Контрольная работа по дисциплине «Экология»

    Министерство  сельского хозяйства РФ

    Государственное образовательное учреждение

    Высшего профессионального образования

    Пермская  государственная сельскохозяйственная академия

    Имени академика Д.Н.Прянишникова 
 
 
 

    Кафедра экологии 
 
 
 

    Контрольная работа

    По  дисциплине «Экология» 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание 
 
 

1. (15) Ультрафиолетовые  лучи. Значение для живых организмов.                                 

                                                                       Стр. 3  

2. (42) Температурный режим в водной среде. Особенности температурного режима летом в озерах.

                                                                                                               Стр. 6

3. (66) Рождаемость. Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции.

                                                                                                                 Стр. 10

4. (98) Привязанность вида к биоценозу. Категории привязанности.

Стр. 14

5. (113) Сукцессии при зарастании

Стр. 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    15. Ультрафиолетовые  лучи. Значение для  живых организмов. 

    Свет  является одним из важнейших абиотических факторов, особенно для фотосинтезирующих  зеленых растений. Солнце излучает в космическое пространство громадное  количество энергии. Свет для организмов, с одной стороны, служит первичным  источником энергии, без которого невозможна жизнь, а с другой – прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма. Таким образом, многие морфологические и поведенческие характеристики связаны с решение этой  проблемы. Эволюция биосферы в целом была направлена главным образом на «укрощение» поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих и ослабление вредных или на защиту от них. Следовательно, свет – это не только жизненно важный фактор, но лимитирующий как на минимальном, так и максимальном уровне.

    Количество  света и его спектральный состав сильно влияют на биоту. Поток световой энергии, приходящийся на единицу площади  поверхности Земли, зависит от широты и времени года тесно связан с  температурой. Однако, для фотосинтеза  важно получение именно «высококачественной» энергии квантов света, а не температура  как таковая. Растение, лишенное света, погибнет даже при самом благоприятном  сочетании других факторов. Роль спектрального  состава в фотосинтезе сравнительно мало изучена. Скорее всего, более энергичные кванты синего и фиолетового света лучше для фотосинтеза.

    В процессе эволюции различные виды растений приспособились к различной интенсивности  света, причем адаптация может отличаться у организмов разного возраста. Например, молодые ели прекрасно себя чувствуют  в тени старых деревьев и гибнут под прямыми солнечными лучами. Многие растения могут процветать только под  густой тенью деревьев (например, ландыши  и фиалки), поэтому так сильно отличается видовой состав травы  и кустарников в густом лесу и, совсем рядом, на открытой поляне. Такие распространенные кустарники бореальных лесов как черника и брусника процветают в полутени соснового леса, но не любят луговых пространств. Таким образом, уровень освещенности у многих видов растений имеет достаточно явно выраженным оптимум, диапазон толерантности к нему ограничен и сверху, и снизу.

    Среди солнечной энергии, проникающей  в атмосферу Земли, на видимый свет приходится около 50% энергии, остальные 50% составляют тепловые инфракрасные лучи и около 1%-ультрфиолетовые лучи.

    Видимые лучи состоят из лучей разной окраски  и имеют разную длину волн.

    В жизни организмов важны не только видимые лучи, но и другие виды лучистой энергии, достигающие земной поверхности: ультрафиолетовые, инфракрасные лучи, электромагнитные и некоторые другие излучения. Ультрафиолетовые лучи. Наиболее коротковолновая (200 – 280 нм) зона этой части спектра («ультрафиолет С») активно адсорбируется кожей; по опасности «ультрафиолет - С» близок к Х-лучам, но практически полностью поглощается озоновым экраном. Следующая зона – «ультрафиолет – В», с длинной волны 280 – 320 нм – наиболее опасная часть спектра ультрафиолета, обладающим канцерогенным действием. Механизм этого действия неизвестен; предполагают влияние через нарушение молекул ДНК. Кроме того, эти лучи инактивируют в коже клетке Лангерганса,  отвечающие за ее иммунитет, а также активируют некоторые микроорганизмы. Последнее свойственно только этой части спектра ультрафиолета; в других длинах волн ультрафиолет губителен для микробов. Большая часть зоны других «ультрафиолета – В» также поглощается озоновым экраном; до поверхности Земли доходят лишь  ультрафиолетовые лучи с длиной волны примерно от 300 нм. Эта часть спектра обладает большой энергией и оказывает на живые организмы главным образом химическая действие. В частности, ультрафиолетовые лучи стимулируют процессы клеточного синтеза. Показано, что облучение ультрафиолетом повышает продуктивность молодняка сельскохозяйственных животных.

    Под действием этих лучей в организме синтезируется витамин D, регулирующий обмен кальция и фосфора, а соответственно нормальный рост и развитие скелета. Особенно велико значение этого витамина для растущего молодняка. Поэтому многие млекопитающие, выводящие детенышей в нормах, регулярно (чаще – по утрам) выносят их на освещении солнцем места вблизи норы. Так поступают, например, лисицы и барсуки. «Солнечное купанье» свойственно и многим птицам; основная роль этой формы поведения – нормализация обмена, синтез витамина D и регуляция продукции меланина. У водоплавающих птиц витамин D синтезируется на основе жирного секрета копчиковых желез, которым они смазывают свое оперение; соскабливая затем при чистке пера слой жира, птицы заглатывают его и таким образом обеспечивают себя витамином.   

