ответы по экологии. ответы по экологии. экзамен. Популяция как биологическая система. Статические характеристики популяции
 Скачать 1.69 Mb.
|
|
Биотические факторы – это факторы, возникающие при взаимодействии и взаимовлиянии живых организмов друг на друга. Биотические факторы представляют собой взаимоотношения внутривидовые и межвидовые. Внутривидовые отношения включают: соревнование, конкуренцию, и их крайние формы – антагонизм, агрессию и каннибализм; а также альтруизм, внутривидовой эндо- и экзопаразитизм. Межвидовые отношения складываются из взаимополезных отношений; полезно-нейтральных;полезно-вредных и взаимовредных. Взаимополезные отношения - это симбиоз; мутуализм (взаимосвязь с обоюдной пользой, но без элементов паразитирования); протокооперацию (взаимосвязь полезная для обоих компонентов, но не обязательно присутствующая в жизненном цикле). Полезно-нейтральныеотношения включают комменсализм (взаимосвязь, при которой один из компонентов получает какое-либопреимущество, не принося при этом заметного вреда другому). Комменсализм можно подразделить на синойкию (квартирантство) и трофобиоз (нахлебничество). Полезно-вредные отношения -это хищничество, паразитизм, полупаразитизм и аменсализм. Взаимовредные отношения подразделяются на конкуренцию и антагонизм. Конкуренция – взаимоотношения, возникающие между видами со сходными потребностями в пище, пространстве и прочих жизненных условиях. Антагонизм – взаимосвязь, при которой присутствие одного вида исключает пребывание другого. Антропогенные факторы – это факторы среды, обусловленные прямым или косвенным воздействием на нее человека. Антропогенные факторы могут быть связаны с влиянием человека на среду, как биологического вида, либо его воздействием на организмы вследствии социокультурной и промышленной деятельности, - это так называемое плановое влияние человека и общества. Особенно сильно подобное влияние на среду проявляется в урбоэкосистемах. Влияние человека на среду может быть непредвиденным. Как правило, такое влияние обуславливается авариями на производстве или на транспорте. Понятие о биоценозе. Структура биоценоза (пространственная, видовая, экологическая, трофическая). Виды эдификаторы. Биоценоз – это исторически сложившаяся организованная группа популяций растений, животных и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды, возникшая на основе биогенного круговорота и обеспечивающая его в конкретных условиях среды. Видовая структура – это число видов, образующих данный биоценоз. Видовую структуру рассматривают также как соотношение видов по численности или биомассе. Биоценозы в отношении видового разнообразия бывают бедные и богатые. Богатыми считаются тропические леса, шельфовые зоны, некоторые островные сообщества. Бедные биоценозы приурочены к тундровым зонам, высокогорьям и к пустынным районам Земли. Различают α- и β-разнообразие.α-разнообразие– видовое разнообразие в данном местообитании; β-разнообразие– сумма всех видов всех местообитаний в данном регионе. В каждом биоценозе можно выделить виды доминанты – или виды, преобладающие по численности; и виды эдификаторы – виды средообразователи, или виды создающие условия для жизни других видов. Пространственная структура – это распределение организмов в биоценозе по вертикали и по горизонтали. При вертикальной градации биоценоза выделяют ярусы. Ярусность может быть как надземная, так и подземная. В любом биоценозе могут быть и внеярусные растения, например лианы. При горизонтальном членении биоценоза можно говорить о его мозаичности. Горизонтально выделенные структурные элементы биоценоза получили наименование синузий. Они образуются потому, что растения, распределяясь неравномерно, создают то большие, то меньшие скопления, придающие растительному покрову мозаичный характер. Парцелла – это структурная часть при горизонтальном членении биоценоза, отличающаяся составом и свойствами компонентов, спецификой их связей и материально-энергетическим обменом. Экологическая структура – это состав биоценоза из экологических групп организмов, выполняющих в сообществе в каждой экологической нише определенные функции. Например, экологическую структуру биоценоза отражает соотношение групп организмов объединенных сходным типом питания. В лесах преобладают сапрофаги, в степях и полупустынях – фитофаги, в глубинах Мирового океана – хищники и детритоеды. Разные экологические группы по отношению к абиотическим факторам также преобладают в определенных типах сообществ. Например, на болоте чаще встретишь растения гигрофиты; в степях и полупустынях – ксерофиты; во влажном тропическом лесу – мезофиты, мезо-гигрофиты, гигро-гидрофиты и т.д. БИЛЕТ № 5 Понятие экосистемы (А. Тенсли) и биогеоценоза (В.Н. Сукачев). Сходство и отличие понятий. Структура экосистемы (видовая, пространственная, трофическая, экологическая). Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют экосистемой. Термин был предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли, который подчеркивал, что при таком подходе неорганические и органические факторы выступают как равноправные компоненты. «Биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющих свою специфику взаимодействия этих слагаемых ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии» (В. Н. Сукачев, 1964). «Экосистема» и «биогеоценоз» – близкие по сути понятия, но если первое из них приложимо для обозначения систем, обеспечивающих круговорот любого ранга, то «биогеоценоз» – понятие территориальное, относимое к таким участкам суши, которыезаняты определенными единицами растительного покрова – фитоценозами. Видовая структура представляет собой совокупность всех видов, составляющих экосистему, их взаимосвязь между собой и соотношение численности. В одних случаях первенство - за животными, например, биоценоз кораллового рифа, в других ведущую роль играют растения (пойменные луга, дубовые и еловые леса, ковыльная степь). Видовая структура экосистемы отражает ее состав в том числе и по количеству видов. Он зависит главным образом от географического положения места. Наиболее известная закономерность заключается в том, что чем ближе к экватору, тем флора и фауна разнообразнее. Причем это касается всех форм жизни, от насекомых до млекопитающих, от лишайников и мхов до цветковых растений. Популяции разных видов в экосистеме распределены определенным образом - образуют пространственную структуру. Различают вертикальную и горизонтальную структуры экосистемы.Основу вертикальной структуры формирует растительность. Растительное сообщество определяет, как правило, облик экосистемы. Растения в значительной мере влияют на условия существования остальных видов. В лесу это крупные деревья, на лугах и в степях - многолетние травы, а в тундрах господствуют мхи и кустарнички. Обитая совместно, растения одинаковой высоты создают своего рода этажи - ярусы.Благодаря вертикальной и горизонтальной структурам обитающие в экосистеме организмы более эффективно используют минеральные вещества почвы, влагу, световой поток. Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга. Благодаря пищевым взаимоотношениям в экосистеме осуществляется трансформация биогенных веществ и энергии. Последовательность питающихся друг другом организмов или пути, по которым осуществляется постоянный поток веществ и энергии, называют цепями питания или пищевой, трофической цепью. Этот термин был предложен Чарльзом Элтоном (1934). Цепи питания составляют трофическую структуру любой экосистемы. Каждая цепь состоит из нескольких звеньев, которые называются трофическим уровнем, последовательность которых соответствует потоку энергии: Первый трофический уровень − продуценты (автотрофные организмы, преимущественно зеленые растения). Второй трофический уровень − консументы первого порядка(растительноядные животные). Третий трофический уровень − консументы второго порядка (первичные хищники, питающиеся растительноядными животными). Четвертый трофический уровень − консументы третьего порядка(вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными). Почва как среда обитания. Особенности организмов обитающих в почве. 1)Почва пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, поэтому в ней складываются условия, благоприятные для жизни множества микро– и макроорганизмов. Наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают промежуточный режим влажности между водной и наземной средой. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых отмирающей растительностью и трупами животных. Живые организмы характерны для почвы, как и ее неживые компоненты. Поэтому В. И. Вернадский отнес почву к биокосным телам природы. С глубиной резко меняются экологические факторов, влияющие на жизнь обитателей почвы. Размеры полостей между частицами почвы, пригодных для обитания в них животных, уменьшаются с глубиной. Наиболее рыхлы слои, содержащие органическое вещество. Влага в почве присутствует в различных состояниях: связанная, капиллярная, гравитационная, парообразная. Содержание воды неодинаково в разных почвах и в разное время. С глубиной в составе воздуха падает содержание кислорода и возрастает концентрация углекислого газа. Из-за разлагающихся органики, в почвенном воздухе мб. высокая концентрация токсичных газов. При затоплении почвы или интенсивном гниении органики, местами могут возникать полностью анаэробные условия. С каждым сантиметром вглубь суточные и сезонные температурные изменения становятся все меньше и на глубине 1–1,5 м практически уже не прослеживаются Благодаря этим факторам, почва является стабильной средой для организмов. 2.) Для распределения микроорганизмов в почве характерна мелкая очаговость, поскольку даже на протяжении нескольких миллиметров могут сменяться разные экологические зоны. Микрофауна (простейшие, коловратки, тихоходки, и тд) - для них почва - это система микроводоёмов. Они живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. Но почвенные формы мельче пресноводных. В то время как пресноводные амебы имеют размеры 50-100 мкм, почвенные – всего 10–15. Мезофауна (дышащие воздухом более крупные животные) для них почва - система мелких пещер. К этой группе относятся в основном членистоногие. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Многие виды не имеют трахейной системы. Периоды затопления почвы водой представители мезофауны переживают в пузырьках воздуха. Макрофауна (личинки насекомых, многоножки, дождевые черви и тд) - для них почва – плотная среда, оказывающая механическое сопротивление при движении. Передвигаются в почве - расширяя скважины, раздвигают почвенные частицы или роют новые ходы. Оба способа влияют на внешнее строение животных. У многих видов развиты приспособления к рытью с закупориванием за собой хода, это предостерегает от увеличения испарения и преследования хищников. Личинки насекомых используют для этого передний конец головы, мандибулы и передние конечности. Мегафауна – крупные землерои, в основном млекопитающие (слепыши, слепушонки и тд). У постоянных недоразвиты глаза, компактное, вальковатое тело, короткая шея, короткий густой мех, сильные копательные конечности с крепкими когтями. Обитатели нор - кормятся на поверхности, но размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Приспособления норников: длинные когти и сильная мускулатура на передних конечностях, узкая голова, небольшие ушные раковины. БИЛЕТ № 6 Потоки вещества и энергии в экосистемах. Пищевые цепи, трофические уровни. Пастбищная и детритная пищевые цепи. Расход энергии в цепях питания. Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т.е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах – это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. Ряды, в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют цепями питания Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень – продуценты, второй - растительноядные консументы; к третьему - плотоядные; потребляющие других плотоядных –к четвертому и т.д. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях. Поглощенная пища усваивается не полностью. Неусвоенная возвращается во внешнюю среду (экскременты) и вовлечена в другие цепи питания. Большая часть энергии уходит на поддержание рабочих процессов в клетках Меньшая часть усвоенной пищи идет на рост или откладывание запасных питательных веществ, увеличение массы тела. Передача энергии в химических реакциях в организме происходит с потерей части ее в виде тепла. Вся энергия, использованная на метаболизм, переходит в тепловую и рассеивается в окружающем пространстве. Энергии при переходе из одного звена в другое теряется, так как к следующему потребителю поступает лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. Потери составляют около 90% при каждой передачи энергии через пищевую цепь. Пищевая цепь включает обычно всего 4–5 звеньев из-за угасания энергии в цепях питания. Потерянная в цепях питания энергия может быть восполнена только поступлением новых ее порций. Поэтому в экосистемах не может быть круговорота энергии, аналогичного круговороту веществ. Экосистема функционирует только за счет направленного потока энергии, постоянного поступления ее извне в виде солнечного излучения или готовых запасов органического вещества. Цепи, которые начинаются с растений - цепями выедания (пастбищными),а цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов– детритными цепями. Таким образом, поток энергии, входящий в экосистему, разбивается далее как бы на два основные русла, поступая к консументам через живые ткани растений или запасы мертвого органического вещества, источником которого также является фотосинтез. В разных типах экосистем мощность потоков энергии через цепи выедания и разложения различна. Среды жизни, - принципы их формирования; краткая характеристика основных параметров. На планете выделяют 4 среды: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Водная среда Вода характеризуется свойствами: высокая теплоемкость, подвижность, прозрачность. На характер распределения водных организмов оказывают влияние плотность, соленость, световой режим и пр. Так, плотность определяет условия передвижения организмов. Высокая плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм, образующих планктон. Важным фактором является соленость: пресноводные формы не могут жить в морях, а типично морские – не переносят опреснения. Температура в морских глубинах отличается постоянством(3-40С). С глубиной меняется освещенность. Разные лучи солнечного света поглощаются неодинаково: быстрее поглощаются красные и оранжевые лучи, хуже зеленые, синие и фиолетовые. Вода – хороший растворитель. Поэтому в озерах, океанах, и в подземных водах содержится растворы солей. Воде свойственна слабая аэрация. Всех обитателей водной среды называют гидробионтами. В водной среде выделяют дно (бенталь); толщу воды (пелагиаль); береговую часть (литораль). Обитателей бентали именуют бентосом.; нектон – активно плавающие крупные формы; нейстон – обитателей поверхностной пленки воды. Наземно-воздушнаясреда Среда характеризуется обилием света и кислорода. Она динамична во времени и пространстве. На поверхности суши выделяют климатические и высотные пояса, природные зоны. Возможные резкие перепады температуры. Влажность зависит от климатического пояса, степени удаленности от океана, ветра. Живые организмы способны модифицировать параметры среды. Для всех обитателей - характерны: наличие опорного скелета и механизмов регуляции гидротермического режима; освобождение полового процесса от воды; защитные механизмы от дефицита тепла и влаги. В данной среде наблюдается самый высокий уровень биоразнообразия. Почвенная среда Почва – это поверхностный слой земной коры, который образуется в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почв является их плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Среда характеризуется четырехфазностью; отсутствием света; высокой плотностью и гетерогенностью в пространстве. У организмов живущих в почвенной среде сложились следующие адаптации: вальковатая форма тела; гладкая поверхность; хорошо развитая мускулатура и копательный аппарат. Для почвенных жителей характерны микроскопические размеры и редукция зрения. В почве выделяют почвенные горизонты: перегнойно-аккумулятивный, элювиальный, иллювиальный. Сверху находится лесная подстилка, или луговой и степной войлок. |