Тема 1. История, предмет, структура и задачи экологии.

Тема 1. История, предмет, структура и задачи экологии.

Цель: Ознакомиться с основными этапами становления и развития экологии, ее структурой и задачами.

 

1.1. История экологии.

1.1.1.Формирование естественно-исторических представлений в древнем мире, средневековье и 16-18 столетиях.

1.1.2.Развитие экологического направления в 19 столетии.

1.1.3.Развитие экологии в первой половине 20 века.

1.1.4.Развитие эклогии во второй половине 20-начале 21 века.

2. Предмет и структура экологии.

3. Задачи экологии.

4. Экология в системе наук.

5. Методы экологических исследований.

 

История экологии.

 

Формирование естественно-исторических представлений в древнем мире, средневековье и 16-18 столетиях.

 

Термин «экология» (от греческого слова «oicos» - дом, жилище и «logos» - наука, учение; в буквальном смысле - наука о местообитании) предложил известный немецкий естествоиспытатель Э. Геккель в 1866 г. в работе «Всеобщая морфология организмов». Однако элементами экологических знаний человечество владело уже с первых шагов своего становления, так как, только зная места обитания растений и животных, их биологию, первобытный человек (собиратель, рыболов, охотник) мог выжить. Эти и приобретенные позднее знания описательного харак тера, впоследствии были зафиксированы в древних египетских, индусских, китаи ских, а затем греческих и римских письменных источниках. Вместе с тем, в трудах античных ученых имеется ряд важных по тому времени обобщений. Так Аристотель (384-322г. до н.э.) классифицировал всех известных ему животных (около 500 видов) по среде обитания, способам передвижения, питания; его ученик Теофраст (384-280 г. до н.э.) заложил основы классификации жизненных форм растений, выделив деревья, кустарники травы; римлянин Плиний Старший (23-79 г.н.э.) в «Естественной истории» обобщил все известные к тому времени сведения о растениях и животных. Этими трудами заканчивается первый этап истории экологии - этап первичного накопления и систематизации сведений о растительном и жи вотном мире, видах, имевших важное значение в практике земледелия и животноводчества основных очагов цивилизации.

Из средневековых источников наиболее популярна «Энциклопедия природы» Альберта Великого», «Зеркало природы» и «Канон врачебной науки», в которых основное внимание было уделено лекарственным растениям, хотя в целом открытия этой эпохи, даже важнейшие, оказывались мало кому известными и быстро забывались.

Качественно новый этап в систематизации и обобщении экологических материалов, собранных в течении столетий в различных (в т.ч. новых, описанных во время Великих географических открытий) регионах заложен трудами К. Геснера (1516-1565), У. Альдрованди (1522-1605), Дж. Рея (1623-1705) и ряда других есте ствоиспытателей эпохи Возрождения. В 17-18 веках сведения экологического характера, подтверждающие зависимость распространения, особенностей строения и образа жизни от климатических условий и других «внешних обстоятельств» составляли уже значительную часть в работах многих натуралистов, в том числе российских – С.П. Крашенинникова (1713-1755), И.И. Лепехина (1740-105), П.С. Палласа (1741-1811) и других.

В это же время начато более подробное изучение образа жизни отдельных групп животных (Реамюр - насекомых), влияния отдельных факторов среды на живые организмы (Р. Бойль - низкого давления) и взаимодействия организмов друг с другом (А. Левенгук - пищевые цепи); много таких сведений дала и практика сельского хозяйства. Обобщение накопленных материалов было проведено крупнейшими естествоиспытателями того времени – Ж. Бюффоном в «Естественной истории», К. Вильденовым в «Основах травоведения» и К. Линнеем в «Экономии природы» и «Общественном устройстве природы».

 

Важнейшие задачи экологии.

