1.Содержание экологии как науки и учебной дисциплины.
«Экология» - Геккель, 1866г. для обозначения биолог.науки, изуч.взаимоотн. животных с органической и неорганической средами. Нет чёткого определения экологии. Идут споры - её рассм-ть как единую науку или же экология раст-й и экология жив-х – самост-ые дисциплины. Почти одновр. появляются руководства по экологии, написанные с принципиально разных позиций. В 1х экология – соврем.естеств. история, во2х –учение о структуре природы, в кот.конкр. виды рассматриваются как средства трансформации вещ-ва и энергии в биосистемах, в 3х –учение о популяции и т.д. На соврем.этапе развития экол-ких представлений – Э. –наука, исследующаязакономерности жизнедеят-тиорг-мов (в любых её проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естеств. среде обитания с учётом изменений, вносимых в среду деят-тью человека. Все исследования, изуч-щие жизнь жив.ираст. в естеств. условиях, относятся к экологическим.В посл. время экологи пришли к обобщению - условия среды осваиваются организмами напопуляционно-биоценотическом уровне, а не отд. особями вида. Конечная цель экол. исследований - выяснение путей, с пом. кот.вид сохр-ся в пост. меняющихся условиях среды. Отсюда - предмет исследования Э. - биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.
2.Задачи экологии.
Наука, изуч-щаявзаимоотнош.орг-мов м\усобой и с окруж-ей их прир. средой, а также структуру и орг-цию биолог-х систем разл. уровня (популяции, биоценозы, экосистемы).
Объекты изучения: 1) отдельные особи. 2) популяции и сообщества. 3) экосистемы. Каждая такая ступень характеризуется своими структурными и функциональными характеристиками. Центральный раздел экологии - изучение биологических макросистем (популяции, биоценозы, экосистемы) – гл.предм.Э. Отсюда и вытекает гл. задача:изучение динамики популяций, учение о биогеоценозах и их системах. Структура биоценозов, на уровне формирования которых происходит освоение среды, способствует наиболее экономичному и полному использованию жизн. ресурсов. Поэтому гл. теор. и практ. задача Э. - вскрыть законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации нашей планеты.
3.Среды жизни. Роль сред в разнообразии жизни на земле, в биологическом прогрессе.
То, что окружает организм и влияет (прямо или косвенно) на его жизнедеятельность (состояние, развитие, выживание и размножение), есть«среда обитания». Это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.
Если происхождение прир.явл. не связано с жизнед-стью ныне живущих орг-мов, то мы имеем дело со средой абиотической, т.е. неживой (состав атмосферн. воздуха, состав горных пород). А когда силы и явления природы обязаны своим происхождением жизнед-стиорг-мов – биотическая среда- живая среда обитания. Они не существуют раздельно, независимо.
Сущ-т 4 среды обитания:водная,наземно-воздушная,почвенная и сами живые существа.
1-Водная: эволюционно первичная среда. Жизнедеятельность подавляющего большинства орг-мов невозможна без воды. Внутр. среда орг-мапо-прежнему сохраняет черты той среды, в кот.происх. эволюция 1х орг-мов.Вода входит в состав всех эл-тов биосферы. Сов-сть всей воды на планете –гидросфера (поддержка относительно неизм. климата). Без воды жизнь невозможна.
2-Наземно-воздушная: здесь на границе 2ух земных оболочек обитает подавляющее большинство растений и животных. Специфику их местообитаний опред. рельеф мест-ти, хар-р грунта и атмосф. явления.Осн. особ-ти: большая амплитуда изменения эколог.факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Часто на жизнед-стьорг-мов большую роль оказ. местные элементы среды (рельеф, экспозиция, раст-сть), кот.принц. изменяют на конкр. участке режим темп-ры, влажности, света, движения воздуха и т.п. – это микроклимат. Жизнь на суше во многом зависит также и от состояния воздуха. Естественная смесь газов, сложившаяся в ходе эволюции Земли, - это и есть воздух, кот.мы дышим. Атмосфера предохраняет Землю от метеоритной бомбардировки – это как защитный экран: благодаря кислороду сущ-ет жизнь, благодаря озоновому слою в высших слоях атмосферы отфильтровывается вредный компонент солн. излучения - ультрафиолетовые лучи, прямое влияние которых губительно для всего живого.
3-Почва - это рыхлый поверхностный слой земной коры, кот.образовался в проц. выветривания, деят-сти жив.орг-мов, разложения органич. остатков и перемешивания получ. вещ-в.Роль: важный участник всех природных круговоротов и основа для производства биомассы. Это та часть земной поверхности, кот.не удастся увеличить. Занимает промежут. положение м\у атмосферой и гидросферой.
4-Живые организмы как среда обитания. Организм - среда обитания - для паразитов и симбионтов. Н-р, чел.орг-змявл. средой обитания для огр. числа разл. симбионтов (прежде всего, нормальной микрофлоры кишечника) и паразитов (разн.плоск. и круг.червей, простейших).Паразит -использует др. организм (хозяина) в кач-ве источника пищи и среды обитания. Эпифитизм – растения испо. др. раст. (стволы и ветви) в кач-ве среды обитания, но питаются из окр среды (орхидеи).
В.4 Факторы среды. Взаимодействие организмов с факторами среды. Комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов, складывается из азнообразных элементов - факторов среды. Под факторами среды понимают экологические факторы, т.е. воздействие условий среды, на которые живое реагирует приспособительными реакциями. Экологический фактор - это воздействие любого элемента природной среды, оказывающего прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их развития. Все многообразие экологических факторов делится на две большие группы: абиотические и биотические факторы.
