Антропологические сукцессии.

ПРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ.

Глобальное потепление - общее повышение температуры на Земле, вызываемое скоплением в атмосфере парниковых газов, которые удерживают тепло у поверхности Земли.

Парниковый эффект - предполагаемое потепление климата на Планете в результате накопления в атмосфере "парниковых газов", пропускающих кратковременные солнечные лучи и препятствующие тепловому излучению с поверхности Земли.

Парниковые газы - это газы, вызывающие своим повышенным содержанием в атмосфере парниковый эффект.

Сущность парникового эффекта:

Атмосфера тем не менее скорее не охлаждается, а нагревается. Причина: грандиозные изменения, произведенные человеком. Человеческая деятельность становится все более важным фактором, влияющим на климатический баланс Земли. Причиной тому могут служить разные факторы, однако, многие ученые связывают это с парниковым эффектом.

В результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.

С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты.

Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").

Последствия парникового эффекта (отрицательные):

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.

4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:

а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;

б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.

6. Сократятся жилые земли.

7. Нарушится водосолевой баланс океанов.

8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.

9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Последствия парникового эффекта (положительные):

1.На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшится счета за отопление.

2. Увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах.

3. Увеличение концетрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.

Однако потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект.

Пути снижения воздействия парникового эффекта на состояние климата Земли:

Главную меру по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлива. Это означает, что необходимо:

- уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом;

- использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диоксида углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок, а также автомобильных выхлопов;

- повысить энергетический коэффициент полезного действия;

- требовать чтобы в новых домах использовались более эффективные системы отопления и охлаждения;

- увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии;

- существенно замедлить вырубку и деградацию лесных массивов;

- удалить с прибрежных территорий резервуары для хранения опасных веществ;

- расширить площади существующих заповедников и парков;

- создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления;

- выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия.

Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.

АВТОТРОФЫ И ГЕТЕРОТРОФЫ.

По способу питания живые организмы можно разделить на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы (от греческих слов autos - сам и trophe - пища) — живые организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических. Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов.

Автотрофных организмов классифицируют на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов.

Фототрофы - организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры, или источники электронов), называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза.

Хемотрофы - остальные организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров, или источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др.

Автотрофы используют неорганические источники для своего существования. Образуют органическую материю (фотосинтезирующие растения суши и воды, сине-зеленые водоросли, хемосинтез, бактерии).

Гетеротрофы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются органические вещества, произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты.

Гетеротрофы — питаемые другими. Организмы потребляющие только готовые органические вещества. Гетеротрофы потребляют мёртвую органику называемую сапротрофами:

а) сапрофиты (грибы, дрожжи, плесень);

б) сапрофаги (животные санитары, питающиеся трупами или гниющими остатками);

в) паразиты — организмы способные жить и развиваться внутри или на поверхности тела животного или растения

Функции у всех организмов разные:

1) Продуценты (создающий) создающее первичное органическое вещество, в котором питаются все остальные организмы

2) Консументы (потребляющий) организмы потребляющие органическое вещество

а) Растительноядные — коровы

б) Плотоядные

в) Всеядные

По порядкам четко распространяются лишь консументы, специализирующиеся лишь на одном виде пищи.

3 ) Редуценты (возвращающие) — организмы разлагающие мёртвое органическое вещество до минерального, то есть возвращение вещества в неживую природу.

В процессе питания на всех уровнях есть отходы и так как созданное органическое вещество должно превращаться в минеральное это возможно благодаря редуцентам (бактерии, грибы, микроорганизмы).

Детрит - остатки органических веществ всех звеньев(мелкие частицы).

Детритофаги — это организмы питающиеся детритом, в результате получаем взаимосвязный ряд трофических уровней (место каждого звена в цепи).

Главное свойство цепи питания передача вещества энергии с одного уровня на другой.

Пищевые цепи могут быть разные:

а) короткие (трава- заяц- леса)

б) длинные (трава насекомые лягушки змеи птицы)

в) неполные

БИОИНДИКАЦИЯ.

Биоиндикация – это оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов (растения, животные).

Основная задача: разработка методов и критериев, адекватно отражающих уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения.

Сущность: определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида.

