1. Экология как наука. Предмет, объекты и задачи экологии
Предмет экологии — совокупность связей между организмом и средой. Экология — наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия — климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические — общие отношения организмов ко всем остальным организмам. Задачи теоретической экологии: (1) разработать стереотип устойчивости экосистемы (2) изучение механизмов адаптации к среде (3) регуляция численности популяций (4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания (5) исследование продуктивности процессов в экосистеме (6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости (7) моделирование состояния биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов. Задачи прикладной экологии: (1) прогнозирование и оценка возможности отрицательных последствий для окружающей среду, проектирование и конструирование предприятий (2) оптимизация инженерных, технологических и проектно-конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде (3) улучшение качества окружающей среды (4) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов (5) стратегическая задача — развитие теории взаимоотношения природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.
|
2. Уровень организации живых систем
Каждая живая система состоит из единиц подчиненных ей уровней организации и является единицей, входящей в состав живой системы, которой она подчинена. Например, организм состоит из клеток, являющихся живыми системами, и входит в состав биосистем.
Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня: характер клеточного уровня организации определяется молекулярным, характер организменного — клеточным и т.д.
1) Молекулярный уровень. Несет отдельные, хотя и существенные признаки жизни. Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот и 4 одинаковых оснований, входящих в состав молекул нуклеиновых кислот. 2) Клеточный уровень. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов. У всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация наследственной информации. 3) Тканевый уровень. Совокупн. клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Возник вместе с появлением многоклеточных животных и растений, имеющих различающиеся между собой ткани. 4) Органный уровень. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы. 6 основных тканей входят в состав органов всех животных и 6 основных тканей образуют органы у растений. 5) Организменный уровень. Здесь обнаруживается чрезвычайно большое многообразие форм, которое объясняется не разнообразием дискретных единиц низшего порядка (клеток, тканей, органов), а усложнением их комбинаций. 6) Популяционнно-видовой уровень. Совокупность организмов одного вида, населяющих определенную территорию, составляет популяцию. П. — недоорганизменная живая система, которая является элементарной единицей эволюционного процесса, входит в состав биоценозов. 7) Биоценотический уровень. Биогеоценозы — исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и окружающей средой обменом веществ, энергии и информации. Они являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественно-энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов. 8) Биосферный уровень. Совокупность биогеоценозов составляют: биосферу и обуславливают все процессы, протекающие в ней.
Уровни материи в биологии отличаются не столько размерами или уровнями сложности, но главным образом, закономерностями функционирования.
|
3. Структура экологии
Основная часть экологии — общая экология — биологическая наука, изучающая общие закономерности взаимоотношения любых живых организмов и среды, включая человека как биологический вид. В составе общей экологии разделяют: АУТОЭКОЛОГИЯ (организм-среда), СИНЭКОЛОГИЯ (сообщество-среда) изучает сообщества живых организмов и их взаимоотношения со средой, ПОПУЛЯЦИОННАЯ экология (популяция-среда) изучает структуру и динамику популяций отдельных видов. По конкретным объектам и средам: экология животных, растений, микроорганизмов. Современная экология в связи с усилением воздействия человеческого общества на окружающую среду является сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взаимодействия с окружающей природной средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы вызвана обострением экологической обстановки на нашей планете и привела к экологизации многих технических и гуманитарных наук. Появились науки — инженерная экология, космическая экология, сельскохозяйственная экология. Инженерная экология изучает принципы создания новых экологических технологий. С-х экология занимается возможностью сохранения почв, вод, атмосферы. Математическая экология занимается процессами в биосфере. Городская экология — о процессах в городе. Социальная экология занимается изучением природы человеческого общества. Теоретическая и прикладная экология: прикладная - разрушение биосферы человеком, способы предотвращения этого. Разработка принципов рационального природопользования.
|
4. Место экологии в системе современных наук. Экология как научная основа рационального природопользования и охраны окружающей среды
Установить правильные взаимоотношения с природными процессами, обеспечивающими устойчивое поддержание жизни на нашей планете, можно лишь на основе знания законов формирования и поддержания активного функционирования биологических систем, обеспечивающих глобальный круговорот веществ. Остальное см. билет 1.
