вопросы экология 19-24. 1. Экология как наука. Определение, предмет изучения. Современные направления развития экологии. Экология раздел биологии, изучающий надорганизменные системы. Тепмин Экология
 Скачать 1.21 Mb.
|
 1.Экология как наука. Определение, предмет изучения. Современные направления развития экологии.Экология – раздел биологии, изучающий надорганизменные системы. Тепмин «Экология» - Э.Геккель в 1866г. Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Современные направления развития экологии:  2.Организм и окружающая среда. Определение. Основные таксономические группы организмов на Земле. Среда–комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. В широком смысле это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм. Организм - живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи, в том числе обменом веществ, самоподдерживанием своего строения и организации, способностью воспроизводить их при размножении, сохраняя наследственные признаки. Основные таксоны: Промежуточные: - Царство - Подвид, разновидность - Отдел - Подрод, секция - Класс - Подсемейство, трибы - Порядок - Подклассы - Семейство - Надцарства, подцарства - Род - Вид 3. Окружающая среда как совокупность экологических факторов. Классификация экологических факторов. Примеры. Экологический фактор – это любой элемент окружающей среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействие на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития, или любое условие среды, на которое организм отвечает приспособительными реакциями. Окружающая среда – это фактически набор воздействующих на организм экологических факторов Классификации экологических факторов: По происхождению: Абиотические — факторы неживой природы (Температура, Влажность, Свет) Биотические — связанные с деятельностью живых организмов(Мутуализм, Паразитизм) Антропогенный – фактор воздействия человека на природу(Техногенные катастрофы, истребление животных, вырубка лесов) 4. Изменения экологических факторов – поступательные и циклические. Приспособительные реакции организмов на изменения экологических факторов. Циклические перемены обусловлены периодическими изменениями в природе -- суточными, сезонными и многолетними. Засушливые годы чередуются с влажными, изменяется и численность популяций организмов, приспособленных либо к засухе, либо к увлажненности. Поступательные изменения более продолжительные и обычно приводят к смене одного биоценоза другим. Поступательные изменения называют сукцессией (лат. successio вступление на чье-либо место, преемственность) -- саморазвитием экосистемы в результате взаимодействия организмов друг с другом и с абиотической средой. В ходе сукцессии малоустойчивый биоценоз сменяется более устойчивым. Если влияние условий среды не достигает предельных значений, живые организмы реагируют на него определёнными действиями или изменениями своего состояния, что в конечном итоге ведёт к выживанию вида. Преодоление неблагоприятных воздействий животными возможно двумя способами: 1) путём их избегания, 2) путём приобретения выносливости. В основе ответных реакций растений лежит выработка приспособительных изменений их строения и процессов жизнедеятельности. Адаптация – эволюционно выработанная и наследственно закреплённая особенность живых организмов, обеспечивающая нормальную жизнедеятельность в условиях динамических экологических факторов. Адаптация – приспособление организмов (и видов) к среде – фундаментальное свойство живой природы. 5. Общий характер действия экологических факторов на организм. Закон толерантности. Несмотря на многообразие влияния экологических факторов, можно выявить характер их воздействия на организм. При небольших значениях или чрезмерном воздействии фактора жизненная активность организма заметно угнетается. Наиболее эффективно действие фактора происходит не при минимальных или максимальных его значениях, а при некотором его значении, оптимальном для данного организма. Закон толерантности Шелфорда — закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. «Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору».[1] Пример: непереносимыми для живых организмов могут быть не только недостаток (на что указывал ещё Либих), но и избыток тепла, света и воды. Любой фактор, находящийся в избытке или недостатке, может ограничивать рост и развитие организмов и популяций. 6. Взаимодействие экологических факторов. Закономерности воздействия экологических факторов на организм Факторы среды воздействуют на организмы одновременно и совместно, действие каждого из них зависит от количественного выражения других факторов. Значит, важным является взаимодействие факторов. В природной среде действие факторов на организм может суммироваться, взаимно усиливаться или компенсироваться. Примером простой суммации факторов являются одновременные чувства голода и жажды при недостатке пищи и воды. Высокая радиоактивность среды и одновременное содержание нитратного азота в питьевой воде, пище в несколько раз увеличивают угрозу здоровью человека, чем каждый из этих факторов в отдельности. Действуя совместно, взаимно усиливаясь, экологические факторы могут вызывать явление синергизма. Следствием этого является снижение жизнеспособности организма. Таким образом, для жизни организма необходима совокупность экологических факторов, каждый из которых имеет определенную интенсивность. Сформулированный В.Шелфордом закон оптимума описывает наличие оптимального значения экологического фактора при котором возможно существования отдельного организма или биоценоза в целом. За пределами зоны оптимума находятся зоны угнетения, существование жизни за которыми не представляется возможным. 7.Автотрофы Автотрофы никого не едят, органические вещества делают сами из неорганических.
