Статева структура –співвідношення особин різної статі

Етологічна структура популяцій – це система взаємовідносин між її особинами.

Для особин популяції характерними є :

– поодинокий спосіб життя – особини популяції більш-менш відокремлені просторово і збираються групами лише на період розмноження;

– груповий спосіб життя – утворення постійних родин, колоній, табунів, зграй тощо.

Родинний (сімейний) спосіб життя пов'язаний з підсиленням зв'язків між батьками та нащадками (напр., у тигрів молоді особини тримаються біля матері до 2-3 років). Родина – група особин, в якій разом мешкають батьки і діти, де перші піклуються про останніх. Прикладом родин особливого типу можуть бути птахи, ссавці (леви, ведмеді, вовки).

Колонія – це групове поселення тварин (коралові рифи, поселення пінгвінів та ін.).

Зграя – тимчасове рухоме угруповання тварин (сарана, горобці, вовки тощо).

Табун (стадо) – це найбільш тривалі і постійні групи тварин (китоподібні, мавпи, копитні тварини та ін.). Для особин в зграї або табуні характерна ієрархія – система поведінкових зв'язків, яка визначає їхній доступ до їжі, розмноження тощо і проявляється в особливостях поведінки.

Поняття "біоценоз" було запропоноване в 1877 році німецьким зоологом Мебіусом. Кожний біоценоз характеризується суворо визначеним видовим складом. Видова структура біоценозу – різноманітність у ньому видів живих організмів і співвідношення їхчисельності чи маси.

Просторова структура біоценозу характеризує розміщення організмів у просторі у відповідності до кількості сонячної енергії, яка їм необхідна для повноцінного функціонування.

Трофічна структура біоценозу виникає внаслідок харчових взаємовідносин, які існують між організмами.

Місце виду в біоценозі, яке є наслідком його взаємодії з абіотичними та біотичними факторами довкілля називають е кологічною нішею виду. На розширення чи звуження екологічної ніші виду великий вплив мають конкуренти.

У 1935р. англійським екологом А. Тенслі був запропонований термін "екосистема". В структурі будь-якої екосистеми завжди виділяють чотири функціональні компоненти: абіотичне оточення, продуценти, консументи, редуценти. Між цими ланками в екосистемі відбувається кругообіг речовин і енергії, який можливий завдяки харчовим відносинам між організмами в біоценозах.

Продуценти – це автотрофні фото- або хемосинтезуючі організми, які здатні синтезувати складні органічні речовини з простих неорганічних сполук. Основними продуцентами в наземних та водних екосистемах є зелені рослини.

Консументи – це гетеротрофні організми, які використовують органічну речовину продуцентів або інших консументів. До них відносять тварин, більшість мікроорганізмів, частково комахоїдних рослин.

Залежно від того, чим харчується консумент, розрізняють консументи декількох порядків. Консументи 1-го порядку живляться продуцентами, тобто в основному зеленими рослинами (рослиноїдні, травоїдні тварини). Консументи 2-го порядку живляться консументами 1-го порядку. Це м'ясоїдні тварини (комахоїдні, рибоїдні, хижі тварини). Консументи 3-го порядку існують за рахунок поїдання консументів 2-го порядку (хижаки хижаків), як, наприклад, беркут полює на лисиць, рибоїдний хижий птах скопа ловить щук, які теж є хижими тощо. У хижаків є паразити, які харчуються за рахунок перших. Таких паразитів відносять до консументів 4-го порядку. А за рахунок консументів 4-го порядку живляться консументи 5-го порядку (паразити паразитів). Розподіл консументів на порядки різного рангу досить умовний. Один і той самий вид у цьому біоценозі може бути віднесений до консументів різних рівнів. Якщо, наприклад, скопа живиться щукою, то вона посідатиме в екосистемі рівень "хижак хижака", або консумента 3-го порядку. В разі харчування нехижими рибами, скопа посідатиме рівень консумента
2-го порядку. Лисиця, яка живиться влітку ягодами, займає рівень консумента 1-го порядку, коли ж вона взимку полює на мишей, то тоді – рівень консумента 2-го порядку.

Редуценти – організми, які розкладають мертву органічну речовину та перетворюють її в неорганічні сполуки, що легко засвоюються іншими організмами.