Предмет экологии — совокупность связей между организмом и средой. Экология — наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия — климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические — общие отношения организмов ко всем остальным организмам. Задачи теоретической экологии: (1) разработать стереотип устойчивости экосистемы (2) изучение механизмов адаптации к среде (3) регуляция численности популяций (4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания (5) исследование продуктивности процессов в экосистеме (6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости (7) моделирование состояния биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов. Задачи прикладной экологии: (1) прогнозирование и оценка возможности отрицательных последствий для окружающей среду, проектирование и конструирование предприятий (2) оптимизация инженерных, технологических и проектно-конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде (3) улучшение качества окружающей среды (4) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов (5) стратегическая задача — развитие теории взаимоотношения природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.
|
5. Общее понятие о среде обитания. Абиотическая и биотическая среда. Краткая характеристика основных сред обитания живых организмов
Экологические факторы — любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. Среда — часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое влияние или косвенное воздействие — воздух, вода, почва (гумус — плодородный слой, содержащий остатки живых организмов — слагается из детрита, т.е. мертвого органического вещества). Детрит разлагается от нескольких до миллионов лет. ДЕТРИТ — опад листьев (разлагается 2-3 года), стволы деревьев (10-15 лет), гумус (сотни лет), сапропель (морские остатки), торф (тысячи лет), нефть (миллионы лет). Условия жизни — совокупность необходимых для организмов элементов среды, с котороми они находятся в неразрывном единстве и без которых существовать не могут. Абиотические факторы — факторы неживой природы. Экологические факторы — абиотические (климатические, почвенные, факторы водной среды, факторы рельефа (топографические, ораграфические), огонь (пожары)), факторы питания, биотические факторы (живой природы) — фитогенные (растения), зоогенные, микробогенные.
Биотические факторы — воздействие живых организмов — это различные формы взаимодействия между особями и популяциями. (1) внутривидовая конкуренция — главный абиатический фактор для вида — борьба за существование, чем больше совпадают потребности, тем сильнее борьба. (2) прямая конкуренция — животные дерутся между собой до смерти. У растений — алмопатия — выделение токсинов. (3) косвенная конкуренция — опосредованная, т.е. не напрямую.
В природе существует смена ведущих факторов. Степень важности экологических факторов зависит от среды обитания. На Земле 4 среды обитания: вода, наземно-воздушная, почвенная и тело живых организмов. В водной среде главный фактор кислород, растворенный в воде (не меньше 5 мг/л). Обитатели водной среды — гидробиоты. В наземно-воздушной главный фактор — температура. В почвенной среде — кислород, химический состав. В живых организмах — обилие пищи.
|
6. Факторы среды, классификация факторов среды
Организмы — реальные носители жизни, дискретные единицы обмена веществ. В процессе обмена организм потребляет из окружающей среды необходимые вещества и выделяет в нее продукты обмена, которые могут быть использованы другими организмами; умирая, организм становится источником питания определенных видов живых существ. Деятельность отдельных организмов лежит в основе проявления жизни на всех уровнях ее организации. Поддержание устойчивого обмена веществ в колеблющихся условиях внешней среды невозможно без специальных адаптации. Изучение этих адаптации — задача экологии. Адаптации к средовым факторам могут основываться на структурных особенностях организма — Морфологические адаптации — или на специфических формах функционального ответа на внешние воздействии — Физиологические адаптации. У высших животных важную роль в адаптации играет высшая нервная деятельность, на базе которой формируются приспособительные формы поведения — Этологические адаптации. В экологии физиологические показатели служат критериями реакции организма на внешние условия, а физиологические процессы рассматриваются как механизм, обеспечивающий бесперебойное осуществление фундаментальных физиологических функций в сложной и динамичной среде. Диапазон действия, или Зона толерантности, Экологического фактора ограничен сооответствующими крайними пороговыми значениями (точками минимума и максимума) данного фактора, при котором возможно существование организма. Максимально и минимально переносимые значения фактора — это критические точки, за пределами которых наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют Экологической валентностью Живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам имеют эВрибионты — Это организмы широкой приспособленности, выносящие значительные колебания факторов: - бурый медведь, волк, лисица, из растений - тростник, ряска, крапива. Неспособность переносить незначительные колебания факторов, или узкая экологическая валентность, являются стенобионты - виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия: форель, глубоководные рыбы, орхидеи. Стено - или эврибионтность не характеризует специфичность вида по отношению к любому экологическому фактору. Вид может иметь узкую экологическую валентность по отношению к одному экологическому фактору и широкую - по отношению к другому. Эвритермные виды могут быть стеногалинными, стенобатными или наоборот. Например, эвритермные морские звезды и мидии отличаются отношением к солености. Мидии являются эвригалинными, звезды - стеногалинными (они не выносят опреснения). Благоприятные силы воздействия называются Зоной оптимума экологического фактора Или Зоной комфорта. Точки оптимума, минимума и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможность реакции организма на данный фактор. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организм — Зона пессимума (или Зона угнетения). Эти закономерности воздействия экологических факторов на организмы - это Правило оптимума. Классификация факторов. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. Они делятся на абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы - температура, свет, рН среды, соленость, радиоактивное излучение давление, влажность воздуха, ветер, течения — это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы: выделяют климатические, эдафические (почвенные), гидрологические, орографические (элементы рельефа – горы, возвышенности, равнины, котловины). Биотические факторы — это формы воздействия живых существ друг на друга. Окружающий органический мир— составная часть среды каждого живого существа. Взаимные связи организмов — основа существования популяций и биоценозов. К ним относятся симбиотические: протокооперация, мутуализм, комменсализм, нейтрализм, аменсализм, паразитизм, хищничество, конкуренция. Антропогенные факторы — это формы действия человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.
|
7. Понятие о лимитирующих факторах. Закон минимума Ю. Либиха
По Шелфорду факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке по отношению к оптимуму называются лимитирующими или ограничивающими. Закон ЛИМИТИРУЮЩЕГО фактора: в комплексе факторов сильнее действует тот, который близок к пределу выносливости.
АДАПТАЦИЯ — однонаправленное приспособление организмов к экологическим факторам. АДАПТАЦИИ — эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в условиях динамических экологических факторов. Адаптации бывают морфологическими (морфо — форма), физиологическими (меняются физиологические процессы), поведенческие (запугивание, затаивание). Адаптации всегда возникают под воздействием 3х факторов — изменчивость, наследственность, естественный отбор. Источник адаптации — мутации (генетические изменения).
Факторы делятся на прямодействующие и косвеннодействующие. Каждый экологический фактор необходим для организма. ЗАКОН НЕЗАВИСИМОСТИ экологических факторов Вильямса: не один экологический фактор не может быть полностью заменен другим, тем не менее есть ведущие (необходимые) и второстепенные (сопутствующие).
В природе существует смена ведущих факторов. Степень важности экологических факторов зависит от среды обитания. На Земле 4 среды обитания: вода, наземно-воздушная, почвенная и тело живых организмов. В водной среде главный фактор кислород, растворенный в воде (не меньше 5 мг/л). Обитатели водной среды — гидробиоты. В наземно-воздушной главный фактор — температура. В почвенной среде — кислород, химический состав. В живых организмах — обилие пищи. ТОЛЕРАНТНОСТЬ — способность живых организмов выдерживать условия жизни.
Кривая толирантности: 1- зона гибели, 2 — зона стресса, 3 — зона нормальной жизнедеятельности — зона оптиума. Точки минимума и максимума значений факторов называются точками ПЕССИУМА — предельно устойчивые, ниже и выше организм не может существовать.
Закон МИНИМУМА установил Ю. Либих: вещество, находящееся в минимуме управляется урожай растительности и определяется величина и устойчивость урожая во времени. Позже американский ученый Шелфорд в начале 20го века показал, что не только недостаток, но и избыток вещества влияют на жизнедеятельность организмов и сформулировал закон ТОЛЕРАНТНОСТИ: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или избытком любого фактора, уровень которого может оказаться близким в пределах устойчивости или выносливости, т.е. в пределах толерантности.
|
8. Закон толерантности В. Шелфорда. Эврибионты и стенобионты
Толерантность-выносливость вида к воздействию на него тех или иных факторов среды.
Закон толерантности Шелфорда - в экологии - закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме.
Позже американский ученый Шелфорд в начале 20го века показал, что не только недостаток, но и избыток вещества влияют на жизнедеятельность организмов и сформулировал закон толерантности: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или избытком любого фактора, уровень которого может оказаться близким к пределам устойчивости или выносливости, т. е. к пределам толерантности.
По способности приспосабливаться к окружающей среде:
– эврибионты (в широком интервале экологических факторов)
– стенобионты (в узком интервале экологических факторов)
Стенобионты — животные и растения, способные существовать лишь при относительно постоянных условиях окружающей среды (температуры, солености, влажности, наличия определенной пищи и т. д.). Например, все внутренние паразиты. Некоторые стенобионты зависят от какого-либо одного фактора, например сумчатый медведь коала — от наличия эвкалипта, листьями которого он питается.
Эврибионты — организмы, способные переносить значительные изменения условий окружающей среды. Например, морские звезды, обитающие в приливно-отливной зоне (литорали), переносят осушение во время отлива, сильное нагревание — летом, охлаждение (даже промерзание) — зимой.
Принцип эмерджентности.
Важное следствие иерархической организации состоит в том, что по мере объединения компонентов, или подмножеств, в более «крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такие качественно новые, эмерджентные, свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Иными словами, свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне; он должен быть изучен непосредственно.
Для иллюстрации принципа эмерджентности приведем два примера, один из химии, другой из экологии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду, жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы. А определенные водоросли и кишечнополостные животные, эволюционируя совместно, образуют систему кораллового рифа, возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким содержанием этих элементов. Следовательно, фантастическая продуктивность и разнообразие коралловых рифов - эмерджентные свойства, характерные только для уровня рифового сообщества.
При каждом объединении подмножеств в новое множество возникает по меньшей мере одно новое свойство; предлагается различать эмерджентные свойства, определение которых дано выше, и совокупные свойства, представляющие собой сумму свойств компонентов. И те и другие - свойства целого, но совокупные свойства не включают новых или уникальных особенностей, возникающих при функционировании системы как целого. Рождаемость - пример совокупного свойства, поскольку она представляет собой лишь сумму индивидуальных рождений за определенный период, выраженную в виде доли или процента общего числа особей в популяции. Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов, а не в результате изменения природы этих компонентов. Части не «сплавляются», а интегрируются, обусловливая появление уникальных новых свойств.
|
9. Понятие адаптации. Основные типы адаптации
Биологическим системам на различных уровнях организации свойственна адаптация. Под адаптацией (лат. adapto - приспособляю) понимается приспособление живого к постоянно меняющимся условия среды. В основе адаптации лежат явления раздражимости и характерные для нее адекватные ответные реакции. Адаптация вырабатывалась в процессе эволюции как следствие выживания наиболее приспособленных. Без адаптации невозможно поддержание нормального существования.
Биологическая адаптация — процесс приспособления организма к внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие. Адаптация может обеспечивать выживаемость в условиях конкретного местообитания, устойчивость к воздействию факторов абиотического и биологического характера, а также успех в конкуренции с другими видами, популяциями, особями. Каждый вид имеет собственную способность к адаптации, ограниченную физиологией (индивидуальная адаптация), пределами проявления материнского эффекта и модификаций, эпигенетическим разнообразием, внутривидовой изменчивостью, мутационными возможностями, коадаптационными характеристиками внутренних органов и другими видовыми особенностями.
Приспособленность живых существ к условиям внешней среды была осознана людьми еще в античные времена. Вплоть до середины XIX века это объяснялось изначальной целесообразностью природы. В теории эвлюции Ч. Дарвина было предложено научное объяснение адаптационного процесса на основе естественного отбора.
Адаптации видов в рамках одного биоценоза зачастую тесно связаны друг с другом (одним из наиболее поразительных примеров межвидовой коадаптации является жёсткая привязка строения органов некоторых видов цветковых растений и насекомых друг к другу с целью опыления и питания). Если адаптационный процесс у какого-либо вида не находится в равновесном состоянии, то эволюционировать может весь биоценоз (иногда — с негативными последствиями) даже в стабильных условиях окружающей среды.
|
10. Свет как фактор среды. Экологические группы растений по отношению к свету. Адаптации животных к свету
Адаптация (приспособление) растения к конкретным условиям среды обеспечивается за счет физиологических механизмов (физиологическая адаптация), а у популяции организмов (вида) -- благодаря механизмам генетической изменчивости, наследственности и отбора (генетическая адаптация). Факторы внешней среды могут изменяться закономерно и случайно. Закономерно изменяющиеся условия среды (смена сезонов года) вырабатывают у растений генетическую приспособленность к этим условиям. Адаптация - это процесс приспособления живых организмов к определённым условиям внешней среды. Существуют следующие виды адаптации:
1. Адаптация к климатическим и другим абиотическим факторам (опадение листвы, холодостойкость хвойных деревьев).
