Учебно-методический комплекс по дисциплине экология составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального
Скачать 2.59 Mb.
|
| Ключевым разделом экологии является учение об экологических факторах -внешних и внутренних силах (компонентах среды), воздействующих на популяции и виды и определяющие скорость и направление процессов, протекающих в природных сообществах организмов. Различают абиотические факторы, обусловленные свойствами неорганического окружения популяций, и биотические, имеющие биологическое происхождение. Важным разделом экологии является биоценология - учение о сообществах живых организмов, обитающих в определенных пространствах окружающей среды. Важнейшей особенностью биосферы является возникающие в ходе эволюции чрезвычайное разнообразие живых организмов, образующих сферу жизни. Эта сфера тонка и хрупка: всего несколько десятков метров почвенного слоя, около 11 км океанских глубин, 10-15 км атмосферы. В данном пространстве живет, развивается 1,5 млн. животных и 350 тыс. растений. Благодаря деятельности растений биосфера аккумулирует и распределяет энергию, получаемую Землей из космоса. Организмы в природе не существуют изолированно друг от друга. Особи одного вида образуют популяции - группировки, населяющие определенную территорию. Популяции разных видов, занимающие определенный участок (озеро, луг) образуют сообщество. Сообщество в совокупности с неживыми компонентами среды, с которыми оно взаимодействует (солнечный свет, климат, почва., вода, составляет экосистему. Все эти объекты, относящие к трем разным уровням организации (организменному, популяцнонно-видовому и экосистемному), изучает экология. Первичной элементарной единицей биосферы является экосистема -сообщество живых существ, среда их обитания, объединенное в функциональное целое. Экосистема представляет собой многообразие видов, обитающих на четко ограниченном пространстве с характерными для данной территории природными условиями (климат, почвы, водные ресурсы) и многообразными связями между организмами, а также между организмами и природной средой. Размеры экосистем на Земле существенно различаются. Можно выделить несколько уровней экосистем: 1) микросистема - ствол гниющего дерева; 2) мезосистема - лес, река, болото; 3) макросистема —океан. Таким образом, биосфера представляет собой совокупность всех экосистем, она является глобальной экосистемой. Каждый биогеоценоз включает все основные экологические группы организмов и по своим потенциальным возможностям равен биосфере. Это своего рода первичная ячейка эволюции. Биотический круговорот в рамках биогеоценоза - своеобразная модель биотического круговорота Земли. В силу этих особенностей каждый биогеоценоз в ходе эволюции способен распространяться на всю планету. Устойчивость биосферы определяется ее организацией, то есть системой независимых биогеоценозов. 44 . ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ И СРЕДА ИХ ОБИТАНИЯ 44.1 ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ Среда в понимании эколога - все, что окружает особь (популяции, сообщество) и воздействует на нее. Сюда входят другие особи того же вида, популяции других видов, любые неживые объекты, физические и химические процессы и явления. У каждого из видов, даже населяющих одно и то же сообщество -своя среда обитания. С внешней средой живые организмы постоянно обмениваются веществом и энергией. Такие системы в физике называют открытыми. Растения получают энергию в виде солнечного света, остальные организмы в виде различных веществ, при окислении которых освобождается энергия химических связей. Запасенная в виде связей молекул АТФ энергия расходуется организмами на совершении различных видов работы: синтез органических соединений, транспорт веществ, движение. Часть энергии при этом рассеивается в виде тепла. Вещества, поступающие извне, организмы преобразовывают и включают в состав своего тела, либо расходуют на химические реакции (кислород - на дыхание). Испытывая потребности в притоке вещества и энергии, организмы полностью зависят от среды. Как только обмен со средой прекращается, активная жизнедеятельность становится невозможной. Организмы не только испытывают влияние среды, но и сами активно влияют на нее. От жизнедеятельности организмов зависит газовый состав атмосферы. Кислород поступает в результате фотосинтеза растений и расходуется организмами анаэробами при дыхании. Азот извлекается из атмосферы благодаря жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий и возвращается в нее благодаря деятельности других бактерий. Организмы могут менять не только химический состав среды, но и ее физические свойства. Роющие животные рыхлят почву, перемешивают ее слои и тем самым меняют механический состав. Особое влияние на физическую среду оказывают наземные растения. В лесу климатические условия иные как на рядом расположенном поле: ниже средняя температура, менее ветрено, выше влажность больше осадков. 