Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экология животных. Учебник
.pdf
О.В. Тулякова
ЭКОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
Учебник
2-е издание
Москва
Ай Пи Ар Медиа
2024
УДК 591.5
ББК 28.68
Т82
Автор:
Тулякова О.В. — канд. биол. наук, доц.
Тулякова, Ольга Валерьевна.
Т82 Экология животных : учебник / О.В. Тулякова. — 2-е изд. —
Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2024. — 189 с. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-4497-3206-4
Учебник включает в себя теоретический материал, практические ра-
боты и задания для контроля знаний по курсу «Экология животных». Дана
характеристика различных типов животных в зависимости от их питания,
газообмена и дыхания, теплообмена, водно-солевого обмена, ориентации
в пространстве, движения в среде. Изложены вопросы адаптации живот-
ных и их разные жизненные формы; вопросы популяционной экологии,
динамики популяций, отношений организмов в биоценозах. Рассмотрена
роль животных в антропогенной среде, а также охрана редких видов.
Подготовлен с учетом требований Федерального государственного
образовательного стандарта высшего образования.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлению подго-
товки «Биология», а также может быть использован преподавателями для
организации лекций, самостоятельной работы, проверки знаний
и практических занятий по дисциплине «Экология животных». Издание
может быть также полезно при подготовке зооветеринарных специалистов
в аграрных вузах.
Учебное электронное издание
ISBN 978-5-4497-3206-4 © Тулякова О.В., 2021
© ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа», 2024
Учебное издание
Тулякова Ольга Валерьевна
Редактор Ю.Ю. Желтова
Технический редактор, компьютерная верстка М.В. Половникова
Корректор А.В. Мисенжников
Обложка Я.А. Кирсанов, С.С. Сизиумова
Подписано к использованию 02.07.2024. Объем данных 7 Мб.
ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа»
8 800 555 22 35 (бесплатный звонок по России)
E-mail: sales@iprmedia.ru
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................................ 6
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ..................................................................... 7
1.1. Введение в экологию животных.
Адаптации и жизненные формы животных .............................................................. 7
1.2. Типы питания и связанные с ними приспособления ...................................... 18
1.3. Газообмен и дыхание животных ....................................................................... 28
1.4. Теплообмен животных ....................................................................................... 38
1.5. Водно-солевой обмен и минеральное питание животных ............................. 48
1.6. Ориентация животных в пространстве ............................................................ 59
1.7. Движение среды и субстрата в жизни животных ........................................... 69
1.8. Принципы адаптации животных ....................................................................... 78
1.9. Экология популяции животных ........................................................................ 87
1.10. Динамика популяции ..................................................................................... 104
1.11. Отношения организмов в биоценозах .......................................................... 113
1.12. Антропогенное воздействие на животных .................................................. 125
2. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ .......................................................................... 136
Практическая работа 2.1. Характеристика основных сред жизни ..................... 136
Практическая работа 2.2. Влияние различных факторов
на скорость сердцебиения дафнии......................................................................... 136
Практическая работа 2.3. Влияние реакции среды на выживаемость
и поведение простейших ........................................................................................ 139
Практическая работа 2.4. Влияние солености на выживаемость
и поведение простейших ........................................................................................ 139
Практическая работа 2.5. Влияние солености среды на выживаемость
водных животных .................................................................................................... 141
Практическая работа 2.6. Определение предпочитаемой солености
некоторыми животными в условиях градиента солености почвы ..................... 143
Практическая работа 2.7. Определение предпочитаемой некоторыми
животными реакции среды в условиях градиента рН почвы ............................. 145
Практическая работа 2.8. Определение влажности,
предпочитаемой роющими животными ................................................................ 145
Практическая работа 2.9. Решение задач на определение плотности,
численности, смертности и возрастной структуры популяции .......................... 146
5
Практическая работа 2.10. Решение логических и тестовых задач ................... 148
Практическая работа 2.11. Гидробиологический мониторинг:
определение биотического индекса ....................................................................... 152
Практическая работа 2.12. Гидробиологический мониторинг:
методы с использованием моллюсков .................................................................. 155
Практическая работа 2.13. Биоиндикация токсичности
природных вод с помощью дафний ....................................................................... 156
Практическая работа 2.14. Экологическая характеристика вида ....................... 158
3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ....................................................... 160
3.1. Тестовые задания .............................................................................................. 160
3.2. Логические задачи и вопросы ......................................................................... 168
3.3. Примерный перечень вопросов к зачету........................................................ 174
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .............................................................. 179
ГЛОССАРИЙ ......................................................................................................... 181
6
ПРЕДИСЛОВИЕ
«Экология животных» является одной из общебиологических дисциплин,
базирующейся на знаниях экологии, зоологии и других разделов биологии.