 

Важнейшими задачами, стоящими пред современной экологией является изучение:

- экологических механизмов адаптации организмов к окружающей среде;

- механизмов регуляции численности популяции, что позволяет разрабатывать мероприятия по управлению численностью вредителей сельского и лесного хозяйства, переносчиков болезней человека и животных, промысловых и разводимых видов;

- продукционных процессов, в т.ч. фотосинтеза и образование вторичной продукции;

-устойчивости природных и антропогенных сообществ;

-оздоровление ландшафтов и восстановление нарушенных экосистем;

Основными проблемами прикладной экологии, ориентированной на природопользование,являются:

- разработка теории взаимодействия природы и общества;

- разработка экологической политики и стратегии ресурсосберегающего развития экономики;

- предупреждение и преодоление кризисных ситуаций.

 

Экология в системе наук.

Как уже отмечалось, экология относится к фундаментальным биологическим наукам, изучающим взаимоотношения организмов между собой и окружающей средой. Однако, поскольку некоторые аспекты этих отношений изучаются и другими науками, то они между собой определенным образом связаны. Наиболее тесные связи существуют между экологией (с одной стороны) и физиологией и морфологией (с другой), поскольку адаптации организмов и их популяций имеют физиологический или морфологический характер. Тесно связаны с экологией также:

- систематика (экологический критерий видов);

- генетика (роль факторов среды в сохранении и распространении генетических изменений);

- географические дисциплины (условия существования);

- геология (особенно геохимия);

- химия;

- другие науки естественного цикла;

- ряд общественных наук (социология).

Сейчас экологические принципы постепенно пронизывают все более широкий круг проблем и экология в целом становится теоретической основой рационального природопользования.

Окружающая среда человека.

 

Окружающая человека среда включает элементы неживой природы, затем живую при- роду, а также множество факторов, связанных с жизнью и деятельностью самого человека. Человек по-разному влияет на окружающую среду:

- как живое существо, которое питается, дышит, занимает определенное пространство (антропическое влияние);

- как часть производительных сил (антропогенное влияние).

По направленности воздействия бывают случайными или непреднамеренными и преднамерен ными, которые осуществляются с определенной целью. По характеру воздействие бывает пря мым или непосредственным и косвенным или опосредованным, которое обычно проявляется в изменении условий существования организмов. В пос ледние десятилетия оно значительно превышает масштабы прямого воздействия.

Основными видами вмешательства человека в экологические процессы являются:

- упрощение экосистем и разрыв биологических циклов;

- введение в экосистему новых видов;

- появление генетических изменений в организмах растений, животных и человека;

- увеличение массы отходов от различных производств. (по Б. Коммонеру, 1974).

По масштабам преобразования окружающую среду человека обычно подразделяют на:

- слабо трансформированную;

- квазиприродную, включающую преобразованные человеком природные ландшафты, поля, сады, другие агроценозы, отличительной особенностью которых является неспособность к самоподдержанию;

- артеприродную - техногенную среду населенных мест с искусственным окружением людей.

По масштабам окружающую человека среду делят на:

- ближайшую, включающую жилые и другие искусственные сооружения, семью, соседей и коллектив, где человек проводит 60-90% всей жизни;

- ближнюю, включающую среду населенных пунктов, их зеленые зоны, окружение земляков;

- дальнюю или региональную, обеспечивающую людей условиями для труда, продовольстви ем, условиями для отдыха и восстановления здоровья, окружение родного этноса;

- глобальную, включающую весь земной шар.

Характерной особенностью нашего времени является интенсификация и глобализация воздействия человека на окружающую среду. Если на первых этапах своего становления чело век находился с окружающей средой в тесном единстве, то позднее, став охотником, а затем земледельцем и животноводом, он вступил на путь разрыва с природой и его отношения с ней стали чреваты опасностью локальных и региональных кризисов. Вообще накопливается все больше данных о то, что древние цивилизации гибли не только от нашествия завоевателей, но и от собственных экологических трудностей, с которыми не смогли справиться. Новым фактором обострения экологического положения стало развитие индустриализации, в результате которой мы оказались на пороге экологического кризиса. В итоге, если раньше локальные и региональ ные кризисы могли привести даже к гибели какой-либо цивилизации, но они не могли остано вить прогресс рода человеческого в целом, то теперешняя экологическая ситуация чревата гло бальной экологической катастрофой, поскольку современный человек разрушает механизмы функционирования биосферы в планетарном масштабе. Именно это обстоятельство позволяет говорить о наличии глобального экологического кризиса и угрозе экологической катастрофы.

