Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом.

Лекция 2.

ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

Основные понятия учения о биосфере

Все организмы, живущие в биосфере, можно изучать на уровне видов, популяций, сообществ, биоценозов, экосистем и биогеоценозов.

Организм – живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Организм – это основная единица жизни, реальный носитель её свойств, так как только в клетках организма происходят процессы жизни. Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Вид – реально существующая генетически неделимая единица живого мира, основная структурная единица в системе организмов, качественный этап эволюции жизни.

Число видов живых организмов на Земле оценивается в 8,7 миллионов.

Признаки

Один вид можно отделить от другого по пяти основным признакам.

1. Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.

2. Физиолого-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств и физиологических процессов разных видов.

3. Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.

4. Экологический позволяет различать виды по комплексу абиотических и биологических условий, в которых они сформировались, приспособились к жизни.

5. Репродуктивный критерий обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.

Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивную изолированную от других видов.

В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы – популяции. Реально вид существует именно в виде популяций.

Популяция (от лат. Populatio – население) – это совокупность организмов одного вида, обитающих на одной территории. Этот термин используется в различных разделах биологии, демографии, медицине и др.

В эволюционной теории

Популяция – группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен.

В медицинских исследованиях

Популяция — совокупность индивидуумов, из которой отбирается выборка, и на которую могут быть распространены результаты, полученные для этой выборки. Популяция может представлять собой все население (обычно таковы популяции в эпидемиологических исследованиях причин заболеваний) или же состоять из пациентов, госпитализированных в определенную клинику, или из пациентов с определенным заболеванием (что чаще имеет место в клинических исследованиях). Таким образом, можно говорить об общей популяции или популяции пациентов с конкретным заболеванием. Эпидемиологическое определение популяции отличается от экологического.

В экологии

Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.

Типы популяций

Выделяют три типа популяций:

1. Географическая популяция – это крупная территориальная группировка особей общего населения вида. Она адаптирована к особенностям климата, рельефа и составу живого населения разных биогеоценозов на большом географическом пространстве ареала вида.

2. Экологическая популяция – это группа особей, обладающая свойством целостности, с особым местообитанием. Характеризуется единством экологических реакций на внешние воздействия. У обитателей одного природного сообщества развивается особый, уникальный, но единообразный тип реакций, образа жизни биологических ритмов. Популяции такого типа ограничены, но не изолированы друг от друга. А, следовательно, довольно часто происходит обмен генетической информацией.

3. Элементарная популяция (микропопуляция) – это небольшая группировка особей одного вида в биогеоценозе. В состав входят близкие в генетическом плане особи.

Экологическая ниша.

Экологическая ниша — место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Принцип вытеснения

Суть принципа вытеснения, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу.

Принцип заполнения

Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.

Экологическая ниша человека

Человек как биологический вид занимает свою собственную экологическую нишу. Человек может обитать в тропиках и субтропиках, на высотах до 3-3,5км над уровнем моря. Реально в настоящее время человек живёт в значительно больших пространствах. Человек расширил свободную экологическую нишу благодаря использованию различных приспособлений: жилища, одежды, огня и пр.

Сообщества организмов связаны теснейшими материально-энергетическими связями с неорганической средой. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей.

Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений с использованием энергии Солнца, называют автотрофами, а с использованием энергии, освобождающейся при химических реакциях, — химотрофами. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, называют гетеротрофами.

Биоценоз (от био - жизнь и греч. koinos — общий), исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.

Биогеоценоз и экосистема

Близким по значению понятием является экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами водные экосистемы, большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз. Для характеристики биогеоценоза используется понятие биотоп и экотоп(факторы неживой природы: климат, почва).

Биотоп — это совокупность абиотических факторов в пределах территории, которую занимает биогеоценоз.

Экотоп — это биотоп, на который оказывают воздействие организмы из других биогеоценозов.

Свойства биогеоценоза

· естественная, исторически сложившаяся система

· система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне

· характерен круговорот веществ

· открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой — Солнце

Взаимополезные

· Симбио́з (в переводе с греческого совместная жизнь) — это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов.

· Мутуали́зм — взаимовыгодные отношения между организмами. Более общим понятием является симбиоз, который представляет собой сосуществование различных биологических видов. Но в отличие от мутуализма, симбиоз может быть и не выгоден одному из партнёров, например, в случае паразитизма.

В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза (мутуализм). От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений (зачастую орхидеи), чью пыльцу может распространять только один, определённый вид насекомых. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз — промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.

Примером мутуализма является симбиоз рыб-клоунов с актиниями. Вначале рыба слегка касается актинии, позволяя ей ужалить себя и выясняя точный состав слизи, которым покрыта актиния, — эта слизь нужна актинии, чтобы она сама себя не жалила. Затем рыба-клоун воспроизводит этот состав и после этого может прятаться от врагов среди щупалец актинии. Рыба-клоун заботится об актинии — вентилирует воду и уносит непереваренные остатки пищи. Рыбки никогда не удаляются далеко от «своей» актинии. Самцы прогоняют от неё самцов, самки — самок. Территориальное поведение, видимо, стало причиной контрастной окраски.

