5.Принципы эк-кой классификации живых организмов. Понятие жизненной формы, классификация жизненных форм.

В эк-ии разнообразие и разноплановость способов и путей адаптации к среде создают необходимость множественных классификаций. Используя какой-либо критерий, нельзя отразить все стороны приспособленности орг-мов к среде. Эк-ие классификации отражают сходство, возникающее у представителей самых разных групп, если они используют сходные пути адаптации. В основу эк-их классификаций м.б. положены разнообразные критерии: способы питания, передвижения, отношение к t-ре, солености среды, давлению и т.п. Напр., по хар-ру питания. Автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы делятся на фото- и хемотрофов, а гетеротрофы на сапрофитов ( используют р-ры простых орг. Соединений) и голозоев ( употребляют сложные орг. соединения). Голозо и делятся на сапрофагов, фитофагов, зоофагов и некрофагов.

Наиболее распространена эк-ая классификация орг-ов по жизненным формам. Жизненная форма – это морфологический тип приспособления животного или растения к основным ф-ам места обитания и определённому образу жизни.

Классиф-ция растений.

1. По расположению почек возобновления (К.Раункиер.)

-фанерофиты- почки расположены над поверхность почвы высоко (50 см)

-хамефиты – почки у поверхности почвы или не выше 20-30 см

-гемикриптофиты – почки на поверхности почвы

-криптофиты – почки скрыты в почве или под водой

-терофиты – возобновление после неблагоприятного времени года только семенами

2. К-ция Серебрякова (по характеристике стебля)

А) древесные р-ия – главная ось одревесневает и сохраняется в течение всей жизни

- деревья; кустарники; кустарнички.

Б) Полудревесные раст-ия – одревесневает часть стебля.

- полукустарники; полукустарнички.

В) наземные травы

-поликарпики; монокарпики

Г) водные травы

- плавающие и водные ; земноводные

Классификация животных (Д. Кашкаров)

1. плавающие: чистоводные, полуводные (ныряющие, добывающие из воды пищу)

2. роющие: абсолютные и относительные землерои

3. наземные: ж-ые скал, не делающие нор

4. древесные: несходящие и частично лазающие

5. воздушные: добывающие пищу в воздухе и высматривающие её с воздуха.

6. Понятие о поп-ции. Поп-ная стр-ра вида. Виды поп-ций.

Поп-ция – это группа особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию. В поп-ях действуют з-ны, позволяющие таким образом использовать орг-ие ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном ч/з колич-ые изменения населения.

Каждый вид, занимая опр-ую территорию (ареал), представлен на ней с-ой поп-ций. Чем сложнее расчленена территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления отдельных поп-ций. Но в не меньшей степени поп-ую стр-ру вида опр-ют его биол-ие особенности, такие, как подвижность составляющих его особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные преграды.

Если члены вида постоянно перемещаются и перемешиваются на обширных пространствах, такой вид хар-ся небольшим числом крупных поп-ций (северные олени, песцы). В некоторых случаях подвижный вид при относительно небольшом ареале м.б. представлен одной-еденственной поп-ей.

При слабо развитых способностях к перемещению в с-ве вида формируется множество мелких поп-ций, отражающих мозаичность ландшафта. У р-ий и малоподвижных ж-ых число поп-ций находится в прямой зависимости от степени разнородности среды.

Степень обособленности соседних популяций вида очень различны. В некоторых случаях, они резко разделены территорией, пригодной для обитания, и чётко локализованы в пространстве. Противоположный вариант - сплошное заселение видом обширных территорий (малые суслики в сухих степях и полупустынях). Здесь вычленить границы между поп-циями м-о лишь условно, между областями с разной плотностью населения.

Между поп-ми осуществляется обмен отдельными особями, который м.б. либо достаточно регулярным, либо эпизодическим. При сезонных кочёвках ворон часть молодых птиц ежегодно остаётся на местах зимовок, образуя пары. Связи между популяциями поддерживают вид как единое целое. Слишком длительная и полная изоляция поп-ций приводит обычно к образованию новых видов.

В. Беклемишев выделяет разные виды поп-ций по способу размножения и степенини генетической целостности поп-ции: панкримические (с перекрёстным оплодотворением, наиболее целостные), клональные, клонально-панкремические (тля, где партеногенетические поколения сменяются половыми).

По способностям по самовоспроизведению различают постоянные и временные поп-ции. Постоянные поп-ции м.б. не зависимыми, не нуждающимися в притоке особей извне для поддержания своей численности, и полузависимыми, когда такой приток существенно повышает численность поп-ции, но она м-т сохраняться и без него. Временные поп-цииохраняться и без него . сленности , и полузависимыми, когда такой приток существенно повышает численность поп-ции, но она м. й. – приплод не покрывает смертность и длительность их существования зависит от мигрантов. По размерам различают карликовые, обычные локальные и суперпоп-ции.

7. Осн. хар-ки поп ции: численность, плотность, структурная организация. Возрастная, половая, пространственная и этологическая стр-ра поп ций. Понятие эффекта группы.

Численность – общее кол-во особей на выделяемой территории.

Плотность – среднее число особей на ед-цу площади или объёма занимаемого поп-ей пространства.

Поп-ции свойственна определённая организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим, ген-им особенностям отражают структуру поп-ции. Она, формируется, с одной стороны, на основе общих биол-их св-в вида, а с другой – под влиянием абиотических ф-ов среды и поп-ций др-их. видов. Стр-ра поп-ций имеет приспособительный хар-ер.

Возрастная стр-ра. С возрастом требования особи к среде и устойчивость к отдельным факторам закономерно и весьма существенно изменяются. На разных стадиях онтогенеза могут происходить смена сред обитания, изменение типа питания, хар-ра передвижения, общей активности орг-змов. Нередко возрастные эк-ие различия в пределах вида выражены в значительной степени, чем различия между видами (лягушки и головастики, гусеницы и бабочки).

Возрастные различия в популяции существенно усиливают её эк-ую неоднородность и, следовательно, сопротивляемость среде. Повышается вероятность того, что при сильных отклонениях условий от нормы в поп-ции сохранится хотя бы часть жизнеспособных особей, и она сможет продолжить своё существование.

Половая стр-ра. Соотношение особи по полу и особенно доля размножающихся самок в поп-ции имеют большое значение для дальнейшего роста её числ-ти. У большинства видов пол будущей особи опр-ся в момент оплодотворения в рез-те перекомбинации половых хромосом. Такой механизм обеспечивает равное соотношение зигот по признаку пола, но их этого не следует, что такое же соотношение хар-но для поп-ции в целом. Сцепленные с полом признаки, часто определяют значительные различия в физиологии, эк-ии и поведении самцов и самок. Следствием этого явл-ся более высокая вероятность гибели представителей какого-либо пола и изменение соотношения полов в поп-ции (в поп-циях пингвинов при выходе птенцов из яиц рождается равное кол-во самцов и самок, но к 10 летнему возрасту на 2-х самцов остаётся 1 самка). Соотношение полов устанавливается и под влиянием среды (у рыжих лесных муравьёв из яиц, отложенных при t-ах ниже +20 ⁰С, развиваются самцы, при более высокой-почти исключительно самки).

Пространственная стр-ра. В природе изредка встречается почти равномерное упорядоченное распределение особей на занимаемой территории (заросли нек-ых р-ий). Но чаще всего члены поп-ции распределяются неравномерно, что обусловлено 2-мя причинами: 1. неоднородностью занимаемой территории; 2. некоторыми особенностями биол-ии видов. Неравномерное размещение членов поп-ции м-т проявляться в 2-х крайних вариантах со всевозможными переходами между ними: 1) В резко выраженной мозаичности с незанятым пространством между отдельными скоплениями особей (гнездовья грачей, поселяющихся колониями в рощах или парках, к к-ым примыкают благоприятные кормовые угодия) и 2) В распределении случайного, диффузного типа. Последнее встречается в природе, если члены поп-ции относительно независимы друг от друга и обитают в однородной для них среде (норки пауков-каракуртов на лугах). Типы распределения в пространстве яв-ся приспособительными, т. е. позволяют оптимально использовать имеющиеся ресурсы. Способы, которыми достигается рациональный хар-р размещения, опр-ся с-ой взаимоотношений между членами поп-ции.

