крайнего дефицита тепла:
1) Не хладостойкие растения – сильно повреждаются или гибнут при температурах ниже точки замерзания воды, гибель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена нуклеиновых кислот и белков, проницаемостью мембран и прекращением тока ассимилятов. Это растения дождевых тропических лесов, водоросли теплых морей.
2) Не морозостойкие растения – переносят низкие температуры, но гибнут как только в тканях начинает образовываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в клеточном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до -5… -70С. В переохлажденном состоянии не устойчивы всего несколько часов, что, однако позволяет растениям переносить заморозки. К ним относятся вечнозеленые субтропические виды.
3) Льдоустойчивые или морозоустойчивые растения – произрастают в областях с муссонным климатом с холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но сохраняют жизнеспособность. Растения подвергаются предварительной закалке: в клетках накапливаются сахара до 30%, некоторые аминокислоты и другие защитные средства, связывающие воду.
Экологические группы растений по степени адаптируемости
К высоким температурам
1) Нежаростойкие виды – повреждаются уже при температуре +300 – +400С (эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты).
2) Жаровыносливые – эукариоты – растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн, сухих субтропиков), переносят получасовое нагревание до +50 – +600С.
3) Пирофиты – устойчивы к пожарам. Характерны для саванн, сухих жестколиственных лесов, у деревьев толстая корка, пропитанная огнеупорными веществами, надежно защищающая внутренние ткани; плоды и семена имеют толстые покровы, которые растрескиваются под действием огня.
Таблица 4
Экологические группы организмов
| Экологическая группа | Особенности строения | Местообитание | Фактор среды | Представители |
5. Для стимулирования роста дуба в высоту совместно с ним выращивают другие породы. Какие особенности биологии дуба используются в этом методе?
6. Если бы вы сделали разрезы почв в широколиственном и хвойном лесу, то увидели бы разные по цвету, структуре почвы. Разное в них и содержание гумуса. Выскажите ваше мнение, в каком лесу почвы более плодородны. Ответ поясните.
Тема 2. Популяции и экосистемы
Занятие № 3. Популяция. Структура и энергетика экосистем 2 ч
Цель: изучить основные характеристики популяции как экологической единицы, виды структуры популяции.
План занятия
I. Вопросы для обсуждения:
2. Определение популяции. Экологическая ниша и местообитание.
3. Половая и возрастная структура.
4. Пространственная и этологическая структура. Эффект группы.
5. Статистические показатели популяции. Численность и плотность. Методы их учета.
6. Понятие о биоценозе. Понятие об экосистемах. Структура экосистем.
7. Цепи питания. Расход энергии в цепях питания.
8. Энергетика экосистем. Продуктивность. Экологические пирамиды: биомассы, численности, энергии.
II. Лабораторная работа Методы оценки размеров популяций
Цель работы: Определение численности природных популяций, используя методы изъятия и мечения.
Материалы и оборудование: статистические таблицы, калькуляторы, линейки.
Среди методов оценки размеров популяций можно выделить методы прямого учета (метод квадрата, прямое наблюдение и фотографирование) и косвенные методы учета (метод изъятия, мечения, повторного отлова и др.).
♦ Метод квадрата. Территория местообитания вида разбивается на некоторое число квадратов. Затем устанавливается число организмов в пределах выбранного квадрата и простым умножением числа организмов в квадрате на число квадратов определяется численность организмов на всей территории.
♦ Прямое наблюдение. Прямой подсчет особей возможен как к сидячим или медленно перемещающимся животным, так и к крупным подвижным животным, например, в тот момент, когда они покидают места ночлега.
♦ Фотографирование. Прямым подсчетом особей на фотоснимках можно установить размеры популяций крупных млекопитающих и морских птиц, собирающихся на открытых пространствах.
♦ Метод изъятия удобен для оценки численности мелких организмов, например, насекомых. Животных отлавливают, записывают число пойманных и не выпускают их до конца исследования. Затем еще трижды повторяют отлов, при этом с каждым разом число пойманных животных уменьшается. Затем строят график, на котором отмечают число пойманных животных при каждом отлове и общее число (см. табл. 10 и рисунок 10).
Таблица 10
Число пойманных животных
| № | Число животных | Совокупный размер образца |
Рис. 10. Оценка численности популяции методом изъятия
Продолжив линию графика до пересечения с осью абсцисс (в этот момент число животных в последнем отлове теоретически должно быть равно нулю), можно оценить общий размер популяции. В нашем случае это 400 особей.
Задание № 1. Определите ориентировочную численность популяции, используя данные, полученные методом изъятия: 1 отлов – 320 животных; 2 - й – 210; 3 - й – 145; 4 - й – 80.
♦ Метод мечения и повторного отлова. Животное ловят, затем метят таким образом, чтобы не причинить ему вреда; например, на жаберные крышки пойманной сетями рыбы прикрепляют алюминиевые пластинки или на ноги пойманных птиц надевают кольца. Мелких млекопитающих можно метить безвредной краской. Пойманных животных подсчитывают, метят определенную выборку из них, затем всех животных выпускают в то же самое место. Через некоторое время животных снова отлавливают и подсчитывают в выборке число животных с меткой.
Размер популяции оценивают по формуле:
| Число животных в I улове |
×Число животных во II улове
| Общий размер = популяции |
Число животных с меткой во II улове
Эта оценка размера популяции называется индексом Линкольна.
Задание № 2. Чтобы оценить численность форели в маленьком озере, были пойманы 625 особей, они были помечены и вновь выпущены. Через неделю поймали 873 форели, из которых 129 были помечены. Определите индекс Линкольна.