Самая тесная форма мутуализма — когда один организм живёт внутри другого. Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных

2. полезнонейтральные (комменсализм)

· нахлебничество

· квартиранство

· сотрапезничество

3. полезновредные

· хищничество

· паразитизм

· полупаразитизм

4. взаимовредные

· антагонизм

· конкуренция

5. Нейтральновредные

· аменсализм

6. Нейтральные (нейтрализм)

По характеру воздействия

· Прямо действующие — непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ

· Косвенно действующие — влияющие опосредованно через изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)

 По происхождению

· Абиотические — факторы неживой природы:

o климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха

o эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы

o орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

o химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность

o физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

· Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:

o фитогенные — влияние растений

o микогенные — влияние грибов

o зоогенные — влияние животных

o микробиогенные — влияние микроорганизмов

· Антропогенные (антропические):

o физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации

o химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта

o биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания

o социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

По расходованию

· Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO₂, O₂, свет)

· Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

По направленности

· Векторизованные — направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы

· Многолетне-циклические — с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом

· Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) — колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года)

Лекция 2.

ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

Основные понятия учения о биосфере

Все организмы, живущие в биосфере, можно изучать на уровне видов, популяций, сообществ, биоценозов, экосистем и биогеоценозов.

Организм – живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Организм – это основная единица жизни, реальный носитель её свойств, так как только в клетках организма происходят процессы жизни. Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Вид – реально существующая генетически неделимая единица живого мира, основная структурная единица в системе организмов, качественный этап эволюции жизни.

Число видов живых организмов на Земле оценивается в 8,7 миллионов.

Признаки

Один вид можно отделить от другого по пяти основным признакам.

1. Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.

2. Физиолого-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств и физиологических процессов разных видов.

3. Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.

4. Экологический позволяет различать виды по комплексу абиотических и биологических условий, в которых они сформировались, приспособились к жизни.

5. Репродуктивный критерий обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.

Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивную изолированную от других видов.

В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы – популяции. Реально вид существует именно в виде популяций.

Популяция (от лат. Populatio – население) – это совокупность организмов одного вида, обитающих на одной территории. Этот термин используется в различных разделах биологии, демографии, медицине и др.

В эволюционной теории

Популяция – группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен.

В медицинских исследованиях

Популяция — совокупность индивидуумов, из которой отбирается выборка, и на которую могут быть распространены результаты, полученные для этой выборки. Популяция может представлять собой все население (обычно таковы популяции в эпидемиологических исследованиях причин заболеваний) или же состоять из пациентов, госпитализированных в определенную клинику, или из пациентов с определенным заболеванием (что чаще имеет место в клинических исследованиях). Таким образом, можно говорить об общей популяции или популяции пациентов с конкретным заболеванием. Эпидемиологическое определение популяции отличается от экологического.

В экологии

Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.

Типы популяций

Выделяют три типа популяций:

1. Географическая популяция – это крупная территориальная группировка особей общего населения вида. Она адаптирована к особенностям климата, рельефа и составу живого населения разных биогеоценозов на большом географическом пространстве ареала вида.

2. Экологическая популяция – это группа особей, обладающая свойством целостности, с особым местообитанием. Характеризуется единством экологических реакций на внешние воздействия. У обитателей одного природного сообщества развивается особый, уникальный, но единообразный тип реакций, образа жизни биологических ритмов. Популяции такого типа ограничены, но не изолированы друг от друга. А, следовательно, довольно часто происходит обмен генетической информацией.

3. Элементарная популяция (микропопуляция) – это небольшая группировка особей одного вида в биогеоценозе. В состав входят близкие в генетическом плане особи.

Экологическая ниша.

Экологическая ниша — место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Принцип вытеснения

Суть принципа вытеснения, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу.

Принцип заполнения

Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.

Экологическая ниша человека

Человек как биологический вид занимает свою собственную экологическую нишу. Человек может обитать в тропиках и субтропиках, на высотах до 3-3,5км над уровнем моря. Реально в настоящее время человек живёт в значительно больших пространствах. Человек расширил свободную экологическую нишу благодаря использованию различных приспособлений: жилища, одежды, огня и пр.

Сообщества организмов связаны теснейшими материально-энергетическими связями с неорганической средой. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей.

Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений с использованием энергии Солнца, называют автотрофами, а с использованием энергии, освобождающейся при химических реакциях, — химотрофами. Организмы, питающиеся готовыми органическими веществами, называют гетеротрофами.

Биоценоз (от био - жизнь и греч. koinos — общий), исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом.