1. Предмет 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.
Общие задачи экологии: 1) Исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенными воздействиями на природную систему и биосферу. 2) Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов. 3) Прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека. 4) Управление процессами, протекающими в биосфере. 5) Сохранение среды обитания человека. 6) Регуляция численности популяции. 7) Разработка систем мероприятий по экологической индикации загрязн. природной среды. 8) Восстановление нарушенных природных систем. 9) Сохранение заповедных участков биосферы. 10) Создание устойчивого развития общества.
Задачи экологии для инженеров: 1) Оптимизация технологических инженерных решений, исходящих из минимального ущерба окружающей среде и здоровья человека. 2) Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий на окружающую среду и человека. 3) Своевременное выявление и корректировка конкретных технологических процессов, угрожающих эдоровью человека и окружающей среде.
2.Законы экологии.
1. З.внутреннего динамического равновесия: наличие ответных реакций отдельных или взаимосвязанных природных систем и их иерархий при воздействии на них вещества, энергии или информации; любое изменение среды ведет к ответным реакциям, стремящимся нейтрализовать результаты изменений.
2. З.толерантности — определяет положение, по которому любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим окружающую среду. Другая формулировка: фактором, ограничивающим процветание организма или вида, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия.
3. З.максимизации энергии: выживание или сохранение одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей организацией поступления в нее энергии и использования ее максимального количества наиболее эффективным способом.
4. З.минимума: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей; жизненные возможности организма или системы лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму.
5. З.ограниченности природных ресурсов: все природные ресурсы Земли являются конечными.
6. З.пирамиды энергий, правило 10%: каждый последующий трофический уровень ассимилирует не более 10% энергии предыдущего.
7. З.заполнения экологической ниши: при заполнении ниши исчезнувший или уничтоженный вид заменяется функционально близким или экологически аналогичным видом.
Законы Коммонера: «Все связано со всем», «Все должно куда-то деваться», «Природа знает лучше», «Ничто не дается даром». Согласно им, глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может явиться объектом всеобщего улучшения; все, что может быть извлечено из глобальной экосистемы человеческим трудом, должно быть возмещено.
3. Структура экологии. История развития 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 гумманитарных 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. Городсткая 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.
ИСТОРИЯ: Термин экологии был введен в 1866 году Эрнстом Геккелем.
(1) человечество интересуется природной окружающей средой (2) во 2-ой половине 20-го века экологизация науки.
4. Значение экологии
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.
По Вернадскому необходимо: 1) Образование всемирного пространства, высшим приоритетом которого должно быть сохранение и восстановление окружающей среды, координация жизнедеятельности планетарного социума. 2) Приоритет сохранения природы над интересами человека. 3)
Формирование информационной цивилизации, в которой информация должна выступать как эквивалент других видов ресурсов.
13. Популяция, структура, характеристики, динамика численности.
ПОПУЛЯЦИЯ – группа организмов одного вида, внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией, занимать конкурентное пространство, связывать между собой различные взаимоотношения – единство определяется площадью территории или акватории. Популяция – это генетическая единица вида. В зависимости от размеров занимаемой территории различают 3 типа популяции: (1) элементарная популяция – это группа организмов одного вида, которая занимает небольшой однородный участок. Генетический обмен происходит часто. (2) экологическая популяция – это совокупность элементарных популяций. Генетический обмен реже. (3) Географическая популяция – группа особей одного вида, занимающих территорию с однородными условиями существования. Генетический обмен – редко. Один вид занимает АРИАЛ вида – пространство, которое вид занимает на земле.
По СТРУКТУРЕ различают возрастную структуру – соотношения особей разного возраста. Различают: (1) предрепредуктивный – молодой (2) репредуктивный (3) пострепредуктивный. Структура половаяя (сексуальная структура), пространственная структура – колонии, семьи, стаи.
ПОПУЛЯЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА: самая важная характеристика – плотность. 1-ая плотность популяции – видоспец. показатель. Зависит от биотических и абиотических факторов. 2-ая характеристика – это численность. 3-я характеристика – индекс численности – число особей отнесенное к единице времени. 4-я характеристика – рождаемость – способность популяции к увеличению численности за счет размножения, выраженное в числах. Рождаемость относят к определенному времени. 5-я характеристика – баланс популяции – соотношение рождаемости и смертности. ВЫЖИВАЕМОСТЬ – доля особей популяции дожившего до размножения. КРИВЫЕ ВЫЖИВАНИЯ:
В дифференциальном виде зависимость определяется в виде dN/dt=rN((k-N)/k), N – численность. В мат. выражение входит сопротивление среды. r – вражден- ная скорость поп. k – макс. число особей. r-виды – пионеры, k-виды – с тенденцией к равновесию
13(а). Биосистема. Биом. Экосистема.
СИСТЕМА – упорядоченное взаимодействие компонентов образующих единое целое.
БИОМ – крупное региональное, или субконтинентальная система, характеризующаяся основным типом растительности или другой особенностью ландшафта. Классификация биомов: 1) наземные (тундры, саваны, пустыни) 2) пресноводные (пруды, реки, болота) 3) морские (моря, океаны). ЭКОСИСТЕМЫ – это основная функциональная единица в экологии поскольку в неё входят организмы и неживые среды. – это общая категория объединяющая любые взаимодействия в совокупности живого и неживого. 3 вида экосистем: 1) искусственная 2) естественная 3) сформированная в результате эволюции. Экосистема – это любое сообщество живых существ вместе с физической средой его обитания функционирующая как единое целое.
14. Биогеоценоз, структура биогеоценоза.
Биогеоценоз – это совокупность живых организмов и абиотической среды вместе с занимаемым им участком земной поверхности. СТРУКТУРА: компоненты – биотоп (климатопы, эдатопы), биоценоз (фитоценоз, зооциноз, микробоциноз). Между всеми компонентами существует тесная взаимозав., и тесная взаимосвязь. Границы биогеоценоза определяются по фитоценозу (важнейший компонент). Виды, которые занимают ведущее место в биоценозе – ДОМЕНАНТЫ. Степень доменирования – это отношение числа особей 1го вида к числу особей в сообществе. Предоменанты – живут за счет доменантов. Виды-эдификаторы – создают среду для всего сообщества. Без этих видов условия среды меняются.
15. Наземные и водные экосистемы.
Наземные: биогеоценозы, биоценотические комплексы, ландшафты, биомы, биосфера. Биомы – тундра, хвойные леса, листопадные лиса умеренного пояса, степи, саванны, дождливая зима и засушливое лето, вечнозеленые тропические леса. ВОДНЫЕ: пресноводные (лотические (текучие), болота, лентические (стощие)), морские (эстуарии (устья рек), открытый океан, воды континентального шельфа, апвелленг (районы продуктивного рыболовства)). Водные организмы: (1) донные – бентос (2) околодонные – перекитон (3) плавающие микроорганизмы – планктон (4) плавающие крупные – нектон (5) околоповерхностные – нейстон.
В воде есть ливническая зона, зона, куда проникает свет и профундальная зона – не проникает солнечный свет.
16. Типы экосистем.
Автотрофные – пребладают продуценты – это живые организмы, которые способны синтезировать органическое вещество из неорганических составляющих с использованием внешних источников энергии. Эти экосистемы сами снабжают себя органическим веществом.
Гетеротрофные – продуцентов нет или их роль незначительна. Гетеротрофы – потребители (консументы), используют вещества, накопленные продуцентами.
Природные экосистемы и антропогенные экосистемы.
По размеру: микроэкосистемы, мезоэкосистемы (лес), макроэкосистемы (контененты, океаны), глобальная экосистема (биосфера).
|
5. Экосистема– основное понятие экологии. Эмерджентность экосистем.