44.2 ФАКТОРЫ СРЕДЫ Организмы испытывают воздействия постоянно меняющихся условий среды и сами изменяют эти условия. Экологический фактор - любой компонент среды, способный оказывать влияние на организмы. Все факторы среды делят на абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы - это вес факторы неживой природы. К ним относятся физические и химические характеристики среды, а также климатические и географические факторы, имеющие сложную природу: смена сезонов года, рельеф, направление и сила течения или ветра и т. д. Биотические факторы - сумма воздействий живых организмов. Многие организмы влияют друг на друга непосредственно. Хищники поедают жертв, насекомые пьют нектар и переносят пыльцу с цветка на цветок, болезнетворные бактерии образуют яды. разрушая клетки животных. Кроме того организмы косвенно воздействуют друг на друга, изменяя среду обитания. Отмершие листья деревьев образуют опад, который служит местом обитания и пищей для многих организмов. Антропогенные факторы - влияние человека на другие виды и на среду обитания. В ходе промышленной деятельности человека в среду поступают тысячи разных химических соединений, со многими из которых природа ранее не сталкивалась. Это воздействие можно приравнять к появлению мощных и разнообразных новых абиотических факторов. Для сельскохозяйственного производства человек уничтожает природные сообщества и создает искусственные сообщества - агроценозы, которые состоят из одного или немногих видов сельскохозяйственных растений и сопутствующих им сорняков и вредителей. Все факторы можно разделить на условия и ресурсы. Ресурсы организм может потреблять и тем самым снижать их доступность для других организмов (пища). Условия - это факторы, воздействие которых на организм не зависит от их потребления другими организмами (температура). Химические вещества, окружающие организмы, оказывают на них разнообразное воздействие. Одни из них необходимы для жизнедеятельности и организмы их поглощают, другие при определенных концентрациях ядовиты, и от их вредного воздействия организм защищается; третьи поступают в организм в излишних количествах и выводятся наружу. На организмы влияет газовый состав среды. В водной среде на организмы оказывает влияние концентрация солей, так как влияет на процессы осмоса. Важным химическим фактором является содержание в среде водородных ионов, и активная реакция рН. Этот показатель, зависящий от соотношения разных солей, варьируется в воде и почвах в широких пределах. Многие растения способны жить только на щелочных или закисленных почвах. Сильно щелочная или сильно кислая среда губительна для большинства организмов, изменения рН в озерах и почвах из-за деятельности человека приводит к гибели сообществ. На большинство сообществ воздействую такие факторы как течения и ветер. Другие абиотические факторы - наводнения, пожары, оползни в горах, подмывание берегов реками, сильные шторма. Эти факторы могут приводить к нарушениям и катастрофам, они играют огромную роль в жизни сообществ. Вследствие этого возрастает неоднородность условий, что позволяет жить в сообществе большому числу видов. Все факторы воздействуют на организм совместно. При этом результат воздействия одних факторов зависит от других. В мороз животные могут погибать при отсутствии пищи. Человек легче перенести жару при низкой влажности воздуха, чем при высокой. Сложные взаимодействия существуют между разными биотическими факторами. Ослабленное паразитами животное становится легкой добычей хищников.
44.3 ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ БИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ Температура и ее влияние на биологические процессы. Температура – один из важнейших абиотических факторов, она действует везде и постоянно, она влияет на скорость многих физических процессов и химических реакций в живых организмах и их клетках. Температура влияет на скорости различных физиологических процессов, от пищеварения до проведения нервного импульса. Слишком низкие и высокие температуры губительны для клеток. Температура наиболее благоприятная для жизнедеятельности и роста, называется оптимальной. Любой организм может существовать только в определенном интервале температуры. Он ограничен сверху и снизу летальными температурами. В зависимости от ширины интервала температур организмы делятся на эвритермные (греч. eurus - широкий) и стенотермные (греч. stenos -узкий). Первые выдерживают широкие колебания температуры, вторые живут в узких пределах. К эвритермным относятся организмы, встречающиеся в районах с континентальным климатом, многие из них имею стадии, переносящие широкие диапазоны температуры - куколки, яйца, цисты, споры. Важную роль в температурной адаптации имеет теплоустойчивость и морозоустойчивость белков и клеточных структур. Пределы толерантности (устойчивости) зависят от того, при какой температуре до этого содержался организм. Изменения пределов устойчивости под влиянием предшествующих воздействий называется акклиматизацией (закалка растений). Акклиматизация связана с перестройкой различных биохимических процессов. Морфологическая адаптации: 1) Согласно правилу Бергмана с продвижением на север увеличиваются средние размеры тела в популяциях теплокровных животных, при этом уменьшается средняя поверхность тела, а значит и теплоотдача; 2) развитие густого и длинного покрова у млекопитающих; 3) у растений изменяется форма роста - в полярных зонах много подушкообразных растений, растений с прикорневыми розетками. Физиологическая адаптация - способность организмов менять температуру своего тела. Все животные делятся на пойкнлотермные (греч. poirilos различный, переменный и (пепле тепло) и гомонотермных (греч. homoios - подобный). Гомойотермные животные имеют практически постоянную температуру тела независимо от температуры среды. Настоящие гомойтермные животные -большинство птиц и млекопитающих. Все остальные организмы пойкиломоторные. Гомойтермные животные способны к химической и физической терморегуляции. У пойкилотермных температура тела не постоянная Химическая терморегуляция - способность регулировать теплопродукцию за счет изменений обмена, эту функцию у животных выполняет бурый жир. Физическая терморегуляция - способность регулировать теплоотдачу изменения массы перьев, подкожный жировой слой, испарение жидкости с поверхности тела - потооделенне. учащенное дыхание). В зависимости от температурных условий организмы могут существовать в разных местообитаниях - стациях. При этом выполняется правило предварения: южные виды растений на севере встречаются на хорошо прогреваемых южных склонах, а северные виды у южных границ ареала - на прохладных северных склонах. У животных есть разнообразные поведенческие адаптации к температуре. Для наземных сообществ характерна широтная зональность -закономерная смена одних сообществ другими при продвижении от экватора к полюсу. Влияние влажности на наземные организмы Все живые организмы испытывают потребность в воде. Биохимические реакции, идущие в клетках протекают в жидкой среде. Вода для организмов служит универсальным растворителем, с ее помощью транспортируются питательные вещества, гормоны, выводятся вредные продукты обмена и др. Адаптация растений и животных к влажности. Необходимость экономить воду вызвала к жизни приспособления, сходные у растений и животных. У них имеются специализированные покровные ткани, слабо проницаемые для воды. Дыхание осуществляется через небольшие отверстия, ведущие во внутренние полости, что уменьшает потери влаги. Наземные животные ищут или активно создают микроклиматические условия с подходящей влажностью. Большинство растений основную часть влаги приобретают из почвы. Этот процесс регулируется с помощью роста корней за счет особого строения листьев. Различают следующие экологические группы растений: 1) гидрофиты - наземно-водные растения, обитающие на мелководье и на болотах, живут в условиях постоянно высокой влажности воздуха и почвы; 2) мезофиты растут при среднем увлажнении и переносят- не очень сильные засухи; 3) ксерофиты обитают в условиях недостаточного увлажнения. Влияние света на фото- и гетеротрофов. Фототрофы - организмы, способные преобразовывать энергию света в энергию химических связей, используемую затем для синтеза органических веществ из неорганических. К фототрофам относятся цианобактерии, некоторые другие виды бактерий, одноклеточные и многоклеточные водоросли и высшие растения. У зеленых растений свет стимулирует синтез хлорофилла. Потребности разных растений в свете неодинаковы. Световые растения обитают на открытых местах, они приспособлены к свету высокой интенсивности и плохо чувствуют себя в затемнении. Теневые растения обычно живут под пологом леса и приспособлены к низкой интенсивности света. Тенелюбивые растения могут жить при разной интенсивности света. Для многих микробов и некоторых животных прямой свет губителен. Гетеротрофы - организмы, потребляющие готовые органические вещества и неспособные к их синтезу из неорганических. Они могут жить в условиях постоянной темноты. Многие животные имеют суточный ритм активности, насекомые и птицы способны запоминать и использовать положение Солнца как ориентир. Для планктона изменения освещенности служат стимулом, вызывающим вертикальные миграции. Фотопериодизм. Реагируя на изменения длины дня, организмы подготавливаются к условиям наступающего сезона. Эти реакции на изменения длины дня называются фотопериодическими реакциями или фотопериодом. От длины дня зависят сроки цветения и другие процессы у растений. Для перелетных птиц сокращение светлого времени суток служит сигналом к началу миграции. | ||||||||||||||||
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Иностранный язык» составлен... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Иностранный язык» составлен... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
 | Учебно-методический комплекс дисциплины «экология» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс дисциплины «экология» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «экология» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Экология» составлен в... Дисциплина входит в федеральный и региональный компонент цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин и является обязательной... |
| Учебно-методический комплекс Охрана труда на предприятии отрасли... Учебно-методический комплекс Охрана труда на предприятии отрасли составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного... | | Учебно-методический комплекс «Экономика отрасли» составлен в соответствии... Учебно-методический комплекс «Экономика отрасли» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта... |
| Примерная структура, состав и содержание учебно-методического комплекса... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Социология рекламной деятельности» составлен в соответствии с требованиями Государственного... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Поведение потребителей» Составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования |
| Учебно-методический комплекс Специальности: 032401 Учебно-методический комплекс «Деловые переговоры и деловая переписка на английском языке» составлен в соответствии с требованиями... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине опд ф. 06 Экология и рациональное... Барагунова Елена Ахмедовна, к б н., доцент, преподаватель кафедры общей биологии, экологии и природопользования |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Социальная философия»... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Социальная философия» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине: Товароведение, экспертиза... Составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «конфликтология» Составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для экономических... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине история религий Составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для экономических... |
