Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экология.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
22.07.2019
Размер:
193.54 Кб
Скачать

99% Питания панды – листья и побеги бамбука

общие – мыши, тараканы, люди

экол. формы

  • фенотип вида формирует среда

  • геобионты (почва)

  • дендробионты (на растениях)

  • хортобионты (в траве)

  • гидробионты

гидробионты:

бентос – донные

перифитон (растения водной толщи)

планктон – плавающие организмы

нектон – самостоятельно плавающие организмы - рыбы

нейстон – обитатели приповерхностного слоя – ряска, личинки

формы растений: гигрофиты, мезофиты, ксерофиты

широта распространения форм жив существ: стенобионты (требуют особых условий) и эврибионты (повсеместно)

биоиндикация:

стенобионты – узкая толерантность

лихеноиндикация - лищайники

ксенобиотики

растения-индикаторы

эврибионтность и биол. инвазии (Черная книга - сводка инвазивных растений россии)

принцип конкурентного исключения Гаузе

является следствием конкуренции за общий ресурс

приводит к вытеснению видов и сходных экол. ниш

ниша – мельчайшая единица существования вида

дэмэкология – экология популяций

первая работа по популяционной генетике – 1903г

индивиды любого вида живого всегда представлены не в природной среде не изолированными отдельностями, а только из определенным образом организованными совокупностями.

Вклад Четверикова в создание популяционной генетики недооценен.

Популяция – минимальная самовоспроизводящаяся группа скрещивающихся особей (одного вида), на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенное пространство, образующая генетич. систему и формирующая собственную экол. нишу

Кроме вирусов

Островные ареалы

Аналогично у человека – племя

Ценопопуляции у растений – внедрены в популяции других видов. Сост. фитоценоз

Популяция – важный компонент эвол. процесса

вид может иметь много популяций.

Радиус активности:

Перемещение особей внутри популяции определяется их биол. свойствами. Не все особи перемещаются по всему ареалу.

Растения – пыльца и семена

Улитка, ондатра, олень, перелетные птицы

Обособленность популяций разная

Микроэволюция – это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений, эвол. изменения на внутривид. уровне

Причины: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов

Гипотеза – дивергенция популяций вида, и в итоге видообразование.

Микроэволюцию ввел Леавит. Предложил в значении микроразвития.

Сейчас пользуемся определением Добржанского.

Горизонтальный перенос генов

Новое древо эволюции. Сначала было так: от прокариотов идут две ветви. теперь по-другому.

Разные классификации растений

Характеристики популяций:

Величина численность ареал

Структура – возраст, половая, пространственная экологическая

Динамика – рост, развитие

Биомасса vs численность vs обмен энергии. одум правило максимума размера колебаний плотности популяционного населения

Теория биоценточеской регуляции численности популяций

Правила максимальной рождаемости:

Гипотеза: в популяции образуется теоретически максимально возможное число новых особей

Изменение численности популяции = рождаемость и иммиграция, смертность и эмиграция.

Возрастная и половая структура популяции

  • средняя продолжительность жизни особенной

  • возрастное распределение

  • половая структура

  • возрастно-половая структура

  • рождаемость vs смертность

семейный участок территории у высших животных.

Оседлая жизнь и кочевая

Длительность миграции

Этологическая структура популяций

Одиночный и семейный образ жизни

Стая (временное объединение животных)

Стадо (длительное или постоянное объединение с иерархической структурой)

Колония (групповое поселение оседлых животных6 термиты, муравьи. Пчелы)

Динамика популяций

  • это процессы изменения ее основных биол. показателей (численности, биомассы, структуры) во времени в зависимости от экол. факторов.

Кривая выживания – зависимость от времени числа выживших на данный момент особей для некоторой начальной группы новорожденных.

Рост популяции и кривые роста

Два крайних варианта роста:

Джи и S – образные модели

Экспоненциальная и логистическая модели.

Дж-бразная модель мальтуса. Растущая кривая

Скорость роста не зависит от исходной численности и плотности

В итоге заселение всей земли и исчезновение ресурсов

Закон мура- удвоение числа транзисторов каждые 24 месяца. Возрастающая кривая упирается в линию К.

Эс-образная кривая

Ограничение пищевых и иных ресурсов или скопление токсичных продуктов метаболизма

В этом случае плотность популяции определяет скорость истощения ресурсов и накопления метаболитов

Два разнонаправленных процесса рост и подавление

К- поддерживающая емкость среды

R и k виды

Верхюльст предложил логистическую модель роста поплуяций в 1838г

Пост опухолей

Физика распределение Ферми

Химия автокаталистические реакции

Завершение джи-образной системы роста

Модель бум-краха

Модель с выходом в эс-обюразный рост

Реальные модели роста встречаются там, где происх. распространение на новых территориях

Наличие экспоненциального участка в обеих моделях

Биотический потенциал и сопротивление среды

Любые изменен

Колебания численности популяции:

  • Относительно стабильный

  • Скачкообразный

  • Циклический

Синантропные популяции

  • сопутствующие колебаниям численности человека (мухи, комары, крысы, вороны)

поддерживающая емкость среды – количество особей которую может выдержать среда

синэкология - экология сообществ

это экология пищевых цепей и сетей.

Надвидовые популяции - сообщества и биоценозы

Двоякое толкование популяции. Как правило - сообщество индивидуумов, часто – одного вида

Структура ценозов

  • биотоп

  • биозеноц = фитоцентоз + зооценоз + микробиоценоз

продуценты – растения

первые консументы - травоядные

вторые консументы и третьи – плотоядные

редуценты – деструкторы

пастбищная и детритная пищевые цепи

экологическая пирамида численности.

Пирамиды биомасс -наземные обычные, водные перевернутые

Факторы формирования пирамиды – размерю. Длительности жизни и скорости размножения

Пирамиды могут меняться по времени года.

Пирамида энергии – наиболее адекватное представление эффективности пищевой цепи

Фар – физиологически активная радиация – 40% общей световой энергии. А усваивается вообще мало

Правило 10% Линдеман

С одного трофич. уровня переходит на другой не более 10% энергии

Правило биол. усиления

Правило накопления токсич. веществ в пищевой цепи

Видовая и пространственная структура биоценозов

Состав и структуру ценоза определяют доминантные виды.

Виды эдификаторы (растения) определяют пространственную структуру

Границы биоценозов размыты

Принцип континуума раменского-глизона

Широкое перекрытие экол. амплитуд и рассредоточенность центров распределения популяций вдоль градиента среды приводит к плавному переходу одного сообщества в другое, поэтому, как правило, не образуют строго фиксированных сообществ.

Принцип биоценотической прерывности реймерса.

Виды формируют экол. определенные системные совокупности – сообщества и биоценозы отличающиеся от соседних.

Взаимоотношения меж организмами в биоценозах

Конкуренция

Внутривид

Межвид – основа сохранения биоразнообразия

Принцип конкурентного исключения гаузе

Гаузе во время войны разрабатывал методы и препараты для дезинфекции

Стал одним из первых разработчиков антибиотиков и методов

Создал НИИ по изысканию антибиотиков

Хищничество

Причины невыполнимости принципа гауза

  • неограниченность ресурсов

  • ограничении числа конкурирующих особей ниже поддерживающей емкости среды внешним фактором

ограничение конкуренции хищником

но хищничество не всегда вызывает повышение разнообразия, хотя часто.

Истребление жертвы – снижение ресурса

Восстановление ресурса – восстановление хищника

Рысь-заяц. Численность зайца колебалась из-за съедения травы.

Следствие: биоразнообразие следствие конкуренции

Изобилие альтернативной пищи для хищника стабилизирует количество вида

Хищничество vs паразитизм

Сходны по биоценотич значению

Хищники крупные паразиты мелкие

Хищники чаще убивают животных с паразитами

Охотничество – отстрел здоровых животных

Биоценотич. равновесие достигается оч долго

Авторегуляция биоценотич. принципа шателье-брауна

Если на равновесную систему воздействовать извне изменяя какое-нить из условий , то равновесие смещается таким образом чтобы компенсировать изменение.

Важнейший фактор разнообразия – суровость среды

Конкуренция снижается по мере увеличения суровости среды

Законы тинемана связывают формирование ценозов с действием факторов окр. Ср.

Состав ценоза определяется тем фактором среды, который находится в своем минимуме для данного биоценоза.

Принципы тинемана

Принцип разнообразия условий – чем разнообразнее условия тем больше число видов

Число особей внутри вида и число видов связно обратной пропорцией

Эмпирическое правило приспособления к экстремальным условиям крогеруса

В неблагоприятных условиях или условиях экол. монотонности число видов мало, и межвид. конкур снижается.

Правило Уоллеса.

Видов разнообр. увеличивается по мере продвижения от полюса к экватору

Пространственная структура биоцен.

Популяции подчиняется закономерностям пространства границ биотопа по площади и высоте

5- 6 ярусов в широколистных лесах

существуют межъярустные растения - лишайники лианы

вертикальное зонирование в водных ценозах

фотосинтез в поверхности

экологические ниши характеризует требования вида к местообитанию

ниши всегда ограничены

ниша бывает фундаментальной – все множество оптимальных условий, в которых данный вид может обитать в отсутствии врагов

реализованная ниша – фактический комплекс условий, в которых вид обычно существует (меньше ресурсов)

если перекрывание незначительно или ресурсы сверхобильные, то ниши почти фундаментальны.

формируется диффузная конкуренция – вид по своим требованиям перекрывается с другими видами ( по разным градиентам с разным видом. За питание с одним, за тень с другим)

суммарный эффект приводит к сужению ниши по разным факторам и вид потенциально недоразвит.

Увеличение числа соседей увеличивает число перекрывающих зон вдоль градиента разных факторов.

Попарное перекрывание ниш может невелико, но суммарный эффект сокращает реализованную нишу.

Экология сложных сообществ.

Закономерности саморегуляции биоценозов, экол. дублирование

Дублеры - очень похожие виды, схожие экол. ниши.

