Дисциплина «Экология»

Уровни биологической организации

Экология – это наука об изучении взаимоотношений живых организмов с окружающей средой.

Предметом изучения экологии являются уровни биологической организации от организма до экосистемы.

Организм

Организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой. Все живые организмы обладают рядом признаков и свойств, которые отличают их от тел неживой природы:

- Высокоупорядоченное строение в виде определенной схемы – клеточная или неклеточная.

- Обмен веществ и энергии - совокупность процессов дыхания, питания, выделения.

- Раздражимость – способность организмов на ответную реакцию в отношении воздействия среды обитания и является основой адаптации.

- Размножение – способность к воспроизводству.

- Движение, в том числе и то, которое происходит внутри организма и в самой клетке.

- Саморегуляция, за счет которой обеспечивается постоянство внутренней среды организма при непрерывно изменяющихся факторах внешней среды.

- Наследственность – способность передавать признаки и свойства организма из поколения в поколение в процессе размножения.

• Изменчивость – способность организма изменять свои признаки под действием факторов внешней среды.

Вид - экологическая единица.

Вид - это совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, биохимических и физиологических функций, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, обладающих определенным типом взаимоотношений с абиотической (косной) и биотической средой и занимающих в природе определенную область - ареал.

Виды отличаются друг от друга многими признаками. Характерные для вида признаки и свойства называют критериями. Как видно из определения, среди критериев различают: морфологический, физиологический, цитогенетический, экологический и географический.

Благодаря многообразию экологических факторов наблюдается закономерное расселение видов по планете. Колебания интенсивности экологических факторов проявляются в исчезновении некоторых видов с определенных территорий, изменении плотности популяций, показателей рождаемости, смертности.

Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно, группами - популяциями. Каждая популяция живет в определенных условиях. Благодаря этому вид, состоящий из ряда популяций, занимает большой ареал, несмотря на разнообразие условий в его пределах. Однако любой вид, состоящий как из одной, так и из нескольких популяций, представляет собой единое целое.

Целостность вида обусловлена связями между его особями: родственные связи родители заботятся о потомстве, особи общаются между собой через различные сигналы, вместе защищаются от врагов и т. д, которые обеспечивают существование вида как целостной системы.

Эта целостность вида достигается также и его обособленностью от других видов. Осо0и разных видов различаются по числу и форме хромосом. Это является причиной их морфологических и физиологических различий, вследствие чего особи не могут скрещиваться между собой. Особи разных видов живут в различных условиях, им присущи разные признаки, особенности размножения (разные места и периоды размножения, различия в поведении животных).

Популяция

Популяция – это естественные группировки особей одного вида, заселяющих общие места обитания и связанных общностью генофонда и функциональными закономерными взаимодействиями. Она является основой существования биоты, в ней происходит самовоспроизводство живого вещества, она обеспечивает выживание вида, дает начало новым популяциям.

Основная функция популяции – сохранение и воспроизведение вида в данных условиях. Эта функция обеспечивается формированием закономерных взаимоотношений, на основе которых поддерживается и регулируется размножение.

Популяции пространственно структурированы, что определяет эффективность использования ресурсов среды.

Территориальные границы определяются у немигрирующих животных

В целом популяции обладают всеми признаками самостоятельной функционирующей биологической системы.

Статистическими параметрами популяции являются численность и плотность популяций.

Численность – это общее число особей, обитающих на какой-либо территории.

Плотность – это величина, определяющаяся числом особей или биомассой по отношению к единице пространства.

В естественных условиях численность и плотность популяции определяется регулирующими экологическими факторами.

Каждая популяция структурирована по возрасту – соотношение количества особей различного возраста в популяции, по половому признаку – соотношение полов.

Динамическими параметрами является рождаемость и смертность и скорость роста популяций.

Рождаемость или скорость рождаемости – это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. Смертность – это число особей, погибших в популяции за единицу времени. В стабильной популяции рождаемость равна смертности и численность популяции почти не меняется, разновозрастные группы находящиеся примерно в одинаковом соотношении.

Главной составляющей популяции является особь или организм.

Именно организм представляет собой ту биологическую единицу, на уровне которой осуществляется обмен веществ и которая находится в тесных взаимосвязях с другими организмами, и с факторами неживой природы.

Экосистема.

Наука экология изучает организацию и функционирование живых систем более сложных, чем организм. Эти системы получили название экосистемы.

Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии.

Главным предметом исследования при экосистемном подходе становятся процессы трансформации вещества и энергии между биотой и физической средой.

Основные характеристики экосистемы ее размер, ее устойчивость, процессы самовосстановление, самоочищения.

Размер экосистемы – пространство, в котором возможно осуществление процессов саморегуляции и самовосстановления всех составляющих экосистемы компонентов и элементов. Микроэкосистемы – подушка лишайника; мезоэкосистемы – пруд, озеро, степь; макроэкосистемы – континент, океан; глобальная экосистема - биосфера Земли.

Самовосстановление природной экосистемы – самостоятельный возврат природной экосистемы к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена воздействием природных и антропогенных факторов.

Самоочищение – естественное разрушение загрязнителя в среде в результате процессов происходящих в экосистеме.

Природные экосистемы – это открытые системы. Они должны получать и отдавать вещества и энергии.

Экосистемы обладают способностью противостоять изменениям и сохранять равновесие – гомеостаз. Гомеостаз – механизм, посредством которого живой организм, противодействуя внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на постоянном уровне. Для управления экосистемами не требуется регуляция из вне – это саморегулирующая система. Саморегулирование осуществляется по принципу обратной связи.

Гомеостаз обеспечен множеством управляющих механизмов. Смещение равновесия между видами вызывает значительные изменения. Равновесие в живой природе является динамичным, а не статичным.