В июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро состоялась Конференция ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД), на которой было принято историческое решение об изменении курса развития всего мирового сообщества. Такое беспрецедентное решение глав правительств и лидеров 179 стран, собравшихся на ЮНСЕД, было обусловлено стремительно ухудшающейся глобальной экологической ситуацией и прогнозируемой на основе анализа ее динамики глобальной катастрофой, которая может разразиться уже в XXI в. и привести к гибели всего живого на планете.
На ЮНСЕД широко использовалось определение, приведенное в книге "Наше общее будущее": "Устойчивое развитие — это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности".
Организация хозяйственной деятельности, не разрушающей биосферу, а ее сохраняющей, т.е. экологодопустимой, не выходящей за пределы несущей емкости экосистем, - одно из центральных направлений становления будущего устойчивого общества. Биосфера с этой точки зрения должна рассматриваться уже не только как кладовая и поставщик ресурсов, а как фундамент жизни, сохранение которого должно быть обязательным условием функционирования социально-экономической системы и ее отдельных элементов.
Переход к устойчивому развитию предполагает обеспечение безопасности во всех отношениях, а всеобщая безопасность, как уже отмечалось, также реализуется на пути устойчивого развития. Столь тесная взаимосвязь всеобщей (и глобальной) безопасности страны и мирового сообщества и устойчивого развития и определяет особенности дальнейшего человеческого существования. В качестве методологической основы подобного видения должны использоваться все средства исследования будущего, включая прогностические, футурологические, системные, ноосферные и другие подходы, определяющие специфику проблемы безопасности.
Безопасность - это некоторый инвариант существования и развития, который характерен для любой модели развития цивилизации. Даже в рамках модели неустойчивого развития необходимо добиться определенного уровня стабильности и безопасности, для того чтобы можно было осуществлять переход к стратегии устойчивого развития. В годовом докладе о работе ООН за 1999 г. "Предотвращение войн и бедствий: глобальный вызов растущих масштабов" Генеральный секретарь ООН отметил, что "справедливое и устойчивое развитие является одним из необходимых условий обеспечения безопасности, однако обеспечение минимальных стандартов безопасности, в свою очередь, является одной из предпосылок развития. Стремление решить одну задачу в отрыве от другой не имеет большого смысла".
Принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Закон минимума Ю.Либиха (1873):
1) выносливость организма определяется слабым звеном в цепи его экологических потребностей;
2) все условия среды, необходимые для поддержания жизни, имеют равную роль (закон равнозначности всех условий жизни), любой фактор может ограничивать возможности существования организма.
Представление о лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом ввел В .Шелфорд, сформулировавший "закон" толерантности. Ряд положений дополняет "закон" толерантности:
1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого.
2. Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам обычно наиболее широко распространены.
3. Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам.
4. Период размножения является обычно критическим – в этот период многие факторы среды оказываются лимитирующими.
Диапазон между экологическим минимумом и экологическим максимумом составляет пределы толерантности.
Приставки стено- (узкий) и эври- (широкий) показывают относительную степень толерантности организмов к определенным факторам.
Экология как наука имеет 4 основополагающего закона, сформулированных в 1966 году американским экологом Барри Коммонером.
1. Все связано со всем. Заяц ест траву, рысь - зайца, но и заяц, и рысь преследуют одну цель - обеспечить свой организм веществом и, главное, энергией. Энергия в разных формах связывает все организмы на Земле друг с другом и со средой обитания. Почти вся энергия, за счёт которой существует всё живое на Земле, поступает на Землю в виде солнечного излучения. У разных групп организмов свои источники энергии и вещества. Что объединяет живые существа в лесу или на лугу - деревья, цветы, порхающих над ними бабочек? Гусеницы бабочек питаются листьями растений; бабочкам и шмелям необходим нектар, который дают им цветы, а семена у растений могут завязаться только после опыления цветов насекомыми. Словом, в природе всё ВЗАИМОСВЯЗАНО. Этот закон основан на принципе детерминизма. Вред, наносимый одному компоненту экосистемы, может привести к неблагоприятным последствиям в масштабах всей экосистемы. Влияние на любую природную систему на Земле вызывает целый ряд эффектов, развитие которых трудно предвидеть.
