ФАКТОРОВ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ. БИОГЕОЦЕНОЗЫ. ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ. БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ОРГАНИЗМАМИ В БИОГЕОЦЕНОЗАХ. БИОСФЕРА. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ. 1
уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы • Это наука о взаимоотношениях живых организмов друг с другом и с окружающей средой (Геккель, 1869) 2
организм Свет Ультрафиолет (10-400 нм) Бактерицидны (особенно короткие волны – 180-280 нм)/Вызывают ожоги/стимулируют выработку витамина D Видимый свет (410-740 нм) Необходим для фотосинтеза/зрения Инфракрасные (более 750 нм-2 мм) Перенос тепловой энергии Воздух O2 =21% Окисление органических веществ, получение энергии N2 =78% Фиксация азотфиксирующими бактериями CO2 =0,03% Фотосинтез/Парниковый эффект Температура • Выше или • ниже 0оС Температура тела/Скорость ферментативных реакций При низких температурах - анабиоз Влажность • Высокая – более 70% • Нормальная – 40-70% • Низкая – менее 40% Роль воды – 1) растворитель, 2) среда для химических реакций, 3) источник кислорода при фотосинтезе, 4) тургор, 5) осмотическое давление *Жёсткий ультрафиолет задерживается озоновым экраном в верхних слоях атмосферы 5
Светолюбивые/теневыносливые – различаются по высоте (соотв., развитию механической ткани), толщине покровных тканей • Вода: Устьица и чечевички – испарение. В зависимости от местности – влаголюбивые/засухоустойчивые растения с соответствующими приспособлениями - гигрофиты, гидрофиты, мезофиты, ксерофиты • Температура: Сезонный листопад и общий анабиоз при отрицательных температурах у покрытосеменных • Животные: • Свет: Ночные/дневные – различаются по размеру глаз, чувствительности органа зрения к свету, наличию цветового зрения (ночью оно не нужно) • Защита от кислорода – супероксиддисмутаза, пероксидаза, либо - анаэробная жизнь • Температура: Защита от холода – шерсть, перья, жировая прослойка. Животные пустынь – плотные покровы, отсутствие потовых желёз, сверхконцентрированная моча, получение воды из питательных веществ 6
• Высокая плотность • Малое содержание кислорода • Резкий рост давления (каждые 10 м = 1 атм) • Постоянная температура 10- 15оС • Свет проникает на глубину 150-250 м • Солёность • Вода поддерживает • Жабры • Жизнь концентрируется в верхних слоях • Зелёные фотосинтетики живут не глубже 40 м, красные и бурые – до 200 м (268) • Механические ткани не нужны • Покровные ткани нужны только для защиты от повреждений, но не от высыхания – слизистые покровы • Воздухоносные полости • Обтекаемая форма тела 7
• Температура относительно постоянная • Запасы органических веществ • На глубине 2-30 см углекислого газа в 10-100 раз больше • Кислорода 1-20% • Влажность, как правило, выше влажности воздуха • У почвенных организмов нет яркой сезонности • Есть особенности питания, дыхания и общего образа жизни • Зрение редуцировано • Кожное дыхание • Роющие конечности (аналоги), развитая мускулатура • У растений – специализированный геотропный орган – корень • Прочные покровы • Характерная форма тела (вальковатая) • Небольшие размеры 9
• Относительный гомеостаз поддерживается хозяином • Факторы защиты хозяина от паразита • Факторы, способствующие совместному проживанию с полезным организмом (мутуалом или комменсалом) • Паразитизм • Комменсализм • Мутуализм • Нахлебничество • Паразиты: имеют органы прикрепления, защитные механизмы, хорошо развитую половую систему, сложные жизненные циклы. Нервная, дыхательная, пищеварительная системы, органы чувств редуцированы • Комменсалы могут существовать как с хозяином, так и без него 10
живых организмов (влияние животных на растения и наоборот, паразитарные отношения, взаимовлияние микроорганизмов и высших организмов друг на друга и т.д.) 11
форма тесных взаимоотношений между организмами разных видов, при которой хотя бы один из них получает для себя пользу. • Мутуализм — форма обязательного сосуществования организмов, при которой каждый из организмов, живущих вместе, приносит другому определенную пользу (+/+). • (Прото)кооперация - совместное существование, выгодное для обоих видов, но не обязательное для них. • Комменсализм — форма взаимоотношений между двумя видами животных, при котором один из них (комменсал) пользуется какими-то преимуществами за счет другого (хозяина), не нанося ему вреда (+/0). Выделяют сотрапезничество, нахлебничество, квартиранство • Паразитизм — форма сожительства организмов разных видов, из которых один (паразит) живет за счет другого (хозяина) (+/-). 14
сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным условием существования каждого из них; один из типов симбиоза — сосуществования различных биологических видов. • Протокооперация - это выгодные для обоих организмов отношения, при которых совместное проживание не является обязательным. В этих случаях отсутствует тесная связь конкретной пары партнёров. 15
видов потребляют разные вещества или части одного и того же ресурса • Нахлебничество - форма комменсализма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого • Квартиранство - один организм (комменсал) использует другого (его самого либо его жилище) в качестве жилища 16
более видов (паразиты) используют другой (хозяина) в качестве источника питания и среды обитания, при этом возлагая на него полностью или частично регуляцию своих отношений с внешней средой, и оказывают на него вредоносное влияние 17
видов, при которых один из них (хищник) атакует другого (жертву) и питается его плотью, то есть обычно присутствует акт умерщвления жертвы. Иногда в широком смысле под этим термином понимают всякое выедание одних организмов другими (полное или частичное без умерщвления) 18
форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения). Например, между хищниками одного вида и одной популяции или разных видов, питающихся одной пищей и обитающих на одной территории. В этом случае вред, причиняемый одному организму, приносит пользу другому, и наоборот. • Внутривидовая конкуренция - Это конкуренция между представителями одной или нескольких популяций вида. Идёт за ресурсы, внутригрупповое доминирование, самок/самцов и т. д • Межвидовая конкуренция – Это конкуренция между популяциями разных видов несмежных трофических уровней в биоценозе 19
- вмешивается в биоценозы, иногда неосознанно и всегда необдуманно, нарушает баланс и разрушает естественную среду обитания организмов, что приводит к массовому вымиранию видов 21
которых обитают организм, популяция, сообщество, и которые влияют на их состояние и свойства. Каждая среда характеризуется определённым набором факторов, благоприятных или неблагоприятных для организмов • Экологический фактор – отдельное условие среды, на которое живые существа реагируют (адаптивно) • Адаптация - приспособление организмов к определённым условиям среды обитания • Экосистема (биогеоценоз)- это сообщество организмов с окружающей их физической средой (однородным участком земной поверхности), взаимодействующих друг с другом и образующих экологическую единицу • Сообщество – любая группа организмов разных видов, сосуществующих в одном местообитании или на одной площади, взаимодействующих друг с другом пространственно и трофически 22
биотоп – комплекс её неживых компонентов • Вид — совокупность особей, сходных между собой по строению, функциям, месту в биогеоценозе (экологическая ниша), заселяющих определенную часть биосферы (ареал), свободно скрещивающихся между собой в природе, дающих плодовитых потомков и не гибридизирующиеся с другими видами. В природе существует в форме популяций. • Популяция – группа организмов одного вида, длительно обитающих на определённой территории, свободно скрещивающихся, в той или иной степени территориально изолированная от других популяций этого вида. • Экологическая ниша – место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. • Цепь питания - это ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. Комплексы взаимосвязанных трофических цепей в реальных биогеоценозах образуют пищевые сети. 23
из которых служит пищей предыдущему. Комплексы взаимосвязанных трофических цепей в реальных биогеоценозах образуют пищевые сети. • Пищевая сеть: животные могут питаться организмами с разных трофических уровней, из разных пищевых цепей, особенно хищники высоких уровней 26
каждом трофическом уровне • Пирамида биомассы – отражает количество сухого органического вещества на каждом трофическом уровне • Пирамида энергии – отражает количество энергии, заключённой в особях каждого трофического уровня. • Правило экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз 27
(в среднем 10 %) энергии, поэтому типичная цепь питания состоит не более чем из 4—6 взаимосвязанных звеньев. Каждое звено цепи питания — трофический уровень. 28
из важнейших характеристик сообщества. Её главные показатели – число видов (видовой состав), и количественное соотношение особей (численность популяций). • Пространственная структура экосистемы – это ярусность растений, входящих в её состав (чаще всего, и в качестве наиболее яркого примера). 29
• Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети, а также – благодаря атмосферным и геологическим явлениям. Пищевые связи в экосистемах характеризуют с помощью экологических пирамид • Устойчивость – способность выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями • Саморегуляция – способность поддерживать определённую численность особей популяций в сообществе • Целостность — в результате взаимодействий организмов между собой и факторами неживой природы возникают потоки энергии и круговорот веществ, объединяющих их в единое целое 30
которую населяют живые организмы. Биогеоценоз является элементарной структурой биосферы. Сама биосфера состоит из совокупности всех биогеоценозов и рассматривается как большая экологическая система. • Биосфера – земная оболочка, область существования живого вещества. Включает в себя живые организмы и изменённую ими среду обитания (атмосферный кислород, горные породы органического происхождения, и т. п.) • Совокупная биомасса Земли – примерно 2,4*1012т (это ок. 0,01% массы всей биосферы), из них 97% - растения, 3% - животные. 31
Стратосферу (высота до 15 км)?? и Тропосферу (высота 50 км) • Гидросфера – глубина от 3,5 км до 11 км • Литосфера – осадочные породы + базальтовый слой • Биосфера – совокупность живых и мёртвых организмов, находящихся в нижних частях атмосферы, верхних слоях гидросферы, литосферы • Биосфера=экосфера – совокупность экосистем 32
нашей планеты • Биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом • Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов • Биокосное вещество — вещество, которое создаётся одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д 35
газов, поддержание газового баланса атмосферы • Окислительно-восстановительная – окисление и восстановление веществ с помощью организмов • Концентрационная – накопление организмами определённых веществ • Биохимическая – процессы питания, дыхания, размножения живых организмов, их рост и перемещение по планете • Биогеохимическая – деятельность человека по использованию природных ресурсов для нужд сельского хозяйства, транспорта, промышленности 37
• Закон повышения энтропии + • Закон сохранения вещества • Осуществление функций живого вещества связано с миграцией атомов в процессе круговорота веществ в биосфере. Часть миграции химических элементов, происходящая при участии живых организмов, называется биогенной, а вне их,— абиогенной. Абиотические компоненты Биотические компоненты Вещество, энергия Энергия Солнца 38
мыслитель и общественный деятель. Создатель научных школ и науки биогеохимии. Один из представителей русского космизма. • В круг его научных интересов входили: минералогия, кристаллография, геохимия, геология, почвоведение, радиогеология, биология, палеонтология, биогеохимия, метеоритика, философия и история науки. Кроме того, занимался организаторской и общественной деятельностью. • Создал учение о биосфере и ноосфере • В. И. Вернадский рассматривал различные гипотезы панспермии в историческом контексте, он пришёл к заключению лишь об извечности жизни в течение геологического времени. Живое вещество развивается в реальном пространстве, которое обладает определённой структурой, симметрией и дисимметрией. Строение вещества соответствует некоему пространству, а их разнообразие свидетельствует о разнообразии пространств. Таким образом, живое и косное не могут иметь общее происхождение, они происходят из разных пространств, извечно находящихся рядом в Космосе. Объяснял пространство живого как единство пространства- времени. 42
Your Podcast. Everywhere. Effortlessly.
elizavetas
doratex
spring_aki
cbtlibrary
bvr7352
juanmartin2026
hiola
pawan_pharm
signer
camel_404
ainischool
thekraken
techseoconnect
tmiket
bcantrill
sarafernandez
bryan
sabderemane
bluesmoon
katarinadahlin
sferik
