Биологические основы Экологии

Основные понятия и предмет исследования.

Экология- наука, изучающая отношения организмов с окружающей средой.

«В идеале она стремиться раскрыть и познать всё многообразие взаимосвязей между населяющими нашу планету животными, растениями и средой их обитания. Естественно, эта наука далека от решения такой задачи. К тому же существует сомнение, можно ли её решить вообще» (Ф. Дрё, 1976, Экология).

Термин «экология «впервые ввёл знаменитый немецкий учёный Эрнст Геккель (1834-1919) в 1866 г. в своём основном труде «Всеобщая морфология», образовав от двух греческих слов «oicos») –дом, и «logos»-наука, т.е. наука о местообитании.

Чисто экологические исследования начали появляться в начале ХХ в.в., а в последние десятилетия получили громадный размах. Огромное значение экологии поняли лишь недавно.

Долгое время человек нещадно эксплуатировал природу, считая, что она неистощима и, что его действия только улучшают её. Это - примитивное представление, распространённое среди малочисленных народов, лишенных мощных средств воздействия на природу, а мы это представление унаследовали.

Использование природных богатств человеком осуществлялось, к сожалению, при полном незнании законов природы. Поэтому оно часто приводило к тяжелым и непоправимым последствиям.

Для того, чтобы правильно строить взаимоотношения с природой, человек должен знать её законы и не нарушать их, Отсюда внимание к экологии.

Поскольку природная среда очень сложна, то приходится выделить несколько её уровней, по принципу «от простого - к сложному». В соответствии с этими уровнями экология делится на несколько разделов.

Структура экологии

 

4-х мерная структура, соответствующая различным уровням биологической организации.

I- организм

II-популяция

III-сообщество, ассоциация, экосистема

IV-совокупность экосистем

Соответственно в экологии выделяются:

аутэкология

популяционная экология - экология вида.

синэкология(sun-***) или факторная экология,

глобальная экология

 

АУТЭКОЛОГИЯ - (от англ. –aut-вне)- изучает взаимодействие отдельных представителей одного, как бы «изолированного вида» с окружающей средой.

Т.е. она изучает влияние совокупности экологических факторов на один организм, или на один вид организмов, и ответные реакции организма на действие этих факторов, как будто бы вокруг других видов не существует. (Т.е. первоначально изучаются отдельные особи вида, а затем особи в составе популяции таких особей, т.е. мы будем иметь дело не с одиночкой, типа Робинзона Крузо, а члена однородного общества. (Естественно, его окружающая среда измениться, особи вступают во взаимоотношения с такими же особями и начинают размножаться).

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Абиотические - факторы неживой природы.

Могут быть физические (t, влажность, давление, свет…) и химические (состав подземных вод, состав почвы, газовый состав атмосферы и т.д.)

2. Биотические - факторы, обусловленные живой природой, совокупность влияний, оказываемых на организм жизнедеятельностью других организмов.

Непосредственно живое окружение организма составляет его БИОТИЧЕСКУЮ среду.

Представители каждого вида способны жить только в определенной биотической среде, где связи обеспечивают нормальные условия жизни

3. Антропогенные факторы – связаны с деятельностью как отдельного человека, так и общества в целом.

Популяционная экология

Популяционная экология изучает влияние экологических факторов на популяцию (совокупность особей одного вида) в течение ряда поколений, населяющих определенное пространство объединенных взаимным скрещиванием ( панмиксией), имеющих сложившиеся внутренние и внешние пространственные и пищевые связи.

Т е на каждую отдельную особь действуют абиотические факторы, биотические, но в целом взаимодействия внутри популяции отличаются от поведения отдельно взятых особей, тут появляются иные проблемы, одни из наиболее важных – демографические, социальные и др.

Популяция – (от франц. population – население)– это материальная форма существования вида. Каждый вид популяции имеет присущие ему характеристики, как качественные, так и количественные. Основные: численность и плотность, тесно связанные с рождаемостью и смертностью, определяющие в конечном счете баланс численности. В популяциях животных эти показатели зависят от эмиграции и иммиграции (миграции). Миграции обеспечивают убыль и пополнение популяций перемещения в пространстве. Для существования популяции большое значение имеет: возрастной состав, продолжительность жизни, период достижения половой зрелости и способность к размножению.

Каждому виду растительных и животных популяций присущи: оптимальная плотность, отклонение от которой отрицательно сказывается на жизнедеятельности отдельных особей и состояния популяции в целом. Например, резкое увеличение численности свойственно некоторым грызунам, насекомым и растениям.

Т о важнейшей задачей популяционной экологии является изучение условий формирования популяций, их возрастной, половой структуры др. показателей и свойств.

Синэкология

Синэкология (греч. sun – вместе) или биоценология – изучает сообщества, ассоциации и популяции различных видов животных, растений и видов организмов, образующих биоценоз (греч. bios – жизнь, koinos – общий).

Биоценоз – это (организованная) группа популяций растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определенного объема пространства. Биоценозы представляют собой исторически сложившееся сообщество организмов и являются частью более общего природного комплекса. Любой биоценоз занимает определенный участок абиотической среды биотоп (от греч. topos – место). Биотоп – это пространство с относительно однородными условиями, заселенное определенным сообществом организмов.

Биогеоценоз (родоначальник направления В. Н. Сукачев) – совокупность определенных абиотических (физических) компонентов природных явлений (атмосферы, горной породы, растительного и животного мира, микроорганизмов, почвы, гидрогеологических условий, взаимодействующих между собой и имеющих определенный тип обмена веществом и энергией в ограниченном объеме пространства).

 

Биогеоценоз Складывается из: 1) фитоценоза – устойчивые сообщества растительных организмов.

2) зооценоза – совокупность взаимосвязанных видов животных.

3)микробиоценоза – сообщества микроорганизмов.

4) почвенных условий (эдафотопов).

5) климотопов.(климатических условий)

6) геотопов (геологических условий).

Биогеоценоз представляет собой взаимодействие неорганических неживых (косных) и живых (биотических) компонентов.

В современной литературе вместо термина «биогеоценоз» используется понятие «экосистема».

Биоценоз и биотоп рассматриваются, как два элемента, образующих более или менее устойчивую экологическую систему. Она относительно стабильна во времени и открыта в термодинамическом отношении.

Т.Е. ЭКОСИСТЕМА - взаимосвязанная единая функциональная совокупность организмов и абиотической среды.

Биогеоценоз и экосистема - сходные понятия, но биогеоценоз рассматривают, как систему, всегда имеющую определённые границы (часто ограниченные границами фитоценоза), что конечно относительно.

Например, конкретное болотные, лесные, луговые и т.д. Экосистема - может охватывать пространство любых размеров(безразмерная), более ёмкое понятие.

Например, это может быть муравейник, город, аквариум, планета, даже Солнечная система и т.д.

Таким образом, мы подошли к понятию ГЛОБАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ.

ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ - занимается изучением взаимодействий экосистем (биогеоценозов), образующих биосферу Земли, или глобальную экосистему.

Экология наука будущего, и возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от её прогресса. Экология может приносить пользу и в теоретическом и практическом отношениях.

С её помощью можно не только предсказывать угрожающие нам катастрофы, но, что гораздо более трудно, определять, какие меры можно предпринять в тех случаях, когда беда уже пришла в результате необдуманного воздействия на природу