Файл: Занятие 2 Основные понятия экологии.pptx

Занятие 2

Основные понятия экологии

Основные понятия экологии

Среда обитания и экологические факторы.
Интенсивность воздействия экологических факторов на живые организмы.
Законы экологии.
Экосистемы, типы и структуры.
Круговорот веществ в экосистемах.
Взаимоотношения между живыми организмами.
Понятие экологической ниши

Среда обитания и экологические факторы среды

Совокупность природных условий и явлений, окружающих живые организмы, с которыми эти организмы находятся в постоянном взаимодействии, называется средой обитания.
число описанных видов живых организмов составляло примерно 1,7 млн
Число вымерших видов, по некоторым оценкам, составляет около 500 млн.
Различают естественную и искусственную (созданную человеком) среду обитания

Естественные среды обитания

Отдельные свойства и элементы среды, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами

абиотические-это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм (свет, температура, ветер, воздух, давление, влажность и т.д.). Например, осенний листопад-постепенное сокращение светового дня запускает сложный процесс физиологической перестройки растений в преддверии долгого зимнего периода;
биотические - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Например, рыба-лоцман, живущая возле крупной акулы, имеет одновременно надежного защитника и источник пищи;
антропогенные- это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь.

Изменения факторов среды во времени могут быть:

1) регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в связи со временем суток, или сезоном года, или ритмом приливов и отливов в океане;
2) нерегулярными, без четкой периодичности, например, изменения погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера-бури, ливни, обвалы и т.п.:

---

3) направленными на протяжении известных, иногда длительных, отрезков времени, например, при похолодании или потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке и пр.

Среди факторов среды выделяют ресурсы и условия.

Ресурсы окружающей среды организмы используют, потребляют, тем самым уменьшая их количество. К ресурсам относят пищу, воду при ее дефиците, убежища, удобные места для размножения и т.п.
Условия – это такие факторы, к которым организмы вынуждены приспосабливаться, но повлиять на них обычно не могут.
Один и тот же фактор среды может быть ресурсом для одних и условием для других видов. Например, свет – жизненно необходимый энергетический ресурс для растений, а для обладающих зрением животных – условие зрительной ориентации. Вода для многих организмов может быть и условием жизни, и ресурсом.

Пути приспособления организмов у условиям среды

Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т.е. могут влиять как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;
как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях;
как модификаторы, вызывающие морфологические и анатомические изменения организмов;
как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Процесс приспособления организмов к среде носит название адаптации.

Под адаптациями понимаются любые изменения в структуре и функциях организмов, повышающие их шансы на выживание.

Основные механизмы адаптации:

1) биохимические-проявляются во внутриклеточных процессах. Например, яды змей, скорпионов, пауков, облегчающие им охоту; антибиотики грибов и бактерий, защищающие их от конкурентов; токсины растений, предохраняющие их от выедания; пахучие вещества клопов и некоторых других насекомых, отпугивающие врагов, и т.п.;
2) физиологические- проявляются на уровне организма. Например, появление теплокровности и терморегуляции у птиц и млекопитающих. В более простых случаях- это приспособление к определенным формам пищи, солевому составу среды

---

, высоким или низким температурам, влажности или сухости почвы и воздуха и т.д.;
3) морфо-анатомические - связаны с изменением строения тела. Например, появление перепонок между пальцами ног у водоплавающих животных (амфибий, птиц и др.), длинных ног и длинной шеи у болотных птиц, гибкого тела у норных хищников (например, у ласки) и т.п. У придонных рыб формируется плоское тело (скаты, камбала и др.). У растений в северных широтах и высокогорных районах часты стелющиеся и подушковидные формы, меньше повреждаемые сильными ветрами и лучше согреваемые солнцем в припочвенном слое;


4) поведенческие-связаны с изменением в поведении. Например, забота о потомстве приводит к лучшему выживанию молодых животных и повышает устойчивость их популяций. В брачные периоды многие животные образуют отдельные семьи, а зимой объединяются в стаи, чтобы проще было найти пропитание или защиту (волки, многие виды птиц);
5) онтогенетические- ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий. Например, экологические особенности конкретных видов растений сформировались в ходе эволюции в результате длительного воздействия соответствующих условий. Поэтому теплолюбивые растения характерны для южных широт, менее требовательные к теплу и свету-для северных широт
Процесс адаптации является относительным. Все приспособления целесообразны лишь для определенных условий, в которых они выработались. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою ценность или даже принести вред имеющим их организмам. Белая окраска зайцев, хорошо защищающая их на снегу, становится опасной при малоснежных зимах или сильных оттепелях