 

Общая характеристика.

 

Водная среда является той средой, где возникла и более 3 млрд. лет развивается жизнь. Она сыграла важную роль в геологической истории Земли и сейчас определяет ее важнейшие параметры, выполняя тем самым важную экологическую роль. Она выполняет и важную социально-экономическую функцию, поскольку является обязательным компонентом всех технологических процессов и объем ее потребления служит своеобразным показателем уровня разви тия общества(человек каменного века потреблял около 10 л в сутки, в Римском государстве - до 70 л, столько же сейчас потребляется в развивающихся странах, в развитых странах уровень потребления составляет в среднем 320 л, а в отдельных случаях доходит до 700 л в сутки).

Общее количество воды на планете оценивается в 1,5- 2,5 млдр. куб. км. В действитель ности она занимает около 75% поверхности планеты, в т.ч. 71% занимают моря и океаны и бо лее 4% поверхностные воды(реки, озера, ледники); она обнаруживается в толще земли, содер жится и в атмосфере (до 3%). Большая часть воды - 96,5% сосредоточена в морях и океанах, 1,75%- в реках, озерах, ледниках, чуть меньше приходится на подземные воды. Большая часть воды соленая, а на долю пресной воды приходится лишь 2,1-2,53% (28-30 км3).

Вместе с тем все виды природных вод тесно связаны и это единство обеспечивается ее круговоротом, движущей силой которого является энергия Солнца и сила тяжести.

 

Почва как среда жизни.

4.2.1. Почвы, их состав и свойства.

4.2.2. Почва как среда обитания.

 

Почвы, их состав и свойства

Почва по определению В.В.Докучаева это наружный слой горных пород измененный под влиянием воды, воздуха и различных организмов

Любую почву можно рассматривать как гетерогенную, многофазную систему, состоящую из твердой (минеральные и органические компоненты), жидкой (почвенный раствор) и газообразной (почвенный воздух) фаз. Твердая часть почвы включает минеральные и органические вещества. Минеральные вещества по дисперсности делят на две группы:

- с диаметром частиц более 0,001 мм (обломки пород, минералов и минеральные новообразования);

- с диаметром частиц менее 0,001 мм (частицы выветривания глинистых минералов).

В состав минеральной части почвы входят кремний, алюминий, железо, калий, натрий, магний, кальций, фосфор, сера и другие элементы, которые в основном находятся в виде оксидов или солей угольной, серной, фосфорной, соляной и других кислот.

Органический компонент почв представлен гумусовыми веществами, образующимися в результате превращений органических остатков, поступающих в почву после отмирания растений и животных. Биологическая составляющая представлена зелеными растениями, микроорганизмами и животными. В формировании плодородия важная роль принадлежит почвенным микроорганизмам. Гумусовые вещества содержат водород, углерод, кислород, серу, азот и фосфор. Многие из них растворены в почвенной влаге, заполняющей часть пор, а в остальной части пор находится воздух, который в верхних слоях в основном состоит из азота(78-86 %), кислорода (11-21 %) и углекислого газа (0,3-8,0 %).

В настоящее время почва рассматривается как саморазвивающаяся система, обеспечивающая круговорот веществ в природе.

