• 72% Земли покрыто водой

• пресноводные и морские организмы

• смешанный цикл жизни

соленость воды:

• пресная – 0,05%

• растор рингера –0,9

• морская – 3,52%

• северный ледовитый океан ниже 3,1%

• красное море 4,2

• мертвое – 26-27%

неизменность соотношения ионов в воде последние 1 млрд лет.

В соленой воде много натрия и хлора, а так же серы, магния, кальция и калия.

Особенности состава воды

Пресноводные источники разнообразны по составу (содержат в основном карбонаты)

Галофиты – бактерии и растения

Эстуарии – граница реки и мора где идет смена воды с пресной на соленую

Осмос

Искусственное орошение

Растворенные газы (млрд. т.)

Углекислый – 140 000 в мировом океане, 2300 на земле

Кислород – 14000, в атмосфере – 1180000

Азот – 1,8, в атмосфере – 3860000

Состав атмосферы

• Кислород

• Азот

• Углерод

Относительная стабильность – гарантия сохранения жизни

Исторические колебания газового состава (появление кислорода, исчезновение свободного водорода, колебания углекислого газа, увеличение азота)

Глобальное потепление

Постоянен ли климат на земле?

Прецессия оси земли 25 000 лет – раз в несколько лет проходим определенную составляющую

Изменения климата земли в течение 20 века

Состав почвы

Слой веществ на поверхности земной коры

• Минералы 50-60%

• Органика до 10

• Вода 25-35

• Воздух – 15-25

• Минеральные неорг вещества

• Песок 60-2000 мкм

Алеврит – среднего размера

Глина самая мелкая

Почва определяется соотношением этих трех групп

Минер состав

• Кремнезем –до 50%

• Глинозем

• Оксид железа

• Оксиды магния калия фосфора

Почвенная вода:

• Гравитационная вода

• Физически связанная

• Капиллярная

• Химически связанная вода и пар

Воздух почвы

Глубинная стратификация – увеличение углекислого газа и снижение кислорода

Заболачивание и вытеснение кислорода (анаэробные процессы, угольная кислота, накопление гуминовых кислот)

Космические факторы:

• Циклы активности солнца

• Лунные циклы

• Прецессия оси земли

• Занос веществ из космоса

Приливная зональность морской литорали

Огонь и пожары

Молнии

Ежегодно 20 млн. га

Приспособление растений и животных

Резкое изменение факторов среды

• затемнение, продукты горения

• обогащение питательными мин солями, повышение урожая – необходимость периодических выгораний

констелляция – совокупное воздействие факторов

• ведущие

• второстепенние

примеры: влажность и температура.

Биотические факторы

Зоогенные, фитогенные, микробиогенные

Делятся на:

Гомотипические (один вид)

Гетеротипические (связаны с разными видами)

Трофические цепи – главная форма взаимодействия биотических факторов

Формы взаимодействия:

Внутривидовые: борьба, конкуренция (пища, место нереста, гнездования)

- Внутрипопуляционное и межпопуляционное (демографические, этологические)

Межвидовые:

- Симбиоз:

• Кооперация – длительное взаимовыгодное сожительство, но могут и отдельно существовать.

• Межвидовая взаимопомощь

• Комменсализм (нахлебничество, квартиранство)

• Мутуализм – взаимополезное сожительство

Антибиоз:

• Конкуренция

• Хищничество

• Паразитизм

• Хищник-жертва, паразит – жертва.

Хищничество:

• трофические цепи хищников

• Отбор

• Выживаемость видов

Паразитизм

• Негативное воздействие – ослабление хозяина

• Позитивное влияние – отбор слабых форм

• Лейшманиоз, клещи на пауке-сенокосце

Аменсализм

Атибиоз, при котором угнетение не дает преимущества на одному из видом (затенение растений – один затенился, другой слишком много солнца)

Нейтрализм

Среди неконкруентных и невзаимосвязанных видов

Появляется при изменении факторов, действующих на оба вида (засуха, заморозки)

Беклемишев – профессор мгу

Троф. связи – пищевые

Топические связи – формирование местообитание

Форические связи – форния – участие в распространении

Фабричные связи – исп. продуктов жизнедеят. или частей тела для создания жилья.

