 |
Свойства почвы, как экологического фактора (эдафические факторы).
|
|
|
|
Почва представляет собой совокупность высокодисперсных частиц, благодаря чему атмосферные осадки проникают в её глубину и удерживаются там в капиллярных системах. Сами частицы удерживают на поверхности различные ионы, газы, пары воды. В верхних слоях почвы концентрируются необходимые для питания растений элементы: азот, калий, кальций, фосфор и др. Почвенные растворы различных веществ могут быть кислыми, нейтральными и щелочными. В почвенном воздухе наблюдается повышенное содержание диоксида углерода, углеводородов и водяного пара. В почве также могут содержаться токсичные для организмов химические вещества.
Жизнедеятельность организмов в почве обусловливает её биологические особенности. Так, корневая масса растений в процессе роста, отмирания и разложения разрыхляет почву, создавая определённую структурность ее, и обеспечивает условия для жизни других организмов. Роющие животные перемешивают почвенную массу, а после смерти становятся источником органического вещества для микроорганизмов. Почвенные организмы обеспечивают постоянный круговорот веществ и миграцию энергии, а совместно с климатическими факторами – ежегодные циклические изменения в почве, специфичные для разных широт. Существенную роль, в формировании почвы и её свойств играет рельеф местности.
Сложный комплекс температуры, влажности и аэрации почвы обусловливает её гидротермический режим и оказывает решающее влияние на существование почвенных обитателей.
Роль почвы в жизнедеятельности живых организмов.
Благодаря вышеперечисленным свойствам, почва обеспечивает живущим в ней организмам водоснабжение и минеральное питание. Недостаток воды в почве угнетает почвенные организмы. Сухость почвы принято подразделять на физическую и физиологическую: физическая – при атмосферной засухе; физиологическая возникает в результате физиологически недоступной физически имеющейся воды. Так, вода некоторых болот, несмотря на её большое количество, недоступна для растений из-за высокой кислотности и других факторов. Физиологически сухими являются и сильно засолённые почвы.
|
|
|
Важную роль в росте и развитии растений играют органические вещества почвы, состоящие из продуктов гумификации (аэробное разложение растительных и животных останков). Образующийся при этом перегной (гумус) является основным источником минеральных соединений и энергии и обусловливает плодородие и структурность почвы. Гумус служит также источником активных физиологических соединений (витамины, органические кислоты и др.). Главным энергетическим материалом почвы является органическое вещество корней, от количества которого зависит численность и видовое разнообразие почвенных обитателей.
Большой вклад в обеспечение круговорота веществ в почве вносят почвенные животные, которые перемешивают и структурируют её. Почвенные микроорганизмы, растения и животные играют исключительно важную роль в почвообразовательных процессах.
Почвенные обитатели условно делятся на три экологические группы:
– микробиота – основная составляющая пищевой цепи, являющаяся промежуточным звеном между растительными остатками и почвенными животными (зелёные и сине-зелёные водоросли, бактерии, грибы и др.);
– мезобиота – мелкие личинки насекомых, клещи и др. Они очень многочисленны – до 1·106 особей на 1 м2 почвы;
– макробиота – крупные насекомые, черви и др. Численность их в почве достигает 300 особей на 1 м2. Организмы этой группы играют положительную роль в перемешивании почвы.
Засолённость почвы.
|
|
|
В зонах с малым количеством осадков из-за недостаточного промывания почв дождями превалирует восходящий ток воды с выносом из глубин солей, вредных для большинства почвенных организмов. По этому признаку почвы делятся на солонцы (соли расположены в глубоких слоях) и солончаки (постоянное и сильное увлажнение верхних слоёв солёными водами).
Почва как, среда обитания живых организмов, образовалась в результате воздействия на горную (материнскую) породу воздуха, атмосферных осадков, солнечного тепла, жизнедеятельности живых организмов, а также мертвого органического вещества. Это самая молодая среда жизни на Земле. С момента возникновения почва играет важную роль в эволюции органического мира.
Билет 6.
Поток энергии в экосистеме однонаправленный инеобратимый; подчиняется двум первым началам термодинамики; графически представляется ввиде экологической пирамиды, по закону
Линдемана. Поток энергии через каждый трофический уровень равен общей ассимиляции на этом уровне. Поток веществ в экосистеме, как правило, циклический, обратимый.
Энергия, содержащаяся в органическом веществе одних организмов, потребляется другими организмами. Перенос веществ и заключенной в них энергии от автотрофов к гетеротрофам, что происходит в результате поедания одними организмами других, называется пищевой цепью (цепью питания, трофической цепью)
Совокупность организмов, объединенных одним типом питания и занимающих определенное положение в пищевой цепи, носит название трофический уровень. К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней.
Если пищевая цепь начинается с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных — детрита, она называется детритной. Такие цепи характерны для сообществ дна глубоких озер, океанов, где многие организмы питаются за счет оседания детрита, образованного отмершими организмами верхних освещенных слоев водоема.
Потребленная пища на каждом трофическом уровне ассимилируется не полностью. Значительная ее часть расходуется на обмен веществ. При переходе к каждому последующему звену пищевой цепи общее количество пригодной для использования энергии, передаваемой на следующий, более высокий трофический уровень, уменьшается.
|
|
|
Водная среда жизни
Водная среда характеризуется большим своеобразием физико-химических свойств благоприятных для жизни организмов. Среди них: прозрачность, высокая теплопроводность, высокая плотность и вязкость, расширение при замерзании, способность растворять многие минеральные и органические соединения, большая подвижность, отсутствие резких колебаний температур, способность одинаково легко поддерживать значительно отличающиеся по массе организмы.
Наземно-воздушная среда жизни
Характерной особенностью рассматриваемой среды является то, что живущие здесь организмы существенным образом влияют на среду жизни и во многом сами создают ее.
Почва
Почва - это рыхлый поверхностный слой суши, который представляет собой смесь минеральных веществ, полученных при распаде горных пород под воздействием физических и химических агентов, и особых органических веществ, возникших в результате разложения растительных и животных остатков биологическими агентами.
Как среду жизни почву отличает ряд особенностей: большая плотность, отсутствие света, пониженная амплитуда колебаний температур, недостаточность кислорода, сравнительно высокое содержание углекислого газа. Кроме того, почва характеризуется рыхлой (пористой) структурой субстрата.
Организм как среда жизни
Как среда жизни организм для его обитателей характеризуется такими положительными особенностями как: легкоусвояемая пища; постоянство температурного, солевого и осмотического режимов; отсутствие угрозы высыхания; защищенность от врагов. Организмы, населяющие хозяина, называют эндобионтами. Эндобионты приспосабливаются к жизни в определенных органах и тканях хозяина, к определенному его возрасту (стадии развития) и физическому состоянию.
Билет 7
1. Все системы, изучаемые экологией, включают в себя биотические компоненты, в сумме образующие живое вещество.
Термин "живое вещество" введён в литературу В. И. Вернадским, под которым он понимал совокупность всех живых организмов. К основным уникальным особенностям живого вещества, обусловливающим его высокую преобразующую деятельность, можно отнести:
|
|
|
1. Способность быстро занимать свободное пространство, что связано как с интенсивным размножением, так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ (всюдностьжизни).
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 (включение в круговороты), сохраняя при этом высокую физико-химическую активность.
4. Высокая приспособительность (адаптация) к различным условиям и в связи с этим освоение не только всех сред жизни (водной, наземно-воздушной, почвенной), но и крайне трудных по физико-химическим параметрам.
5. Феноменально высокая скорость протекания химических реакций. Она на несколько порядков значительнее, чем в неживой природе. Об этом свойстве можно судить по скорости переработки вещества организмами в процессе жизнедеятельности. Например, гусеницы некоторых насекомых перерабатывают за день количество вещества, которое в 100 – 200 раз превышает вес их тела.
6. Высокая скорость обновления живого вещества. Подсчитано, что в среднем для биосферы она составляет около 8 лет (для суши 14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким периодом жизни – 33 дня).
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).
Функции живого вещества:
1. Энергетическая. Эта одна из важнейших функций связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания и рассеиванием в окружающем пространстве.
2. Газовая – связана со способностью 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, повышая их содержание на несколько порядков, по сравнению с окружающей средой, а в теле отдельных организмов – в миллионы раз. Результат концентрационной деятельности – залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т.п.
5. Деструктивная – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и после их смерти, как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни – грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).
|
|
|
6. Транспортная – перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных.
