Методы экологии (биологические, физические, химические, математические). Моделирование.

Собственные методы экологии можно разделить на три группы:
1. Полевые методы – это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов естественной среды на естественные биологические системы и установить общую картину существования и развития системы.
2. Лабораторные методы – это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов смоделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы. Эти методы дают возможность получить приблизительные результаты, которые требуют дальнейшего подтверждения в полевых условиях.
3. Экспериментальные методы – это методы, позволяющие изучить влияние отдельных факторов естественной или смоделированной среды на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании, как с полевыми, так и с лабораторными методами.

При изучении растительных ассоциаций (основная единица классификации растительного покрова, которая представляет совокупность однородных фитоценозов с одинаковой структурой, видовым составом и со сходными взаимоотношениями организмов как др. с др. так и со средой) используют методы закладок и описание пробных площадей и учетных площадок:

1) Химические методы – устанавливают накопление тех или иных минеральных и органических веществ в отдельных растениях определённого сообщества, в сообществе в целом, одними и теме же видами в разных сообществах;

2) Физиологические методы – с помощью их в полевых условиях исследуют физиологические процессы, происходящие в отдельных растениях и сообществах в целом;

3) Математические методы – статистика дает возможность по случайному набору различных вариантов определить достоверность тех или иных результатов и получить объективное представление о всей популяции.

Биологическое моделирование – воспроизведение в искусственных системах различных процессов, свойственных живой природе, н-р: биологические модели – аппарат искусственного кровообращения, искусственная почка, протезы. Широко применяются живые модели – т.е. изучение биологических процессов на более простых существах, например, зоохлореллу, которая служит моделью изучения обмена веществ. Задача: экспер. проверка гипотез относительно структуры и функций биологических систем. Сущность заключается в том, что вместе с оригиналом, т.е. с какой-то реальной системой, изучается его искусственно созданное подобие – модель: Виды моделей:

Ø Реальная модель – это модель, которая в общих чертах отражает самые существенные черты оригинала

Ø Знаковая модель – это модель, которая отражает оригинал с помощью подробных описаний или математических отражений: • Концептуальная модель (научный текст, таблицы, схемы, графики); • Математическая модель (уравнения, которые дают возможность формально определить взаимодействие компонентов в экосистеме).

Организм как среда жизни паразитов. Паразитизм, его распространение и происхождение. Адаптации паразитических организмов. Учение Е. Н. Павловского о природной очаговости трансмиссивных болезней.

Паразитология – наука, изучающая явление паразитизма, биологию паразитов, вызываемые ими болезни и меры борьбы с ними.

Паразитизм - древний образ жизни. Паразитизм - форма биотических взаимодействий. По определению Павловского «паразитами» называются животных, которые живут за счет особей др. вида, будучи тесно связаны с ними в своем жизненном цикле на большем или меньшем его протяжении. Паразиты питается соками тела, тканями или переваренной пищей своих хозяев, при чём, такой паразитический образ жизни является специфическим видовым признаком паразита, многократно пользующегося для питания своим хозяином. Паразит постоянно или временно использует организм хозяина как территорию своего обитания.

Организм как среда обитания.

Преимущества организма, как среды обитания:

1. Гомеостазированность внутренней среды организма определяет высокую степень постоянства условий обитания. У паразитов нет механизмов приспособления к колеблющимся внешним условиям, они экономят энергию, затрачиваемую на адаптацию.

2. Еще одно преимущество - защищенность паразитов от воздействия факторов среды и других организмов. Колебания условий внешней среды не сказываются на их жизнедеятельности. Паразиты защищены от врагов. Все это приводит к потере паразитами целых систем органов. У многих из них редуцирована нервная система.

3. Организм обеспечивает паразитов питательными веществами, находящимися в доступной форме и не требующими дальнейшей переработки. Поэтому у большинства паразитов наблюдается упрощение строения (редукция) органов пищеварения.

Адаптации паразитических организмов:

- упрощение организации

- приспособления: зацепки, крючья, присоски, капсулы типа финок.

