Адаптация живых организмов к меняющимся условиям среды
Адаптация – это процесс приспособления организма к определенным условиям окружающей среды. Особи, не приспособленные к данным или изменяющимся условиям, вымирают.
Основные типы адаптации:
· поведенческая адаптация (затаивание у жертв, выслеживание добычи у хищников);
· физиологическая адаптация (зимовка – спячка, миграция птиц);
· морфологическая адаптация (изменение жизненных форм растений и животных – у растений в пустыне нет листьев, у водных организмов строение тела приспособлено к плаванию).
В 1934 –коровин первый дал определение жизненных форм.
- приспособление растений к месту обитанию, выраженная в формативных, биологических, физиолог. признаках.
В 1944- Алекин – это результат длительного приспособления растений к местным условиям существования, выраженных во внеш. Облике.
В 1955- Банников- группы организмов, объединенные суммой морфо- биологических адаптивных черт, исторически возникающих у видов, сходных по образу питания.
Понятие популяции , ее признаки , структура и характеристики
Популяция (от лат . популюс- народ население)- это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории.
Характеристика:
Численность
Плотность
Рождаемость
Темпы роста(средний прирост)
Половое соотношение
возрастная
структура популяции:
территориальная
кол-во самок, кол-во самцов
возрастное
морфологическое строение
В экологии
Популяция — совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.
Популяции бывают стабильные, растущие и сокращающиеся.
Экосистемы. Определение и классификация. Многообразие экосистем.
Экологическая система – это взаимосвязанная, единая функциональная совокупность живых организмов и среды их обитания. Составными частями экосистемы являются биоценоз (совокупность живых организмов) и биотоп (место их жизни, неживые компоненты).
ЭКОСИСТЕМА = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП
Термин «экосистема» предложен в 1935 г. английским экологом А. Тенсли. Экосистема – понятие очень широкое и применимо как к естественным, так и к искусственным комплексам. Для обозначения природных экосистем используется термин «биогеоценоз» (Сукачев В.Н.).
Классификация природных экосистем
Классификация природных экосистем базируется на ландшафтном подходе. Ландшафт – природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, верхние горизонты литосферы, климат, воды, почвы, растительность, животный мир) находятся в сложном взаимодействии, образуя однородную по условиям развития единую систему.
Наземные природные экосистемы:
тундра (арктическая и альпийская), бореальные хвойные леса, листопадный лес умеренной зоны, степи, саванны, пустыня, тропический лес.
Основными лимитирующими факторами суши являются среднегодовая температура и количество осадков (рис. 5).
Пресноводные экосистемы подразделяются на:
· лентические (стоячие водоемы) – озера, пруды, водохранилища;
· лотические (проточные водоемы) – реки, ручьи;
· болота
Лимитирующие факторы водной среды: течение, глубина (увеличивается давление, уменьшается прозрачность), температура.
Проточные водоемы имеют две зоны:
· мелководные перекаты (с быстрым течением);
· глубоководные плёсы (спокойные реки).
Морские экосистемы:
открытый океан, область континентального шельфа (прибрежные воды), эстуарии, глубоководные зоны
Эстуарии – это прибрежные области смешивания речных вод с морскими.
Лимитирующие факторы: соленость, глубина, прозрачность, температура.
В морских формациях выделяют две зоны: пелагиаль – поверхностные слои воды и бенталь – морское дно, заселенное донными организмами (бентосом).
Классификация экосистем:
1) микроэкосистемы (подушка лишайника, капля воды из озера, капля крови с клетками и т. д.);
2) мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.);
3) макроэкосистемы (континент, океан);
4) глобальная экосистема (биосфера Земли), или экосфера, – интеграция всех экосистем мира.
Многообразие экосистем:
1.Арктическая пустыня
2.Тундра
3.Тайга
4.Лесостепь
5.Степь
6.Полупустыня
7.Пустыня
8.Тропические леса
9.Саванна
10.Экваториальные леса
Билет № 9. Учение о биогеоценозе. Компонентный состав и структура биогеоценоза. (всё из википедии, потому что нигде ничего более нормального нет. См. в тетради)
Биогеоценоз (от греч. βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году.
Свойства биогеоценоза
- естественная, исторически сложившаяся система
- система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне
- характерен круговорот веществ
- открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой — Солнце
Основные показатели биогеоценоза
- Видовой состав — количество видов, обитающих в биогеоценозе.
- Видовое разнообразие - количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема.
В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от исследуемого участка.
