13. Общие черты и различия паразитизма и хищ-ва. Отношения орг-ов в с-ме паразит–хозяин и хиник –жертва. Приспосабления орг-ов к данным типам взаимоотношений.

Хищничество форма межвидовых взаимоотношений, способ добывания пищи и питания ж-ых (изредка р-ий), при к-ом они ловят, убивают и съедают других ж-ых. Как правило, хищник вначале убивает свою добычу, а затем поедает её. Но прежде он должен поймать жертву, и для этого у него есть специальные приспособления. Однако у жертв исторически вырабатываются защитные свойства в виде анатомоморф-их, физиол-их, биохим-их и других особ-ей. Это выросты тела, шипы, колючки, панцирь, защитная окраска, ядовитые железы, способность быстро прятаться, зарываться в рыхлый грунт, строить недоступные хищ-ам убежища. Так, коршун-слизнеед употребляет в пищу только нек-ые виды моллюсков, скопа питается рыбой, основной пищей рыси служат зайцы, а волк типичный многоядный хищник. Таким образом, хищник – важный ф-р ест-го отбора. Под его прессом постоянно улучшается с-ав поп-ций тех или иных орг-ов, и он в какой-то степени обусловливает их прогрессивное развитие. С другой стороны, жертвы также принимают активное участие в этом пр-се и оказывают влияние на своих хищ-ов, содействуя их совершенствованию и прогрессу. Следовательно, это борьба взаимно противоположных начал является движущей силой эволюции, как хищника, так и жертвы.

Паразитизм (от греч.- нахлебник, дармоед) – межвидовые взаимоотношения (одна из форм симбиоза – совместного проживания), при к-ых один вид (паразит) использует другой (хозяин) как среду жизни и как источник пищи. Наиболее широко он распространен среди низших и мелких р-ий и ж-ы, вирусов, бактерий, грибов, простейших, червей и в несколько меньшей степени – среди членистоногих. Примеры: глистные инвазии у ч-ка и ж-ых, вши, блохи, клещи, комары и т.д.

Комменсализм, или нахлебнечество, сотрапезничество, - форма симбиоза, при которой один из партнёров системы (комменсал) питается остатками пищи или продуктами выделения другого (хозяина), не причиняя последнему вреда. Н-р, в кожных углублениях хвоста головастиков травяной лягушки часто поселяются инфузории, к-ые питаются зависшими частичками экскрементов головастика; краб пинникса, поселяющийся в раковине дальневосточных пластиножаберных моллюсков, питается их объедками. Мальки многих рыб живут среди щупалец актиний и медуз и питаются отбросами их пищи. Многие птицы (жаворонки, овсянки, воробьи, куропатки) кормятся на экскрементах копытных, выбирая оттуда непереваренные зёрна р-ий. Песцы в тундре следуют за белым медведем и доедают остатки его пищи.

Хищ-ки, уничтожая свои жертвы влияют на числ-ть последних. Такое же действие оказывают и паразиты. Ослабляя хозяев, они сдерживают их размножение, а наиболее угнетенные погибают.

При конк-ых взаимоотношений, хищничестве, паразитизме действуют ген-ие и эк-ие ф-ры.

К. Уатт анализировал данные наблюдений за взаимоотношениями норки и ондатры пришел к выводу, что преследование ондатры хищником носит не случайный хар-р, что жертвами норки в первую очередь становятся те ж-ые, к-ые представляют «биол-ий излишек» не только в эк-ом, но и в ген-ом смысле. Наиболее энергичные особи занимают самые удобные места обитания и активно защищаются от хищника, а ослабленные не способны активно противостоять ему. Хищ-во, таким образом, приносит поп-ции жертвы двойную пользу. Оно прежде всего увеличивает поток энергии в биогеоценозе, приходящийся на одну жертву, и селективно элиминирует ж-ых с низкой способностью добывать корм.

Отношения типа хищник-жертва, паразит-хозяин – это прямые пищевые связи, к-ые для одного из партнеров имеют положительные, а для другого отрицательные последствия.

Хищник использует свою добычу в качестве источника питания, а паразит еще и в качестве места обитания.

