Красильникова Т.В. Биология. 10-11 классы: Наглядный справочник

Подождите немного. Документ загружается.

раздел IV. оСновы Экологии

Тема 1. Экологические условия существования организмов

Экология—областьзнаний,изу-

чающая взаимоотношения орга-

низмов и их групп с окружающей

средойТермин«экология»предло-

жил немецкий естествоиспытатель

Э Геккель в 1866 г для определе-

ния «общей науки об отношении

организмовсокружающейсредой»

Как самостоятельная наука эколо-

гияотделиласьвначалеХХст

Методы экологичеСких иССледований

Наблюдение—кратковременноеипродолжительное

Экологическая индикация—определениесостоянияисвойствэкосистемповидовомусоставу

исоотношениюмеждусобойопределенных(эталонных)группвидов

Метод экологического мониторинга—анализсостоянияэкосистем(локальный,региональный,

глобальный)

Математическое моделирование —прогнозированиевозможныхвариантовтечениясобытий,

ихкомбинирование,предупреждениенежелательныхпоследствий

экологичеСкие фактоРы

Экологические факторы — это

условия окружающей среды, име-

ющие влияние на живые орга-

низмы

Экологические факторы

Абиотические

Компонентыисвойстванеживойприроды:температура,освещенность,влаж-

ность,давлениеитп

Биотические

Различныеформывзаимодействиймеждуособямивпопуляцияхимеждупопу-

ляциямивсообществах

Антропогенные

(антропические)

Сознательноеинесознательноевмешательствочеловекавестественные

процессы

закономерности влияния экологических факторов на живые организмы

Правило экологической

индивидуальности

Несуществуетдвухблизкихвидов,сходныхпосвоимадаптациям

Правило относительной

независимости адаптаций

Хорошаяприспособленностьорганизмакдействиюопределенногофак-

торанеозначаеттакойжехорошейприспособленностикдругим

Закон оптимума

Каждыйфакторположительновлияетнаорганизмлишьвопределен-

ныхрамках

Тема 1. Экологические условия существования организмов

влияние факторов

Оптимальный (оптимум)

Интенсивностьфакторанаиболееблагоприятнадляжизнедеятельности

тогоилииногоорганизма

Ограничивающий

Значениефакторавыходитзапределывыносливости(минимумаимак-

симума)Определяеттерриториюрасселениявида

Предел выносливости

(минимум и максимум)

Границы,закоторымисуществованиеорганизманевозможно

Зона

угнетения

Гибель

Диапазонустойчивостиорганизма

Оптимум

Верхняяграница

Степеньблагоприятностифактора

Нижняяграница

Зона

угнетения

Зонанормальной

жизнедеятельности

Температура

Температура — важный эко-

логический фактор Темпера-

турные границы существования

организмов—от—50до+95°С,оп-

тимальнаятемпература—от+15до

+0°С

Организмы

Пойкилотермные (холоднокровные) Гомойотермные (теплокровные)

Температурателанепостоянная,зависитоттем-

пературыокружающейсреды

Температурателапостоянная,независитот

температурыокружающейсреды

Снаступлениемхолодоввпадаютвспячкуили

принимаютсостояниеанабиоза

Могутпереноситьнеблагоприятныеусловия

вактивномсостоянии

анабиоз—состояниеорганизма,

при котором жизненные процессы

временно прекращаются или так

замедляются, что исчезают все ви-

димыепроявленияжизни

Растения

Холодоустойчивые

Оптимальнойявляется

низкаятемпература

Теплолюбивые

(термофилы)

Живутпривысоких

температурах

раздел IV

8

Свет

Свет—основнойисточникэнер-

гии на Земле В форме солнечной

радиациионобеспечиваетвсежиз-

ненные процессы на Земле Про-

должительное действие света (фо-

топериод) — это мощный стимул

активностиорганизмов Фотопери-

одизм—реакцияорганизманасме-

ну дня и ночи, проявляющаяся в

колебаниях интенсивности физио-

логическихпроцессов

Растения

Длинного дня

Длянормальногоростаираз-

витиянеобходимонеменее

12часовсветовоговремени

Короткого дня

Необходимонеменее

12часовбеспрерывного

темногопериода

Нейтральные

Развитиепроисходит

независимоотпериода

освещения

Произрастают

нахорошо

освещенныхместах

Светолюбивые

Произрастаюткакнаоткрытых,хо-

рошоосвещенныхместах,такивыдер-

живаютопределеннуюстепеньтени

Теневыносливые

Произрастают

втени

Тенелюбивые

Уживотных,живущихвуслови-

яхотсутствиясвета,органызрения

редуцированные или могут вообще

утрачиваться

влажность

Растения

Вода играет исключительную

рольвподдержаниижизнинаЗем-

ле

Гидрофиты Гигрофиты Мезофиты Ксерофиты

Живут

вводной

среде

Растения

избыточно

влажных

мест

Растения

достаточно

влажных

мест

Растения

сухихмест

Животные

Водные Влаголюбивые Сухолюбивые Засухоустойчивые

Живуттолько

вводнойсреде

Воданеобходимадляопре-

деленныхпроцессовжиз-

недеятельности,такихкак

размножение,дыхание

Живутнасуше,втече-

ниенепродолжительного

времениспособныпере-

носитьнедостатокводы

Живутвместахснизкой

влажностью,использу-

ютметаболическуюводу

Животные

Дневные

Активные

всветлуючастьсуток

Ночные

Активные

ночью

Тема 1. Экологические условия существования организмов

оСновные СРеды оБитания оРганизМов

Среды обитания организмов

Наземно-воздушная Водная Почва Другиеорганизмы

наземно-воздушная среда

Наземно-воздушная среда очень

разнообразнапопроявлениюфакто-

ров,которыевлияютнаособенности

жизнедеятельностиорганизмов

Чинники

Освещенность Температура Влажность Газовыйсоставатмосферы

водная среда

Воднаясредазначительноотлича-

етсяотназемно-воздушной:большая

плотность, меньше кислорода, зна-

чительные перепады давления, раз-

ныетипыводоемовотличаютсясоле-

ностью,скоростьютеченияитп

Экологические группы

обитателей водоемов

Характеристика

Планктонныеорганизмы(планктон) Живутвтолщеводыинеспособныпротивостоятьтечениям

Бентосныеорганизмы(бентос)

Прикрепленыкоднуводоема,передвигаютсяподну,уг-

лубляютсявеготолщу

Перифитонныеорганизмы(перифи-

тон)

Живутнаразныхсубстратахвтолщеводы

Нейстонныеорганизмы(нейстон)

Живутнаграницедвухсред:воднойивоздушно-наземной,

используясилунатяженияводнойпленки

особенности почвы как среды обитания

Влажность,какправило,выше,чемвлажностьвоздуха

Сравнительнонебольшаяамплитудасуточныхисезонныхколебанийтемператур

Содержимоеуглекислогогазазначительновыше,акислорода—чутьниже,чемватмосфере

живые организмы как среда обитания

Живыеорганизмыкаксредаоби-

таниякореннымобразомотличают-

сяотдругихсредЕслинаорганиз-

мы,живущиенадругихорганизмах,

влияютфакторывнешнейсреды,то

наживущихвнутриорганизмахозя-

инаэтифакторынепосредственноне

влияютСредаздесьстабильная

раздел IV

Тема 2. Естественные сообщества организмов. Экосистемы

виды

вид — совокупность особей,

сходныхмеждусобойпостроению,

функциям, месту в биогеоцено-

зе (экологическая ниша), заселяю-

щихопределеннуючастьбиосферы

(ареал), свободно скрещивающих-

сямеждусобойвприроде,дающих

плодовитыхпотомковинегибриди-

зирующиесясдругимивидами

Вид — основная структурная

итаксономическаяединицавсисте-

меживойприродыВприродевиды

существуютвформепопуляций

критерии вида

Характерные для вида призна-

ки и свойства называют критери-

ями вида Для установления видо-

вой принадлежности недостаточно

использоватькакой-либоодинкри-

терий;толькоихсовокупностьпра-

вильнохарактеризуетвид

Критерий Характеристика

Генетический(это

главныйкритерий)

Характерныйдлякаждоговиданаборхромосом,строгоопределенноеих

число,размерыиформа

Морфологический Сходствовнешнегоивнутреннегостроенияособей

Физиологический

Сходствовсехпроцессовжизнедеятельностиуособей,преждевсего—

сходстворазмножения

Географический Определенныйареал,которыйзанимаетвидвприроде

Экологический Совокупностьфакторовокружающейсреды,вкоторойсуществуетвид

Существуютвиды-двойники,кото-

рыепохожипоморфологическому,

физиологическому,географическому

критериям,ноотличаютсяпоколи-

чествуистроениюхромосомГенети-

ческийкритерийсчитаютосновным

популяции

Популяция — совокупность осо-

бейодноговида,относительноизоли-

рованнаяотподобныхсовокупностей

тогожевида,продолжительноевре-

мя занимающая определенное про-

странство и воссоздающая себя на

протяжениибольшогочислапоколе-

нийПопуляция—формасущество-

ваниявида,единицаэволюции

Популяция способна продолжи-

тельное время поддерживать свою

численность благодаря размноже-

нию, обмениваться генетической

информациейиэволюционировать

Популяция является основной ес-

тественной единицей существова-

ния, приспособления, воспроизве-

денияиэволюциивида

Тема 2. естественные сообщества организмов. Экосистемы

Показатели, характеризующие популяции

Численность(количествоособейвеесоставе)

Плотность(среднееколичествоособейнаединицуплощади,объема)

Биомасса(массаособейнаединицуплощади,объема)

Рождаемость(количествоособей,родившихсязаединицувремени)

Смертность(количествоособей,гибнущихзаединицувремени)

Прирост(разностьмеждурождаемостьюисмертностью)

Ареал(территория,которуюзанимаетпопуляция)

особенности структуры популяций

Половая Возрастная Пространственная

Соотношениеособейразныхпо-

лов

Зависитотсоотношенияособей

разноговозраста

Распределенияособейпозани-

маемойимитерритории

Пространственная структура (по характеру использования территории)

Популяции оседлых видов Популяции кочевых видов Популяции мигрирующих видов

Неперемещаются

Перемещаютсянаотноситель-

нонебольшиерасстояния

Закономерноменяютместа

обитания,перемещаютсяна

значительныерасстояния

Пространственная структура по-

пуляцииимеетприспособленческий

характер, поскольку дает возмож-

ность как можно полнее использо-

ватьресурсысредыобитания

Популяционные волны (волны жизни)

Сезонные Несезонные

Обусловленныеособенностямижизненныхцик-

ловилисезоннымиизменениямиклиматичес-

кихфакторов(размножениенасекомых)

Обусловленныеизменениямиразнообразных

экологическихфакторов:климатических,био-

тических,антропических(нашествиесаранчи)

Прирост

Положительный Отрицательный

Интенсивностьрождаемостипре-

вышаетсмертность

Смертностьпревышаетрождае-

мость

логистический

рост

геометрический



рост

Время

Размерпопуляции

раздел IV

экологичеСкие СиСтеМы

Экосистема (биогеоценоз)—естес-

твеннаяединица,состоящаяизряда

живыхинеживыхкомпонентовВре-

зультатеихвзаимодействиясоздается

стабильнаясистема,вкоторойпосто-

яннопроисходиткруговоротвеществ

Структура экосистемы

Экосистема

Биотическая часть Абиотическая часть

КонсументыОрганическиесоединения

Неоргани-

ческие

соединения

Продуценты Редуценты

Климати-

ческие

факторы

Продуценты (зеленые расте-

ния) — производители органичес-

кихвеществ

консументы (растительноядные

иплотоядные животные, грибы) —

потребителиорганическихвеществ

редуценты (грибы, микроорга-

низмы)—разрушителиорганичес-

кихвеществдопростыхминераль-

ныхсоединений

Характеристики экосистемы

Видовое разнообразие—совокупностьпопуляцийразныхвидов

Плотность популяций—количествоособей,отнесеннаякединицеплощади,объема

Биомасса—общееколичествоорганическоговещества(сухаямассанаединицуплощади,объема)

Биологическая продуктивность—скоростьобразованиябиомассы

Площадь или объем,которыйзанимаетэкосистема

Свойства экосистем

Целостность—врезультатевзаимодействийорганизмовмеждусобойифактораминеживой

природывозникаютпотокиэнергииикруговоротвеществ,объединяющихихвединоецелое

Способностьксамовоспроизведению

Устойчивость

Саморегуляция

Нарушения взаимосвязей в эко-

системах может привести к нару-

шению саморегуляции и нежела-

тельнымпоследствиям

Тема 2. естественные сообщества организмов. Экосистемы

взаимосвязи организмов в экосистемах

Взаимосвязи

Антагонистические Мутуалистические Нейтральные

Паразитизм Антибиоз Конкуренция

Внутривидовая Межвидовая

Симбиоз—всеформысосущест-

вованияразличныхвидов

Паразитизм—формасожитель-

ства организмов разных видов, из

которых один (паразит) живет за

счетдругого(хозяина)

комменсализм — форма взаи-

моотношений между двумя вида-

ми животных, при котором один

изних(комменсал)пользуетсяка-

кими-то преимуществами за счет

другого (хозяина), не нанося ему

вреда

Мутуализм — форма сосущест-

вования организмов, при которой

каждый из организмов, живущих

вместе, приносит другому опреде-

леннуюпользу

Симбиоз

Паразитизм Комменсализм Мутуализм

«Квартирантство»

Экзопаразитизм Эндопаразитизм

«Нахлебничество»

цепи питания

Вприродепроисходитбеспрерыв-

ныйкруговоротбиогенныхвеществ,

необходимыхдляжизниВпроцессе

эволюциивэкологическихсистемах

сложились определенные цепи пи-

тания

цепь питания — это последова-

тельность взаимосвязанных видов,

последовательно добывающих ор-

ганическое вещество и энергию из

начальногопитательноговещества,

каждоепредыдущеезвеноявляется

питательнымдляследующего

Автотрофы

Растения

Продуценты

Гетеротрофы

Растительноядные

животные

Консументы

Iпорядка

Гетеротрофы

Плотоядные

животные

Консументы

IIпорядка

Сапротрофы,

разрушители

Редуценты

раздел IV

Экологическая пирамида

Когда животное съедает расте-

ние, большая часть энергии, содер-

жащаясяв этойпище, рассеивается

в виде тепла и только незначитель-

ная часть используется для синтеза

животных тканей Если это живот-

ное съедят другие животные, про-

изойдетдальнейшаяпотеряэнергии

ввидетеплаитд

Вэкологических

системахвпроцессеэволюциивце-

пях питания определилась важная

закономерность,получившаяназва-

ниеэкологической пирамиды:каж-

дыйпоследующийуровеньпитания

имеетмассув10разменьшую,чем

предыдущий

Третичные

консументы

Первый

трофиче-

ский

уровень

вторичные

консументы

Первичные

консументы

Продуценты

Хищники

Травоядные

Хищники

Коршун

Змея

Мышь

Трава

четвертый

трофический

уровень

Третий

трофиче-

ский

уровень

второй

трофиче-

ский

уровень

Растения

Каждоезвеноспособноиспользо-

ватьтолько5—15 %(всреднем 10

%)энергии,поэтомутипичнаяцепь

питаниясостоитнеболеечемиз4—

6 взаимосвязанных звеньев Каж-

дое звено цепи питания — трофи-

ческий уровень

изменения экосистем

Ниоднаэкосистеманесуществу-

етвечно, раноили поздноона сме-

няетсядругойСпособностькзаме-

нам—одноизважнейшихсвойств

экосистемы

Сукцессия — последовательная,

необратимая,направленнаязамена

однойэкосистемыдругой

Причины изменений экосистем

Изменения,вызван-

ныежизнедеятель-

ностьюорганизмов

Факторы

физическойсреды

Сукцессии

Первичные

Начинаются

налишенных

жизниместах

Вторичные

Развиваютсянаместе

сформированныхэкосис-

темпослеихнарушения

Тема 2. естественные сообщества организмов. Экосистемы

Последовательные изменения и равновесие

Есликлиматическиеусловияитип

почвы определяют растительность

местности,торастительность,всвою

очередь,влияетнапочвуивнеболь-

шихмасштабахтакженаклиматЭто

взаимодействие приводит к состоя-

нию равновесия (климакса) между

растительностью,климатомипочвой

определенной зоны Любое измене-

ние,естественноеилиискусственное,

в одном из этих факторов начинает

цепную реакцию последовательных

экологическихизменений,цельюко-

торойявляетсявосстановлениеравно-

весия,выражающеесявтакназывае-

мойклимаксовойрастительности

Пожар

Ужечерезгоднамес

тепожаравыраста

юттравы,которыелю

бятсвет

Вкорепоявляютсяпобеги

березиосин,требующие

многосветаибыстрорас

тущие

Через60летполучаетсяберезовыйлес,

подзащитойкоторогорастутиели

Напротяжении150летбе

резывытесняютсяпихтами;

елимогутрастивтени

Еливытесняютпихты,ко

торыенемогутрастивте

ниЧерез500летпослепо

жаравосстанавливается

первоначальныйеловыйлес

Пример последовательных экологических изменений после пожара в еловом лесу

агроценозы

агроценоз — это искусственная

экосистема, сообщества растений,

животных, грибов имикроорганиз-

мов,созданныедляполучениясель-

скохозяйственнойпродукции,регу-

лярноподдерживаемыечеловеком

Искусственные экосистемы ха-

рактеризуются такими же показа-

телями,какиестественныеУних

такая же структура, только обяза-

тельным звеном питательной цепи

являетсячеловек

Сравнения естественных и искусственных экосистем

Биоценоз Агроценоз

Действуетестественныйотбор(выживаютна-

иболееприспособленныекусловиямсущест-

вованияорганизмы)

Действуетискусственныйотбор(сохраняютсяор-

ганизмысбольшойпродуктивностью)

Основнойисточникэнергии—Солнце Кромесолнечнойэнергииприсутствуетдругойис-

точник—удобрения,орошенияитд

Круговоротвеществосуществляетсяполностью Круговоротнепроисходит

Большоеразнообразиевидоворганизмов Количествовидовограниченодвумя-тремявидами

Саморегуляция Регулируютсяиконтролируютсячеловеком

Разнаяпродуктивность Значительнаяпродуктивность

раздел IV