4. Солёность.

Солёность, количество растворённых в воде солей, измеряется в промилле: ‰.

По солёности (в первую очередь учитываются соли NaCl, Cl, SO₄, CO₃, K, Mg) воды делятся на:

1. пресные (<0,5‰);

2. солоноватые (0,5-30‰);

3. солёные (30-40‰);

4. пересоленные (>40‰).

Например, солёность Каспийского моря – около 12‰, черного – около 17‰, мирового океана – около 34‰.

Клеточные мембраны работают избирательно воду и соли они пропускают только, когда это необходимо.

У океанических веществ осмотическое (солевое) давление организма равно осмотическому давлению среды. У пресноводных же соотношение другое, внешнее и внутреннее осмотическое давление не равны.

Те организмы, которые живут при постоянной солёности и не могут самостоятельно изменять внутреннее осмотическое давление называются пойкилоосмотическими. Те же, которые могут его регулировать самостоятельно и поддерживают определенное постоянное осмотическое давление, называются гомоосмотическими.

В составе живых организмов постоянно присутствуют около 60 химических элементов, среди которых выделяют: микроэлементы (если содержание в сухом органическом веществе < 0,1%) и макроэлементы (если содержание в сухом органическом веществе > 0,1%).

Макроэлементы: C (углерод), O (кислород), H (водород), N (азот), P (фосфор), K (калий), Ca (кальций), Cl (хлор), S (сера), Mg (магний).

Микроэлементы: Fe (железо), Si (кремний), Cu (медь), B (бор), J (йод).

Когда говорят о солевом лимитировании, обычно указывают на N, P и K.

Биотические факторы мы будем рассматривать на уровне взаимодействия популяций живых организмов.

IV. Популяции, их динамика и взаимодействия

Характеристики популяций:

1. статические:

   1. численность;

   2. плотность (особей/га);

   3. биомасса (численность * биомасса особи в кг.)

   4. возрастной состав;

   5. половой состав;

   6. пространственная структура.

2. динамические:

   1. скорость изменения численности;

   2. рождаемость;

   3. смертность;

   4. иммиграция;

   5. эмиграция.

Динамика популяций

Исследования динамики численности популяции у бактерий привели к формулированию экспоненциального уравнения изменения численности популяции (при условии неограниченности экологического пространства).

Экспоненциальная функция численности в дифференциальном и интегральном виде и её график:

!!! Экспоненциально численность популяции растёт в идеальных условиях, когда нет лимитирующих факторов.

В природе это редкое и временное явление, в ходе сукцессии. Примеры:

1) размножение бактерий на свежих органических субстратах;

2) размножение опунции в Австралии в 1900-1925 г;

3) человеческое размножение.

Но рано или поздно популяция достигает лимита по тому или иному фактору, и закрепляется в этом состоянии. Поэтому реальные процессы лучше отражает логистическое уравнение динамики численности популяции, в котором учтены ограничения среды.

Логистическая функция численности в дифференциальном виде и её график:

Таким образом, если численность значительно меньше емкости, то рост близок по типу к экспоненциальному. А если численность приближается к емкости, то производная, скорость изменения численности, стремится к 0. Если же численность превысила емкость среды, то скорость становится отрицательной.

То есть, в реальности популяция всегда сталкивается, во-первых, с тем, что ёмкость среды (количество особей вида, которые могут одновременно успешно существовать в среде) ограничена, а во-вторых, - с тем, что часть емкости уже занята другими популяциями, видами, с которыми нужно выдерживать конкуренцию. В связи с этим есть две стратегии эволюции:

1. развивать конкурентные преимущества для борьбы за «мягкие» по условиям ниши, пользующиеся большим «спросом» (как правило в центре средних для биоты диапазонов толерантности по разным факторам);

2. развивать приспособления для освоения «жёстких» по условиям экологических ниш, «спрос» на которые, - а, следовательно, и конкуренция, - малы (но зато есть сложность: эти ниши находятся на периферии, на краях средних для биоты диапазонов толерантности).

В 1967 г. Мак-Артур разрабатывает подобный подход к классификации живых организмов по стратегии. Он выделяет:

1) r-стратегов: виды, которые «вкладывают силы» в усиление биотического потенциала (скорость размножения, численность потомства);

2) K-стратегов: виды, которые «вкладывают силы» в занятие емкости среды. Т.е. они сильнее приспособлены, чем r-стратеги.

Когда встречаются виды r- и K-стратеги, то сначала r-стратег занимает большую часть емкости, но позже вытесняется более сильным, догоняющим К-стратегом:

Итак, по типу стратегии можно выделить три вида организмов:

1. эксплеренты (r-стратеги по Мак-Артуру);

2. виоленты (К-стратеги по Мак-Артуру);

3. патиенты (2 тип из первой классификации): живущие в средах, где мало конкуренции. Их стратегия – расширение пределов диапазона толерантности с целью занятия ниш, на которые никто не претендует.

r (биотический потенциал) обычно рассматривают как = (b – d) + (i – e). Обозначение: b – рождаемость, d – смертность, i – иммиграция, е – эмиграция.

Типы динамики:

1. стабильный;

2. лабильный;

3. эфемерный

Тип динамики определяют следующие факторы:

1)не зависящие от плотности популяции:

а. климатические;

б. катастрофические.

2) зависящие от плотности популяции:

а. пищевые;

б. хищники и паразиты;

в. внутривидовая конкуренция.