2. Адаптация к добыванию пищи и воды (длинные корни растений в пустыне).
3. Адаптация, направленная на защиту от хищников и устойчивость к заболеваниям и паразитам (комочки у растений).
4. Адаптация, обеспечивающая поиск и привлечение партнёра у животных и опыление у растений (запах, яркий цвет у цветков).
5. Адаптация к миграциям у животных и распространение семян у растений (крылья у семян для переноса ветром, колючки у семя).
Различные виды растений обеспечивают устойчивость и выживание в неблагоприятных условиях тремя основными способами: с помощью механизмов, которые позволяют им избежать неблагоприятных воздействий (состояние покоя, эфемеры и др.); посредством специальных структурных приспособлений; благодаря физиологическим свойствам, позволяющим им преодолеть пагубное влияние окружающей среды.Однолетние сельскохозяйственные растения в умеренных зонах, завершая свой онтогенез в сравнительно благоприятных условиях, зимуют в виде устойчивых семян (состояние покоя). Многие многолетние растения зимуют в виде подземных запасающих органов (луковиц или корневищ), защищенных от вымерзания слоем почвы и снега. Плодовые деревья и кустарники умеренных зон, защищаясь от зимних холодов, сбрасывают листья.
Защита от неблагоприятных факторов среды у растений обеспечивается структурными приспособлениями, особенностями анатомического строения (кутикула, корка, механические ткани и т. д.), специальными органами защиты (жгучие волоски, колючки), двигательными и физиологическими реакциями, выработкой защитных веществ (смол, фитонцидов, токсинов, защитных белков).
Способность растения переносить действие неблагоприятных факторов и давать в таких условиях потомство называется устойчивостью или стресс-толерантностью. Адаптация (лат. adaptio - приспособление, прилаживание) - это генетически детерминированный процесс формирования защитных систем, обеспечивающих повышение устойчивости и протекание онтогенеза в ранее неблагоприятных для него условиях. Адаптация включает в себя все процессы (анатомические, морфологические, физиологические, поведенческие, популяционные и др.) Однако ключевым фактором является время, предоставляемое организму для ответа. Чем больше времени предоставляется для ответа, тем больше выбор возможных стратегий.
Сезонная ритмика у животных наиболее ярко проявляется в смене оперения у птиц и шерсти у млекопитающих, периодичности размножения и миграции, зимних спячках некоторых животных и т. д.
Известно, что наиболее благоприятное время для появления потомства у животных — это время года, когда вокруг достаточное количество корма. Так, яичники и семенники голубя вяхиря начинают созревать, когда продолжительность дня превышаег 12 ч, т. е. способности размножаться он, таким образом, достигает к маю. Сизому же голубю для созревания половых желез требуется 9-часовой световой день, поэтому эта птица готова к спариванию 2-3 раза в год. Различие в сроках размножения объясняется тем, что вяхирь питается главным образом зерном поздно созревающих злаков, а сизый голубь —- имеющимися повсюду в изобилии семенами сорняков. В то же время городской голубь обильную пищу находит в уличных отбросах практически в любую пору года, поэтому у него нет предпочтительного времени размножения. Аналогичная ситуация встречается и у других одомашненных животных.
|
11. Экологические группы водных организмов
Толща воды заселена организмами, которые обладают способностью плавать или удерживаться в определенных слоях. В связи с этим, водные организмы подразделяются на группы.
Нектон (nektos – плавающий) – это совокупность пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном. Это главным образом крупные животные, которые способны преодолевать большие расстояния и сильные течения воды. Они имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения. К типичным нектонным организмам относятся рыбы, кальмары, киты, ластоногие. К нектону в пресных водах кроме рыб относятся земноводные и активно перемещающиеся насекомые.
Планктон (planktos – блуждающий, парящий) – это совокупность пелагических организмов, которые не обладают способностью к быстрым активным передвижениям. Как правило, это мелкие животные – зоопланктон и растения – фитопланктон, которые не могут противостоять течениям. В состав планктона включают и «парящие» в толще воды личинки многих животных.
