ответы по экологии. ответы по экологии. экзамен. Популяция как биологическая система. Статические характеристики популяции
 Скачать 1.69 Mb.
|
|
Организменная среда Одна из самых древних сред. Характеризуется наибольшим постоянством в пространстве и времени; постоянством температурного и солевого режимов; отсутствием угрозы высыхания и защищенностью от врагов. Наряду с этим для среды характерно отсутствие света, нехватка кислорода и жизненного пространства. Может быть как жидкой (кровь, лимфа), так и твердой (кости, мышцы). Для обитателей этой среды характерны следующие адаптации: выработка защиты от переваривания хозяином; коадаптация паразита и хозяина; синхронизация биоритмов; редукция зрения и пищеварительной системы; усиление размножения и системы укрепления в организме хозяина. Организменная среда заселяется паразитами и симбионтами, которые могут быть как внешними, так и внутренними. Они могут быть облигатными или факультативными. Для многих характерны сложные циклы развития, часто со сменой одного или нескольких промежуточных хозяев. БИЛЕТ № 7 Функции и свойства живого вещества в биосфере. Всю совокупность организмов на планете В. И. Вернадский назвал живым вещество Функции: 1. Энергетическая - связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания и рассеиванием в окружающем пространстве. 2. Газовая – способность изменять и поддерживать определённый газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. 3. Окислительно-восстановительная – связана с ростом под влиянием живого вещества интенсивности процессов как окисления и восстановления. 4.Концентрационная – способность организмов концентрировать в своём теле рассеянные химические элементы. 5. Деструктивная – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и после их смерти. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. 6. Транспортная– перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. 7. Средообразующая 8. Рассеивающая функция, противоположная концентрационной. Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. 9. Информационная функция живого вещества выражается в том, что живые организмы и их сообщества накапливают информацию, закрепляют её в наследственных структурах и передают последующим поколениям. Свойства: 1. Способность быстро занимать свободное пространство, связано с интенсивным размножением и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела 2. Движение не только пассивное (под действием силы тяжести), но и активное. Например, против течения воды, силы тяжести, движения воздушных потоков. 3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти, сохраняя при этом высокую физико-химическую активность. 4. Высокая приспособительность(адаптация) к различным условиям 5. Феноменально высокая скорость протекания химических реакций. Она на несколько порядков значительнее, чем в неживой природе. 6. Высокая скорость обновления живого вещества. 7. Разнообразие форм, размеров и химических вариантов, значительно превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе. 8. Индивидуальность (в мире нет одинаковых видов и даже особей). Все перечисленные и другие свойства живого вещества обусловливаются концентрацией в нём больших запасов энергии. Адаптация растений к поддержанию водного баланса. Экологические группы растений по отношению к воде. 1)Низшие наземные растения из влажного субстрата поглощают воду погруженными в него частями таллома, а влагу дождя, росы и тумана – всей поверхностью. Мохообразные поглощают воду из почвы ризоидами, а остальные – корнями. Когда в близости от корней запасы воды в почве истощаются, корни растут в направлении большей влажности - корневая система постоянно находится в движении. У степных и пустынных растений эфемерные корни, быстро вырастающие в периоды увлажнения почвы, а с наступлением засушливого периода засыхающие. Семена поглощают воду из почвы. Из воздуха, насыщенного водяными парами поглощают воду эпифиты. В чашевидных влагалищах листьев зонтичных скапливается вода, которая всасывается эпидермисом. Поступившая в растение вода транспортируется от клетки к клетке и по ксилеме во все органы, где расходуется на жизненные процессы. Вода испаряется со всех поверхностей, как внутренних, так и наружных. Различают устьичную, кутикулярную и перидермальную транспирацию. Через устьица транспирируется влага, испарившаяся с поверхности клеток внутри органов. Это основной путь расходования воды растением. По приспособлениям растений к колебаниям условий водоснабжения и испарения различают пойкилогидрические и гомойогидрические виды. Пойкилогидрические - не могут регулировать транспирацию, быстро теряют и поглощают воду, используя влагу росы, туманов, кратковременных дождей, в сухом состоянии находятся в анабиозе. Гомойогидрические растения - способны поддерживать относительное постоянство обводненности тканей. 