Популяция - совокупность особей того или иного вида, в течение большого числа поколений населяющих определенное пространство, внутри которого особи могут относительно свободно скрещиваться дру Каждый вид, занимая определенную территорию (ареал), представлен на ней системой популяций. Чем сложнее расчленена территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления отдельных популяций. Однако в не меньшей степени популяционную структуру вида определяют его биологические особенности, такие, как подвижность составляющих его особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные преграды. г с другом, в то время как обмен особями с соседними популяциями в значительной мере затруднен. Если члены вида постоянно перемещаются и перемешиваются на обширных пространствах, такой вид характеризуется небольшим числом крупных популяций. В некоторых случаях подвижный вид при относительно небольшом ареале может быть представлен одной-единственной популяцией, например кавказский тур, стада которого постоянно кочуют по двум основным хребтам этого горного массива. При слабо развитых способностях к перемещению в составе вида формируется множество мелких популяций, отражающих мозаичность ландшафта. У растений и малоподвижных животных число популяций находится в прямой зависимости от степени разнородности среды. Медведи отличаются большой привязанностью к местам своего обитания, поэтому в пределах обширного ареала представлены множеством относительно мелких группировок, отличающихся друг от друга по ряду свойств.
24.Размер популяции Размер популяции - это количество входящих в нее особей. Он зависит от площади, которую занимает популяция, и размера особей, является результирующей взаимодействия биотического потенциала вида и сопротивления среды. Сопротивление среды - это комплекс неблагоприятных факторов абиотической и биотической (влияние конкурентов, хищников, патогенов) среды, которые воздействуют на организм.
Биотический потенциал- это способность организма преодолевать сопротивление среды, что определяется его стратегией жизни. Размер популяций (ценопопуляций) растений определяется площадью фитоценозов, в состав которых они входят. Сравнительно редко удается определить численность, т.е. общее число особей. Это возможно только для крупных и немногочисленных видов, обитающих на открытых пространствах саванн, пустынь, травяных болот (львов, слонов, тигров, леопардов, бегемотов и т.д.), а также для морских животных (китов, дельфинов, моржей, котиков и т.д.). Существует понятие «минимальная жизненная популяция» (МЖП), которым обозначается минимальное число особей в популяции, обеспечивающее устойчивое ее существование во времени. Существует понятие «минимальная жизненная популяция» (МЖП), которым обозначается минимальное число особей в популяции, обеспечивающее устойчивое ее существование во времени.
25-26СИНЭКОЛОГИЯ Термин «биоценоз» был предложен немецким ученым К.Мёбиусом (1877), термин «экосистема» – английским ученым А. Тенсли (1935), а термин «биогеоценоз» – российским ученым В.Н. Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» – понятия близкие, но не синонимы. Экосистема – понятие более общее. Каждый биогеоценоз – это экосистема, но не каждая экосистема – биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера – экосистема высшего порядка. Синэкология - часть экологии, изучающая экологические системы. Общепринятого понятия системы до сих пор не существует. Например, биогеоценоз как система состоит из подсистем - биоценоза, популяций растений и животных - и входит в состав биосферы - глобальной системы высокого иерархического уровня. Системы обладают эмерджентными (новыми) свойствами. Каждая система качественно отличается от слагающих ее подсистем и от надсистемы, в которую она входит. Одум приводит два примера. Молекула воды как система состоит из непохожих на нее подсистем - атомов водорода и кислорода. Коралловый риф как система резко отличается от составляющих его подсистем: водорослей и кишечнополостных животных. Синэкология занимается преимущественно биотическими экологическими факторами среды. Термин синэкология предложен в 1902 г. швейцарским ботаником К. Шретером Часть экологии, которая исследует закономерности сложения сообществ и совместной жизни в них живых организмов, называется синэкологией, или биоценологией. Выделяют два типа экологического исследования - синэкологическое и аутэкологическое.. Синэкология исследует взаимоотношения многих видов со средой их обитания, другое название - экология обществ Причины динамики численности. Факторы, вызывающие изменение численности, разнообразны. Их подразделяют на две группы: не зависимые и зависимые от плотности популяции. К не зависимым от плотности популяции