Экология

Громенко Виктор Матвеевич

Тема 1. Определение, объекты предметы изучения современной экологии

1. Уровни организации живой материи

2. Подразделения классической экологии

3. Определение и объекты изучения экологии

4. Предметы изучения

5. Экологические факторы и адаптация организма

Уровни организации живой материи

Содержание, объекты и предмеры современной экологии определяется исходя из концепции уровней организации живой материи. Ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество – это биотические компоненты основных уровней организации живой материи, расположенные в иерархической порядке от наименьшего к наибольшему. На каждом уровне в результате взаимодействия биотических компонентов с абиотическими (веществом и энергии) образуются системы биологического типа.

Первая – генетическая система. Основная ф-ция – хранение и передача наследственной информации посредствам ДНК и РНК.

Вторая – клеточная система. Основная ф-ция – синтез и деструкция органических веществ, перенос питательных элементов и информационных сигналов.

Третья – система органов. Основная ф-ция – обеспечение единства целостности единства организма.

Четвертая – организм, как система. О.Ф. – размножение.

Пятая – популяционная. Популяция – это группа особей одного вида. О.Ф. – адаптация организма к окружающей среде.

Шетая – сообщество или экосистемы. Сообщество – группа организмов разных видов. О.Ф. – постоянный обмен веществом и энергией между собой и окружающей средой обитания.

Биотические компоненты + абиотические компоненты
Сообщество	Вещество и энергия	Экосистема	Надорганизменные системы
Популяция		Популяционная система
Организм		Организм как система
Орган		Система организмов	Системы внутри организма
Клетка		Клеточная система
Ген		Генетическая система

В биологии существуют честные науки, такие как генетика, цитология, морфология, изучающие эти уровни. Надогранизменные системы изучает классическая экология. Согласно трем надорганизменным уровням существует три раздела экологии: аутэкология (организменный), денэкология (популяционный), синэкология (экология сообщества). Внутри фундаментальной классической экологии существуют частные подразделы, такие как экология животных, растений, микроорганизмов и грибов. В экологии существуют прикладные дисциплины, такие как геоэкология, радиоэкология, с\х экология, медэкология.

Термин экология возник в 19 веке. В 1866г. немецкий зоолог Геккель впервые употребил термин экология. Современный термин экология – это наука, которая изучает взаимоотношение живых организмов между собой и окружающей средой обитания надорганизменных систем.

Кибернетика – наука, которая изучает моменты управления системами.

О.С. – обратная связь

А – Управляющие подсистемы

В – управляемая подсистема

М – помехи

V– управляющее воздействие

Хо – ход или цель

Х1 – результат или выход

В экологии существует иерархия экосистем от элементарной к сложной. Элементарная экосистема – консорция – парцеллы (парцеллярные экосистемы) – биогеоцинозы – ландшафтные экосистемы – провинциальные – биомные экосистемы - субстратные – глобальная экосистема (биосфера).

Советский эколог Федоров выдвинул парадигму (система взглядов) о том, что объектом изучения экологии являются экосистемы различных иерархий.

Предмет изучения

Предметы в изучении экологии определяются исходя из концепции структурно-функциональной экосистемы. Все экосистемы построены по единому принципу. Пример: биогеоценоз. Академик Сухочев является автором учения о биогеоценозе. По его представлениям:

1. Биогеоценоз занимает определенный участок земной поверхности;

2. Составными частями являются живые и неживые материальные компоненты. К живым компонентам относят:

   1. растения, которые образуют фитоценоз;

   2. животные, которые образуют зооценоз;

   3. микроорганизмы – микробоценоз;

   4. живые компоненты, взаимодействуя друг с другом, образуют систему биоценоз.

К неживым компонентам относят:

1. атмосферу;

2. почва-грунт;

3. неживые компоненты, взаимодействуя друг с другом, образуют систему экотоп;

4. Живые компоненты, взаимодействуя с неживыми, образуют систему биогеоценоз.

Предметом изучения экологии являются компоненты. Все компоненты связаны между собой и окружающей средой. Так же предметом изучения являются взаимосвязи между компонентами. Третьим предметом изучения является вертикальная и горизонтальная структура экосистем. Четвертый предмет – изучение экологических факторов.

Экологические факторы

Под экологическими факторами понимается любой элемент или условия среды, на которые организм реагирует приспособительными реакциями или адаптациями.

1. Все экологические факторы по действию на живой организм неравнозначны и делятся на главные и второстепенные. Главные – это те факторы, без которых организм существовать не может (кислород, вода); второстепенные не являются жизненно важными, но могут улучшать или ухудшать среду обитания организма.

2. Экологические факторы разнообразны по природесвоего происхождения и подразделяются на три большие группы:

   1. Антропогенные – разнообразное влияние человека на живые организмы;

      1. Отрицательное – приводят к уничтожению живых организмов;

      2. Положительное – приводят к увеличению или сохранению видов;

   2. Биотические – это факторы влияния живой природы или одних организмов на другие. Все биотические факторы в зависимости от принадлежности к систематическому царству подразделяются:

      1. Фитогенные – влияние растений;

      2. Зоогенные;

      3. Микогенные – грибы;

      4. Микробогенные;

   3. Абиотические – факторы неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.

      1. Климатические факторы: температура, влажность и т.д.

      2. Почвенные (энддафические) факторы: химический и физический состав почвы.

      3. Рельеф (арографические) факторы: высота над уровнем моря, экспозиция, крутизна и т.д.

      4. Физические факторы: шум, вибрация, радиация и т.д.

Существует классификация биотических факторов, построенная по принципу влияния, который оказывают организмы друг на друга. Эти влияния обозначаются математическими символами «+» положительное влияние, «-» - отрицательное, «0» - нейтральное.

Взаимоотношения между друг другом:

1. Конкуренция «--»;

2. Хищничество «+-», связанное с активной добычей пищи совершенствует нервную систему и ведет к прогрессивной эволюции вида;

3. Паразитизм «+-» - это форма взаимоотношений, при которых организм-потребитель использует живого хозяина не только как источник пищи, но и место проживания;

4. Аменсализм «-0» - в совместной среде обитания один организм подавляет существование другого при этом не испытывая противодействия;

5. Мутуализм «++»;

   1. Симбиоз – обязательное взаимовыгодное сотрудничество;

   2. Протокооперация – взаимовыгодный, но не обязательный.

6. Комменсализм «+0»;

   1. Нахлебничество – потребление пищи остатков хозяина;

   2. Сотрапезничество – одновременное или последовательное использование пищевого ресурса разными видами без конкуренции;

   3. Кватиранство – форма взаимоотношений, при которой особи одного вида используют особей другого вида в качестве укрытий или места жительства;

Нейтрализм – оба вида не взаимодействуют.

Существует классификация взаимоотношения организма:

1. Топические – форма взаимоотношений, при которых один организм изменяет физическую и химическую среду ткани для другого организма;

2. Трофические

3. Хорические – один вид участвует в распространении другого вида. В роли транспортного средства выступают животные организмы;

4. Фабрические

Один вид для своих сооружений использует остатки или части организмов другого вида.

Приспособление организмов к экологическим факторам носят название адаптация. Любые изменения в структуре и функциях организма, повышающие их шансы на выживание. Основные механизмы адаптации на уровне организма подразделяются:

1. Биохимические – адаптация вещества и энергии на клеточном уровне;

2. Физиологические адаптации

3. Морфоанатомические – адаптации на уровне внешнего строения;