 

Почва как среда обитания

 

Почва (эдафический фактор) является второй жизненной средой нашей планеты, которая сформировалась в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием гидросферы, атмосферы живых и мертвых организмов. Сейчас она выполняет ряд глобальных функций:

- она является средой обитания множества живых организмов, выполняя

тем самым своеобразную информационную и санитарную роль;

- она является своеобразным регулятором взаимодействия геологического и биологического круговоротов веществ в биосфере, поскольку обеспечивает взаимодействие растений, микроорганизмов и животных;

- благодаря «плодородию» она обеспечивает существование человечества и его социальную эволюциию.

Как среда обитания, почва представляет сложную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Это, по мнению М.С.Гилярова, дает основание предполагать, что она явилась той средой, через которую первоначально водные обитатели смогли перейти к наземному образу жизни. Твердую часть образуют в основном минеральные компоненты (размеры частиц до 3мм), соотношение которых определяет механический состав, структуру, пористость, воздухо- и водопроницаемость, а также воздушный, водный и температурный режим. Помимо неживых компонентов в почве располагаются корни наземных растений, обитает много крупных и «мириады» мелких и мельчайших животных. В круговороте веществ в почве растения выполняют роль продуцентов, образующих органическое вещество. Животные производят механическое и биохимическое разрушение его (фитофаги, хищники, сапрофаги, копрофаги). Микроорганизмы синтезируют и разлагают почвенный гумус. Всю совокупность живущих в почве организмов называют эдафоном. По этой причине В.И.Вернадский отнес почву к особым биокосным телам природы, тем самым подчеркивая насыщенность ее жизнью и неразрывную связь ее неорганических компонентов с живыми.

Вместе с тем, почва далеко не однородна, что резче всего проявляется в ее вертикальном расчленении на горизонты (А, В, С) и более дробные слои. Многообразие материнских пород и разнообразие условий привели к формированию более 100 генетических типов почв, из которых на территории России важнейшими являются черноземы, каштановые, подзолистые, серые лесные, пойменные, каждый из которых отличается структурой, содержанием гумуса, температурным режимом, влажностью и рядом других показателей. Отмеченная неоднородность почвы приводит к тому, что для различных организмов она выступает, как разная среда. По степени связи со средой почвенные организмы объединяют в следующие экологические группы:

- геобионты, постоянно обитающие в почве;

- геофилы, у которых лишь часть цикла развития протекает в почве;

- геоксены, которые иногда укрываются в почве.

С учетом роли животных в почвообразовательных процессах и их размеров, обитателей почвы делят на:

-микрофауну - основное звено детритной цепи питания (2-5 - 10-15 мкм);

-мезофауну - членистоногие и почвенные нематоды (до 2-3 мм);

- макрофауна и мегафауну - крупные виды.

Помимо постоянных обитателей почвы иногда выделяют особые группы обитателей нор, псаммофилов (населяют сыпучие пески), галофилов(обитателей засоленных почв) и некоторые другие.

Растения по отношению к почве делят на:

- эутрофы - заселяют плодородные почвы;

- олиготрофы - обитатели малоплодородных почв;

- мезотрофы - растения с промежуточными признаками.

Ряд групп выделяют по отношению к содержанию некоторых элементов (нитрофиты, кальцефиты и т.д.), ионов (ацидофилы, базифилы, нитрофилы) или грунтов (петрофиты, псамофиты, галофиты).

 

4.3. Наземно - воздушная среда.

4.3.1. Общая характеристика наземно-воздушной среды.

4.3.2. Солнечное излучение и его роль и в жизни наземных организмов.

4.3.3. Влияние температуры на живые организмы и специфика теплообмена растений и животных.

4.3.4. Роль влажности в жизни наземных организмов и адаптации наземных растений и животных к водному режиму

4.3.5. Совместное действие температуры и влажности

4.3 .1. Общая характеристика наземно-воздушной среды

В процессе эволюции биосферы наземно-воздушная среда была освоена живыми организмами значительно познее водной. Это обусловлено тем, что выход на сушу потребовал значительной перестройки организации растений и животных, приспособление их в жизни в газообразной среде с низкой плотностью,с высоким содержанием О2, высокой интенсивностью освещения, занчительными колебаниями температуры и влажности в зависимости от географического положения, сезона и времени суток.