относят преимущественно абиотические факторы. Они действуют на популяцию при любой ее численности. Например, особо суровые зимы вызывают гибель зимующих особей капустной белянки вне зависимости от того, большое или малое количество особей составляет эту популяцию в данный зимний период. Или наоборот, благоприятные условия зимовки могут способствовать повышению численности особей как в малочисленных популяциях, так и в больших. Следовательно, разнообразные абиотические факторы среды могут вызвать значительные колебания численности популяции. К зависимым от плотности популяции принадлежат биотические факторы — естественные враги (хищники, паразиты, возбудители болезней) и пищевые ресурсы. Их количество изменяется вместе с изменением численности популяции. Установлено, что как только плотность популяции того или иного вида хищников увеличивается, численность популяции его основной жертвы начинает снижаться. Такой же эффект на популяцию хозяина оказывают и паразиты. Как правило, чем выше плотность популяции, тем сильнее влияние этих факторов. Без них численность популяции могла бы неограниченно увеличиваться, что привело бы к полному уничтожению источников корма. Таким образом, особенность действия факторов^ зависящих от плотности, заключается в сглаживании резких колебаний численности, благодаря чему численность популяции поддерживается на определенном оптимальном уровне. Одним из механизмов регулирования численности является плодовитость. Она снижается при уменьшении пищевой обеспеченности, которое наблюдается при увеличении численности популяции. Снижение плодовитости особей приводит к понижению рождаемости, а следовательно, к замедлению темпов роста популяции (рис. 1.7). Важную роль в регуляции плотности популяции играют поведенческие факторы, в частности территориальность. Наличие у особей определенного вида своего индивидуального участка, который обозначается разными способами (мочой, секретом пахучих желез, царапинами на деревьях, звуками и др.), ограничивает рост численности их популяций, так как особи, не имеющие собственного участка, не участвуют в размножении. Таким образом, популяции подвержены воздействию комплекса абиотических и биотических факторов, которые приводят в действие механизмы регуляции их численности. Поэтому в не нарушенных деятельностью человека природных сообществах редко происходит неудержимый рост численности, исчерпание ресурсов и гибель популяций. Таким образом, популяции подвержены воздействию комплекса абиотических и биотических факторов, которые приводят в действие механизмы регуляции их численности. Поэтому в не нарушенных деятельностью человека природных сообществах редко происходит неудержимый рост численности, исчерпание ресурсов и гибель популяций.
27-28
Вопрос 29 Экологическая ниша — место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования (Хрусталев, Матишов, 1996). Важно подчеркнуть, что эта ниша не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в сообществе, определяемое его экологическими функциями. Ю.Одум (1975) образно представил экологическую нишу как занятие, «профессию» организма в той системе видов, к которой он принадлежит, а его местообитание — это «адрес» вида.
Знание экологической ниши позволяет ответить на вопросы, как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается (Дажо, 1975).
Модель экологической ниши, предложенная Г. Е. Хатчинсоном, довольно проста: достаточно на ортогональных проекциях отложить значения интенсивности различных факторов, а из точек пределов толерантности восстановить перпендикуляры, то ограниченное ими пространство и будет соответствовать экологической нише данного вида. По Хатчинсону экологическая ниша может быть: фундаментальной — определяемой сочетанием условий и ресурсов, позволяющим виду поддерживать жизнеспособную популяцию; реализованной — свойства которой обусловлены конкурирующими видами.
Вопрос 30
ЗАКОН ЛИНДЕМАНА, правило 10% согласно которой только часть (примерно 10%) энергии, поступившей на определенный системный уровень, передаётся организмам, находящимся на более высоких уровнях. Например, растения могут усваивать при фотосинтезе до 1% солнечной энергии. В свою очередь, растительноядные животные потребляют около до 10% энергии растений (или: до 90% энергии, накопленной растениями, просто теряется…). Хищники, питаясь растительноядными животными, получают 10% энергии, содержащихся в биомассе всего ими съеденного.
ПРИМЕР. «…человек, грызущий морковку, относится к числу консументов первого порядка, но, отведав такое блюдо французской кухни, как лягушачьи лапки, он становится консументом третьего порядка. Большинство травоядных, хищных и всеядных животных черпает пищу из нескольких цепей, составляющих их пищевую сеть».