Этол-ая стр-ра. Одиночный образ жизни, при к-ом особи поп-ции независимы и обособлены друг от друга, хар-ен для многих видов, но лишь на опр-ых стадиях жизн-го цикла. Полностью одиночное существование орг-ов в природе не встречается, т.к. при этом было бы не возможным размножение. Такие виды часто образуют временные скопления особей - в места зимовок, в период, предшествующий размножению, и т.п. (бабочки-крапивницы поздней осенью целыми гроздьями собираются в чердачных помещениях или др. укрытиях).

Семейный образ жизни. При нём усиливаются связи между родителями и их потомством. Простейший вид его – забота одного из родителей об отложенных яйцах. Различают семьи отцовского, материнского и смешанного типа, в зависимости от того, кто из родителей берёт на себя уход за потомством. При семейном образе жизни территориальное поведение ж-ых выражено наиболее ярко: различные сигналы, маркировка, ритуальные формы угрозы и прямая агрессия обеспечивают владение участком, достаточным для выкармливания потомства.

Колонии. Это групповые поселения оседлых ж-ых. Они м-т сущ-ть длительно или возникать лишь на период размножения (грачи, чайки, гагары). По сложности взаимосвязи между особями колонии ж-ых чрезвычайно разнообразны – от простых территор-ых скоплений одиночных форм (морские жёлуди) до объединений, где отдельные члены выполняют, как органы в целостном орг-ме, разные ф-ции видовой жизни (муравьи).

Стаи. Это временные объединения ж-ых, к-ые проявляют биол-ки полезную организованность действий. Стаи облегчают выполнение каких-либо ф-ций в жизни вида: защиты от врагов, добычи пищи, миграции. По способам координации действий стаи делятся на 2 категории: 1) эквипотенциальные, без выраженного доминирования отдельных членов (рыбы, перелётная саранча) и 2) стаи с лидерами, в которых ж-ые ориентируются на поведение одной или нескольких, обычно наиболее опытных, особей (крупные птицы, млекопитающие).

Стада. Это более длительные и постоянные объединения ж-ых по сравнению со стаями. В стадных группах, как правило, осуществляются все осн-ые ф-ции жизни вида: добывание корма, защита от хищников, миграции, размножение и т. п. Основу группового поведения ж-ых в стадах составляют взаимоотношения доминирования- подчинения, основанные на индивидуальных отличиях м/д особями.

Один из вариантов организации стад – это группы с временными либо относительно постоянными лидерами – особями, к-ые своим поведением опр-ют направление перемещения, места кормёжки, р-ции на хищников и др. св-ва стада. Стадо действует как единое целое, подражая лидеру. Деят-ть лидера не направлена непосредственно на подчинение др. особей. Лидером становится более опытный член стада.

Наиболее сложная поведенческая организация стад с вожаками и иерархическим подчинением особей. Вожаки, в отличие от лидеров, хар-ся поведением, непосредственно направленным на активное руководство стадом: специальными сигналами, угрозами и прямым нападением.

Ранг каждой особи в стаде определяется многими причинами. Имеют значение возраст, физическая сила, опыт и наследственные качества животного. Более сильные и опытные, с устойчивым типом нервной системы, как правило, доминируют над более слабыми. Доминирование проявляется в преимуществе при поедании пищи, праве на самку, передвижение в группе и т. п.

Эффект группы – оптимизация физиол-их процессов, ведущих к повышению жизнеспособности при совместном существовании. Он проявляется в ускорении темпов роста ж-ых, повышению плодовитости, более быстрому образованию условных рефлексов и т. д. У многих ж-ых вне группы не реализуется плодовитость. Глуби нек-ых пород не откладывают яйца, если не видят др. птиц. Достаточно поставить перед самкой зеркало, чтобы она приступила к яйцекладке. Эффект гр. не проявляется у видов, ведущих одиночный образ жизни. Положительный эффект гр. проявляется лишь до некоторого оптимального уровня плотности поп-ции.

8. Динамика поп-ций, рождаемость, смертность, миграции в поп-циях. Скорость роста поп-ций. Виды поп-ций в зависимости от темпов роста. Любая поп-ция теоретически способна к неограниченному росту числ-ти, если её не лимитируют ф-ры внешней среды. В таком случае скорость роста поп-ции будет зависеть только от величины биотического потенциала, свойственного виду. Этот показатель отражает теоретический максимум потомков от одной паря (или одной особи) за единицу времени. В природе биотический потенциал поп-ции никогда не реализуется полностью. Его величина обычно складывается как разность между рождаемостью и смертностью в поп-циях.

Рождаемость – число новых особей, появляющихся в поп-ции за единицу времени в расчёте на опр-ое число её членов. Различают абсолютную (общее число родившихся особей) и удельную (среднее изменение числ-ти на особь за опр-ый интервал времени). Вел-на рождаемости зависит от многих причин. Большое значение имеет доля особей, способных в данный период к размножению, что определяется соотношением полов и возрастных групп. Имеет значение также соотношение периода размножения и общей продолжительности жизни. Большую роль имеет плодовитость особей. Но размножаемость поп-ции, как правило, не бывает пропорциональна плодовитости. Плодовитость сильно зависит от степени развития заботы о потомстве (у видов, оберегающих и выкармливающих свой молодняк, плодовитость резко понижена). Большая плодовитость вырабатывается у видов в условиях более высокой смертности, особенно при сильном давлении со стороны хищников.

Смертность зависит от многих причин: ген-ой и физиол-ой полноценности особей, влияния неблагопр-ых физ-их условий среды, воздействия хищников, паразитов, болезней и т. п.

1) Идеальный случай, если все особи одной генерации доживают до биол-ки предельного возраста, а затем в течение короткого срока отмирают. Этому соответствуют минимальная смертность поп-ции. В природе подобный ход смертности не свойственен ни одному виду, но встречаются приближение к нему (жуки-златки).

2) Наиболее часто встречающийся в природе вариант – повышенная гибель особи в ранний период жизни. Взрослые формы более защищены или выносливы (большинство рыб).

3) Встречается сравнительно редко – относительно равномерный отсев особи из-за случайных причин на протяжении всего жизн-го цикла, без резко выраженных критических периодов повышенной смертности.

Расселение. В каждой поп-ции часть особей регулярно покидает её, пополняя соседние или заселяя новые, ещё не занятые видом территории. Расселение приводит к занятию новых биотопов, расширению общего ареала вида, его успеху в борьбе за существование. Расселение не направлено и происходит в самых разных направлениях. Она служит средством связи между поп-циями и повышается при увел-ии плотности населения. В период депрессии численности, наоборот, усиливается поток вселенцев в поп-цию. Ряд поп-ций, занимающих малопригодные места обитания, часто не в состоянии поддерживать свою числ-сть за счет размножения и м-т сохр-ся преимущественно за счёт иммиграции.

Темпы роста поп-ции. М.б. различны:

1) Темп роста с самого начала высок и постоянен независимо от нарастающей плотности, что соответствует лавинообразному увеличению численности поп-ции. При достижении же опр-ой плотности населения темп роста падает сразу до нуля. Это означает, что поп-ция резко прекращает воспроизводство. Такой тип захвата среды встречается у видов, для к-ых жизненно важна скорость овладения ресурсами (нематоды, клещи). Скорость овладения средой имеет значение и для предупреждения конкуренции со стороны других претендентов. После массового размноже6ния и быстрого потребления доступных ресурсов размножение прекращается и особи расселяются.

2) Изменения темпов поп-ции находится в обратной зависимости прироста от плотности. Разреженная поп-ция в благоприятных условиях быстро наращивает свою численность, но чем больше становится в ней особей, тем меньше доля очередного приплода, пока скорость воспроизводства не сравняется со смертностью. Тогда темп роста поп-ции снижается до нуля, а общая числ-ть стабилизируется в соответствии с доступными для поп-ции ресурсами. Такой хар-р становления новых поп-ций свойствен видам, у к-ых успех в размножении не лимитируется обязательностью группового образа жизни, необходимостью встречи полов и др. причинами

9. Колебания числ-ти поп-ции и причины её вызывающие. Ф-ры регуляции числ-ти поп-ции. Внутрипоп-ная регуляция числ-ти поп-ции.

Из всех причин, оказывающих влияние на колебания числ-ти поп-ции, основными явл-ся следкющие. При наличии доступного корма числ-ть поп-ций растёт. Но при максимальной величине её корм становится лимитирующим ф-ром, и недостаток его приводит к снижению числ-ти. Подобные взлёты или падения числ-ти м-т происходить в процессе конкуренции нескольких популяций из-за одной эк-ой ниши. Сложные взаимоотношения поп-ций хищника и жертвы, паразита и хозяина также м-т выступать одной из причин колнбания числ-ти. Абиотические ф-ры (t-ный режим, влажность, химизм среды и др.) оказывают не менее сильное влияние на числ-ть поп-ции и нередко вызывают значительные колебания её.

Все ф-ры, влияющие на числ-ть поп-ции м-о разделить на независимые и зависимые от плотности. К первым относятся ф-ры, действующие на поп-цию постоянно (Климат-ие ф-ры смертности). Но действие многих ф-ров становится более жёстким по мере увеличения плотности поп-ции. Прежде всего, это конкуренция, обостряющаяся при возрастании числ-ти поп-ции, а так же действие паразитов, хищников, болезни, пища. При приближении плотности к верхнему пределу влияние этих ф-ров обычно усиливается. Зависимые от плотности ф-ры, как правило, воздействуют на скорость роста поп-ции. при этом скорость роста может изменяться в трёх направлениях. 1) При определённых условиях с увеличением плотности скорость роста уменьшается . 2) У видов с сильными колебаниями числ-ти (мышевидные грызуны) темпы роста поп-ции обычно стабилизируются при высокой плотности поп-ции, т. е. почти не изменяется до тех пор, пока поп-ция не достигнет предельной числ-ти. При максимальной плотности темп роста резко падает. 3) обусловлено влиянием зависимых от плотности ф-ров, заключается в том, что темпы роста поп-ции м.б. максимальными и при средних значениях плотности. Но и в данном случае плотность, достигнув максимума, начинает уменьшаться. (Нек-ые птицы, насекомые).

Типы динамики числ-ти поп-ции:

1) Стабильный – отличается небольшим размахом колебаний (в несколько раз, однако не на несколько порядков величин). Свойствен видам с хорошо выраженными мех-ми поп-ого гомеостаза, высокой выживаемостью, низкой плодовитостью, большой продолжительностью жизни, сложной возрастной стр-рой, развитой заботой о потомстве (крупные млекопитающие и птицы).

2) Флюктуирующий – колебания происходят в значительном интервале плотностей, различающихся на 1 -2 порядка величин. При этом различают три фазы колебательного цикла: нарастание, максимума, разрежение численности. Возврат к стабильному состоянию происходит быстро.

3) Взрывной с вспышками массового размножения – прекращение действия модифицирующих ф-ов не вызывает быстрого возврата поп-ции в стабильное состояние. Динамика числ-ти складывается из циклов, в которых различают 5 обязательных фаз: нарастание числ-ти, максимума, разреживание, депрессии, восстановление. Для поп-ции периодически хар-ны предельно высокий и необычайно низкий уровень числ-ти. Такой ход числ-ти обнаруживается чаще всего у видов с малой продолжительностью жизни, высокой плодовитостью, быстрым оборотом генераций (саранчовые, вредители леса, мышевидные грызуны).

Для поп-ции орг-ов в конкретных условиях свойственен опр-ый уровень числ-ти, вокруг к-го происходят колебания. Отклонения от этого среднего уровня имеют разный размах, но в норме после каждого отклонения числ-ть поп-ции начинает изменяться с обратным знаком. Модификация – это случайные отклонения численности, возникающие в результате действия самых разнообразных ф-ов, не связанных с плотностью поп-ции. Регуляция – это возврат поп-ции после отклонения к исходному состоянию, к-ый совершается под влиянием других ф-ов, сила, действия к-ых опр-ся плотностью поп-ции.