Низкая плотность и, как следствие, незначительное подъемная сила вздуха, потребовали развитие механических тканей у растений и твердого (реже гидростатического) скелета у животных. Малая подъемная сила воздуха привела к тому,что по размерам и массе наземные организмы уступают водны. В то же время малая плотность воздуха и низкая сопротивляемость позволила почти 75% всех наземных животных приспособиться к активному полету или пассивному перемещению подвижных воздушных массах. Ветер является и своебразным формообразующим фактором - придает флагообразную форму деревьям, элиминирует плохих летунов.

Сейчас важнейшие экологические особенности нашей планеты определяются наличием и свойствами ее газовой оболочки атмосферы. Считается, что она формировалась с 4 этапа из газов, выделенных при формировании планеты, под влиянием солнечного излучения, химических реакций между ее компанентам и пародами, деятельностью живых организмов. В настоящее время атмосфера имеет слоистую сферическую структуру, которая в основном определяется особенностью вертикального распредения температур (термическая структура).Обычно в ней выделяют следующие слои:

- тропосферу(tropos - поворот), простирающиеся до высоты 7-18 км и включающую около 80% всей массы воздуха. Здесь наблюдается перепад температур от +70 до - ;

- стратосферу (stratos- слой), которая простирается до 50-55 км и отличается повышением температуры у верней границы до + ;

- мезосферу, которая простирается до 80 км. с температурой от плюс +10 до - ; здесь образуются серебристые облака:

- ионосферу, простирающуюеся до 800 - 1300 км. Отличается высокой ионизацией газов, резкими колебаниями магнитного поля (бури) и полярным сиянием, температура изменяется от - ;

- экзосферу – сферу утечки Н2 и Не, образующих вокруг земли корону до 10-20 тыс.км. Каждая из них отличается определенным сочетанием физических и химических факторов, среди которых наиболее значимы солнечное излучение, температура, влажность и химический состав. Наиболее ярко их комплексное воздействие проявляется в тропосфере.

 

4.3.2. Солнечное излучение и его роль в жизни наземных организмов.

 

Солнечное излучение поступает на Землю в виде элементарных частиц разной длины волны, сумманая энергия которого составляет 2 кал/ .мин (солнечная постоянная). Из общего количества 42% радиации отражается в космическое пространство, 15% поглощается атмосферой и лишь 43% достигает земной поверхности (в т.ч. 27% прямая и 16% рассеянная). Наибольшее значение имеют:

-электромагнитны волны (волны Герца), влияющие на ориентированные способности насекомых, червей, птиц;

-лучи Рентгена, в больших дозах нарушающие функции важнейших систем жизнеобеспечения, а в малых вызывают мутации в генофонде;

-ультрафиолетовые лучи, способствуют образованию защитных пигментов в коже и провитамина Д, обладают бактерицидным действием;

-инфракрасные лучи, влияющие на ход окислительных процессов и двигательные реакции;

-видимые лучи (около 50% всего спектра). Наибольшее значение они имеют для растений, поскольку влияют на образование хлорофилла, обеспечивают фотосинтез, синтез белков и нуклеиновых кислот, влияют на ростовые процессы, оказывают формообразующее воздействие, определяют сроки цветения, плодоношения и других фенологических явлений. Однако разные части видимого спектра влияют неодинакого. Так, растения, поглощающие красные и оранжевые лучи, располагаются обычно на открытых участках, а в лесу занимают верхние ярусы; улавливающие зеленые и желтые лучи – занимают низшие ярусы (в тени).