- Биомасса — количество организмов биогеоценоза, выраженное в единицах массы. Чаще - всего биомассу подразделяют на:
- биомассу продуцентов
- биомассу консументов
- биомассу редуцентов
- Продуктивность
- Устойчивость
- Способность к саморегуляции
Есть что-то про биоценоз, но это другое.....хз короче...
Виды структур биоценоза:
видовая, пространственная (вертикальная (ярусность) и горизонтальная (мозаичность) организация биоценоза) и трофическая.
Виды биоценозов:
1) Естественные (река, озеро, луг и т.д)
2) Искусственные (пруд, сад, и т. д.)
Билет № 10. Характеристики сообщества.
Сообщество - исторически сложившийся комплекс организмов, занимающий определенный участок биосферы (арены жизни) - биотоп, со всеми теми условиями, которые требуются для нормального существования этих организмов. Все члены Сообщества находятся в прямой или косвенной связи между собой, что определяет относительную устойчивость Сообщества во времени и пространстве и характеризует его динамику, приводящую временами к смене одних Сообществ другими. Сообщества представляет собой специфически взаимодействующий, неразрывный комплекс животных и растительных организмов, в связи с чем неправильно подразделять его на фитоценоз (растительное сообщество) и зооценоз (животное сообщество), что делается лишь условно. Сукачев предложил изучать биоценозы, понимая в этом случае единство биоценоза с населяемым им биотопом. (Синоним: биоценоз, ценоз.)
Далее... интернет говорит, что сообщество и биоценоз это одно и то же, в таком случае:
Биоценоз (от греч. βίος — «жизнь» и κοινός — «общий») — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), они связаны между собой и со средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии. Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в нём) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).
Виды структур биоценоза:
видовая, пространственная (вертикальная (ярусность) и горизонтальная (мозаичность) организация биоценоза) и трофическая.
Пространственная структура биоценоза может быть характеризована вертикальной ярусностью.
Вертикальная ярусность у растений определяется тем, как высоко над землёй то или иное растение выносит свои фотосинтезирующие части (тенелюбивое растение или светолюбивое):
Древесный ярус
Кустарниковый ярус
Кустарниково-травяной ярус
Мохово-лишайниковый ярус
Есть ещё Вертикальную ярусность у животных
Горизонтальная структурированность сообщества (мозаичность, неоднородность)
но что-то я не помню, чтобы мы такое рассматривали
Виды биоценозов:
1) Естественные (река, озеро, луг и т.д)
2) Искусственные (пруд, сад, и т. д.)
Билет № 11. Биосфера, её состав, структура, границы
Жан БатистЛамарк (1744 год – 1783 год) – термин «биосфера».
Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы.
Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.
Структура Биосферы:
1. Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.
2. Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.
3. Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.
4. Биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.
5. Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
6. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
7. Вещество космического происхождения.
Строение(состав) биосферы:
- Атмосфера до высоты 25 км (озоновый слой)
- Гидросфера на всю толщу (11 км)
- Литосфера до глубины 5 км (температурный барьер +105ºС)
Границы биосферы. По современным представлениям необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового экрана (у полюсов 8-10 км, у экватора - 17-18 км и над остальной поверхностью Земли - 20-25 км). За пределами озонового слоя жизнь невозможна вследствие наличия губительных космических ультрафиолетовых лучей. Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м), занята жизнью. К необиосфере следует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов. В литосферу жизнь проникает на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров. Живые организмы неравномерно распространены в геологических оболочках Земли: литосфере, гидросфере и атмосфере. Поэтому биосфера сейчас включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.
Билет № 12. Классификация вещества в биосфере. Характеристика и значение живого вещества в биосфере.
Классификация веществ, входящих в биосферу по их функциональной роли
В.И. Вернадский дал следующую классификацию веществ, входящих в
биосферу, по их функциональной роли.
1) Живое вещество – это совокупность всех живых существ, населяю-
щих нашу планету (от простейших вирусов до человека). Живое вещество
чрезвычайно разнообразно по форме, постоянно появляются новые виды взамен отмирающих старых. Живое вещество распространено на планете неравномерно и в основном состоит из воды и легких элементов. Масса живого вещества по сравнению с массой всей биосферы ничтожно мала.
2) Вещество биогенного происхождения – это чаще всего трупы, отмершие части растений, каменный уголь, нефть, торф, сланцы – в основном горючие вещества, слабо реагирующие с остальными веществами.
3) Косное вещество – это неживое и не связанное с жизнью вещество, к которому относятся горные породы, выбрасываемые вулканами в процессе горообразования, газы и т. д. При контакте с живым оно постепенно превращается в биокосное вещество.