2. Все должно куда-то деваться. Наш мир представляет собой замкнутое пространство. Все, что берется от природы ей же определенным способом возвращается вновь. Бытовые и производственные отходы, попадая в окружающую среду, не исчезают бесследно, а накапливаются, образуя масштабные свялки. Сейчас в промышленной экологии разработано правило так называемого жизненного цикла вещей: давая согласие на выпуск какого-то продукта, общество должно ясно представлять, что будет с ним в дальнейшем, где закончится его существование и что придётся делать с его «останками». Ответ всегда один и тот же: надо наладить производство таким образом, чтобы отходы и «останки» одного промышленного производства стали сырьём для другого. Всё, что производит промышленность, и используют люди, делится на три части:
1. Продукты долговременного пользования. Например, здания, дороги, мосты, линии связи и электропередач, холодильники, телевизоры, велосипеды, даже детские коляски.
2. Всё, что используется от года до десяти лет, например, одежда, обувь, предметы домашнего обихода, а также станки и оборудование на заводах.
3. Короткоживущие продукты, которыми пользуются в пределах одного года. Это, начиная от пищи и заканчивая электрическими лампочками.
Иначе говоря, всё, что называют продуктами, - это фактически, те же отходы, но только не сегодняшнего, а завтрашнего дня. Отходы бывают твёрдые, газообразные и жидкие. Больше всего влияют на здоровье человека газообразные отходы, которые отравляют воздух и воду.
3. Ничто не дается даром. Нельзя безвозмездно расходовать природные ресурсы. Все виды взаимодействия должны оцениваться экономически. Все что извлекается из экосистем должно обязательно компенсироваться. На протяжении всей истории человечества природа «мстила» людям за неправильное отношение к ней. Истощались запасы полезных ископаемых, сокращались леса, увеличивались пустыни. Трудно представить, что всё населенные пункты и промышленные объекты занимают меньше 3% площади Земли. Однако промышленность стала изменять, то, что изменять никак нельзя - потоки энергии, круговорот веществ, химический состав биосферы. Миллионы автомобилей отравляют воздух, атомная промышленность насыщает атмосферу экологически опасными, сделанными человеком радиоактивными веществами. И невозможно предсказать, как проявятся через тысячи и миллионы лет практически вечные эти вещества. Человечеству может аукнуться загрязнения околоземного пространства космической промышленностью. Учёные должны думать и о том, что испачканные руки, уши и лицо можно вымыть, а загрязнённую Землю и воздух «отмыть» невозможно. Обязательным условием жизни на планете является поддержание равновесия между потребностями человека и возможностями природы. Каждая страна должна уделять этому большое внимание.
4. Природа знает лучше. Когда мы пытаемся «улучшить» природу, мы нарушаем ход естественных процессов. В большинстве случаев последствия преобразований делают среду обитания еще менее благоприятной для жизни. Даже техника, созданная людьми не всегда подчиняется человеку. Природные же системы «сконструированы» по правилам, «цели» и «законы» которых не совпадают с нашими. Любое явление природы не случайный набор «полезных» и «вредных» для людей Видов, их нельзя переставлять как детали «LEGO». Лес, поле, степь - всё это сложные системы, живущие по своим собственным законам, и отменить, их человеку не дано. Природные экологические системы (экосистемы) - это множество связей между разными видами жизни. Это можно сравнить с сетью или с гамаком. Если в сети разорвать одну ниточку, то связи не нарушатся. Поэтому здоровые леса и луга почти никогда значительно не страдают от морозов и засух, вредителей и болезней. Природные системы устойчивы. Надо находить способы хозяйствования и производства энергии, не нарушающие природные связи. К примеру, сейчас «ветряки» в Голландии и других странах вырабатывают электрическую энергию, не загрязняя природу.
Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание:
Представлены на слайде. Для самостоятельной работы студенту предлагается сделать краткий конспект лекции, при котором он схематично мог представить методы экологических исследований, условия и признаки живого.
Вопросы для самоконтроля:
1.Что такое экология и предмет ее изучения?
2. В чем состоят функциональные различия и задачи теоретической и прикладной экологии?
3.Опишите методы экологии и охарактеризуйте их.
4. Что устойчивое развитие и приведите примеры?