- анатомо-морфологические изменения: редукция органов дыхания (анаэробность), зрения, конечностей, пигментации

- высокая плодовитость

- гермафродизм

- сложные жизненные циклы (использование переносчиков и промежуточных хозяев)

- уплощение тела (у червей)

Пути возникновения паразитизма:

1) «квартиранство» - когда более мелкий организм поселяется в жилище более крупного или вблизи от него и со временем переходит на тело хозяина, а затем и внутрь его, питается там за счёт хозяина, и тем самым причиняет вред.

2) через хищничество – если хищник нападает на крупную добычу, которую не может уничтожить и съесть сразу, он прикрепляется к ней и постепенно питается тканями или соками её тела. При определённых условиях такой хищник проникает внутрь тела хозяина и, найдя там обилие пищи, превращается в паразита.

3) случайное проникновение – крупные животные могут заглатить с пищей мелкие формы, некоторые из них не погибают, а приспосабливающиеся к новым условиям, превращаются в паразитов.

Формы паразитов

· факультативные паразиты – организмы способные вести свободный образ жизни и лишь попадая в организм хозяина, становятся паразитом (личинки комнатной мухи);

· облигатные паразиты – организмы, для которых паразитический образ жизни является обязательным (аскарида, печеночный сосальщик).

По времени взаимодействия паразита с хозяином

o Временные – только часть своей жизни проводят в организме, например кровососущие клещи;

o Постоянные паразиты не могут существовать во внешней среде и всю жизнь обитают или в теле или на наружных покровах хозяина (карликовый цепень, вши). Некоторые в 1 хозяине (трихинелла, острица), другие меняют – сосальщики, лентицы.

o Эктопаразиты обитают или питаются на покровах хозяина – вши комар;

o Эндопаразиты – в полостях и тканях хозяина.

Вред от паразитизма:

ü механическое воздействие – сдавливание тканей хозяина паразитом, например растущей финной эхинококка;

ü токсическое воздействие – выделение паразитом продуктов диссимиляции и токсинов, отравляющих организм хозяина (дети зараженные гельминтами развиваются медленнее здоровых);

ü отнятие пищи – паразиты, особенно крупных размеров, питаясь за счет хозяина, требуют большое количество пропитания;

ü нарушение целостности тканей организма органами прикрепления или ротовым аппаратом паразита.

Заболевания в природном очаге инфекции:

1. Трансмиссивные - передача возбудителей от одного теплокровного хозяина к другому через эктопаразитов-переносчиков (чума, энцефалиты)

2. Нетрансмиссивные - передаются при контакте носителей - или через среду; звено переносчиков выпадает (лептоспидозы, листериоз).

Учение Павловского о природной очаговости
Инвазионные и инфекционные болезни, возбудители которых передаются от больного к здоровому животному переносчиками (членистоногими) называются трансмиссивными (трансмиссия — передача). Учение о природной очаговости трансмиссивных болезней разработано Е. Н. Павловским в 1939 г.

Природная очаговость трансмиссивных болезней— явление, когда возбудитель, специфический его переносчик и животные (резервуары возбудителя) в течение смены своих поколений неограниченно долгое время существуют в природных условиях независимо от деятельности человека и наличия домашних животных. К природноочаговым болезням относят клещевой энцефалит, лейшманиоз, туляремию, трихинеллез, альвеококкоз и другие болезни, которые представляют опасность для людей и сельскохозяйственных животных.

Природный очаг — участок территории (нередко в тайге, тундре, полупустыне) определенного географического ландшафта, на котором сложились определенные межвидовые взаимоотношения между возбудителями болезни, животными-носителями заразного начала, восприимчивыми животными и их переносчиками при наличии благоприятных условий внешней среды (например, очаг альвеококкоза в тундре). Характерной эпидемиологической особенностью болезней с природной очаговостью является строго выраженная сезонность заболеваний, что обусловлено биологией животных — хранителей инфекции в природе или переносчиков.