Впервые термин ЭКОСИСТЕМА ввел Тэнсли в 1935 году. Экосистема – это совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой посредством обмена веществом, энергией, информацией и сохранения устойчивости в течении длительного времени. Экосистема имеет 2 компонента: (1) биотический (живой) (2) среда обитания (не живой). Между ними осуществляется взаимосвязь посредством обмена веществом, энергией, информацией. Экосистема – (среда обитания – экологические факторы, биотические факторы [биотическая структура {продуценты, консументы, редуценты}]). Главные свойства экосистем: Эмерджентность – свойства целого не равно сумме свойств его частей. Непрерывность. Эмердженктность возникает как в результате взаимодействия компонентов, а не как суммирование.
6. Экологические факторы среды. Абиотические факторы.
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.
7. Климатические факторы, почвенные факторы, факторы водной среды, орографические факторы, пожары, факторы питания.
Климатические факторы – внешний источник – солнце, (1) солнечные лучи – 99%. Длина – 0,17-4 микрометров. В этом интервале 48% - видимые лучи. 7% - ультра.., 45% - ультра… (2) освещенность (3) температура поверхности Земли – суточные и сезонные колебания температуры (4) влажность воздуха – от нее зависит размножение растений, животных и другое. (5) осадки – гумидные облака (много – 250-2500 мм/год), аридные (мало <0,18 мм/год) (6) Ветер – важный фактор переноса примесей в атмосферу (7) Давление атмосферы (нормальное 10 в 5-ой степени Мпа, 760 мм.р.т.). Есть области – повышенного давления (антициклоны) и пониженного (циклоны) и есть средние (8) Химические факторы – газовый состав атмосферы. 78% - N2 (азот), 21% - O2 (кислород), 9% - Ar (аргон), 0,033% (углекислый газ), содержание CO2 увеличивается из-за антропогенного воздействия.
ПОЧВЕННЫЕ ФАКТОРЫ. Почва – рыхлый поверхностный слой суши, способный производить урожай растений. Главное свойство почвы – плодородие. Плодородие – способность удовлетворять потребности растений в питательных веществах. Материнская порода – водонепроницаемый слой. Слои почвы: 1. Детрит – лесная подстилка – остатки многолетних трав. 2. гумус. 3ю элювиальный слой – рыхлый слой, через который проходит вода. 4. целлювиальный – слой вмывания. 5. материнская порода. Почвенные факторы – химические, водные, физич.-плотн., мощность, гравиаметрическое состояние. (1) доступность влажности зависит от влагоустойчивости почвы (2) температура - -1, -2 градуса (3) структура почвы – механический состав – песок, супесь, суглинок, глина.
От структуры зависит способность удерживать влагу, проникновение корней в почву и воздухопроницамость. Химические факторы: (1) химический состав почвы – 50% кремнезем SiO2, 10%-25% - глинозем Al2O3, 1-10% Fe2O3, 0,1-1% - K2), CaO, P2O5, <0,1 – другое. Водородный показатель pH= - lgCн+ -- концентрация ионов водорода. С – концентрация. pH=7 – нейтральная среда, pH<7 – кислая, pH>7 – щелочная.
Cн+ + Cон- = 10 (с. -- 14) при 298К. Щелочность почвы – известковость и засоленность почвы. (2) соленость почвы – содержание различных солей. Соли, содержащие Cl - -- солянчики, на них ничего не растет. Соли, содержащие Na2CO3 – солонцы. Для пов. урожая – содержание нитрат-ионов, ионов фосфора, ионов калия…
Рассмотрим факторы ВОДНОЙ среды. Физические: (1) прозрачность, (2) мутность, (3) скорость течения – важнейший фактор очищения воды. Химические: (1) кислород, расстворенный в воде. При 30 градусах максимальная расстворенность кислорода в литре воды – 34 мл – в 1 л. воды. Минимальное количество кислорода, при котором органическая жизнь может существовать – 5 мг/л. (2) соленость воды, морская = 35г/л – содержание солей, пресные воды <1г/м. Соли – 80% - Ca(+2) и Mg(+2) образуют жесткость воды. (3) состав обменных катионов обменная возможность. ОРОГРАФИЧЕСКИЕ факторы – высота склона над уровнем моря, крутизна склона, экспозиция (север/юг). ФАКТОРЫ ПИТАНИЯ: (1) качество пищи (2) количество пищи. Пищевой ресурс – любой потребляемый компонент среды, который может быть отнят одним организмом у другого. Макроэлементы – нужны в большом количестве – P, N, C, K, Ca, S, Mg. Микроэлементы – Fe, Mg, Cu, Zn, B, Cr, Cl – нужны в небольшом количестве. Эти элементы необходимы для питания растений. Для животных – важно количество пищи. Жив. делятся на фитофаги (растения), зоофаги (питание животных), детритофаги (земляной червь), копрофаги (дерьмо), некрофаги. Полифаги – все едят, олифаги – паразиты, хищники. Монофаги – едят один вид пищи. Реппеленты – вещества, выделяемые живыми организмами, чтобы их не
съели. Аттрактанты – вещества, привлекающие к себе.