4) Биокосное вещество – это вещество, имеющее минеральную основу,
которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов. К нему относится почвенный покров, плодородие которого обусловлено наличием органических веществ, а также воздух и вода. По определению Вернадского: «Это вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами и является закономерной частью живого и косного вещества».
5) Радиоактивные вещества – это вещества имеющие «естественную»
радиоактивность (радий, уран, торий и т.д.). Вернадский считал, что радиоактивность способствовала эволюции и являлась той энергетической силой, благодаря которой неживое вещество превратилось в живое.
6) Рассеянные атомы – это атомы веществ, преобразованные «жестким»
космическим излучением.
7) Космическое вещество – это вещество, поступающее из открытого
космоса в виде космической пыли, реже в виде метеоритов, и еще реже в виде болидов. Космическое вещество легко усваивается биосферой.
Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.
Это понятие не следует путать с понятием «биомасса», которое является частью биогенного вещества.
Термин введён В. И. Вернадским.
В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества. Вернадский писал: Идея о том, что явления жизни можно объяснить существованием сложных углеродистых соединений – живых белков, бесповоротно опровергнута совокупностью эмпирических фактов геохимии... Живое вещество – это совокупность всех организмов.
Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10−6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты».
Живое вещество развивается там, где может существовать жизнь, то есть на пересечении атмосферы, литосферы и гидросферы. В условиях, не благоприятных для существования, живое вещество переходит в состояние анабиоза.
Специфика живого вещества заключается в следующем:
1. Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. В неорганическом мире по количеству свободной энергии с живым веществом могут быть сопоставлены только недолговечные незастывшие лавовые потоки.
2. Резкое отличие между живым и неживым веществом биосферы наблюдается в скорости протекания химических реакций: в живом веществе реакции идут в тысячи и миллионы раз быстрее.
3. Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и пр. – устойчивы только в живых организмах (в значительной степени это характерно и для минеральных соединений, входящих в состав живого вещества).
4. Произвольное движение живого вещества, в значительной степени саморегулируемое. В. И. Вернадский выделял две специфические формы движения живого вещества: а) пассивную, которая создается размножением и присуща как животным, так и растительным организмам; б) активную, которая осуществляется за счет направленного перемещения организмов (она характерна для животных и в меньшей степени для растений). Живому веществу также присуще стремление заполнить собой все возможное пространство.
5. Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. Кроме того, в отличие от неживого абиогенного вещества живое вещество не бывает представлено исключительно жидкой или газовой фазой. Тела организмов построены во всех трех фазовых состояниях.
6. Живое вещество представлено в биосфере в виде дисперсных тел – индивидуальных организмов. Причем, будучи дисперсным, живое вещество никогда не находится на Земле в морфологически чистой форме – в виде популяций организмов одного вида: оно всегда представлено биоценозами.
7. Живое вещество существует в форме непрерывного чередования поколений, благодаря чему современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых эпох. При этом характерным для живого вещества является наличие эволюционного процесса, т. е. воспроизводство живого вещества происходит не по типу абсолютного копирования предыдущих поколений, а путем морфологических и биохимических изменений.
Значение живого вещества
Работа живого вещества в биосфере достаточно многообразна. По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:
а) химической (биохимической) – I род геологической деятельности; б) механической – II род транспортной деятельности.
Выделяют пять основных функций живого вещества:
1. Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.
2. Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этими элементами, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.
3. Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.
4. Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).
5. Транспортная. Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ против сил тяжести и в горизонтальном направлении.
Билет № 13. Глобальный биогеохимический круговорот вещества и круговороты элементов в биосфере
Благодаря круговоротам веществ конечное количество вещества, имеющееся в биосфере, приобретает свойство бесконечности.
Глобальный круговорот веществ складывается из отдельных круговоротов (воды, химических элементов), к которым подключаются грандиозные перемещения воздушных масс, тектонические процессы, обусловленные вулканической деятельностью и движением океанических плит.
Круговорот веществ возможен только на основе постоянного притока солнечной энергии и осуществляется при участии живого вещества. Поступая в организмы из окружающей среды, различные элементы вовлекаются в процессы клеточного метаболизма, затем возвращаются в среду и вновь используются организмами. Благодаря этому биосфера функционирует как целостная, саморегулирующаяся, сохраняющая постоянство система.
Основными элементами глобального круговорота являются углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Круговороты этих и других элементов называют биогеохимическими циклами. В ходе таких циклов большинство элементов проходят через живое вещество огромное число раз.
