Биотические: воздействие организмов друг на друга

фитогенные (прямые (паразитизм, симбиоз, механические контакты) и косвенные (влияние растений на среду обитания);

зоогенные (прямые и косвенные);

микробогенные и микогенные).

Антропогенные – влияния деятельности человека. ( промышленное, с.х производства)

II По характеру воздействия (Мончадский А.С.):

Периодические(факторы, значения которых периодически меняются в течении суток, сезона, года или по годам)

первичные (температура, освещенность, приливы/отливы), связаны с вращением Земли; адаптации наиболее древние и совершенные;

вторичные (влажность, пища), следствие первичных факторов; адаптации не так четко выражены, но более разнообразны.

Непериодические(обычно не существуют, проявляются внезапно – наводнения, извержение вулкана, и т.п., антропогенные факторы), к большинству факторов этой группы адаптаций не существует.

Закономерности воздействия экологических факторов: подавляющее большинство экологических факторов характеризуется большой изменчивостью в пространстве и во времени, однако в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях можно выявить общие закономерности.

Закон оптимума (толерантности) Шелфорда: у каждого живого организма в отношении различных экологических факторов существует пределы выносливости, между которыми распологается его экологический оптимум ( самый благоприятный)

I Зона оптимума (нормальной жизнедеятельности)

II Зона пессимума (угнетения)

min и max – критические значения экологического фактора, за пределами которых особь не может существовать

Значения фактора между критическими точками – зона выносливости (экологическая валентность).

По величине экологической валентности различают:

эврибионты (большая экологическая валентность): эвритермный, эврибатный, эвригалинный (бурый медведь, волк, лисица; тростник, ряска, крапива);

стенобионты (узкая экологическая валентность): стенобатный и пр. (форель;орхидея).

Лимитирующий фактор - это экологический фактор ограничивающий жизнедеятельность организмов, определяет географическое распределение вида.

Изменчивость факторов среды: суточная, сезонная и пр.

Закономерности взаимодействия экологических факторов друг с другом:

оптимальная зона и пределы выносливости организма по отношению к тому или иному фактору могут заметно смещаться в зависимости от того, в каком сочетании и с какой силой действуют одновременно другие факторы;

к каждому из факторов среды виды приспосабливаются относительно независимым путем, т.е. степень выносливости к одному фактору не означает выносливости к остальным;

один фактор нельзя заменить другим фактором (например, свет для растений нельзя заменить теплом).

Температура как экологический фактор. Особенности изменения теплового режима на Земле. Специфика теплообмена у живых организмов. Пойкилотермия, гомойотермия, гетеротермия. Способы терморегуляции у пойкилотермных организмов: физиологические и физическая и поведенческая. Экологические преимущества пойкилотермии и гомойотермии.

1)Тепловой режим – одно из важнейших условий существования организмов, т.к. все физиологические процессы в них происходят лишь при определенной температуре. Тепловой режим на земном шаре крайне неоднороден, следовательно существуют определенные закономерности теплового режима на поверхности земли.

Приход тепла на земную поверхность обеспечивается солнечной радиацией. Количество доходящей до земли солнечной радиации зависит от продолжительности дня, от прозрачности атмосферы, от угла падения солнечных лучей, таким образом, приход тепла на земную поверхность по разному представлен на разных широтах и высоте над уровнем моря, обеспечивая тем самым разный температурный режим в разных районах земного шара.

2) Физико-химические процессы в клетке могут протекать от 0 до +50 градусов цельсия. Экологический оптимум для большинства видов от +20 до +30. Однако жизнь на земле существует всюду, несмотря на ограничения - благодаря к адаптациям в крайних температурах.

Важнейшим механизмом – является интенсивность обмена веществ – по этому параметру все организмы делятся на 3 экологические группы:

1. Пойкилотермные – характеризуются низким уровнем обменных процессов, непостоянной температурой тела, почти полным отсутствием механизмов терморегуляции (поддержание постоянной температуры тела), растения, все беспозвоночные, низшие позвоночные.

2. Гомойотермные – характеризуются высокой интенсивностью окислительно-восстановительных реакций, постоянной температурой тела, четко выраженной способностью к терморегуляции (птицы)

3. Гетеротермные – животные с колеблющимся уровнем обмена вв, и температурой тела в течении суток, или в отдельные сезоны (ежи, суслики, медведи).

Основные адаптации пойкилотермных организмов:

1. Физиологические адаптации - впадают в состояние анабиоза(приостановка всех жизненных процессов организма)

2. Поведенческая – перемещаются в более благоприятные условия обитания

Экологические преимущества пойкилотермии и гомойотермии:

1.По характеру изменения интенсивности обменных процессов, при изменении температуры, они прямо противоположны

2. Пойкилотермным организмам нужно меньше корма, пища как строительный а не энергетический материал, а так как они не способны к терморегуляции, значит территории земного шара становятся для них недоступными из-за низких температур

3. Гомойотермные меньше зависят от температуры ОС.

Свет как экологический фактор. Роль света в жизни растений. Экологические группы растений по отношению к свету и их адаптации к световому режиму. Сигнальное значение света. Биологические ритмы: суточные, сезонные и многолетние. Сущность явления фотопериодизма у растений и животных.

Свет является первичным и основным источником энергии на земле, без которого жизнь не возможна.

Свет как экологический фактор имеет 2 важных значения:

1. В жизни растений: без света не возможна фотосинтезирующая деятельность зеленых растений. Фотосинтез, в результате которого в органах растений образуется первичное органическое вещество, в конечном счете, являющееся пищей для всех жизненных организмов – является важным процессом. Человеческий глаз воспринимает солнечные лучи 380-750нм, область солнечного света, используемая растениями при фотосинтезе 380-710нм-ФАР(физиологически активная радиация). Внутри ФАР наибольшее значение для фотосинтеза имеют красно-оранжевые лучи 600-800нм, желто-зеленые лучи имеют наименьшее значение 500-600нм.

Т.к. свет является частью солнечной радиации, закономерности распределения его на земле аналогичны соответствующим закономерностям распределения солнечной радиации(см температуру).

Экологические группы растений по отношению к свету:

- гелиофиты (светолюбивые)

-сциофиты (тенелюбивые)

-теневыносливые (факультативные гелиофиты)

Эти группы различаются положением экологического оптимума фотосинтеза.

У светолюбивых(гелиофиты) он находится в области сильной освещенности, и сильное затенение действует на них плохо. К ним относятся растения хорошо освещенных местообитаний(степь, луг, светлых лесов)

Тенелюбивые (сциофиты) – оптимум в области слабой освещенности, и не выносят сильного света, относятся все виды сильно затененных обитаний.
Теневыносливые – имеют широкую экологическую амплитуду по отношению к свету, адаптируются к затенению(луговые растения, лесные травы и кустарники, и тд)

Основные адаптации к световому довольствию у сциофитов и гелиофитов:

Вывод: даже для светолюбивых избыток света является лимитирующим фактором, поэтому у них есть приспособления для ограничения света(см таблицу)

2. Сигнальное значение света.Многие процессы в природе характеризуются правильной повторяемостью, т.е. ритмичностью. Свет играет одну из главнейших ролей в осуществлении биологических ритмов разной продолжительности, т.к. он является внешним сигналом к их осуществлению. По длине периода биологические ритмы можно разделить на 3 категории:

1.Суточные (циркадные): длина периода около 24 часов. Характерны для большинства живых организмов. У амеб в течение суток изменяются темпы деления, у человека свыше 100 функций меняющихся в течении суток. Большинство видов активны днем, но есть и те которые ведут ночной образ жизни – возник как приспособлении к более благоприятным температурным условиям, как способ защиты от хищников, и конкурентов.

2. Сезонные (цирканные): продолжительность периода год. Сложились в результате эволюции организмов в условиях умеренного климатического пояса, как приспособление к чередованию времен года: летом в отличии от зимы складываются благоприятные для жизни условия в умеренном поясе и внешним сигналом оповещающим организмы о начале благоприятных условий(неблагоприятных условий) является продолжительность длины светового дня (фотопериод). Живые организмы выбрали фотопериод в качестве надежного внешнего сигнала который в отличии от других сезонных факторов в данное время года в данном географическом месте всегда одинаков.

3.Многолетние: несколько лет, связаны с ритмами солнечной активности, изучены слабо, проявляются как изменения численности и активности животных, цикличность в росте и развитии растений по годам.

РЕАКЦИЯ ФОТОПЕРЕОДИЗМА – реакция на сезонное изменение длины светового дня. Она имеет большое приспособительное значение, т.к дает возможность заблаговременно осуществлять физиологические перестройки для подготовки к переживанию благоприятных и неблагоприятных времен года. Большинство видов умеренных широт имеют эту особенностью.

Вода как экологический фактор в наземно-воздушной среде. Особенности водообеспеченности наземных организмов. Источники воды у растений и животных. Экологические группы организмов по отношению к воде: гигрофиты и гигрофилы, мезофиты и мезофилы, ксерофиты и ксерофилы. Способы регуляции водного режима.

Вода имеет первостепенное значение в функционировании любого организма. Это основная среда, в которой протекают все биохимические реакции. Вода необходимая основная часть протоплазмы, питательные вещества циркулируют в организме в виде водных растворов, в таком же виде из организма выносится большая часть продуктов обмена веществ. Вода составляет основную массу организмов растений и животных, относительное содержание от 50-80%. В процессе жизнедеятельности организмы непрерывно теряют воду (транспирация, дыхание,выделение). Для нормального существования организма, потери воды должны непременно пополняться.

Водообеспеченность организмов по земному шару колеблется в очень широких пределах и зависит от следующих условий:

-от годового количества осадков

-большую роль играет соотношение осадков и испарения (пустыня-тундра)

Области,в кот годовая испаряемость превышает годовую сумму осадков – аридные (сухие области) – растения и животные испытывают недостаток влаги

Области, где осадки преобладают над испаряемостью – гумидные (влажные)

Переходные области – семиаридные (полузасушливые)

Ичточники воды у растений и животных:Основным источником у растений является почвенная влага, различают 3 категории почвенной влаги: (гравитационная, капиллярная, связанная).

Источники у животных: через кишечный тракт; использование воды, содержащейся в пище; через кожные покровы; метаболическая воды, образующаяся при окислении жиров.

Экологические группы организмов по отношению к воде:

Гигрофиты и гигрофилы – с избыточным увлажнением;

Ксерофиты и ксерофилы – из засушливых мест обитания;

Мезофиты и мезофиллы – с условиями средней водообеспеченности;

Пища как экологический фактор. Значение пищи для живых организмов. Экологические группы организмов по способам питания. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Лимитирующая роль качества и количества пищи у растений и животных.

Пища – важнейший экол. фактор, т.к. с пищей организм получает необходимые во всех жизненных процессах энергию и вещество. В зависимости от типов пищи, все организмы делятся:

Автотрофы (продуценты), относятся зеленые растения, фотосинтезирующие и хемосинтезирующие микроорганизмы, для них источником питательных вв, являются неорганические вв(вода, со2, сероводород, минеральные соли)- из этих простых вв, бедных энергией, автотрофные организмы на свету создают энергетически более ценные сложные органические вв. (реакция фотосинтеза)

Гетеротрофы (консументы и редуценты), используют в качестве источника пищи готовое органическое вещество (животные, грибы, большинство бактерий). Гетеротрофы делятся на: -фитофагов(питаются растениями), -зоофагов (питаются животными), - детритофагов (питаются отмершими остатками).

Для автотрофов качество пищи везде одинаково, лимитирующим фактором является количество пищи (недостаток, избыток).

Для гетеротрофов: как количество так и качество пищи, влияет на плодовитость и скорость развития. К отсутствию пищи адаптаций не существует.

Второстепенные экологические факторы наземно-воздушной среды. Отличительные черты второстепенных экологических факторов. Содержание О2 в атмосферном воздухе и его влияние на живые организмы. Ветер, пожары, снеговой покров как экологические факторы. Малоизученные экологические факторы: ионизация воздуха, давление, электромагнитное излучение, землетрясения.

Второстепенные экологические факторы – это те факторы, которые мало изменяются во времени и пространстве. (газовый состав атмосферы воздуха). Эти факторы имеют локальное значение, не оказывают прямого влияния на метаболизм.Факторы мало изучены – землетрясение, магнитные поля,ионизация атмосферы.

1. Газовый состав атмосферного воздуха – благодаря постоянству состава атмосферного воздуха, организмы наземно-воздушной среды не лимитированы по содержанию углекислого газа и кислорода:

Азот-78%, кислород-21%,аргон-0,9%, углекислый газ – 0,035%

В некоторых специфических условиях (в норах, дуплах, берлогах, зимой в толще снега) – газообмен у животных может быть ограничен в связи со снижением содержания кислорода, т.е. его количества и качества. Недостаток кислорода – гипоксия. Явление гипоксии наблюдается на высотах более 6 км- граница распространения вида.

Приспособления у видов, кот распространены на высотах более 6 км: повышенное содержание эритроцитов и гемоглобина в крови. Примером недостатка кислорода – могут быть заморы.

2. Снежный покров – фактор кот имеет сезонное значение, и напрямую на обмен вв влияния не оказывает. Можно выделить как положительное воздействие снега: формирование особых климатических условий; так и отрицательное: -связано с механическими свойствами снега, они создают препятствия для многих надземных животных; - снежный покров препятствует добыванию корма или пищи, следовательно приспособления для продвижения по снежному покрову – это срастание перьев, волос, шерсти, с образованием снежных лыж.

3. Ветер: положительное влияние ветра –перенос семян, плодов, спор, мелких беспозвоночных

Отрицательное влияние ветра: при скорости ветра более 15м в сек могут разрушаться как древесные так и кустарниковые виды.

4. Пожары – имеют локальное и сезонное значение в летние месяцы. Выделяют:

-низовые

-верховые

По отношению к пожару как к экологическому фактору, выделяется экологическая группа – пирофиты – те виды которые регулярно испытывают на себе действия пожаров более 100 градусов цельсия.

5. Ионизация атмосферы – совокупность заряженных частиц которые постоянно присутствуют в атмосферном воздухе, с положительным или отрицательным зарядом.

6. Электромагнитные поля – живые организмы восприимчивы к изменению величины электромагнитных полей, а не факту существования этих полей.

7. Землетрясения – разная бальность, разное воздействие на организмы. Фактор является слабоизученным, т.к. невозможно заранее предсказать это явление.

9. Популяция как форма существования вида. Основные свойства популяции.

Понятие популяции в экологии. Основные отличительные черты и популяционные характеристики. Географическая, экологическая, микропопуляция. Численность и плотность популяций. Способы учета численности. Размеры популяций. Принцип Олли.

Популяция – это совокупность особей одного вида, живущих на определенной территории и находящихся в постоянном взаимодействии друг с другом.

Отличительные черты популяции:

1.состоит из особей одного вида, и обладает реальной панмиксией - свободное скрещивание особей.

2. населяют в течении продолжительного времени определенную территорию, так или иначе ограниченную от территории других популяций

Смысл изоляции заключается в том, что она затрудняет скрещивание между популяциями и сохраняет частоту генофонда каждой популяции

3. Популяция устойчиво функционирует в неограниченном ряду поколений, как саморегулирующая система

Популяция – это форма существования вида, в конкретных условия среды

Свойства популяции:с одной стороны популяция обладает биологическими свойствами, присущими составляющим ее организмам, с другой стороны популяции как групповые объединения обладают рядом специфических свойств, кот не присуще каждой отдельной особи.

Групповые особенности – это основные характеристики популяции, к ним относятся:

-численность- это общее количество особей на выделяемой территории

- плотность – это среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого пространства

- рождаемость – это число новых особей появившихся за единицу времени

-смертность – количество погибших особей за единицу времени

-рост популяции – разница между рождаемостью и смертностью(рост может быть положительным и отрицательным)

-скорость роста- средний прирост за единицу времени

Различают 3 типа популяций:

1.географическая – охватывает группу особей, населяющих территорию с географически однородными условиями существования. Для географической популяции характерен очень редкий генетический обмен. Например: узкочерепная полевка в тундре, в степи)

2. Экологическая (местная) – входят в состав географической популяции, приурочены к различным условиям местообитания. Каждая из них слабо изолирована от других популяций вида, поэтому между ними возможен обмен генетической информацией.

3. Микропопуляции – входят в состав экологических популяций, соответствуют многообразным условиям среды в биогеоценозе (в их состав обычно входят генетически-однородные особи, несмотря на частое смешение между популяциями, между ними всегда имеются отличия, появившиеся в генетическом многообразии)способность к накопления питательных веществ, интенсивность обмена вв.

Различия между ними определяются средой обитания.

РАЗМЕРЫ ПОПУЛЯЦИЙ: популяции разных видов отличаются размерами (численность и плотность).

Есть закономерность: плотность популяций у разных видов, зависит от размеров особей – чем крупнее особи, тем больше ареалы их популяций, тем ниже плотность (1га леса, птицы, грызуны, черви, микроорганизмы)

В одной и той же популяции плотность также не является постоянной, она изменяется во времени, то повышается то понижается, однако колебания в ту или иную сторону небеспредельны, существуют верхний и нижний предел плотности, и оптимальные размеры популяции.

ПРИНЦИП ОЛЛИ: Для каждой популяции в конкретных условиях среды имеются оптимум плотности при котором наблюдается наиболее эффективная отправление всех жизненных функций(высокая продуктивность, выживаемость). При отклонении плотности от оптимальной, включаются механизмы саморегуляции численности популяции.

РИСУНОК(см тетрадь)……………….

Максимум- верхний предел плотности, связан с перенаселением и переограничением численности особей популяции.

Минимум – нижний предел, минимальный размер популяции ниже которого популяция существовать не может, обречена на вымирание

Понятие биоценоза, биогеоценоза, экосистемы. Понятие, структура биоценоза. Основные виды межвидовых взаимосвязей в биоценозе. Понятие об экологической нише. Понятие об экосистемах и биогеоценозах. Функциональные группы организмов в экосистемах. Типы экосистем по рангу круговорота энергии и вещества.

БИОЦЕНОЗ – это организованная группа популяции, растений, животным и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды. ( 1877год Мебиус)

БИОГЕОЦЕНОЗ –(1942год В.Н. Сукачев) – это совокупность растений, животных и микроорганизмов и условий ОС с определенным темпом обмена веществ и энергии их между собой на какой либо конкретной территории

ЭКОСИСТЕМА – (1935год Тенсли) – совокупность живых и неживых элементов в природе, связанных в единую систему, в которой происходит каскадный процесс передачи энергии от одних ступеней к другим и круговорот веществ

СТРУКТУР БИОЦЕНОЗА: как всякая система биоценоз имеет свой состав и структуру

3 вида:

1. Структура межвидовых отношений организма в биоценозе

2. Видовая структура

3. Пространственная структура

В биоценозе между различными видами организмов возникают определенные связи, кот составляют основу его существования и объединяют организмы разных видов в стабильные сообщества. По классификации Беклемишева прямые и косвенные межвидовые отношения в биоценозе подразделяются на 4 типа:

1.трофические – пищевые связи, они возникают когда один вид питается другим (либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности)

Трофическая связь может быть прямой и косвенной

2. Топические – пространственно территориальные связи в БЦ, они крайне разнообразны (лишайники на стволах деревьев, гнезда, дупла на деревья)

Эти связи заключаются:

1) В формировании субстрата, на котором поселяются представители других видов;

2) Создание одним видов среды обитания для другого, наибольшим средообразующим действием обладают растения

В результате положительных или отрицательных топических взаимоотношений, одни виды определяют или исключают возможность существования в биоценозе других видов.

Именно топические и трофические связи имеют наибольшее значение в биоценозе, его стабильности.

3. Форические – это участие одного вида в распространении другого – в рамках транспортировщика выступают животные.

Перенос животными семян, спор, пыльцы – зоохория. Различают активную, пассивную зоохорию. Пассивная-случайное распространение семян. Активная – поедание семян-их распространение.

Форезия – перенос одними животными других, распространена преимущественно среди мелких челинистоногих (клещи, нематоды)

4.Фабрические – это тип отношений между видами, когда один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида (личинки ручейника строят свои убежища раковинами моллюсков).

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША-……………

Функциональные группы организмов в экосистемах:

1. Продуценты – автотрофные организмы, способные с помощью световой энергии строить ткань своего тела из неорганических соединений

Консументы и редуценты это гетеротрофные организмы

2. Консументы – это растительноядные и плотоядные организмы

3. Редуценты – грибы, микроорганизмы, разлагающие всевозможные остатки органики

Консументы и редуценты в сети цепей питания разрушают органические вв, созданные продуцентами, возвращают химические элементы в неживую природу, в результате вв становятся вновь доступными для автотрофов.

Типы экосистем по рангу круговорота энергии и вещества:

В зависимости от масштаба круговорота энергии и вв, различают три категории экосистем:

1. Микроэкосистемы – (пень, муравейник)

2.Мезоэкосистемы (лес, луг, болото)

3. Макроэкосистемы (тундры и океаны)