Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Биогеография_лекции.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
10.09.2019
Размер:
793.09 Кб
Скачать

Общая экология. Синэкология

Жизнь любого существа невозможна без других.

Все живые организмы взаимодействуют со средой и друг с другом. Эти взаимосвязи именуются экологическими, а их изучение – задача экологии.

Основные типы экологических взаимодействий:

  • Информационные

  • Пищевые(трофические)

  • Конкурентные

  • Репродуктивные

  • Пространственные

Участники взаимодействий:

Особи одного вида – внутривидовые отношения

Особи разных видов – межвидовые отношения

Внутривидовые отношения.

Пространственные взаимосвязи свойственны всем организмам. У разных видов разное отношение к «тесноте» :

Стайный (стадный) образ жизни:

  • Африканские антилопы гну, зебры, сайгаки

  • Павианы, морские львы, летучие мыши

  • Сельди

Условие стайного образа жизни – обильное и равномерное распределение пищи .

«Им не жить друг без друга»

  • Ткачики, пингвины, цапли, грачи

  • Голые землекопы (живут в восточной Африке в Сомали), суслики

  • Муравьи, термиты, пчелы и др. общественные насекомые

«В тесноте, да не в обиде»

В природе возникла форма существования оптимальная энергетически и организационно – общественные насекомые

Плата за идеальную организацию сообщества: миллионы рабочих самок лишены личной собственности («все вокруг колхозное») и права на репродукцию, на личное генетическое бессмертие

Единственный смысл их жизни – «счастье в труде».

Голый землекоп.

У млекопитающих (и позвоночных животных в целом) выявлена муравейнико-подобная структура колонии эфиопских грызунов голых землекопов. Известно два вида эфиопский и дамарлендский (Южная Африка), но детально изучен только первый.

Высокая биологическая и экосоциальная ценность открытия. Эти самые долгоживущие грызуны – доказано 28 лет жизни. Сохранили активную жизнедеятельность («молодость») до предельного возраста. Самка королева рожает до 26 детенышей, известный максимум 900.

Для человека, как представителя класса млекопитающих это недавнее открытие образ жизни общественных грызунов – голых землекопов, исключительно важно.

Размножающаяся царица, несколько приближенных альфа-самцов и сотни рабочих особей, лишенных права размножения, из-за психофизиологической кастрации. Есть касты фуражиров, солдат. Кормятся огромными, до 50кг богатыми влагой утолщениями корня бересклета-пироканта.

Опыты в искусственной колонии «канализация» удаляющая мочу, сняла её ингибирующее воздействие на рабочих самок, вызвала их течку, возродило инстинкт размножения. Произошло «восстание» против диктатуры царицы и распад колонии.

Семейно-индивидуальный образ жизни.

  • Орлы, вороны, большинство птиц

  • Бобры, кролики, лисицы. Львы

  • Люди

«Дружба дружбой, а табачок врозь»

Индивидуальный образ жизни

Тигры, зайцы, змеи

«И один в поле воин»

Информационные связи свойственны всем видам животных, характерны для внутривидовых и межвидовых отношений.

Главенствующий тип коммуникаций, от которого напрямую зависит жизнь особей – предупреждение об опасности. Соответствующие сигналы – четкие, краткие, ясные. Пример курица - цыплята.

Межвидовое значение.

Репродуктивные коммуникации имеют внутривидовую ценность. Такого рода сигналы, адресованные своим брачным партнерам, строго видоспецифичны, обеспечивают целостность вида.

Конкурентные взаимодействия. Свойственны как внутривидовым ,так и межвидовым отношениям

Конкуренция возникает при использовании сходных пищевых и репродуктивных ресурсов.

Внутривидовые конкурентные отношения вызывают расселение (дисперсию) молодняка, что приводит к освоению новых территорий, расширению видовых ареалов.

Стимулирования новых пищевых ресурсов новых приемов кормодобывания.

Примеры: вороны в городах научились доставать пищу из мусорных контейнеров размачивать сухой хлеб в воде, раскалывать орехи под колесами автомобилей.

В результате функционирования множества разнообразных экологических связей каждый вид формирует свою экологическую нишу.

Экологическая ниша – набор биоценотических связей вида и его требований к месту обитания. «Экологическая ниши – профессия вида»

Концепцию экологической ниши разработали американские ученые Д.Гринелл, Ю.Одум, Г.Хатчинсон

Различают подразделения (иерархию) ниш: фундаментальная (полная, потенциальная – все, что на виду нужно)

И реализованная (используемая видом в реальности)

Экологические ниши совместно обитающих травоядных животных: жираф, антилопы гну, геренук, газель, зебра, домашняя коза, белый носорог.

Примеры трофических связей, входящих в состав внутривидовых отношений. В процессе эволюции сформировался строгий запрет : «Не убий!» - своего. Ни как добычу, ни как соперника или конкурента.

Исключения из этого всеобщего правила крайне редки:

Отдельные случаи гибели слабых самцов в сражениях за самку.

При малом количестве пищи – для вида лучше, чтоб выжил полноценный птенец, чем три хилых недокормыша. Старший голодный птенец постоянно клюет младшего, забивая его до смерти. Самка не вмешивается, а погибшего младшего птенца скармливает старшему (прямые наблюдения в природе).

Самка богомола убивает самца, отрывая ему голову, и съедает его во время спаривания или сразу после него. Самец даже не пытается спастись – «посмертная забота о потомстве». Так же поступают самки каракурта и некоторых других видов пауков (если самец не успеет удрать)

Самцы пытаются спастись бегством сразу после спаривания, отвлекая самку подношением – мухой в паутине. Некоторые жуликоватые самцы подносят самке комочек земли вместо мухи, а когда она убедится в подлоге, ушлый обманщик может успеть удрать. А может и не успеть.

Единственный вид, который целиком выпадает из этого закона (не убивать своего) – человек.

У предков людей не было смертельно опасного оружия (острых рогов или мощных клыков) и потому не сработала природная осторожность при появлении ружей , бомб, ракет.

«Слаб человек» (Библия) – и потому сам себе смертельно опасен. Эта опасность нарастает с использованием оружия дистанционного действия.

Все живые организмы подразделяются на три экологических категории:

Продуценты : зеленые растения производят из неорганических веществ первичную биомассу, усваивают с помощью хлорофилла солнечную энергию – процесс фотосинтеза.

Консументы: животные, потребляющие биомассу растений (консументы 1-го порядка: копытные) большинство грызунов, зерноядные птицы, растительноядные насекомые) и вторичную биомассу животных (консументы 2го порядка – плотоядные виды: хищники, падальщики)

Редуценты: бактерии и грибы, разрушающие мертвую биомассу до исходных минеральных веществ, тем самым, возвращая их в биологический круговорот веществ.

При наличии необходимого количества неорганических соединений постоянного потока внешней (экзогенной) т.е. солнечной энергии и трехзвенной структуры продуцентов консументов и редуцентов формируются и функционируют разнообразные экосистемы образующие общеземную биосферу.

Мириады пищевых цепочек складываются в трофические пирамиды, в основе которых лежит созданная растениями первичная биомасса.

Примеры пищевых цепочек:фитопланктно-зоопланктон-сельдь-тунцы-рыбаки (человек)

Растения – гусеницы – насекомоядные птицы (синицы, мухоловки, пеночки, иволги, ласточки многие другие) – хищные птицы (ястреба);

Наиболее короткие трофические цепочки – в наиболее простых экосистемах (тундра, агроценоз); с.х. растения – грызуны (полевки, мыши) – хищники наземные (лисы, горностаи).

Межвидовые взаимоотношения весьма значимы и теоретически и практически.

Чем сложнее экосистема и длиннее слагающие ее трофические цепочки, тем она устойчвее.

Важное медицинское и ветеринарное значение имеет расшифровка межвидовых трофических отношений в системе «паразит - хозяин» которые эволюционировали по принципу и «волки сыты и овцы целы».