5. Опишите задачи экологии, признаки и условия для развития живого организма
Рекомендуемая литература:
Осн. литература: 2 (с.117-143), 6 (с.125-136)
Доп. литература: 11 (с.102-106), 15 (с.113-117), 20 (с.141-146)
Название темы №2: Основные разделы экологии
Цель лекции: Изучить особенности каждого раздела экологии
Ключевые слова: биом, вид, особь, популяция, отношения, среда, трофическая цепочка и т.д.
Основные вопросы (положения) и краткое содержание:
- Характеристика основных разделов экологии – аут-, дем-, синэкология.
- Организм и условия его обитания. Экологические факторы. Трофическая цепь.
- Популяция. Типы взаимоотношений живых организмов.
- Виды связей между живыми организмами. Формы адаптации живых организмов.
- Виды экологических систем.
1. Организм и условия его обитания.
Одним из важнейших понятий экологии является
среда обитания.
Среда — это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.
Среда обитания (жизни) – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В последующем живые организмы овладели наземно-воздушной средой, создали и заселили почву. Четвертой специфической средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых представляет собой целый мир для населяющих его паразитов или симбионтов.
Приспособление организмов к воздействию факторов окружающей среды называется адаптацией. Способность к адаптации — одно из важнейших свойств живого. Выживают только приспособленные организмы, приобретающие в процессе эволюции признаки, полезные, для жизни. Эти признаки закрепляются в поколениях благодаря способности организмов к размножению.
Экологический фактор — элемент среды обитания, способный оказывать прямое влияние на живой организм хотя бы на одной из стадий индивидуального развития. Все экологические факторы условно делятся на био тические, абиотические и антропогенные.
Биотические факторы — это всё возможные влияния, которые испытывает живой организм со стороны окружающих его живых существ.
Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние живых существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов - растениями, животными, микроорганизмами зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Например, растения в процессе фотосинтеза выделяют - кислород, необходимый для дыхания животных, а животные обеспечивают поступление в атмосферу углекислого газа, без которого растения нe могут осуществлять фотосинтез. Действие биотических факторов может быть как прямым, так и косвенным, выражаясь в изменении окружающей среды, например в изменении состава почвы под влиянием бактерий или изменения микроклимата в лесу.
Абиотические факторы — это все влияющие на организм элементы неживой природы (температура, свет, влажность, состав воздуха, воды, почвы, естественный радиационный фон Земли, рельеф местности и др. Важнейшим абиотическим фактором является солнечное излучение от которого зависит фотосинтез, создание биомассы растениями, от наличия которой зависит жизнь на Земле.
Антропогенные — это факторы, обусловленные воздействием человека на природу.
Деятельность человека на планете следует выделять в особую силу, оказывающую на природу как прямое, так и косвенное воздействие. К Прямому воздей ствию относят потребление, размножение и расселение человеком как отдельных видов животных и растений; так и создание целых биоценозов. Косвенное воздействие осуществляется путем изменения среды обитания организмов: климата, режима рек, состояния земель и др. По мере роста народонаселения и технической вооруженности человечества удельный вес антропогейных экологических факторов неуклонно возрастает.
Однако лишь некоторые из экологических факторов являются жизненно важными. Такие факторы называются лимитирующими или ограничивающими.
Отсутствие этих факторов или их концентрация выше или ниже критических уровней делает невозможным освоением среды особями определенного вида. Ограничивающие факторы определяют географический ареал вида. Природа этих факторов может быть различной. Так продвижение растений на север ограничивается недостатком тепла, продвижение растений на юг — недостатком влаги. Ограничивающими могут быть и биотические факторы, например занятость территории более сильным конкурентом или отсутствие опылителей растений.
В соответствии с этим, для каждого экологического вида существует оптимум экологического фактора и пределы выносливости.
Величина экологического фактора, наиболее благоприятная для существования и развития вида, называется оптимумом.
Как недостаточное, так и. избыточное значение фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организмы. Максимально и минимально переносимые значения фактора это критические точки, за пределами которых невозможно существование вида.
Виды, переживающие значительные отклонения факторов от оптимальной величины, называются широко приспособленными или эвритопными.
