В связи с этим ряд видов травянистых растений начинает развиваться еще зимой по мере уменьшения мощности снежного покрова и повышения температуры воздуха и земной поверхности.

В широколиственных лесах появляется группа весенних эфемероидов, которые, закончив цветение ранней весной, затем либо вегетируют, либо теряют свои надземные органы (ветреница дубравная, гусиный лук и др.). Бутоны этих растений зачастую развиваются с осени, с бутонами растения уходят под снег, а ранней весной, еще под снегом, начинают развиваться цветки.

Ветреница (анемона) - род корневищных трав (изредка полукустарников) семейства лютиковых. Всего известно около 150 видов, произрастающих по всему земному шару. Многие виды ветреницы являются ранневесенними растениями (например, ветреница дубравная).

Мощная подстилка позволяет перезимовать и разнообразным беспозвоночным. Поэтому почвенная фауна широколиственных лесов богаче, чем хвойных. В широколиственных лесах обычны такие животные, как крот, питающийся дождевыми червями, личинками насекомых и другими беспозвоночными.

Ярусная структура широколиственных лесов сложнее структуры таежных лесов. В них обычно выделяется от одного (мертвопокровные бучины) до 3 - 5 ярусов (дубравы). Моховый покров в широколиственных лесах развит слабо из-за мощной подстилки. Все одноярусные широколиственные леса являются мертвопокровными.

Большая часть травянистых растений широколиственного леса относится к дубравному широкотравью. Растения этой экологической группы имеют широкие и нежные листовые пластинки и являются тенелюбивыми.

В широколиственных лесах Евразии много семеноядов, среди которых особенно разнообразны различные виды мышей: лесная мышь, желтогорлая мышь, азиатская мышь и др. В североамериканских лесах мыши замещаются хомячками, имеющими облик мышей, а также представителями примитивных тушканчиков, которые хорошо лазают по деревьям. Как все мышовки, они питаются не только растительной пищей (преимущественно семенами), но и мелкими беспозвоночными.

Широколиственные леса не образуют сплошной полосы, охватывающей Северное полушарие. Значительные массивы широколиственных лесов имеются в Западной Европе, в предгорьях Кузнецкого Алатау, где они образуют сплошной остров липовых лесов, на Дальнем Востоке и др. Значительные участки широколиственных лесов имеются также и в Северной Америке.

Широколиственные леса неоднородны по флористическому составу. Так, на западе Европы в районах мягкого климата встречаются широколиственные леса с господством каштана настоящего и с примесью бука лесного. Далее к востоку господствуют очень тенистые буковые леса с единственным ярусом древостоя. Далее на восток, не переходя за Урал, преобладают дубравы.

В северо-восточной части Северной Америки имеются леса с доминированием бука американского и сахарного клена. Они менее тенисты, чем европейские буковые леса. Осенью листва северо-американских широколиственных лесов окрашивается различными тонами красных и желтых цветов. В этих лесах имеется несколько видов лиан - ампелопсис, известных под названием «дикий виноград».

27.Учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения культурных

Растений.

Вторым важным вкладом Н. И. Вавилова в учение об исходном материале для селекции являются сформулированные им представления о центрах происхождения культурных растений. Ценное природное разнообразие исходных форм использовалось человеком еще много столетий назад, когда работа по одомашниванию и использованию дикорастущих форм велась стихийно, подчиняясь лишь опыту и интуиции исследователя. Между тем правильный выбор исходного материала часто является определяющим фактором успеха селекционной работы. Чем богаче выбор исходного материала, тем легче селекционер может отобрать ценные формы, нужные для создания нового сорта.