Плейстон (от греч. pleusis – плавание) – организмы, которые пассивно плавают на поверхности воды или ведут полупогруженный образ жизни получили название. Часто они используют как опору пленку поверхностного натяжения или образуют воздушные полости и другие поплавки. Типичными плейстонными животными являются сифонофоры, некоторые моллюски и др. Из растительных организмов к плейстону относятся саргассовые водоросли, ряски.
Бентос (benthos – глубина) – это совокупность организмов, обитающих на дне (на грунте и в грунте) водоемов. Он подразделяется на зообентос и фитобентос. Большей частью представлен прикрепленными, или медленно передвигающимися, или роющими в грунте животными. На мелководье он состоит из организмов, синтезирующих органическое вещество (продуценты), потребляющих его (консументы) и разрушающих (ре-дуценты). На глубинах, где нет света, фитобентос (продуценты) отсутствует. В морском зообентосе доминируют фораминифоры, губки, кишечно-полостные, черви, плеченогие, моллюски, асцидии, рыбы и др. Более многочисленны бентосные формы на мелководьях. Их общая биомасса здесь может достигать десятков килограммов на 1 м2.
Нейстон (от греч. neustos – плавающий) – сообщество организмов, обитающих у поверхностной пленки воды. Организмы, обитающие сверху поверхностной пленки – эпинейстон, снизу – гипонейстон. К нейстону относят также обитателей верхнего пятисантиметрового слоя воды. Нейстон составляют некоторые простейшие, одноклеточные водоросли, мелкие легочные моллюски, водомерки, вертячки, личинки комаров и др.
Перифитон (от греч. peri – около и phyton – растение). Обрастатели, совокупность организмов, которые поселяются на подводных предметах или растениях и образуют так называемые обрастания на природных или искусственных твердых поверхностях – камнях, скалах, подводных частях судов, сваях, гидротехнических сооружениях (водоросли, усоногие раки, моллюски, мшанки, губки и др.).
|
12. Вода как фактор среды. Экологические группы растений по отношению к влажности
Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина - 3554м, вес 0,022 % веса планеты, площадь - 1350 млн. кв. км -океаны, 35 млн. кв. км - пресные воды.
Абиотические факторы водной среды - это физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов.
Физические свойства:
1. Плотность.
Плотность как экологический фактор определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атмосфер. Плотность воды также обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм (планктон).
2. Температура.
Изменение t° в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные).
Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды. Например, колебания t° верхних слоев океана -10-15°С, более глубокие слой 3 -4°С.
3. Световой режим.
Играет важную роль в распределении водных организмов. Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубине до 40 м, если прозрачность воды велика, то и до 200 м. У Багамских островов обнаружены водоросли на глубине 265 м, а туда доходит всего 5*10-6 солнечной радиации.
С глубиной меняется и окраска животных. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели мелководной части океана. В глубоководной зоне распространена красная окраска, здесь она воспринимается, как черный цвет, что позволяет животным скрываться от врагов. В наиболее глубоководных районах Мирового океана в качестве источника света организмы используют свет, испускаемый живыми существами (биолюминесценция).
4. Подвижность - постоянное перемещение водных масс в пространстве.
5. Прозрачность.
Зависит от содержания взвешенных частиц. Самое чистое - море Уэддела в Антарктиде, видимость 80м (прозрачность дистиллированной воды).
Химические свойства:
1.Соленость воды - содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов. В океане 35 г/л солей. Черное море - 19 г/л.
Пресноводные виды не могут обитать в морях, а морские - в реках. Однако, такие рыбы, как лосось, сельдь всю жизнь проводят в море, а для нереста поднимаются в реки.
2. Количество растворенного О и СО . О - для дыхания.
3. Кислая, нейтральная, щелочная среда.
Все обитатели приспособились к определенным кислотно-щелочным условиям. Их изменение в результате загрязнения может привести к гибели организмов.
По отношению к влажности растения делятся на следующие группы:
гидрофиты - водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду своими нижними частями, например тростник.
гигрофиты - растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и почвы, к таким растениям относят, например, элодею, рдесты.
мезофиты - растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, промежуточная группа между ксерофитами и гигрофитами. Это, например, клевер, тимофеевка, кислица.
ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, например бриофиллум.
криофиты - растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Это, например, растения-подушки высокогорных холодных пустынь.
| |
Скачать 357 Kb.