Законы экологии

1. Закон оптимума

Каждый экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы
Выделяют зону оптимума, зону пессимума, критические точки, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть.
Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью
Условия, приближающиеся по одному или сразу нескольким факторам к критическим точкам, называют экстремальными.
Виды с узким диапазоном выносливости называют стенобионтами, (глубоководные обитатели, растения влажных широт), а с широким-

---

эврибионтами.


2. Неоднозначность действия фактора на разные функции Закон, согласно которому каждый экологический фактор неодинаково влияет на разные функции организма: оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других. Так, температура воздуха от +40 до +45 0 С у холоднокровных животных сильно увеличивает скорость обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, и животные впадают в тепловое оцепенение.
3. Разнообразие индивидуальных реакций на факторы среды Например, для развития головастиков вода жизненно необходима, а для взрослой лягушки она не является жизненно важным условием. Следовательно, экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности каждой отдельной особи.
4. Относительная независимость приспособления организмов к разным факторам Например, многие земноводные могут выдерживать значительные колебания температуры, но не переносят даже кратковременного высыхания кожи.
5. Взаимодействие факторов. Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействие факторов. Например, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе.


6. Закон незаменимости фактора Вместе с тем взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы, и полностью заменить один из них другим нельзя. Полное отсутствие воды или хотя бы одного из основных элементов минерального питания делает жизнь растения невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий.
7. Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора (закон минимума Либиха) Избыток или недостаток любого абиотического фактора может повлечь за собой ограничение или остановку роста популяции видов в экосистеме, даже если все другие факторы близки к оптимальному диапазону толерантности для этих видов живых организмов. Так, продвижение вида на север может лимитироваться недостатком тепла, в пустынные районы - недостатком влаги или слишком высокими температурами.

---

Водная среда

наиболее однородна, мало изменяется в пространстве, нет чёткой границы между отдельными экосистемами, амплитуды значений факторов невелики, присуща высокая плотность и вязкость. По способам адаптации, выделяют группы водных обитателей: планктон, нектон, бентос, нейстон.

Воздействие человека проявляется в уменьшении прозрачности, изменении химического состава и температуры воды, в результате чего снижается концентрация кислорода, уменьшается продуктивность, меняется видовой состав.

Наземно-воздушная среда

Наиболее сложная среда по свойствам и разнообразию.
Для неё характерны низкая плотность воздуха, большие колебания температуры и высокая подвижность атмосферы.
Лимитирующими факторами являются недостаток или избыток тепла и воды.
Для организмов типичны механизмы адаптации к температурному фактору: физический, химический, поведенческий.

Почвенная среда

Имеет свойства как водной, так и наземно-воздушной среды. В почвах невелики колебания температур, есть поры, заполненные воздухом, мелкие организмы живут как гидробионты, существует вероятность дефицита кислорода.
К специфическим свойствам относится плотное сложение.
Почва – наиболее насыщенная живыми организмами часть биосферы.
Лимитирующие факторы: недостаток тепла, недостаток или избыток влаги, реже недостаток кислорода или избыток углекислоты.

Живые организмы

Организмы как среда обитания

Живые организмы также могут выступать средой обитания, с этим связан паразитический и полупаразитический образ жизни.
заселенные паразитами, полупаразитами и симбионтами (организмы, существующие совместно и извлекающие пользу от сожительства, например, водоросли или цианобактерии, образующие вместе с грибами единый организм-лишайник).

Экосистемы: типы и составляющие

Экосистема - взаимосвязь сообществ (биоценоз) с химическими и физическими факторами, создающими неживую окружающую среду (биотоп).
Это вечно меняющаяся (динамичная) сеть биологических, химических и физических взаимодействий, которые поддерживают жизнеспособность сообществ и помогают им приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды.
Примером может служить лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов.

---