Все виды являются нужными, нельзя к ним применять критерии хорошо и плохо.

Виды приспособлены друг к другу.

Экол. дублирование – когда виды могут заменять друг друга. Может изменятся экологическая ниша в следствие этой смены

Крыса, придавленная видом-дублером, изменила способ питания. Исчез вид-дублер и крыса вернулась к привычной пищи и увеличила потомство

Закон удельной продуктивности Реймерса: антропогенные воздействия сокращают размеры средне особи живого на суше, то есть звери быстрее истребляются.

При вымирании крупных существ – вымирание с вершины эволюции. Происходит откат эволюции назад.

Энергетический поток проходящий биоценоз в целом для данного типа ценоза постоянен и включает механизмы биоцен и эколог дублирования

Правило экол. дублирования Реймерса

Исчезающий или уничтожаемый вид живого в рамках одного уровня экол. пирамиды заменяет другой функционально-биоценотически аналогичный

Замена происходит по схеме: мелкий сменяет крупного. Эволюционно нижеорганизованный сменяет более высокорг., более генетически лабильный и мутабельный – менее генетически изменчивого.

Ниша не может пустовать и дублирование существует обязательно

Пример: копытных в степи сменяют грызуны или растительноядные

Крупные организмы исчезают раньше и их сменяют мелкие.

Генетическая теория механизма возникновения новых инфекц. заболеваний чела путем неблагоприятных замен видов Реймерса

Причины:

  • деятельность человека создает совершенно новые экол ниши

  • борьба с существующими заболеваниями и уничтожение их возбудителей освобождает экологические ниши в человеческих популяциях.

Одни заболевания вылечили, и на свободную нишу пришел Вич.

Эколого=географический максимум числа видов

В биоценозах существует столько видов, сколько необходимо для максимальной утилизации приходящей энергии и обеспечения круговорота веществ в пределах энергетического потока

Надежность биоценозов поддерживается за счет дублирования – межвидовое, внутривидовое.

Смысл дублирования – обеспечить максимальную энергетическую рентабельность – максимум энергии прошло и было утилизировано.

Принцип оптимизации Реймерса

В случае резких изменений среды существуют виды, которые тут же мобилизуются.

Продуценты дают достаточно биомассы, с некоторым запасом. Но не избыточно.

При перепроизводстве возникает предпосылки для массового размножении я отдельных видов (например саранча)

Правило одума:

Такие системы монокультур (с\х) не устойчивы.

Стратегия природы – сохранение стабильности отдельных организмов и биоразнообразия (гомеостаза в биоценозе)

Момнокультуры в природе не бывают

Принцип Эрлиха и Равенна принцип коэволюции

Случайное функциональное изменение жертв ведет к закономерному изменению свойств потребителей, это в свою очередь стимулирует разнообразие как первых так и вторых.

Обобщение – принцип стабильности реймерса

Любая относительно замкнутая биосистема с проходящим через нее потоком энергии в ходже саморегул. развивается в сторону устойчивого состояния.

Обобщенное правило биоценотической надежности реймерса

Надежность биоценоза зависит от энергетической эффективности в данных условиях среды и возможностей структурно функциональной перестройки в ответ на изменение внешних воздействий: материала для дублирования, межвидового и внутривидового взаимод., поддержания продукционной рентабельности

Заселение всех зон

Волчки реймерса

Численность видов, масса организмов и энергия проходящая через них

Система становится устойчивей с наращиванием проводимой к ней мощности и с увеличением количества консументов.

Консументы служат управляющим звеном в системе биоценоза

Консументы порождают спектр разнообразия в биоценозе и препятствуют монополии доминантов

Эвол. переходы в природе занимают небольшое время. Считается, что предельная совокупность видов могла быть образована в эволюции всего за 70 млн лет

Последующее нарастание количества видов практически исключено из-за ограниченности числа экол. ниш

Правило константности видов в ходе стационарной эволюции биосферы Реймерса

Число нарождающихся видов в среднем равно числу вымерших и общее видовое разнообразие в биосфере

Конфенция ООН о биол разнообразии 22 мая 1992

Экоситсемы земли

Экотипы

Сукцессия экосистем (после пожара)

После какого-то происшествия меняется полностью ценоз, но потом появляется первоначальный ценоз после нескольких сукцессий

Экология человека

Антропоэкология

Экол физиология

Экол биология

Спорный, но принятый термин

Ученые: анучин, Бунак, Алексеевы, Спицин

Гиппократ писал что люди отличаются внешне, по быту, по поведнию и т.д

Бунак – евгеника

В задачи антропоэкологии входит исследование приспособительной изменчивости популяций человека, обит в разнообр. условиях окр. Ср., с использованием антропологических методов. Взаимодействие в системе чел-культура-среда

Практические аспекты чел

- разнообразие рас, культ-истор формаций в связи с условиями обитания, болезни. обусловлены неадаптацией к внешней среде или ее изменениям

характеристики населения земли и вопросы демографии

переход к устойчивому развитию человечества.