Практическое 8. Занятие 8 Концептуальные основы современной экологии. Цель познакомиться с экологическими факторами, компонентами экосистемы
 Скачать 57.95 Kb.
|
|
Практическое занятие №8 «Концептуальные основы современной экологии». Цель: познакомиться с экологическими факторами, компонентами экосистемы. Основные понятия: экология, экологические факторы, среда обитания, экосистема Информационная поддержка Все разнообразие природных условий, которое встречается на Земле, называют средой жизни или окружающей средой. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее выделяют продукты своего обмена веществ. Среда обитания - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. На нашей планете живые организмы освоили четыре среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Организмы ведут свое существование в одной или нескольких средах жизни. Первой средой обитания на Земле стала вода. Затем живые организмы освоили наземно-воздушную среду, создали и заселили почву. Организменную среду освоили паразиты и симбионты. Своеобразие условий каждой среды жизни обусловили своеобразие живых организмов, свойственное разным средам. У всех организмов в процессе эволюции выработались специфические, морфологические, физиологические, поведенческие и другие приспособления к обитанию в своей среде. Все среды жизни, обеспечивая необходимыми условиями живущие в них организмы, постоянно претерпевают существенные изменения от жизнедеятельности этих организмов. Влияние среды на организмы обычно оценивают через отдельные факторы. Под экологическими факторами понимается любой элемент или условие среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями или адаптациями. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов. Все многообразие экологических факторов подразделяют на три группы - абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы – компоненты неживой природы. К ним относят: климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление и др.), геологические (землетрясение, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.), эдафические или почвенные (плотность, структура, состав почвы), гидрологические (вода, течение, соленость, давление и др.) и другие. Биотические факторы – факторы живой природы. В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на фитогенные (влияние растений), зоогенные (животных), микробогенные (микроорганизмов), микогенные (грибов). Влияние биотических факторов вызывает ряд приспособительных реакций со стороны растений и животных. Антропогенные факторы - факторы человеческой деятельности. Человек вызывает серьезные изменения в биогеоценозах. При этом изменения, производимые им, создают для одних видов благоприятные условия развития, а для других – неблагоприятные. В результате между видами возникают новые численные отношения, перестраиваются пищевые цепи, появляются приспособления, необходимые для существования организмов в измененной среде. Экологические факторы могут оказывать на организм прямое действие и косвенное, положительное и отрицательное; они обладают различной изменчивостью во времени и в пространстве. Одни из них относительно постоянны (солнечная радиация, соленость океана), другие очень изменчивы (температура и влажность воздуха). Изменения факторов среды могут быть периодическими и непериодическими. Экологические факторы оказывают на живые организмы типы различные воздействия: ограничивающее (делает невозможным существование в данных условиях), раздражающее (вызывает биохимические и физиологические адаптации), модифицирующее (вызывает морфологические и анатомические изменения организмов), сигнальное (информирует об изменениях других факторов среды). Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями (силой и диапазоном действия). Диапазон определяется как отрезок (амплитуда) в действии фактора, конкретный для каждого организма. Поэтому фактор имеет начальную границу действия, т.е. порог включения фактора, и конечную, «верхнюю» границу действия фактора Благоприятная сила воздействия называется оптимальной зоной экологического фактора или оптимумом. Угнетающее действие (максимальное или минимальное) называется зоной пессимума. Экологические факторы обычно действуют не поодиночке, а целым комплексом. При этом действие одного какого-либо фактора зависит от уровня действия других. Необходимо отметить, что совокупность факторов действует сильнее всего на те фазы развития организмов, которые имеют наименьшую экологическую валентность – минимальную способность к приспособлению. Экологические системы. Живые организмы находятся между собой и абиотическими условиями среды обитания в определенных отношениях, образуя экологические системы. Концепция экосистем возникла после того, как ученые поняли, что между живым населением и условиями, в которых оно живет, существует неразрывная связь и что совместное развитие этих двух компонентов образует единую надорганизменную систему, названную впоследствии экологической системой (экосистемой). Термин «экосистема» был предложен английским ученым А. Тенсли в 1935 г. Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Основными компонентами экосистемы являются элементы минерального питания и сообщества живых организмов в виде продуцентов, консументов, редуцентов. Продуценты – это автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофные бактерии). Консументы – гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов (животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консументы бывают первого порядка (фитофоги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и тд. Редуценты – гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ (сапрофитные бактерии, грибы). Редуценты и консументы в сети цепей питания разрушают органические вещества, созданные продуцентами, возвращают химические элементы в минеральный резервуар неживой природы. В результате вещества вновь становятся доступными для автотрофов. При характеристике экосистемы обычно рассматриваются такие ее свойства, как структура (функциональные компоненты, круговороты химических веществ и др.), энергетика, т.е. способ получения энергии, циклы движения веществ и энергии по цепям питания и разложения, продуктивность (в виде биологической продукции и биомассы), биологическая регуляция геохимической среды, трофико-динамическое состояние и др. Выделяют обычно экосистемы различного ранга: от микроэкосистем (небольшой водоем, ствол дерева в стадии разложения, труп животного с населяющими его организмами), мезоэкосистемы (пруд, лес, болото и т.п.); макроэкосистемы (континент, океан и т.п.) и глобальная экосистема – биосфера в целом. Таким образом, более крупные экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга. Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин «биогеоценоз», введенный в науку академиком В.Н. Сукачевым в 1940 г. Биогеоценоз – это многовидовая надорганизменная биосистема, в которую входят представители различных царств, связанные многими типами отношений как между собой, так и с абиотической средой. Биогеоценозу свойственны целостность и саморегуляция, обусловленные взаимодействием разнообразных связей. Обычно условия жизни в биогеоценозе, территорию со свойственными ей абиотическими факторами среды обитания (климат, почва), называют биотопом, а все его взаимодействующее население, комплекс живых организмов разных видов, обитающих на определенной территории - биоценозом. Таким образом, биоценоз включает в себя только живую часть биогеоценоза (растения, животные, микроорганизмы). Термин «биоценоз» был введен датским ученым К.Мебиусом в 1877 г. для обозначения совокупности организмов, живущих совместно и взаимодействующих между собой. Формирование каждого биоценоза происходит в результате борьбы за существование и естественного отбора. Взаимосвязь всех биогеоценозов нашей планеты создает гигантскую экосистему, называемую биосферой. Задание 1. Используя материалы лекции, примеры, приведенные преподавателем в ходе занятия, информационные источники, выполните представленные задания: Какие три группы экологических факторов вам известны? Заполните таблицу.
Задание 2. Используя информационные источники найдите современные классификации экологических факторов и представьте их в виде схемы  экологические факторы     Абиотические факторы Темпиратура Свет Влажность Концентрация солей Давление Осадки Рельеф Движение воздушных масс   Антропогенные факторы Прямое воздействие человека на организмы и популяции, эко. Системы Воздействие человека на среду обитания различных видов Биотические факторы Влияние популяций или организмов одного вида друг на друга Взаимодействие особей или популяций разных видов Задание 3. Что такое экосистема? Какие основные компоненты экосистемы вам известны? Представьте взаимосвязь между компонентами в виде схемы. Экосистема-Это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществ и энергии между ними. Основные компоненты экосистемы климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды; неорганические вещества, включающиеся в круговорот; органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии; продуценты — организмы, создающие первичную продукцию; макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества; микроконсументы (сапротрофы) — гетеротрофы, в основном грибыы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот. Пищевая цепь       Концументы 3 Концументы 1 продуценты         Консументы 2 Детридофаг (консумент 1 детрид редуценты |