«Экология» была введена в научное обращение в 1866 Геккелем.

Экология – наука, изучающая взаимодействие живых организмов между собой и окружающей средой.

Дословно – «учение о домашнем хозяйстве».

К сведению: экономика – «как вести домашнее хозяйство».

В настоящее время экология распалась на ряд научных дисциплин, среди которых выделяют:

- Теоретические, вскрывающие общие законы жизни

- Прикладные, призванные помочь применять эти законы.

Основная задача экологии – научиться жить по законам природы, а не вопреки, и найти компромисс между экономикой и экологией.

Структура современной экологии

1. В соответствии с размерами объектов изучения:

1. Аутэкология. Изучает взаимодействие одного организма с окр. средой

2. Дэмэкология. Изучает популяцию

3. Эйджэкология. Экология видов

4. Минэкология. Изучает сообщества как целостные системы

5. Мегаэкология. Глобальная экология, изучает биосферу и положение человека в ней.

2. В соответствии с отношением к объекту изучения:

1. Экологию растений

2. Животных

3. Микроорганизмов

4. Грибов

5. Социальную

6. Промышленную

7. С/Х – получение продукции без загрязнения

8. Медицинскую

9. …

3. В соответствии со средами и компонентами:

1. Лесная

2. Морей и океанов

3. Мирового океана

4. Высокогорья

5. Урбаноэкология

6. …

4. По методам изучения:

1. Математическая экология. Математические модели, прогнозы

2. Химическая экология. Загрязнители с способы снижения загрязнения

3. Юридическая

4. Экономическая

5. т. д.

Для того, чтобы ответить на вопрос, что изучает общая экология, рассмотрим концепцию об уровнях организации живой материи на планете земля, и иерархию биологических систем.

Биологическая система – система, в которой абиотические компоненты (компоненты неживой природы) тесно взаимодействуют с биотическими.

В отличие от физики, в экологии энергия на входе равна (?) энергии на выходе – открытые системы.

Ступени:

1. молекулярные. На этом уровне происходит обмен веществ, наследственной информации и передача энергии

2. Клеточный. Клетка – основная структурная единица функционирования и размножения всех живых организмов на Земле. Неклеточных форм жизни на земле нет (хз)

3. Организменный

4. Популяционно-видовой. Карл Линней, 1735, термин «биологический вид».

Биологический вид – совокупность особей, обладающих общими признаками, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство и занимающих опр. географическое пространство (ареал).

Признаки: морфологический, физеологический, логический (поведение), экологический (одна ниша), трофический, …

Иоганзен, 1903, «популяция».

Популяция – внутривидовая группировка особей, способных обмениваться генетической информацией и занимающая часть ареала.

Тогда вид – совокупность популяций (рекурсия какая-то).

5. Биоценотический.

Сообщество – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды обитания.

Среды обитания:

1. Водная

2. Воздушно-наземная

3. Почвенная

4. Организменная

Биотоп – участок с однородными экологическими условиями, заселенный определенным биоценозом.

Гриннел, 1917, «Экологическая ниша».(#)

«Если биотоп – адрес, по которому вы проживаете, то экологическая ниша – профессия, которой вы занимаетесь»

Золотое правило экологии: один вид – одна экологическая ниша. Если два вида, в конкурентной борьбе погибает один из них.

Если экологическая ниша освобождается, за нее начинается борьба других видов.

Биоценоз + биотоп = биогеоценоз.

Биогеоценоз – частный случай экосистемы.

Признаки его (хз)

1. …

2. Как правило, наземная система

3. Определяется фитофторой

…

6) Биосферический.

Общая экология изучает все, что выше третьего уровня.

Следствие:

По мере объединения подсистем в более крупные системы у последних появляется новые уникальные свойства, которых не было на предыдущем уровне, эти свойства называются эмерджентами (свойства кислорода + водорода не равно свойствам воды).

1926, Вернадский, «Биосфера».

Биосфера – область живого и не живого.

Семь типов веществ в биосфере по Вернадскому.

1. Живое вещество – совокупность тел живых организмов, обитающих на Земле.

2. Неживое вещество (косное) – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество не принимало участие (горные породы, …)

3. Биокосное – структура из живого и косного вещества (например, почва).

4. Биогенное – созданное в результате жизнедеятельности живых организмов (например, все горючие ископаемые).

5. Радиоактивное

6. Вещество космического происхождения

7. Рассеянные атомы (?)

Сферы жизни:

1. Атмосфера (~ до 5 км)

2. Гидросфера (вся)

3. Почвенный (~ до 3 км). Факторы, почему мало: температура (100 градусов) и мало свободного кислорода.