Круговороты различных элементов имеют разную скорость. Например, весь кислород атмосферы проходит через живое вещество за 2.000 лет, а вода - за 2.000.000 лет.
Циклы круговоротов элементов не замкнуты. Некоторая часть вещества биосферы, благодаря способности организмов накапливать различные химические элементы, выходит из круговорота веществ, накапливается в глубоких слоях земной коры. Из каждого цикла высвобождается незначительное число элементов, но в связи с длительностью геологической истории таких циклов насчитывают множество. Это приводит к накоплению огромного количества ископаемых органических веществ.
Круговорот элементов в биосфере
Круговороты химических элементов на Земле - повторяющиеся процессы превращения и перемещения веществ в природе, имеющиеся более или менее циклический характер. Общий круговорот веществ складывается из отдельных процессов (круговорот воды, газов, химических элементов), которые не являются полностью обратимыми, т.к. происходит рассеивание вещества, изменение его состава и др.
С появлением жизни на Земле огромную роль в круговороте веществ играют живые организмы (круговорот кислорода, углерода, водорода, азота, кальция и др.биогенных элементов). Глобальное влияние на круговорот веществ и хим. элементов имеет деятельность человека, в результате которой возникают новые и изменяются сложившиеся в природе пути миграции веществ, появляются новые вещества и т.д.
Глубокое изучение превращений веществ и энергии в природе и учёт последствий деятельности человека – необходимое условие сохранения окружающей среды.
Например:
Круговорот кислорода
Состав атмосферы за последние столетия изменился незначительно. В состав воздуха входят: азот (78%), кислород (21%), углекислый газ (0,03 %) и инертные газы (около 1%). Живые организмы в течение эволюции приспособились к определённому составу атмосферы, и даже небольшие изменения состава отрицательно влияют на живые организмы.
Кислород расходуется в огромных количествах на многие химические реакции: дыхание живых организмов, процессы гниения; хозяйственная деятельность человека: сжигание топлива, выплавка, резка и сварка металлов, многие производства (лекарственных веществ, азотной и серной кислот, удобрений, синтетических волокон, взрывчатых веществ, пластмасс и др.).
Но всё же общая масса кислорода в воздухе заметно не изменяется. Это объясняется процессом фотосинтеза, происходящего в зелёных растениях на свету. В результате фотосинтеза растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. В результате этого процесса масса кислорода в воздухе пополняется.
Кислород атмосферы
растения, животные, человек
поглощают при дыхании кислород, а выделяют углекислый газ
углекислый газ
растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород,
этот процесс называется фотосинтезом
кислород атмосферы
растения выделяют кислород при фотосинтезе
Билет № 14. Ноосфера.
Ноосфе́ра (греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»).
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»
По мнению Вернадского, основными предпосылками создания ноосферы являются:
расселение человечества по всей поверхности Земли и физическое уничтожение видов, «конкурирующих с человеком»,
радикальное усовершенствование средств связи и создания единой информационной системы и единой системы контроля над людьми,
создание и разработка новых источников энергии (атомной, геотермической, «лунной», «ганглиевой»),
«подъём благосостояния трудящихся» и «победа демократии»,
установление «равенства всех людей», причём не только равенства перед законом, но и других его форм,
учреждение единого планетарного марксистско-ленинского государства,
вовлечение «широких народных масс» в занятие наукой,
превращение человечества в «геологическую силу».
Академик утверждал, что эти социальные реформы и катаклизмы сделают «переход к ноосфере» необратимым.
В структуре ноосферы и биосферы Вернадский выделял «семь видов вещества»:
живое,
биогенное (возникшее из живого),
косное (возникшее не из живого),
биокосное (частично живое, частично неживое),
радиоактивное,
атомарно-рассеянное,
космическое.
Эта теория получила своё логическое продолжение и развитие в трудах академика Лысенко, а также профессора Лепешинской, расширившей и углубившей учение о «живом веществе». Тем не менее «Теория семи видов вещества» никогда не была принята западным научным сообществом.
Вернадский утверждал, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную «геологическую силу», своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики. Иногда Вернадский писал о «ноосфере» как о состоявшейся реальности, иногда — как о неотвратимом будущем. «Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние… — отмечал он. — Это переживаем мы и сейчас, за последние 10—20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывалую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние — в ноосферу — перерабатывается научной мыслью социального человека» («Научная мысль как планетное явление»). Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:
- ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;
- ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.