Биотич. влияния на растения: зоогенные фитогенные

Биотич факторы почвенного покрова

РН (хвоя ели 4,3, сосна 5,1 береза 5,7)

Зоомасса:

Тундра – 70 кг\га

Хвойные леса 200

Лиственные леса 1000

Пустыня 10

Азотофиксация (160-170 млн т азота в год)

Экологические категории организмов

Фактор-условие ( н-р наличие и отсутствие света)

Фактор-ресурс (сахар в пит среде)

Ресурсы среды – расходуемые факторы среды

Заменимые и незаменимые

Фактор-условие и фактор-ресурс

Энергетические ресурсы – пирамиды

Лучистая энергия солнца и фотосинтез

Адаптация (хроматическая и ахроматическая)

Изменчивость природных факторов

Законы взаимодействия факторов и их действия на организмы

Основные: закон минимума Либиха и закон лимитирующих факторов Шелфорда

Закон либиха 19 век

Величина урожая определяется количеством в почве того из элементов питания, потребность растения в котором удовлетворена меньше всего. Бочка либиха

Живой организм нуждается в определенном режиме и дозе фактора

Взаимодействие факторов и необходимые наборы факторов

Любой экологический фактор неодинаково влияет на функцию организма, оптимум для одних процессов, например дыхания, не есть оптимум для других, например пищеварения и наоборот. (модификация закона либиха)

Закон компенсации факторов Алехин и Рюбель

Отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсировано другим близким (аналогичным) фактором.

Недостаток кальция для моллюсков может компенсироваться стронцием.

Закон незаменимости фундаментальных факторов. (свет вода биогены кислород)

Полное их отсутствие в экол. среде не может быть заменено другими факторами

Правило фазовых реакций польза-вред

Малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (их стимулировании), тогда как более высокие концентрации угнетают или даже приводят к смерти.

Закон лимитирующих факторов шелфорда. 1913

Лимитирование факторов вызывается и недостатком фактора и его избытком

Толерантность организма определяется широтой колебаний факторов, которые он переносит

Любой живой организм имеет определенное эвол. наследование верхней и нижней пределы устойчивости к любому экол фактору

Даже единственный фактор за пределами зхоны своего оптимума приводит к стрессовому состанию организма а в пределе – к его гибнели

Лимитирующий фактор

Одум:

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности для одного фактора но низкий для другого

Наиб распространены организмы с наиболее широким пределом толерантности по всем факторам.

Изменение фактора может снизить диапазон толерантности по другим факторам

Многие факторы становятся лимитирующими в критической фазе развития (например в период размнож)

Закон митчерлиха – зависимость биомассы от какого-либо одного фактора задается уравнением

Ду \ Дх = К х (А-у)

Бауле обобщил решение этого уравнения и для н-факторов воздействия. имеем уравнениме митчерлижа-бауле

Совокупность факторов воздействует сильнее всего на те фазы развития организмов которые имеют наименьшую пластичность – минимальную способность к приспособлению. (Тинеман)

Реакции организмов на изменения экол факторов

• Амплитуда и мощность факторов

• Избегание и приобретение выносливости к предельно изменяющимся факторам

• Ареал вида, как отражение сочетания факторов, отвечающим требованиям толерантности для данного вида.

• Изменчивость

• Адаптации

Изменчивость:

Признак

Фенотип

Генотип –изменения генов

Генофонд – варианты генотипов

Клонирование

Гибридизация, гибриды

Гибридизация – метод молекулярной биологи

Адаптация:

Приспосбаливаемость

Генетический уровень

Глубокое изменение обмена веществ

Кратковременное отклонение в обмене

Выживание вида обеспечивает:

Генетическое разнообразие

Слабые колебания экол. факторов

Географическое распространение широкое

Высокая скорость размножения

Адаптация плюс эволюция = экология плюс эволюция

Закономерности адаптации

Высокая адаптированность к одному экол. фактору не дает такой же степени приспособленности к другому.

Правило экол. индивид – каждый вид специфичен по экол. возможности адаптации. Двух идентичных видов не существует.

Виды мелкие и быстро размножающиеся более устойчивы к стрессу.

Закон относительной независимости адаптации: высокая адаптированность к одному из экол. факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни.

Правило экологической индивидуальности (раменский): каждый вид специфичен по экологическим возможностям адаптации. Двух идентичных видов не существует.

Экологическая ниша организма - местообитание

• совокупность всех требований организма к условиям среды обитания (составу и режимам экол. факторов) и место, где эти требования удовлетворяются; всего множества биологических характеристик и физических параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, преобразованием им энергии, обмен информацией со средой и себе подобными..

местообитание – адрес организма

экол. ниша – род занятий, стиль жизни, профессия

аксиома экол. адаптированности:

каждый вид адаптирован к строго определенной, специфической для него совокупности условий существования – экол. нише.

Принцип конкурентного взаимоисключения Г.Ф Гаузе.

Два вида не занимают одну и ту же экол нишу.

Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экол. ниша всегда и обязательно будет заполнена.

Крысы и вороны

Конкуренция и исключение видов изучал в молодости

Специализированные и общие ниши:

Спец – ограниченный источник питания