Учебно-методический комплекс по дисциплине экология составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального
Скачать 2.59 Mb.
|
44.5 АДАПТАЦИЯ. Приспособление организмов к среде идет с помощью системы адаптации, вырабатываемых в ходе эволюции. Адаптация - система признаков, с помощью которых достигается соответствие между организмом и его образом жизни. Все адаптации имеют экологическую приуроченность. Основные виды адаптации: Морфологические адаптации - изменения формы тела, размеров и окраски. Анатомо-физиологические адаптации - изменения строения органов и их физиологических особенностей. Репродуктивные адаптации - изменения, связанные с системой размножения. Биохимические адаптации - изменения биохимических процессов в организме. Поведенческие (этологические) адаптации - различные изменения поведения. Адаптивные биогеографические закономерности: Правило Глогера (правило окраски). Окраска животных, обитающих в условиях влажного и жаркого климата более интенсивна, чем у географических форм тех же видов, обитающих в условиях сухого и холодного климата. Правило Аллена (правило придатков). У теплокровных животных по направлению с севера на юг часто наблюдается увеличение придатков тела (удлинение хвостов, ушных раковин) и различных выростов (хохолков, воротничков и т. д.). Приложимо только к близким видам или подвидам одного вида. Правило Бергмана (правило размеров тела). Из двух близких видов иди подвидов, более крупные обитают в холодном климате, а более мелкие - в теплом. Правило Либиха (правило минимума). Лимитирующим для существования вида будет фактор, проявляющийся в степени, находящийся ниже потребностей вида. В высоких широтах основным запасным питательным веществом является - жир, а в низких - гликоген. В высоких широтах наибольшей стабильностью отличаются популяции видов, развитие яиц которых эмбрионироваио (идет по типу прямого, т. е. яйцо жирового, а не углеводного типа.) В высоких широтах уменьшается количество видов, но увеличивается количество особей каждого вида. У близких видов, но уже обладающих четкими видовыми признаками форм, различия в закономерностях географической изменчивость проявляются крайне резко, чем подчеркивается и различие их реакций на изменение условий существования. 44.6 ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ..ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША Диапазон устойчивости, пределы устойчивости и оптимум По отношению к любому фактору вид обладает определенным диапазоном устойчивости или толерантности. Этот диапазон ограничен пределами устойчивости (толерантности): если фактор выходит за пределы толерантности, организм гибнет. При значениях фактора, близких к пределам толерантности, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В средней части диапазона устойчивости имеются условия наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют устойчивыми или оптимумом. Оптимум - такие условия, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т. е. оставляют наибольшее число потомков). В зависимости от ширины диапазона устойчивости к тем или иным факторам организмы делятся на стенобионтов и эврибионтов. Регулирующие факторы. "Правило минимума" и ограничивающий фактор. Любой фактор среды может ограничивать рост численности популяции. Если фактор в конкретной ситуации влияет на численность, его называют регулирующим. Регулирующими факторами могут быть как ресурсы (пища), так и условия (температура, влажность). Регулирующими факторами могут быть и абиотические факторы (воздействие на популяцию хищников или паразитов). Поиск регулирующих факторов - важная задача многих исследований. Фактор, оказывающий самое сильное воздействие на популяцию, называется ограничивающим или лимитирующим. Понятие лимитирующего фактора было введено в 1840 г. химиком Ю. Либихом. Он сформулировал принцип: "Веществом, находящееся в минимуме управляется урожай, и определяется величина и устойчивость последнего во времени". Этот принцип известен под названием правила минимума Либиха (рис "бочка Либиха"). Правило минимума имеет очень важное значение для сельскохозяйственной практики и для понимания функционирования природных экосистем. Взаимодействие факторов. Понятие экологической ниши. Экологические факторы взаимодействуют между собой. При экстремальных значениях одного из факторов диапазон устойчивости к другим факторам сокращается. Организмы приспосабливаются ко всей совокупности действующих на них факторов. Комплекс факторов, которые требуются для существования вида, включая его связи с другими видами в сообществе, называются экологической нишей. Экологическая ниша - характеристика всех сторон образа жизни данного вида. Различают фундаментальную и реализованную ниши. Фундаментальная экологическая ниша - те условия, в которых вид в принципе может существовать. Реализованная ниша – условия, где вид реально встречается в данном сообществе. Реализованная шина всегда составляет некоторую часть фундаментальной. Каждый вид имеет свою экологическую нишу. Экологическая ниша вида определяет его распространение и роль в сообществах. 45.