Цель данного учебника — дать студентам научные знания о биосистемах и их
взаимодействии со средой.
Учебник содержит теоретический материал и практические работы
по экологии животных. Дана характеристика различных типов животных
в зависимости от их питания, газообмена и дыхания, теплообмена, водносолевого обмена, ориентации в пространстве, движения в среде.
Изложены вопросы адаптации животных и их разные жизненные формы;
вопросы популяционной экологии, динамики популяций, отношений организ-
мов в биоценозах. Рассмотрена роль животных в антропогенной среде, а также
охрана редких видов.
В результате освоения материалов учебника студенты будут:
1) знать:
- основные методы зоологических наблюдений, современную системати-
ку животных;
- современные методы проведения экспериментальной работы в полевых
и лабораторных условиях;
2) уметь:
- идентифицировать животных;
- проводить биологические эксперименты с животными;
3) владеть:
- основными методами разведения и содержания животных в лаборатор-
ных условиях и условиях культивирования;
- методами зоологического мониторинга.
Издание предназначено для студентов биологических и экологических
факультетов, может быть использовано при подготовке зооветеринарных спе-
циалистов в аграрных вузах.
7
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
1.1. Введение в экологию животных.
Адаптации и жизненные формы животных
Предмет, структура, методы
Термин «экология» предложил в 1869 г. немецкий естествоиспытатель
Эрнст Геккель. Слово «экология» происходит от греческого oiyhos («ойкос») —
дом, logos («логос») — наука. В современном понимании эко-логия — это
наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания
или наука об отношении организма или групп организмов к окружающей среде.
Структура современной экологии включает в себя ряд дисциплин: геоэкология,
химэкология, экология человека и т.д. Кроме того, традиционно деление экологии на частную и общую. Экология животных является одним из разделов био-
экологии наряду с экологией растений, экологией микроорганизмов, экологией
грибов и т.д.
Экология животных — это наука о взаимоотношениях (взаимовлиянии)
животных и окружающей среды. Животные — это царство живых организмов,
характеризующееся гетеротрофным типом питания. Совокупность животных
называют животным миром или фауной.
Структура экологии животных как науки достаточно сложная, основой
ее являются экология и зоология. Экологию животных также можно поделить
на общую и частную. Общая изучает основные принципы организации и жизнедеятельности животных в ответ на давление факторов среды, частная — ис-
следует особенности жизнедеятельности каждого отдельного вида. Кроме того,
экологию животных, как и общую экологию, делят на:
1) экологию особей (аутэкология) — изучает взаимоотношение отдельно-
го организма со средой;
2) экологию популяций (демэкология) — изучает особенности существо-
вания популяций;
3) экологию биоценозов (синэкология) — занимается комплексным изуче-
нием групп организмов, составляющих определенное единство (учение
о сообществах, биоценозах, биогеоценозах).
8
Помимо такого «горизонтального» разделения экологии животных, суще-
ствует и ее «вертикальное» расчленение в зависимости от среды обитания
(см. табл. 1):
а) экология водных животных, входящая в состав гидробиологии и зани-
мающая в ней ведущее положение;
б) экология обитателей почвы, или педобиология;
в) экология наземных (сухопутных) животных;
г) экология паразитов.
Таблица 1
Вертикальное разделение экологии
в зависимости от среды обитания
Разделы экологии
Экология
Водных
животных
Почвенных
животных
Сухопутных
животных
Паразитов
особей
Изучение реакций особей на внешние факторы и их отношений
к среде обитания (условиям существования)
популяций
Изучение специфики отношений популяций со средой, условий
и путей формирования популяций, их структуры и динамики
сообществ
(биоценология)
Изучение формирования, структуры и динамики естественных сообществ (биоценозов) и их взаимодействий со средой
Предметом изучения экологии животных являются взаимоотношения
животных с окружающей средой. А именно:
1) специфические для каждого вида приспособления особей, обеспечива-
ющие их разносторонние связи со средой;
2) внутривидовые отношения и специфическую для вида структуру его
населения, образ жизни и способ использования ресурсов;
3) различные сообщества растений и животных на разных участках зем-
ной поверхности.
Уточнению содержания и границ экологии животных помогает рассмотрение ее взаимоотношений со смежными науками. Особенно тесные связи су-
ществуют между экологией и зоологией, а также физиологией животных, многие методы которой широко используются в экологических исследованиях.
9
В случае, когда экологическая физиология анализирует реакции животных на
внешние факторы — она представляет физиологическую основу аутэкологии,
а когда изучает изменения основных функций особей (питания, дыхания, терморегуляции, поведения, размножения и др.) под влиянием перемен в плотно-
сти и структуре, то рассматривается как физиологическая основа экологии по-
пуляций.
Тесны связи экологии с морфологией и эмбриологией. Между ними также
возникают промежуточные области знаний — экологическая морфология и эко-
логическая эмбриология, предметом которых являются изменения формы
и ее онтогенеза под влиянием внешних факторов, структуры и плотности популяций.
Экология животных служит основой зоогеографии (наука о закономерностях географического распространения животных), в которой обычно выделяют
экологическую зоогеографию — учение о современных факторах распространения животных и историческую зоогеографию — учение об исторических факторах формирования ареалов.
Достижения экологии позволяют палеонтологам по строению ископаемых животных судить об их вероятном взаимодействии со средой; в то же время анализ положения ископаемых остатков в первичных отложениях позволяет
хотя бы отчасти восстановить облик существовавших тогда сообществ. Эти
специальные проблемы палеонтологии выросли в отдельную область знаний,
получившую название палеоэкология.
Методы экологии животных. Во-первых, характерны методы, общие
для всей экологии:
- описательные (когда в процессе наблюдения констатируется факт);
- сравнительные (в результате наблюдения группы организмов сравнива-
ются между собой);
- экспериментальные (когда ставиться эксперимент). При этом данные
методы могут быть как полевыми, так и лабораторными. Например, экспери-
мент может быть полевым (т.е. в природных условиях) и лабораторным. Поле-
вой позволяет выяснить, как будет вести себя организм в естественных условиях, когда на него действует комплекс факторов, лабораторный позволяет вы-
членить каждый фактор в отдельности и посмотреть его влияние на организм.
Во-вторых, характерны методы зоологии, так как именно она является
основой экологии животных. Для таких наук, как экологическая морфология,
экологическая зоогеография, экопалеонтология, характерны также методы, за-
имствованные из смежных наук: анатомии, физиологии, географии, палеонто-
логии и т.д.
10
Кроме того, если вспомнить горизонтальное деление экологии животных,
то для аутэкологии характерны методы анатомии, физиологии, геоморфологии,
почвоведения, для демэкологии (экологии популяций) — методы абсолютного
и относительного учета количества особей в популяции, метод меченных жи-
вотных (кольцевание, цветные метки, метод меченых атомов, ампутация паль-
цев у мышей, земноводных), для синэкологии — методы популяционной экологии, статистической обработки, полевые эксперименты.
История развития экологии животных [1]
История экологии животных тесно связана с историей экологии. Эколо-
гия как отдельная наука возникла примерно в середине XIX в., но корни
ее уходят в глубокую древность. Древние египетские, индусские, китайские,
тибетские и античные письменные источники содержат много ценных сведений. В индийской эпической поэме «Рамаяна» и древних сказаниях «Махабхарата», относимых к VI–II вв. до нашей эры, имеются сведения о повадках
и образе жизни примерно 50 видов животных, есть упоминания об изменениях
численности животных и даже об охотничьих запретах (грехом признается
убой самок). В книге «Бхагавата Парана» правильно оценено значение диких
животных в распространении опасных болезней. Она рекомендует людям бро-
сать дома, «когда крыса падает с крыши, прыгает как пьяная по полу и падает
мертвой — ибо тогда наверное близко чума».
«Отец многих наук» Аристотель (384–322 гг. до нашей эры) различал жи-
вотных наземных, амфибиотических и водных, классифицировал их по образу
жизни (одиночные и общественные, оседлые, кочевые и бродячие, дневные
и ночные), по способам передвижения (плавающие, ходящие, летающие, изви-
вающиеся, волочащиеся), питания (плотоядные, травоядные, всеядные, специализированные), «темпераменту» (добродушные, медлительные, «свирепые»,
«робкие», «храбрые»). Много экологических наблюдений собрано в «Естественной истории» Плиния Старшего и сочинениях других античных философов. Но не только экологии животных, но и зоологии как отдельной науки то-
гда еще не существовало.
Средневековье, с его застоем науки, кроме отдельных открытий (напри-
мер, установление императором Фридрихом Барбароссой правила увеличения
размеров тела теплокровных животных к северу, позднее переоткрытое Бергманом в 1847 г. и получившее имя последнего), ничего почти не дало для раз-
вития экологии и зоологии вообще.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]