17. Трофические цепи. Примеры. Пастбищная и детритная пищевые цепи.
Энергия солнца усваивается растениями и за счет этого живут другие организмы. Трофическая цепь (цепь питания) – это цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим. Звенья расположены на различных уровнях – консументы (производители органических веществ), консументы (потребители) и редуценты (используют мертвое органическое вещество, разлагая его до неорганического). ПРИМЕРЫ цепей питания: трава-лиса, детритные цепи – опавшие листья-насекомые-птицы, сельскохозяйственная цепь – трава-корова-человек, в водоеме – фитопланктон-зоопланктон-плотва-щука
ПОТОК ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ: Трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества – это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии – это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии – это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь -–это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.
СОПРОФИТЫ – организмы питающиеся мертвым или разлагающимся органическим материалом.
18. Энергия в экосистемах. Хемосинтез и фотосинтез. Продуктивность экосистем.
Энергетические превращения осуществляются по законам термо-динамики – энергия переходит из одной формы в другую, но не исчезает и не появляется занова. Самопроизвольно идут только те процессы, где энергия рассеивается. ЭНТРОПИЯ – мера упорядоченности системы. Живые системы открыты для обмена энергией. Из вне поступает даровая энергия солнца. В живых системах есть компоненты, обладающие механизмом улавливания, концентрации и рассеивания энергии (увеличение энтропии) – проц. характеристика для живых и неживых систем. Только живые системы способны улавливать и концентрировать энергию. Процесс образования порядка в системе из хаоса окружающей среды называется самоорганизацией, он ведет к уменьшению энтропии. Живые системы поддерживают свою жизнедеятельность благодаря наличию даровой избыточной энергии, во-вторых благодаря способности за счет устройств, сост. ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав рассеивать в окружающую среду.
ФОТОСИНТЕЗ – синтез сахара из неорганических веществ – CO2 и H2O, при помощи солнечной энергии. 6CO2 + 12H20 (2816 дж, хлорофил) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
ПОТОК ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ: см. билет 17.
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЭКОСИСТЕМ – скорость образования вещества в единицу времени. Продуктивность бывает первичной и вторичной. Первичная – продуценты, вторичная – консументы и редуценты. Первичная бывает валовая и чистая. Валовая – вся энергия, которую растения уловили и перевели в органическое вещество. Чистая – все вещество за вычитом расходов на дыхание и отмирание. На каждом уровне трофической цепи теряется от 90% до 99% энергии.
19. Экологические пирамиды. Экологическая сукцессия.
Соотношение численности, биомассы или эквивалентной ей энергии живых организмов называется ПИРАМИДОЙ численности биомассы или энергии. Длина или площадь пропорциональна числу организмов их биомассе или эквивалентной ей энергии.
Экологическая СУКЦЕССИЯ – это изменение состава и строения экосистемы под действием внешних и внутренних факторов. Сукцессиии бывают первичными и вторичными --- 1. экосистема возникает на безжизненном месте, 2. сообщество развивается на месте уже существущего. СУКЦЕССИЯ – смена одних видов другими за определенный промежуток времени. Бывают автотрофные (растущий лес), гетеротрофные (расходуется больше вещества, чем производится), климаксная система (состояние равновесия).
20. Гомеостаз экосистем. Принцип обратной связи.