Виды, переживающие лишь незначительные отклонения экологических факторов от оптимальной величины, называются узкоприепособленными или стенотопными. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью. Другими словами, экологическая валентность характеризует способность, видов осваивать разные среды обитания.
Степень выносливости, критические точки, зона оптимума не совпадают для отдельных особей даже одного вида. Это определяется изменчивостью (наследственной и модификационной), половыми, возрастными и физиологическими различиями особей, т. е. экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности особей.
В.И. Вернадский в первой половине XX века предсказывал развитие биосферы в ноосферу-сферу разума. Определяя сегодняшний этап, в развитии биосферы и человеческого общества, можно сказать, что технологические и антропогенные процессы играют все возрастающую роль.
Само присутствие и процветание организма в данном местообитании зависят от целого комплекса условий. Отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом. Всякое условие, которое приближается к пределам толерантности или выходит за эти пределы, называется лимитирующим условием или лимитирующим фактором.
Популяцией называют совокупность организмов одного вида, живущих на одной территории длительное время и свободно скрещивающихся между собой. Популяция – наименьшая экологическая единица вида. Динамика и устойчивость всех популяций, включая человеческую, подчиняются законам экологии.
Слово популяция происходит от латинского популюс – народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.
Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции.
Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они также через взаимоотношения особей.
Таким образом, популяции как групповые объединения обладают рядом специфических свойств, которые не присущ каждой отдельно взятой особи. Групповые особенности – это основные характеристики популяций. К ним относятся: 1) численность – общее количество особей на выделяемой территории; 2) плотность – среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства; 3) рождаемость – число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения; 4) смертность – показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени; 5) прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным; 6) темп роста – средний прирост за единицу времени.
Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой – под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.
Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей население вида на определенной территории характеризуется еще и приспособительными чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как индивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.
Понятие о биоценозе, биогеоценозе и экосистеме
Одно из главных направлений экологических исследований – это изучение сообществ растений и животных, их описание, классификация и анализ взаимосвязей образующих их организмов. Термин «экосистема», тоже часто используемый экологами, обозначает сообщество в совокупности с условиями его существования, т.е. с неживыми (физическими) компонентами окружающей среды или Экосистема - это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений, т.е. природные единицы, в которые входят комплекс организмов и весь комплекс физических факторов - факторы обитания в самом широком смысле.
Живую компоненту экосистемы составляет биоценоз – совокупность живых организмов в пределах биотопа (территории экосистемы), связанных в процессе жизнедеятельности. Биоценоз существует за счет потока энергии, который направлен по цепочке - продуценты (организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Фототрофы – за счет световой энергии; хемотрофы – за счет химической энергии) – консументы (существующие за счет энергии органического вещества синтезированного продуцентами) – редуценты (также существующие за счет энергии органического вещества, синтезированного продуцентами, но разлагающими его до неорганических составляющих).
Экосистема также характеризуется круговоротом веществ. Наиболее важные из них – биогенные элементы.
По типу:
- естественные;
- антропогенные (агроэкосистемы, города);
- упрощенные (космического корабля, аквариум);
Среди различных типов взаимосвязей внутри сообщества важное место занимают т.н. пищевые, или трофические, цепи, т.е. те последовательности разных видов организмов, по которым вещество и энергия передаются с уровня на уровень, поскольку одни организмы поедают другие. Примером простейшей пищевой цепи может служить ряд «растения – мыши – хищные птицы». Почти в каждом сообществе существует набор взаимосвязанных пищевых цепей, образующих единую пищевую сеть.
Основой всех пищевых цепей и, соответственно, пищевой сети в целом являются зеленые растения. Используя энергию Солнца, они образуют сложные органические вещества из диоксида углерода и воды. Именно поэтому экологи называют зеленые растения продуцентами, или автотрофами (т.е. себя питающими). В отличие от них, консументы (или гетеротрофы), к которым относятся все животные и некоторые растения, не способны производить для себя питательные вещества и, чтобы восполнять энергетические затраты, должны использовать в пищу другие организмы.
