Енергетичний баланс організму

Лекція 2

 

Метод спостереження — застосовується для всіх рівнів організації і розділів екології.

Метод експерименту:

· однофакторні — контролюється один фактор

· двофакторний — контролюється 2 фактори

· багатофакторний — більше 3-х.

Через експеримент визначають вплив деякого фактора і межі толерантності певного виду до різних значень цього фактору.

 

Метод моделювання — отримання тотожньої оригіналу моделі шляхом спрощення.

Моделі:

1) Натурні (аналогові, реальні) — спрощена модель (акваріум).

2) Знакові: вербальні, математичні..

 

 

Вступ до спеціальності

Лекція 4

· Метод спостереження

· Експеримент

· Метод моделювання - шляхом спрощення процесу який відбуваєтьсяя в природі отримати модель, яку можна було б вивчати. Вдало, якщо модель на 70% відповідає реальності.

· Аналогові (реальні) - акваріум

· Знакові - Вербальні, графічні моделі.

Математичні моделі:

Розрізняють на

· Аналітичні - такі моделі, де оператор(ознака) відомий в аналітичній формі.

· Чисельні (імітаційні) -

Розділяють на чотири пари:

1. Дискретні - неперервні

Дискретна модель - значення параметру відомі через певні проміжки часу.

Неперервна - значення відоме в будь який момент часу.

2. Детерміновані - стохастичні

Стохастична модель - не знаємо як веде себе об'єкт, але знаємо результат

Детерміновані - не знаємо результату, але знаємо теперішній стан.

3. Точкові - просторові

Точкові - параметри у просторі невідомі

Просторові - параметри просторі відомі

4. Статичні - динамічні

Статичні - фіксується стан об'єкту в даний момент

Динамічні - аналіз об'єкту через різні проміжки часу

Для моделювання надскладних систем використовують математичні моделі.

Після моделювання, зворотній процес вивчення відомих властивостей і поведінки моделі називається інтерпритацією моделі.

Лекція 5

Рівні організації живого

· Рівень біотичних угруповань

· Популяції

· Організм - носій живого на планеті

· Органи - мають функціональну роль, при їх взаємодії працює організм

· Клітини -

· Молекулярно-генетичний рівень

Редукціоністський підхід, системний підхід.

 

Біотичні компоненти:

+

Абіотичні компоненти: речовина, енергія

=

Біоситеми: генетичні системи, клітинні системи, системи органів, організменні системи, популяційні системи, екосистеми.

Система - сукупність взаємодіючих чи взаємозв'язаних компонентів чи елементів, об'єднаних у функціональну цілісну єдність.

Біосистема - сукупність живих, взаємозв'язаних складових, компонентів чи елементів об'єднаних в функціональну цілісну єдність. Біосистеми є відкритими, відносно стійкими системами, існування яких можливо лише за умов постійного обміну речовиною, енергією та інформацією з навколишнім середовищем, і яким притаманні здатність до гомеостазу, розвиток і самовідновлення(відтворення собі подібних).

Елементарною еволюційна одиниця - популяція.

Найменша одиниця для якої можливе самовідновлення - організм

Самовідновлення - основна ознака біосферного рівня.

Замість біотичних систем, краще б було назвати Функціональними системами, а замість екосистем біоценотичні системи.

Організменні системи, популяційні системи, біоценотичні системи - біосистеми. Клітинні організми як виключення.

Біоценотична система + біотоп = екосистема

Біосистеми розділяються:

Жорсткі (сильні) - організменні системи. Реагують миттєво.

Корпускулярні (слабкі) - надорганізменні системи. Реагують повільно, через те, що зв'язки між підсистемами слабкі. Часто реагують зміною структури.

 

 

Принцип емержентності - при переході з нижнього рівня на вищій, з'являються нові ознаки, які не є сумою складових нижчого рівня.

Дисперсія - відхилення від середнього значення.

Функціональні групи

• Продуцентів
• Консументів
• Редуцентів

 

Середовища існування живих організмів та пристосування до їх умов.

· Пристосування - здатність організмів змінювати свої параметри пристосування до умов навколишнього середовища.

· Адаптації - сукупність біохімічних, фізіологічних, поведінкових особливостей певного виду що забезпечує існування в певному середовищі. Процес вироблення певних пристосувань до способу життя. Еволюційно закріплене пристосування записане в генотипі(сукупність генів особини). Існують певні норми реакції.

Загальні адаптації пристосування до життя в загальних зонах середовища

Спеціальні адаптації - пристосування до специфічних форм життя.