До редуцентів належать бактерії, гриби, з тварин – сапрофаги (ті, що харчуються органічною речовиною мертвих тіл або екскрементами інших тварин: жуки-мертвоїди, кожеїди, гнойовики, личинки деяких мух, дощові черв'яки, раки, гієни, грифи, ворони та ін.), копрофаги (харчуються екскрементами головним чином ссавців: жуки гнойовики, личинки багатьох двокрилих та ін.), некрофаги (харчуються мертвими тваринами, головним чином хребетними: жуки-могильники, гнойовики, грифи, гієни, шакали та ін.).

Таким чином, продуценти створюють органічну речовину в екосистемі з простих неорганічних сполук за рахунок сонячної енергії або енергії хімічних зв'язків, чим забезпечують себе всіма необхідними поживними речовинами та енергією (автотрофи). На противагу їм, консументи та редуценти використовують уже готову органічну речовину і накопичену в ній енергію для забезпечення своєї життєдіяльності (гетеротрофи).

Всі живі організми є об’єктами живлення для інших, тобто пов’язані між собою енергетичними відносинами.

Для існування екосистеми необхідний постійний потік речовин, який є замкненим і потік енергії, який є однонаправленим. Якщо екосистема не отримує енергетичного підживлення, вона перестає існувати.

Шляхи, за якими в екосистемі здійснюється постійний потік речовин і енергії називаються л анцюгами живлення (трофічними ланцюгами). Термін "ланцюг живлення" був запропонований Ч. Елтоном.

Серед харчових ланок, що починаються з живих автотрофних рослин можна виділити ланцюги хижаків і ланцюги паразитів.

Харчові ланцюги хижаків ідуть від продуцентів до травоїдних, що поїдаються дрібними хижаками; останні в свою чергу поїдаються більш великими хижаками. У міру пересування по ланцюгу живлення, як правило, тварини все більше збільшуються в розмірах і зменшуються чисельно. Наприклад: сосна звичайна – попелиця – сонечко – павуки – комахоїдні птахи – хижі птахи.

Харчові ланцюги паразитів на відміну від ланцюгів хижаків ведуть до організмів, які все більше зменшуються у розмірах і збільшуються чисельно: трава – травоїдні ссавці – блохи – джгутикові. У цьому випадку ссавці є середовищем існування для багаточисельних бліх, які харчуються їх кров'ю, а в організмі бліх можуть розвиватися тисячі одноклітинних джгутикових.

Також існують харчові ланцюги, які починаються від неживих органічних речовин, коли консументами виявляються дрібні тварини, переважно багаточисельні безхребетні, які живуть у ґрунті, харчуються опалим листям або ж бактерії і гриби, які розкладають органічні речовини. У більшості випадків діяльність обох груп організмів відрізняється великою злагодженістю: тварини створюють умови для роботи мікроорганізмів, розділяючи трупи загиблих тварин і рослин на дрібні частки.

Спільні ланки зв'язують ланцюги живлення в складну систему. Внаслідок цього у кожному біогеоценозі, історично формуються комплекси ланцюгів живлення, які є одним цілим. Так, створюються сітки живлення.

Основна частина енергії, яка надходить з їжею, використовується тваринами на підтримання життєдіяльності і лише незначна частина – на побудову тіла, ріст і розмноження. Тобто більша частина енергії при переході з однієї ланки харчового ланцюга на іншу – втрачається, адже до наступної ланки потрапляє тільки та енергія, яка є у масі організму. За розрахунками, ці втрати складають приблизно 90% на кожній ланці ланцюга. Тобто, якщо калорійність рослинного організму 1000 Дж, то при повному його поїданні травоїдною твариною в тілі останньої залишиться лише 100 Дж, а в тілі хижака – лише 10 Дж. Таким чином, ланцюг живлення може складатися лише з 4 – 6 ланок.

Класифікація основних природних екосистем світу

1. Тундри.

2. Лісові екосистеми помірного клімату.

3. Вічнозелені тропічні ліси.

4. Степи.

5. Пустелі.

6. Болота.

7. Водні екосистеми.

Хід роботи

1. Оберіть одну з основних природних екосистем світу і опишіть її особливості: клімат, рослинний і тваринний світ (використовуйте додаток Б).

2. Наведіть приклади особин тваринного світу з обраної вами екосистеми, для яких характерними є поодинокий і груповий спосіб життя (родинний, колоніальний, утворення зграй тощо).

3. Складіть простий харчовий ланцюг, а на його основі – схему трофічної мережі обраної вами екосистеми. Зробіть відповідні підписи.

4. Який вид спорту може негативно впливати на описану Вами екосистему і яким чином?

5. Виконайте завдання екологічного змісту.

Завдання екологічного змісту

1. Чи є популяцією а) група гепардів у зоопарку; б) сім’я вовків; в) окуні в озері; г) пшениця в полі; д) пташиний базар; е) бурі ведмеді на о. Сахалін; є) колонія граків; ж) всі рослини ялинника. Поясніть.

2. Чому бактеріям, порівняно з іншими організмами, потрібно найменше часу, щоб "заселити біосферу" (досягти максимальної можливої чисельності популяції?)

3. Яка з природних зон Землі відрізняється найбільшою щільністю життя: а) тундра; б) тайга; в) степ; г) тропічний ліс?

4. Вибуховий приріст світового населення у другій половині ХХ століття відбувся за рахунок: а) підвищення рівня народжуваності; б) зниження рівня смертності завдяки покращенню харчування і санітарно-гігієнічних умов життя; в) промислової революції; г) використання нових джерел енергії; д) покращання жіночої освіти.

5. У якому віці ймовірність загибелі чи смерті представників населення сучасних розвинених країн найнижча? Чому?

6. Які способи життя характерні для особин популяції людини? Наведіть приклади, поясніть.

7. Що забезпечує сумісне мешкання багатьох видів у будь-якому біогеоценозі: а) живлення їх одним типом їжі; б) живлення різними харчовими об’єктами; в) наявність екологічних ніш?

8. Кілька десятиліть тому для збільшення чисельності мисливських травоїдних тварин у різних країнах світу здійснювалися програми масовою винищення хижаків. Проаналізуйте, до яких наслідків могло б привести успішне виконання цих програм.

9. У господарстві вирили котлован і заповнили його водою. Чи можна зразу заселити його рибою і чекати збільшення її чисельності?

10. Поясніть, чому з популяції дикого кабана, без ризику її знищити, можна видалити до 30% особин, тоді як допустимий відстріл лосів не повинен перевищувати 15% чисельності популяції?

Сформулюйте і запишіть висновок до лабораторної роботи.

Контрольні запитання

1. Що таке ареал, популяція?

2. Які екологічні характеристики популяцій вам відомі?

3. Яку структуру мають популяції?

4. Що таке біоценоз? Яку структуру має біоценоз?

5. Що таке екологічна ніша?

6. Що називається екосистемою? З яких компонентів вона складається?

7. Що таке харчовий ланцюг? Що він відображає?

8. Які екосистеми світу Вам відомі?

Список рекомендованої літератури

1. Злобін Ю. А. Загальна екологія / А. Ю. Злобін, Н. В. Кочубей. – Суми: ВТД Університетська книга, 2003. – 416 с. (С. 73-164).

2. Чернова Н. М. Экология / Н. М. Чернова, А. М. Былова. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1988. – 272 с. (С. 178-194, 208-217).

3. Заверуха Н. М. Основи екології: навчальний посібник / Н. М. Заверуха, В. В. Серебряков, Ю. А. Скиба. – К.: Каравелла, 2006. – 368 с. (С. 47-87).

Лабораторна робота 3

Продуктивність
та зміни екосистем.
Екологічні піраміди

Мета роботи: вивчити взаємозв’язки між організмами на різних трофічних рівнях і розглянути відображення цих взаємозв’язків в екологічних пірамідах.

Матеріали та обладнання: роздаткові матеріали із зображенням різних видів екологічних пірамід, змін екосистем, штучних екосистем, схеми потоку енергії і речовини.

Програма підготовки до заняття

1. Продуктивність екосистем.

2. Види продукції в екосистемах.

3. Типи екологічних пірамід.

Питання для самостійного опрацювання

1. Зміна екосистем, сукцесії.

2. Природні і штучні екосистеми.

Після опрацювання матеріалу теми Ви повинні знати: – поняття продуктивності екосистеми та правила екологічних пірамід; – поняття сукцесії, штучної екосистеми та агроценозу.

Після опрацювання матеріалу теми Ви повинні вміти: – пояснити особливості функціонування екосистем; – наводити приклади екологічних пірамід; – наводити приклади змін біоценозів та приклади агроекосистем.

Ключові поняття і терміни: екосистема, продуценти, консументи, редуценти, продуктивність екосистеми, первинна продукція, вторинна продукція, екологічна піраміда, піраміда чисел, піраміда біомаси, піраміда енергії, правило екологічних пірамід, сукцесія, агроценоз.