Изучение ботаническими и генетическими экспедициями, возглавляемыми Н. И. Вавиловым, разнообразия мировых растительных ресурсов в разных районах пяти континентов земного шара позволило Н. И. Вавилову сформулировать учение о центрах происхождения культурных растений. В основе его лежат данные о том, что наибольшее разнообразие форм того или иного вида сосредоточено в районах его исторического происхождения. Применяя ботанико-географический метод исследования мировых растительных ресурсов, Н. И. Вавилов установил первичные центры происхождения культурных растений, связанные с древними очагами цивилизации и местом первичного возделывания растений, а также вторичные центры, связанные с последующими периодами культуры земледелия. Было обнаружено, что популяции растений имеют наибольшую генетическую изменчивость в центрах происхождения. Именно эти районы стали впоследствии источником ценного исходного материала для селекции новых сортов растений. Перечислим лишь наиболее важные виды растений, возникшие в каждом из 8 открытых Н. И. Вавиловым центров происхождения культурных растений.

Китайский центр является центром происхождения сои, гречихи, проса, гаоляна, редьки, вишни, сливы. Индийский центр - очаг возникновения риса, сахарного тростника, цитрусовых, огурца, баклажана, черного перца. Среднеазиатский центр — родина мягких пшениц, бобов, гороха, льна, конопли, репы, моркови, чеснока, груши, абрикоса. В Переднеазиатском центре произошли многие виды пшеницы, ржи, ячменя, инжира, розы. Со Средиземноморским центром связано происхождение сахарной свеклы, капусты, петрушки, маслин. Абиссинский центр в Африке — родина твердых пшениц, сорго, бананов, кофе. На территории Северной Мексики и центральных районов Северной Америки расположен центр происхождения кукурузы, хлопчатника, табака, тыквы. Родиной картофеля и ананаса является Южноамериканский центр.

Исследования Н. И. Вавилова о центрах происхождения имеют не только теоретическое значение. Многочисленные экспедиции, организованные под его руководством в разные центры природного разнообразия возделываемых форм растений, позволили создать во Всесоюзном институте растениеводства (Ленинград), носящем теперь имя Н. И. Вавилова, и на его многочисленных опорных пунктах во всех районах страны богатейшую коллекцию ценного исходного материала, служащего незаменимой основой для создания новых сортов растений.

28.Основные положения теории происхождения видов Ч. Дарвина.

Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

1.Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2.Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3.В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отборосуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4.Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

29.Биом степей: общая характеристика (климат, почва, генезис, флора,

фауна).

Степи – это безлесные сообщества многолетних ксерофитных трав. В Евразии они так и называются – степи, в С. Америке – прерии, в Ю. Америке – пампасы, в Австралии устоявшихся названий они не имеют. Территориальная разобщенность их связана с недостатком увлажнения.

Климат. В степях выпадает 350-450 мм осадков в год, в прериях – до 800 мм, в пампасах – 600 мм. Однако наблюдается засуха – период с обостренным дефицитом влаги. Выраженность засухи различная, так как от широтного положения зависит испаряемость: степи находятся в умеренном поясе, прерии – в умеренном и субтропическом поясах, пампасы – в субтропиках.

Топография сугубо региональна. Степи Евразии вытянуты в виде зоны с запада на восток; прерии – в меридиальном направлении и занимают середину материка С.Америки, там, где сильнее выражена континентальность климата; пампасы Ю. Америки связаны с особенностями местной циркуляции воздуха.

Почвы: богатые гумусом черноземы и темно-каштановые почвы.

Генезис: молодой ландшафт и флора частично унаследована от флоры неогена, а частично – от лесной флоры межледниковий.

Гипотезы происхождения степей

1. Само появление зонального степного ландшафта связывают с ледниковым периодом, с окраинно-ледниковыми водоразделами, которые слабо увлажнялись в условиях стационарного антициклона над ледником.

2. Вторая гипотеза заключается в том, что первичными были доледниковые травостои, развивавшиеся в теплых и сухих условиях, которые при похолодании частично адаптировались, а частично изменились.

3. Выпас дикого скота вызвал появление у растений системы защиты: накопление кремния, одревеснение тканей. Такие травы устойчивы к вытаптыванию, быстро отрастают.

Флора

Особенность флоры – это безлесье, вызванное следующими причинами:

1. Конкуренцией трав, которые формируют мощную дернину, препятствующую прорастанию семян деревьев.

2. Если семена прорастают, то на них влияют: засоленность почв, ветры - суховеи, дефицит влаги.

Поэтому деревья растут только в оврагах, долинах рек, но часто встречаются кустарники. Травянистые растения степей очень разнообразны. В степях Евразии господствуют ковыли, пырей, мятлик, двудольные. В прериях С. Америки – бизонья трава (трава грамма), пырей, ковыли, двудольные, в том числе высокотравье: флоксы, астры, кактусы, подсолнухи. В пампасах Ю. Америки травостой гораздо беднее: ковыли, осоки, ячмени, люцерна. В степях Патогонии – мятлик, табак, ковыль. Вдоль рек встречаются ивы, камыш, тростник, тополь. В неплакорных условиях растут широколиственные леса: дуб, граб, ясень, клен.

Фауна

В целом отличается обилием грызунов, землероек, рептилий, хищных птиц, млекопитающих. В степях Евразии обитают сурки, хомячки, сайгаки, волки, шакалы. В прериях встречаются бизоны, олень-вапити, американский олень, вилорогая антилопа луговая собака, земляная белка. В пампасах живут пампасные олени, грызуны, змеи, ящерицы, муравьи.

Подзоны степей

Все разнообразие травостоев в степях укладывается в несколько жизненных форм. По соотношению злаков, двудольных трав и полукустарников степи и прерии делятся на подзоны.

1. Подзона северных луговых степей Евразии: Венгерские пушты, степи Украины, степи Европейской России. Здесь много двудольных трав со злаками (больше корневищных, чем дерновинных) и примесью кустарников. Это красочные степи, так как с весны до конца осени до 11 раз сменяется цветной ковер (фенофазы). Имеют ярусы: верхний (100 см)- тысячелистники, хризантемы, коровяк; второй (70 см) – ковыль; третий (40 см) – типчак, шалфей, фиалки, чабрец. Продуктивность фитомассы до 110 ц/га в год.

2. Восточные луговые прерии С. Америки отличаются богатейшими травостоями, сильной задернованностью, и погодичной изменчивостью феноритмов (засухи). Восточнее 100^о з.д. в Великих равнинах расположены высокотравные прерии сопоставимые с луговыми степями Евразии, где растут ковыли, фиалки, флоксы, традесканции. Продуктивность прерий – 200 ц/га в год.

3. Подзона южных типичных степей Евразии распространена от Украины до Маньчжурии. Там мало двудольных трав, господствуют дерновинные злаки – это ковыльные степи. Здесь больше эфемеров и меньше кустарников. На юге подзона опустынивается: появляются полукустарники (полыни) и солянки. Реже меняется облик степи – 3 раза в сезон Продуктивность равна 80 ц/га в год.

4. Западные злаковые прерии низкотравны, являются аналогами ковыльных степей Евразии. Здесь часто бывают засухи и феноритмика неустойчива. Растут злаки с примесью горной лилии, полыни, дикого лука, а на юге – кактусов и опунций. Продуктивность – 140 ц/га в год.

5.Пампасы на подзоны не делятся. Для них типичны не сложные по структуре осоково-злаковые травостои, обилие подушечные растений и крайне низкая продуктивность фитомассы –10-15 ц/га в год. Это хорошие пастбища, но есть интродуцированные виды растений: ячмень, желтая люцерна, что связано с перевыпасом скота.

Биоресурсы.

1. Почвы богаты гумусом, что является основой для зернового хозяйства;

2. Травостои являются пастбищами – основа животноводства;

3. Имеются охотничьи ресурсы.

Основная экологическая проблема – это ветровая эрозия («черные бури»).

30.Температура как абиотический фактор среды. Приспособления

организмов к неблагоприятным температурным условиям.

Все химические процессы, протекающие в организме, зависят от температуры. Изменения тепловых условий, часто наблюдаемые в природе, глубоко отражаются на росте, развитии и других проявлениях жизнедеятельности животных и растений. Различают организмы с непостоянной температурой тела пойкилотермные и организмы с постоянной температурой тела гомойтермные. Пойкилотермные животные целиком зависят от температуры окружающей среды, тогда как гомойтермные способны поддерживать постоянную температуру тела независимо от изменений температуры окружающей среды. Подавляющее большинство наземных растений и животных в состоянии активной жизнедеятельности не переносит отрицательной температуры и погибает. Верхний температурный предел жизни неодинаков для разных видов редко выше 4045 С. Некоторые цианобактерии и бактерии обитают при температурах 7090 С, в горячих источниках могут жить и некоторые моллюски (до 53 С). Для большинства наземных животных и растений оптимум температурных условий колеблется в довольно узких пределах (1530 С). Верхний порог температуры жизни определяется температурой свертывания белков, поскольку необратимое свертывание белков (нарушение структуры белков) возникает при температуре около 60 С.

Пойкилотермные организмы в процессе эволюции выработали различные приспособления к изменяющимся температурным условиям среды. Главным источником поступления тепловой энергии у пойкилотермных животных внешнее тепло. У пойкилотермных организмов выработались различные приспособления к низкой температуре. Некоторые животные, например, арктические рыбы, обитающие постоянно при температуре 1,8 С, содержат в тканевой жидкости вещества (гликопротеиды), препятствующие образованию кристаллов льда в организме; у насекомых накапливается для этих целей глицерин. Другие животные, наоборот, увеличивают теплопродукцию организма за счет активного сокращения мускулатуры так они повышают температуру тела на несколько градусов. Третьи регулируют свой теплообмен за счет обмена тепла между сосудами кровеносной системы: сосуды, выходящие из мышц, тесно соприкасаются с сосудами, идущими от кожи и несущими охлажденную кровь (такое явление свойственно холодноводным рыбам). Адаптивное поведение проявляется в том, что многие насекомые, рептилии и амфибии выбирают места на солнце для обогрева или меняют различные позы для увеличения поверхности обогрева.

У ряда холоднокровных животных температура тела может меняться в зависимости от физиологического состояния: к примеру, у летающих насекомых внутренняя температура тела может подниматься на 1012 С и более вследствие усиленной работы мышц. У общественных насекомых, особенно у пчел, развился эффективный способ поддержания температуры путем коллективной терморегуляции (в улье может поддерживаться температура 3435 С, необходимая для развития личинок).

Пойкилотермные животные способны приспосабливаться и к высоким температурам. Это происходит также разными способами: теплоотдача может происходить за счет испарения влаги с поверхности тела или со слизистой верхних дыхательных путей, а также за счет подкожной сосудистой регуляции (например, у ящериц скорость тока крови по сосудам кожи увеличивается при повышении температуры).

Наиболее совершенная терморегуляция наблюдается у птиц и млекопитающих гомойтермных животных. В процессе эволюции они приобрели способность поддерживать постоянную температуру тела благодаря наличию четырехкамерного сердца и одной дуги аорты, что обеспечило полное разделение артериального и венозного кровотока; высокого обмена веществ; перьевого или волосяного покрова; регуляции теплоотдачи; хорошо развитой нервной системы приобрели способность к активной жизни при разной температуре. У большинства птиц температура тела несколько выше 40 oС, а у млекопитающих несколько ниже. Весьма важное значение для животных имеет не только способность к терморегуляции, но и адаптивное поведение, постройка специальных убежищ и гнезд, выбор места с более благоприятной температурой и т.п. Они также способны приспосабливаться к низким температурам несколькими путями: кроме перьевого или волосяного покрова, теплокровные животные с помощью дрожи (микросокращения внешне неподвижных мышц) уменьшают теплопотери; при окислении бурой жировой ткани у млекопитающих образуется дополнительная энергия, поддерживающая обмен веществ.

Приспособление теплокровных к высоким температурам во многом сходно с аналогичными приспособлениями холоднокровных потоотделение и испарение воды со слизистой рта и верхних дыхательных путей, у птиц только последний способ, так как у них нет потовых желез; расширение кровеносных сосудов, расположенных близко к поверхности кожи, что усиливает теплоотдачу (у птиц этот процесс протекает в неоперенных участках тела, например через гребень). Температура, как и световой режим, от которого она зависит, закономерно меняется в течение года и в связи с географической широтой. Поэтому все приспособления более важны для обитания при отрицательных температурах.

31.Краткая характеристика отделов растений.