Давнее внимание экологов привлекают трофические отношения типа «хищник - жертва».

Изучение статистики рыболовства в Адриатическом море (Вито Вольтерра, Италия) заготовок пушнины, рыси и зайца (Эрнст Сетон-Томпсон, США. Ч.Элтон, Англия) и опытов с инфузориями (Г.Ф.Гаузе, Ленинград, СССР) выявило закономерности асинхронной динамики численности хищников и жертв (с отставанием кривой колебаний числа хищников).

Асинхронная динамика численности мирной инфузории туфельки (питается водорослями) и хищной инфузории (кормится мирными инфузориями) в экспериментах Гаузе 1934.

Асинхронный (запаздывающий) тип движения системы хищник (рысь) – жертва (заяц-беляк) в Канаде (Сетон-Томпсон 1911, Элтон 1934).

Синхронный тип движения системы хищник (пустельга, канюк) – жертва (мышевидные грызуны) в лесной зоне (Галушин 1966, 1982, 1974 Хаммерстром, 1984).

В тундрах численность леммингов колеблется от нуля до многих тысяц зверьков на 1 га.

Хищные птицы – зимняки, белые совы.

Взаимополезные межвидовые отношения – мутуализм.

Симбиоз.

Объединенные симбиотическими отношениями виды не могут выжить друг без друга, т.е. симбиоз – это прямая противоположность конкуренции.

Лишайник – гриб+ зеленые водоросли, совместно живущие в неразделимом организме. В Антарктиде найдены лишайники возрастом 10 тыс. лет (!) – самые древние особи живых организмов Земли. За 100 лет нарастает на 3-4 мм. Более 20 тыс. видов.

Каменный лишайник

Кладония (олений мох)

Шерсть ленивца наполнена симбионтами – зелеными водорослями

Растительноядные животные (термиты олени, люди) и бактерии или простейшие, живущие в их желудках, без которых они не могли бы переваривать целлюлозу.

Цветковые растения и их опылители насекомые, колибри.

Трофические пирамиды.

Растерия в ходе фотосинтеза усваивают – 1 % энергии солнечного света. Езультат обмена веществ в клетках – усвоение энергии на физиологические процессы и выделение тепла в окружающую среду. Потому пищевые цепочки выстраиваются в трофические пирамиды – уровни передачи и веществ и энергии.

Правило 10% - с каждого нижнего уровня на верхний передается примерно по 10% веществ и энергии.

Разнообразие экосистем.

На Земле функционирует множество самых разных экосистем разного местоположения и разной сложности.

Самые сложные многовидовые экосистемы – лесные массивы: тайга, смешанные леса, лесостепь, саванна, дождевые тропические джунгли, коралловые рифы.

Значительно меньшее количество видов формируют экосистемы экстремальных территорий: тундр, пустынь, высокогорий.

Антропогенно трансформированные экосистемы: агроценозы и урбоценозы – намеренно упрощены через искусственное сокращение трофических цепочек.

Агроценозы – сельскохозяйственные поля, луга, пастбищ, сады, плантации.

Агроэкосистема нестабильна, так как:

Относительно короткие трофические цепочки произвольно прерываются при проведении сельхозработ вспашки, прополки, уборки урожая.

Культурные растения неустойчивы к вредителям и трубуют обработки полей.

В агроценозах обитают помимо продуцентов

Насекомые,Насекомоядные птицы, наземные и пернатые хищники

Урбоценозы – города, поселки – крайний случай упрощения прородной экосистемы.

В городых её целиком замещает искуственно созданная инфраструктура: здания, асфальт, дороги, газоны.

Постоянное присутствие людей создает фактор беспокойства.

Животные, преодолевшие страх перед человеком, стали его соседями синантропными видами (клопы, крысы)

Наиболее толерантные (терпеливые) к человеку обитателя садов и парков.

Например: Павлин и хищные птицы (грифы) в Индии

Толернтность населения – этическая основа сохранения биоразнообразия.

Экосистема – совокупность неорганических компонентов и организмов.