· Аклімація - пристосування живих організмів до штучно створених умов, або умов, в яких він звично не живе. Реалізується в межах норми реакції особини.

Кожна популяція певного виду в процесі самовідтворення збільшує свою щільність і починає розширювати межі поширення. Знаходять біотопи в яких вони можуть жити і вселяється в нього. Вселення.

· Акліматизація - якщо в процесі вселення відбулась зміна параметрів. Застосовується тільки до групи особин.

· Інтродукція - штучне переселення живих організмів.

Якщо група особини вселилась і не змінює свої параметрів пристосування до нового біотопу то процес вселення закінчується натуралізауією.

Процес розходження двох популяцій називається дивергенцією. Після цього процесу види вже не здатні схрещуватися і починається утворення нового виду.

 

Джерела енергії

· Сонячна промениста енергія 90%

· Радіоактивний розпад

· Електрична енергія

Підтримує — ресурси (речовина у всій багатоманістності, органічна речовина, мінерали, соняна теплова енергія). Організм по мірі росту і розвитку займає певний простір. Час теж виступає як специфічний ресурс який фіксує зміну станів інших ресурсів. 2. Пригнічує — ретарданти

Будь-який фактор може виступати для різних організмів і ресурсом і ретардантом.

Еврибіонти — широкий діапазон толерантності

Стенобіонти — вузький

Субоптимальні і зона оптимуму складають зону активної життєдіяльності. Організм може реалізувати свій життєвий цикл.

оптимум — преферендум

Субоптимуми.

В зоні активної діяльності — ресурси

В зонах пригнічення — ретарданти

Поза зонами пригнічення — вражаючі фактори

Правило мінімуму Лібіха

Мічшерліх — правило сукупної дії факторів (правило фізіологічної взаємодії) — продуктивність рослини може лімітуватися не тільки тим чинником яких є в мінімумі, але сукупністю факторів.

Принцип толерантності Шелфорда.

Лібіх плюс Шелфорд, Мітшерліх — закон лімітуючих факторів

Лекція 15.11.13

Системи класифікації екологічних чинників.

За наслідками дії на живі організми доцільно класифікувати екологічні факторна ресурси і ретараданти.

Продукти обміну організму є ретардантами.

Явище Алелопатії(грунтовтома).

Коліни — хімічні речовини, продукти обміну які інгібують(пригнічують) життєдіяльність рослини які їх виділяють. Можуть бути нейтральними для одних інших видів рослин, а для других бути ретардантами.

Алелопатія — наука про хімічну взаємодію рослин.

В якості трансформаторів(переробники ретардантів на ресурси) можуть виражатися фізичні, хімічні явища, живі організми. На цей процес необхідний певний час, проте в випадку живих організмів його величина значно менша.

Біотичне угруповання є угрупованням яке здатне переробляти продукти життєдіяльності інших і таким чином підтримувати стаціонарний стан.

Життєві цикли організмів

Життєвий цикл це сукупність усіх подій що відбуваються з організмом протягом онтогенезу включаючи усі фази розвитку. Включає особливості росту, диференціювання, розмноження і тд.

Тривалість життєвого циклу визначається кількістю генерацій або поколінь що розвиваються протягом року. Залежить також від розмірів особини.

Життєвий цикл Може простежуватися як на одному онтогенезі так і на декількох.

У тарганів немає лялечки.

Прямий розвиток — розвиток без метаморфоз

Непрямий розвиток — з метаморфозами (пуголовок-жаба).

Гідроїдні поліпи, попилиці, нижчі рослини— характерні декілька онтогенезів (від яйця до яйця). Яйце-плавунок-сифіструн-ефідра-медуза.

Яйце- самка засновниця -мігрнїанти -пилоноски самці і самки які відкладають яйця.

Лекція

Лекція

Вода і вологість як екологічний фактор, вода як середовище існування організмів.

Всі біохімічні реакції проходять у водному розчині.

Ксероморфози.

Ксероморфизм (от греч. xērós — сухой и morphē — образ, форма, вид), морфолого-анатомические особенности, присущие растениям ксерофитам — обитателям засушливых мест: уменьшение листовой поверхности, мелкоклетность, большое число мелких устьиц, густая сеть жилок, наличие на листьях волосков, воскового налёта, погруженных устьиц. Часто К. связан с утерей листьев и заменой их фотосинтезирующими стеблями — кладодиями или колючками (например, у кактуса).

 

Лекція 27.11.13

Лекція 29.11.13

Температурний режим

Грунт характеризується паганою теплопровідністю.

Добові екстемуми на глибині вже 10 см нівелюються.

На глибині до 1м екстримальні значенні які спостерігають на поверхні спізнюються на місяць.

