- •Лекция 1,2 Становление учения об окружающей среде. Зарождение и развитие основ экологии Становление учения об окружающей среде
- •Появление науки экологии
- •Современная экология
- •Лекция 3,4
- •2 Предмет и задачи экологии
- •Лекция 5-15 Понятие об экосистеме. Концепция функционирования экосистемы
- •Основные свойства экосистемы
- •Структура экосистемы
- •Роль структурных элементов экосистемы в ее функционировании
- •Биологическая регуляция геохимической среды: гипотеза Геи
- •Глобальная продукция и распад
- •Лекция 16-18 взаимодействие организма и среды Понятие о среде обитания и экологических факторах
- •Основные представления об адаптациях организмов
- •Лимитирующие факторы
- •Значение физических и химических факторов среды в жизни организмов Влияние температуры на организмы
- •Свет и его роль в жизни организмов
- •Вода в жизни организмов
- •Совместное действие температуры и влажности
- •Водная среда
- •Атмосферные газы как экологический фактор
- •Физические факторы воздушной среды
- •Химические факторы воздушной среды
- •Биогенные вещества как экологические факторы
- •Биогенные макроэлементы
- •Биогенные микроэлементы
- •Лекция 19-26
- •Круговороты веществ в природе.
- •Глобальный биологический круговорот
- •Круговорот воды
- •Круговорот углерода
- •Круговорот кислорода
- •Круговорот азота
- •Круговорот фосфора, серы и неорганических катионов
- •Процесс фотосинтеза.
- •Экологические условия, факторы, ресурсы, экологическая ниша
- •Классификация экологических факторов
- •Организмы Соответствие между организмами и изменяющейся средой.
- •Приспособленность
- •Конвергенция и параллелизм
- •Сходство между сообществами и несходство форм внутри сообществ
- •Экотипы
- •Генетический полиморфизм
- •Унитарные и модулярные организмы: их жизнь и смерть. Жизнь - как экологическое событие. Демографические процессы
- •Популяция
- •Непрерывное многократное размножение: демография человека
- •Закономерности размещения организмов в пространстве и времени
- •Разнообразие и основные типы взаимодействия живых организмов
- •Конкуренция
- •Хищничество
- •Человек как хищник. Сбор урожая, рыболовство, охота
- •Паразитизм и болезни
- •Редуценты и детритофаги
- •Мутуализм
- •Жизненный цикл - как один из важнейших аспектов экологии
- •Численность
- •Сообщества Общие положения
- •Видовое богатство сообщества
- •Устойчивость и структура сообщества
Свет и его роль в жизни организмов
Свет – это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе, обеспечивая создание органических соединений из неорганических растительностью Земли, и в этом его важнейшая энергетическая функция. Но в фотосинтезе участвует лишь часть спектра в пределах от 380 до 760 нм, которую называют областью физиологически активной радиации (ФАР). Внутри нее для фотосинтеза наибольшее значение имеют красно-оранжевые лучи (600—700 нм) и фиолетово-голубые (400—500 нм), наименьшее – желто-зеленые (500—600 нм). Последние отражаются, что и придает хлорофиллоносным растениям зеленую окраску. Однако свет не только энергетический ресурс, но и важнейший экологический фактор, весьма существенно влияющий на биоту в целом и на адаптационные процессы и явления в организмах.
За пределами видимого спектра и ФАР остаются инфракрасная (ИК) и ультрафиолетовая (УФ) области. УФ - излучение несет много энергии и обладает фотохимическим воздействием — организмы к нему очень чувствительны. ИК - излучение обладает значительно меньшей энергией, легко поглощается водой, но некоторые сухопутные организмы используют его для поднятия температуры тела выше окружающей.
Важное значение для организмов имеет интенсивность освещения. Растения по отношению к освещенности подразделяются на светолюбивые (гелиофиты), тенелюбивые (сциофиты) и теневыносливые.
Первые две группы обладают разными диапазонами толерантности в пределах экологического спектра освещенности. Яркий солнечный свет — оптимум гелиофитов (луговые травы, хлебные злаки, сорняки и др.), слабая освещенность — оптимум тенелюбивых (растения таежных ельников, лесостепных дубрав, тропических лесов). Первые не выносят тени, вторые — яркого солнечного света.
Теневыносливые растения имеют широкий диапазон толерантности к свету и могут развиваться как при яркой освещенности, так и в тени.
Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптации организмов. Одним из самых надежных сигналов, регулирующих активность организмов во времени, является длина дня — фотопериод.
Фотопериодизм как явление — это реакция организма на сезонные изменения длины дня. Длина дня в данном месте, в данное время года всегда одинакова, что позволяет растению и животному определиться на данной широте со временем года, т. е. временем начала цветения, созревания и т. п. Иными словами, фотопериод — это некое «реле времени», или «пусковой механизм», включающий последовательность физиологических процессов в живом организме.
Фотопериодизм нельзя отождествлять с обычными внешними суточными ритмами, обусловленными просто сменой дня и ночи. Однако суточная цикличность жизнедеятельности у животных и человека переходит во врожденные свойства вида, т. е. становится внутренними (эндогенными) ритмами. Но в отличие от изначально внутренних ритмов их продолжительность может не совпадать с точной цифрой — 24 часа — на 15— 20 минут, и в связи с этим, такие ритмы называют циркадными (в переводе — близкие к суткам).
Эти ритмы помогают организму чувствовать время, и эту способность называют «биологическими часами». Они помогают птицам при перелетах ориентироваться по солнцу и вообще ориентируют организмы в более сложных ритмах природы.
Фотопериодизм, хотя и наследственно закреплен, проявляется лишь в сочетании с другими факторами, например, температурой: если в день X холодно, то растение зацветает позже, или в случае с вызреванием — если холод наступает раньше дня X, то, скажем, картофель дает низкий урожай, и т. п. В субтропической и тропической зоне, где длина дня по сезонам года меняется мало, фотопериод не может служить важным экологическим фактором — на смену ему приходит чередование засушливых и дождливых сезонов, а в высокогорье главным сигнальным фактором становится температура.
Так же, как на растениях, погодные условия отражаются на пойкилотермных животных, а гомойотермные отвечают на это изменениями в своем поведении: изменяются сроки гнездования, миграции и др.
Человек научился использовать описанные выше явления.
Длину светового дня можно изменять искусственно, тем самым изменяя сроки цветения и плодоношения растений (выращивание рассады еще в зимний период и даже плодов в теплицах), увеличивая яйценоскость кур, и др.
Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса: сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря. Значит, чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступает весна и раньше осень. Для Европы на каждом градусе широты сроки сезонных событий наступают через три дня, в Северной Америке — в среднем через четыре дня на каждый градус широты, на пять градусов долготы и на 120 м высоты над уровнем моря.
Знание фенодат имеет большое значение для планирования различных сельхозработ и других хозяйственных мероприятий.