Палеогеографические и экологические причины современного распространения животных и растений (стр. 141)

Палеогеографические и экологические причины современного распространения животных и растений (стр. 141)

В процессе развития жизни на Земле существовало несколько этапов:

1. первым этапом после возникновения жизни было ее развитие в мировом океане; одними из древнейших обитателей мирового океана были прокариоты – бактерии, после – сине-зеленые водоросли. Первыми обитателями Земли были анаэробы, которые обогащали атмосферу и воды кислородом – это и дало возможность существовать на Земле анаэробным организмам. В конце архея, в начале протерозоя в атмосфере было уже достаточное кол-во кислорода, необходимое для осуществления окислительных процессов. Наличие свободного кислорода в водах и атмосфере стало условием существования эукариот, а затем в верхнем протерозой появились более сложные формы.

2. вторым этапом был выход организмов на сушу; в этом периоде содержание кислорода было незначительным, а углекислоты было много, и она препятствовала проникновению УФ-лучей; с развитием озонового слоя эукариоты вышли на сушу. В этот период направление эволюции растительного и животного мира происходило разными путями. Для растений были хар-ны менее интенсивные темпы эволюции – это привело к меньшему числу видов растений по сравнению с числом видов животных. Для наземных растений характерно: развитие механической ткани (это позволило существовать длинным стеблям), развитие проводящей системы, постепенное избавление от участия воды в процессе размножения. При эволюции животных возрастала подвижность, обеспечивая возможность ухода от неблагоприятных условий, развивались более сложные формы поведения; при выходе на сушу передвижение стало более быстрым, образовались надежные защитные покровы.

3. началом 3-го этапа стало изменение состава атмосферы, связанное с развитием древовидных споровых растений – плауновидных, клинолистных и голосеменных. Увеличение интенсивности процессов фотосинтеза привело к значительному снижению концентрации углекислоты в атмосфере, к проникновению к пов-ти планеты большего кол-ва УФ-лучей. На границе триасового периода и юрского произошла смена высших споровых и голосеменных растений покрытосеменными, которая привела к развитию насекомых, а возникшие в конце протерозоя рептилии уступили место гомеотермным животным (в меловом периоде) – это было связано с дифференциацией климатов и появлением холодного периода.

В настоящее время преуспевают покрытосеменные растения, млекопитающие и птицы из наземных позвоночных, насекомые из наземных беспозвоночных, брюхоногие моллюски из наземных и водных беспозвоночных, т.о. на современное разнообразие растений и животных оказало влияние длительное время, прошедшее после выхода их на сушу и экологические условия, в которых они обитают.

 

Теории и влияние глобальных палеографических факторов на расселение животных и растений

Прежние и современные очертания материков и океанов оказали огромное влияние на распространение современной флоры и фауны на Земле.

Основные теории:

1. Теория мостов суши. Сходство флор и фаун на разных континентах объяснялось наличием в разные эпохи континентальных мостов между Индостаном, Мадагаскаром и Африкой; Европой и Сев. Америкой; Западной Африкой и Юж. Америкой; Сев. Америкой и Восточной Азией. Но после геологического исследования дна океанов Теория было опровергнута (геологически подтвердили только существование моста в районе Берингова пролива).

2. Теория фиксизма. Очертания материков и океанов менялись лишь в своих второстепенных чертах, в пределах континентальной ступени. Однако эта теория совершенно не в состоянии объяснить разрыв современных ареалов.

3. Теория движения материков. Материковые глыбы (сиаль) плавают в глубоком слое Земли (сима), частично погружаясь в него. Был единый материк Пангея, со временем распавшийся: на Гондвану и Лавразию в юрском периоде; связи между Индией и Австралией сущ-ли до юрского периода; Ю. Америкой, Африкой и Индией до эоцена; между Австралией и Ю.Америкой, Австралией и Антарктидой до четвертичного периода. Подтверждение видели в сходстве очертаний противоположных материков (Сев. и Южн. Америка – Европа и Африка). Однако многие геологические факты опровергают эту теорию.

4. Земная оболочка делится на хрупкую и жесткую литосферу; глубже находится астеносфера, обладающая текучими свойствами. В поясах тектонической активности (срединные океанические хребты, островные дуги, молодые складчатые горы) лежат области разлома плит. Сквозь разрывы в срединно-океанических хребтах астеносфера производит «растекание морского дна». Плиты по перифериям погружаются наклонно под смежные плиты. Так земная кора вместе с верхней мантией представляют собой единое целое. По этой теории существуют как древние океаны и горные системы (Тихий океан, Уральские горы), так и молодые (Индийский и Атлантический океаны, Кавказ, Андв, Гималайи). Для биогеографии важно, что эта теория объясняет большую часть закономерностей распространения организмов и основана на всей совокупности наук.

 

Дайте характеристику организмам, относящимся к экологическим группам: псаммофитов, олиготрофов, гидрофитов, мезофитов, склерофитов, ксерофитов, суккулентов и к жизненным формам фанерофитов, хамефитов, гемикриптофитов, криптофитов, терафитов, лиан, эпифитов.

Все экологические факторы тесно связаны друг с другом, изменение одного ведет к изменениям другого, ни один фактор не может быть заменен другим. Каждый экологический фактор хар-ся количественными показателями-интенсивностью и диапазоном действия. Экологическая группа организмов отражает приспособленность организмов к отдельным экологическим факторам внешней среды.

По отношению к плодородию: олиготрофы – организмы, мало требовательные к содержанию питательных веществ. К олиготрофным растениям, обитающим на почвах, бедных элементами минерального питания, относят сфагновые мхи, нек-рые болотные травянистые растения, из кустарничков — клюкву, багульник, вереск, а также растения, обитающие обычно на верховых болотах, тощих оподзоленных почвах, в сухих степях и полупустынях; обычно используют в пищу простые органические вещества. Мезотрофы-приспособлены к средней обеспеченности питательными в-вами, эвтрофы-любят высокоплодородные почвы. Псаммофиты имеют ряд приспособлений для существования на песках, оголяющих корневую систему или засыпающих растения и затрудняющих прорастание семян; древесные и кустарниковые псаммофиты образуют мощные придаточные корни на стволах, погребённых в песке (песчаный саксаул, кандым). Травянистые образуют подземные побеги (злак селен) или длинные, быстро растущие корневища, прорастающие сквозь толщу песка (осока песчаная).

По отношению к влаге выделяют гигрофиты (частично или полностью растут в воде), гигрофиты (растут в среде с насыщенной влагой почвой и воздухом), мезофиты (умеренно влажные места обитания), ксерофиты (растения засушливого климата): суккуленты-растения с сочными мясистыми стеблями и листьями, запасающими воду, и склерофиты-засухоустоичивые с сухими листьями и стеблями, не содержат запаса воды.

Классификация Раункиера – 5 типов жизненных форм: фанерофиты — почки возобновления высоко над землёй, побеги не отмирают в неблагоприятных условиях (деревья, кустарники, деревянистые лианы, эпифиты); хамефиты — низкие растения с почками, расположенными не выше 20—30 см над землёй и часто зимующие под снегом (кустарнички, полукустарнички, стелющиеся растения, некоторые многолетние травы); гемикриптофиты — травянистые многолетники с почками на уровне почвы, защищаемыми снегом и листовым опадом; криптофиты (геофиты) — почки скрыты под землёй (корневищные, клубневые, луковичные геофиты) или под водой (гидрофиты); терофиты — однолетники, переносящие неблагоприятный период в виде семян (рожь посевная, пастушья сумка).

Эпифиты - автотрофные растения, не имеющие связи с почвой. Селятся на стволах и ветвях других растений. Используют влагу и минеральные вещества осадков и пыли. Распространены повсеместно в тропических (орхидеи) и северных (мхи, лишайники) лесах.

Лианы - древесные и травянистые лазящие или вьющиеся растения, использующие в качестве опоры другие растения, скалы, здания. Преимущественно во влажно-тропических лесах (ротанговые пальмы), встречаются в Закавказье (ломонос, ежевика, плющ). Повсеместно распространены травянистые лианы (вьюнок). Важнейшие культурные лианы - виноград, хмель. Некоторые виды декоративны.

 

16. Охарактеризуйте спектр биотических взаимовлияний в биоценозе.

Формы взаимоотношения можно определить по интересам, на базе которых строятся отношения:

• Трофические – на базе питания;
• Топические – на базе территории расселения.
• Форические – на базе передвижения. Пример: рак-отшельник;
• Фабрические – на базе строительства (образование гнёзд, например);

По типу влияния одних организмов на другие: хищничество, паразитизм, конкуренция, комменсализм, амменсализм, нейтрализм и т.д.

Биотические факторы среды – факторы воздействия одних организмов на другие.

Существуют взаимоотношения::

1. Внутривидовые взаимоотношения/коации = гомотипические коации:

• Массовый эффект – вызван перенаселением среды и влечёт за собой негативные последствия (пример: увеличение численности лемминга);
• Групповой эффект – изменения, связанные с объединением особей одного вида в группы, проявляются не у всех.
• Численность – количество особей на определённой территории. Увеличение или уменьшение численности популяции негативно отражается на самих особях этой популяции.
• Продолжительность жизни и плотность населения. Продолжительность жизни животных должна быть такой, какая предусмотрена природой. При её изменении, увеличении, к примеру, развивается массовый эффект.
• Внутривидовая конкуренция. Она выражена жёстче, чем межвидовая.

В общем чрезмерная конкуренция негативно влияет на популяцию, однако, умеренная способствует эволюции, т.к. выживает сильнейший.

Плодовитость, плотность популяции, продолжительность жизни, внутривидовая конкуренция у растений приводит к морфологическим изменениям: снижает рост, вес, выживаемость потомства.

2. Межвидовые = гетеротические взаимоотношения:

• Хищничество. Можно рассматривать с двух сторон: с одной стороны - оно является положительным, т.к. хищники – регуляторы численности. С другой – отрицательным, т.к. оно вредно для особей популяции. В любом случае, хищничество осуществляет контроль над распространением вида. Хищничество влияет на популяции жертвы по-разному.
1. Вид может быть уничтожен полностью.
2. Может наблюдаться сокращение численности.
3. Может снизиться воспроизводство.
4. У жертвы увеличивается иммунная приспособленность;
• Комменсализм – вид не имеет пользу для себя, а использующие его виды имеют явную пользу: многие виды обитают в гнёздах, норах других видов, при этом хозяин относится нейтрально; Выделяют такие виды комменсализма, как: нахлебничество, сотрапезничество, квартиранство.
• Паразитизм. Пример: рыба Сомметкандирум – единственный позвоночный паразит. Наибольшее кол-во паразитов наблюдается среди низших.
• Аменсализм – отношения, при которых один вид способен нанести вред другому, не имея пользы;
• Нейтрализм – вид не оказывает воздействия на окружающие его виды;
• Межвидовая конкуренция – виды вступают в конкурентные отношения, чтобы обеспечить себя пищей, убежища светом и др. Выражена достаточно жёстко. Преимущества имеют виды с короткой продолжительностью жизни, с высокой скоростью роста, более подвижные и с большим набором семян, а также способные к регенерации. Результат межвидовой конкуренции - вытеснение одного из конкурентных видов. Чем ближе экологические требования видов, тем быстрее они вступают в конкурентные отношения, поэтому в сообществах животных и растений могут существовать только виды с различными эколог требованиями.
• Симбиоз – форма взаимоотношений, при которой виды благоприятно влияют друг на друга.

Мутуализм – вариант симбиоза – форма отношений, при которой сосуществующие животные не могут жить друг без друга. Пример: Инжир опыляется только инжировой молью.

Отношения между организмами в биоценозе определяются также временем их нахождения в сообществе. Они могут быть постоянными (сессильными) и временными (вагильными).

 

Биом влажных вечнозелёных экваториальных и тропических лесов, географическое распространение. Региональные особенности, адаптации растений и строение биоценозов, животных, жизненные формы, закономерности сукцессий.

Влажные вечнозелёные экваториальные и тропические леса распространены в трёх областях:

1. Бассейны р.Амазонки и р.Ориноко в Южной Америке;
2. Бассейны р.Конго, Замбези, Нигер в Центральной и Южной Африке;
3. Индо-Малайская область с Зондскими о-вами, Филиппинскими и о. Новая Гвинея.

Принципиальной разницы между влажными (дож.) экваториальными и тропическими лесами не существует. Влажные вечнозелёные леса распространены в тропическом и экваториальном поясах, где наиболее благоприятные условия: влажный тёплый климат зимой и жаркое умеренно-влажное, но иногда засушливое лето. Этим местам характерен ровный годовой ход температур, обилие влаги практически весь год, солнечная радиация меньше, чем в других климатических зонах - повышенная влажность воздуха.. Особенность: влажный тропический лес изменяет условия климатической среды, создаёт собственный климат – фитоклимат. Эти благоприятные условия оправдывают наличие богатой флоры и фауны, а так же их большое разнообразие. Почвы – красные, красно-жёлтые и жёлтые ферраллитные, с подстилкой из древесных листьев, не достаточно обеспечены азотом, калием, фосфором, обеднены водорастворимыми минеральными питательными веществами.

Адаптации растений: листовые пластинки многих видов имеют капельные оттянутые концы, по которым стекает вода; развиты дисковидные корни; хорошо развита кутикула; листья глянцевые и блестящие, что способствует отражению света и невысыханию листа; листья снабжены тканью, состоящей из мёртвых клеток.

Строение биоценозов: Характерно значительное число видов деревьев, и незначительное - трав. Ярусность влажнотропических лесов в Африке имеет 5 ярусов: древесный (наиболее высокие деревья, изолированные или образующие группы, светолюбивые; диптерокарповые, бобовые), второй ярус (сплошной, светолюбивые), третий ярус (более низкий древесный ярус, часто проникает во 2-ой; сем. молочайные, мареновые, лавровые, миристиковые, пальмовидные), четвёртый ярус (кустарниковый, образован деревянистыми растениями, сем. марантовые, сцитаминовые), пятый ярус (травы и сеянцы деревьев, теневыносливые и тенелюбивые; сем. мареновые, злаки, селагинеллы и папоротники). Ярусность здесь выражена слабо, а зачастую и не выражена вовсе из-за древности сообщества («прилаженность» одних видов к другим уже очень высока), из-за благоприятных условий (позволяют использовать практически всё пространство леса), и из-за наличия разновозрастных стволов деревьев. Деревья с высокими, стройными стволами. Укрепление оснований деревьев - досковидные корни. Листья большие, вечнозеленые, жесткие, кожистые, блестящие - ксероморфное строение. Виды этой ярусности: род кокос, разные виды пальм, баобаб. Виды: многочисленны семейства бобовых, осоковых, молочай, баобаб, акации, магнолиевые. Также разнообразны межярусные виды: лиан, эпифиты, душители и стеблевые паразиты. Лианы - многочисленная и разнообразная форма растительности тропического леса. Виды лиан - древесной растительности имеют воздушные корни. Эпифиты - растительность поселяется на других растениях, используя ствол, ветви, листья других растений. Примеры: эпифитные папоротники, орхидные, из плаунов - селагинеллы. Душители – начинают свою жизнь, как эпифиты, затем дают корни: а) которые опускаются в землю и снабжают душителя водой и минеральными веществами; б) которые охватывают ствол дерева-хозяина и душат его. Во влажном лесу различают смены сезонов, цикличные и последовательные - сукцессии. Во влажных тропиках наблюдается некоторое внутригодовое изменение климата.

Животный мир разнообразен. Причины этому: высокая влажность воздуха, благоприятные температуры, обилие зелёных кормов, наличие «висячего яруса» почвы под эпифитами, обилие «надземных водоёмов» в розетках эпифитов, пазухах листьев, дуплах и т.д. Полидоминантная структура и круглогодичное размножение способствуют плавной динамике численности животных. Характерно размножение в течение всего года.

По отношению к способам передвижения:

• Прыгающие: обезьяны, большинство сумчатых;
• Лазающие: ящерицы, обезьяны;
• Ползающие: большое количество змей;
• Бегающие: страусы нанду, гепарды, гиены, тапиры, слоны.

Насыщенность экологической структуры. В сообществе животных выделяют: почвенные подстилочные, наземные и древесные ярусы. Представленные здесь трофические группы: сапрофаги - потребляют отмершую растительность в почвенно-подстилочном ярусе. Пример: термиты, круглые черви. Группа фитофагов потребляет живую растительность. Пример: кузнечики, саранча, ленивцы; плодами и семенами деревьев питаются различные голуби, попугаи ара; обезьяны, кускусы, лемуры; черепахи, тапиры; хищные животные, пауки, муравьи; турако, бананоеды, турачи, человекообразные обезьяны, гориллы, кистеухая свинь. Зоофаги - разнообразные хищники, организмы используют в пищу животных. Пример: насекомоядные птицы (мухоловки, дронговые), грызуны, змеи, ягуары, оцелоты, леопарды, мангусты, циветты, генетты, болотная крыса, равнинный тапир.

 

Палеогеографические и экологические причины современного распространения животных и растений (стр. 141)

В процессе развития жизни на Земле существовало несколько этапов:

1. первым этапом после возникновения жизни было ее развитие в мировом океане; одними из древнейших обитателей мирового океана были прокариоты – бактерии, после – сине-зеленые водоросли. Первыми обитателями Земли были анаэробы, которые обогащали атмосферу и воды кислородом – это и дало возможность существовать на Земле анаэробным организмам. В конце архея, в начале протерозоя в атмосфере было уже достаточное кол-во кислорода, необходимое для осуществления окислительных процессов. Наличие свободного кислорода в водах и атмосфере стало условием существования эукариот, а затем в верхнем протерозой появились более сложные формы.

2. вторым этапом был выход организмов на сушу; в этом периоде содержание кислорода было незначительным, а углекислоты было много, и она препятствовала проникновению УФ-лучей; с развитием озонового слоя эукариоты вышли на сушу. В этот период направление эволюции растительного и животного мира происходило разными путями. Для растений были хар-ны менее интенсивные темпы эволюции – это привело к меньшему числу видов растений по сравнению с числом видов животных. Для наземных растений характерно: развитие механической ткани (это позволило существовать длинным стеблям), развитие проводящей системы, постепенное избавление от участия воды в процессе размножения. При эволюции животных возрастала подвижность, обеспечивая возможность ухода от неблагоприятных условий, развивались более сложные формы поведения; при выходе на сушу передвижение стало более быстрым, образовались надежные защитные покровы.

3. началом 3-го этапа стало изменение состава атмосферы, связанное с развитием древовидных споровых растений – плауновидных, клинолистных и голосеменных. Увеличение интенсивности процессов фотосинтеза привело к значительному снижению концентрации углекислоты в атмосфере, к проникновению к пов-ти планеты большего кол-ва УФ-лучей. На границе триасового периода и юрского произошла смена высших споровых и голосеменных растений покрытосеменными, которая привела к развитию насекомых, а возникшие в конце протерозоя рептилии уступили место гомеотермным животным (в меловом периоде) – это было связано с дифференциацией климатов и появлением холодного периода.

В настоящее время преуспевают покрытосеменные растения, млекопитающие и птицы из наземных позвоночных, насекомые из наземных беспозвоночных, брюхоногие моллюски из наземных и водных беспозвоночных, т.о. на современное разнообразие растений и животных оказало влияние длительное время, прошедшее после выхода их на сушу и экологические условия, в которых они обитают.