Лекция Общие закономерности действия экологических факторов на живые

и закономерности их существования.

между собой и с окружающей средой.

Предметом

изучения экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы), исследование их динамики во времени и пространстве.

с факторами внешней среды и их влияние на среду обитания;

изучение взаимоотношений популяций разных видов в сообществе;

изменений окружающей среды под влиянием деятельности человека;
разработка и внедрение

мероприятий по охране окружающей среды.

симбионтами (биоценоз ротовой полости, кишечника).
Экзоэкология – изучает взаимоотношения организма с

окружающей средой.

средой;
демэкологию, или популяцион-ную экологию - исследует взаимодействие популяций со

средой;
специоэкологию - рассматривает взаимодействие видов со средой;

сообществах;
биогеоценологию – рассматривает взаимоотношения экосистем;
биосферологию - изучает основные

закономерности существования биосферы;

взаимоотношения человека с окружающей средой.

фактор имеет строго определенные пределы положительного воздействия на живой организм.

Благоприятная сила воздействия фактора называется зоной оптимума.

жизнедеятельности организма. Чем сильнее отклоняется действие фактора, тем более выражено

его угнетающее действие (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора - критические точки, за пределами которых существование организма становится невозможным.

фактору составляют его экологическую валентность.
Закон оптимума

температурный оптимум для откладки яиц составляет +20

. При +15 и +30 происходит подавление процесса откладки яиц, а при +10 и +35 полное прекращение.

Для полярных рыб оптимум температуры 0, а пределы выносливости от –2 до +2.

У синезеленых водорослей, обитающих в гейзерах, температурный оптимум +85, а пределы выносливости +84-+86.

эври- к названию фактора, например, эвритермные по отношению к температуре,

эвригалинные – по отношению к солености воды, эврибатные – к давлению. Виды с узкой экологической валентностью называют с приставкой стено-, также добавляя название фактора: стенотермные, стеногалинные, стенобатные.

отношению ко многим факторам, называются эврибионтными: бурый медведь, комнатная муха,

а с узкой – стенобионтными: рачки бокоплавы озера Байкал.

одновременно влияет целый комплекс факторов среды факторов среды в разных

комбинациях и с разной силой.
Ограничивающим называют фактор, интенсивность которого в качественном или количественном отношении в данный момент приближается или выходит за пределы критических значений.

больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений.

Специфических ограничивающих факторов в природе не существует, поэтому любой из факторов может стать ограничивающим. Их природа различна: абиотические, биотические и антропогенные.

урожайность.

Рифообразующие кораллы обитают только в тропиках при температуре

воды не ниже 20°С.

Ареал распространения африканской сонной болезни соответствует распространению переносчика – мухи

це-це.
По отношению к человеку в роли ограничивающего фактора могут быть содержание витаминов (С, D), микроэлементов (йода).

комбинации факторов, действующих на организм.
Примеры.
При оптимальной

температуре животные легче переносят недостаток корма.
Достаточное количество пищи позволяет животным легче переносить низкие температуры и недостаточную влажность.

привести к увеличению экологической валент-ности вида по отношению к температуре.

Доказано, что человек может перенести температуру +126 С в течение 45 минут без последствий для здоровья, но при очень низкой влажности.

алкоголя и низкой температуры воздуха приводит к быстрому пере-охлаждению организма,

отморо-жению частей тела.

Средства, снижающие повышенное артериальное давление, действуют сильнее, если уменьшено потребление

соли. Есть лекарства, взаимодействующие между собой как синергисты или как антагонисты.

фактор оказывает неодинаковое влияние на разные функции организма.

Пример. Повышение температуры до 40 градусов у холоднокровных животных ящериц сильно увеличивает обмен веществ, но в то же время резко угнетается их двигательная активность.

половой и возрастной характер.

Примеры.
Яйцо аскариды нуждается в кислороде,

но на взрослого паразита он действует как яд, что нередко используется для лечения заболевания.
Личинки комаров развиваются в воде, а взрослые особи обитают в воздухе.

возраст больного.

Мужчины имеют более широкую экологическую валентность к алкоголю,

по сравнению с женщинами, но
у женщин быстрее формируется зависимость к этиловому спирту.

особенно при наличии аллергических реакций на действие лекарственных препаратов.

У некоторых детей до 10-12 лет применение аспирина для снижения температуры при гриппе может привести к тяжелому поражению головного мозга.

К действию каждого фактора среды организмы приспосабливаются независимо от

других факторов.

Виды могут характеризоваться широкой экологической валентностью к какому-нибудь фактору, но узкой к другим.

концентраций оксида серы в воздухе.

Человек является эврибионтным организмом,

но имеет узкую экологическую валентность по отношению к недостатку кислорода в атмосфере.

для нормальной жизнедеятельности вида.
Каждый вид имеет свою экологическую нишу,

что снижает конкуренцию между ними.

Все организмы и факторы среды на Земле прямо или косвенно

связаны между собой.

Исторически сложившееся сообщество всех совместно обитающих организмов на определенной территории называют биоценозом. Он включает сообщества растений – фитоценоз, животных – зооценоз, грибов – микоценоз, микроорганизмов – микробоценоз.

