Температурные адаптации теплокровных животных

Согласно правилу К. Бергмана, если два близких вида теплокровных отличаются размерами, то более крупный обитает в более холодном, а мелкий — в теплом климате.

Д. Аллен (правило Аллена) в 1877 г. подметил, что у многих млекопитающих и птиц северного полушария относительные размеры конечностей и различных выступающих частей тела (хвостов, ушей, клювов) увеличиваются к югу. Терморегуляционное значение отдельных участков тела далеко не равноценно. Выступающие части имеют большую относительную поверхность, которая выгодна в условиях жаркого климата.

 

Экологические группы растений по отношению к воде:

Гидатофиты — это водные растения, целиком или почти целиком погру­женные в воду. Среди них — цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы.

Гидрофиты — это растения наземно-водные, частично погружен­ные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. У гидрофитов есть эпидермис с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.

Гигрофиты — наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Теневые гигрофиты — это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат мно­го свободной и малосвязанной воды. Обводненность тканей достигает 80% и более.При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть

Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых суб­тропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умереного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравно­го широкотравья, растения заливных и не слишком сухих сухо­дольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений.

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют- приспособления, позволяющие добывать воду при ее не­достатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны ре­гулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, стеей, жестоколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарос­лей, песчаных дюн и сухих сильно нагреваемых склонов.

Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.

Суккуленты — сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Стеблевые суккуленты — кактусы, стапелии, кактусовидные молочаи; листовые суккуленты—алоэ, агавы, молодило, очитки.

Склерофиты — это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку.

Биотические факторы

Биотическими факторами называется совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие (коакции). К ним относят пищу, внутривидовые и межвидовые отношения.

Взаимодействия делятся на две группы: между особями одного и того же вида (гомотипические реакции) и между особями разных видов (гетеротипические реакции)

А. ГОМОТИПИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

1. Групповой эффект (объединение а группы)

2. Массовый эффект (вследствие перенаселенности среды)

3. Внутривидовая конкуренция (охранемые участки, охотничья территория и иерархические отношения у животных; изменение морфологических особенностей растений при конкуренции за свет и воду, конкуренция материнского полога с подростом – опыты Фрике, и др.)

4. Территориальность (аллелопатия у растений, феромоны и механизмы разобщения у животных (пение птиц, мечение территории)

Б. ГЕТЕРОТИПИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

1. Нейтрализм

2. Конкуренция

3. Симбиоз (мутуализм как облигатный симбиоз)

4. Сотрудничество (как необлигатный симбиоз)

5. Комменсализм (распространение моллюсками водорослей, животными – семян растений, насекомыми – растительных клещей)

6. Аменсализм – угнетение роста и развития конкурентов (фитонциды растений, пеницилиум

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ

• Статические характеристики популяции: численность, плотность, структура (возрастная, половая, пространственная, этологическая).

• Типы распределения особей в пространстве и статистические методы их распознавания. Типы использования территории.

• 1. Интенсивный тип. Оседлые животные. Участки обитания и их типы. Формы "индивидуализации" территории. Механизмы интеграции особей.

• 2. Экстенсивный тип. Кочевые животные. Преимущества группового образа жизни. Механизмы, определяющие пространственную структуру стада (стаи).
Этологическая структура.

• Доминирование и иерархия оседлых видов. Ранговые физиологические отличия. Иерархия в стадах и стаях. Внутристадные группировки - структурная основа управляемости стада. Физиологические механизмы формирования и поддержания структуры взаимоотношений в популяции. Типы соотношений пространственной и этологической структуры популяций позвоночных животных. Эффект группы. Массовый эффект.

• Половая структура. Соотношение полов. Экологические различия полов.
Возрастная структура. Причины, определяющие возрастной состав популяции. Возрастная структура популяций животных, способы ее выражения. Экологические различия возрастных групп.
Структура фитопопуляций. Популяционная структура видов растений.

