Контрольные вопросы

1. Перечислите основные методы экологии.

2. Приведите примеры практической связи экологии с другими небиологическими дисциплинами.

3. В чем заключается историческая обусловленность превращения экологии в «супернауку» нашего времени?

4. Почему экологические разделы включены в школьные курсы биологии и географии, а отдельный курс экологии введен в программы почти всех специальностей ВУЗов?

2 Взаимодействие экологических факторов

2.1 Цель: Изучить совместное воздействие на организмы двух экологических факторов. Научиться пользоваться биоклимограммами и определять оптимальные и лимитирующие значения факторов для организмов.

2.2 Вопросы для самостоятельного изучения

1. Что называется биологическим оптимумом? Сформулируйте закон оптимума и приведите примеры его действия.

2. В чем биологический смысл законов минимума и толерантности? Что такое лимитирующий фактор? Приведите примеры.

3. Что такое экологическая пластичность? Дайте определение эврибионтных и стенобионтных видов? Приведите примеры.

2.3 Теоретическое введение

В природных условиях на организм всегда действует большое число факторов и действие одного почти всегда изменяется под влиянием другого. Всем известно, что жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе, и мороз чувствуется сильнее при сильной влажности или ветре, потому что влажность и ветер влияют на теплопередачу из среды в организм. Значит, графики зависимости жизнеспособности от температуры придется строить отдельно для разных условий влажности. Подобное явление наблюдается и при исследовании других экологических факторов.

Взаимодействие факторов выражается в том, что оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо одному фактору могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы.

При совместном действии экологических факторов может наблюдаться синергизм, то есть взаимное усиление, когда эффект суммы больше, чем сумма эффектов. Таково, например, действие некоторых комплексных удобрений, инсектицидов или антибиотиков. Некоторые сочетания могут проявлять антагонизм, то есть взаимное ослабление действия экологических факторов.

4. Задания

Задание 1 Рассмотрите биоклимограмму для куколок яблонной плодожорки (рисунок 1), т.е. представленную графически зависимость смертности вида от климатических условий. Внутри области, ограниченной кривой 100% в любой точке хотя бы часть особей данного вида может выжить, а на кривой и снаружи от нее они погибают полностью. Внутри области, ограниченной кривой 100% в любой точке хотя бы часть особей данного вида может выжить, а на кривой и снаружи от нее они погибают полностью. Внутри области, ограниченной кривой 100% в любой точке хотя бы часть особей данного вида может выжить, а на кривой и снаружи от нее они погибают полностью. Где, по Вашему мнению, должны находиться точки, в которых гибель достигнет только 50%? 5 %?

Охарактеризуйте оптимум данного вида по температуре и влажности. Определите, каковы пределы выносливости данного вида к климатическим факторам.

Относительная влажность (%)

Рисунок 1 Биоклимограмма куколок яблонной плодожорки

Задание 2 Определите, в каком из районов выше опасность массового размножения яблонной плодожорки: там, где средние летние температуры равны 20-22⁰С, а относительная влажность 60-70%, или в районе со средними летними температурами 30-32⁰С и влажностью 30-40%?

Задание 3 Определите, какой фактор будет лимитировать развитие вредителя в точках с координатами:

а) влажность 20%, температура 25⁰С;

б) влажность 80%, температура 25⁰С;

в) влажность 90%, температура 40⁰С.

Задание 4 Постройте на одних координатных осях (рисунок 2) два графика зависимости смертности плодожорки от температуры, соответствующие двум разным условиям влажности (70 и 40%), используя рисунок 1 и прозрачную линейку. Объясните, в чем графики отличаются друг от друга. Есть ли смещение участков кривой, соответствующих зоне оптимума, пределам выживания? Сделайте вывод, взаимодействия каких экологических факторов Вы выявили?

Смертность (%)
100- 80- 60- 40- 20- 10- 0

0 10 15 20 25 30 35

Температура ⁰С

Рисунок 2 Графики зависимости смертности куколок плодожорки

от температуры при двух уровнях влажности

Контрольные вопросы

1. У городского воробья в умеренных широтах нижняя критическая температура в январе равна –25⁰С, а в августе – всего 0⁰С. Чем это можно объяснить?

2. В теплице, где выращивалась рассада при оптимальных температуре и влажности, произошла авария на водопроводе и прекратилась подача воды. Ремонт поломки займет 2 дня. Агроном распорядился ограничить подачу тепла в теплицу. Правильно ли он поступил?

3. Мелкие мучные клещи, размножаясь в зернохранилищах, могут привести зерно в полную негодность. При оптимальной температуре +20-22⁰С развитие яиц клеща длится 3-4 дня, при +10⁰С оно растягивается до полутора месяцев. Температуры выше 45-50⁰С клещи не переносят. Они погибают также при влажности зерна ниже 10-12% из-за сухости и выше 70% из-за развития плесневых грибков. Предложите, как избавиться от клещей и сохранить зерно, не прибегая к ядохимикатам.

4. Применим ли закон оптимума к действию сильных ядов?

5. Почему центральные районы океана малопродуктивны и их часто называют океанической пустыней? Какой фактор лимитирует там развитие жизни?

6. Благодаря созданию своего микроклимата в жилище человек может работать в разных температурных условиях, вплоть до космической стужи. Значит ли это, что температура не является лимитирующим фактором для человечества?