На глибині 5 м три місяці.

Тварини можуть знаходити для себе комфортні умови пересуваючись у грунті.

Вологість грунту.

Біотичні чинники

Біотичні фактори— один організм впливає на інший організм, як внутрішньопопуляційна взаємодія через конкуренцію.

Взаємодія на рівні організмів різних видів. Заєць вовк.

Розрізняють типи взаємодій між організмами різних видів.

1. Трофічні

2. Фабричні — повязані з гіздобудуванням

3. Топічні — коли різні види живих організмів використовують одне і те саме місце мешкання.

4. Форичні — перенесення у просторі одних організмів іншими.

 

1попул/2попул	+	-
+	++	+-	+0
-	-+	--	-0
	0+	0-

 

Шість типів взаємодії.

Факультативний — необов'язковий.

Облігатний — обов'язковий. ++лишайники

Мутуалізм — взаємодія бобових і азотфіксуючих бактерій

+- паразитизм і хижацтво

+0 коменсалізм. Акула, риба прилипала. Пташка звила гніздо на дереві.

-- конкуренція. Інтерференційна — безпосередня конкуренція видів.

-0 Аменсалізм

00 нейтралізм

 

Паразитизм

· Факультативний

· Облігатний

 

Живлення як складова біотичних взаємовідносин.

При взаємодії між консументами першого порядку в далі по трофічному ланцюгу спостерігають біотичні взаємовідносини.

Корм як ресурс, особливості живлення організмів.

Кожен вид живих організмів, навіть продуценти, продукують органічні речовини різних складів.

Співвідношення і скалд органічної речовин між автотрофними і гетеротрофними

За співвідношенням молекул азоту і вуглецю то вони різняться в автотрофних і гетеротрофних організмів.

Автотрофи 20-40 карбону на один азот

Гетеротрофи 8-10 на одну молекулу азоту

У консументів першого порядку в посліді багато С

Целюлаза — дозволяє живитися рослинною їжею

У організмів тракт яких не виділяє целюлазу є симбіонти гриби які дозволяють жвитися автотрофам.

В консументів першого порядку дуже довгий кишковий тракт для перетравлення рослинної їжі.

Тварини за шириною спектру живлення

• Монофаги — живляться одним видом корму, представниками одного виду
• Олігофаги — близько спорідненими видами. Менш залежать від одного виду. Для правильного перетравлювання підбирають схожих жертв, більш ефективно використовують корм.
• Поліфаги — багато видів живих організмів. Менш залежать від одного чи декількох видів, проте ефективність перетравлювання у них нижча.
• Пантофаги — живляться «всеядные»

За типом живлення:

• Органофаги — живляться органами
• Сампрофагія — живлення мертвою органічною речовиною
• Паразити — виїдають клітини.

 

Стратегії здобування корму організмами:

• Консументи першого порядку — потрібно багато пересуватися. Зазвичай монофаги здатні до активного пересування в просторі.

Поліфаги здатні живитися на невеликій площі.

• Активні хижаки — переміщуються в просторі. Леви, гепарди. Треба витратити багато зусиль. Для того, щоб знайти і схопити жертву. Адаптації с хижацький зуб, кігті, дзьоб.
• Засадники — пітон, удав. Менше витрачають енергії, але якщо чисельність жертви незначна, то жертва може не з'явитися.
• Хижацтво — прогресивний тип. Розвинена нервова система.

 

Лекція.

Популяції. Просторово-часова організація популяцій

Популяція відноситься до біосистем надорганізменного рівня. Здатність до гомеостазу, ріст і розвиткок, самовідтворення.

Популяція — надорганізменна біосистема є корпоскулярною (гомеостаз регулюється не відразу, а з часом через структурні перебудови)

Популяція — сукупність особин одного виду, яка займає певний фізичній простір, і виконує певну функцію

Просторова структура популяції. Основні типи розподілу особин популяції.

1) випадкова

2) рівномірна

3) груповий/агрегаційний

 

Екологічне значення територіальності.

Індивідуальні ділянки які не перекриваються називаються територією.

Територіальність характерна для організмів, в певних фазах життєвого циклу, мають залежність від віку і статевої ознаки. для молодих особин птахів не характерна територіальність, для дорослих характерна територіальність.прсторовий розподіл може змінювати свій характер. Розподіли змінюються підчас популяцій.

Лекція 2

 

Метод спостереження — застосовується для всіх рівнів організації і розділів екології.

Метод експерименту:

· однофакторні — контролюється один фактор

· двофакторний — контролюється 2 фактори

· багатофакторний — більше 3-х.

Через експеримент визначають вплив деякого фактора і межі толерантності певного виду до різних значень цього фактору.

 

Метод моделювання — отримання тотожньої оригіналу моделі шляхом спрощення.

Моделі:

1) Натурні (аналогові, реальні) — спрощена модель (акваріум).

2) Знакові: вербальні, математичні..

 

 

Вступ до спеціальності

Лекція 4

· Метод спостереження

· Експеримент

· Метод моделювання - шляхом спрощення процесу який відбуваєтьсяя в природі отримати модель, яку можна було б вивчати. Вдало, якщо модель на 70% відповідає реальності.

· Аналогові (реальні) - акваріум

· Знакові - Вербальні, графічні моделі.

Математичні моделі:

Розрізняють на

· Аналітичні - такі моделі, де оператор(ознака) відомий в аналітичній формі.

· Чисельні (імітаційні) -

Розділяють на чотири пари:

1. Дискретні - неперервні

Дискретна модель - значення параметру відомі через певні проміжки часу.

Неперервна - значення відоме в будь який момент часу.

2. Детерміновані - стохастичні

Стохастична модель - не знаємо як веде себе об'єкт, але знаємо результат

Детерміновані - не знаємо результату, але знаємо теперішній стан.

3. Точкові - просторові

Точкові - параметри у просторі невідомі

Просторові - параметри просторі відомі

4. Статичні - динамічні

Статичні - фіксується стан об'єкту в даний момент

Динамічні - аналіз об'єкту через різні проміжки часу

Для моделювання надскладних систем використовують математичні моделі.

Після моделювання, зворотній процес вивчення відомих властивостей і поведінки моделі називається інтерпритацією моделі.

Лекція 5

Рівні організації живого

· Рівень біотичних угруповань

· Популяції

· Організм - носій живого на планеті

· Органи - мають функціональну роль, при їх взаємодії працює організм

· Клітини -

· Молекулярно-генетичний рівень

Редукціоністський підхід, системний підхід.

 

Біотичні компоненти:

+

Абіотичні компоненти: речовина, енергія

=

Біоситеми: генетичні системи, клітинні системи, системи органів, організменні системи, популяційні системи, екосистеми.

Система - сукупність взаємодіючих чи взаємозв'язаних компонентів чи елементів, об'єднаних у функціональну цілісну єдність.

Біосистема - сукупність живих, взаємозв'язаних складових, компонентів чи елементів об'єднаних в функціональну цілісну єдність. Біосистеми є відкритими, відносно стійкими системами, існування яких можливо лише за умов постійного обміну речовиною, енергією та інформацією з навколишнім середовищем, і яким притаманні здатність до гомеостазу, розвиток і самовідновлення(відтворення собі подібних).

Елементарною еволюційна одиниця - популяція.

Найменша одиниця для якої можливе самовідновлення - організм

Самовідновлення - основна ознака біосферного рівня.

Замість біотичних систем, краще б було назвати Функціональними системами, а замість екосистем біоценотичні системи.

Організменні системи, популяційні системи, біоценотичні системи - біосистеми. Клітинні організми як виключення.

Біоценотична система + біотоп = екосистема

Біосистеми розділяються:

Жорсткі (сильні) - організменні системи. Реагують миттєво.

Корпускулярні (слабкі) - надорганізменні системи. Реагують повільно, через те, що зв'язки між підсистемами слабкі. Часто реагують зміною структури.

 

 

Принцип емержентності - при переході з нижнього рівня на вищій, з'являються нові ознаки, які не є сумою складових нижчого рівня.

Дисперсія - відхилення від середнього значення.

Функціональні групи

• Продуцентів
• Консументів
• Редуцентів

 

Середовища існування живих організмів та пристосування до їх умов.

· Пристосування - здатність організмів змінювати свої параметри пристосування до умов навколишнього середовища.

· Адаптації - сукупність біохімічних, фізіологічних, поведінкових особливостей певного виду що забезпечує існування в певному середовищі. Процес вироблення певних пристосувань до способу життя. Еволюційно закріплене пристосування записане в генотипі(сукупність генів особини). Існують певні норми реакції.

Загальні адаптації пристосування до життя в загальних зонах середовища

Спеціальні адаптації - пристосування до специфічних форм життя.

· Аклімація - пристосування живих організмів до штучно створених умов, або умов, в яких він звично не живе. Реалізується в межах норми реакції особини.

Кожна популяція певного виду в процесі самовідтворення збільшує свою щільність і починає розширювати межі поширення. Знаходять біотопи в яких вони можуть жити і вселяється в нього. Вселення.