В свою очередь среди консументов выделяют группу травоядных (или «первичных консументов»), питающихся непосредственно растениями. Травоядные могут быть и очень крупными животными, как слон или олень, и очень мелкими, как многие насекомые. Хищники, или «вторичные консументы», – это животные, поедающие травоядных и таким опосредованным способом получающие энергию, запасенную в растениях. Многие животные в одних пищевых цепях выступают как первичные консументы, а в других – как вторичные; поскольку они могут потреблять как растительную, так и животную пищу, их называют всеядными. В некоторых сообществах присутствуют и т. н. третичные консументы (например, лисица), т.е. хищники, поедающие других хищников.
Другое важное звено пищевой цепи – это редуценты (или деструкторы). К ним относятся главным образом бактерии и грибы, а также некоторые животные, например дождевые черви, потребляющие органическое вещество отмерших растений и животных.
В результате деятельности редуцентов образуются простые неорганические вещества, которые, попадая в воздух, почву или воду, снова становятся доступными для растений.
Таким образом, химические элементы и их различные соединения находятся в постоянном круговороте, переходя от организмов к абиотическим компонентам среды и затем вновь в организмы.
Отдельное звено определенной пищевой цепи обычно называют экологической нишей. Одна и та же ниша в различных частях света или различных средах обитания нередко бывает занята в чем-то сходными, но не родственными животными.
Например, существуют ниши первичных консументов и крупных хищников. Последняя может быть представлена в одном сообществе дельфином касаткой, в другом – львом, а в третьем – крокодилом. Если обратиться к геологическому прошлому, можно привести довольно длинный список животных, когда-то занимавших экологическую нишу крупных хищников.
Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основные условия жизни видов в сообществе, возможности добывания пищи и завоевания нового пространства.
0 0 Нейтрализм – сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси не оказывают друг на друга значительных воздействий.
+ + Протокооперация – взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства.
+ + Мутуализм – взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Классический пример симбиотических отношений – лишайники, представляющие тесное сожительство гриба и водоросли. Гриб получает вещества, ассимилированные водорослями. Воду и минеральные вещества водоросли получают из гиф гриба.
+ 0 Комменсализм – взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма: синойкия (квартирантство) и трофобиоз (нахлебничество). Примером синойкии являются взаимоотношения некоторых актиний и тропических рыбок. Тропические рыбки укрываются от нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки. Примером трофобиоза служат взаимоотношения крупных хищников и падалыциков. Падальщики, например гиены, грифы, шакалы, питаются остатками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками – львами.
+ – Хищничество – взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зайцы. Частным случаем хищничества является каннибализм – умерщвление и поедание себе подобных. Встречается, например, у крыс, бурых медведей, человека.
+ – Паразитизм – взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи. К паразитам относятся: вирусы, патогенные бактерии, грибы, простейшие, паразитические черви и др. Различают облигатных и факультативных паразитов. Облигатные паразиты ведут исключительно паразитический образ жизни и вне организма хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии (вирусы). Факультативные паразиты ведут паразитический образ жизни, но в случае необходимости могут нормально жить во внешней среде, вне организма хозяина (патогенные грибы и бактерии).
– – Конкуренция – взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Организмы могут конкурировать за пищевые ресурсы, полового партнера, убежище, свет и т.д. Различают прямую и косвенную, межвидовую и внутривидовую конкуренции.
Косвенная (пассивная) конкуренция – потребление ресурсов среды, необходимых обоим видам. Прямая (активная) конкуренция – подавление одного вида другим.
Внутривидовая конкуренция – это соперничество между особями одного вида, межвидовая – между особями разных видов.
Конкуренция приводит к естественному отбору в направлении увеличения экологических различий между конкурирующими видами и образованию ими разных экологических ниш.
0 – Аменсализм – взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого. Например, ель и растения нижнего яруса.
Другие классификации обращают внимание на иные аспекты биотических отношений, используя другие подходы. По классификации В. Н. Беклемишева, прямые и косвенные межвидовые отношения по тому значению, которое они могут иметь в биоценозе, подразделяются на 4 типа:
Трофические связи возникают между видами, когда один вид питается другим: живыми особями, мертвыми остатками, продуктами жизнедеятельности. Трофическая связь может быть прямой и косвенной. Прямая связь проявляется при питании львов живыми антилопами, гиен трупами зебр, жуков-навозников пометом крупных копытных и т.д. Косвенная связь возникает при конкуренции разных видов за один пищевой ресурс.
