Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Марта 2012 в 13:33, шпаргалка
Работа содержит ответы на вопросы для экзамена по "Биоэкологии".
5. Популяцияның тығыздыңының реттелуі және реттелу деңгейлері.
Популяция (латын тілінде populus — халық, тұрғын халық) — белгілі бір кеңістікте генетикалық жүйе түзетін, бір түрге жататын және көбею арқылы өзін-өзі жаңғыртып отыратын организмдер тобы. Осы топтың популяция болып есептелуі үшін: тарихи қалыптасқан ареалы және үздіксіз өзгеріп тұратын сыртқы орта жағдайында өзінің саны мен құрылымын сақтауға қабілетті болуы; сол түрдің өзге топтарынан қандай да бір табиғи кедергілермен ажыратылып тұруы; бір немесе бірнеше экожүйенің құрамына кіріп, олардағы зат алмасу, энергия тасымалдау процестеріне қатысуы тиіс. Әр популяция өзіне ғана тән статиктикалық сипаттамалары (саны, тығыздығы, ареалы, орналасуы, жас ерекшелігі, жыныстық құрамы) және динамикалық сипаттамалары (саны мен тығыздығының уақытқа қатысты өзгеруі) бойынша ерекшеленеді. Популяцияның статиктикалық сипаттамалары популяцияның белгілі бір сәттегі күйін көрсетіп, өлшеу, санау арқылы қысқа мерзімде анықталады. Популяцияның динамикалық сипатамаларын анықтау ұзақ мерзімді (бір ұрпақ жаңаратындай) қажет етеді. Популяция санының динамикасы белгілі бір уақыт аралығындағы тірі организмдердің өмірге келуі мен өлімі көрсеткіштерінің ара салмағы бойынша анықталады. Сондай-ақ, популяция санының өзгеруіне иммиграция және эмиграция процестері де әсер етеді. Популяция саны өсуінің біртіндеп тежелуі логистикалық теңдеу арқылы өрнектеледі. Әдетте, жануарлар мен өсімдіктер популяциясының саны біршама тұрақты болғанымен, олар әлсін-әлсін күрт өзгеріп отырады (мысалы, тоқалтіс тышқандар, леммингтер, т.б.). Кейбір жануарлардың (шегіртке, бөкендер, т.б.) санының немесе тығыздығының қауырт өсуі олардың қоныс аударуына әкеледі. Жануарлар популяцияларының саны мен тығыздығы күрделі мінез-құлықтық (аумағын белгілеу, қору, көші-қон), физиологиялық механизмдер арқылы (гормондар қызметі, стресс) және популяцияның генетикалық құрылымының өзгеруі арқылы реттеліп отырады.
Топтық бірігу ретіндегі популяция өзіне ғана тән қасиеттермен қатар әрбір жеке дарақтардың өзіне тән қасиеттерге де ие. Топтық ерекшеліктер дегеніміз - бұл популяциялардың негізгі сипаты. Оған мыналар жатады:
1) жалпы есебі (сан) - болінген аумақтағы дарақтардьщ жалпы саны;
2) тығыздық - популяция мекендеген кеңістіктің ауданына немесе көлеміне келетін дарақтардың орташа саны;
3) өсімталдық - кебею нәтижесінде уақыт бірлігінде пайда болған жаңа дарақтар саны;
4) өлім-жітім - белгілі уақыттың бір бөлігінде дарақтар популяциясында өлгендердің мөлшерін көрсететін көрсеткіш;
5) популяция өсімі - туу мен өлім-жітім арасындағы айырма; өсімнің пайдалы да, пайдасыз да болуы мүмкін;
6) өсу қарқыны - уақыт бірлігіндегі орташа өсім;
7) жыныстық құрам — берілген популяциядағы еркек және әйел жынысты дарақтар арақатынасы;
8) жас құрамы - бұл дарақтарды жасы бойынша бөліп тарату.[2]
Популяция терминін 1903 ж. Дания биологы В.Иогансен (1857 — 1927) енгізді. Эволюция заңдылықтарын, түрлердің пайда болуын зерттейтін ғалымдар популяцияны микроэволюциялық процестің ең шағын бірлігі ретінде қарастырса, ал экологтар популяцияны түр аралық әсерлесу мен өнімділік тұрғысынан зерттейді. Популяцияны зерттеудегі микроэволюциялық, генетикалық, экологиялық бағыттарды біріктіретін биологияның жаңа саласы — популяциялық биология қалыптасты. Жойылып кету қаупі төнген түрлерді сақтап қалу, зиянды түрлердің санын тежеу, экожүйе құрамына жаңа түрлерді енгізуде (интродукция) популяцияны зерттеудің маңызы зор.
Әрбір түр белгілі бір жерде тіршілік ете отырып, сол жердің популяциялар жүйесі ретінде көрінеді.
Популяциялар құрылымы – бір жағынан түрдің биологиялық қасиеттеріне негізделіп, екінші жағынан ортаның абиотикалық факторлары мен басқа түрлердің популяциялары әсерінен қалыптасып құрылады. Популяциялар құрылымы тұрақты болмайды. Территориядағы особьтардың таралуы топтардың жынысы, жасы, морфологиялық, физиологиялық, мінез құлықтыры және генетикалық ерекшеліктері бойынша ара қатынастары популяцияның құрылымын көрсетеді.
Популяцияның кеңістіктегі құрылымы – популяция ососбьтарының кеңістікте орналасу ерекшеліктері. Ол тіршілік ортасының және түрдің биологиялық ерекшеліктеріне байланысты. Жылдың маусым, популяцияның сандық мөлшері уақыт бойынша өзгеруі мүмкін. Сондықтан популяция особьтары кеңістікте бірқалыпты, кездейсоқ, және топтасып орналасады.
6. Экожүйелердің бағыныштылық қатары.
Экологияда «биогеоценоз» ұғымымен бірге «экожүйе» ұғымы қолданылады. «Экожүйе» ұғымын ағылшын ботанигі А.Д.Тенсли ұсынды. А.Д.Тенсли экожүйе құрамына организмдер де, абиотикалық орта да кіретін жер бетіндегі тірі табиғаттың негізгі функциялық бірлігі деп есептеп, оның әр бөлігінің екіншісіне әсер ететініне назар аударды. Әдетте «экожүйе» және «биогеоценоз» ұғымдарын синоним ретінде қарастырады. Алайда бұл бір-біріне дәл сәйкес келмейді. Экожүйеде әртүрлі дәрежедегі зат алмасу процесі жүретін жүйе болса, биогеоценоз - белгілі бір өсімдіктер жамылғысы (фитоценоз) алып жатқан территориялық ұғым. Экожүйе - мөлшері әртүрлі табиғи (мұхит, тундра, орман, құмырсқа илеуі және т.б.) және жасанды (аквариум, ферма территориясы, қала) кешендерге қатысты қолданылатын кең ұғым. Экожүйе, экологияның ең негізгі обьектісі - тірі организмдер жиынтығының қоректену, өсу және ұрпақ беру мақсатында белгілі бір тіршілік ету кеңістігін бірлесе пайдалануының тарихи қалыптасқан жүйесі. Ю.Одум (1986 ж) табиғи экожүйелердің үш түрін бөледі: жер беті (тундра, тайга, дала, шөл т.б.), тұщы су (көлдер, өзендер, батпақтар) және теңіз (ашық мүхит, өзен құйылыстары) экожүйелері. Бұл классификацияның негізінде өзіне тән белгілері, мысалы, жер беті экожүйесі үшін - өсімдіктер жамылғысы, тұщы су экожүйелері үшін - судың физикалық қасиеті жатыр.
Бұл денгейде тірі ағзалардың әрекетімен байланысты ғаламдық ауқымдағы барлық зат айналымдары жүзепге асады.
Биологиялық жүелердің иерархиялық қатарының маңызды нәтижесі – компоненттердің күрделірек функционалдық жүйелерге бірігуі барысында бұл жаңа жүйелерде сапалық жағынан жаңа алдыңғы деңгейде болмайтын қасиеттер пайда болады. Мұндай сапалық жаңа қасиеттерді – эмерженттік деп атайды (ағылшын ударғанда emergent – кенеттен пайда болған). Экологиялық деңгейдің эмерженттік қасиеттерін, оның құрамына кіретін компоненттерінің қасиеттеріне сүйеніп болжауға болмайды, яғни анағұрлым жоғары ұйымдасу деңгейінің барлық қасиетінтөменгі деңгейлердің қарап алдын ала болжауға болмайды. Мысалы, экожүйенің қасиеттерін жеке популяциялар туралы мәліметтерге ғана сүйеніп айтуға болмайды. Орманды тұтас алып зерттеп қана қрймай, осы ормандағы жеке ағаштарды да зерттеу қажет.
Жоғарыда аталған құбылыс Берталанфи (1969 ж.) принциінде көрінеді. Бұл принцип бойыеша біртұтас бүтін тек қана оны құрайтын элементтерінің жиынтығы ғана емес, одан жоғаоы. Себебі оның ең негізгі сипаттамасы – оның әр түрлі элементтері арасында жүретін өзара әрекеттесу.
Экожүйенің ең кіші бөлшегін құра отырып, экожүйенің бағыныштылық қатарын құруға болады.
биогеоценоз — биогеоценоздық комплекс-ландшафт — биом-табиға жазықтық — биогеографиялық аумақ — құрлық — мұхит экожүйесі, литосфер — биосфера.
Биогеоценоздағы зат айналымы тіршіліктің пайда болу процесінде қалыптасып, тірі табиғат эволюциясының дамуы нәтижесінде күрделене түседі. Сондай-ақ, биогеоценозда зат айналымы болу үшін экожүйеде анорганикалық заттардан органикалық заттар түзетін және Күн сәулесінің энергиясын басқа түрге өзгертіп, сол органикалық заттарды пайдаланып, оларды қайтадан анорганикалық қосылыстарға айналдыратын организмдер болады. Биогеоценоздың негізін продуценттер, консументтер, редуценттер құрайды.
Биогеоценозды және онда өтіп жатқан процестерді сипаттайтын көрсеткіштер:
түрдің алуан түрлілігі (осы биогеоценозды құрайтын өсімдіктер мен жануарлардың түрлерінің саны);
популяция тығыздығы (бір түрдің аудан немесе көлем бірлігіне келетін дара бастар саны);
биомасса.
Биогеоценоз 2-ге бөлінеді.
Табиғи биогеоценоз (тоған, орман, т.б.) — табиғи сұрыпталу нәтижесінде қалыптасатын өздігінен реттелетін күрделі де тұрақты биологиялық жүйе.
Жасанды биогеоценоз — түрлі агрономиялық әдістерді қолдану нәтижесінде алынған агроценоздар. Бұған қолдан жасалатын шалғындықтар, егістіктер мен жайылымдар, қолдан отырғызылатын ормандар жатады.
Экожүйелердің бағыныштылық қатарына мысал ретінде көп жылдық ағашты алуға болады. Олар әр жылда әр түрлі мөлшерде энергия пайдаланады.
7. Жер климатынын негізгі өзгеру себептері.Климаттың өзгеруі дегеніміз адамдардың әртүрлі антропогендік іс әрекетінің нәтижесінде жердің климат жағдайының өзгеріске ұшырауы. Оның басты себептері: СО2 мен CH4 тің концентрациясының өзгеруі, атмосфераның мөлдірлігінің өзгеруі, жер орбитасының параметрлерінің өзгеруі, күннің жерге түсуінің өзгеруі және т.б.
Климаттың өзгеру қаупі туралы ең алғаш 1975 жылы сөз қозғалды. 1975 жылы 8 тамызда “Scіence” атты журналда америкалық климатолог Уоллес Брокер ауа райының күрт өзгере бастағанын алға тартып, алғаш рет “жаһандық жылыну” терминін өмірге әкелді. Ауа райының өзгеру құбылысын екі мың жылға тарта тарихы бар климатология ғылымы зерттеп келеді. Алайда өткен ғасырдың соңына дейін бұл ғылымның ізденістеріне адамзат қауымдастығы тарапынан аса бір қызығушылық таныла қойған жоқ. Тіпті өткен ғасырдың 60-шы жылдарында, ең алғаш, климаттың күрт жылынып бара жатқандығы туралы дабыл қағып, жердің жоғары қабатының қызуы артқанын байқаған белгілі кеңестік климатолог А. Будьконың болжамдарын басқалар түгілі, кейбір ғалымдардың өзі жүре тыңдады. соңғы екі мың жыл ішінде Жер шарын мекендейтін тіршілік атаулы үш рет жаһандық жылыну кезеңін, үш рет жаһандық суыған кезеңді бастан өткерген. Температураның соңғы төмендеу кезеңі ХІХ ғасырдың бірінші жартысында аяқталыпты. ХІХ ғасырдың екінші жартысында ауа райы қалпына келіп, ХХ ғасырда қайтадан жаһандық жылыну кезеңі басталып, сол ғасырдың соңында 0,7-0,8 градусқа жеткен. Сондықтан, дейді табиғи тәсілді жақтаушылар, бүгінгі жаһандық жылыну кезеңі ұзамай ауа температурасының төмендеу кезеңіне ауысады. Оның Жер орбитасы параметрлерінің өзгеруіне байланысты Күн қызуының құбылуы сияқты астрономиялық, Гольфстрим атты мұхиттар ағысы қуатының әлсіреуі сияқты табиғи себептері бар көрінеді.
Енді жаһандық жылынуды адам факторымен байланыстыратындардың дәлелін сараптап көрейік. Біріншіден, олардың айтуынша, ауа температурасының мұндай жылдамдықпен жылынуы бұрын-соңды болмаған құбылыс көрінеді. Бар болғаны соңғы жүз жылға жетер-жетпес кезеңде ауаның орташа температурасы 0,7-0,8 градусқа ысуы мың жылда да болмаған. Тіпті соңғы 15 жыл ішінде ғана ауа температурасы жылынуының жылдамдығы 0,3-0,4 градусқа артқан. Қалыпты табиғи факторлар мұндай жылдамдықпен атмосфераны жылыта алмаса керек. Бұған сөзсіз адам әрекеті себеп болып отыр. Екіншіден, техногендік дәуірде ауаға бөлі
Климаттың өзгеруі атмосферада парниктік газдарда
С02-нің концентрациясы жыл сайын 0,8-1,5 мг/кг-ға көтерілуде. Зерттеулер бойынша СО2-нің мөлшері ауада екі есе көбейсе, орташа температура 3°С-5°С-қа көтеріледі. Бұл өз кезегінде климаттың ғаламдық жылуына, яғни, Антарктидадағы мұздықтардың жаппай еруіне, Әлемдік мұхиттың орташа деңгейінің көтерілуіне, көптеген жердің су астында қалуына және климаттың өзгеруіне басқа да жағымсыз жағдайларға алып келеді.
8. Организмдер қауымдастығы – биоценоз ұғымының қалыптасуы. К. Мебиус еңбектері.
Биоценоз (био... және гр. koіns — жалпы) — тіршілік жағдайлары азды-көпті біркелкі орта өңірін мекендейтін жануарлардың, өсімдіктер мен микроорганизмдердің жиынтығы[1]; Құрлықтың немесе судың белгілі бір бөлігін мекендейтін, сондай-ақ, өзара және тіршілік ортасының табиғат жағдайына бейімделген жануарлар, өсімдіктер, саңырауқұлақтар, микроорганизмдер жиынтығы; тірі ағзалар бірлестігі.