При активном способе защиты от врагов естественный отбор способствует развитию у жертв органов чувств, быстроты реакции, скорости бега и др. При пассивном способе защиты развивается покровительственная окраска, твердые панцири, шипы, иглы.

Хищники обладают широким спектром питания, а паразиты отличаются более узкой специализацией видов.

Основная эк-ая роль хищ-ва, параз-ма в сообществах заключается в том, что живые организмы создают условия для круговорота веществ.

14. Видовой состав сообществ. Видовое разнообразие и значимость видов в биоценозе. Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение их по числ-ти или массе. Различают бедные и богатые видами биоценозы. Везде, где один или несколько ф-ров среды далеко уклоняются от среднего оптимального для жизни уровня, сообщества сильно обеднены. Везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным в среднем для жизни, возникают богатые видами сообщества. Видовой состав биоценозов зависит также от длит-ти существования, истории каждого биоценоза. Молодые, только формирующиеся сообщества обычно включают меньший набор видов, чем зрелые. Сложность видового состава сообществ зависит от разнородности среды обитания. Разнородность среды обитания создается как абиотическими ф-рами, так и самими орг-мами. Для ж-ых дополнительное разнообразие среды создает раст-ность. Виды, преобладающие по числ-ти, явл-ся доминантами сообщества. Доминанты господствуют в сообществе и составляют его видовое ядро. Но не все доминантные виды одинаково влияют на биоценоз. Среди них выделяют те, к-ые своей жизнедеят-тью в наибольшей степени создают среду для своего сообщества. Такие виды называют эдификаторами. Редкие и малочисленные виды также очень важны для жизни биоценоза. Это ассектаторы. Они создают его видовое богатство, увеличивают разнообразие биоценотических связей и служат резервом для пополнения и замещения доминантов и эдификаторов. На основе топических связей в биоценозе формируются консорции–группы разнородных организмов, поселяющихся на теле или в теле особи какого-либо определенного вида – центрального члена консорции. Т.о., биоценоз – с-ма связанных м-у собой консорций, возникающих на основе теснейших топических и трофических отношений м-у видами.

15. Пространственная структура сообществ.

Ярусность – явление вертикального расслоения биоценозов на разновысокие структурные части.

Ярусы в биоценозе различаются не только высотой, но и с-вом орг-ов, их эк-ей и той ролью, которую они играют в жизни всего сообщества.

Ярусность у насекомых:

1. геобий – обитатели почвы

2. герпетобий – наземные

3. бриобий – моховый

4. филлобий – травяной

5. аэробий – более высокие ярусы.

Мозаичность – расчлененность в горизонтальном направлении.

Мозаичность обусловлена рядом причин: неоднородность микрорельефа, почв, средообразующим влиянием растений, их биол-ми особ-ми, влиянием ж-ых.

Фитогенная мозаичность – изменение среды под влиянием жизнедеят-ти различных р-ий.

Синузия – структурная часть фитоценоза, характер-ся опред-ым видовым с-вом и эколого-биол-им единством входящих в нее видов.

Викарирующие виды – виды, выполняющие одни и те е ф-ции в сходных биоценозах, сходные экол-ки, но далеко не родственные.

Консорция – структурная единица (Раменский).

Консорция – совокупность поп-ций орг-ов, жизнедеят-ть к-ых в пределах одного биогеоценоза трофически или топически связана с центральным видом – автотрофным р-ем.

Центральный вид, вокруг к-го нач-ют формироваться взаимоотношения, называется - детерминант. С ним непосредственно связаны консорты первого порядка. С ними связаны консорты второго порядка и т.д. Группы взаимоотношений в консорциях: топические – когда один вид использует другой как метсообитание; трофические – пищевые; форические – один вид участвует в распространении другого вида; фабрические – один вид использует остатки жизнедеят-ти другого вида для построения своих сооружений. Т.о., биоценоз – это система связанных между собой консорций.

Всю систему взаимоотношений делят на:

1. тонические – по местообитанию

2. трофические – один вид питается другим

3. фонические – распределение

4. фабрические - использование остатков жизнедеят-ти одного вида для построения у другого.

16. Динамика сообществ: суточная, сезонная, разногодичная.

Одной из харак-ых особ-ей биоценозов является их суточная и годовая динамика. В каждом ест-ом биоценозе имеются группы орг-ов, акт-ть жизни к-ых выпадает на разное время суток. Суточную динамику биоценоза обеспечивают не только ж-ые, но и р-ия. Большое значение в динамике биоценозов имеют суточные миграции ж-ых. Они зависят от изменения хар-ра действия различных ф-ров в течение суток. Особенно типичны суточные миграции морского планктона. Суточная динамика биогеоценозов в основном связана с ритмикой природных явлений и носит строго периодический хар-р. Могут происходить и непериодические изменения активности и числ-ти тех или иных компонентов экос-мы в течение суток, связанные с действием нерегулярных ф-ров среды (пример: сильные дожди, засухи приводят к изменению активности животных). Более существенные отклонения в биоценозах наблюдаются при сезонной динамике. Они обусловлены биол-ми циклами орг-ов, зависящими от сезонной цикличности природных явлений. Смена времен года сильно влияет на жизнедеят-ть ж-ых и р-ий. В разных широтах длит-ть биол-их сезонов неодинакова. Поэтому сезонная динамика биогеоценозов арктической, умеренной и тропической зон различна. В связи с тем, что хар-р суточных и сезонных изменений более или менее постоянен в течение длительного времени, в биоценозах исторически сформировались механизмы, приводящие сообщество в целом в соответствие с периодикой изменения условий обитания. Многолетняя изменчивость – нормальное явление в жизни любого биоценоза. Она зависит от изменения по годам метеорологических условий или других внешних ф-ров, действующих на сообщество. Кроме того, многолетняя периодичность м.б. связана с особенностями жизненного цикла р-ий – эдификаторов, с повторением массовых размножений ж-ых или патогенных для р-ий микроорг-ов и т.д.

17. Понятие об эк-их сукцессиях. Причины сукцес-ых изменений. Класс-ция сукцессий. Сукцессия - необратимое направленное изменение, сопровождающееся сменой одного биоценоза другим. Цепь сменяющих друг друга биоценозов называется сукцессионным рядом или серией. В сукцессионном ряду каждый биоценоз представляет собой определенную стадию формирования конечного, завершающего, или так называемого климаксного сообщества. По мере усложнения сообщества усложняются и связи между популяциями. Менее приспособленные к новым условиям замещаются более приспособленными, и так до тех пор, пока не появятся виды, к-ых условия среды полностью устраивают и они уже не замещаются другими видами. Причины сукцессии: изменение условий жизни, исчезновение одних и появление других групп орг-ов, изменение связей м-у поп-ми и пр. Класс-ции сукцессий: по воздействующему ф-ру – экзогенные (ф-р извне), эндогенные (ф-р внутр-ий). Два основных типа сукцессий: 1) с участием как автотрофного, так и гетеротрофного населения и 2) с участием лишь гетеротрофов. Сукцессии со сменой растительности могут быть первичными и вторичными. Первичные сукцессии начинаются на лишенных жизни местах – на скалах, обрывах и пр. Вторичные сукцессии представляют собой восстановительные смены.

Первичные сукцессии (ста­дии):

1. Образование субстрата – при заселение видами-пионерами, которые ведут к образованию субстрата (накопление живых орг-ов).

2. Миграция орг-ов – поступление спор, семян и др. Случайная – с помощью воды, ветра.

3. Приживание и агрегация.

4. Взаимодействие орг-ов м-у собой и изменение среды обитании. Процесс раз­множения и распределения в пространстве: раздельное рас­пределение, раздельно-группо­вое, сомкнуто-групповое, сомкнуто-диффузное.

В субстрате накапливаются орг-ие в-ва, мине­ралы. Начинаются склады­ваться конкурентные взаимо­отношения.

5. Формирование биоценоза, в котором видовой состав устой­чив.

Вторичные сукцессии (стадии):

1. Пионерная группировка – случайный набор видов. От­сутствие сомкнутости раст-го покрова, слабое воз­действие на окружающую среду, почти полное отсутст­вие взаимодействия м-у видами. Маловидовая, однови­довая группировки.

2. Простая группировка – ор­г-мы ближе друг к другу, получается система взаимоот­ношений. Часто характерен групповой хар-р распреде­ления.

3. Сложная группировка – заложение формирования структуры сообщества, увели­чение разнообразия биот-их взаимоотношений. Часто характерен групповой хар-р распределения.

4. Стадия замкнутого биоце­ноза – окончательное форми­рование видового с-ва и стр-ры сообщества.

В течение этих стадий проис­ходит формирование замкну­тых сообществ.

Общие закономерности сук­цессий:

1. Видовой состав характер-ся: видовая числ-ть автотрофов увеличивается в первичных сукцессиях и часто во вторичных на первых ста­диях, а потом постепенное снижение; кол-во гетеро­трофов увеличивается от на­чальной до конечной стадии. По мере увеличения видового разнообразия происходит дифференциация видов по их фенотипической значимости. Наблюдается увеличение раз­меров и длит-ти жизни.

2. Изменяется и структура сообществ: происходит фор­мирование ярусного и мозаич­ного строения.

3. Биомасса и продуктивность: в ходе сукцессий увеличива­ется общая биомасса и кол-во мертвого орг-го в-ва, увеличивается кол-во элементов минер-ного питания.

4. Приближение соотношения валовой продукции к затратам на дыхание к единице

5. Возрастает значение процес­сов минерализации и симбио­тических взаимоотношений.

6. Увеличение устойчивости экос-м и биоценозов ко внешним воздействиям.

7. Переход доминирования на последней стадии сукцессии. Это приспособление к биотопу (микросреде).

8. Наблюдается усложнение пищевых цепей.

Конечное сообщество, образо­вавшееся на месте бывшего, называется климаксовое сооб­щество, но оно не стоит на месте, а тоже развивается.

Саморегуляция характерна для биоценозов. Это проходит за счет устойчивого круговорота веществ и энергии и за счет видового разнообразия и сложности структуры пищевых цепей и биот-их отноше­ний. В условиях сукцессии любая экос-ма стремится к стабильности. В искусствен­ных биоценозах стабильность с-мы поддерживается чело­веком.

19. Прогрессивные и регрессивные сукцессии. Антропогенные изменения сообществ и их последствия.

При прогрессивной сукцессии увеличивается кол-во живого в-ва и энергии, в регрессивной – снижается. В прогрессивной – возрастает продуктивность сообщества, увеличивается общая интеграция, устойчивость и информативность сообщества, в регрессивной – снижается. При прогрессивной сукцессии наблюдается усложнение структуры сообщества, максимальное использование поверхности пищевых и энергетических ресурсов местности; сильное преобразование внешней среды в среду биоценоза; преобладание приспособленности к внутренней среде сообщества; увеличение видового разнообразия; мезофитизация сообщества. При регрессивной сукцессии наблюдается упрощение стр-ры сообщества; снижение общей интеграции, устойчивости и информативности; минимальное (неполное) использование ресурсов местности; слабое преобразование внешней среды в среду биоценоза; преобладание приспособленности к внешней среде; уменьшение видового разнообразия; ксерофитизация или гигрофитизация сообщества. Любая экос-ма стремится к стабильности. В искусственных экос-мах стабильность поддерживается за счет деятельности ч-ка. Вторичные агробиоценозы существенно отличаются от ест-ых, первичных, не только ненормально высоким доминированием небольшого кол-ва видов, но и тем, что числ-ть этих видов поддерживается деят-тью ч-ка, к-ый в форме урожая постоянно и регулярно изымает из них биол-ую продукцию, сохраняя тем самым относительную устойчивость агробиоценозов. Степень устойчивости агробиоценозов зависит от частоты и хар-а воздействия ч-ка. Вместе с тем м-у первичными и вторичными биоценозами все же нет четких границ и можно проследить все переходы от пастбища, сенокоса, сеяной травосмеси до зерновых и пропашных культур. В этом проявляется и последовательность все усиливающегося антропического влияния. В целом ест-ные биоценозы, как правило, более устойчивы и обладают большим видовым разнообразием, чем агробиоценозы. Последним свойственна монотонность, тенденция к катастрофическим вспышкам массового размножения вредителей, к снижению урожайности.

