Общая экология

обитания. Эволюционные изменения видов – компонентов  биоценозов, заставляют адаптироваться между собой и другими компонентами этого сообщества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         Вопросы по теме №8.

4.Дайте характеристику  свойств биогеоценоза.

-Естественная, исторически сложившаяся система;

-Система, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определённом постоянном уровне;

-Характерен круговорот веществ;

- Открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой – Солнце. 
 

17.Саморегуляция  экосистемы.

Любой биогеоценоз представляет собой  чрезвычайно сложную динамическую систему, состоящую из многих сотен  и даже тысяч видов живых организмов, объединенных трофическими, топическими и другими связями. Так, по данным российского ученого В. В. Мазинга (1976), только в состав двух популяций березы (повислой и пушистой) входит 91 вид паразитических и 35 видов микоризообразующих грибов, 46 видов эпифитных лишайников, 7 видов эпифитных печеночников и 16 видов эпифитных лиственных мхов, 8 видов клещей, 574 вида насекомых, 8 видов птиц, 9 видов млекопитающих — всего 795 видов, не считая бактерий, простейших, водорослей, актиномицетов. Такие сложные природные экосистемы имеют собственные законы сложения, функционирования и развития. Длительность существования каждой экосистемы поддерживается прежде всего за счет общего круговорота веществ, осуществляемого продуцентами, консументами и редуцентами, и постоянного притока солнечной энергии. Именно эти два глобальных явления обеспечивают ей высокую способность противостоять воздействию постоянно меняющихся условий внешней среды.

Устойчивость  экосистемы обеспечивается также биологическим  разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав.

В богатых видами экосистемах у  консументов есть возможность избирать разные виды пищевых объектов и в  первую очередь — наиболее массовые. Если потребляемый пищевой объект становится редким, то консумент переключается на питание другим видом, а первый, освобожденный от пресса выедания, постепенно будет восстанавливать свою численность. Благодаря такому переключению поддерживается динамическое равновесие между пищевыми ресурсами и их потребителями и обеспечивается возможность их длительного сосуществования.

Таким образом, процесс саморегуляции  экосистемы проявляется в том, что  все разнообразие ее населения существует совместно, не уничтожая полностью  друг друга, а лишь ограничивая численность  особей каждого вида определенного уровня. Например, в лесу листьями древесных растений питаются несколько сотен видов насекомых, но в оптимальных условиях каждый вид представлен незначительным количеством особей, поэтому их общая деятельность не наносит существенного вреда лесным деревьям. Однако насекомые отличаются большой плодовитостью, и если бы отсутствовали ограничивающие факторы (неблагоприятные погодные условия, уничтожение хищными и паразитическими насекомыми, птицами, болезнетворными микроорганизмами и т. п.), то численность любого вида насекомых возросла бы очень быстро и привела бы к разрушению экосистемы. Следовательно, взаимоотношения типа хищник—жертва, паразит—хозяин взаимно сглаживают всплеск численности и стабилизируют экосистему.

Важным  фактором стабилизации экосистемы является генетическое разнообразие особей популяций. Изменение условий внешней среды может вызвать гибель большинства особей популяции, адаптированных к прежним условиям существования. Поэтому чем более генетически разнородной является та или иная популяция экосистемы, тем больший шанс у нее иметь организмы с аллелями, ответственными за появление признаков и свойств, позволяющих выжить и размножаться в новых условиях и восстановить прежнюю численность популяции. Время, необходимое для восстановления популяции, будет зависеть от скорости размножения особей, так как изменение признаков происходит только путем отбора в каждом поколении.

Стабильность  экосистемы зависит также от степени  колебаний условий внешней среды. В тропиках и субтропиках стабильны и оптимальны для многих видов температурные условия, влажность, освещенность. Поэтому тропические экосистемы с высоким биологическим разнообразием входящих в них организмов отличаются высокой устойчивостью. И, напротив, тундровые экосистемы менее устойчивы. Им свойственны резкие колебания численности популяций разных видов.

Способность экосистемы к саморегуляции и  поддержанию динамического равновесия называется гомеостазам. Гомеостаз экосистемы выражается в способности сохранять постоянство видового состава и численности особей, поддерживать относительную стабильность и целостность генетической структуры в меняющихся условиях внешней среды. Нарушение природных цепей питания под воздействием антропогенного фактора, непродуманное вмешательство человека в экосистемы могут привести к неконтролируемому росту или снижению численности особей определенных популяций и к нарушению природных экосистем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         Вопросы по теме №9. 