2) Гидатофиты – водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду (элодея,уруть и др.). Вынутые из воды - высыхают и погибают. Редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды. Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирована, иногда отсутствует совсем. Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела. Цветоносные побеги выносят цветки над водой, после опыления побеги снова могут погружаться, и созревание плодов происходит под водой Гидрофиты – растения наземно-водные, частично погруженные в воду. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды. Гигрофиты – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха. Среди них различают теневые и световые. Теневые гигрофиты – это растения нижних ярусов сырых лесов К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе (рис, росянка и др.). Переходные группы – мезогигрофиты и гигромезофиты. Мезофитымогут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху (вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов и тд). По способности регулировать свой водный обмен одни приближаются к гигрофитам (мезогигрофиты), другие – к засухоустойчивым формам (мезоксерофиты). Ксерофиты - растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн. Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты. БИЛЕТ № 8 Функциональные блоки организмов в экосистеме: продуценты, консументы и редуценты. В каждой экосистеме можно выделить функциональные блоки, которые параллельно отражают трофическую структуру экосистемы. Это: продуценты, консументы и редуценты. Продуценты – это автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества из неорганического углерода, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и цианобактерии – фотоавтотрофы, осуществляющие фотосинтез из углекислого газа и воды с выделением кислорода при использовании солнечной энергии и автотрофные бактерии – хемоавтотрофы, использующие для синтеза органических соединений химическую энергию окисления неорганических соединений). Консументы – это организмы, которые используют готовое органическое вещество в живом или мертвом состоянии. Внутри консументов можно выделить следующие функциональные группы: -фитофаги – растительноядные организмы. От насекомых, до крупных млекопитающих – лосей, слонов, жирафов; -зоофаги – хищники. От крупных (лев, тигр, волк), до мелких (овод, слепень, комариха); -паразиты – организмы, длительное время живущие внутри или на теле другого организма – хозяина, и питающиеся за его счет; -симбиотрофы – микроорганизмы (грибы, бактерии, простейшие), связанные отношениями взаимовыгодного сотрудничества с растениями или животными. Они питаются прижизненными выделениями или продуктами пищеварения, получению которых способствуют; -детритофаги – животные, питающиеся детритом (мертвыми тканями животных или растений или экскрементами). Редуценты (деструкторы) – гетеротрофные организмы, как правило, бактерии и грибы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ. Благодаря редуцентам в атмосферу возвращается большая часть углекислого газа, потребленного в процессе фотосинтеза, а также образуется метан при анаэробном разложении органического вещества в условиях повышенной влажности. Свет, температура, влажность – как факторы окружающей среды. Адаптации организмов к воздействию экологических факторов. Свет – одно из главных условий существования жизни на нашей планете. Свет это источник для фотосинтеза растений и возможность для обогрева у животных. Вся солнечная энергия, приходящая на Землю может быть подразделена на видимые лучи (около 50%), теплые инфракрасные лучи (50%) и ультрафиолетовые лучи (около 1%). Видимые лучи имеют разную длину волн и окраску. Животные также хорошо различают лучи разной окраски. Интенсивность освещения влияет на суточную активность животных. По отношению к этому свойству света всех животных можно подразделить на: сумеречных (майский хрущ, бражник, еж), ночных и дневных. Длинный день стимулирует развитие растений умеренных широт. Они называются длиннодневными. Это: рожь, пшеница, клевер, тысячелистник, поповник, ирис, фиалка, незабудка. Растения из южных районов, развитие которых нормально протекает при коротком дне, называют короткодневными. Это: гречиха, подсолнечник, астры, георгины, конопля. Температура. Всех