
- •Екологія
- •1. Екологія як наука
- •5. Методи прикладної екології:
- •Основні закони екології.
- •2. Екологічні фактори.
- •Надземне і повітряне середовище існування.
- •Ґрунт як середовище життя
- •Живі організми як середовище існування
- •3. Біологічні ритми
- •Фотоперіодизм
- •4. Популяції Основні особливості популяцій.
- •Класифікація популяцій.
- •Структура популяцій
- •А) Статева структура популяції
- •5. Біоценози Поняття про біоценоз.
- •Відносини в біоценозах.
- •Структура біоценозу. Видова структура біоценозу.
- •Просторова структура біоценозу.
- •Екологічна структура біоценозу.
- •6. Екосистеми. Біогеоценози. Поняття про екосистему та біогеоценоз.
- •Обмін речовин та потік енергії в екосистемі.
- •Біологічна продуктивність.
- •Сукцесії.
- •Володимир Іванович Вернадський.
- •7. Теорія біосфери.
- •Основні властивості біосфери
Надземне і повітряне середовище існування.
Низька густина повітря визначає його малу піднімальну силу і незначну опорність. Мешканці повітряного середовища повинні мати власну опорну систему, яка підтримує тіло: рослини – механічними тканинами, тварини – твердим або, рідше, гідростатичним скелетом.
Повітря має низький опір, тому деякі тварини використали в ході еволюції екологічні переваги цієї властивості повітряного середовища, набувши здатності літати. До активного польоту здатні 75% видів усіх наземних тварин, переважно комахи і птахи, проте зустрічаються літуни й серед ссавців та рептилій. Літають наземні тварини в основному за допомогою мускульних зусиль, однак деякі можуть і планерувати за рахунок повітряних течій.
Газовий склад повітря у приземному шарі атмосфери досить однорідний: азот – 78,1; кисень – 21; аргон – 0,9; вуглекислий газ – 0,03%. Однак різні домішкигазоподібних, краплиноподібних і твердих (пилових) часток, що потрапляють в атмосферу, можуть мати суттєве екологічне значення (забруднення…).
Дефіцит вологи – ще одна особливість повітряно-наземного середовищ.
Великий розмах температурних коливань – наступна відмінна риса цього середовища.
Світловий режим наземно-повітряного середовища характеризується: великою інтенсивністю і кількістю світла. Основним способом орієнтації для тварин є зір.
Ґрунт як середовище життя
Ґрунт являє собою поверхневий шар суходолу, що контактує з повітряним середовищем. Хоч його товщина незначна проте ця оболонка Землі відіграє надзвичайно важливу роль у поширенні життя. Г р у н т – це не просто тверде тіло, а трифазна система, в якій тверді частки оточені повітрям і водою. Він пронизаний порожнинами, заповненими сумішшю газів і водними розчинами. Тому в ньому створюються різноманітні умови, сприятливі до життя безлічі мікроорганізмів і макроорганізмів. У ґрунті згладжені температурні коливання порівняно з шаром повітря, а наявність ґрунтових вод і проникнення опадів створюють запаси вологи і забезпечують режим вологості, проміжний між водним і назем7ним середовищами. У ґрунті концентруються запаси органічних і мінеральних речовин, які постачаються відмерлою рослинністю і трупами тварин. Усе це визначає велику насиченість ґрунту життям.
Живі організми як середовище існування
Численні види живих організмів протягом усього життя або частини життєвого циклу мешкають в інших живих істотах, тіла яких є для них середовищем, що суттєво відрізняється за властивостями від зовнішнього.
Одна з- головних переваг паразитів – щедре постачання їжі за рахунок вмісту клітин, соків і тканин тіла господаря або вмісту його кишечника. багата і легкодоступна їжа є умовою швидкого росту паразитів. Там, де дозволяє простір, наприклад, у травному каналі хребетних, паразити можуть досягати дуже великих розмірів порівняно з їхніми родичами, які живуть вільно. Так людська і свиняча аскариди – одні найбільших представників класу нематод, а лентець широкицй, бичачий і свинячий солітери – велетні серед плоских червів: вони сягають у довжину 8-12 м, тоді як найбільші тропічні турбелярії не перевищують 60 см.
Ф а к т о р и с е р е д о в и щ а. З а г а л ь н і з а к о н о м і р н о с т і ї х д і ї н а ж и в і о р г а н і з м иє.
Е к о л о г і ч н і ф а к т о р и – це компоненти середовища, що впливають на організми, популяції, біоценози. Фактори середовища різноманітні. Вони можуть сприяти виду або перешкоджати виживанню і розмноженню.
