Ответы на вопросы по общей экологии

  1. Предмет экологии. Связь экологии  с другими науками.  Основные разделы  экологии. Актуальность  фундаментальных  и прикладных исследований.

  1869 г. Эрнст Геккель  Экология  – это наука об отношениях  организмов  к ОС , куда относят  в широком смысле все условия существования.

  Экология  включает в себя 3 раздела:

   - аутэкология (исследует взаимоотношения  со средой отдельных организмов);

   - демоэкология (изучает взаимосвязь  со средой обитания, популяции  живых организмов);

   - синэкология (изучает взаимоотношения  со средой сообщества и экосистем).

  Основные  заблуждения в сфере взаимодействия природы и человека (экол. мифы):

1. «Человек всесилен и могущ».
2. Мы не можем ждать милости от природы.
3. О светлом ноосферном будущем. (ноосфера – сфера разума).
4. Об экологически чистом пространстве и не воздействии человека на природу.
5. О цене природных ресурсов и плате за пользование ими.

  Одной из главных задач экологии как  сферы взаимодействий природа –  человек, является сглаживание противоречий, неизбежно возникающих в процессе взаимоотношений человека  с ОС, поиск путей по оптимизации данных взаимоотношений и нейтрализации отрицательных последствий общения человека с природой.

  Истинная  экология.

1. Человек не царь природы, а всего лишь часть.
2. О невмешательстве в ход природных процессов.
3. О сложности природы.
4. О возможностях биосферы.
5. О невозможности не влияния на природу.

  2. Теоретическая база  экологии. Основные  экологические законы  и правила. Закон  оптимума.

  • Неоднозначность  действия факторов. Один и тот же экол.фактор может по разному влиять на разные функции живых  орг-мов.

  • Инд.изменчивость. чувствительность к факторам среды. У разных представителей одного вида почти всегда существует различие в степени выносливости к воздействию того или иного фактора. Это объясняется индивидуальной наследственной изменчивостью половыми, возрастными, физиологическими особенностями.

  • Правило взаимодействия факторов.Факторы среды, действуя одновременно, м. усиливать, либо ослаблять действия друг на друга.

  • Независимость приспособления к факторам среды.Организмы, независимо приспосабливаясь к разным факторам, могут иметь разные пределы выносливости по отношению к каждому из них.Совокупность экологических валентностей к отдельным экологическим факторам составляет экологический спектр вида.

  • Правило ограничивающих факторов.Наибольшие воздействия на живой организм оказывает тот фактор, который наиболее далёк от оптимального для него значения.(закон минимизма Либиха), (закон толерантности Шелфорда).

  • Концепция  совокупного  действия природных  факторов Митчеролих Каждый из факторов соответственным образом влияет на живой организм и его функции.

  • Гипотеза компенсации (замещения) экол.факторов (Олёхин, Любин).

  Отсутствие  или недостаток некоторых экологических  факторов могут быть компенсированы другими близкими аналогичными факторами.

  • Гипотеза незаменимости  фундаментальных  факторов  (В.А. Вильямса).

  Полное  отсутствие в среде фундаментальных (физиологически необходимых факторов) вода, свет, проч.. не могут быть компенсированы другими факторами.

  В действии факторов среды и в реакциях на данное действие живых организмов  можно, не смотря на огромное разнообразие экологических факторов увидеть некоторые общие закономерности.

  Закон оптимума. Фактор среды может оказывать на живой организм как позитивное, так и негативное воздействие. Те пределы колебания силы фактора,  которые наиболее всего благоприятствуют жизненным функциям организма, называются зоной оптимума экологического фактора или зоной нормальной жизнедеятельности. Отклоняющиеся от оптимума значения входят в зону пессимума или угнетения. Минимальные и максимальные значения того или иного фактора за пределами которых существование организма невозможно, своеобразные критические значения или критические точки определяют степень выносливости вида или его экологическую валентность. Виды с широкой экологической валентностью по тому или иному фактору выносят широкие пределы колебания последнего, с узкой – незначительные пределы. Так например наземные тундровые животные – северный олень, песец, волк могут переносить колебания температур в диапазоне 80-85⁰ С (от +30 до 50-55⁰ С). Водные животные в большинстве случаев переносят гораздо менее значительные колебания температур. Некоторые теплолюбивые рыбы и ракообразные способны жить лишь в температурных пределах от +22-23⁰ С до +29-30⁰ С.

  Виды  живых организмов, обладающие широкой  экологической валентностью принято  называть эврибионтными, с узкой – стенобионтными. Соответственно виды, выносящие значительные колебания температур именуют эвритермными, узкие стенотермными, виды могущие переносить широкие колебания условий освещения относят к эврифотным, узкие – к стенофотным.

  3. Закон неоднозначности  воздействия факторов  среды на организмы.  Закон независимости  приспособления к  разным факторам.

  Закон неоднозначности  действия фактора. 

        Один и тот же экологический фактор может неодинаково  влиять на разные функции живых организмов. В качестве примера можно привести различие оптимальных температур роста  и созревания пыльцы у огурцов. У  многих водных животных, например рыб  оптимальные температуры созревания половых продуктов не совпадают с температурами наиболее подходящими для икрометания. В соответствии с данной закономерностью в продолжение своей жизни организмы чередуют периоды активизации и затухания тех или иных функций -  в зависимости от того, какой функции благоприятствуют на данный момент условия среды обитания.

  Закон независимости приспособления к факторам среды.

  Живые организмы, независимо приспосабливаясь к разным экологическим факторам, могут иметь разные пределы выносливости по отношению к каждому из них. Так, например, виды, переносящие широкие пределы колебания влажности, могут быть очень чувствительны к температуре и переносить лишь незначительные колебания последней. Отдельный вид живого организма может быть стенофотным (переносящим лишь небольшие колебания освещенности) и одновременно эвритермным (выносящим широкую амплитуду колебания температуры) и наоборот. Таким образом, экологические валентности видов по отношению к разным факторам могут быть очень и очень разнообразны. Совокупность экологических валентностей к отдельным экологическим факторам составляет экологический спектр вида.

 
 
 
 
 
 
 
 

  4. Закон минимума  Либиха и его  современная интерпретация.  Правило взаимодействия  факторов и его  практическое значение.

  Закон минимума Либиха

  Правило ограничивающих факторов.

  Это правило представляет собой обобщение  законов минимума Либиха и толерантности  Шелфорда. Наибольшее воздействие на живой организм оказывает тот  фактор, который наиболее всего далек  от оптимального для него значения. Жизнь организма будет угнетена  и затруднена в случае значительного отклонения одного из экологических факторов от оптимума. В том же  случае когда всего один какой либо фактор среды уже выходит за пределы экологической валентности вида его существование будет невозможным, даже если все остальные факторы будут находиться в оптимуме. Ограничивающие или другими словами лимитирующие факторы в частности ограничивают географическое распространение вида и определяют, таким образом, ареал вида. Очень часто продвижение вида в меридиональном направлении сдерживает температурный фактор. Влияют ограничивающие факторы и на биотопическое распределение видов. Например, недостаточная освещенность на определенных участках леса является лимитирующим фактором для лесных светолюбивых трав, которые не произрастают в тенистых липово-дубовых лесах, но могут расти в светлых березняках и осинниках. Очень часто ограничивающим фактором может быть воздействие человека в той или иной форме. Некоторые виды животных или растений не выносят концентрации определенных химических веществ, например оксида азота, в атмосфере. Другие виды могут быть менее чувствительны к выбросам данного вещества, но не выносить другого. Многие животные не могут мириться с соседством человека и исчезают из мест обитания даже при относительно малой их посещаемости людьми.

  Правило взаимодействия факторов.

  Факторы среды, действуя одновременно, могут  либо усиливать, либо ослаблять действие друг друга в той или иной степени. Данное правило можно хорошо наблюдать на примере взаимодействия температуры и влажности. Пониженная и повышенная температуры воздуха легче переносятся большинством наземных организмов при пониженной его влажности. Животным легче переносить мороз в безветренную погоду, чем при даже не очень сильном ветре. Данное правило имеет важное практическое значение. Значения предельно допустимых факторов рассчитывают с учетом эффекта их совместного действия или суммации действия.

  5. Аутэкология. Понятие  среды обитания. Классификация  факторов среды.  Воздействие факторов среды на живой организм.

  Аутэкология изучает воздействие факторов среды  обитания на отдельные организмы.

  Среда обитания – та часть природы, которая  окружает  живой организм и непосредственно  с ним взаимодействует.

  Отдельные свойства или части среды, которые взаимодействуют на организмы – экологические факторы, иначе  факторы среды. Бывают:

-абиотические (свойства неживой природы);

-биотические  факторы, или биотические взаимодействия (различные виды воздействия живых  организмов друг на друга);

-антропогенные  (все виды воздействия человека  и его деятельности на организм)

  Факторы воздействия по характеру воздействия: относительно – постоянные (состав атм.воздуха), в разной степени изменчивый.

  Изменения  экол.факторов бывают: регулярно периодические (колебания температуры по сезонам года), нерегулярно периодические, направленные на протяжении опр.времени.

  Воздействие среды на организм носит разнообразный  хар-р: как раздражители (изменение физиологии), изменение на биохим.уровне, как ограничители, как модификаторы, как сигнализаторы.

  6. Основные абиотические  факторы и значимость  их для живых  организмов. Воздействие  света на живые  организмы.

  Абиотические  факторы это свойства неживой природы, которые оказывают воздействие на живые организмы. К ним относят температуру, свет, естественное радиоактивное излучение, ветер, давление, влажность воздуха, соленость воды и другие. 

  Свет (солнеч.радиация).

  Свет  необходим и растениям, и животным. Для растений свет яв-ся необходимым  условием существования.

  Гелеофиты (светолюбивые) –сосна.

  Сцилофиты (тенелюбивые )

  Адаптация растений к улавливанию  света:

  -форма  и размер листа;

  -размер  хлоропластов (мелкие лучше улавливают  свет);

  -периодизм  развития;

  -простр.ориентация  листьев;

  -гелеонтропизм  – поворачивание стебля.

  Для животных свет является прежде всего  условием ориентации в пространстве.

  Животные  м.быть:   -дневные,  ночные, сумеречные, животные, которым свет не нужен (в  почве).

  Адаптация животных к улавливанию света:

  -суточный  ритм активности;

  -развитие  органов зрения;

  -биолюминесценция;

  -эхолокация (летучая мышь, дельфины);

  -термолокация.

  8. Основные среды  жизни и их характеристики. Наземно-воздушная  среда обитания  и адаптация живых  организмов к существованию  в данной среде. 

  Основные  среды жизни: -водная, - суша, - организменная, -почвенная.

  Наземно – воздушная среда  обитания.

  Плотность и давление. г/см.куб.

  Давление  воздуха ниже давления воды, поэтому  живые организмы суши должны иметь  опорно-двигательную систему мощную. Низкое давление воздуха обеспечивает более оптимальное условия передвижения.

  Давление  воздуха  с высотой  меняется  не так значительно, как в водной толще и на высоте 5,6 км.

  В целом наземные организмы могут  считать стенобатными организмами, которые не выносят резких колебаний  давления.

  Газовый состав, кислородный режим.

  Воздушную среду отличает стабильный кислородный  режим и газовый состав. Это  объясняется высокой диффузионной способностью с одной стороны, и  с другой стороны, постоянным перемешиванием и перемещением воздушных масс. Вследствие этого подавляющее большинство живых организмов наземно-воздушной среды являются стенооксибионтными видами.