Г ОМЕОСТАЗ – способность к саморегуляции. В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи. Отрицательный – уменьшается отклонение от нормы. Положительный – увеличивается отклонение от нормы. Поддерживать гомеосттаз возможно в пределе отрицательной обратной связи.
21. Круговорот веществ в биосфере. Большой и малый круговорот.
Под круговоротом в биосфере понимают повторяющиеся процессы превращений и пространственных перемещений веществ, имеющие определенное поступательное движение, выражающееся в качественных и количественных различиях отдельных циклов. Выделяют 2 круговорота – большой (геологический) и малый (биотический). Большой (геологический) круговорот веществ протекает от нескольких тысяч до нескольких миллионов лет, включая в себя такие процессы, как круговорот воды и денудация
суши. ДУНУДАЦИЯ суши складывается из общего изъятия вещества суши (52990 млн.т/год), общего привноса вещества на сушу (4043 млн.т/год) и составляет 48947 млн.т/год. Антропогенное вмешательство ведет к ускорению денудации, приводя, например, к землятрясениям в зонах водохранилищ, построенных в сейсмоактивных районах. МАЛЫЙ (биотический) круговорот веществ происходит на уровне биогеоциноза или биогеохимического цикла.
|
8. Биотические факторы. Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения между организмами.
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. ВНУТРИвидовые ВЗАИМОотношения:
Таблица: (взаимоотношения, вид А, вид В); (1. борьба за существование или межвидовая конкуренция, --, --); (2. взаимополезные. протокооперация – сотрудничество. нутуализм – обязательные взаим.. симбиоз – очень тесное сотрудничество, +, +); (3. нейтрализм – практически не встречается, 0, 0); (4. комменцализация, +, 0); (5. аменсализм – травы растут под тенью дерева, 0, --); (6. хищничество. паразитизм, +, --)
9. Взаимодействие экологических факторов. Толерантность, кривая толерантности. Закон минимума. Закон толерантности.
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
у словия 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. На рисунке по отношению к свету – 1 – стенотервные виды, 2 – эвритерные виды. Все факторы взаимосвязаны и действуют комплексом.
1 0. Закон лимитирующего фактора. Адаптация животных организмов к экологическим факторам.
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).
11. Экологическая ниша. Дифференциация экологической ниши, модель экологической ниши.
Экологическая ниша – место видов в природе, совокупность всех факторов и ресурсов среды, в пределах которой может существовать вид в природе. Ниша – абстрактное понятие, которое сводит все, в чем нуждается организм. По Одуму, экологическая ниша – роль, которую играет организм в природе или профессия организма. Место обитания – адрес организма. Например рассмотрим обитателей почвы – они различают остатки почвы и размельчают, а потом микроорганизмы раз. дальше. Разные виды могут занимать одни ниши. Но могут занимать и разные ниши. В природе важное значение имеет дифференциация ниши – процесс разделения популяции, видов, пространства и ресурсов среды. ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ниша – условия среды, в которых вид может существовать без конкуренции. РЕАЛЬНАЯ ниша – та, которую вид может отстоять.
12. Организм и среда. Типы организмов. Онтогенез и филогенез. Биогенетический закон Геккуле.
Живые организмы – биоты. По типу питания: (1) автотрофные: -фотосинтез (синтезируют пищу, используя солнечную энергию), -хемоавтотрофы (используют энергию химических реакций); (2) гетеротрофные: -сакрофаги (измельчают остатки живых растений), -детритофаги (питаются мертвой плотью), -консументы (орг.), -редуценты (разлагают органические вещества на неорганические), -фитофаги, -симбиотрофы (питание совместное), зоофаги.
ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ – целостная система, любое живое вещество. Для живых организмов присуще следующие свойства: (1) клеточная организация (2) обмен веществ –
метаболизм (3) гомеостаз (способность к самовозобновлению, постоянство внутренней среды организма)
Обмен веществ в организме – МЕТАБОЛИЗМ. Протекает только при участие ферментов (биологических катализаторов), которые регулируют процессы метаболизма. В этом им помогают витамины, вещества, необходимые для обмена веществ всем живым организмам от бактерий до человека. Для метаболизма необходимы гармоны (координаторы метаболизма). ОНТОГЕНЕЗ – путь организма от зарождения до конца жизни. ФИЛОГЕНЕЗ – историческое развитие организма. Биогенетический ЗАКОН ГЕККУЛЕ: ортогенез организма – есть краткое и сжатое повторение его филогенеза. Всего на Земле 2,3 триллиона видов живых организмов.
22. Круговорот биогенных элементов.
К руговорот УГЛЕРОДА.
Углерод включается в состав органических элементов в процессе фотосинтеза из CO2. Другие процессы биосинтеза преобразуют углерод в крахмал, гликоген и другие вещества. Эти вещества формируют ткани фотосинтезирующих организмов и служат источником органических веществ для животных. В процессе дыхания организма окисляются сложные органические вещества и выходит CO2, который опять участвует в фотосинтезе. Время круговорота – 8 лет.
К руговорот АЗОТА. Электрические разряды при грозах синтезируют из азота и кислорода оксиды азота, которые с дождем попадают в почву в виде азотной кислоты, где может образовываться аммиак, который может войти в цикл нитрификации.
К руговорот ФОСФОРА. Фосфор – очень важный элемент для всего живого, поскольку участвует в образовании и превращении азотистых веществ и углеводов в живых тканях – биосинтезе белков, нуклеиновых кислот, играющих главную роль в хранении и передаче наследственной информации и обеспечивающих синтез белков в клетках, пептидов и т.д., входит в состав скелета, тканей мозга, хромосом, ферментов, вирусов, протоплазмы живой клетки.
Круговорот СЕРЫ. Круговорот КИСЛОРОДА.
 
23. Круговорот воды.
Большой круговорот воды на поверхности земного шара – испарение, конденсация, осадки. Растения могут усваивать влагу из почвы и перехватывать часть осадков. Эвапотранспирация – это суммарная отдача воды из экосистемы в атмосферу. Она включает как физически испаряемую воду, так и влагу, транспирируемую растениями. Уровень транспирации различен для разных видов и в разных ландшафто-климатических зонах. Если количество воды, просочившееся в почву, превышает ее влагоемкость, она достигает уровня грунтовых вод и входит в их состав. Подземный сток связывает почвенную влагу с гидросферой. В отличие от углерода и азота вода не накапливается и не связывается в живых организмах, а проходит через экосистемы почти без потерь, на формирование биомассы идет только 1% воды, выпадшей с осадками.
24. Антропогенный круговорот (ресурсный цикл).
Под ресурсным циклом или антропогенным круговоротом веществ понимают совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ на всех этапах использования их человеком. Цикл фактически не замкнут из-за потерь, например, каменный уголь обратно в места залегания не возвращается. Антропогенный круговорот естественен, как и любой другой, но предполагает разумное волевое начало.
25. Биосфера, строение, происхождение. Ноосфера, ноосферогенез.
БИОСФЕРА – пространство на поверхности земного шара, в котором распространены живые существа. Термин был введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. Атмосфера, гидросфера, литосфера – составляющие биосферы, в которых существует жизнь. СТРОЕНИЕ: живое вещество (совокупность живых организмов), костное вещество (все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими), биокосное вещество (нефть и т.д.), биогенное вещество – геологические породы, созданные живыми организмами.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ биосферы: 3,6 млрд. лет назад возникла жизнь.
ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ : Добиотическая фаза 1) образование планет и её атмосферы 2) возникновение абиотических кругов 3) образование сложных органических кругов 4) возникновение круговорота органических соединений углерода. Биотическая фаза 1) возникновение жизни 2) появление фотоавтотрофных 3) увеличение биоразнообразия 4) появление человека. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ БИОСФЕРЫ: 1) газовая 2) концентрационная 3) окислительно – восстановительная 4)информационная
Биогенез – развитие жизни и биосферы. Антропогенез. Ноосферогенез – развитие разума. Биосфера -> Ноосфера. Ноосфера – сфера разума.
|
Скачать 0.84 Mb.