Абиотические и биотические факторы, прямое и сигнальное действие абиотических фак-в. Действие температуры на живые орг-мы.

Концепция лимитирующих факторов не ограничивается физическими факторами, поскольку биологические взаимоотношения не менее важны как регуляторы распределения и численности организмов в природе. К биотическим факторам относятся взаимодействия организма с биологической частью среды, а к абиотическим-с физикохимической частью среды. К абиотическим относят влияние температуры, излучения (света, радиации), воды, влажности почвы, газовой составляющей, биогенных солей.

Температура является одним из важнейших факторов. Некоторые организмы, особенно в стадии покоя, могут существовать по крайней мере некоторое время, при очень низких температурах; отдельные виды микроорганизмов, главным образом бактерии и водоросли способны жить и размножаться в горячих источниках при температуре, близкой к точке кипения. Диапазон существующих во вселенной температур равен тысячам градусов, и по сравнению с ним пределы, в которых может существовать известная нам жизнь, очень узки- примерно 300 ,от 200 до100 С. На самом же деле большинство видов и большая часть активности приурочены к еще более узкому диапазону температур.

Верхние пределы значения фактора оказываются более критическими, чем нижние, хотя многие организмы вблизи верхних пределов диапазона толерантности функционирует более эффективно.

Диапазон колебаний температур в воде обычно меньше, чем на суше. Температурные, световые приливно-отливные ритмы и изменение влажности в значительной степени контролируют сезонную и суточную активность растений и животных. Температура часто создает зональность и стратификацию как в воде, так и в сухопутных местообитаниях. Кроме того, температура относится к тем факторам среды, которые легко поддаются измерению. Степень изменчивости температуры важна для экологии. Температура, колеблющаяся от 10 до 20 С со средней 15°, не обязательно действует на организмы так же, как постоянная температура 15 С.Организмы, которые обычно в природе подвергаются воздействию переменных температур, хуже переносят постоянную температуру.

Т.к. организмы чувствительны к изменениям температуры и т.к. температуру легко измерять, ее роль как лимитирующего фактора иногда переоценивают. Подобных выводов надо остерегаться; иногда другие, не измеренные факторы, могут быть важнее.

4. Определение понятия «популяция» в генетике и экологии. Популяция как элемент системы вида и элемент экосистемы. Статистические хар-ки поп-ции.

В генетике популяция – самовоспроизводящаяся группировка особей опр-го вида, кот. имеет общую с видом генет. основу и связана пространственно-временными отношениями. Вид склад-ся из сист. популяций. Популяция предст-т собой связующее звено м-у особью и видом. Совокупность генов, кот. хар-ся попул-я, сост-т её генофонд. Способность поп-ции сохр-ть стабильность генофонда – гомеостаз. Изменения в поп-ции сост-т основу, сохр-е этих изменений зависит от ест. отбора. Ест. отбор дейст-т на генофонд поп-ции ч-з фенотип. Типы поп-ций:

1) поп-ции самооплодотворяющихся организмов (растения-самоопылители). Поп-ции самоопылителей предст-т собсй смесь чистых линий, на кот. расп-ся исходная поп-ция ч-з несколько поколений инбридинга. Рецессивные гены быстро переходят в гомозиготное сост-е и подверг-ся дейст-ю ест. отбора, отметаются вредные мутации. Положит. св-ва таких поп-ций: опыление не зависит от насек-х и ветра; дейст-е ест. отбора эффективно в связи с наследственной устойч-тью всех линий; отсутст-е лет-х генов. Минусы: отсутствие обмена наследств. информацией.

2) панмиктические поп-ции - поп-ции перекрёстно оплодотвор-ся организмов со свободным неизбирательным скрещиванием - панмиксисом (перекрёстно опыл-ся раст-я). Хар-рна высокая степень гетерозиготности, высокое содержание летальных генов. Панмиктич. поп-циями самого высокого ранга явл-ся виды. Внутри поп-ции происх-т свободный обмен генами. Процесс эволюции в поп-циях опред-т мутации, миграции, дрейф генов (изменение частот аллелей в ряду поколений), ест. и искусств. отбор, волны жизни (резкие колеб-я числен-ти поп-ций) и ассортативное скрещивание (на выбор брачного партнёра оказ-т влияние генотип).

В экологии популяция – совокупность организмов одного вида, обитающих в данном месте в данное время. Поп-ции хар-ся общей численностью особей, плотностью (числом особей на ед-це площади), характером пространственного распределения особей и упорядоченностью структуры. Структура поп-ций проявл-ся в определённом колич-ном соотношении особей разного возраста, пола, размера, разных генотипов. Динамика числ-ти поп-ций во времени опред-ся соотношением показателей рождаемости и смертности особей, их иммиграции и эмиграции. Один из основных факторов, влияющих на размеры поп-ции - % особей, погиб-х до достижения половой зрелости. Чтобы численность поп-ции оставалась постоянной, в среднем только 2 потомка каждой пары должны доживать до репродуктивного возраста. Кривая выживания: рассматривают поп-цию новорожденных особей, отмечая число выживших в зависимости от времени. По вертик. оси отклад-т абсолютное число выживших особей или их % от исходной поп-ции (число выживших / числ-ть исх-й поп-ции * 100%). С помощью кривых выживания можно определять смертность для особей разного возраста и выяснять, в каком возрасте вид наиболее уязвим. Плотность вида – число орг-мов опред. вида на данной площади (подсчитыв-т число орг-мов в брошенных случайным образом квадратах). Частота вида – вероятность обнаружения опред-го вида в пределах любого случайным образом брошенного квадрата в данном районе (отмечают наличие или отсутствие вида в квадрате). Проективное покрытие вида показывает, какая часть почвы занята особями данного вида, и даёт оценку плошади, покрытой этим видом в % от общ. площади.