Биоценология (биоценоз және гр. logos - ғылым) – тірі организмдердің құрылысын, дамуын, табиғатта орналасуын, пайда болу мерзімін, шыққан арғы тегін зерттейтін ғылым; биоценоз туралы ғылым олардың құрамы құрылымы ішкі және биоценотикалық ортасы биотрофикалық және медиопатикалық процестер кауымдастығында іске асады.
Биоценоз терминін неміс гидробиологы К. Мебиус ұсынған (1877). Биоценоз — биогеоценоз құрайтын организмдер жиынтығы. Олар тіршілік үшін күрес, табиғи сұрыпталу, т.б. эволюция факторларының нәтижесінде қалыптасады. Биоценоз барлық организмдердің белгілі бір жер көлеміндегі биологиялық жиынтығы мен биологиял өнімділігі және олардың құрылымы арқылы сипатталады. Биоценоздың кеңістік құрылымы бірдей емес түрлердің кеңістікте бір-біріне сәйкес орналасуын (мысалы, орман қабаттары), түрлік құрылымы бүкіл организмдердің түрлік құрамын және олардың құрамындағы жеке түрлердің сан мөлшерін, ал, қоректік құрылымы қоректік тізбектердің ерекшеліктерін білдіреді.[3] Табиғаттағы зат алмасу процесіне байланысты Биоценоздағы организмдерді 3 топқа бөледі:
продуценттер (өндірушілер);
консументтер (тұтынушылар);
редуценттер (ыдыратушылар).
Табиғи байлықты тиімді, ұқыпты пайдалану үшін Биоценозды жан-жақты зерттеудің маңызы зор.
Биоценоздың түрлік құрылымы- бұл ондағы әртүрлі түрлердің олардың сандық немесе массалық қатынасы. Биоценоздың бай және кедей түрлерін бөледі.
Жеке түрлердің ролін анықтау үшін олардың сандық сапасын анықтап, санақ жүргізп алады:
Түрдің өте көп болуы- бір түрдің белгілі бір аудан көлемінде қаншалықты жинақталуында, мысалы, шаянтектестердің 1 дмі суда немесе тоғандардағы саны.
Кездесетін жиілігі биоценоздағы сол түрдің қаншалықты біртекті немесе әртүрлі тралуында.
Доминантталу көрсеткіші- қарастырылып отырған бір түрдің топтағы барлық түрлердің жалпы санына ара қатынасымен өлшенеді.
Биоценоздың кеқістіктік құрылымы оның өсімдіктік бөлімінің- фтоценоз, жерүсті және жерасты өсімдік массаларының қосындысымен анықталады.
Фитоценоз үшін ярусты және мозаикалық қосалыс тән.
Ярусты дегеніміз- жерүсті өсімдіктерінің бірнеше қабаттағы таралуы (ағаштекті, бұталы, шөптесін және мүктектілер ярусы ) және басқалар.
Мозаикалыққа- өсімдіктердің горизонтальды бағыттағы таралуы (микротоптардағы, микроценоздар, парцелдар және т. б.).
Биоценоздың экологиялық құылымы. Биоценоздың бірлестіктің экологиялық құрылымын сипаттайтын түрлі типтері ағзаның экологиялық топтарының қатынасымен анықталады. 1863 жылы Мёбиус Германиядағы бірінші теіңз аквариумын ашты.1868 жылы Галле-Виттенберг университетінде доктор атағын алғаннан кейін, Карл Зоология музейінің директоры және Киля зоология университетінің профессоры болады. Мебиустың алғашқы еңбектері 1865 және 1872 жылдары теңіз жануарларына арналды, сонымен бірге ол еңбекте теңіз проблемалары да аталып өткен. 1868—1870 жылдары Мебиус устрицаны зерттеді, екі кітабы жарық көрді. Біріншісі, «Солтүстік Германиядағы су жағасындағы устрицаларды ажырату» және «Устрицалар және устрицалық фирмалар.
