9

Общий список индивидуальных вопросов по всем темам биоэкологии Гео 2010

Раздел 1. Факториальная экология

1. В чем особенность экологического понимания среды? Расскажите о разных классификациях экологических факторов. Приведите примеры прямого и косвенного влияния экологических факторов на организмы. Приведите примеры факторов-условий и факторов-ресурсов. Объясните, почему пространство относят к факторам-ресурсам, а не к факторам-условиям (Бигон и др., 1989)?

2. Дайте сравнительную характеристику физических свойств и лимитирующих факторов водной и наземно-воздушной сред обитания. Назовите наиболее важные ароморфозы, возникшие при освоении организмами суши (Шилов, 1998). Проявляется ли температурная зональность в этих средах жизни и как она связана с биоразнообразием? Чем можно объяснить более высокое разнообразие организмов, обитающих в наземно-воздушной среде по сравнению с водной средой жизни?

3. Какова глубина фотической зоны водных экосистем? От чего зависит прозрачность воды и как она оценивается? Что такое стратификация водных экосистем? Охарактеризуйте экологические группы гидробионтов по отношению к образу жизни, приведите примеры наиболее типичных представителей (Степановских, 1996).

4. Охарактеризуйте особенности почвенной среды обитания по сравнению с водной и наземно-воздушной средой (физические свойства, лимитирующие факторы, специфические адаптации населяющей ее биоты). Расскажите о разнообразии жизни в почвенной среде (Степановских, 1996). Какие почвы встречаются в РБ?

5. Каковы особенности организма как среды обитания? Какие существуют варианты использования организмов как пищевых ресурсов? Каково соотношение С:N в растительных и животных тканях? Почему коэффициент использования растительной пищи менее высок по сравнению с тканями животных? Почему животные-детритофаги предпочитают поедать растительный детрит, обильно заселенный микроорганизмами? (Бигон с соавт., 1989). Может ли человек прожить без растительной пищи. Почему?

6. В чем заключается принцип экологического оптимума? Изобразите кривую распределения вида на градиенте экологического фактора, укажите оптимум, пессимум, критические точки, пределы выносливости. Сравните кривую оптимума у стено- и эврибионтных видов. Приведите примеры эври- и стенобионтных видов по различным экологическим факторам.

7. Как реализуется принцип взаимодействия экологических факторов на величине биоинтервала (пределов выносливости вида)? Приведите примеры сочетаний факторов, которые, действуя сопряженно, могут усиливать или ослаблять свой эффект на жизнедеятельность организмов (Одум, 1986) .

8. В чем состоит принцип индивидуальности экологии видов. Почему экологические группы организмов имеют условные градации? Расскажите об истории развития и содержании концепции континуума. Чем отличается экоклин и экотон?

9. Как формулируются законы минимума и закон максимума? Какие стадии развития у разных организмов наиболее уязвимы к действию лимитирующих факторов (Одум, 1986)? Охарактеризуйте лимитирующие факторы в наземных экосистемах разных природных зон. Покажите на примерах роль лимитирующих факторов в определении состава биоты экосистем?

10. Охарактеризуйте среду обитания человека? Применим ли закон лимитирующих факторов к человеку? Обсудите, каким образом человечеству удалось преодолеть действие лимитирующих факторов, которые ограничивали распространение других видов. Могут ли люди еще больше расширить пределы своей устойчивости (Акимова, Хаскин, 2000)?

11. Что такое «адаптивные комплексы»? Приведите примеры признаков, изменяющихся параллельно в одном направлении, и трейдофов. Объясните понятия «адаптация», «преадаптация», «экзаптация». Приспособления организмов к неблагоприятным условиям среды у растений и животных можно условно разделить на три группы: 1) активный – резистентность, 2) пассивный – толерантность, 3) гомеостатическое поведение – уход от неблагоприятных условий. Приведите примеры этих адаптаций для растений и животных.

12. Охарактеризуйте разные классификации жизненных форм растений и животных (Степановских, 1996). У каких видов и почему жизненная форма может изменяться в процессе индивидуального развития? Представив флору различных географических областей земного шара в виде спектра жизненных форм, можно убедиться, что среде обитания могут соответствовать не только организмы, но и целые ценотические комплексы. Проиллюстрируйте на конкретных примерах эту мысль и объясните, какие именно условия среды обусловили преобладание тех или иных жизненных форм в соответствующих географических областях.

13. Какая часть солнечной радиации, поступающей на поверхность планеты, является ресурсом для зеленых растений? Какую роль играют различные участки спектра солнечного излучения? Что представляет собой индекс листовой поверхности (ИЛП)? Отличается ли он у сообществ разных климатических зон? Является ли этот показатель величиной постоянной для конкретного сообщества? Следует ли добиваться максимального ИЛП в садовом и овощном хозяйстве? (см. Бигон и др., 1989). Охарактеризуйте экологическую роль света в жизни животных (Степановских, 1996, Шилов, 1998).

14. Расскажите о сигнальной функции света на организмы. Реагируют ли растения тропического и субтропического климата на изменение фотопериода? Какие еще факторы, кроме фотопериода, могут служить «датчиком времени» и регулятором биоритмов? Покажите на примерах. Какое значение имеют суточные ритмы? У каких видов суточные ритмы не проявляются (Степановских, 1996; Шилов, 1998)? Может ли фотопериод иметь влияние на состояние человеческого организма? Обоснуйте свой ответ.

15. Как влияет температура на жизненные процессы? Какая температура считается температурой тепловой смерти протоплазмы (Бигон с соавт., 1989)? Каковы общие пределы выносливости организмов по отношению к температуре. Назовите экологические группы организмов по отношению к температуре. Объясните, почему медицинские инструменты стерилизуют не путем промораживания, а кипячением или нагреванием в автоклавах при высоком давлении? Какие существуют адаптации организмов к высоким температурам (Шилов, 1998)? Какие температуры называют «эффективными температурами» (Степановских, 1996)? Что означает термальная константа развития (понятие градусо-дни)? Какое практическое значение имеет знание термальной константы развития организмов?

16. Известно, что у многих рыб температура тела постоянна. Значит ли это, что их можно отнести к эндотермным животным? Почему деление организмов на экто- и эндотермные является условным? Какие элементы терморегуляции физиологического характера существуют у эктотермных организмов (Шилов, 1996). В чем заключается правило Бергмана (Шилов, 1996)? Почему для холоднокровных животных обычна закономерность, обратная правилу Бергмана? В чем заключается правило Аллена? Применимы ли правила Бергмана и Аллена к человеку? Докажите.

17. Перечислите функции воды в организме, основные источники поступления и потери воды. Назовите условия, в которых вода является лимитирующим фактором в наземно-воздушной среде, в почве и в водной среде? Какие вы можете назвать морфологические, физиологические и поведенческие адаптации животных к недостатку влаги (Степановских, 1996, Шилов, 1998). К факторам-условиям или факторам-ресурсам относится влажность воздуха? Какое воздействие на живые организмы оказывает влажность воздуха в сочетании с другими факторами, например, с температурой? Что такое климаграммы и биоклимаграммы? Какое значение они могут иметь для эколога? Изобразите их графически. (Одум, 1996).

18. Какую роль играет углекислый газ в метаболизме организмов? Сравните содержание углекислого газа в различных средах. В каком виде содержится большая часть углекислого газа в океане? Является ли содержание углекислого газа является лимитирующим? В чем состоит механизм действия «парникового эффекта»?

19. Как связано содержание в воде солей и растворимостью в ней кислорода? Почему в морских водах реже возникает недостаток кислорода, что достаточно обычно для озерных экосистем? Нет ли здесь противоречия? С какими еще факторами содержание кислорода в воде связано в комплексный градиент? Что такое биохимическое потребление кислорода (БПК)? Почему этот показатель входит в число основных нормативов при оценке качества воды? В каких водах, стоячих или проточных, показатель «биохимического потребления кислорода» выше? Почему?