Модифицирующие ф-ры не просто изменяют численность поп-ции, а сглаживают её колебания, приводя после очередного отклонения от оптимума к прежнему уровню. Это происходит потому, что эффект их действия тем сильнее, чем выше плотность поп-ции. В качестве регулирующих сил выступают меж- и внутривидовые отношения орг-ов. Разные типы этих отношений определяют быстроту ответных р-ций на изменение числ-ти поп-ций. Поэтому, среди ф-ов поп-ционной динамики выделяют инерционные и безинерционные механизмы.

Инерционные механизмы зависят главным образом от плотности предыдущих поколений, безинерционные – от плотности текущей генерации. Н-р, функциональная р-ция хищников – безынерционный мех-зм воздействия на жертв, т.к. кол-во пойманных жертв увеличивается сразу вслед за ростом из числ-ти. Кол-ая же р-ция, связанная с увеличением самих хищников, всегда запаздывают, т.к. для миграции или размножения их нужно обычно значительное время.

Внутрипоп-ционные регуляторные механизмы тоже отличаются по степени инерционности

Конкуренция, каннибализм, изменение плодовитости, миграции достигают эф-та в одном поколении и мало зависят от плотности предыдущих. Такие же явления, как диапауза, изменение возрастного состава и соотношения полов, усиление полиморфизма, сказываются на числ-ти не текущего, а следующих поколений.

Внутрипоп-ая регуляция числ-ти:

1) Поведенческий. Одним из важных механизмов регуляции численности выступает эмиграция, интенсивность к-ой стимулируется повышением плотности поп-ции. Н-р, у нек-ых видов тлей повышение плотности поп-ции сопровождается появлением крылатых особей, способных расселяться. Нек-ые мех-мы м-т выступать как предотвращающие внутривидовую конкуренцию. Так, если птица отмечает свой гнездовой участок пением, то другая пара этого же вида гнездится за его пределами.

2) Физиол-ий. Изменение плотности поп-ции может иметь рефлекторное, или сигнальное, действие. В случае высокой плотности такая сигнализация приводит регуляторным путём к сокращению числ-ти поп-ции, а при малой плотности – к усиленному размножению и росту её. У земноводных и крыс такая сигнализация имеет хим-ую природу. Если воздух из клетки с переуплотнённой поп-ей крыс подавать в клетку с разреженной поп-цией, физиология особей последней изменяется в направлении, харак-ом для поп-ции с повышенной плотностью.

3) Биот-ие взаимоотношения – внутривидовая конкуренция за ограниченные ресурсы.

10. Понятие о биоценозе, биогеоценозе, экосистеме. Экотоп и биотоп. Функциональный состав и основные компоненты биоценозов и биогеоценозов.

Биоценоз – организованная группа поп-ций р-ий, ж-ых и микроорг-ов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды. Биоценоз (Б.) яв-ся продуктом ест-го отбора. Выживание его, устойчивое существование во времени и пространстве зависит от хар-ра взаимодействия составляющих поп-ций и возможно лишь при обязательном поступлении извне лучистой энергии Солнца. Но никакой Б. не м-т развиваться сам по себе, вне и независимо от среды. В рез-те в природе складываются определённые комплексы, совокупности живых и не живых компонентов, где сложные взаимодействия отдельных частей их поддерживаются на основе разносторонней взаимной приспособленности. Пространство с более или менее однородными условиями, заселённое тем или иным сообществом орг-ов, называется биотопом. Иначе говоря, биотоп – это место существования, место обитание Б.

Любой Б. образует с биотопом макросистему ещё более высокого ранга – биогеоценоз (БГЦ). Это понятие было предложено Сукачёвым. БГЦ – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений – атмосферы, горной породы, гидрол-их условий, раст-ти, жив-го мира, мира микроорг-ов, почвы. Этот термин практически тождественен термину экос-ма, предложенного А. Тенсли. Экос-ма –это любая совокупность орг-ов и неорганических компонентов, в к-ой м-т осуществляться круговорот в-в. Основными компонентами Б. и БГЦ являются: продуценты – автотрофные орг-мы, способные строить свои тела за счёт неорганических соединений. Консументы–гетеротрофные орг-мы, потребляющие орг-ое в–во продуцентов или др. консументов и трансформирующие его в новые формы. Редуценты живут за счёт мёртвого орг-го в-ва, переводя его вновь в неорг-кие соед-ия.