13. Экология: современное понимание, определение, предмет, задачи.

Предмет современной экологии.

Эрнст Геккель (1834-1919)

Экология – наука изучающая «все сложные взаимоотношения животных и растений друг с другом и со средой»

(раньше была ойкология (ойкос - дом)

Дальнейшее развитие

20-40е гг 20 в

Основы современной экологии. Определен объект науки, предмет, методы исследования, концептуальный аппарат (Ч.Элтон, А.Тенсли,В.Н.Сукачев,В.И.Вернадский и др)

середина 20 века (Хатчинсон, Р.Уиттекер, В.Б.Сочава и др)

до 70 (экология – раздел биологии )=>60е- 70е годы – экология развилась как направление актуализация проблемы взаимоотношений «человек окружающая среда» => к 1990 27 экологий (Реймерс насчитал) =>в 1990е более 100 экологий

Экология – наука о взаимоотношениях любого изучаемого объекта с окружающей средой.

1972 г ООН созвала и провела в Стокгольме первое международное совещание по окружающей человека антропогенно измененной среде.

На экологии перестали смотреть как на одно из подразделений биологии.

Современная экология – сфера междисциплинарных научных исследований.

! Экология – междисциплинарная область знаний об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе и их взаимосвязи (Ю.Одум)

80е гг. по настоящее время – активный этап развития науки и экологизации всех сфер деятельности (Одум, Медоузы, Реймерс, Яншин, Криволуцкий)

Цель – выявление связей между природной средой, биотой, человеком и обществом.

Основные подразделения экологии:

• Биоэкология

• Экология человека

• Геоэкология

• Фундаментальная экология

• Прикладная экология

• Глобальная экология

Биоэкология – «классическая экология» - посвящена взаимодействиям со средой надорганизменных биосистем всех уровней

Разделы по иерархическим уровням ген-клетка-ткань-орган-система органов-

организм-популяция-сообщество

По иерархическим уровням биосистем

Аутоэкология – экология отдельных особей как представителей определенного вида организмов

Популяционная экология (демэкология) – экология генетически однородных групп организмов одного вида, имеющих общее место обитания

Синэкология – экология многовидовых сообществ (биоценозов)

По таксономическим группам: экология грибов, животных, растений, бактерий.

16. Характеристика адаптаций

Адаптация (приспособление) организмов, популяция и видов обеспечивают их выживаемость в меняющихся условиях жизни.

Формы адаптаций:

• поведенческие

• экологические

• морфо-анатомические

• биохимические

Поведенческие адаптации

Самые быстрые, реализуются через разнообразие движений, свойственны только животным. «Хочешь жить – умей вертеться». Двигательный ответ на изменения в окружающей среде, требует оценки их значимости верной системой для жизнедеятельности – и для жизни – организма.

Пример: Травяная лягушка прислушивается к шевелению травинки определяет нейтральна ли ситуация (ветер колышет) или ползет еда (аппетитный Майский жук) или враг хищная змея -(Уж Обыкновенный).

Ошибка в определении чревата либо невосполнимой тратой энергии (прыжок в сторону несъедобных колеблющихся листиков), либо собственной гибелью (движение смертельно опасного уже было принято за колебание травинок или ползущее насекомое).

Экологическая адаптация

Закрепление суммы положительных поведенческих адаптаций в видовом образе жизни.

Экологические адаптации обеспечивает реализацию жизненной стратегии.

Жизненная тактика – максимально продлить индивидуальное существование, избегая губительного влияния факторов среды, решая повседневные тактические задачи: получить через пищу необходимую жизненную энергию, но не стать источником энергии для других организмов. Поесть, но не быть съеденным – суть трофических форм экологических связей.

Жизненная стратегия – обеспечить генетическое бессмертие через размножение (репродукцию) воспроизведение, продление себя во времени и пространстве. Достижение биологического смысла жизни – стремление к бессмертию – суть репродуктивных отношений.

Главенство жизненной стратегии ярко проявляется моноциклия – одноразовом размножении и последующей гибели.

Морфо-анатомические адаптации

Самые медленные

Правило Бергмана.

Из двух родственных теплокровных видов или географических популяций одного вида более крупные особи (с относительно низкой теплоотдачей) живут на севере, а более мелкие живут на юге (в более теплом климате).

Правило Аллена

Выступающие части тела теплокровных животных (уши, хвосты, лапы) отдают много тепла и потому у близкородственных видов в холодном климате они короче, а в жарком – длинные.

Биохимические адаптации:

Кашалот (подотряд зубатых китов) в поисках своей излюбленной добычи – огромных глубоководных кальмаров способен нырять на глубину свыше 1 км и задерживать дыхание под водой почти на 2 часа благодаря биохимической адаптации – способности эритроцитов крови и миоглобинов

Примеры адаптаций.

Температурные адаптации животных

Пойкилотермные (холоднокровные) виды – насекомые, амфибии

При критически низких температурах впадают в зимнее оцепенение (анабиоз). Чтобы предотвратить образование льда и разрушения клеток, воду замещает антифриз – глицерин.

Гомотермные (теплокровные) виды – птицы, млекопитающие.

Сохраняют активность благодаря системе адаптаций морфологических (шерстный и пуховой покров), экологические (перелеты птиц норы млекопитающих), поведенческие («детские сады» Антарктических пингвинов).

Неподвижные пузырьки воздуха – надежный термоизолятор.

Адаптация растений и сохранение влаги.

Растения способные произрастать при дефиците влаги на аридных территориях – в сухих саваннах, полупустынях, пустынях – ксерофиты.

Они обладают морфо анатомическими адаптациями по сокращению испарения и сбережению влаги. Это растения с толстыми стволами и листьями, часто имеют колючки.

Примеры: Кактусы, агава, вельвичия, саксаул, ковыль, очиток.

Адаптации к соседству человека (антропогенному воздействию)

Животные в городе

Достаточно пищи, мест для размножения, мало природных врагов, но постоянное беспокойство, преследование человеком (крыс, тараканов, комаров).

«очень хочется, но очень страшно»,

Адаптационные ресурсы – поведенческий (толерантность, преодоление страха перед человеком) и экологический (использование антропогенных кормов, зданий для гнезд).

Серые вороны в городах не боятся людей (в Москве подпускают на 1-2м, а за городом – на 30-70м)

Толерантность сменяется агрессивностью (нападение ворон на людей в птенцовое время).

Коршуны и грифы в Дели полностью игнорируют присутствие людей, защищают гнезда от человека.

При условии безопасного поведения людей адаптации диких животных переходят даже в антропофилию.

Дикие гуси в Кологриве осознали свою безопасность за 5 лет

Утки на Московских прудах берут корм из рук людей, а в 10-20 км от города взлетают за сотни метров от человека.

Большинство животных и растений способны существовать рядом с человеком при условии толерантного отношения. Это и есть задача экологии и т.п.