Разная продолжительность освещенности в различных природных зонах определила формирование длиннодневных видов (обитателей высоких и умеренных широт) и короткодневных (обитателей низких широт). Ряд адаптаций выработался и по отношению к световому режиму. По их совокупности выделяют растения:

- светолюбивые (гелиофиты), населяющие открытые места. Отличаются приземистостью, сильным ветвлением, розеточностью, листья фотосинтетической способностью;

- тенелюбивые (сциофиты)- антиподы первых;

- теневыносливые, с промежуточными признаками (это большинство растений наших лесов).

Для животных свет имеет меньшее, главным образом, информационное значение (облегчает поиск пищи, половых партнеров, обеспечивает избегание врагов, ориентацию в пространстве). Однако полнота зрительного восприятия у них неодинакова, а зависит от эволюционного уровня группы и образа жизни конкретных видов. В процессе эволюции различные животные приспосабливались к освещению определенной длительности (длинно- и короткодневные), в условиях слабой (ночные, сумеречные – фотофобы) или сильной освещенности (дневные – фотофилы). Отношение к освещенности влияет и на распространение животных. Так в высоких и умеренных широтах очнь мало ночных видов, а в тропиках количество дневных и ночных видов примерно одинаково. В то же время, ночные животные в условиях длинного дня менее плодовиты. Суточные и сезонные смены освещенности и общего количества света (фотопериодизм) определяют так же чередование периодов покоя и активности животных и ряд связанных с ними циклических биологических явлений (размножения, линьки, миграций). Световой режим здесь выступает в роли сигнального фактора, своеобразного механизма, включающего ряд физиологических процессов и внутренние биологические часы.

 

Суточные и циркадные ритмы.

 

Периодическое изменение освещенности Земли, вызываемое ее вращением вокруг своей оси привело к формированию суточной ритмики, обнаруженной у самых различных организмов - от одноклеточных до человека включительно. Так у растений фотосинтез идет только в светлое время суток. К определенному времени суток приурочены также открывания и закрывания цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания и некоторые другие; у животных ряд видов активны днем, другие в ночные часы; у человека известно около 100 физиологических процессов, затронуты суточной периодичностью, в том числе сон и бодрствование, изменение температуры, ритма сердечных сокращений, глубины и чистоты дыхания, мышечной и умственной работоспособности и т.д.

Сходная картина наблюдается и у многих животных, причем она чаще всего (обычно) проявляется в изменении активности. По смене периодов сна и подрствования животных делят на дневных, сумеречных, ночных и активных круглосуточно (периоды активности приблизительно одинаковые как днем, так и ночью, чередуется с короткими периодами покоя). Такой ритм называют полифазным. Он наблюдается у ряда хищных, насекомоядных (землеройки) и др.

Суточный ритм четко прослеживается и в жизни обитателей крупных водных систем в виде вертикальных миграций - днем вглубь, ночью - к поверхности. Это особенно хорошо проявляется у зоопланктонных форм и питающихся ими более крупных животных.

У многих животных суточная периодичность не сопровождается существенными отклонениями физиологических функций, а проявляются в основном в изменениях двигательной активности, что отражается на количестве потребляемого О2, изменении отношения к температуре, влаж ности и целому ряду других факторов.

Однако очень резкие изменения при этом наблюдаются лишь у небольшого числа видов. Наиболее яркие примеры резких физиологических сдвигов в течении суток дают летучие мыши. Днем они ведут себя как типичные хладнокровные животные - т.е. температура тела их лишь немногим превышает температуру среды, возбудимость органов чувств резко понижена и чтобы взлететь потревоженой мыши требуется некоторое время на разогрев тела. Вечером и ночью - это настоящие теплокровные животные с активными и точными движениями, быстрой реакцией на добычу, врагов и т.п.