31Трофическая структура биоценоза(продуценты,консументы,редуценты)
Трофическая структура биоценоза - это взаимодействие организмов, занимающих определенное место в биологическом круговороте. В биоценозе различают три группы организмов. 1. Продуценты — организмы, синтезирующие из неорганических веществ все необходимые для жизни органические вещества, используя солнечную энергию (зеленые растения, цианобактерии и некоторые другие бактерии) 2. Консументы — гетеротрофные организмы, которые питаются готовым органическим веществом. К консументам относятся животные и человек, а также растения-паразиты. Кузнечик, заяц, антилопа, олень, слон, т.е. травоядные животные, — это консументы первого порядка. Жаба, схватившая стрекозу, божья коровка, питающаяся тлей, волк, охотящийся за зайцем, — все это консументы второго порядка. Аист, поедающий лягушку, коршун, уносящий в небо цыпленка, змея, заглатывающая ласточку, — консументы третьего порядка. 3. Редуценты — организмы, разрушающие мертвое органическое вещество и превращающие его в неорганические вещества. Основными редуцентами являются бактерии, грибы, простейшие.
32Пищевые цепи и трофические уровни, пищевые сети
Пищева́я цепь — ряд взаимоотношений между группами организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов), при котором происходит перенос вещества и энергии путем поедания одних особей другими. Существуют два главных типа пищевых цепей – пастбищные и детритные. В пастбищной пищевой цепи основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например,зоопланктон
, питающийся фитопланктоном), потом хищники 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Детритные пищевые цепи начинаются от детрита (органических останков), идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. Трофический уровень-с овокупность организмов, объединенных одним типом питания и занимающих определенное положение в пищевой цепи. Первый трофический уровень занимают автотрофы, зеленые растения; второй - растительноядные животные; третий - хищники, питающиеся растительноядными животными; четвертый- вторичные хищники (консументы третьего порядка) Пищевая сеть -совокупность пищевых взаимоотношений между видами в экосистеме. Упрощенно пищевую сеть можно представить себе как систему переплетающихся пищевых цепей. 33.Экологические пирамиды (численности, биомассы, энергии). Продуктивность экосистем (первичная и вторичнаяЭкологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней в экосистеме.
Схематически изображать эти соотношения предложил американский зоолог Чарльз Элтон в 1927 году.Основанием пирамиды служит первый трофический уровень - уровень продуцентов, последующие этажи пирамиды образованы следующими уровнями пищевой цепи - консументами различных порядков. Высота всех блоков в пирамиде одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне.Правило экологической пирамиды: Показатель каждого уровня экологической пирамиды приблизительно в 10 раз меньше предыдущего.Экологические пирамиды различают в зависимости от показателей, на основании которых строится пирамида. При этом для всех пирамид установлено основное правило, согласно которому в любой экосистеме больше растений, чем животных, травоядных, чем плотоядных, насекомых, чем птиц.Пирамиды чисел - на каждом уровне откладывается численность отдельных организмовПирамида чисел отображает отчетливую закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается.Экологическая пирамида биомасс. Пирамиды биомасс - характеризует общую сухую или сырую массу организмов на данном трофическом уровне, например, в единицах массы на единицу площади - г/м2, кг/га, т/км2 или на объем - г/м3.Экологическая пирамида энергии. Пирамиды энергии - показывает величину потока энергии или продуктивности на последовательных уровнях.В противоположность пирамидам чисел и биомассы, отражающим статику системы (количество организмов в данный момент), пирамида энергии отражая картину скоростей прохождения массы пищи (количества энергии) через каждый трофический уровень пищевой цепи, дает наиболее полное представление о функциональной организации сообществ.Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химическихсвязях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ.Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества. Валовая первичная продукция - количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на
поддержание жизнедеятельности самих растений (траты на дыхание). Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, которая представляет энергетический резерв для консументов и редуцентов. Прирост за единицу времени массы консументов – это вторичная продукция сообщества. Ее вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, т.к. прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего. Гетеротрофы, включаясь в трофические цепи, живут в конечном итоге за счет чистой первичной продукции сообщества.