9. Жерді биогеографиялық аймақтарға бөлу принципі, құрлықтың ірі биогеографиялық бөліктері.
Биогеография (био... және география)- жер шарындағы әр түрлі биоценоздың, сондай- ақ жануарлар мен өсімдіктердің, микроорганизмдердің таралуы мен орналасу заңдылықтарын зерттейтін ғылым саласы. Биогеография екі салаға бөлінеді: организмдер географиясы (микроорганизмдер, жануарлар және өсімдіктер географиясы) және жануарлар мен өсімдіктердің дүниесінің жалпы географиясы (микробоценоз, фитоценоз және зооценоз.Әр түрлі өсімдіктер мен жануарлар планетамызда әр жерде тарап жатыр. Болған және болып жатқан эволюциялық өзгерістердің жарқын куәсі ретінде әр түрді жан- жануарлардың және өсімдіктердің бүкіл жер шарының түкпір түкпіріне таралуын айтуға болады.
Планетаны әр түрлі болжамдар ойынша бірнеше облысқа бөлуге болады.
А. Уоллеске 6 биогеографиялық аймақтарға біріктіруге реті келді. бөлді.
1) Палеарктикалық аймағы
2) Неоарктикалық аймағы
3) Индо – малай аймағы
4) эфиоптық аймақ
5) Неотропикалық аймағы
6) австралиялық аймағы.
Әр түрлі аймақты жануарлар және өсімдіктер әлемін салыстыру эфолюциялық процесті дәлелдейтін өте бай ғылыми материал болып табылады.
Полиарктикалық және неоарктикалық аймақтарға және флора бір – біріне ортақ ұқсастықтар өте көп. Бұл ұқсастықтар екі аймақтық ортасында бұрып құрғақ көпір Беринг құрлық мойнағы болуынан деп түсіндіруге болады.
Басқа аймақтарда бір- біріне ұқсастықтар өте аз. Сонымен жануарлар мен өсімдіктердің жер бетіне таралуы және олардың богеографиялық аймақтарға топталуы жердің тарихын даму процесін және тіршіліктің эволбцяисын көрсетеді.
Эволциялық процесті түсіну үшін ареалдардағы флора мен фаунаға назар аударған жөн. Фауна мен флора құрамы сол аралдың пайда болу тарихына байланысты.Биогеографиялық фактілердің санының көптігі, әсіресе тірі жәндіктердің жер бетінде көп таралуы жер қабатының өзгеруінің және түрлердің эволюцтясына байланысты.
Биогеографиядан дәлелденгені тірі организмдердің теністіктерде таралуы, яғни жануарлармен өсімдіктер географиялық орналасуы. Нәтижесінде биогеграфиядан біз зоогеографиялық фитогеографияны ажыратамыз.
Биогеография - өсімдік және жануарлар географиясына бөлінеді.
Өсімдік географиясы - өсімдіктердің таралуы ареалын зерттейтін бөлімі. Өсімдік географияның өсімдіктің түрін, туысын тағы басқа таксономиялық котегорияларының табиғатта таралу аймағын- ареалын зерттейтін саласын фитохорология дейді. Өсімдік географияның флористикасы бір аймақта таралған өсімдік түрлерін, флорасын, ал өсімдік географияның экологиясы өсімдіктің тіршілік ортасына бейімделуін зерттейді. Өсімдітің таралуы туралы мағлұматтарды ертедегі дүние ғалымдары (Теофраст) еңбектерінен де көруге болады. Ал нақты мағлұматтар 18 ғасыр натуралистері француз ботанигі Ж.П.де Турнефор, швед ғалымы К.Линней, орыс академигі П.С.Паллас тағы басқа еңбектерінде өсімдік география жөнінде көптеген наөты мәліметтер келтірген, 18-19 ғасырда өсімдік география ғылымның жее саласы болып қалыптасуына неміс натуралистері К.Вильденов, А.Гумбольд көп еңбек сіңірді.