly in situations where we need to link different organisation levels and spatial or temporal scales of the studied systems. The course is open to students at all stages of biology studies.

If any non Czech-speaking student enrols for this course the talks will switch to English.
Literature - Czech
Last update: Mgr. Jakub Žárský, Ph.D. (05.10.2015)

Bennett, E., Elser, J., 2011. A broken biogeochemical cycle. Nature 478.

Borer, E.T., Bracken, M.E.S., Seabloom, E.W., Smith, J.E., Cebrian, J., Cleland, E.E., Elser, J.J., Fagan, W.F., Gruner, D.S., Harpole, W.S., Hillebrand, H., Kerkhoff, A.J., Ngai, J.T., 2013. Global biogeography of autotroph chemistry: is insolation a driving force? Oikos 122, 1121-1130. doi:10.1111/j.1600-0706.2013.00465.x

Elser, J.J., 2012. Phosphorus: a limiting nutrient for humanity? Curr. Opin. Biotechnol. 23, 833-838. doi:10.1016/j.copbio.2012.03.001

Elser, J.J., Acquisti, C., Kumar, S., 2011. Stoichiogenomics: the evolutionary ecology of macromolecular elemental composition. Trends Ecol. Evol. 26, 38-44. doi:10.1016/j.tree.2010.10.006

Elser, J.J., Sterner, R.W., Gorokhova, E., Fagan, W.F., Markow, T.A., Cotner, J.B., Harrison, J.F., Hobbie, S.E., Odell, G.M., Weider, L.W., 2000. Biological stoichiometry from genes to ecosystems. Ecol. Lett. 3, 540-550.

Falkowski, P., Scholes, R.J., Boyle, E. e a1, Canadell, J., Canfield, D., Elser, J., Gruber, N., Hibbard, K., Högberg, P., Linder, S., 2000. The global carbon cycle: a test of our knowledge of earth as a system. Science 290, 291-296.

Harpole, W.S., Ngai, J.T., Cleland, E.E., Seabloom, E.W., Borer, E.T., Bracken, M.E.S., Elser, J.J., Gruner, D.S., Hillebrand, H., Shurin, J.B., Smith, J.E., 2011. Nutrient co-limitation of primary producer communities: Community co-limitation. Ecol. Lett. 14, 852-862. doi:10.1111/j.1461-0248.2011.01651.x

Hessen, D.O., Elser, J.J., Sterner, R.W., Urabe, J., 2013. Ecological stoichiometry: An elementary approach using basic principles. Limnol. Oceanogr. 58, 2219-2236. doi:10.4319/lo.2013.58.6.2219

Langmuir, C.H., Broecker, W.S., 2012. How to Build a Habitable Planet: The Story of Earth from the Big Bang to Humankind. Princeton University Press.

Loladze, I., Elser, J.J., 2011. The origins of the Redfield nitrogen-to-phosphorus ratio are in a homoeostatic protein-to-rRNA ratio: The origins of the Redfield N:P ratio. Ecol. Lett. 14, 244-250. doi:10.1111/j.1461-0248.2010.01577.x

Sterner, R.W., Elser, J.J., 2002. Ecological stoichiometry: the biology of elements from molecules to the biosphere. Princeton University Press.

Urabe, J., Naeem, S., Raubenheimer, D., Elser, J.J., 2010. The evolution of biological stoichiometry under global change. Oikos 119, 737-740. doi:10.1111/j.1600-0706.2009.18596.x

Syllabus - Czech
Last update: Mgr. Jakub Žárský, Ph.D. (05.10.2015)

1) Úvod /Introduction

Roviny popisu v ekologii, prvky a jejich vznik v kosmologické perspektivě /Levels of description in ecology, elements and their origin in cosmological perspective

Několik poznámek k živinovým poměrům obecně a k základním pojmům /Conventions and concerns about elemental ratios and basic terms

 

2) Chemie za biologií: Povstávání buněk z prvků /Biological Chemistry: Building Cells from Elements

Základ selekce uhlíku, dusíku a fosforu v biochemické evoluci /The Basis for Selection of Carbon, Nitrogen and Phosphorus in Biochemical Evolution

Prvkové složení základních biomolekul /Elemental Composition of Major Biochemicals

Buněčné součástky: Prvkové složené buněčných struktur /Cell Components: The Elemental Composition of Cellular Structures

 

3) Stechiometrie autotrofního růstu: Rozrůzněnost na bázi potravních sítí /The Stoichiometry of Autotroph Growth: Variation at the Base of Food Webs