живых можно подразделить на пойкилотермных (холоднокровных) и гомойотермных (теплокровных). Пойкилотермные организмы – это организмы с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды (микроорганизмы, растения, беспозвоночные и низшие позвоночные животные). Температура их тела чуть выше температуры окружающей среды, или равна ей. Гомойотермные организмы – это организмы, способные поддерживать внутреннюю температуру тела на относительно постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды (птицы, млекопитающие). По отношению к температуре, как экологическому фактору все организмы делятся на теплолюбивых (термофилов) и холодолюбивых (криофилов). По отношению к фактору влажности животных можно подразделить на: гигрофильных (влаголюбивых); мезофильных (предпочитающих умеренное увлажнение) и ксерофильных (сухолюбивых). В качестве адаптаций животных к засушливым условиям проживания следует отметить: наличие волосков и щетинок; способность выделять метаболическую воду, образовавшуюся за счет диссимиляции жиров; запасание в тканях и полостях большого количества воды; способность впадать в спячку и в состояние оцепенения; миграции; зарывание в подстилку; норный образ жизни; подсушивание яиц, и т.п. По отношению к фактору влажности растения подразделяют на: гигрофиты, гидрофиты, мезофиты, ксерофиты. Последние делятся на суккуленты и склерофиты. Гигрофиты – земноводные растения сильно увлажненных местообитаний. Обитатели болот, заболоченных луговин, речных пойм и т.п. У растений обычно развиваются достаточно крупные листья с устьицами расположенными с двух сторон. Гидрофиты – растения водоемов, полностью либо частично погруженные в воду. У этих растений устьица, обычно находятся на верхнем эпидермисе. Мезофиты – растения умеренно увлажненных местообитаний. Ксерофиты – растения, обитающие в засушливых местообитаниях. Склерофиты – это виды с жесткими сухими побегами и хорошо развитой корневой системой. Суккуленты – это виды, обладающие способностью накапливать влагу в стеблях, листьях или их метаморфозах. БИЛЕТ № 9 Экологические сукцессии. Первичные и вторичные сукцессии. Климаксовые экосистемы. Сукцессия (от лат. successio– преемственность, наследование) – это процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессии лежит неполнота биологического круговорота в данномценозе.Каждый живой организм в результате жизнедеятельности меняет вокруг себя среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма. При более или менее длительном существовании популяций они меняют свое окружение в неблагоприятную сторону и в результате оказываются вытесненными популяциями других видов, для которых вызванные преобразования среды оказываются экологически выгодными. Таким образом, в сообществе происходит смена господствующих видов. Первичные сукцессии начинаются на лишенных жизни местах – на скалах, обрывах, наносах рек, сыпучих песках и т. п. При заселении таких участков живые организмы необратимо меняют местообитание и сменяют друг друга. Основная роль принадлежит накоплению отмерших растительных остатков или продуктов разложения, что зависит как от характера растительности, так и от комплекса разрушителей мертвой растительной массы – животных, грибов и микроорганизмов. Постепенно формируется почвенный профиль, изменяется гидрологический режим участка, его микроклимат. Такие сукцессии в геоботанике называют экогенетическими, так как они ведут к преобразованию самого местообитания. Вторичные сукцессии представляют собой восстановительные смены. Они начинаются в том случае, если в уже сложившихся сообществах частично нарушены установившиеся взаимосвязи организмов, например удалена растительность одного или нескольких ярусов (в результате вырубки, пожара, вспашки и т. д.). Смены, ведущие к восстановлению прежнего состава ценоза, получили в геоботанике название демутационных. В любой сукцессионной серии темпы происходящих изменений постепенно замедляются. Конечным итогом является формирование относительно устойчивой стадии – климаксового сообщества, или климакса. Начальные, пионерные группировки видов отличаются наибольшей динамичностью и неустойчивостью. Климаксовые же экосистемы способны к длительномусамоподдерживанию в соответствующем диапазоне условий, так как приобретают такие черты организации биоценозов, которые позволяют поддерживать сбалансированный круговорот веществ. В ходе сукцессии постепенно нарастает видовое многообразие. Это ведет к усложнению связей внутри ценоза, разветвлению цепей питания и усложнению трофической сети, умножению симбиотических