· Акліматизація - якщо в процесі вселення відбулась зміна параметрів. Застосовується тільки до групи особин.

· Інтродукція - штучне переселення живих організмів.

Якщо група особини вселилась і не змінює свої параметрів пристосування до нового біотопу то процес вселення закінчується натуралізауією.

Процес розходження двох популяцій називається дивергенцією. Після цього процесу види вже не здатні схрещуватися і починається утворення нового виду.

 

Джерела енергії

· Сонячна промениста енергія 90%

· Радіоактивний розпад

· Електрична енергія

Енергетичний баланс організму

Енергетичний баланс організму

Принцип енергетичного балансу Колабохова для окремого організму 1946— в основі усіх пристосувань живих організмів лежить кардинальна характеристика — енергетичний баланс.

1. Фізіологічний принцип — свідчить про те, що енергетичний(фізіологічний) баланс організму підтримується за рахунок диференціального використання наявних у нього можливостей (при цьому посилення будь якої функції може відбуватись або за рахунок послаблення іншої, або усіх інших відразу,або в результаті споживання їжі).

2. Екологічний — полягає у підтриманні енергетичного балансу самого організму з навколишнім середовищем. Взаємодія організму з навколишнім середовищем виявляється енергетично збалансованим якщо його потреби не вище, ніж здатні забезпечити середовище.

 

Параметри навколишнього середовища. Екологічні фактори.

Екологічний фактор — будь-який елемент середовища, що впливає на живі організми хоча б на одній стадії їх розвитку.

Принцип єдності організменного середовища — організм не може існувати поза середовищем.

Організм впливає на середовище і навпаки.

Організм виділяє в середовище продукти обміну речовин, вони не є тотожними тим, що поступають в організм з навколишнього середовища. Так, наприклад, організм впливає на навколишнє середовище.

Пріоритетним є вплив середовища на організм. Проте якщо група організмів цілеспрямовано впливають на навколишнє середовище воно змінюється.

Класифікація екологічних чинників(факторів).про впливу на живі організми

Класична система:

1. Абіотичні

a. Кліматичні

b. Едафічні

c. Геоморфологічні

2. Біотичні — один організм виступає чинником для інших.

3. Антропогенний — наслідок діяльності людини в господарській сфері діяльності.

 

Минчадський 1966 рік система класифікації екологічних чинників — в залежності від зміни або сталості параметрів певних чинників у просторі.

1. Стабільні

Рельєф, склад атмосфери

2. Мінливі

· Періодичні: температура, кількість опадів

· Випадкові (стихійні): землетруси, повені, блискавки.

 

Класифікація з точки зору живих організмів:

Підтримує — ресурси (речовина у всій багатоманістності, органічна речовина, мінерали, соняна теплова енергія). Організм по мірі росту і розвитку займає певний простір. Час теж виступає як специфічний ресурс який фіксує зміну станів інших ресурсів. 2. Пригнічує — ретарданти

Будь-який фактор може виступати для різних організмів і ресурсом і ретардантом.

Еврибіонти — широкий діапазон толерантності

Стенобіонти — вузький

Субоптимальні і зона оптимуму складають зону активної життєдіяльності. Організм може реалізувати свій життєвий цикл.

оптимум — преферендум

Субоптимуми.

В зоні активної діяльності — ресурси

В зонах пригнічення — ретарданти

Поза зонами пригнічення — вражаючі фактори

Правило мінімуму Лібіха

Мічшерліх — правило сукупної дії факторів (правило фізіологічної взаємодії) — продуктивність рослини може лімітуватися не тільки тим чинником яких є в мінімумі, але сукупністю факторів.

Принцип толерантності Шелфорда.

Лібіх плюс Шелфорд, Мітшерліх — закон лімітуючих факторів

Лекція 15.11.13

Системи класифікації екологічних чинників.

За наслідками дії на живі організми доцільно класифікувати екологічні факторна ресурси і ретараданти.

Продукти обміну організму є ретардантами.

Явище Алелопатії(грунтовтома).

Коліни — хімічні речовини, продукти обміну які інгібують(пригнічують) життєдіяльність рослини які їх виділяють. Можуть бути нейтральними для одних інших видів рослин, а для других бути ретардантами.

Алелопатія — наука про хімічну взаємодію рослин.

В якості трансформаторів(переробники ретардантів на ресурси) можуть виражатися фізичні, хімічні явища, живі організми. На цей процес необхідний певний час, проте в випадку живих організмів його величина значно менша.

Біотичне угруповання є угрупованням яке здатне переробляти продукти життєдіяльності інших і таким чином підтримувати стаціонарний стан.