7. Средообразующая. Эта функция в значительной мере представляет результат совместного действия других функций. С ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды. Эту функцию можно, рассматривать в широком и более узком планах. В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Она создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии её параметры практически во всех геосферах. В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании и сохранение почв от разрушения (эрозии), в очистке воздуха и вод от загрязнений, в усилении питания источников грунтовых вод и т. п.
8. Рассеивающая функция, противоположная концентрационной. Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов при разного рода перемещениях в пространстве, смене покровов.
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. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.
2. Ниже водные растения поглощают воду всей поверхностью тела. Ниже наземные растения из влажного субстрата поглощают воду погруженными в нее частями слоевища, а дождевую воду, росу и туман - всей поверхностью.
Когда в непосредственной близости к корням запасы воды в почве иссякают, они увеличивают активную поверхность путем роста, следовательно корневая система растений постоянно находится в движении. В степных и пустынных растений часто можно видеть эфемерные корни, быстро вырастают в периоды увлажнения почвы, а с наступлением засушливого периода засыхают. По типу ветвления различают корневые системы экстенсивные и интенсивные. Экстенсивная корневая система охватывает большую площадь почвы, но сравнительно слабо разветвляется, следовательно, почва пронизана корнями негусто. Интенсивная корневая система охватывает небольшой объем почвы, но густо пронизывает его многочисленными, сильно разветвленными корнями.
У высших растений имеются и дополнительные пути поступления воды в тело: вся поверхность тела, чешуевидные волоски на листьях, сами листья, а воздушные корни. Семена растений способно впитывать воду только в почве.
Экологические группы растений по отношению к воде
В зависимости от обеспеченности растения водой и влагой:
Гидатофиты - Это растения, большая часть площади которого (или даже все растение целиком) находятся в воде. К ним относятся рдесты, кувшинки, кубышки, элодея (водяная чума) и т.д.
гидрофиты - Это растения, начинающий свой жизненный цикл в воде, но со временем стебли и листья которого покидают пределы воды. К ним относятся частуха, тростник, рис и т.д.
гигрофиты - Это растения, живущие на сильно увлажненных почвах. К ним относятся многие виды папоротников, чаровница (цирцея), адокса, болотный подмаренник и т.д.
мезофиты - Это растения, живущие на достаточных (не влажных и не сухих) почвах. К ним относятся большинство лесных и луговых трав, цветов, кустарников и деревьев: липа, береза, лещина, крушина, клевер, тимофеевка, костер, луговая овсяница ит.д.
По способу регулирования воды внутри организма:
пойкилогидрические (пойкилогидридные) - Это растения, лишенные водозадерживающих барьеров (устьиц) и развитого аппарата транспирации (испарения воды). Содержание влаги в их телах непостоянно и сильно зависит от содержания ее в почве. К ним относятся наземные водоросли, лишайники и мхи, большинство тропических папоротников, пустынная осока и т.д.
гомойгидрические (гомогидридные) - Это растения с постоянным содержанием влаги в клетках и тканях растения. Уровень транспирации (испарения воды) регулируется за счет развитых устьиц. Оболочка листьев покрыта водонепроницаемыми веществами, дающие «восковый» блеск листу (кутин, суберин). К ним относятся все покрытосеменные растения – деревья, кустарники, цветы и травы.
По потребности растений во влажной среде:
Эвригигробионты - Это растения, для жизнедеятельности которых не требуется постоянная влажная среда. К ним относятся все лишайники, кактусы, многие злаки, полыни и т.д.
Стеногигробионты - Это растения, для жизнедеятельности которых необходимо определенное (строго высокое или низкое) количество влаги. К ним относятся все плавающие растения, многие папоротники, недотрога, тургор, калужницы, адокса мускусная, сфагновые мхи и т.д.
Билет 8
ВОПРОС 1
Продуценты – это автотрофы, т.е. организмы, синтезирующие органические вещества из неорганического углерода.
Продуценты-фотоавтотрофы – растения. Кроме того, в океане важную роль также играют цианобактерии. Фотоавтотрофы осуществляют фотосинтез из углекислого газа и воды с выделением кислорода, используя солнечную энергию. Существуют и продуценты-фотоавтотрофы, которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода (пурпурные бактерии), однако их общий вклад в биологическую продукцию экосистемы невелик.