Základy na buněčné a fyziologické úrovni /Cellular and Physiological Bases

C:N:P stechiometrie tkání vyšších rostlin /C:N:P Stoichiometry of Entire Higher Plants

Autotrofové v zajetí /Autotrophs in captivity

Teorie autotrofní stechiometrie /Theories of Autotroph Stoichiometry

Autotrofové v divoké přírodě: Oceány, sladké vody a pevnina /Autotrophs in the Wild: Oceans, Lakes and Land

Příčiny variability v rostlinných poměrech C:N:P v přírodě /Causes of Variation in Autotroph C:N:P in Nature

 

4) Jak dát dohromady zvíře: Stechiometrie živočichů /How to build an Animal: The Stoichiometry of Metazoans

Biochemické a biologické faktory určující prvkové složení těla /Biochemical and Biological Determinants of Body Elemental Composition

Stechiometrie bezobratlých - C:N:P zooplanktonu a hmyzu /Invertebrate stoichiometry - C:N:P in Zooplankton and Insects

Faktory určující C:N:P bezobratlých: Hypotéza růstové rychlosti /Determinants of C:N:P in Invertebrates: The Growth Rate Hypothesis

Molekulární biologie a C:N:P stechiometrie růstu, aneb ekosystémoví badatelé na scestí /Molecular Biology and the C:N:P Stoichiometry of Growth, or Ecosystem Scientists Go Astray

Jednoduchý molekulárně kinetický model vztahu růstové rychlosti a C:N:P /A Simple Molecular- Kinetic Model of the Growth Rate-C:N:P Connection

Investice do strukturních prvků a stechiometrie bezobratlých /Structural Investment and the Stoichiometry of Vertebrates

Prvkové složení a velikost těl /Elemental Composition and Body Size

Nevyvážené zdroje a růst u živočichů /Imbalanced Resources and Animal Growth

Hmotnostní bilance růstových procesů /Mass Balance in Growth Processes

Maximalizace zisku v chemii a v ekologii /Maximizing Yield in Chemistry and in Ecology

Limitující faktory pro heterotrofní růst: Vznik teorie prahového prvkového poměru /Limiting Factors for Heterotroph Growth: Development of Threshold Element Ratio Theory

Efektivita růstu /Growth Efficiency

 

5) Stechiometrie recyklace živin řízené konzumenty /The Stoichiometry of Consumer-Driven Nutrient Recycling

Stručná historie studií recyklace živin řízené konzumenty /A Brief History of Studies of Consumer-Driven Nutrient Recycling

Stechiometrická teorie recyklace živin konzumací /Stoichiometric Theories of Consumer-Driven Nutrient Recycling

Důkazy o rozdílné recyklaci dusíku a fosforu konzumací /Evidence That Consumers Differentially Recycle Nitrogen and Phosphorus

Mikrobiální mineralizace /Microbial Mineralization

Stechiometrie recyklace živin u bezobratlých /The Stoichiometry of Consumer-Driven Nutrient Recycling by Vertebrates

 

6) Stechiometrie společenstev /Stoichiometry in Communities: Dynamics and Interactions

Druhové interakce /Species Interactions

Pozitivní zpětné vazby a vícečetné rovnovážné stavy /Positive Feedbacks and Multiple Stable States

Trofické kaskády /Trophic Cascades

Světlo: Vliv živin na úrovni společenstev /Light: Nutrient Effects at the Community Level

Zpětné vazby zapříčiněné limitacemi v poměrech živin ve vysokostébelné prérii /Feedbacks Owing to the "Constraints of Stuff": C:N Ratios in Tall-Grass Prairie

 

7) Stoichiometrie velkých měřítek: Ekosystémy v čase a prostoru /Big-Scale Stoichiometry: Ecosystems in Space and Time

Empirické patrnosti ve stechiometrii ekosystémů /Empirical Patterns in Ecosystem Stoichiometry

Vazby v rámci stechiometrie růstu biomasy: Využívání jedné substance k získání jiné /Linkages in the Stoichiometry of Biomass Yield: Using One Substance to Obtain Another

Efektivita využití živin na úrovni ekosystému /Nutrient Use Efficiency at the Ecosystem Level

Stechiometrie produkce potravních sítí: Nový termín, efektivita využití uhlíků /The Stoichiometry of Food-Chain Production: A New Term, Carbon Use Efficiency

Osud primární produkce /The Fate of Primary Production

Globální změna /Global Change

 

8) Rekapitulace a integrace poznatků na příkladech ze sladkovodního prostředí (Veronika Sacherová), oceánů (Michal Koblížek) a ledovců (Jakub Žárský) /Recapitulation and integration using examples from fresh waters, oceans and glaciers.

 

 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html