Пространственное распеределение особей популяции зависит от множества факторов (от историч. развития вида и от экологич. факторов).

5. Типы взаимоотношений между популяциями разных видов: конкуренция, хищничество, паразитизм, симбиоз. Регуляция численности в природе.

Если д/роста и выживания кажд из попл-й необходимо влияние др попул-и (положи-й член попул) , то такую связь назыв-т мутуализмом. Если с др стороны эти благопр-е влияния вызыв-т увелич-е попул , или V ее роста, не будучи необходимым д/роста и выживания такое взоимодей-е -кооперация или протокооперация. И мутуализм и протокооперация приводят к сходному рез-ту: рост любой попул-и в отсутств-и др, либо замедлен или равен нулю. По достижению равновесия обе попул продолж-т сосущет-ть, обычно сохраняя опред-е состнош-е. Термин симбиоз употреб-т в том же смысле, а иногда его понимают » широко, включая в него комменсализм и паразитизм. Симбиоз означает совместная жизнь. В самом широком смысле конкуренция это взоим-е 2-х орг-в стремящихся к одному и тому же. Межвид-я конкурен-я любое взоим-е м\д 2-я или более взоимод-ми , кот вредно сказывается на их росте и выживании. Она м. принимать 2-е формы. Тенденция к экол разобщен-ю наблюдаем-е при конкурен-и тесно связаны или сходных в иных отношениях видов это известно как принцип конкурен-го искл-я. Конкур-е взоим-е может касаться простр-ва пищи или биогенн-х в-в, в зав-ти от хищников, подверженности заболеван-м и др. Межвидовая конкур-я может привести либо к взаимному приспособлению 2-х видов либо к замещении попул одного вида др. либо к тому что один вид вынудит др переселиться, или перейти на др ресурсы. 1 Конкурен-я непосредст-е взоимод-е (- -) прямое взоимное подавление обоих видов. 2 Конкур-я взоим-я из-за ресурсов (+ -)(--) опосредованное подавление возникающее когда появл-ся недостаток в каком -либо факторе использ-е обоими видами. 3 Протокоопирация (+ +) взоим-е др с др полезно для обоих. Но неявл-ся облигатным . 4 Мутуализм (++) облигатное взоимод-е полезное для обеих попул-й.

Отношения м/у попул-ми различных видов возникают на неск-ко др основе, чем внутривидовые отношения. Основой д/возникновения и формиров-я внутривидовых отношений явл-ся воспроизведение вида, для межвид-х - трофические связи в пределах б/ценозов. Любой биоценоз формир-ся и перестраив-ся гл образом ч/з изменения пищевых связей (цепей пит-я). Одним из рез-тов б/ценотических межвидовых связей явл-ся, напр, формир-е различ приспособл-й защитного хар-ра, к-е м.б. актив-ми и пассив-ми. Так у хищников совершенств-ся приспособл-я д/нападения, а у жертв - различ приспособления д/защиты. Хищничество и паразитизм явл-ся примерами взаимод-я 2х попул-й, отрицательно сказыв-ся на росте и выживании одной из попул-й. Д/обозначения такого взаимод-я обычно использ-т термин антибиоз, для обознач-я хим подавления одного раст др был предложен термин аллелопатия, что обозначает "вред д/др".При синхронной эвол-и межвид-х попул-й в стабильной экос-ме ст-нь отриц-ого влияния J,. ЕО стремится j отрицательные влияния или вообще устранить взаимод-е попул-й, поск-у продолжит-е и сильное подавление попул-и добычи или хозяина попул-й хищника или паразита м. привести к уничтожению одной из них или обеих. Хищники и паразиты убивают и наносят вред к-то части особей и до некот ст-ни замедляют V роста попул-й или j ее общую величину. Т. хищники и паразиты им. важное знач-е д/поддержания плотности растительноядных насекомых на низком уровне, но они м. оказ-ся неэффективными в тех случаях, когда в попул-и хозяина происходит взрыв численности и она "ускользает"из-под влияния зависящих от плотности регуляторных м-мов. Отрицательные взаимод-я м/у попул-ми разных видов со временем стан-ся « заметными, если экос-ма достаточно стабильна и ее пространств-я стр-ра обеспечивает возможность взаимного приспособления попул-й. Как в простых попул-х типа паразит-хозяин и хищник-жертва, введенных в экспериментальные м/экос-мы, наблюд-ся сильные колебания численности, хар-ся определенной вероятностью затухания. Но в реальном мире обстоятельства м. складываться т.о., что взаимная адаптация в новых ассоциациях не возникает —> всегда есть опасность, что отрицательная р-ция м. стать необратимой и хозяин б. элиминирован. Хищничество - потребление одного организма др. Влияет рост численности жертв на численность хищников.