5.Учение о популяции – одновид.биолог.системе.Популяция–совокупность осо бей одного вида,длительно занимающих опр.ареал,свободно скрещивающихся м-ду собой и относительно изолированных от других особей вида.Предсавляет собой элементарную еденицу,на уровне к-й идет процесс микроэвлюции. Популяции св-на опр.возр-я стр-ра–соотношение особей разного возр.Этахар-ка явл.одной из важнейших,влияющих на рождаемость и смертность. В популяции можно выделить 3 экологические возр.гр:*пререпродуктивную (допроизводящую), *репродуктивную и *пострепродуктивную(послепроизводящую).У современного чел.на каждую возр.гр.приходится примерно треть жизни//Осн.закономерность, позволяющая исследовать генетическую стр-ру больших популяций,была установлена в 1908г. Независимо друг от друга английским математиком Г.Харди и немецким врачом В.Вайнбергом.Закон Харди–Вайнберга:в идеальной популяции соотношение частот генов и генотипов-величина постоянная из поколения в поколение.Признаки идеальной популяции:численность популяции велика,существуетпанмиксия (нет ограничений к свободному выбору партнера),отсутствуют мутации по данному признаку,не действует естественный отбор,отсутствуют приток и отток генов//1 положение закона Х-Вгласит:сумма частот генов одного аллеля в данной популяции есть величина постоянная: p+q=1,где р – число доминантных генов аллеля А,q – число рецессивных генов аллеля а. обе величины обычно принято выражать в долях единицы, реже –в процентах.;2 положение закона Х-В:сумма частот генотипов по одному аллелю в данной популяции равна единице.Формула для вычисления частот генотипов имеет вид:p2+2pq+q2=1,где р2-число гомозиготных особей по данному гену(генотип АА),2pq-число гетерозигот (генотипАа),q2-число гомозиготных особей по рецессивному гену(генотип аа)//Вывод этой формулы:в равновесной популяции женские и мужские особи дают одинаковое число гамет как с геном А,так и с геном а,которое может быть записано как p+q. Путем перемножения числа женских гамет( p+q) на число мужских гамет ( p+q)определяется число генотипов(p+q)(p+q)=p2+2pq+q2//3 положение закона:в равновесной популяции частоты генов и частоты генотипов сохраняются в ряду поколений//Идеальная популяция не эволюционирует,онастабильна,и изменения соотношения частот генов и генотипов не происходит.Таких популяций в природе не существует,так как действуют факторы,нарушающие равновесие генов:мутационныйпроцесс,естест венный отбор,дрейфгенов,миграция,популяционныеволны,изоляция.
6.Популяционные стр-ры и их адаптативноезнач.Термин «популяция» был заимствован из демографии, где он обозначал народ, население (от лат. populus). Под популя¬цией понимается любая совокупность особей одного вида, проживающая длительное время на определенной террито¬рии, свободно скрещивающаяся друг с другом и дающая плодовитое потомство.Таким образом, можно сказать, что популяция - это часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая относительно однородное пространство и способная к саморе-гулированию и поддержанию определенной численности. Каждый вид в пределах занимаемой территории, таким обра¬зом, распадается на популяции, т.е. состоит из одной или не¬скольких, и популяция, таким образом, - это форма существо¬вания вида, его наименьшая эволюционирующая единица.Любая популяция характеризуется показателями, прису¬щими только им, имеет определенную организацию и струк¬туру. Такие признаки могут выражаться статистическими функциями, т.е. популяцию и ее свойства можно описать с ис¬пользованием математического аппарата. Таковы, например, структура, плотность, численность, рождаемость, смертность. Некоторые характеристики популяций взаимосвязаны: смерт¬ность определяет структуру, рождаемость - плотность и т.д.Следует подчеркнуть, что между отдельным организмом и популяцией организмов существует принципиальная разни¬ ца. Как капля воды не отражает свойства реки, озера, океана, так и организм, взятый в отдельности, не может характеризо¬вать всю популяцию в целом.Единственным носителем признаков популяции явля¬ется группа особей, но не отдельные особи в этой группе. Отдельный организм в популяции рождается, живет, умирает, но экологов это интересует только как возможность посредс¬твом исследования поведения отдельного индивидуума по¬знать свойства группы в целом. Особые свойства, присущие популяции, отражают состояние ее как группы организмов в целом, а не отдельных особей, т.е. свойство популяции как группы организмов не есть механическая сумма свойств каж¬дой слагающей ее особи.Популяции присущи как пространственные (статиче¬ские),так и временные (динамические) хар-ки.К пространственным хар-ам относятся общая чис-ленность, плотность, пространственное распределение (дис¬персия),а также различные хар-ки популяционной структуры - возрастной (соотношение количества особей раз¬личного возраста), половой (соотношение полов).Они хар-ют состояние популяции в какой-то опр.момент времени t. Из временных (динамических) характеристик отметим рождаемость, смертность, скорость роста, кривую роста. Данные показатели характеризуют процессы, протека¬ющие в популяции за некоторый промежуток времени. Кроме этого, для популяции характерно наличие сложных взаимоотношений с окружающей ее средой.1.Под пространственной понимают особенности и характер размещения особей популяции в ппостранстве.А)численность-общее количество особей в ней.Б)плотность-кол-во особей вида на единице площади.
-средняя плотность-кол-во особей на единице всего пространства-экологичес кая плотность-кол-во особей на единице обитаемого пространства2.половая-соотношение особей разного пола3.возрастная-отражает возрастные пирамиды. Выделяют 3возрастные группы:-пререпродуктивную-репродуктив ную-пострепродуктивную.4.временная (динамическая)-отражает временные процессы, протекающие с определённой скоротью.-рождаемость-число особей рождённых в популяции за некоторый промежуток времени.-смертность- обрат ное рождаемости.