ПОПУЛЯЦИЯ 45.1 ПОНЯТИЕ ПОПУЛЯЦИИ В ЭКОЛОГИИ, ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ Природные сообщества состоят из популяций различных организмов. Популяция - любая, способная к самовоспроизведению группа особей одного вида (дафнии в пруду, голуби в городе). Вид, как правило, включает множество популяций, изоляция между ними почти никогда не бывает абсолютной; между отдельными популяциями всегда происходит обмен особями благодаря миграциям. Степень изолированности зависит от способности особей к расселению, от наличия географических преград в пределах ареала вида, а также от характера местообитаний. Изолированность популяций может зависеть от численности вида. В пределах вида существует обособленные группировки особей разного "ранга" (семейные группы, стадо.) Особи в популяциях сложным образом взаимодействуют между собой. Специфические внутривидовые взаимодействия - это отношения между особями разного пола и между родителями и потомками, связанные с продолжением рода. Кроме этих отношений в популяциях наиболее развиты два противоположных типа взаимосвязей - конкуренция и взаимопомощь; иногда может иметь хищничество внутри вида (каннибализм) и другие формы взаимодействия особей. От взаимоотношения особей в популяции между собой и со средой обитания зависит структура популяции и динамика численности. Структура популяции - это ее подразделенность на части (или группы) и соотношение этих частей (возрастная, половая, генетическая и фенетическая структуры). Пространственная структура популяции - особенности размещения особей в пространстве. Она зависит от свойства местообитания и от биологических особенностей вида. Часто особи одного вида образуют скопления или группы. У многих животных семейные группы, стаи или отдельные особи держатся на определенной территории.. Таким животным свойственно территориальное поведение. Пространственная структура популяции может изменяться во времени; она зависит от сезона года, от численности популяции, от возрастной структуры и др. Динамика численности -- это изменения численности особей в популяции. Численность или поголовье - это общее количество особей в данной популяции. Плотность популяции - число особей, приходящихся на единицу площади или объема. Даже при постоянной численности. популяции обновляются вследствие смены поколений или миграций. Изменения численности зависят от соотношения прибыли новых особей благодаря рождению и вселению из других популяций и убыли в результате гибели и выселения особей.
45.2 ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ Биотический потенциал и экспоненциальный рост численности. Все живые организмы теоретически способны к очень быстрому увеличению численности. При неограниченных ресурсах и отсутствии гибели от болезней, хищников даже при низкой исходной численности популяции любого вида за сравнительно короткий промежуток времени может так вырасти, что покроет весь земной шар сплошным слоем, способность к увеличению численности за данный промежуток времени называют биотическим потенциалом вида. У разных видов биотический потенциал резко различается. У крупных животных численность может возрастать в 1,05 -1,1 раза в год, у мелких насекомых и ракообразных в 1010 - 1030 раз. В идеальных условиях численность растет в геометрической прогрессии, такой рост называется экспоненциальным ростом. Величина изменения численности за единицу времени называется абсолютной скоростью роста, эта величина пропорциональна численности особей. Удельная скорость роста численности - это скорость прироста на душу населения, эта величина и отражает биотический потенциал. Экспоненциальный рост реально наблюдается в условиях избытка ресурсов (пищи, места для размножения), когда популяция не испытывает воздействия неблагоприятных факторов. Рост численности при ограниченных ресурсах. Емкость среды. По мере увеличения плотности популяции рост численности популяции замедлятся, так как условия для роста и размножения особей становятся менее благоприятными. По мере ухудшения условий удельная скорость роста снижается, и при некоторой плотности численность популяции перестает расти. Эту предельную плотность, которой может достигнуть популяция в данных условиях, называют емкостью среды. Емкость зависит от наличия ресурсов для данного вида. При плотности популяции равной емкости среды, скорость потребления ресурсов равна скорости их возобновления. Если плотность становится больше емкости среды, то ресурсов становится слишком мало, в популяции возрастает смертность или резко снижается рождаемость, и ее плотность начинает понижаться. Если рост популяции ограничен ресурсами, то после достижения емкости среды численность популяции колеблется возле некоторого среднего уровня(рис ) Рождаемость и смертность. Возрастная структура, В популяциях микроорганизмов удельная скорость роста зависит от скорости деления клеток. В популяциях многоклеточных организмов удельная скорость роста зависти от рождаемости и смертности. Рождаемость характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают рождаемость абсолютную и удельную. Абсолютная рождаемость - число особей, появившиеся в популяции за единицу времени. Удельная рождаемость выражается в числе рожденных особей на особь в единицу времени. Смертность (абсолютная и удельная) характеризует скорость убывания численности популяции вследствие гибели от хищников, болезней и старости. В замкнутых популяциях полное изменение численности определятся соотношением рождаемости и смертности. Если рождаемость выше смертности, то удельная скорость роста положительная. Если же смертность выше рождаемости, то удельная скорость роста становится отрицательной и численность популяции начинает убывать. Рождаемость и смертность, динамика численности напрямую связаны с возрастной структурой популяции. Условия существования особей разного вида в популяции часто резко отличны. Различна и их, смертность. Для предсказания изменения численности реальной природной популяции, нужно знать ее возрастную структуру, половой состав, а также плодовитость особей разного возраста. 