20. Какие элементы называют биогенными? Относятся ли к ним микроэлементы? Приведите примеры специфических потребностей некоторых организмов в отдельных микроэлементах. Какие эндемичные заболевания, связанные с нехваткой микроэлементов, характерны для РБ? Фосфор, азот являются незаменимыми биогенными элементами. Почему тогда говорят, что поступление в водную экосистему фосфатов, соединений азота и органических удобрений представляет для нее большую опасность и при больших масштабах стоков может привести к гибели? Как называется этот процесс и в чем его суть?

21. В засушливое время испаряется больше воды, чем поступает с осадками. Поясните, как это влияет на засоление почв? Какие проблемы возникают в связи с этим? Расположите ионы, связанные с засолением почв, по градиенту токсичности. Укажите изменение характера засоления при движении с севера на юг. Существуют ли способы борьбы с засолением почв?

22. Какие вещества вызывают кислотные дожди? Каковы источники поступления этих веществ в атмосферу? Почему после кислотных дождей в прудах исчезает рыба? Действие этого фактора является прямым или косвенным? Какие диапазоны рН приемлемы для жизни? Укажите организмы с высокой и низкой толерантностью к кислотности воды. В какой воде испытывается больший диапазон изменчивости рН: в пресной или морской? С чем это связано?

23. В окрестностях крупного промышленного комбината в почвах стала накапливаться подстилка значительно сильнее, чем в удаленных районах. С чем это связано? Для каких почв кислотные дожди особенно губительны? Почему? Опишите прямое и косвенное воздействие концентрации ионов водорода в почве на организмы.

24. Каков состав солей в морской воде? Как изменяется этот показатель в различных морях и океанах? От чего зависит высокая или низкая соленость морских вод? Континентальные или океанические воды являются наиболее солеными? Назовите экологические группы гидробионтов по отношению к солености и их отдельных представителей. В чем разница пресноводной и морской осморегуляции?

25. Какие из веществ, загрязняющих биосферу, являются парниковыми газами, озонразрушающими веществами, агентами кислотных дождей, факторами, влияющими на климат? Назовите вещества, отличающиеся высокой персистентностью (устойчивостью)? Какие вещества могут оказывать канцерогенное действие?

26. Охарактеризуйте роль горизонтального и вертикального перемещения водных масс в водных экосистемах. Какими адаптациями должны обладать обитатели речных экосистем с быстрым течением? Приведите примеры, когда ветер оказывает лимитирующее и стимулирующее влияние на организмы. Укажите комплексные градиенты, связанные с ветром.

27. Какие ученые внесли вклад в развитие концепции экологических стратегий? Какие условия среды способствуют r-отбору и К-отбору? Что можно сказать о размерах организмов, подверженных разным стратегиям отбора, выраженности у них заботы о потомстве? Может ли один и тот же вид на разных стадиях своего развития приобретать черты различных экологических стратегий? Покажите на примерах, что один и тот же вид, входя в разные сообщества, может относиться к разным эколого-ценотическим типам.

28. Перечислите основные признаки стратегии виолентов. Проиллюстрируйте их на примере растений и животных. Охарактеризуйте разнообразие растений-патиентов и приведите примеры животных-патиентов. Какие приспособления помогают эксплерентам переживать неблагоприятные условия? Какова роль растений-эксплерентов в природных сообществах, городских и сельских экосистемах?

29. Назовите вторичные типы стратегий организмов по Раменскому–Грайму. Нарисуйте «треугольник Грайма». Приведите примеры. В отличие от одномерной структуры r- или К-стратегов система Раменского–Грайма двумерна и отражает отношение организмов к двум факторам. Каким?

30. К каким экологическим последствиям привела селекция культурных растений и животных на повышение продуктивного потенциала? Свяжите эти результаты со свойствами экологических стратегий организмов. Что такое де-доместификация? Почему это направление в селекции в настоящее время является актуальным. Свойства каких экологических стратегий предполагается усиливать, используя это направление в селекции?