Экологические факторы

Экологический фактор – любой компонент или свойство среды, влияющий на живой организм и вызывающий его ответную реакцию.

Экологические факторы делятся на абиотические и биотические.

Абиотические – факторы неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живой организм.

1. климатические факторы

2. эдафические факторы (почвенные) – структура почвы, химсостав, газопроницаемость, плотность

3. орографические – факторы рельефа. Высота, экспозиция склона, т.д.

4. Геологические – землетрясения, извержения

5. Гидрологические – связаны с течением, соленость воды, …

Биотические – формы влияния организмов друг на друга

1. внутривидовые

2. межвидовые

а) симбиоз – когда организмы извлекают пользу из взаимодействия. В него входит:

Комменсализм – «сотрапезничество» - форма симбиоза, при которой один из видов – комменсал – возлагает на другого – хозяина – регуляцию отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесное взаимодействие (одному пофиг, другой не может жить без этого) (например, акула и рыба-прилипала)

Мутуализм – форма симбиоза, при которой оба вида возлагают друг на друга регуляцию своих отношений с внешней средой. Оба существовать друг без друга не могут. Лишайник – симбиоз гриба и водоросли. Водоросль дает питание, но в то же время водоросль живет в грибе.

б) Паразитизм – форма взаимодействия, при которой паразит использует своего хозяина в качестве места обитания или источника пищи. Паразиту невыгодно убивать хозяина. Экзо и эндопаразиты есть.

в) Аменсализм – форма, при которой один из видов – аменсал – угнетает развитие другого вида и может вызвать его гибель (Елка).

7) Протокооперация – когда два вида, объединяясь, получают выгоду, но могут существовать раздельно (Рак и коралловый полип)

8) Нейтрализм – оба вида не влияют друг на друга.

9) Хищничество – ну понятно. Сюда относится каннибализм (внутривидовое отношение).

10) Конкуренция – оба вида испытывают негативные последствия от взаимодействия.

Соответствие между организмами и средой их обитания

Способность организмов адаптироваться к изменениям среды является важнейшим экологическим свойством, обеспечивающим соответствие между организмами и средой их обитания.

Жизненной формой вида называется его внешний облик.

Конвергенция – приобретение внешних сходств организмов разных видов, обитающих в одних и тех же условиях, в процессе эволюции. Дарвин, 1859 г.

Дивергенция – расхождение жизненной формы у первоначально близких видов в ходе эволюции и естественного отбора при обитании в разных условиях (песец с мелкими ушами и у лисы Сахары с ушами 15 см). Дарвин, 1859 г.

Исторически первые законы экологии были накладывающие ограничения на развитие живых систем (лимитирующие законы)

1840 г. Ю. Либих. Закон минимума. Успешную жизнедеятельность определяют экологические факторы, количество которых близко к минимуму, который необходим.

1913 г. Шелфорд. Закон толерантности. Отсутствие или невозможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из экологических факторов (температура, свет, вода) (колоколообразная кривая. по икс – сила воздействия фактора; по игрек – численность организмов. Колоколообразная кривая поделена на 3 части: зону оптимума, зоны пессимума (слева и справа). Диапазон экологического фактора между минимальным и максимальным значениями называется пределом толерантности)

Экологическая валентность

Экологическая валентность (экологическая пластичность, пределы толерантности) – пределы выносливости организма к какому-либо фактору среды (Зоны оптимума и 2 зоны пессимума)

Организмы с высокой экологической пластичностью оснащаются приставкой «эври».

Эврибион – организм, способный переносить широкие колебания экологических факторов.

Организмы с малой экологической валентностью обозначаются приставкой «стено» - узкий.

Стенобион – организм, требующий строго определенных условий среды.

Форель – стенотерма. Окунь – эвритерма

Ель - стенофотная. Шиповник – эврифотный.

Полюшка – эврикалейная. Камбала – стенокалейная (соленость воды).

Адаптация и способы избежания экстремальный условий среды

Адаптация – различные формы приспособления организма к окружающей среде.

Факторы: наследственность, изменчивость и естественный/искусственный отбор.

Бесконечной адаптация не может быть (в одних генетических пределах (?)).

3 вида адаптации:

1. морфологическая (жизненная форма) (кактус)

2. физеологическая адаптация (внутреннее строение организма) (верблюд)

3. экологическая (поведенческая) адаптация. (ночной образ жизни у тех, кто не переносит дневной свет)

Способы избегания воздействия экстремальных факторов среды:

1. понижение физеологической активности организма (спячка (медвед), оцепенение (змеи), анабиоз (замедление физ. активности, что отсутствуют все видимые признаки жизни) (лягушко))

2. постоянство внутренней среды.

3. миграция.