2. Типы экологических сукцессий.

Последовательная смена во времени одних биоценозов другими на определенной территории называется сукцессией. Термин был предложен Г.Каулсоном. Причина смены сообществ – неустойчивость сообщества. Причины сукцессии: 1)экзогенные – пожары, человек.2) эндогенные – н-р пионерные орг-мы изменяют среду обитания. Экологические сукцессии можно разделить на 2 основных типа:1. Автотрофные – имеются продуценты. Есть пионерное, климаксное(достигается равновесие, нет причин для разрушения) и сериальное сообщества – вместе это сукцессионный ряд (последовательные стадии развития, через которые проходят сообщества организмов в данном районе, достигая состояния относительной стабильности). Особенности пионерных сообществ: организмы, обладающие способностью к расселению, склад-ся из организмов, обл-х низкой конкурентной силой, организмы R-стратегии: как можно больше потомков, кот-е плохо защищены – высокая гибель., орг-мы малодолговечные, суммарная продукция – кол-во вещ-ва, производимое продуцентами P, R- суммарное дыхание. P/R<1 в предклимаксовых сообществах. Мах P в климаксовом сообществе, Замкнутость круговорота биогенов возрастает при приближении к климаксу. Климаксное сообщество хар-ся мах биоразнообразием. 1.1. Первичные автотрофные. Начинаются на стерильном субстрате – там, где живые организмы уничтожены. Идет очень медленно (например, на голых скалах, песках и т.д.). 1.2. Вторичные автотрофные. Начинаются на месте нарушенного сообщества. Скорость заметно выше. Н-р, гибель средообразующей породы, но сохранились семена, почв жив-е. 1.3. циклические сукцессии – не завершаются климаксом. Вообще не завершаются каким-либо сообществом. (сезоны года, многолетние гидрологические циклы). 2. Гетеротрофные – нет продуцентов, не завершаются климаксовым сообществом. Сущ-т за счет энергии, запасенной в др время и др месте. Мах Р в начале. Закономерная смена организмов. Деструкционная сукцессия.

Билет №7. 1. Спектральный состав солнечного света. Солнечное излучение является основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. Спектральный состав света: 1)ультрафиолетовое излучение (коротковолновое) , 2)видимое (средневолновое), 3) инфракрасное (тепловое, длинноволновое). Чем короче длина волны, тем большим биологическим эффектом она обладает. Ультрафиолет губителен для живого, но он задерживаются озоновым слоем атмосферы. До поверхности Земли доходит лишь небольшая часть более длинных ультрафиолетовых лучей. Эти лучи обладают высокой химической активностью - при большой дозе могут повреждать живые организмы. В небольших количествах, однако, они необходимы, например, человеку: под влиянием этих лучей в организме человека образуется витамин Д, а насекомые зрительно различают эти лучи, т.е. видят в ультрафиолетовом свете. Видимые лучи имеют особенно большое значение для организмов. Зеленые растения за счет этого излучения синтезируют органическое вещество (осуществляют фотосинтез), которое используют в пищу все остальные организмы. Для большинства растений и животных видимый свет является одним из важных факторов среды. Большинство животных способны различать спектральный состав света - обладать цветовым зрением, а у растений цветки имеют яркую окраску для привлечения насекомых-опылителей. Цветное зрение только у одного отряда млекопитающих, у собаки – ЧБ зрение. Инфракрасные лучи являются источником тепловой энергии. Эти лучи поглощаются тканями животных и растений, вследствие чего ткани нагреваются. Многие хладнокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения температуры тела. Хромотическая адаптация: водоросли – на глубине бурые, красные, на верху – зеленые. Волны света разной длины поглощаются не одинаково. На поверхности – красный и синефиолетовый. Вглубь проникают зеленые лучи, которые обладают низкой фотосинтетической активностью. Синие лучи тоже проникают вглубь. У бурых и красных водорослей имеются фикоцианы, фикоэритрины – дополнительные пигменты.

2. Причины циклических изменений численности популяции

Колебания численности м. б. 1) непериодические, 2) периодические (сезонные, многолетние).

Многолетние колебания: 1) с короткими периодами(численность обыкновенного лемминга резко возрастает каждый третий-четвёртый год. При этом разница между минимумом и максимумом может быть стократной). 2) с более продолжительным периодом (Численность зайца-беляка в Европе достигает своего пика каждые 11 лет. 3) соотношение численности хищника и жертвы (У рыси – тоже 11 (связано с зайцем). численность зайца-беляка возрастает несколько раньше. 11-летние циклы численности рыси сдвинуты на год вперед., заяц в год приносит 2-3 помета, рысь 1). Объясняет колебания численности популяции : а)биоценотическая теория: в годы возрастания численности лемминги не уничтожают пищу полностью, причина снижения численности после пика в том, что в пище содержится недостаточное кол-во протеинов, витаминов и т.п. б) космическая теория: солнечная активность претерпевает разл изменения, устанавливали корреляционную связь между солн. акт-ю и поведением животных. Она оказывает влияние в первую очередь на продуценты. Причины: межпопуляционные взаимодействия, внутрипопуляционные взаимодействия, биоценотические взаимодействия, влияние астрономических причин (например, циклы солнечной активности).

Гипотеза основана на межпопуляционных взаимоотношениях: леминговые циклы – мышиные напасти – грызуны двигаются большими стаями, съедая все зерновые культуры. Их то много и ими питаются практически все животные, то их единицы. Могут ли хищники ограничивать их численность? Кака предполагают финские ученые их численность ограничивается питательными ресурсами. На полигонах стали добавлять минеральное питание – качество корма улучшилось – количество лемингов увеличилось. Гипотеза основана на внутрипопуляционных взаимоотношения: территориально это основа размножения животных. Существуют животные территириальные и атерриториальные. Когда численность популяции низкая, то возрастает доля территориальных животных. Желтогорая мышь и рыжая полёвка. По периметру 1га стояли живоловушки и появлялись животные не меченные, это и есть атерриториальные животные. Гипотеза влияния на популяцию внешних причин (астрологические): Чижевский изучал циклические влияния Солнца на биологические процессы. Связь солнечной активности и распространение инфекционных заболеваний. Солнце влияет как непосредственно, так и опосредованно. Региональные климатические условия влияют на численност особи.

Билет №8. 1. Понятие экосистемы. функциональные группы организмов в экосистеме.

Термин «Экосистема» предложен Тенсли. Это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной зависимости и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических явлений и процессов. В экосистеме живой компонент – биотическое сообщество, а не биоценоз. Выделяют 3 функциональные группы:

1)Продуценты. Функция – синтез органического вещества из минеральных. В зависимости от источника: фотоавтотрофы (источник энергии – солнечный свет) и хемоавтотрофы (источник энергии – химические реакции). В б-ве экосистем роль хемотрофов второстепенна. 2)Консументы. Потребляют готовое органическое вещество. По способу питания консументы являются голозоями (переваривание пищи внутри организма). 3)Деструкторы, или редуценты. Разрушают органическое вещество, превращая его в минеральное. Сапротрофный тип питания – вне своего организма. Границы м/у группами размыты. Есть организмы, которые можно отнести к нескольким группам (лишайники). Есть и одноклеточные. Есть насекомоядные растения (росянка, пузырчатка), растут на местах, бедных азотом, насекомые – источник азота. растения – паразиты, н-р, раффлезия – на поверхности земли только цветки (д=0,5 м). Функция диструкции присуща всем группам сообщества.

Экосистема в отличие от биогеоценоза не имеет четких границ. Экосистема имеет систему жизнеобеспечения (н-р, озеро – имеет водосборный бассейн (осадки, талые, дождевые воды). Выделяют микро-, мезо и макроэкосистемы.

2. Комплексное воздействие экологических факторов на животных и растения. Изменение окружающей среды под влиянием организмов. Взаимодействие экологических факторов наз-ся констилляцией. При комплексном взаимодействии между отдельными факторами устанавливаются особые взаимодействия – когда влияние одного фактора в какой-то мере усиливает, ослабляет и т. д. характер воздействия другого. Н-р, морской климат – температура, влажность, ветер. Ветер и влажность увеличивают теплопотерю. В тропиках очень влажно, капли часто не достигают земли, поглощаются листьями и испаряются ими. 100% влажность. В сухом воздухе высокие температуры переносятся легче, чем во влажном. Т.к. влажность воздуха затрудняет испарение и таким образом выключает наиболее эффективный механизм приспособления к высокой температуре. Низкие температуры также переносятся легче в сухой атмосфере: увеличение влажности снижает эффективность терморегуляции и увеличивает энергозатраты на ее осуществление (влажный воздух обладает большей теплопроводностью, след-но большие теплопотери). Организмы активно трансформируют среду своего обитания. Появление кислородной атмосферы обязано первым фотосинтезирующим растениям. Почва – результат взаимодействия живых организмов с горной породой, климатом. Коралловые полипы изм-я среду обитания. Бобер – вид-идиффикатор – сильно изменяет среду, строит платины, норы, хатки, изменяет гидрологические условия, береговую линию, влияет на растительность, уничтожает осину.

Билет №9. 1. Понятие популяции. Неравноценность отдельных популяций. Экологические признаки популяции. Понятие популяция возник. в нач. ХХ в. В. Иогансен – П – сов-ть генет. неоднородных гетерозиготных особей. В дальнейшем этот термин приобрел экологическое значение и им стали обозначать население вида, занимающего определенную территорию. По определению Шварца популяция — это элементар­ная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей чис­ленности необозримо длительное время в постоянно изменяю­щихся условиях среды. Популяция является генетической единицей вида, изменения которой осуществляет эволюция вида. Популяция, как биологическая единица, обладает определенной структурой и функцией. Структура по­пуляции характеризуется составляющими ее особями и их рас­пределением в пространстве. Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойствен рост, раз­витие, способность поддерживать существование в постоянно ме­няющихся условиях, т. е. популяции обладают конкретными гене­тическими и экологическими характеристиками.

Любая П занимает опр. положение в прост-ве, пространственно структурирована, функционально (особи неравноценны). Особи П пост. обмениваются информацией.

На­умов выделяет три типа популяций: элементарные, эколо­гические и географические. Элементарная, или микропопуляция — это совокупность осо­бей вида, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади. В состав их обычно входят генетически однородные особи. Экологическая популяция формируется как совокупность эле­ментарных популяций. В основном это внутривидовые группи­ровки, слабо изолированные от других экологических популяций вида, поэтому обмен генетической информацией между ними происходит сравнительно часто.

Географическая популяция охватывает группу особей, населя­ющих территорию с географически однородными условиями су­ществования. Географические популяции занимают сравнительно большую территорию, довольно основательно разграничены и относительно изолированы. Они различаются плодовитостью, раз­мерами особей.