• Ареал и местообитание. Виды ареалов и типы местообитаний. Причины изменчивости ареалов.

• Динамические характеристики популяции:

• рождаемость, смертность, иммиграция, скорость роста популяции. Типы кривых выживания – распределение смертности по возрастам. Статические таблицы выживания. Возрастная таблица плодовитости. Расчет ожидаемой продолжительности жизни.
Типы роста популяций. Условия экспоненциального и логистического (S-образного) роста численности. Предельная численность, емкость среды, сопротивление среды.

Сообщества (биоценозы) и экосистемы

Характеристики и функционирование

1. Пространственная структура биоценоза (ярусность и мозаичность)
2. Трофическая структура биоценоза(пищевые цепи, экологические пирамиды)
3. Видовая структура биоценоза (биоразнообразие, частота, встречаемость)
4. Регуляция и экологическое дублирование в биоценозе
5. Продуктивность экосистем
6. Сукцессия и гомеостаз экосистем
7. Малый (биологический) круговорот элементов в экосистемах
8. Термодинамика экосистем и законы их функционирования
9. Принципы эксплуатации экосистем Человечеством

 

Видовой состав биоценозов

1. В биоценозе существует столько видов, сколько необходимо для максимальной утилизации приходящей энергии и обеспечения круговорота веществ
2. Экологическое дублирование заключается в том, что при исчезновении или уничтожении вида живого в рамках одного уровня экологической пирамиды - его заменяет другой функционально анологичный. Замена происходит по схеме: мелкий сменяет крупного, эволюционно ниже организованный – более высокоорганизованного, более гинетически изменчивый – менее генетически изменчивого. В условиях антропогенного пресса крупные виды исчезают раньше, чем их сменят мелкие; всегда побеждают те, кто легче и быстрее изменяется, в том числе генетически.
3. Число видов в составе географических зон и биоценозов относительно постоянно, это число всегда стремится к неоходимому и достаточному максимуму.
4. Частота и обилие видов – количественные оценки при биологических исследованиях.
5. Доминирование – не выражается количественно. В лесных сообществах за доминирующий вид принимается преобладающая порода. Часто используют бальные оценки от 1 (минимум) до 5 (максимум).
6. 6. Виды – Эдификаторы (средообразователи). Эдификатор может быть доминантом.
7. 7. Верность – очень важный показатель для типологии и классификации биоценозов и экосистем. Указывает, что данный вид действительно принадлежит данному биоценозу:
8. 7.1. Характерные виды, их не более 5-10% от общего числа видов не менее 40-50% от общего количества особей. К ним относятся и виды-эдификаторы и выды-индикаторы.
9. 7.2. Преферентные виды – встречаются в нескольких смежных биоценозах, но предпочитают один из них, из 1/3 (33%) как от числа видов, та и от числа особей.
10. 7.3.Индеферентные виды – способны существовать в разных биоценозах с равным успехом (виды-убиквисты, виды – космополиты)

 

• Биологическое равновесие (гомеостаз) экосистем

• В устойчивой экосистеме каждое нарушение должно компенсироваться встречным процессом. Биологические (экологические) системы тем стабильнее во времени и пространстве, чем они сложнее. Иначе говоря, стабильность сообщества определяется числом связей между видами в трофической цепи.

• Та область, в пределах которой механизмы отрицательной обратной связи способны, несмотря на стрессовые воздействия, сохранить устойчивость системы, хотя и в измененном виде, называют гомеостатическим плато. Воздействия, при которых компенсаторные регуляторы оказываются не в силах сохранить гомеостатичность системы, наблюдаются, как правило, при резких антропогенных или естественных воздействиях на структурно упрощенные искусственные системы, например на объекты сельского хозяйства. В последнем случае человек сам вынужден брать на себя компенса­цию нарушений, выполнять роль регулятора, осуществляя, в частности, за­щиту культур от вредителей и болезней.