20. Пищевые цепи и пищевые сети.

Пищевые цепи – совокупность живых орг-ов, связанных м-у собой пищевыми взаимоотношениями.

продуцеты→консументы→редуценты

1. простые

автотроф→фитофаг→хищник 1 порядка→хищник 2-го порядка→паразит→редуцент.

2. разветвленные

автотроф фтофаг хищник1паразит редуцент хищник1 хищник2

В основе формирования пищевых цепей лежат законы физики, термодинамики.

В природе пищевые цепи состоят не более чем из 6-ти уровней. На каждом последующем уровне происходит уменьшение биомассы и энергии и измельчение организмов и их численности.

Экологические пирамиды.

1. пирамида биомассы.

2. пирамида численности.

3. пирамида энергии.

Они дают представление о каком-либо аспекте жизнед-ти сообщества.

1. Для водных экос-м пирамида биомассы имеет перевернутый вид – одномоментное измерение, а в длительной перспективе она имеет правильный (прямой) вид.

2. Пирамида числ-ти отражает числ-ть.

3. Пирамида энергии отражает энергетич-ие затраты и потери. Она дает наиболее полное представление о состоянии экос-мы.

80-90% энергии теряется на каждом последующем уровне.

0,001

0,01

0,1

1

Эк-ие пирамиды также помогают прогнозировать процессы в экос-ме.

В рамках экос-мы формируется не одна пищевая цепь, а несколько, образуя пищевую сеть – совокупность пищевых цепей в рамках отдельно взятого сообщества.

21. Учение В.И Вернадского о биосфере. Границы биосферы. Характер-ка биосферы.

Термин «биосфера» впервые применил австрийский геолог Э. Зюсс (1875). Уже в 20 веке возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании – учение о биосфере, основоположником которого явл-ся великий русский ученый В.И Вернадский. Вер-й назвал биосферой ту оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играли и играют основную роль. Он выделил в биосфере три главных компонента: 1. живые орг-мы (вся их совокупность, т.е живое в-во) 2. мин-ые в-ва, включенные живым в-вом в биогенный круговорот 3. продукты деят-ти живого вещ-ва, временно не участвующие в биогенном круговороте. Вер-й понимал под биосферой все части земной коры, которые подвергались в течении геол-ой истории влиянию орг-ов. Совр-ая биосфера представляет собой сложную с-му, состоящую из многих компонентов, к-ые включают всю живую и неживую природу. Она охватывает часть атмосферы, всю гидросферу, верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биохим-ми циклами миграции вещ-в и Е. Элементарной структурной единицей биосферы служит биогеоценоз, т.е сообщество орг.ов (биоценоз) в совокупности с неорганической средой обитания (биотопом). Т.о. биосфера включает следующие уровни жизни: особь, популяцию, биоценоз, биогеоценоз. Эволюционирующей единицей является поп-ция. Следовательно, в основе учения Вернадского о биосфере лежат представления о планетарной геохим-ой роли живого вещ-ва в образовании биосферы, как продукта длительного превращения в-в и энергии в ходе геол-го развития Земли. В пределах биосферы везде встречается либо само живое в-во либо следы его деят-ти: газы атм-ры, природная вода, запасы полезных ископаемых. Границы биосферы. Биосфера занимает пространство от озонового экрана, где на высоте до 20 км встречаются споры бактерий и грибов, до глубины более 3 км под земной поверхностью и около 2 км под дном океана. Там, особенно в водах нефтяных месторождений, обитают анаэробные бактерии. Самая большая концентрация биомассы сосредоточена на границах раздела геосфер, т.е в поверхностных и прибрежных водах океана и на поверхности суши. Это объясняется тем, что источником энергии биосферы является солнечный свет и автотрофные, а за ними и гетеротрофные организмы основном заселяют места, где солнечная радиация наиболее интенсивна.