Формы взаимосвязей организмов и среды и обитания.

Предисловие

Курс «Экология беспозвоночных» представляет собой звено эколого-эволюционного цикла предметов специализации, который включает, в качестве подготовительных, также этологию и биогеографию беспозвоночных, а в качестве заключительных - прикладной курс «биоиндикация с использованием беспозвоночных» и теоретический курс - «эволюция экосистем». Поэтому, наряду с собственными задачами, курс имеет пропедевтическое значение, которое состоит в выделении аспектов, имеющих биоиндикационное значение и иллюстрирующих закономерности эволюции сообществ и экосистем. В перспективе предполагается трансформировать этот курс в «Эволюционную экоморфологию»

Логика курса построена на следующем:

- во введении указываются цель, задачи и методы экологии, основные подходы в экологии, связь экологии с другими дисциплинами, дается понятийный аппарат и обоснование наиболее адекватного целям данного курса подхода;

- в следующем разделе даются современные представления о системе беспозвоночных и критериях, на которых она основана. Здесь же идет речь о приемах типологии различных классификаций (Любищев А.А., 1982, Красилов В.А., 1986), как инструменте оценки и совершенствования систем объектов различной природы;

- далее рассматриваются вопросы, связанные с типологией сред обитания, их свойствами, наиболее значимыми для организмов, а также анализируется распространение групп отдельных таксонов (в пределах типов и классов) в этих средах;

- основной раздел курса посвящен анализу терминов «жизненная форма», или «экоморфа» и связанными с ним понятиями, а также их применимости для описания естественных групп организмов в различных средах. В качестве исходной рассмотрена система экоморф Ю.Г.Алеева (1986), как наиболее универсальная из известных в литературе.

- все последующие темы отражают частые вопросы адаптации экоморф: их смена в ходе онтогенеза, изменения в филогенезе, квантованность в пространстве (размерные классы) и времени (биоритмы) и т.д. Объем курса составляет 36 часов.

 

Примерный учебно-тематический план курса выглядит следующим образом:

 

№	Наименование разделов и тем	Всего	Лекции	Семинары
	Введение
	Типология сред обитания и рассмотрение их биотически значимых характеристик
	Формы взаимосвязей организмов и среды обитания. Представления о жизненной форме и связанных с ней понятиях.
	Системы жизненных форм. Экоморфы Ю.Г. Алеева.
	Биоценотические сообщества организмов в различных средах.
	Онтогенетические связи экоморф в разных группах организмов разных сред.
	Филогенетические связи экоморф, пути освоения сред обитания, переходы в размерных классах
	Заключение
	Итого

 

Введение.

Обозначение рамок курса. Понятийный аппарат. Анализ понятий: экология (Реймерс Н.Ф., 1990) и беспозвоночные (Барнс и др., 1992) – история понятия (Ламарк) и современные представления о системе (ранги и их реальность)

 

Типология сред обитания.

 

Биотически значимые характеристики различных сред обитания. Плотность и гидроаэродинамические свойства жидкой и газовой сред. Число Рейнольдса. Пути воздействия среды обитания на организмы.

 

Формы взаимосвязей организмов и среды и обитания.

 

Представления о жизненной форме как общебиологическом явлении и связанных с ней понятиях (экологическая ниша, морфотип, экологическая группа). Биоценотические сообщества систематических групп беспозвоночных в различных средах обитания. Основные и дополнительные роли наиболее распространенных групп организмов, механизмы адаптации (адаптационный ландшафт). Сукцессии организмов и жизненных форм. Пути воздействия организмов на среду обитания.

 

Типология систем жизненных форм (экоморф) по Ю.Г.Алееву.

 

Варианты и критерии создания систем жизненных форм. Система экоморф Ю.Г.Алеева. Общая характеристика рангов экоморф царства автобиона. Варианты представленности в онтогенезах различных организмов экоморф: автогетерон (адсон и фагон) и автокриптон. Варианты прикрепления и способы движения как главные критерии принадлежности организмов к экоморфам различных когорт и порядков. Реализация ряда жизненных функций (защита, метаболизм, размножение и др.) организмами различных когорт и порядков.

 

Онтогенетические связи отдельных экоморф в различных группах беспозвоночных.

 

Экологические закономерности онтогенезов и переходы в другие размерные классы. Смены экоморф в онтогенезах животных различных сред обитания. Специфика внешних пусковых и регулирующих факторов онтогенеза.

Филогенетические связи отдельных экоморф в различных группах беспозвоночных.

 

Пути освоения сред обитания организмами различных систематических групп и сопутствующие им варианты трансформации экоморф. Масштабный эффект и переходы в размерных классах организмов. Концепция размерных классов биоты. Современные представления о природе биоритмов. Филогенез экологических ролей беспозвоночных.

 

Заключение.

 

Практические аспекты и перспективы развития реализуемого в данном курсе подхода к изучению организмов.

Рекомендуемая литература:

1. Алеев Ю.Г. Экоморфология. – Киев: Наукова думка, 1986. – 424 с.

2. Барнс Р., Кейлоу П., Олив П., Голдинг Д. Беспозвоночные: новый обобщенный подход. – М.: Мир, 1992. – 583с.

3. Винберг Г.Г. и др. Общие основы изучения водных экосистем. – Л.: Наука, 1979. – 296с.

4. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. – М.: Высшая школа, 1991. – 366 с.

5. Короткова Г.П. Происхождение и эволюция онтогенеза. – Л.: Изд. ЛГУ, 1979. – 296с.

6. Криволуцкий Д.А. Современные представления о жизненных формах животных. // Экология. 1971, №3, с.246-253.

7. Левушкин С.И., Шилов И.А. Общая зоология. – М.: Высшая школа, 1994. – 432с.

8. Макфедьен Э. Экология животных. Цели и методы. – М.: Мир, 1965. – 315с.

9. Мартека В. Бионика. – М.: Мир, 1967. – 140 с.

10.Одум. Ю. Экология (гл. «Биогеохимические циклы» и «Основные экосистемы мира»)

11.Павлов В.Я. Периодическая система членистых. – М.: Изд-во ВНИРО, 2000. – 186 с.

12.Пианка Э. Эволюционная экология. - М.: Мир, 1981. - 400с. (раздел БГ с. 330-356).

13.Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. - М.: Мысль,1990.- 637 с.

14.Рич П.В. и др. Каменная книга. Летопись доисторической жизни. – М.: МАИК «Наука», 1997. – 623с.

15.Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. – Новосибирск: Наука, 1978.

16.Шарова И.Х. Экологическая морфология животных. – М.: МГПИ им. Ленина, 1987.

17.Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. – М.: Наука, 1980. – 278 с.

18.Шноль С.Э. Биологические часы (краткий обзор хода исследований и современное состояние биологических часов). // Соросовский образовательный журнал, 1996, №7.

19.Яхонтов В.В. Экология насекомых. – М.: Высшая школа, 1969. – 488с.

 

 

Экология беспозвоночных (4 курс 1 семестр, 30ч., зачет)

Перечень тематики лекций

 

Тема 1. Введение. Регламент.

Тема 2. Типология сред обитания и рассмотрение их биотически значимых характеристик. Первая редукция: организм как физическое тело. Связь среды с образом жизни, движением в среде (локомоция) и размерами организмов.

Тема 3. Вторая редукция: организм как метаболическое тело. Связь среды со способом питания и размерами организмов. Трофические стратегии потребителей и их жертв.

Связь среды со способами дыхания, экскреции и размерами организмов. Способы повышения КПД системы, ресурсно-экономический аспект.

Тема 4. Формы взаимосвязей организмов и среды. История представлений о жизненной форме (экоморфе) и связанных с ними понятиях. Типология жизненных форм (экоморф) по Ю.Г. Алееву (1986).

Тема 5. Связь среды со способами размножения и размерами организмов. Онтогенетические связи отдельных экоморф в различных группах беспозвоночных. Корреляции в развитии отдельных свойств и функций беспозвоночных.

Тема 6. Филогенетические связи отдельных экоморф в различных группах беспозвоночных. Пути освоения сред обитания и переходы в размерных классах организмов. Вероятные пути переходов основных типов экоморф и их представленность в отдельных группах беспозвоночных. Корреляции в развитии отдельных свойств и функций.

Тема 7. Биоценотические сообщества систематических групп беспозвоночных в различных средах обитания. Возможные направления практического использования закономерностей связей экоморф.

 

Экология беспозвоночных.

Темы семинарских занятий

Семинар 1. Типология сред обитания и их характеристик

1. Существующие классификации сред обитания и их анализ

2. Физико-химические факторы, значимые для организмов

3. Жидкая (водная) среда и варианты существования в ней

4. Газовая (воздушная) среда и варианты существования в ней

 

Семинар 2. Взаимосвязи организмов и среды обитания. Жизненная форма

1. Разнообразие взаимосвязей организмов и среды обитания. Жизненная форма как общебиологическое явление

2. Жизненная форма (экоморфа) в зоологии. Связь понятий: «экологическая ниша», «морфотип», «экологическая группа», «жизненный цикл», «жизненная схема». Примеры

3. Система жизненных форм Гамса (1918)

4. Система жизненных форм Фридерикса (1930)

 

Семинар 3. Типология жизненных форм (экоморф) по Ю.Г.Алееву (1986)

1. Ранги системы экоморф и критерии их выделения

2. Общая характеристика и примеры организмов таксонов 1-го яруса

3. Варианты движителей в когортах и порядках планоадсона и планофагона. Примеры

4. Экоморфы эфаптоадсона и эфаптофагона

 

Семинар 4. Онтогенетические связи экоморф в различных группах беспозвоночных

1. Разнообразие представлений о содержании понятий: «жизненный цикл», «онтогенез», «жизненная схема»

2. Экологические закономерности онтогенезов

3. Примеры и анализ смен экоморф в онтогенезе животных разных сред обитания

4. Специфика внешних пусковых и регулирующих факторов онтогенеза

 

Семинар 5. Филогенетические связи экоморф в различных группах беспозвоночных

1. Пути освоения сред обитания организмами различных систематических групп и сопутствующие им варианты трансформации экоморф

2. Масштабный эффект и переходы в размерных классах организмов

3. Временная организованность организмов. Биоритмы

4. Филогенез экологических ролей беспозвоночных

 

 

Темы семинарских занятий

Семинар 1. Типология сред обитания и их характеристик

1. Среда и биологически значимые параметры, определяющие характер и разнообразие экоморф
2. Общие представления об экоморфе, варианты понимания в различных отраслях биологии. Связь понятий: «экологическая ниша», «морфотип», «экологическая группа», «жизненный цикл», «жизненная схема». Примеры
3. Системы экоморф: типология и история становления. Системы Раункиера (1905-1907), Гамса (1918), Фридерикса (1930).

 

Семинар 2. Типология жизненных форм (экоморф) по Ю.Г.Алееву (1986)

1. Основные принципы построения и критерии разделения экоморф 1 яруса (царство, отдел, тип)
2. Экоморфы 2-го яруса. Общая характеристика и примеры. Варианты движителей в когортах и порядках планоадсона и планофагона, эфапоадсона и эфаптофагона. Примеры
3. Экоморфы3-го яруса (секция, ветвь, ряд) на примере некоторых форм плано- и эфаптофагона

 

Семинар 3. Модульный принцип организации биосистем, функциональные модули.

1. Локомоторный модуль и его выраженность в типах движителей системы Алеева
2. Метаболический модуль и рефрен его развития
3. Репродуктивный модуль

 

Семинар 4. Варианты связи экоморф в пространстве и времени

1. Экологические закономерности онтогенезов. Примеры и анализ смен экоморф в онтогенезе животных разных сред обитания
2. Пути освоения сред обитания организмами различных систематических групп и сопутствующие им варианты трансформации экоморф. Филогенез исторических ролей беспозвоночных
3. Ценогенетические связи экоморф и их диагностическое значение

 

12 лекций: введение, типология сред, жизненная форма, история развития представлений о жф., система жф Алеева, модульный принцип: локомоторный модуль, метабмодуль 2 лекции, репродмодуль, онтогенетические связи, филогенетические связи, ценогенетические связи и индикационные аспекты

Экология беспозвоночных.

Вопросы к экзамену

 

1. Разнообразие определений понятия «экология» и их различия

2. Современные представления о системе беспозвоночных: реальность таксонов

3. Типология сред обитания с актуальными физико-химическими свойствами

4. Факторы, определяющие существование организмов в жидкой среде

5. Факторы, определяющие существование организмов в газовой среде

6. Возможности и средства передвижения организмов в разных средах

7. Экологические аспекты локомоции в жидкой среде

8. Экологические аспекты локомоции в газовой среде

9. Объектная (чем) и субъектная (как) типология питания организмов

10. Связь способов питания и перемещения (в том числе расселения) организмов

11. Возможности и варианты защиты от опасностей: связь с подвижностью и питанием

12. Зависимость вариантов дыхания от экологии организма

13. Экологические аспекты экскреции

14. Экологическая обусловленность выбора способа размножения

15. Закономерности временных связей организмов с внешней средой: биоритмы, диапауза и т.д.

16. Связь уровня организации, систематического положения и экологической роли организма

17. Представление о жизненной форме организмов, системы жизненных форм в зоологии

18. Особенности системы экоморф Ю.Г. Алеева: достоинства и недостатки

19. Специфика и критерии выделения высших ярусов системы экоморф: царств, отделов, типов

20. Возможности и варианты движения как критерии выделения классов, когорт и порядков

21. Примеры и варианты связи экоморф в онтогенезе организмов разных сред обитания

22. Классификация жизненных циклов организмов по Ю.Г. Алееву

23. Наборы экоморф организмов различных сред обитания: гидро-, атмо-, педосферы

24. Экологическая обусловленность набора экоморф симбионтов и эндопаразитов

25. Биоценотические связи экоморф различных биомов

26. Масштабный эффект в изменении характера связи организмов с внешней средой

27. Размерные группы (классы) организмов и их экологические причины

28. Филогенетические аспекты изменений экоморф отдельных систематических групп

29. Характеристика наборов экоморф сообществ организмов в прошлые геологические эпохи

30. Специфичные и редкие экоморфы отдельных типов беспозвоночных: экологические причины

 

Экология беспозвоночных.

Библиография.

Классификация сред

Алеев Ю.Г. Экоморфология. Киев: Наукова думка, 1986, - 424с.

Левушкин С.И., Шилов И.А. Общая зоология: Учебник для студентов биологических специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1994. – 432с. (с.129 Раздел 3. Животные Земли: воплощение инварианта в конкретных условиях. Глава 1.Земной вариант жизни и его межсистемные отношения. 2. Геологические факторы специфики земной жизни. Биоценология – наука о межсистемных отношениях – дан детальный разбор сред)

 

Форма и локомоция организма

Алеев Ю.Г., Хворов С.А. Возрастные изменения средней плотности тела и плавучести Daphnia magna (Straus) и Cyclops strenuus (Fish.). – Гидробиол. журн., 1980, 16, вып.2, с. 31-35.

Гродницкий Д.Л., Морозов П.П. Вихревой след летящего жука // Зоол.ж., 1995, №3, с.66-.

Гродницкий Д.Л. Адаптация к машущему полету у различных насекомых с полным превращением// Зоол.ж., 1996, №5, с.692-.

Игнатьев С.М. Эволюционные аспекты плавания Eucarida. Макроэволюция. Материалы 1 Всесоюзной конференции по проблемам эволюции. М.: Наука, 1984. С.116-117.

Светличный Л.С. Киносъёмка, тензометрия и энергетическая оценка плавательных движений ротовыми конечностями Calanus helgolandicus (Crustacea, Copepoda). Зоол.ж.,1991, №3, с.23.

Серавин Л.Н. Почему мелкие животные, плавающие с помощью жгутиков и ресничек вращаются вокруг продольной оси тела. Зоол.ж.,1986, т.65, №5, с.676-682.

Серавин Л.Н. Двигательные системы простейших. Л., 1967.Серавин Л.Н. Особенности ориентировки низших беспозвоночных в трехмерном пространстве. В кн.: Экологические исследования беломорских организмов. - Л.: ЗИН АН СССР, 1989, с. 138-145.

Опритов В.А. Электричество в жизни животных и растений. // Соросовский образовательный журнал, 1996, №9.