Индикаторы - виды, которые позволяют выявить специфические особенности среды. Биоиндикация дает возможность судить об изменениях состояния среды и прогнозировать направление этих изменений.

Применение в экологии:

Биоиндикация используется в экологических исследованиях, как метод выявлення антропогенной нагрузки на биоценоз. Метод биоиндикаторов основан на исследовании воздействия изменяющихся экологических факторов на различные характеристики биологических объектов и систем. В качестве биоиндикаторов выбирают наиболее чувствительные к исследуемым факторам биологические системы или организмы. Изменения в поведении тест-объекта оценивают в сравнении с контрольными ситуациями, принятыми за эталон. Например, при оценке экологического состояния поверхностных вод в качестве биоиндикаторов используют наблюдение за поведением дафний, моллюсков, некоторых рыб и т.п.

Биоиндикация осуществляется на различных уровнях организации биосферы:

1) Макромолекулы

2) Клетки

3) Органа

4) Организма

5) Популяции

6) Биоценоза.

Совокупность действий:

1) выделение 1 или нескольких факторов среды

2) сбор полевых и экспериментальных данных

3) некоторым образом (например посредством визуального сравнения) делается сравнение и вывод об индикаторной значимости какого – либо вида или группы видов.

Назначение:

1) адекватно отражать уровень воздействия среды

2) диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ.

БИОСФЕРА И БИОЦЕНОЗ.

Биосфера – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты.

Владимир Иванович Вернадский – русский и советский ученый 20 века, занимавшийся в том числе исследовательской деятельностью в области биологии и экологии. Деятельность Вернадского оказала огромное влияние на развитие наук о Земле.

 

 

Биосфера охватывает:

1) Нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км)

2) Верхнюю часть литосферы (кора выветривания)

3) Всю гидросферу до глубинных слоев океана.

В. И. Вернадский отмечал, что «пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни».

На развитие жизни и границы биосферы оказывают влияние многие факторы:

1) Наличие кислорода

2) Углекислого газа

3) Воды в ее жидкой фазе.

4) Слишком высокие или низкие температуры.

5) Элементы минерального питания.

Современная или необиосфера - та часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящем.

Древние биосферы, относящиеся к палеобиосфере это безжизненное скопление вещества.

В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества:

1) Живое

2) Биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке)

3) Косное (образовавшееся вне жизни)

4) Биокосное (возникшее на стыке живого и неживого, например: почва)

5) Вещество в стадии радиоактивного распада

6) Рассеянные атомы

7) Вещество космического происхождения.

Сущность учения Вернадского:

1) Признает исключительную роль «живого вещества» преобразующий облик планеты.

2) Представление об организации биосферы, т е взаимные приспособления организма и среды

3) Представление о формах превращения вещества так называемая биогенная миграция атомов.

4) Представление о возникновение, о развитие растений в процессе длительной эволюции, в результате взаимодействия абиотических и биотических факторов.

Биоценоз – совокупность всех живых существ, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема, характеризующийся определенными отношениями между организмами и приспособлен к условиям окр. среды. Несмотря на то, что каждый биоценоз может состоять из 1000 видов растений и животных, большинство их играют незначительную роль и лишь несколько являются основными регулирующими функциями:

1) Размер

2) Численность

3) Образ жизни представителей

 

 

Биоценозы различают:

а) Водные

б) Наземные

в) Воздушные

БИОТОП И ЭКОСИСТЕМА.

Экосистема - единый естественный комплекс, образованный за длинный период живыми организмами и средой, в которой они существуют, и где все компоненты тесно связаны обменом веществ и энергии.

Выделяют экосистемы:

1) Микроэкосистемы (пенек с грибами, небольшое болото)

2) Мезоэкосистемы (участок леса, озеро, водохранилище)

3) Макроэкосистемы (континент, океан). Глобальной экосистемой является биосфера нашей планеты.

Различают экосистемы:

1) водные

2) наземные экосистемы.

При этом в одной природной зоне встречается множество сходных экосистем – или слитых в однородные комплексы или разделенных другими экосистемами.

Экосистема — это совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой посредством обмена веществом, энергией, информацией и сохранения устойчивости в течении длительного времени. (Впервые термин ввел Тэнсли в 1935 году).

Экосистема имеет 2 компонента:

1) Биотический (живой)

2) Среда обитания (не живой).

Между ними осуществляется взаимосвязь посредством обмена веществом, энергией, информацией.

Экосистема = среда обитания + экологические факторы + биотические факторы + биотическая структура (продуценты, консументы, редуценты).

Главные свойства экосистем:

1) Эмерджентность — свойства целого не равно сумме свойств его частей.

2) Непрерывность.

3) Эмерджентность возникает как в результате взаимодействия компонентов, а не как суммирование.

Биотоп или экотоп – абиотический компонент, существующих в каждой наземной экосистеме. Участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями;

Биотический компонент – сообщество.

Биоценоз – совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп.

Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме. Биоценоз очень трудно рассматривать отдельно от биотопа, поэтому вводят такое понятие, как биогеоценоз.

Биогеоценоз = (биотоп + биоценоз) - элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем. (Термин ввел В.Н.Сукачев).

Каждая экосистема имеет определенную функциональную структуру.

В каждую экосистему входят группы организмов разных видов, различимые по способу питания:

1) автотрофы (“самопитающиеся”)

2) гетеротрофы (“питающиеся другими”).

3) Консументы –потребители органического вещества живых организмов.

4) Дитритофаги, или сапрофаги, - организмы, питающиеся мертвым органическим веществом – остатками растений и животных.

5) Редуценты – бактерии и низшие грибы – завершают деструктивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложение органики до ее полной минерализации и возвращая в среду экосистемы последние порции двуокиси углерода, воды и минеральных элементов.

В природных экосистемах происходят постоянные изменения состояния популяций организмов. Они вызываются разными причинами:

1) Кратковременные – погодными условиями и биотическими воздействиями

2) Сезонные – большим годовым ходом температуры.

3) От года к году – различными случайными сочетаниями абиотических и биотических факторов.

Экосистема — весь комплекс совместно живущих на одной территории и связанных друг с другом разных видов.

Большие экосистемы рекурсивно включают в себя малые экосистемы. Так, самой большой системой является биосфера — экосистема нашей планеты. Биосфера включает в себя менее крупные экосистемы, те в свою очередь еще более мелкие и так далее.

Экосистема и Биогеоценоз являются взаимозаменяемыми понятиями.

В общем случае экосистема является сочетанием взаимодействующего биоценоза и биотопа. Биоценоз — совокупность фактров живой природы (солнечная энергия, продуценты, консументы, редуценты).

Биотоп — совокупность факторов неживой природы (территория + абиотические факторы: свет, вода, etc. + экотоп)

БИОЭКОЛОГИЯ.

Биоэкология - это экология в первоначальном понимании термина, то есть часть биологии, изучающая отношения организмов (особей, популяций, биоценозов и т.п.) между собой и окружающей средой. Вместе с тем - это биологическая основа (базис) современной экологии.

Структура современной биоэкологии (Н.Ф. Реймерсом 1994):

1) Системная экология - это совокупность научных дисциплин, исследующих взаимоотношения системных биологических структур (биотических систем) между собой и с окружающей их средой.

а) Эндоэкология:

- молекулярная экология (в т.ч. экологическая генетика);

- физиологическая экология (экология индивида).

б) Экзоэкология:

- аутоэкология (особей и организмов как представителей вида);

- демэкология (экология малых групп);

- популяционная экология;

- специоэкология (экология вида);

- синэкология (экология сообществ);

- биоценология (экология биоценозов);

- биогеоценология (учение об экосистемах различного иерархического уровня

организации);

- учение о биосфере (биосферология);

- экосферология (глобальная экология выходит за рамки биосферы, изучая всю

экосферу планеты как космического тела).

2) Экология систематических групп – рассматривает взаимосвязь организмов с окружающей средой в соответствии с крупнейшими систематическими категориями (экология амфибий, птиц, насекомых).

3) Эволюционная экология – рассматривает эволюцию видов в связи с факторами внешней среды.

4) Палеоэкология – изучает образ жизни и условия обитания вымерших организмов, их изменения в процессе исторического развития жизни на Земле.

Биоэкология при изучении взаимосвязей организмов окружающей среды предполагает биологический подход при оценке процессов и явлений и их последствий. Она изучает основные принципы строения и функционирования организмов и надорганизменных систем, их взаимоотношения между собой и со средой их обитания.

По уровням изучаемых биологических систем биоэкологию подразделяют на:

1. Ауэтэкология - взаимоотношения особей с внешней средой

2. Демэкология - естественные группировки организмов одного вида - популяции, т.е. элементарные надорганизменные макросистемы.

3. Эйдэкология – экология видов.

4. Синэкология - экология сообществ изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, пути формирования и развития биоценозов, их структуру и динамику, взаимодействие с факторами среды, энергетику, продуктивность и другие особенности.

ВИДОВАЯ ЭВОЛЮЦИЯ.

Эволюция — процесс развития, состоящий из постепенных изменений, без резких скачков (в противовес революции). Чаще всего, говоря об эволюции, имеют ввиду биологическую эволюцию.

Биологическая эволюция — необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Биологическая эволюция изучается эволюционной биологией.

Существует несколько теорий. Общее для всех - ныне живущие формы жизни являются потомками других форм жизни, существовавших ранее Эволюционные теории отличаются объяснением механизмов эволюции. В данный момент наиболее распространённой является т.н. синтетическая теория эволюции, являющаяся развитием теории Дарвина.

Гены, которые передаются потомству, в результате выражения образуют сумму признаков организма (фенотип). При воспроизведении организмов у их потомков появляются новые или изменённые признаки, которые возникают в результате мутации или при переносе генов между популяциями или даже видами. У видов, которые размножаются половым путём, новые комбинации генов возникают при генетической рекомбинации. Эволюция происходит, когда наследственные различия становятся более частыми или редкими в популяции.

Эволюционная биология изучает эволюционные процессы и выдвигает теории для объяснения их причин. Изучение окаменелостей и разнообразия видов живых организмов к середине XIX века убедило большинство учёных, что виды изменяются с течением времени. Однако механизм этих изменений оставался неясен до публикации в 1859 году книги Происхождение видов английского учёного Чарльза Дарвина о естественном отборе как движущей силе эволюции. Теория Дарвина и Уоллеса, в конечном итоге, была принята научным сообществом. В 30-х годах прошлого века идея дарвиновского естественного отбора была объединена с законами Менделя, которые сформировали основу синтетической теории эволюции (СТЭ). СТЭ позволила объяснить связь субстрата эволюции (гены) и механизма эволюции (естественный отбор).

ГЕТЕРОТИПИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.

Гетеротипические реакции - это взаимоотношения между особями разных видов.

Влияние может быть:

1) нейтральным

2) Подходящим

3) Неблагоприятным.

Отсюда типы взаимоотношений могут быть последующими:

1) Нейтрализм - оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого воздействия.

2) Конкуренция - каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие. Виды конкурируют в поисках еды, укрытия, мест кладки яиц и т. п. Оба вида называют конкурирующими.

3) + Мутуализм - симбиотические взаимоотношения, когда оба сожительствующих вида извлекают обоюдную пользу.

4) + Протокооперация (практически: первичное сотрудничество) - простой тип симбиотических связей. При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не непременно для них, т.е. не является непременным условием выживания видов (популяций).

5) + Симбиоз — неразделимые взаимополезные связи двух видов, предполагающие обязательное тесное сожительство организмов, иногда даже с элементами паразитизма.

6) Сотрудничество - оба вида образуют сообщество. Оно не является неотклонимым, так как каждый вид может существовать отдельно, изолированно, но жизнь в сообществе им обоим приносит пользу.


7) Комменсализм (дословно - "питание вместе за одним столом") - взаимоотношения видов, при которых один из партнеров получает пользу, не нанося вред другому.

8) Нахлебничество — потребление остатков пищи хозяина, например взаимоотношения акул с рыбами-прилипалами.

9) Сотрапезничество — потребление разных веществ или частей их одного и того же ресурса. Например, взаимоотношения между различными видами почвенных бактерий-сапрофитов, перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных остатков, и высшими растениями, которые потребляют образовавшиеся при этом минеральные соли.

10) Квартирантство — использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища.

11) Амменсализм - тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде обитания один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.


12) Паразитизм - это форма взаимоотношений меж видами, при которой организмы одного вида (паразита, пользователя) живут за счет питательных веществ или тканей организма другого вида (владельца) в течение определённого времени. Хозяевами, как и паразитами, могут быть и животные, и растения.


13) Хищничество - таковой тип отношений, при котором представители 1-го вида поедают (уничтожают) представителей другого, т. е. организмы 1-го вида служат пищей для другого.

ГОМЕОСТАЗ ЭКОСИСТЕМЫ.

Гомеостаз экосистемы – (от греч. homoios — подобный, одинаковый, и stasis — состояние)- способность экосистемы к авторегуляции при изменении условий среды. Гомеостаз экосистемы возникает в результате взаимодействия круговоротов веществ и потоков энергии, а также сигналов "обратной связи" от субсистем.

Гомеостаз — способность экосистемы к саморегуляции, т.е. способность сохранять равновесие.

В основе гомеостаза лежит принцип обратной связи:

1) Отрицательный (уменьшается отклонение от нормы)

2) Положительный (увеличивается отклонение от нормы)

Поддерживать гомеостаз возможно в пределе отрицательной обратной связи. В любой экосистеме, где существуют пищевые цепи, есть определённые каналы передачи информации: химические, генетические, энергетические и др. Стабильность сообщества определяется количеством связей в трофической пирамиде. Сбалансированность экологического круговорота и уравновешенность экосистем обеспечивается механизмом обратной связи: управляющий компонент получает информацию от управляемого и соответственным образом вносит коррективы в дальнейший процесс управления. Пример олени-волки. Возникновение помех — нарушение обратных связей. Сильные помехи — гибель экосистем. Помехи: частичные (ядохимикаты, отстрел животных, вылов рыбы); предельные — разрушают экосистему (уничтожение основного трофического уровня).

Гомеостатическое плато — область в пределе которой экосистема способна сохранять свою устойчивость несмотря на стрессовые влияния.

Выделяют два типа стабильности:

1) Резистентная устойчивость — способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменными свою структуру и функцию (калифорнийский лес из секвойи довольно устойчив к пожарам, так как для этих деревьев характерна толстая кора и другие адаптации, но если он все же сгорит, то восстанавливается очень медленно или вовсе не восстанавливается);

2) Упругая устойчивость — способность системы восстанавливаться после того, как ее структура и функция были нарушены (калифорнийские заросли чаппараля очень легко выгорают, но быстро восстанавливаются за несколько лет). Как правило, при благоприятных физических условиях среды экосистемы в большей степени проявляют резистентную, а не упругую устойчивость, а в изменчивых физических условиях наблюдается прямо противоположное.

Гомеостатические механизмы функционируют в определенных пределах, за которыми может произойти гибель экосистемы, если будет невозможна дополнительная адаптация.

ГОМОТИПИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.

Гомотипические реакции - взаимодействия между особями одного вида. Жизнедеятельность животных и расте­ний при совместном обитании в значительной степени зависит от численности и плотности популяции. В связи с этим большое эколо­гическое значение имеют явления, связанные с так называемыми эффектами группы и массы.

Эффект группы - это влияние группы как таковой и числа ин­дивидуумов в группе на поведение, физиологию, развитие и раз­множение особей, вызванное восприятием присутствия особей сво­его вида через органы чувств.

Многие насекомые (сверчки, тараканы, саранчовые и др.) в группе имеют более интенсивный, чем при жизни поодиночке, мета­болизм, быстрее растут и созревают. Баклан ~ главный производи­тель гуано в Перу, может существовать лишь при условии, если в его колониях насчитывается не менее 10 000 особей и на 1м² прихо­дится 3 гнезда. При совместной жизни легче искать и добывать пи­щу, а также защиться от врагов. Объединенные в стаю волки спо­собны убивать добычу более крупных размеров, чем действуя в одиночку. Бизоны, мускусные быки и другие жвачные успешнее обороняются от хищников, если они объединены в стада.

Нередко эффект группы проявляется уже при совместном су­ществовании двух животных. Он может приводить не только к поло­жительным, но и к отрицательным результатам. Например, рост го­ловастиков в группе замедляется. Как правило, при небольшой чис­ленности группы преобладают положительные эффекты, а при из­быточной плотности животных доминируют отрицательные явления. Так, в перенаселенных группах домовых мышей падает плодови­тость и даже совсем прекращается размножение. У мучного хрущака при высокой плотности популяции намного увеличивается доля бес­плодных яиц.