факторов местообитания организмов – экотоп, т.е. весь комплекс факторов неживой

природы, из которой биоценоз черпает средства к существованию и куда выделяет продукты обмена.
Экотоп состоит из совокупности климатических, атмосферных, почвенно-грунтовых и водных факторов.

связанных потоком энергии и круговоротом веществ называют экологической системой (экосистемой).

Этот термин был предложен в 1935 году английским ученым Артуром Тенсли.

термин биогеоценоз.
Биогеоценоз – исторически сложившийся комплекс взаимосвязанных видов или

популяций разных видов, обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существования.

синонимы. Экосистема – понятие более широкое.

Биогеоценозы имеют

четкие границы, соответствующие опреде-ленному типу фитоценозов: лесные, степные, луговые, болотные.
Любой биогеоценоз является экологической системой, но не всякую экосистему можно считать биогеоценозом. Экосистема - это и капля воды, и тундра, и космическая станция, и сооружение для биологической очистки сточных вод.

(растения, фото- и хемосинтезирующие бактерии).
3. Консументы – гетеротрофные организмы (животные).
4.

Редуценты – доводят распад использованной или отмершей биомассы до простых неорганических веществ (воды, углекислого газа, аммиака), пригодных для нового усвоения гетеротрофными организмами.
.

представляют определенные трофические уровни в биогеоценозе.

Представители разных трофических уровней связаны

между собой односторонне направленной передачей биомассы в цепи питания: пастбищные, детритные, цепи паразитов.

энергии в экосистемах не происходит. Поток энергии однонаправлен.

При переходе от одного трофического уровня к другому аккумулируется лишь 5-15% (10%) поступившей энергии на построение вещества своего тела. Основная часть потребляемой с пищей энергии идет на поддержание процессов жизнедеятельности: испарение, дыхание, движение, то есть теряется.

каждое последующее звено в цепи питания содержит вещества и энергии

в 10 раз меньше, чем предыдущее звено.
Потеря энергии на каждом трофическом уровне означает, что на высших трофических уровнях количество ее невелико, поэтому пищевые цепи состоят обычно не более чем из 4-5 трофических уровней.

между продуцентами и консументами разных порядков, выраженное заключенной

в массе живого вещества
энергии (пирамида энергий),
в единицах биомассы (пирамида биомасс),
или числа особей (пирамида чисел).

продукцию, а консументами – вторичную продукцию экосистем.
Самая высокая первичная

продуктивность в лиманах (заводи с илом) и эстуариях тропических рек (местах их впадения в моря). В сутки образуется на 1 квадратный метр до 25 граммов биомассы, тогда как в пустынях это число составляет лишь 0,1 грамма.

- относительного постоянства числа видов и численности популяций этих видов

в биоценозе по принципу действия отрицательной обратной связи. Колебания растительной биомассы сопряжены с численностью травоядных, от которых зависит количество хищников.

на всех трофических уровнях пищевых цепей.

Пример: увеличение количества шишек увеличение

числа белок  увеличение числа куниц  уменьшение числа белок уменьшение числа куниц  увеличение числа белок и т.д.

собой открытую систему, непрерывно изменяющуюся и развивающуюся.

Сукцессия – закономерное изменение экосистемы во времени, возникающее за счет влияния организмов на среду обитания и изменения общего количества органического вещества.

постепенно накапливается до определенного предела биомасса, и
деструктивные, при

которых накопленная ранее биомасса постепенно разрушается, превращаясь в неорганические соединения.

Первичные сукцессии заключаются в формировании нового биогеоценоза на первично свободном

субстрате (скалы, песчаные наносы, вулканическая лава), а
вторичные сукцессии восстанавливают повреждения (естественные или нанесенные человеком) на месте ранее существовавших сообществ (последствия бури, пожара, вырубки леса, выпаса скота).

видовым разнообразием.
Конечный результат развития экосистем, прежде всего зависит от

климатических, почвенно-водных и топографических условий.
Например, в средней полосе это будет коренной биогеоценоз – смешанный лес, севернее – тундра, южнее – степь.

это произошло, например, в 50-е годы в Индонезии на острове

Калимантан, когда применили ядохимикат ДДТ для борьбы с личинками малярийного комара.
После его распыления личинки комаров действительно погибли, однако при этом возникли серьезные осложнения. ДДТ попадал также в организм крупных тропических тараканов, которые были более устойчивы к инсектициду, они становились такими медлительными, что их начали активно есть ящерицы, у которых постепенно стали появляться неврологические расстройства, они хуже бегали. Ящерицы чаще становились жертвами кошек, через некоторое время при накоплении у них в организме летальных доз ядохимиката кошки умерли, поселки наводнили крысы, которые принесли блох, заразивших местных жителей чумой.
Сотрудники Всемирной организации здравоохранения прекратили опрыскивание ДДТ, а также сбросила в джунгли на парашютах большую партию кошек. Этот дорогостоящий урок убедительно показал, как важно отчетливо представлять себе всю пищевую цепь, прежде чем начинать “дергать за веревочки”.