2.Первичная продуктивность. 

Биологическая продуктивность, образование биомассы организмами, выражаемое потоками органического вещества и его потенциальной химической энергии на единицу площади за единицу времени. Понятие биологическая продуктивность применимо к растительности, сообществам (фитоценозам), к их отдельным ярусам, к отдельным популяциям растений и животных. Продуктивность всех популяций организмов на единицу площади характеризует биологическая продуктивность биогеоценозов и экосистем. Биологическая продуктивность количественно оценивают по её результату главным образом по годичной биологической продукции сухого органического вещества (в т/га * год, г/м2 * год), или энергии (Дж/м2 * год, ккал/га * год, кал/м2 * год). Специфику процесса изучает физиология растений. Биологическая продуктивность иногда отождествляют с запасами биомассы на единицу площади, что может лишь отчасти характеризовать биологическая продуктивность. Различают первичную и вторичную биологическую продуктивность. Первичная биологическая продуктивность характеризуется образованием биомассы (первичной продукции) в процессе фотосинтеза зелёными растениями (автотрофами), которые образуют первый трофический уровень экосистемы и служат началом всех цепей питания. К первичным продуцентам относят и некоторые хемосинтезирующие бактерии. В процессе утилизации вещества и энергии первичной продукции образуется биомасса всех гетеротрофных организмов (бактерий, грибов и животных), называемых консументами. Продукция консументов характеризует вторичную биологическая продуктивность, к которой относят и массу хищных животных, питающихся растительноядными и другими хищниками.

Первичная биологическая продуктивность.

При исследованиях  первичной биологической продуктивности наземных биогеоценозов определяют ряд показателей, которые затем используют в качестве отдельных статей баланса органические вещества на конкретных участках. Продукция, определяемая с учётом затрат вещества и энергии на процессы метаболизма самих организмов-продуцентов, называется первичной брутто-продукцией, или валовой продукцией (обычно обозначают GPP -- от англ, gross primary production). Разность между первичной брутто-продукцией и затратами растений на дыхание (Ra) определяет первичную нетто-продукцию -- NPP (от англ, net primary production). В лесном фитоценозе NPP включает в себя не только чистую продукцию прироста за учитываемый период (истинный прирост фитомассы) -- NEP (net ecosystem production), но и продукцию, перешедшую за то же время в опад (листья, цветки, семена и др.) и отпад (отмершие деревья, сучья и др.), которые суммарно обозначаются L, а также часть продукции живых растений, пошедшую на корм животных-фитофагов (консумпцию) -- Сa. Сумму этих показателей часто называют гетеротрофным дыханием (Rh), поскольку энергия в обоих этих потоках (Rh=L+Ca) освобождается главным образом с участием гетеротрофных организмов. Для консументов, независимо от их трофической специализации, применяют иную схему. Отчуждаемая при консумпции фитофагами продукция растений в некотором количестве поедается животными, остальная (огрызки, объедки) поступает в опад. Съеденная пища частично ассимилируется организмами, частично экскре-тируется и поступает в детрит. За счёт продуктов ассимиляции происходит прирост биомассы, т. е. формируется продукция и поддерживаются процессы метаболизма. В продукцию включаются вещество или энергия прироста (привеса) животных за изучаемый период и прироста потомства. Эти величины, с учётом вещества и энергии элиминированных особей, характеризуют прирост биомассы животных. Биомасса животных-иммигрантов в продукцию не включается. При этом ассимилированная пища и прирост биомассы животных соответствуют общей (брутто) и чистой (нетто) продукции автотрофов.

Первичная биологическая  продуктивность зависит от интенсивности  фотосинтеза растениями и продолжительности его периода, фотосинтезирующей поверхности фитоценозов и древостоев, выражаемой индексом листовой поверхности и характером расположения листвы в толще полога, а также от кол-ва поступающей фотосинтетической радиации, условий увлажнения и минерального питания. Кульминация первичной продукции насаждений, выражаемая чистой продукцией (NPP) или истинным приростом фитомассы (NEP), приходится на возраст 20--40 лет. Однако в искусств, насаждениях она наступает раньше, чем в естественных, хотя с возрастом различия Б. п. лесных культур и естественных древостоев сглаживаются. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                  Контрольная работа №3.

                                                   Вопросы по темам №10,11.

4.Австралопитек:  история открытия, ареал существования,  особенности строения тела, параметры  мозга, наличие признака бипедализма.

История изучения австралопитеков ведет свое начало с 1924 года, с находки черепа детеныша гоминоида 3—5 лет в Юго-Восточном Трансваале (ныне ЮАР) близ Таунга. Ископаемый гоминоид получил наименование африканского австралопитека — Avstralopitecus africanus Dагt, 1925 (от «avstralis»—южный). В последующие годы были открыты и другие местонахождения австралопитеков Южной Африки - в Стеркфонтейне, Макапансгате, Сварт-крансе, Кромдраае. Их остатки обнаруживались обычно в пещерах: они залегали в травертинах—отложениях углекислых источников, вытекающих из известняков, или непосредственно в породах доломитовой толщи. Первоначально новые находки получали самостоятельные родовые обозначения—плезиантропы (Plesianthropus), парантропы (Paranthropus), но, по современным представлениям, среди южноафриканских австралопитеков выделяется только один род Avstralopithecus с двумя видами: более древним («классическим») грацильным австралопитеком и более поздним массивным, или парантропом.

В 1959г. австралопитеки были обнаружены и в Восточной  Африке. Первая находка сделана супругами  М. и Л. Лики в древнейшем слое Олдувайского ущелья на окраине плато Серенгети в Танзании. Этот гоминоид, представленный довольно тероморфным черепом с гребнями, получил наименование восточноафриканского человека, поскольку в непосредственной близости к нему были открыты и каменные артефакты (Zinjanthropus boisei Leakey). В дальнейшем останки австралопитеков найдены в ряде мест Восточной Африки, сосредоточенных главным образом в области Восточноафриканского рифта. Обычно они представляют собой более или менее открытые стоянки, включающие участки травянистой лесостепи.

К настоящему времени  с территорий Южной и Восточной  Африки известны уже остатки не менее  чем 500 индивидов. Австралопитеки, видимо, могли встречаться и в других регионах Старого Света: например, так  называемый гигантопитек из Биласпура в Индии или яванский мегантроп до некоторой степени напоминают массивных африканских австралопитеков. Впрочем, положение этих форм гоминоидов не вполне ясно. Таким образом, хотя нельзя исключить диффузию австралопитеков в южные районы Евразии, основная их масса тесно связана в своем расселении с африканским континентом, где они встречаются на юге до Хадара на северо-востоке Африки[1].

Главная часть  находок восточноафриканских австралопитеков датируется периодом от 4 до 1 миллионов лет назад, однако древнейшие двуногие, видимо, появились здесь еще раньше 5,5—4,5 миллиона лет назад.

Австралопитековые были очень своеобразной группой. Появились  они около 6-7 миллионов лет назад, а последние из них вымерли только около 900 тыс. лет назад, во время существования намного более прогрессивных форм. Насколько известно, австралопитековые никогда не покидали пределов Африки, хотя некоторые находки, сделанные на острове Ява, иногда относят к этой группе.

Сложность положения  австралопитековых среди приматов заключается в том, что в их строении мозаично сочетаются признаки, характерные и для современных  человекообразных обезьян, и для  человека. Череп австралопитеков  похож на череп шимпанзе. Характерны большие челюсти, массивные костные гребни для прикрепления жевательной мускулатуры, маленький мозг и большое уплощенное лицо. Зубы австралопитеков были очень большие, но клыки короткие, а детали строения зубов больше похожи на человеческие, чем обезьяньи.  

В строении скелета  австралопитеков характерны широкий  низкий таз, относительно длинные ноги и короткие руки, хватательная кисть  и нехватательная стопа, вертикальный позвоночник. Такое строение уже  почти человеческое, отличия заключаются  лишь в деталях строения и в маленьких размерах.

Рост австралопитеков  колебался от метра до полутора. Характерно, что размер мозга был  около 350-550 см³, то есть как у современных  горилл и шимпанзе. Для сравнения, мозг современного человека имеет объем  около 1200-1500 см³. Строение мозга австралопитеков также было весьма примитивно и мало отличалось от шимпанзоидного. Уже на стадии австралопитеков, вероятно, начался процесс потери шерстяного покрова. Выйдя из тени лесов, наш предок, по выражению советского антрополога Я. Я. Рогинского оказался в «тёплой шубе», которую нужно было поскорее снять.