45.3 КОЛЕБАНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ И ГОМЕОСТАЗ ПОПУЛЯЦИЙ Колебания численности популяции и их причины В природе численность популяций испытывает колебания. Амплитуда и период этих колебаний зависят от особенностей вида и от условий среды обитания. У многих крупных позвоночных при относительно постоянных условиях внешней среды численность колеблется всего в несколько раз. В основном она держится на постоянном уровне, отклонения от которого возникают в случайные моменты времени. В популяциях многих насекомых даже ежегодные колебания численности около среднего значения имеют амплитуду в 40 - 50 раз. В отдельные годы при благоприятных условиях наблюдаются резкие вспышки численности в десятки тысяч и даже в миллионы раз. (саранча - один раз в сорок лег). Кроме нерегулярных колебаний у ряда организмов выявлены периодические колебания численности с достаточно постоянной длительностью цикла. Факторы, зависящие и независящие от плотности популяции. Разнообразные факторы, влияющие на численность популяции, делят на зависящие и независящие от ее плотности. К факторам независящим от плотности популяции относят абиотические факторы (суровая зима, сильный шторм, продолжительная засуха, снегопады, жесткий снежный наст). К факторам зависящим от плотности популяции относится большинство биотических факторов: конкуренция, воздействие хищников, обеспеченность пищей, распространение инфекций. Биотические факторы зависят от плотности популяции, чем выше плотность, тем сильнее влияние этих факторов. Механизм действия факторов, зависящих от плотности. Обратные связи и гомеостаз в популяциях. Важная особенность зависящих от плотности факторов состоит в том, что их воздействие обычно сглаживается колебаниями численности; при возрастании плотности популяции способствует ее возвращению к среднему ее значению. Эти факторы действуют как механизм регуляций и способствует поддержанию численности на определенном уровне, т.е. гомеостаза популяции. При росте плотности популяции снижается снабжение их пищей. У многих животных от потребления пищи зависит их плодовитость. При увеличении плотности популяции плодовитость падает, и это предотвращает рост численности. У растений происходит "самоизрежеживание", регулирующее плотность. По мере роста деревьев увеличивается их крона, усиливается затемнение, не хватает воды, в результате конкуренции часть деревьев погибает. От плотности зависит распространение заболеваний. При высокой плотности возникают массовые заболевания, и смертность приводит к падению численности. Важную роль в регуляции плотности у животных играют поведенческие факторы (у грызунов при большой плотности возрастает агрессивность и возникают гормональные расстройства, что приводит к рассасыванию эмбрионов и предотвращению перенаселения). Другая форма поведения, приводящая к регуляции численности - территориальность. Территория, занимаемая популяцией, поделена на индивидуальные участки. В сообществах существуют сложные взаимодействия между видами, работающие по принципу отрицательной обратной связи. На численность популяции каждого вида влияет воздействие многих хищников и паразитов. Множественность механизмов регуляции численности приводит к тому, что в природных сообществах очень редко происходит катастрофический рост численности, подрыв ресурсов и гибель популяции. 45.4 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СТРАТЕГИИ. Экологическая стратегия. Влияние условий среды на смертность. Приспособление организмов направлены на повышение вероятности выживания и оставление потомства. Экологическая стратегия - это общая характеристика роста и размножения данного вида. Сюда входят темпы роста особей, их время достижения половозрелости, плодовитость, периодичность размножения и др. Экологическая стратегия зависит и от особенностей вида, и от условий среды. Особенно большое влияние на стратегию роста и размножения оказывают факторы, вызывающие смертность. Если смертность вызвана в основном резкими непредсказуемыми изменениями абиотических факторов, то при этом происходит неизбирательная элиминация (уничтожение) особей. Гибель той или иной особи не зависит от ее качества. Такое же влияние оказывают некоторые хищники, от которых трудно защититься. В других случаях основную роль играют иные факторы отбора: внутри или межвидовая борьба за ресурсы, хищники, охотящиеся на отдельных жертв. В этих условиях вероятность гибели зависит от качества особи. |
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... |