Топические связи проявляются в изменении одним видом условий обитания другого вида. Например, под хвойным лесом, как правило, отсутствует травянистый покров.
Форические связи возникают, когда один вид участвует в распространении другого вида. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей – форезия.
Фабрические связи заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида. Например, птицы используют для постройки гнезд ветви деревьев, шерсть млекопитающих, траву, листья, пух и перья других видов птиц т. п. Личинки ручейников строят домики из кусочков ветвей, коры или листьев растений, из раковин мелких видов катушек, захватывая даже раковинки с живыми моллюсками.
Адаптации – различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации – одно из основных свойств живой материи, обеспечивающее возможность ее существования. Адаптации развиваются под действием трех основных факторов: наследственность, изменчивость и естественный (а также искусственный) отбор.
Основные механизмы адаптации на уровне организма:
Морфо-анатомические адаптации – изменения в строении организма (например, видоизменение листа в колючку у кактусов для снижения потерь воды, яркая окраска цветков для привлечения опылителей и др.). Морфологические адаптации у растений и животных приводят к образованию определенных жизненных форм.
Физиологические адаптации – изменения в физиологии организма (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления запасов жира, наличие целлюлозоразрушающих ферментов у целлюлозоразрушающих бактерий и др.).
Этологические (поведенческие) адаптации – изменения в поведении (например, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период, брачные игры у птиц и млекопитающих в период размножения и др.). Этологические адаптации характерны для животных.
Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание: в тексте имеются некоторые схемы и таблицы.
Вопросы для самоконтроля:
- Что такое симбиоз?
- Чем отличается аменсализм от комменсализма?
- Каковы особенности внутривидовых отношений?
- Какие экосистемы бывают?
- Что такое сукцессия?
- Что такое гомеостаз?
Рекомендуемая литература:
Осн. литература: 5 (с.17-23), 8 (с.25-36),
Доп. литература: 11 (с.15-31), 12 (с.8-12), 14 (с.42-45), 17 (с.212-221)
Название темы №3: Биосфера и ее устойчивость
Цель лекции: Получить представление о критериях устойчивости биосферы
Ключевые слова: стратосфера, мезосфера, ионосфера, оргон, озон, парниковые газы, кислотные дожди и т.д.
Основные вопросы (положения) и краткое содержание:
- Формирование концепции биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере.
- Концепция живого вещества. Функции биосферы.
- Уровни организации живой материи.
Главнейшие аспекты учения Вернадского:
1. Представление о планетарной геохимической роли живого вещества. Живое вещество преобразует облик планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
2. Представление об организованности биосферы, являющейся продуктом сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом за время геологической истории Земли. Организованность проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды.
Классификация живого вещества по характеру питания (по трофическому статусу) В любой экологической системе живое вещество по характеру питания или по трофическому статусу представлено двумя группами организмов: автотрофами и гетеротрофами.
Биосфера - глобальная экологическая система планеты, включающая в себя все живые организмы вместе со средой их обитания.
Биосфера представляет собой совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их влиянием и занята продуктами их жизнедеятельности.
Организмы делят на пять больших царств:
1. Монеры, или бактерии – одноклеточные организмы, клетки которых имеют простое строение.
2. Протисты – одноклеточные организмы с более сложной структурой.
3. Растения – автотрофные (питающиеся неорганическими веществами) организмы, для которых характерны способность к фотосинтезу и наличие плотных клеточных оболочек, состоящих, как правило, из целлюлозы; запасным веществом обычно служит крахмал.
4. Животные – гетеротрофные (питающиеся готовыми органическими веществами) организмы, не способны к фотосинтезу и, как правило, не имеют плотных клеточных оболочек; запасным веществом обычно служит гликоген. Отсутствие резкой границы между растениями и животными является следствием их общего происхождения, что подтверждается принципиальным единством путей обмена веществ, клеточным строением, общими закономерностями механизмов наследственности и изменчивости.
5. Грибы – одноклеточные или многоклеточные, разнообразные по размерам и строению гетеротрофные организмы с клеточной стенкой, состоящей из хитина (как у некоторых животных) или целлюлозы (как у растений).