отношений, усилению регуляторных возможностей внутри системы. Тем самым уменьшается вероятность слишком сильного размножения отдельных видов и снижается степень доминирования наиболее массовых форм. Особенности наземно-воздушной среды. Адаптации организмов к жизни в наземно-воздушной среде. Среда характеризуется обилием света и кислорода. Она очень динамична во времени и пространстве. На поверхности суши выделяют климатические и высотные пояса, природные зоны. В наземно-воздушнойсреде возможные резкие перепады температуры, в зависимости от сезона, времени суток и географического положения. Влажность зависит от климатического пояса, степени удаленности от океана, ветра. Живые организмы способны некоторым образом модифицировать параметры среды. Для всех обитателейназемно-воздушнойсреды характерны следующие адаптации: 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. Особенности животных наземно-воздушной среды, как и других организмов, заключаются в том, что все они в процессе эволюции приобрели приспособления к резкому перепаду температур, климату и смене времен года. К примеру, многие растения для переживания засухи и холодов имеют видоизменения корня и побега. В луковице порея и тюльпана, корнеплодах моркови и свеклы, листьях алоэ запасается вода и необходимые вещества. Споры бактерий и растений, клетки микроскопических животных переносят сложные условия в состоянии цисты. При этом они покрываются плотной оболочкой, а все обменные процессы сводятся к минимуму. Когда неблагоприятный период завершается, клетки делятся и переходят к активному существованию. У многих животных наземно-воздушной среды сформирована сложная система терморегуляции и теплообмена с окружающей средой, благодаря которому их температура тела остается постоянной независимо от времени года. БИЛЕТ № 10 Особенности водной среды обитания. Адаптации гидробионтов к жизни в водной среде. Вода характеризуется рядом специфических свойств: высокая теплоемкость, подвижность, прозрачность. Данная среда относительно гомогенна, она довольно таки постоянна во времени и пространстве (хотя в водной среде, также как и на суше существует зональность). На характер распределения водных организмов оказывают влияние плотность, соленость, световой режим и пр. Так, плотность определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные, иглокожие, погонофоры), обитающие на больших глубинах могут переносить давление до 500 атм. При погружении на каждые 10 м давление повышается на 1 атмосферу. Высокая плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм, образующих планктон. Очень важным фактором является соленость: пресноводные формы не могут жить в морях, а типично морские – не переносят опреснения. Однако, есть организмы, такие как сельдь и лосось, которые живут в океане, а на нерест заходят в реки. Температура в морских глубинах отличается постоянством (3-40С).Однако на поверхности амплитуды достигают 150С. Любопытно, что в водах Антарктики живут рыбы белокровки, имеющие не красную, а белую кровь, - это особая адаптация, связанная с тем, что кислород по телу рыбы переносится не гемоглобином, а кровяной плазмой. Вследствие редукции эритроцитов вязкость крови уменьшается, что обеспечивает достаточное кровообращение при жизни в высоких широтах. С глубиной меняется и освещенность. Водоросли в океане могут обитать на глубинах не более20-40м, но если прозрачность воды выше, то глубина произрастания бурых и красных водорослей увеличивается до 270 м. Разные лучи солнечного света поглощаются неодинаково: быстрее поглощаются красные и оранжевые лучи, хуже зеленые, синие и фиолетовые. Поэтому до больших глубин проникают лишьсине-зеленые,голубые исине-фиолетовыелучи. Вода – хороший растворитель. Поэтому в озерах и океанах, а также в подземных водах содержится раствор различных солей. В пресных водах их не более0,5 г на литр, а в морских до 40 г на литр. Воде свойственна слабая аэрация (кислорода в ней содержится в 20 раз меньше, чем в атмосфере). Всех обитателей водной среды называют гидробионтами. У них имеется целый ряд специфических адаптаций, позволяющих выживать в гидросфере. Это: обтекаемая форма тела; плавучесть; развитые слизистые покровы; наличие воздухоносных полостей; осморегуляция. В водной среде выделяют дно (бенталь); толщу воды (пелагиаль); береговую часть (литораль). Обитателей бентали именуют бентосом. В пелагиали можно выделить характерные формы живого: планктон – пассивно плавающие формы живого (фито- и зоопланктон); нектон – активно плавающие крупные формы; нейстон – обитателей поверхностной пленки воды. |