За силою впливу на організм екологічні фактори бувають:
оптимальний фактор – сила якого є найсприятливіша для організму (для кімнатних рослин tºопт.= 20ºС-22ºС;
песимальний фактор – сила якого надто велика або надто мала, пригнічуються процеси життєдіяльності організму;
летальний фактор – сила якого спричиняє загибель організму.
За характером походження:
абіотичні ("а" – "не", "біос" – життя);
біотичні;
антропогенні.
У 1958 р. Мончадський запропонував класифікувати за характерною дією на організм:
стабільні – земне тяжіння, Сонце, Місяць, склад атмосфери зумовлюють загальні пристосування організмів для життя на землі;
змінні
а) закономірно змінні – зміни сезонів, дня і ночі;
б) випадково змінні – дощ, град, сніг, радіація … .
А б і о т и ч н і ф а к т о р и с е р е д о в и щ а.
А б і о т и ч н і ф а к т о р и – це сукупність умов неорганічного середовища, що впливає на живі організми безпосередньо чи опосередковано. Це температура, світло, радіоактивне випромінювання, тиск, вологість, солоність води, вітер, течії, рельєф місцевості …
Вони поділяються на:
хімічні;
фізичні.
Екологічні групи р о с л и н по відношенню до світла.
Світлолюбні (геліофіти) – рослини відкритих постійно освітлених місцевостей (тимофіївка лучна, ковила, перекатиполе, верблюжа колючка, кактуси, анемона, ряст).
Тіньолюбні (сціофіти) – рослини нижніх ярусів тінистих лісів, печер, глибоководні рослини, вони погано переносять сильне освітлення прямими сонячними променями (кислиця, веснівка дволиста, копитняк, вороняче око).
Тіньовитривалі (факультативні геліофіти) – можуть переносити більше чи менше затінення, однак добре ростуть і на світлі (липа, черемха, горобина, суниці лісові, смерека, тонконіг лучний).
Екологічні групи т в а р и н по відношенню до світла.
1. Денні. 2. Нічні. 3. Присмеркові. 4. Тварини з цілодобовою активністю.
Т е м п е р а т у р а – кліматичний фактор, який впливає на всі процеси в організмі.
За ступенем адаптації до умов крайнього дефіциту тепла виділяють такі екологічні групи рослин:
нехолодостійкі – сильно пошкоджуються або гинуть при температурах, вищих за точку замерзання води (рослини теплих тропічних лісів, водорості теплих морів);
неморозостійкі – переносять низькі температури, але гинуть, як тільки у тканинах утворюється лід (вічнозелені субтропічні види, період вегетації листяних рослин);
морозостійкі, або льодостійкі – ростуть у регіонах з сезонним кліматом і холодними зимами (карликова береза, верба).
В о л о г і с т ь. Перебіг усіх біохімічних процесів у клітинах і нормальне функціонування організму в цілому можливі лише при достатньому забезпеченні його водою – необхідною умовою життя. Підтримання водного балансу має величезне значення для всіх живих організмів.
Екологічні групи рослин по відношенню до вологи:
гідафіти – це водяні рослини (елодея, валіснерія);
гідрофіти – наземно-водяні рослини (очерет, калюжниця);
гігрофіти – наземні рослини в умовах підвищеної вологості (рис, росичка, будяк городній);
мезофіти – можуть переносити нетривалу і нестійку посуху (сосна, дуб, береза);
ксерофіти – ростуть у місцях з недостатнім зволоженням:
а) сукуленти – соковиті рослини (кактуси, агава, алоє);
б) склерофіти – сухі на вигляд рослини (перекатиполе, тпчак, ковила).
Екологічні групи тварин по відношенню до вологи:
вологолюбні (земноводні, мокриці);
сухолюбні (павукоподібні, плазуни);
посузостійкі (козуля, прудка ящірка, верблюд).
Б і о т и ч н і ф а к т о р и.
Біотичні фактори – фактори органічного світу: рослинність, тварини, гриби, мікроорганізми, які визначають умови існування організму в тій чи іншій місцевості.
Серед величезного розмаїття взаємозв’язків живих істот можна виділити певні типи відносин.
Б і о т и ч н і в і д н о с и н и.
Найпоширеніші взаємовідносини на антагоністичній основі (вигідні для одного, негативні для іншого організму):
а) хижацтво;
б) паразитизм;
в) конкуренція;
г) аменсалізм.
Позитивними біологічними взаємовідносинами є:
а) симбіоз;
б) взаємодопомога.
Нейтралізм.
Хижацтво – один із видів (хижак) живиться іншими тваринами (жертви), котрих він ловить і умертвляє. найпоширеніші взаємовідносини. Наприклад: корова, яка пасеться на луках; дятел, який добуває личинок з-під кори дерева. Хижакам притаманна спеціальна мисливська поведінка. Вони добре розвинені, мають високорозвинені органи чуття, швидку реакцію = > вдосконалення НС (нервової системи.
Паразитизм – це така форма трофічних зв’язків між видами, за якої організм – споживач використовує живого господаря не тільки як джерело їжі, а й як місце постійного чи тимчасового мешкання. Наприклад: комахи-шкідники і рослини. Паразити здебільшого значно дрібніші за свого господаря. Паразитизм характеризується більш вузькою спеціалізацією видів. Серед паразитів дістають перевагу ті, які здатні повніше і довше використовувати живителя, не доводячи його до надто ранньої загибелі. Паразит виснажує, а не знищує живителя.
Конкуренція – це взаємовідносини – що виникають між видами із схожими екологічними вимогами. Змагання між особами за одні і ті ж ресурси зовнішнього середовища.
Конкуренція – єдина форма екологічних взаємовідносин, яка негативно позначається на обох взаємодіючих партнерах. Переможцем у конкурентній боротьбі виявляється, як правило, той вид, який у даній екологічній обстановці має хоча б якісь переваги перед другим, тобто більш пристосований до умов навколишнього середовища. Наприклад, пряма конкуренція – личинки яйцеїдів двох видів, виявившись в одному яйці господаря, починають між собою боротьбу і вбивають суперника, перш ніж розпочати їжу.
Аменсалізм – для одного з двох взаємодіючих видів наслідки спільного життя негативні, тоді як другий не має від них ні шкоди, ні користі. Частіше зустрічається у рослин. Наприклад, світлолюбні трав’янисті види. які живуть під ялиною, відчувають пригнічення.
Симбіоз – взаємовигідне співжиття: коменсалізм, мутуалізм, протокооперація.
Коменсалізм – така форма взаємовідносин між двома видами, коли діяльність одного з них дає корм або надає притулку другому (коменсалу). Це одностороннє використання одного виду іншим без заподіяння йому шкоди. Коменсалізм, який ґрунтується на споживанні залишків їжі живителів, називається нахлібництвом (молодь тріски ховається під парасольками медуз; в гніздах птахів, нірках гризунів мешкає багато членистоногих – квартиранство).
Мутуалізм – організми не можуть існувати один без одного (лишайники – гриб і водорість; гриби і дерева). Цей зв’язок корисний для обох організмів (сибірська кедрова сосна і птахи – кедрівка, повзик, кукша).
Протокооперація – необов’язкові взаємовигідні взаємозв’язки. Кожен вид може існувати самостійно (актинія і рак-самітник).
Нейтралізм – така форма біотичних взаємовідносин, при якій співжиття двох видів на одній території не викликає для них ні позитивних, ні негативних наслідків. Види не пов’язані безпосередньо, а залежать від стану угрупування в цілому (білки і лосі, що живуть в одному лісі безпосередньо не контактують).
А н т р о п о г е н н і ф а к т о р и.
А н т р о п о г е н н і ф а к т о р и – форми діяльності людського суспільства, які приводять до зміни природи як середовища життя інших видів, чи безпосередньо відбиваються на їхньому житті.
П р я м і фактори:
а) знищення тварин заради м’яса, хутра, пір’я та іншого (зубр, мамонт, мастодокет, печерний ведмідь …);
б) випадкове знищення тварин і рослин (витоптування рослин, жаби гинуть під колесами автомобілів …);
в) знищення тварин і рослин у якості "шкідливих" (кажани, змії, вужі, жаби, жужелиці …).
О п о с е р е д к о в а н і фактори:
а) зміна природних ландшафтів – розорювання земель, вирубка лісів, осушування боліт (бабак – типовий мешканець українських степів раніше був дуже поширений);
б)забруднення довкілля (фізичне, хімічне, біологічне, радіаційне, шумове):
– фізичне – теплі стічні води призводять до "цвітіння" водойм – зменшення кисню – замор риби, молюсків.
хімічне – забруднення пестицидами, що стікають з полів; речовинами, що викидає промисловість.
біологічне – внесення в екосистеми видів для них не властивих (європейська і американська норка, колорадський жук).
радіаційне – Чорнобиль.
шумове – посилення непокоєння (журавлі покидають гнізда…).
За часом дії антропогенні фактори бувають:
постійні;
періодичні;
ледве помітні;
катастрофічні.
За спрямованістю дії людини антропогенні фактори є:
позитивні;
негативні.
За ступенем усвідомлення людиною антропогенні фактори є:
випадкові – це впливи, які є наслідком діяльності людини, але не були передбачені або заплановані (випас худоби, розорювання земель);
свідомі – людина свідомо впливає на природу (знищення тварин, виведення високопродуктивних сортів рослин).