Групповой эффект наиболее ярко выражается при наличии у животных явления фазности. т, е. способности вида существовать одновременно в двух формах - в форме одиночных особей и в форме групп. Эффект группы на­глядно виден у мигрирующих саранчовых, которые при изолированном воспи­тании представляют собой одиночную фазу (солитария), окрашенную в зеле­ный цвет. а при скученном воспитании возникает стадная фаза (грегария), от­личающаяся контрастными черными пятнами на оранжевом или светло-коричневом основном фоне.

Эффект массы - в отличие от эффекта группы не связан с вос­приятием особями одного вида присутствия друг друга. Он вызыва­ется изменениями в среде обитания, происходящими при увеличе­нии численности особей и плотности популяции. Как правило, эф­фект массы отрицательно сказывается на плодовитости, скорости роста, длительности жизни животных. Например, при развитии попу­ляции мучного хрущака в муке постоянно накапливаются экскремен­ты, линочные шкурки, что приводит к ухудшению муки как среды обитания. Это вызывает падение плодовитости и повышение смерт­ности в популяции жуков.

В природе эффекты группы и массы далеко не всегда легко различить, поскольку они нередко проявляются одновременно. Ис­ключительно важную роль играют групповые и массовые эффекты в динамике численности популяций, выступая в ряду так называемых зависящих от плотности факторов, которые регулируют численность популяции по принципу обратной связи.

Принцип Олли: для каждого вида существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции. Как перена­селенность. так и недоселенность (или отсутствие агрегации) могут оказывать неблагоприятное влияние. Это положение подтверждено многочисленными наблюдениями и экспериментами. Известно, например, что для успешного выживания стадо слонов должно состоять по крайней мере из 25 особей, а стадо северного оленя - минимум из 300 голов. Гнездящиеся совместно чай­ки и другие птицы часто не могут успешно размножаться, если колония слиш­ком мала. Однако и очень большая численность группы для них оказывается неблагоприятной. Таким образом, действие принципа Олли объясняется со­вместным влиянием эффектов группы и массы.

Внутривидовая конкуренция -«борьба за существование»,т. е. борьба за возможность выжить, для чего необхо­дима энергия, получаемая растениями в виде солнечного света, а животными в виде различных пищевых материалов. Поэтому в борь­бе за овладение источниками энергии происходит напряженная кон­куренция, возникает соперничество между особями одного вида. В отношении всех видов конкуренции существует правило: чем более совпадают потребности конкурентов, тем острее конкуренция. Сле­довательно, внутривидовая конкуренция острее межвидовой, конку­ренция между особями одной популяции острее, чем между особя­ми разных популяций, и т. д. Победивший в конкурентной борьбе имеет возможность оставить потомство, а следовательно, передать свои гены по наследству. Уступивший в конкурентной борьбе поги­бает или, точнее, элиминируется.

Различают две основные формы конкуренции:

1) Прямую - или интерференция, осуществляется путем прямого влияния особей друг на друга, например, при агрес­сивных столкновениях между животными или при выделении токси­нов (аллелопатия) у растений и микроорганизмов. Интерференция у животных не обязательно заключается во взаимной агрессивности. Она может возникать, например, когда одни животные своим пове­дением лишают других доступа к пище, укрытиям, к местам для размножения и т- д.

2) Кос­венную - не предполагает непосредственного взаимодействия между особями. Она происходит опосредованно через потребление разными животными одного и того же ресурса, который обязательно должен быть ограниченным. Поэтому такую конкуренцию обычно называют эксплуатационной. В качестве при­чины, вызывающей конкуренцию, может выступать любой лимитиро­ванный ресурс, а также места для размножения, укрытия и т.д., При эксплуатационной конкуренции преимущество получают животные, способные быстрее и эффективнее использовать ресурсы, являю­щиеся предметом конкуренции, и уменьшать их количество, доста­ющееся другим животным.

ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ.

Закон Толерантности - лимитирующий фактор процветания организма может быть как минимумом, так и максимумом экологического фактора, диапазон между которыми определя6ет пределы толерантности организма к данному фактору. Организм может иметь широкие границы устойчивости в отношении одного фактора и узкие в отношении другого.
Организм с широкими границами по большинству экологических факторов обычно широко распространен (например, воробей). Если условия по одному фактору не оптимальны, то может снизиться предел устойчивости к другому экологическому фактору (например, при низком содержании азота в почве снижается засухоустойчивость злаков).

ЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ.