Lecture 2
Тема: Аутэкология – экология вида
Вопросы:
1. Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные
2. Лимитирующие факторы: критические факторы и пределы толерантности. Закон минимума Либиха и принцип пределов толерантности Шелфорда
3. Биотические и абиотические взаимодействия
4. Наземные биомы: Полярный, Тундра, Хвойный лес, Лиственный лес, Степь, Пустыня, Тропические леса
5. Водные биомы: Морской и Пресноводный биомы
1. Экологические факторы:
Абиотические факторы - неживые компоненты экосистемы.
Биотические факторы - живые компоненты экосистемы.
Антропогенные факторы - факторы, которые вызваны деятельностью человека.
Экологические факторы |
||
Абиотические |
Биотические |
Антропогенные |
Метеорологический: климатический; температура, влажность, давление, ветер |
Зоогенный: Взаимоотношения животных |
Экономический: использование природных ресурсов для выживания |
Геофизический: радиация, рельеф, магнитные поля |
Фитогенный: Взаимоотношения растений |
Техногенный: использование машин и сложного технического оборудования, чтобы достигнуть определенных целей |
Химический: компоненты атмосферы, воды, химии и структуры почв, кислотность |
Микроорганизменный: Взаимоотношения микроорганизмов |
|
физические факторы взаимодействуют друг с другом: Пример: Дожди Наводнение Изменение химического состава почвы.
Биотические факторы также взаимодействуют по многим путям:
Возможные взаимодействия между Организмами в сообществе |
||
Типы взаимоотношений |
1 организм |
2 организм |
Конкуренция [внутривидовая = между особями одного вида, межвидовая = между представителями разных видов |
вред |
вред |
Хищничество [система дхищник-добыча: травоядные (кролик-трава; жираф-деревья), плотоядные (волк-олень, лиса-заяц), всеядные (медведь-лось или фрукты)] |
польза |
вред |
Симбиоз: отношения между различными видами, живущими в близкой ассоциации друг с другом: |
|
|
Паразитизм [паразит обеспечивает свое питание, живя на или в другом организме, называемом хозяином: гельминты; блохи, вши] |
вред |
польза |
Аллелопатия [тип взаимодействия, при котором один организм испускает аллелохимикаты, которые вредят другому организму: цветы с сильным запахом убивают другие: тюльпан-нарцисс, роза-гвоздику, ландыш-сирень] |
польза |
вред |
Комменсализм [взаимодействие, которое приносит пользу одному участнику и не имеют никакого эффекта на другой: рыба-прилипала и акулы; азотфиксирующие бактерии и бобовые] |
польза |
безразличие |
Протокооперация [является необязательным взаимодействием, которое может также принести пользу обоим участникам: гриб + водоросли = лишайник] |
польза |
польза |
Мутуализм = облигатный (обязательный) симбиоз [оба участника получают выгоду, но это взаимодействие является существенным для выживания или воспроизводства обоих участников: опыление некоторых цветов насекомыми, птицами, или летучими мышами; термиты и внутренние простейшие] |
польза |
польза |
Наиболее заметны – Хищничество и конкуренция – антагонистические взаимоотношения
Защитные механизмы:
Ядовитая стрельчатая лягушка: сильный нейротоксин в коже |
Каменный окунь: Защитные механизмы -: цветовой камуфляж и ядовитые шипы вдоль спины |
Оса Мимикрия Жук
Кто живет на Земле и почему?
Широко распространяющиеся против Специализирующихся видов
2 основные стратегии выживания
- в широких рамках условий окружающей среды: "широко распространяющиеся“.
- в узких расках уловий окружающей среды: «специализирующиеся»
2 Лимитирующие факторы: критический лимитиющий фактор и пределы толерантности (терпимости). Изобилие и распределение видов
Закон минимума Либиха:
Единственный фактор, наиболее близкий к этим пределам выживания, является критическим ограничивающим фактором, который определяет, где специфический организм может жить. Главный фактор – это один из минимальных факторов.
или: один фактор окружающей среды, который относительно близок к запросам, является критическим определяющим в распределении вида
Шелфорд добавил в работу Либиха следующее:
один фактор окружающей среды наиболее близкий к пределам толерантности определяет где специфический организм может жить
Принцип пределов толеранстности Шелфорда:
Каждый экологический фактор имеет минимальный и максимальный уровни называемые пределами толерантности, вне, которых отдельный вид не может выжить или неспособен к воспроизводству.
Для наземных организмов: температура, влажность, и доступность пищи.
Для водных организмов: соленость, градиент (водный поток).
Иногда требования и толерантность видов - полезные индикаторы определенных экологических характеристик - экологические индикаторы (форель, лишайники и т.д.).
Лимитирующие факторы включают абиотические (физические) и биотические факторы.
Абиотические факторы
доступность света/ продолжительность дня, сезонность
Влажность/доступность воды
Температура, перепады суточных температур
высота или глубина, давление
соленость
ветер
pH, CО2, O2, доступность N, P, K, Ca, и т.д..
Биотические факторы
Конкуренция
Хищничество
Паразитизм
Болезни
Опылители, факторы рассеивания
Доступность пищи
Плотность вида / расстояние до ближайшего соседа
ПРЕДЕЛЫ ТОЛЕРАНТНОСТИ
Все виды имеют область толерантности, внутри которой они могут совладать с окружающими условиями.
Область толерантности определяется самим организмом, т.е. это способность организма противостоять экстремальным, или различным лимитирующим факторам.
Эвритопные виды
Некоторые виды имеют широкие пределы толерантности (эвритопные/экологически толерантные виды) и обнаруживаются в различных местах обитания (т.е. имеют более широкую географическую область)
Стенотопные виды
Некоторые виды имеют очень узкие пределы толерантности (стенотопные/экологически нетолерантные виды) и они широко не распространены в ограниченных областях. Например, виды рачков-бокоплавов (Gammarus spp) и их различная толерантность к солености).
Пределы толерантности
Каждый экологический фактор (температура, влажность, доступность пищи и т.д.) имеет и минимальный и максимальный уровни, за которыми вид не может выжить, или не способен к воспроизводству: нижнийи верхний пределы толерантности. Область толерантности находится между этими 2 пределами.
Экологический градиент – это пошаговое увеличение, или уменьшение действия такого фактора окружающей среды, например, pH, дожди, температура и т.д. Виды могут выдерживать различные экологические градиенты. Например, человек имеет относительно узкий предел температур, при которых он может выжить без одежды и крова. Также, люди могут питаться относительно немногочисленными типами неприготовленной пищи. Выживание в узких пределах окружающей среды – это тип специализации. В общем, чем выше организмы адаптированы к узким экологическим условиям, тем меньше они адаптированы к изменениям в окружающей среде. Почему это правильно?