Контрольная работа по "Экологии"

Вариант 5

1.  Световой  режим и адаптация к нему  организмов.

2.  Экологические    стратегии    выживания    и    регуляция    плотности  популяции.

3.  Понятие  о круговороте веществ в природе.  Круговорот воды.

4.  Антропогенное  воздействие на гидросферу. 

Введение

Экология — одна из сравнительно молодых и бурно развивающихся биологических наук.

      Слово «экология» образовано от греч. oikos, что означает дом и logos — наука. Наука, в которой особое внимание уделяется «совокупности или характеру связей между организмами и окружающей средой». В настоящее время большинство исследователей считает, что экология изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.

        В настоящее время экология  распалась на ряд научных отраслей и дисциплин, подчас далеких от первоначального понимания ее как биологической науки (биоэкологии) об отношениях живых организмов с окружающей их средой. Экологию по размерам объектов изучения делят на аутэкологию (особи, организм и его среда), демэкологию, или популяционную экологию (популяция и ее среда), синэкологию (биотическое сообщество, экосистема и их среда), географическую, или ландшафтную, экологию (крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среды) и глобальную экологию (ме-гаэкология, учение о биосфере Земли)^*,

      По  отношению к предметам изучения экологию подразделяют на экологию микроорганизмов (прокариот), грибов, растений, животных, человека, сельскохозяйственную, промышленную (инженерную), общую экологию.

      По  средам и компонентам различают экологию суши, пресных водоемов, морскую. Крайнего Севера, высокогорий, химическую (геохимическую, биохимическую). По подходам к предмету выделяют аналитическую и динамическую экологии.

      С точки фактора времени рассматривают историческую и эволюционную экологии (в том числе археологию). В системе экологии человека выделяют социальную экологию (взаимоотношение социальных групп общества с их средой жизни) 
 
 
 
 
 

.  Световой  режим и адаптация к нему  организмов.

      Все факторы среды взаимосвязаны, и среди них нет абсолютно безразличных для любого организма. Популяция и вид в целом реагируют на эти факторы, воспринимая их по-разному. Такая избирательность обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории.

      Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды. 

Экологические факторы обычно действуют не поодиночке, а целым комплексом. Действие одного какого-либо фактора зависит от уровня других. Сочетание с разными факторами оказывает заметное влияние на проявление оптимума в свойствах организма и на пределах их существования. Действие одного фактора не заменяется действием другого. Однако при комплексном воздействии среды часто можно видеть «эффект замещения», который проявляется в сходстве результатов воздействия разных факторов.

Свет является одним из важнейших абиотических факторов, особенно для фотосинтезирующих  зеленых растений. Солнце излучает в космическое пространство громадное количество энергии.

      Свет  для организмов , с одной стороны, служит первичным источником энергии, без которого невозможна жизнь, а с другой — прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма. Таким образом, многие морфологические и поведенческие характеристики связаны с решением этой проблемы. Эволюция биосферы в целом была направлена главным образом на «укрощение» поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих и ослабление вредных или на защиту от них. Следовательно, свет — это не только жизненно важный фактор, но и лимитирующий как на минимальном, так и максимальном уровне. С этой точки ни один из факторов так не интересен для экологии, как свет!

      отдельные растения и целые сообщества приспосабливаются к разным интенсивностям света, становясь «адаптированными к тени» или «адаптированными к прямому солнечному свету».

Интенсивность освещения влияет на активность животных, определяя среди них виды, ведущие  сумеречный, ночной и дневной образ  жизни. Ориентация на свет осуществляется в результате «фототаксисов»: положительного (перемещение в сторону наибольшей освещенности) и отрицательного (перемещение в сторону наименьшей освещенности).

      Освещение вызывает у растений ростовые движения, которые проявляются в том, что из-за неравномерного роста стебля или корня происходит их искривление. Это явление носит название фототропизма.

      Одностороннее освещение смещает в затененную сторону поток ростового гормона ауксина, направленного, как правило, строго вниз. Обеднение ауксином освещенной стороны побега приводит здесь к торможению роста, а обогащение ауксином затененной стороны — к стимуляции роста, что и вызывает искривление.

      Движение  Земли вокруг Солнца вызывает закономерные изменения длины дня и ночи по сезонам года. Сезонная ритмичность в жизнедеятельности организмов определяется в первую очередь сокращением световой части суток осенью и увеличением — весной. В действиях организмов выработались особые механизмы, реагирующие на продолжительность дня. Так, определенные птицы и млекопитающие поселяются в высоких широтах с длинным полярным днем. Осенью, при сокращении дня, они мигрируют на юг. Летом в тундре скапливается большое количество животных, и, несмотря на общую суровость климата, они при обилии света успевают закончить размножение. Однако в тундру практически не проникают ночные хищники. За короткую летнюю ночь они не могут прокормить ни себя, ни потомство.

Уменьшение светового  дня в конце лета ведет к  прекращению роста, стимулирует  отложение запасных питательных  веществ организмов, вызывает у животных осенью линьку, определяет сроки группирования в стаи, миграции, переход в состояние покоя и спячки. Увеличение длины светового дня стимулирует половую функцию у птиц, млекопитающих, определяет сроки цветения растений

      Световые  сигналы, испускаемые животными, зачастую служат для привлечения особей противоположного пола, примани-вания добычи, отпугивания хищников, для ориентации в стае и т. д. (рыбы, головоногие моллюски, жуки семейства светляков и др.). Следовательно, растениям свет необходим в первую очередь для осуществления фотосинтеза — важнейшего процесса в биосфере по накоплению энергии и созданию органического вещества. Для животных он имеет главным образом информационное значение. 
 
 
 
 
 
 

Экологические    стратегии    выживания    и    регуляция    плотности популяции.

В природе каждый существующий вид представляет сложный  комплекс или даже систему внутривидовых  групп, которые охватывают в своем  составе особей со специфическими чертами  строения, физиологии и поведения. Таким  внутривидовым объединением особей и является популяция.

      популяция — это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

      Основными показателями структуры популяций является численность и распределение организмов в пространстве и соотношение разнокачественных особей. В связи с размерами ареала популяций может значительно изменяться и численность особей в популяциях.

      Численность популяции — это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой  на единицу площади  либо объема

Плотность популяции  отличается изменчивостью и зависит  от ее численности. При возрастании численности не наблюдается увеличение плотности лишь в том случае, когда возможно распределение популяции, расширение ее ареала. Особи, составляющие популяции, имеют различные типы пространственного распределения, выражающие их реакции на различные влияния, например, добычу и благоприятные физические условия или конкурентные реакции.

Основными

экологическими  характеристиками популяции считаются:

• величина по занимаемому пространству и по численности

особей;

• структура возрастная, половая, пространственная,

экологическая и др.;

• динамика.

В соответствии с прави-

лом максимума размера  колебаний плотности  популяцион-

ного  населения Ю. Одума,

существуют определенные верхние и нижние пределы

для размеров плотности (численности) популяции, которые

соблюдаются в  природе или которые теоретически

могли бы существовать в течение сколь угодно длительного

отрезка времени  в условиях стабильности среды

обитания.

К. Фридерихсом (1927) была сформулирована теория био-

ценотической  регуляции численности  популяции:

I регулирование  численности популяции есть результат

комплекса воздействий  абиотической и биотической среды

в местообитании  вида.

Размеры популяции  возрастают в результате иммиграции

из соседних популяций и (или) за счет размножения  особей.

Общая численность  и плотность населения популяций  регулируется

правилом  максимальной рождаемости (воспроизводства):

|

в популяции  имеется тенденция к образованию  теоретически

максимально возможного количества новых особей.

Важным механизмом регуляяйии численности в переуплотненных  популяциях является стресс-реакция. Повышение плотности приводит к увеличению частоты встреч между особями, вызывающих у них такие изменения физиологии, которые ведут к снижению рождаемости и увеличению смертности.

Стресс не вызывает необратимых изменений в половой  системе, а лишь приводит к временному гормональному блокированию ее функции. При устранении перенаселения способность к размножению может восстанавливаться очень быстро.

Все внутри видовые, зависимые от плотности популяции  механизмы регуляции численности  включаются до того, как произойдет полное исчерпание ресурсов среды. Благодаря этому в популяциях осуществляется саморегуляция численности.

      Приспособления  особей в популяции в конечном счете направлены на повышение вероятности  выживания и оставление потомства. Среди приспособлений выделяется комплекс, называемый экологической стратегией. Экологическая стратегия популяции — это ее общая характеристика роста и размножения. Сюда входят темпы роста ее особей, время достижения поло-возрелости, плодовитость, периодичность размножения и т. д.

      Отдельные популяции могут регулярно вымирать, но вид при этом перемещается и выживает. В целом эту стратегию можно охарактеризовать как стратегию «борьбы и бегства». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

.  Понятие  о круговороте веществ в природе.  Круговорот воды. 

Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота веществ: большой, или геологический, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции атмосферы, и малый, биологический (биотический), развивающийся на основе большого и состоящий в непрерывном, циклическом, но неравномерном во времени и пространстве, и сопровождающийся более или менее значительными потерями закономерного перераспределения вещества, энергии и информации в пределах экологических систем различного уровня организации