Как отмечалось, режим суточной активности представляет собой приспособление ко многим факторам внешней среды – температуре, влажности, ветру, осадкам, освещенности, условиям добывания пищи и т.д. Поэтому с изменениями этих факторов периоды активности могут сдвигаться в ту или иную сторону. Так, например, пустынные грызуны, большие песчанки весной и осенью деятельны все светлую часть суток, летом максимум активности проявляется лишь в утренние и вечерние часы: а в жару они отсиживаются в норах. Далее - в пасмурные дни могут совсем не открываться корзинки одуванчика, не работают т.н. цветочные часы (освещенность).

Однако среди всех факторов наибольшее значение в силу свей устойчивости имеет световой режим. Именно он служит основным фактором – сигналом, регулирующим суточную ритмику. Вместе с тем при полном постоянстве внешних условий (t, влажность и т.д.) у многих видов длительное время сохраняются циклы близкие по периоду к суточному. У дрозофил такой ритм отмечался в течении десятков поколений. Очевидно, живые организмы, в процессе эволюции приспосабливаясь к колебаниям внешней среды настраивали свои физиологические процессы соответственно этим изменениям. Это происходило в основном под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и Звездам, которые накладываясь друг на друга воспринимались живыми организмами как ритмика близкая, но не точно соответствующая 24-часобому периоду. Эти ритмы закрепились эндогенно (т.е. в генофонде) и получили название циркадные, т.е. приближающиеся к суточному ритму.

Наличие циркадных ритмов доказано и у человека, причем массой опытов, проведенных в самых различных условиях - в пещерах, герметических камерах, подводных лодках и других местах, где влияние внешних условий практически исключалось. Вместе с тем эти ответы показали, что даже у близких людей, например, членов одной семьи, ритмы могут отличаться и отличия эти в значительной степени обусловлены особенностями их нервной системы.

Невольно встает вопрос - имеют ли эти ритмы какое- нибудь значение для организма и если имеют, то какое? Наличие циркадных ритмов обуславливает определенный стереотип поведения в постоянных условиях, а это облегчает в значительной степени существование организмов при определенных суточных изменениях среды.

Вместе с тем при расселении животных и растений в условия с иной ритмикой дня и ночи этот ритм может оказаться неблагоприятным, ограничивающим фактором. У большинства же видов перестройка циркадного ритма возможна, хотя происходит не сразу, а захватывают несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиологическом состоянии организма. Например, если мы перелетим в Петропавловск- Камчатский, то наш организм первое время будет функционировать по старой ритмике, т.е. со смещением на 7 часов. Затем начнется перестроика, сопровождаемая повышением усталости, недомоганием, желание спать днем и бодрствовать ночью. Этот период может продолжаться до двух недель. Закончилась командировка, вы возвращаетесь домой и здесь начинается то же самое. Десинхронизация ритма представляет и важную медицинскую проблему при организации ночной и сменной работы людей очень многих профессий.

 

Жизненные формы растений.

Жизненные формы животных.

Они также многообразны, как и у растений. Наиболее принятой у зооэкологов является классификация, предложенная Д.Н. Кашкаровым (1945) и частично уточненная последующими зоологами. Однако, эта система охватывает лишь часть животных и не отражает всех особенностей строения организмов в связи с жизнью в условиях той или иной среды обитания.

Итак, по Д.Н.Кашкарову (1945) выделяются следующие основные типы жизненных форм:

1.Плавающие – водные

1. Чисто водные (нектон, планктон, бентос);

2.Полуводные (ныряющие, неныряющие и добывающие пищу из воды.

3.Роющие формы (абсолютные и относительные землерои);

4. Наземные формы:

- не делающие нор (бегающие, прыгающие, ползающие),

- делающие норы (бегающие, прыгающие ползающие),

3. Животные скал.

4. Древесные лазающие формы (не сходящие с деревьев, наземно-древесные);

5. Воздушные формы (добывающие пищу в воздухе и высматривающие ее с воздуха).