Продуценты–хемоавтотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии, бактерии-нитрификаторы и др.) для синтеза органических веществ используют химическую энергию окисления неорганических соединений. Они играют важную роль в биогеохимическом преобразовании земной коры (обитают в подземных водах на глубине до 3-5 км).
Консументы–это организмы, которые используют готовое органическое вещество в живом или мертвом состоянии. Этот блок включает следующие функциональные группы.
Фитофаги–растительноядные организмы. Эта разнообразная группа в наземных экосистемах включает самые разные таксоны – от насекомых (например, термитов, которые являются основными фитофагами в тропических лесах) до крупных млекопитающих, подобных лосю, жирафу и слону.
Зоофаги–хищники. Как и фитофаги, зоофаги варьируются от крупных (лев, волк) до микроскопических (рачки зоопланктона). Хищники разделяются на типичных хищников, которые убивают жертву (например, волк или сокол), и хищников с пастбищным типом питания, которые, не убивая жертву, используют ее длительное время (например, оводы, слепни).
Паразиты – организмы, длительное время живущие внутри или на теле другого организма – хозяина и питающиеся за его счет
Симбиотрофы – микроорганизмы (грибы, бактерии, одноклеточные простейшие), которые связаны отношениями взаимовыгодного сотрудничества с растениями или животными (грибы микоризы, клубеньковые бактерии бобовых, бактерии и простейшие (амебы) пищеварительного тракта млекопитающих, включая человека). Они питаются прижизненными выделениями организмов (у растений) или участвуют в пищеварении (у животных).
Детритофаги– это животные, питающиеся детритом (мертвыми тканями растений и животных или экскрементами.
Редуценты (деструкторы) – это бактерии и грибы, которые в ходе жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества, обеспечивая возвращение содержащихся в них элементов в почвенный раствор или в воду (в водных экосистемах), откуда они повторно потребляются растениями.
Животные-детритофаги, размельчая органические остатки, облегчают «работу» редуцентов и тем самым участвуют в процессе разложения органического вещества. Наконец, любой детритофаг является еще и «хищником», поскольку, по словам М.Бигона, "питается сухим печеньем, намазанным арахисовым маслом» (потребляет мертвое органическое вещество вместе с поселившимися на нем живыми бактериями).
2. ВОПРОС 2
Свет, есть одна из форм энергии. По первому закону термодинамики, или закону сохранения энергии, энергия может переходить из одной формы в другую. По этому закону, организмы являются термодинамической системой постоянно обменивающейся с окружающей средой энергией и веществом. Организмы, на поверхности Земли подвергаются воздействию потока энергии, в основном солнечной энергий, а также и длинноволного теплового излучения космических тел. Оба эти фактора определяют климатические условия среды (температура, скорость испарения воды, движение воздуха и воды).
фотосинтезируют, т.е. синтезируют органические вещества из неорганических веществ (т.е. из воды, минеральных солей и СО2 — при помощи лучистой энергии в процессе ассимиляции). Все организмы зависят в питании от земных фотосинтезирующих т.е. хлорофиллоносных растений.-В живой природе свет единственный источник энергии, все растения, кроме бактерий
Свет как экологический фактор делится на ультрафиолетовый с длиной волны - 0,40 - 0,75 мкм и инфракрасный с длиной волны больше этих величии.
Действие этих факторов зависит от свойства организмов. Каждый вид организма адаптирован к тому или иному спектру длиной волны света. Одни виды организмов адаптировались к ультрафиолетовым, а другие к инфракрасным.
2. Температура как экологический фактор
Температура является важнейшим экологическим фактором. Температура оказывает огромное влияние на многие стороны жизнедеятельности организмов их географии распространения, размножения и другие биологические свойства организмов зависящие в основном от температуры.
Некоторые виды микроорганизмов, главным образом бактерии и водоросли, способны жить и размножаться в горячих источниках при температуре, близкой к точке кипения. Верхний температурный предел для бактерии горячих источников лежит около 90°С. Изменчивость температуры очень важна с экологической точки зрения.
Любой вид способен жить только в пределах определенного интервала температур, так называемые максимальной и минимальной летальной температурами. За пределами этих критических крайних температур, холод или жара, наступает смерть организма. Где-то между ними находится оптимальная температура, при которой жизнедеятельность всех организмов, живого вещества в целом идет активно.
По толерантности организмов к температурному режиму они делятся на эвритермные и стенотермные, т.е. способные переносить колебание температуры в широких пределах или узких пределах.
Некоторые животные способны поддерживать постоянную температуру тела, не зависимо от температуры окружающей среды - гомойтермными. У других животных температура тела меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Их называют пойкилотермными. В зависимости от способа адаптации организмов к температурному режиму они делятся на две экологические группы: криофиллы — организмы приспособленные к холоду, к низким темпера турам; термофилы — или теплолюбивые.
3) влажность как экологический фактор
Влажность — это количество водяного пара в воздухе. Без влажности или воды нет жизни.
Влажность - это параметр характеризующий содержание водяного пара в воздухе. Абсолютная влажность - это количество водяного пара в воздухе и зависит от температуры и давления. Это количество называется относительной влажностью (т.е. соотношение количества водяного пара в воздухе к насыщенному количеству пара при определенных условиях температуры и давления.)
Растения сухого климата приспосабливается морфологическими изменениями, редукцией вегетативных органов, особенно листьев.
Наземные животные также приспосабливаются. Многие из них пьют воду, другие всасывают ее через покровы тела в жидком или парообразном состоянии. Например, большинство амфибий, некоторые насекомые и клещи. Большая часть животных пустынь никогда не пьет, они удовлетворяют свои потребности за счет воды, поступившей с пищей. Другие животные получает воду в процессе окисления жиров.
Вода для живых организмов совершенно необходима. Поэтому организмы распространяются по местообитанию в зависимости от своих потребностей: водные организмы в воде живут постоянно; гидрофиты могут жить только в очень влажных средах.
Билет 9.
Билет 9.
1. Сукцессия (от лат. Successio — преемственность, наследование) — процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессии лежит неполный биологический круговорот в данном сообществе. Каждый живой организм в результате жизнедеятельности меняет вокруг себя среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма.Сукцессии со сменой растительности могут быть первичными; они начинаются на лишенных жизни местах, и вторичными — восстановительными. В любой сукцессионной серии темпы происходящих изменений постепенно замедляются и заканчиваются формированием устойчивой стадии -климаксового сообщества. Кли́макс в экологии и геоботанике — заключительное, относительно устойчивое состояние сменяющих друг друга экосистем, возникающее в результате смен, или сукцессий. В ходе сукцессии общая биомасса сообщества сначала возрастает, но затем темпы этого прироста снижаются, и на стадии климакса биомасса системы стабилизируется.
При изъятии избытка чистой продукции из экосистем, находящихся в начале сукцессионных рядов, уменьшается только скорость сукцессии. Вмешательство же в стабильные, климаксовые системы, с большой полнотой расходующие энергию на «свои» нужды, неминуемо вызывает нарушения сложившегося равновесия в этой экосистеме. В полевых условиях очень сложно выделить устойчивое климаксовое сообщество. Обычно удается лишь заметить, что скорость сукцессии падает до определенного уровня, после которого наблюдатель уже не замечает каких-либо изменений. Период достижения «климаксовой» стадии требует в разных сообществах различного времени.
2. Воздушно – наземная среда – характеризуется непостоянством действия факторов. Ярко выражены климатические факторы: лучистая E; t; влажность; воздух; свет.
Температура – этот фактор первичный, периодический. Выработались четкие адаптации у организмов. По отношению к температуре организмы относятся:
- термофиллы (теплолюбиваые)
- креофиллы (организмы умеренных и северных широт)
В процессе эволюции вырабатываются адаптации:
- процесс транспирации, который идет с поглощением Q и охраняет организм от ожогов
- не поглощение хлорофилом солнечных лучей
- у растений в плазме накапливаются соли и органические соединения, которые способствуют не свертываемости плазмы.
Адаптация к холоду – обезвоживание плазмы клеток, накопление плазмы и жиров в плазме.
Адаптации которые выражены в правилах В. Бергмана и Д. Аллена
Правило Бергмана отражает закономерность: крупные виды теплокровных животных живут в наиболее холодных климатах; мелкие в теплом климате.
Из этого правила вытекает следствие Аллена в которой отражается закономерность, выражающаяся в уменьшении выступающих частей тела у жителей холодного климата удлинения этих частей у жителей теплого климата.
Билет 10.
Вода как среда обитания имеет ряд специфических свойств, таких как:
1. Большая плотность
2. Сильные перепады давления
3. Малое содержание кислорода,
4. Сильное поглощение солнечных лучей.
Кроме того, водоемы и их отдельные участки различаются солевым режимом, скоростью течений, содержанием взвешенных частиц. Для некоторых организмов имеют значение также свойства грунта, режим разложения органических остатков и т.д. Поэтому наряду с адаптациями к общим свойствам водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным частным условиям. Все обитатели водной среды получили в экологии общее название гидробионтов. Гидробионты населяют Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды.
Специфика адаптации гидробионтов:
Адаптивные особенности водных растений. Водные растения поглощают влагу и минеральные соли непосредственно из окружающей воды, поэтому их организация имеет свои особенности. У них слабо развиты проводящие ткани, а также корневая система. Поскольку корни служат в основном для прикрепления к подводному субстрату, они лишены корневых волосков. Главной структурной особенностью является наличие крупных межклетников и полостей, создающих особую воздушную ткань, которая обеспечивает плавучесть органов.
Из-за низкой температуры воды, отрицательно влияющей на органы размножения, и высокой плотности среды, затрудняющей перенос пыльцы, погруженные в воду растения размножаются вегетативным путем. Однако многие из них выносят цветоносные стебли в воздушную среду и размножаются половым путем.
Адаптивные особенности водных животных. Адаптации животных к водной среде более разнообразны, чем растений. Для животных, обитающих в толще воды, характерны, прежде всего, приспособления, увеличивающие их плавучесть и позволяющие им противостоять движению воды и течениям. У мелких форм наблюдается редукция скелетных образований. Они имеют пористые раковины или полые внутри иглы скелетов. Удельная плотность тела уменьшается за счет наличия воды, воздуха или жира в тканях.
Для пассивно плавающих в толще воды животных характерно также увеличение удельной поверхности тела. Это достигается уплощением тела, образованием всевозможных шипов, выростов.
Активное плавание осуществляется с помощью ресничек, жгутиков, а также изгибания тела. Получило распространение плавание реактивным способом за счет энергии выбрасываемой струи воды. Так некоторые кальмары развивают скорость 40–50 км/час. У более крупных животных имеются специализированные конечности – плавники, ласты. Тело у таких животных покрыто слизью и имеет обтекаемую форму.
Донные организмы, наоборот, вырабатывают приспособления, уменьшающие плавучесть и позволяющие удерживаться на дне даже в быстротекущих водах.. Только в водной среде встречаются животные, ведущие неподвижный образ жизни. Из прикрепленных к грунту наиболее известны губки, гидроидные и коралловые полипы, морские лилии, двустворчатые моллюски и др.
2. Понятие о популяции в экологии. Динамические характеристики популяции. Скорость роста популяции (экспоненциальный и логистический типы кривой роста).
Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию. Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» – народ, население.
Динамические характеристики популяции включают рождаемость, смертность, скорость популяционного роста.
Рождаемость (плодовитость) – число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Живые организмы обладают огромной способностью к размножению, которая характеризуется так называемым биотическим потенциалом, представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически при идеальных экологических условиях существования) особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным слоем. Этот важнейший, хотя и условный показатель имеет самые различные значения. Так, для слонов он составляет 0,3 м/с, а для некоторых микроорганизмов – сотни метров в секунду. На практике такая высокая плодовитость не реализуется по разным причинам.
Смертность популяции – число погибших в популяции особей в определенный отрезок времени. Подобно плодовитости смертность изменяется в зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции и выражается в процентах к начальной или чаще к средней ее величине.
Скорость популяционного роста выражается в приросте популяции и темпе роста популяции, где прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью. Прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным. Темп прироста популяции – средний ее прирост за единицу времени.
Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции. Существует две основные модели роста популяции: J-образная и S-образная.
J-образная кривая отражает неограниченный экспотенциальный рост численности популяции, не зависящий от плотности популяции. Такой тип роста возможен пока биотический потенциал популяции реализуется полностью. Это продолжается пока конкуренция за ресурсы низкая. Однако после превышения емкости среды произойдет резкое снижение численности.
S-образная (логистическая) кривая отражает логистический тип роста, зависящий от плотности популяции, при котором скорость роста популяции снижается по мере роста численности (плотности). Скорость роста снижается вплоть до нуля при достижении предельной численности.
Билет 11.
БИЛЕТ № 11
1,Живые организмы как среда обитания. Адаптации паразитов к жизни в организменной среде.
организм является средой обитания для огромного числа симбионтов (нормальной микрофлоры кишечника), и паразитов (плоских и круглых червей, простейших).
Организм как среда обитания характеризуется определенным постоянством (гомеостазом). некоторые виды паразитов противостоят агрессивной среде организма (например, агрессивной среде желудочно-кишечного тракта) и иммунной системе орагинзма.
Организм, обеспечивает паразитов и симбионтов питательными веществами, находящимися в доступной форме и не требующими дальнейшего пищеварения и переработки. Поэтому у паразитов наблюдается упрощение строения (редукция) органов пищеварения. Стратегия выживания направлена на оставление как можно большего числа потомков, формирование защитных механизмов и приспособлений к рапространению.
Условия сохранения жизни хозяина требуют максимальной приспособленности к хозяину. Чем теснее контакт паразита и хозяина, тем сильнее выражен регресс ряда систем органов паразита, который сопровождается развитием специализированных структур (органы фиксации), усложнением отдельных систем (например, половой).
Морфофизиологические адаптации связаны с изменением внешнего и внутреннего строения паразитов и функционирования их систем органов. Они подразделяются на:
- прогрессивные адаптации: наличие органов фиксации (присоски, крючья, коготки вшей, ротовой аппарат клещей); сложное строение наружных покровов (кутикула, тегумент); молекулярная "мимикрия" (сходство структуры белков и ферментов паразита и хозяина); выделение кишечными паразитами антиферментов (зашита от переваривания соками хозяина); внутриклеточное паразитирование; иммунносупрессивное действие паразитов (эндопаразиты секретируют протеазы, разрушающие иммунные комплексы и клетки хозяина) и др
- регрессивные: редукция органов движения и некоторых систем (кровеносной, дыхательной); упрощение строения нервной системы и органов чувств.
2. Межвидовые отношения. Общая характеристика полезно-вредных отношений. Отношения хищник – жертва. Взаимосвязь динамики численности хищника и жертвы.
Понятие связи хищник — жертва применяется в экологии не только к таким бесспорным хищникам и их жертвам, как лев и гну или щука и плотва, но также и к таким, как большая синица и насекомые, плотва и планктонные рачки дафнии, дафния и одноклеточные водоросли или даже гну и травянистые растения. отношения хищник — жертва это все взаимодействия, при которых одни организмы используют в пищу другие. взаимосвязи паразитов с хозяевами также попадают в разряд отношений хищник — жертва взаимоотношения паразитоидов с их хозяевами по результатам очень близки к классическому варианту отношений хищник — жертва. Что же касается типичных паразитов (или макропаразитов), то они по механизму воздействия напоминают фитофагов, питающихся за счет растений, но не вызывающих их гибели. Впрочем, в растениях могут жить и настоящие паразиты, например многие нематоды.
Иногда экологи предпочитают говорить не об отношениях хищник — жертва, а об отношениях потребитель (= консумент) — ресурс. При этом понятие «ресурс» включает в себя не только пищу, которая может быть и неживой (например, опавшие листья, поедаемые дождевыми червями, или ионы фосфора, потребляемые растениями), но и вообще любой потребляемый компонент среды, который может быть «отнят» одним организмом у другого. Ресурсом являются, например, свет, необходимый растениям для фотосинтеза, или чистая поверхность скалы в приливно-отливной зоне, необходимая усоногим ракообразным для оседания личинок.
Такое объединение, в общем, очень разных взаимоотношений в одну категорию конечно искусственно, но в ряде случаев (особенно при построении моделей) оно оказывается целесообразным.
Так, например, общий вид зависимости удельной скорости роста популяции от количества имеющихся пищевых ресурсов будет примерно одним и тем же для настоящих хищников, для животных-фитофагов и даже для растений, потребляющих компоненты минерального питания.
популяция жертвы существует не сама по себе, а взаимодействует с популяцией
|
|
|