Сходство и различие фотосинтеза и хемосинтеза
Гетеротрофы Гетеротрофы получают органические вещества в готовом виде, с пищей. К гетеротрофам относятся животные, грибы и большинство бактерий. Способы питания гетеротрофов 1. Хищники – убиваю жертву, а затем съедают (лев, щука, оса). 2. Паразиты – поедают живую жертву (вирус гриппа, туберкулёзная палочка, дизентерийная амеба, аскарида и т.п.) 3. Cапрофиты (сапротрофы) – питаются мертвыми организмами (личинки мясных мух, плесневые грибы, бактерии гниения). 4. Cимбионты – получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Например:
8. Экологическая система Экологическая система (экосистема) — совокупность популяций различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающей их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время.  Структура экосистемы 9.компоненты экосистемы С точки зрения структуры в экосистеме выделяют[4]:
 Круговорот веществ 10.Биотическая и абиотическая системы Биотическая среда— совокупность организмов, жизнедеятельность которых оказывает влияние на другие организмы. Одни из них могут служить пищей для других, быть средой обитания, способствовать размножению и др. В отличие от действия факторов абиотической среды действие факторов проявляется во взаимном влиянии организмов разных видов друг на друга. АБИОТИЧЕСКАЯ СРЕДА, совокупность неорганических условий существования организмов. Эти условия оказывают влияние на распределение всего живого на планете. Абиотическую среду определяют различные факторы, в т. ч. химические (состав атмосферного воздуха, горных пород, почвы, воды и т. д.) и физические (температура воздуха, воды, субстрата, направление и сила ветра, периодичность, интенсивность и характеросадков, продолжительность и периодичность освещения, радиационный фон и т. д.) 11.Искусственные экосистемы Агроценоз — это биоценоз, искусственно созданный человеком для своих целей с определенным уровнем и характером продуктивности. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище. Самым простым примером искусственной экосистемы является аквариум. Здесь ареал обитания ограничен стенками аквариума, приток энергии, света и питательных веществ осуществляется человеком, он же регулирует температуру и состав воды. Численность обитателей также изначальна определена.  12.Взаимоотношения организмов на уровне популяции
13. Закономерности действия экологических факторов на организм. Понятие о лимитирующем факторе. Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакцияхживых существ можно выявить ряд общих закономерностей. Закон толерантности (закон оптимума или закон В. Шелфорда) – каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей (много «хорошо» – тоже «не хорошо»). Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделитьзону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности),зону пессимума (зону угнетения) ипределы выносливости организма. Оптимум – такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.  Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называетсяэкологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называетсязоной толерантности.Виды с широкой зоной толерантности называютсяэврибионтными, с узкой –стенобионтными. Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются эвритермными, а приспособленные к узкому интервалу температур – стенотермными. Таким же образом по отношению к давлению различают эври- и стенобатные организмы, по отношению к степени засоления среды – эври- и стеногалинные, по отношению к питанию эври- и стенотрофы (применительно к животным используют термины эври- и стенофаги) и т.д. Экологические валентности отдельных индивидуумов не совпадают. Поэтому экологическая валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи. Экологические валентности вида к разным экологическим факторам могут существенно отличаться. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляетэкологический спектр вида. Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называетсялимитирующим (ограничивающим) фактором. 2. Неоднозначность действия фактора на разные функции – каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других. Так, для многих рыб температура воды, оптимальная для созревания половых продуктов, неблагоприятна для икрометания. 3. Разнообразие индивидуальных реакций на факторы сред – степень выносливости, критические точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных индивидуумов одного вида не совпадают. Эта изменчивость определяется как наследственными качествами особей, так и половыми, возрастными и физиологическими различиями. Например, у бабочки мельничной огневки – одного из вредителей муки и зерновых продуктов – критическая минимальная температура для гусениц -7 °С, для взрослых форм -22 °С, а для яиц -27 °С. Мороз в -10 °С губит гусениц, но не опасен для имаго и яиц этого вредителя. Следовательно, экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности каждой отдельной особи. 4. Относительная независимость приспособления организмов к разным факторам – степень выносливости к какому-нибудь фактору не означает соответствующей экологической валентности вида по отношению к остальным факторам. Например, виды, переносящие широкие изменения температуры, совсем не обязательно должны также быть приспособленными к широким колебаниям влажности или солевого режима. Эвритермные виды могут быть стеногалинными, стенобатными или наоборот. 5. Несовпадение экологических спектров отдельных видов – каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям. Даже у близких по способам адаптации к среде видов существуют различия в отношениях к каким либо-либо отдельным факторам. 6. Взаимодействие факторов – оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Например, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе. Угроза замерзания значительно выше при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду. 7. Закон минимума (закон Ю. Либиха или правило ограничивающих факторов) – возможности существования организмов в первую очередь ограничивают те факторы среды, которые наиболее удаляются от оптимума. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, особям грозит гибель. Так, продвижение вида на север может лимитироваться (ограничивается) недостатком тепла, в аридные районы – недостатком влаги или слишком высокими температурами. Выявление ограничивающих факторов очень важно в практике сельского хозяйства. 8. Гипотеза незаменимости фундаментальных факторов (В. Р. Вильямсон) – полное отсутствие в среде полное отсутствие в среде фундаментальных экологических факторов (физиологически необходимых; например, света, воды, углекислого газа, питательных веществ) не может быть компенсировано (заменено) другими факторами. Так, по данным «Книги рекордов Гиннеса» без воздуха человек может прожить до 10 мин., без воды – 10–15 суток, без пищи – до 100 дней. В природе экологические факторы действуют совместно, то есть комплексно. Комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называютсяусловиями жизни. Условия, в которых размножения не происходит, называютсяусловиями существования. 14. Эколого-функциональные группы живых организмов экосистемы - продуценты, консументы, редуценты. Их характеристики, примеры. Продуценты (производители)-автотрофные организмы, которые образуют органическое вещество из неорганического. Чаще всего продуцентами являются растения или же цианобактерии. Консументы (потребители)-гетеротрофные организмы, потребляющее органическое вещество. Редуценты (разрушители)-гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками, разлагая их до минеральных веществ. Это грибы, сапротрофные бактерии и некоторые животные. 1. Продуценты: липа, дуб, подснежник, медуница, ясень, вяз, клен. 2. Консументы: олень, крот, еж, бобры, кабан, скворец, зяблик, синица, тетерев, ящерица. 3. Редуценты: дождевой червь, навозный жук, грибы, бактерии. 15. Понятие «экологическая ниша». Определение. Связи организмов в экосистемах. Примеры. Экологическая ниша — это совокупность факторов среды, в пределах которых обитает тот или иной вид организмов, его место в природе, в пределах которого данный вид может существовать неограниченно долго. Связь организмов в экосистеме. Жизнь организмов в экосистеме зависит не только от абиотических факторов, но и от того, в какие взаимодействия организмы вступают друг с другом. Живущие рядом организмы находятся в различных территориальных и пищевых взаимоотношениях. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют несколько типов отношений, которые имеют много общего у организмов разных систематических групп. К таким типам взаимоотношений относятся конкуренция, хищничество, симбиоз. паразитизма- человек-аскарида конкуренции- волк-лиса(межвидовая), сосны(внутривидовая) хищничества- волк-заяц нейтрализма - белки-волк аменсализма- светолюбивая трава-ель комменсализма- шерсть-плоды симбиоза- актиния-рак-отшельник 16. Понятие «биосфера». Определение. Границы биосферы. «Биосфера — «область жизни», включающая живые организмы и среду их обитания; особая оболочка Земли, в пределах которой проявляется геологическая деятельность живого населения планеты» ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ
17. Свойства и функции живого вещества биосферы. ОПРЕДЕЛЕНИЕ Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности. ТЕРМИН ВВЕДЕН В. И. ВЕРНАДСКИМ, КОТОРЫЙ ВЫДЕЛЯЛ, КРОМЕ ТОГО, БИОГЕННОЕ ВЕЩЕСТВО, КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО И БИОКОСНОЕ ВЕЩЕСТВО.В. И. Вернадский назвал живое вещество одной «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты». Он выделял следующие функции живого вещества. |