 

Жизненные формы

Арнольди К.В. Жизненные формы у муравьев. – ДАН, 1937, 16, №6, с.343-346.

Беклемишев В.Н. О сравнительном изучении жизненных схем кровососущих членистоногих. Мед. Паразитол. Т.11. вып.3.с.39-44.

Бондарцева М.А. Принципы выделения жизненных форм у грибов. – Экология, 1972, №5, с.72-78.

Васильков Б.П. Жизненные формы грибов-макромицетов. – Новости систематики низших растений, 1974, 11, с.40-54.

Гагарин В.Г. О жизненных формах у нематод.- Экология. 1979, №1, с.69-75.

Зозулин Г.М. Аспекты учения о жизненных формах растений в биосферном плане. – В кн.: Проблемы экологической морфологии растений. – Тр. МОИП, 1976, 42, с.45-54.

Козлов А.Т. О градации жизненных форм личинок ручейников. // ДАН СССР. 1986. Т.290, вып.4. С.1020-1024.

Кривошеина Н.П. О некоторых морфоэкологических типах личинок двукрылых. // ЖОБ, 1959. Т.20, вып.5.

Левушкин С.И., Шилов И.А. Общая зоология: Учебник для студентов биологических специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1994. – 432с. (с.129 Раздел 3. Животные Земли: воплощение инварианта в конкретных условиях. Глава 1.Земной вариант жизни и его межсистемные отношения. 2. Геологические факторы специфики земной жизни. Биоценология – наука о межсистемных отношениях)

Мазохин-Поршняков Г.А. Основные приспособительные черты чешуекрылых (Lepidoptera). – Зоол.журн., 1954, 33, вып.4, с.822-841.

Медведев Г.С. Эколого-морфологические типы жуков-чернотелок (Coleoptera, Tenebrionidae) Средней Азии // Фауна и экология насекомых Средней Азии. Душанбе, 1970. С.26-44.

Перфильев Б. В. Новый биологический тип бактерий с хищным способом питания. ДАН СССР, 1954, 98.№5.

Правдин Ф.Н. Жизненные формы у животных и принципы их классификации. // Доклады МОИП Зоол. и бот., 1967-1968гг. – М.: Изд-во МГУ, 1971.

Притыкина Л.Н. Материалы к морфоэкологической классификации личинок стрекоз. // Энтомол. Обозр. 1965. Т.37, вып.2.

Рустамов А.К. К вопросу о понятии «жизненная форма» в экологии животных. – Зоол. журн., 1955, 34, вып.4, с.710-718.

Осипян Л.Л. К вопросу о жизненных формах грибов. – В кн.: Пятый симпозиум микологв и лихенологов Прибалтийских республик. Вильнюс: Центр.б-ка АН Лит ССР, 1968. С. 124-128.

Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений: Жизненные формы покрытосеменных и хвойных. – М.: Высш.шк., 1962. – 378с.

Стебаев И.В. Жизненные формы и половой диморфизм саранчовых Тувы и юго-восточного Алтая. – Зоол. журн., 1970, 49, вып.3, с.325-338.

Стебаева С.К. Жизненные формы ногохвосток (Collembola). – Зоол.журн., 1970, 49, вып. 10, с. 1437-1455.

Успенский С.М. Ландшафтно-зональные категории жизненных форм Восточной Палеарктики. – В кн.: Жизнь Земли. – М.: МГУ, 1964, т.2, с.64-89.

Харченко Н.А., Свешников В.А. и др. Система жизненных форм и экоморф строящих личинок лесных насекомых. // ДАН СССР, 1989. Т.309, вып.6. С. 1510-1514.

Черняховский М.Е. Морфофункциональные особенности жизненных форм саранчовых. // Докл. МОИП Зоол. и бот. 1967-1968 гг. – М.: Изд-во МГУ, 1971.

Шаров А.А. Жизненная система популяций – новые возможности старой концепции. // ЖОБ, 1989. Т.50, вып.3. С.293-303.

Шарова И.Х. Жизненные формы жужелиц (Coleoptera, Carabidae). – М.: Наука, 1981. – 360с.

 

Ценотические аспекты

Арнольди К.В., Арнольди Л.В. О биоценозе как одном из основных понятий экологии, его структуре и объеме // Зоол.ж. 1963. Т.42. вып.2. с. 161-183.

Бей-Биенко Г.Я. Смена местообитаний насекомыми как экологический принцип. //ЖОБ 1966. Т27. Вып.1. с. 5-21.

Беклемишев В.Н. Основные понятия биоценологии в приложении к животным компонентам наземных сообществ. // Тр. Ин-та защиты растений. Т.1 вып.2. 1940.

Беклемишев В.Н. Биоценологические основы сравнительной паразитологии. – М.: Наука, 1952. – 502с.

Предисловие

Курс «Экология беспозвоночных» представляет собой звено эколого-эволюционного цикла предметов специализации, который включает, в качестве подготовительных, также этологию и биогеографию беспозвоночных, а в качестве заключительных - прикладной курс «биоиндикация с использованием беспозвоночных» и теоретический курс - «эволюция экосистем». Поэтому, наряду с собственными задачами, курс имеет пропедевтическое значение, которое состоит в выделении аспектов, имеющих биоиндикационное значение и иллюстрирующих закономерности эволюции сообществ и экосистем. В перспективе предполагается трансформировать этот курс в «Эволюционную экоморфологию»

Логика курса построена на следующем:

- во введении указываются цель, задачи и методы экологии, основные подходы в экологии, связь экологии с другими дисциплинами, дается понятийный аппарат и обоснование наиболее адекватного целям данного курса подхода;

- в следующем разделе даются современные представления о системе беспозвоночных и критериях, на которых она основана. Здесь же идет речь о приемах типологии различных классификаций (Любищев А.А., 1982, Красилов В.А., 1986), как инструменте оценки и совершенствования систем объектов различной природы;

- далее рассматриваются вопросы, связанные с типологией сред обитания, их свойствами, наиболее значимыми для организмов, а также анализируется распространение групп отдельных таксонов (в пределах типов и классов) в этих средах;

- основной раздел курса посвящен анализу терминов «жизненная форма», или «экоморфа» и связанными с ним понятиями, а также их применимости для описания естественных групп организмов в различных средах. В качестве исходной рассмотрена система экоморф Ю.Г.Алеева (1986), как наиболее универсальная из известных в литературе.

- все последующие темы отражают частые вопросы адаптации экоморф: их смена в ходе онтогенеза, изменения в филогенезе, квантованность в пространстве (размерные классы) и времени (биоритмы) и т.д. Объем курса составляет 36 часов.

 

Примерный учебно-тематический план курса выглядит следующим образом:

 

№	Наименование разделов и тем	Всего	Лекции	Семинары
	Введение
	Типология сред обитания и рассмотрение их биотически значимых характеристик
	Формы взаимосвязей организмов и среды обитания. Представления о жизненной форме и связанных с ней понятиях.
	Системы жизненных форм. Экоморфы Ю.Г. Алеева.
	Биоценотические сообщества организмов в различных средах.
	Онтогенетические связи экоморф в разных группах организмов разных сред.
	Филогенетические связи экоморф, пути освоения сред обитания, переходы в размерных классах
	Заключение
	Итого

 

Введение.

Обозначение рамок курса. Понятийный аппарат. Анализ понятий: экология (Реймерс Н.Ф., 1990) и беспозвоночные (Барнс и др., 1992) – история понятия (Ламарк) и современные представления о системе (ранги и их реальность)

 

Типология сред обитания.

 

Биотически значимые характеристики различных сред обитания. Плотность и гидроаэродинамические свойства жидкой и газовой сред. Число Рейнольдса. Пути воздействия среды обитания на организмы.

 

Формы взаимосвязей организмов и среды и обитания.

 

Представления о жизненной форме как общебиологическом явлении и связанных с ней понятиях (экологическая ниша, морфотип, экологическая группа). Биоценотические сообщества систематических групп беспозвоночных в различных средах обитания. Основные и дополнительные роли наиболее распространенных групп организмов, механизмы адаптации (адаптационный ландшафт). Сукцессии организмов и жизненных форм. Пути воздействия организмов на среду обитания.