    Действие  ультрафиолета зависит от дозы: слишком  сильное облучение вредно для организма. Особенно неустойчивы к коротковолновой радиации активно делящиеся клетки. Как приспособление к экранированию организма от передозировки ультрафиолета у многих видов формируются темные пигменты, поглощающие эти лучи. Такова природа загара у человека. У лягушек и некоторых других амфибий откладываемые на поверхности воды икринки имеют пигментированный анимальный (верхний) полюс. То же свойственно ряду видов рыб. У многих рептилий и грызунов, обитающих в условиях высокой инсоляции, пигментирована брыжейка, причем на чем большей поверхности, чем выше уровень облучения в свойственных местах обитания. В первую очередь таким путем экранируются гонады; у пустынных грызунов отмечена пигментация мошонки. У сусликов обнаружены пигментированные оболочки.

    Ультрафиолетовая  радиация составляет около 5 – 10 % суммарной  радиации, достигающей поверхности Земли. 

    42. Температурный режим  в водной среде.  Особенности температурного  режима летом в  озерах. 

    Температурный режим - важнейшее условие существования  живых организмов, так как все  физиологические процессы в них  возможны при определенных условиях. Главным источником тепла является солнечное излучение.

    Солнечная радиация превращается в экзогенный, находящийся вне организма, источник тепла во всех случаях, когда она падает на организм и им поглощается. Сила и характер воздействия солнечного излучения зависят от географического положения и являются важным факторами, определяющими климат  региона. Климат же определяет наличие и обилие видов растений и животных в данной местности. Диапазоне существующих во Вселенной температур равен тысячам градусов.

    Температурный фактор характеризуется ярко выраженными  и как сезонными, так и суточными  колебаниями. В ряде районов Земли  это действие фактора имеет важное сигнальное значение в регуляции  сроков активности организмов, обеспечении  суточного и сезонного режимов  жизни.

    При характеристике  температурного фактора  очень важно учитывать его  крайние показатели, продолжительность  их действия, повторяемость. Выходящие за пределы терпимости организмов изменения температуры в местах обитания приводят к массовой их гибели. Значение температуры заключается и в том, что она изменяет скорость протекания физико-химических процессах в клетках, отражающихся  на всей жизнедеятельности организмов. Температура влияет на анатомо-морфологические особенности организмов, ход физиологических процессов, их рост, развитие, поведение и во многих случаях определяет географическое распространение растений и животных.

    При оптимальных температурах у всех организмов физиологические процессы протекают наиболее интенсивно, что  способствует увеличению темпов их роста.

    Температурный режим отличается в воде, во-первых, меньшим притоком тепла, во-вторых, большей стабильностью, чем на суши. Часть тепловой энергии, поступающей на поверхность воды, отражается, часть расходуется на испарение. Испарение воды с поверхности водоемов, при котором затрачивается около 2263×8 Дж/г, препятствует перегреванию нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления (333,48 Дж/г), замедляет их охлаждение.

    Изменение температуры в текущих водах  следует за ее изменениями в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой.

    В озерах и прудах умеренных широт  термический режим определяется хорошо известным физическим явлением – вода обладает максимальной плотностью при 4˚С. Вода в них четко делится  на три слоя: верхний – эпилимнион, температура которого испытывает резкие сезонные колебания; переходный, слой температурного скачка, - металимнион, где отмечается резкий перепад температур; глубоководный (придонный )- гиполимнион, доходящий до самого дна, где температура в течение года изменяется незначительно.

    Летом наиболее теплые слои воды располагаются  у поверхности, а холодные – у  дна. Данный вид послойного распределения  температур в водоеме носит название прямой стратификации. Зимой с понижением температуры, происходит обратная стратификация. Поверхностный слой воды имеет температуру, близкую к 0˚С. На дне температура около 4˚С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким образом, с глубиной температура повышается. Это явление называют температурной дихотомией. Наблюдается в большинстве наших озер летом и зимой. В результате нарушается вертикальная циркуляция, образуется плотностная стратификация воды, наступает период временного застоя – стагнация.

    С дальнейшим повышением температуры  верхние слои воды становятся все  менее плотными и уже не опускаются – наступает летняя стагнация.

    Осенью  поверхностные воды снова охлаждаются  до 4˚С  и опускаются на дно, вызывая  вторичное в году перемешивание  масс с выравниванием температуры, т.е. наступление осенней гомотермии.

    В воде как среде жизни, с одной  стороны, существует довольно значительное разнообразие температурных условий, а с другой – термодинамические особенности водной среды, такие, как высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность и расширение при замерзании, создают благоприятные условия для живых организмов.

    Так, для зимовки многолетних гидрофитов в реках и озерах большое значение имеет вертикальное распределение  температур подо льдом. Наиболее плотная  и наименее холодная вода с температурой 4˚С располагается в придонном  слое, куда опускаются зимующие почки роголистника, пузырчатки и др., а также целые облиственные растения, такие, как ряска, элодея. Погружение связано с накоплением крахмала и утяжелением растений. К весне крахмал превращается в растворимые сахара и жиры, что делает почки легче и обеспечивает возможность их всплытия.

    Относительно  низкая температура водной среды  обуславливает отмирание вегетирующих частей у погруженных в воду растений после образования зимних почек  и замену летних тонких нежных листьев  более жесткими и короткими зимними. Низкая температура вода отрицательно сказывается из генеративных органов водных растений, а высокая ее плотность затрудняет перенос пыльцы. В связи с этим водные растения интенсивно размножаются вегетативным путем.

    Организмы в водоемах умеренных широт хорошо приспособлены к сезонным вертикальным перемещениям слоев воды, к весенней и осенней гомотермии, к летней и зимней стагнации. Поскольку температурный режим водоемов характеризуется большой стабильностью, среди гидробионтов в большой мере, чем среди организмов суши, распространена стенотермность. Эвритермные виды встречаются главным образом в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, где значительны суточные и сезонные колебания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    66. Рождаемость. Стабильные, растущие и сокращающиеся  популяции.