Нетрудно заметить, что основным исходным или определяющим признаком при выделении крупных групп является среда обитания, по которым выделяют наземных, подземных, древесных, воздушных и водных. При выделении более мелких групп учитывают характер передвижения или особенности поступательного движения. Поэтому у наземных млекопитающих выделяют передвигающие с помощью ходьбы, бега и прыжков, что хорошо проявляется в их внешнем облике. Так прыгающие животные (тушканчики, кенгуру) отличаются компактным телом с удлиненными задними и укороченными передними конечностями. У них сильно развиты мышцы разгибатели спины, увеличивающие мощность толчка; длинный хвост играет роль балансира и руля, который позволяет резко изменять направление движения. У сидящих животных он служит дополнительной точкой опоры. Кроме этих общих адаптивных признаков, каждый вид отличается деталями внешнего строения в зависимости от экологической специфики.

Четкая приуроченность к определенным типам местообитаний и характер передвижения при добывании пищи проявляется и у птиц. Их по среде обитания разделяют на древесных, открытых пространств суши, болот, отмелей и водных пространств. По способу добывания пищи выделяют добывающих пищу с помощью лазания (дятлы), добывающих пищу в полете на открытых пространствах (стрижи), в лесах (совы), над водой (трубконосые), кормящиеся при передвижении по земле на открытых пространствах, лесные, на болотах и отмелях, добывающие пищу с помощью плавания и ныряния.

У рыб адаптации ярче всего проявляются в форме тела:

стреловидная (сарганы), торпедовидная (тунцы, скумбрия), лещевидная, камбаловидная, змеевидная (угорь), лентовидная (сельдяной король), сплющенная в дорзо-вентральном направлении (скат), шаровидная и некоторые другие.

Богатством жизненных форм отличаются и насекомые. По В.В.Яхонтову (1969) среди них выделяют следующие основные группы жизненных форм:

- геобионты - обитатели почвы,

- эпигеобионты - обитатели открытых участков почвы,

- герпетобионты, живущие среди остатков на поверхности почвы под опавшей листвой,

- хортобионты - обитатели травяного покрова,

- тамно- и дендробионты - обитатели кустарников и деревьев,

- ксилобионты - обитатели древесины,

- гидробионты- водные насекомые.

В свою очередь в каждой из этих основных групп выделяют более мелкие. Среди эпигеобионтов, например, можно отметить эремобионтов, обитающих на поверхности глинистых почв, псаммобионтов - на песках, петробионтов - на каменистых участках и т.д. В конкретных систематических группах есть и свои специфические особенности, которые также находят отражение в жизненных формах. Так, жизненные формы мелких почвенных членистоногих выделяются по приуроченности их к определенным слоям почвенного профиля, так как с глубиной меняется весь комплекс условий обитании - размеры полостей, освещенность, режим температуры, влажность и т.д. Жизненная форма организма может изменяться и в процессе индивидуального развития. Например, бабочки и другие насекомые с полным превращением в процессе развития проходят через стадии яйца, гусеницы (личинки) и куколки (взрослей особи).

Сходные жизненные формы встречаются в сходных условиях жизни в разных зоогеографических областях и на разных материках и по встречам тех или иных представителей жизненных форм можно оценить (определить) специфику местообитаний, структуру и своеобразие условий жизни в них. Выясняя соотношение разных жизненных форм в тех или иных районах, модно получить картину действия условий среды, экологическую емкость местообитаний.

Тема 7. Человек в экосфере.

Тема 1. История, предмет, структура и задачи экологии.

Цель: Ознакомиться с основными этапами становления и развития экологии, ее структурой и задачами.

 

1.1. История экологии.

1.1.1.Формирование естественно-исторических представлений в древнем мире, средневековье и 16-18 столетиях.

1.1.2.Развитие экологического направления в 19 столетии.

1.1.3.Развитие экологии в первой половине 20 века.

1.1.4.Развитие эклогии во второй половине 20-начале 21 века.

2. Предмет и структура экологии.

3. Задачи экологии.

4. Экология в системе наук.

5. Методы экологических исследований.

 

История экологии.