Лекция сабақтарының негізгі мазмұны

Паразиттердің  көптеген  түрлері  жұқпалы  тіптен  қатерлі  аурулар(сүзек, тырысқақ,  безгек,  энцефалит,  оба т.б.)  таратады.  Олардың  қатарына  Өазақстан  территориясында  жиі  кездесетін  маса,  сона,  құмыты,  бүрге,  кенелер  жатады.  Әсіресе,  республикамыздың  шөл-шөлейтті   зоналарында  кездесетін  маса,  бүрге,  кенелердің  биологиясын  білу,  олармен  күресті,  сақтануды  жеңілдетері  сөзсіз.

Көптеген  жануарлар  (түлкі,  қоян,  жыртқыш  құстар, қарсақ т.б.)  паразиттерді  таратушылар   ретінде роль  атқарады.  Ал,  Алматы,  Шыңыс Қазақстан облыстарының  таулы алқаптарында  кең таралып отырған жапон энцифалитінің қауіпті  паразит  екенін  білгеніміз  жөн.

Симбиоз.  Екі түрге жататын организмдердіңкеңістіктк  бір-біріне  ешбір  зиянын  тигізбей  керісінше  селбесіп  пайдалы  тіршілік   етуі. Мәселен,  құмырсқа мен  өсімдік  биті,   отшельник  шаяны  мен  актиния  арасындағы   селбесін  тіршілік  ету  осы  қарым-қатынасқа  жатады. Өсімдіктер  арасында  қыналар – балдыр  мен  саңырауқұлақ  арасындағы  селбесіп  тіршілік  етудің   көрінісі  болып табылады.

Комменсализм.  Немесе  арамтамақтық  құбылыс.  Бұл симбиоздыңбір  формасы ретінде белгілі.  Яғни, бір түрдің  қоректік  қалдығымен  екінші   организ   қоректене отырып  оған  ешбір зиян  келтірмейді. Ал, кейде екінші  организ біріншісін  қозғалу құралы  немесе  қорғанысы ретінде де  пайдаланады.  Мәселен,  ірі  балықтардың  желбезегінде  ұсақ  балықтар  еркін  тіршілік  етуге  бейімделген.   Егерде  комменсалар  бір-біріне  зиян  келтіре  бастаса  оның  біреуі  паразиттік  немесе  бәсекелестік  жолға  түседі.

Мутуализм.  Әр  түрге жататын организмдердің  бір-біріне  қолайлы жағдай  туғызуға  отырып  селбесіп  тіршілік  етуі.  Мәселен,  отшельник шаяны мен актиния арасындағы  қарым-қатынас немесе  құмырсқа  мен өсімдік биті   арасындағы  байланыс   осының  жарқын  мысалы.

Зоохария.  Жануарлардың  орын  ауыстыруы арқылы  өсімдік тққымдарын  кеңістікке  тарату  құбылысы.  Зоохария - өсімдіктер  мен  жануарлар  дүниесінің  бір  тобының ұзақ  жылдар  бойы  бірлестікте тіршілік  етуінің жемісі.  Нәтижесінде,  өсімдіктер  тұқымында жабысқыш  ілгектер,  қылшықтар пайда болып олар  құстар,  сүт қоректілердің,  басқа да  жәндіктердіңденесіне  жабысуға  бейімделіп  сол  арқылы  алыс  кеңістіктерге   тарап  отырған. Өсімдік  тұқымдарының  бұл  жолмен  таралуын – эктозоохария дейді. Ал, кейбір  өсімдіктердің  тұқымдары   жануарлардың   нәжістері  арқылы  таралады.  Оларды  - эндозоохариялық   таралу  жолы  деп  атайды.

Алеопатия. Бұл организмдердің денесінен  өзіне тән химиялық өнімдер шығару арқылы қарым-қатынас жасау жолы. Яғни, өсімдіктерден бөлінген заттар юасқа жануарларға теріс немесе жағымды әсерін тигізетін қасиетке ие болады.  Мәселен, кәдімгі жусан иісі көптеген өсімдіктерге (жүгері, картоп, томат т.б.) теріс әсерін тигізсе, ал лобия өсімдігі – бидайдың өсуін тежейтін көрінеді.

Өсімдіктерден бөлінетін заттар жаунарларға еліктіргіш (аттрактивті) немесе жиіркендіргіш (репеллентті) түрінд әсер етеді. Бұл қасиеттер әсіресе  біртекті оректілер және паразиттер үшін өте маңызды.

Жануарлар да өзінен жағымды кейде жағымсыз келетін  әртүрлі активті заттар бөліп өзінің жауына қарсы немесе еліктіргіш, сигнал бноу сипатына ие  болған. Биологиялық активті заттар көп организмдер бөлінеді. Мәселен, көпке белгілі антибиотиктер – пеницилин, стрептомицин, гибберилин медицинада жиі қолданыды.

Организмдерге теріс ықпалын тигізу арқылы қарым-қатынас жасаудың тағы  бір түрін – амменсализм деп атайды.

Кейбір организмдер екіншілері үшін шектен тыс агрессивті болып келеді. Мәселен, кейбір құмырсқалар көршілнһес құмырсқа илеулерінен жұмыртқа мені  болатын инстинкттің жоғары деңгейдегі көрінісі болса керек.

7-лекция

Экожүйелер туралы түсініктер

Экожүйе. Экожүйе компоненттері. Экотоп. Құрлық экожүйесі. Су экожүйесі. Автотрофтар. Гетеротрофтар. Өзен, көл экожүйесі. Экожүйелер моделі. Қоректік тізбек. Экожүйедегі  энергия. Тропикалық деңгей. Экологиялық  пирамида. Зат және энергия ағымы. Экологиялық сукцессия құбылысы.

Биоценоз  және экожүйе құрылымдарының бірегей  компоненттерден тұратыны туралы мәлімет  алғанбыз. Одан әрі біз олардың  кейбір ұқсастықтары мен айырмашылықтарына  тоқталамыз.

Биосфера  шегінде қалыптасқан екі жүйе де құрылымы мен атқаратын  фугнкциясы тұрғысынан алғанда бірдей сияқты. Мәселен, құрлық экожүйнсін алайық. Құрлық экожүйесіндегі автотрофтар, кәдімгі  тамыр, сабағы, гүлі бар өсімдіктер болып келсе, ал су экожүйесіндегі олардың  орнын микрофлора өкілдері басады. Ал, жануарлар дүниесін құрлықта омыртқасыздар, ірі сүтқоректілер мен бактериялар  құраса, су экожүйесінің дені балықтар мен ұқсас фитопланктондар мен  зоопланктондардан тұрады. Екі жүйеде де бірдей кездесеиін ағза бактериялар  болып келеді.

Құрлық экожүйесінің құрылымын, атқаратын  функцияларын жан-жақты зерттеген  В.Н.Сукачев олардың салыстырмалы түрдегі моделін схема арқылы көрсеткен болатын. Көрсетілген  схемалар арқылы біз екі жүйенің  де атқаратын функцияларын бірегей  екенін көреміз. Экожүйе моделі ретінде  кәдімгі үйдегі аквариумды мысалға  алуға болады. Аквариумда да экожүйе  компоненттері бар және өз  рольдерін  табиғи экожүйелер (көлшік, көл, өзен, теңіз) сияқты  шағын әрі шектелген  жағдайда атқарады. Эколог Ю.Одумның  көзқарасы бойынша  бір тамшы  су да, космос кораблі де экожүйенің моделін  құрайтынын дәлелдеген. Шын  мәнінде бір тамшы суға үңілсек  біз (әрине микроскоп арқылы) продуценттер ролін атқаратын балдырларды, консументтер – жануарларды, редуценттер –  бактерияларды және абиотикалық  компоненттерді  көреміз. Сонымен, барлық жерде де біз, табиғи және жасанды  жүйелердегі бірлестіктердің трофикалық құрылымының бір-бірімен  үздіксіз қарым-қатынаста  әрекет ететініне  көз жеткіздік. Ал, ең бастысы барлық жүйедегі тіршілік процесінің қозғаушы күші күн энергиясы екенін әрқашан  есте сақтауымыз қажет. Тек сонда  ғана табиғатта зат пен энергия  айналымы үздіксіз  жүріп биосфералардағы  қалыпты тіршілікті қамтамасыз етіп отырады.

Экожүйедегі қоректік тізбек және энергия. Жоғарыда  келтірілгендей биоценоздағы организмдер  арасында тұрақты қоректік  байланыстар  қалыптасқан. Осы қатынастар белгілі  бірорганизмдердің  тобын біріктіріп отырады. Қоректік тізбектер бірнеше  құрамдас бөліктерден  тұруы мүмкін.  Ол үшін бөлімнен тұрады.

Біріншісі –  продуценттер немесе өндірушілер . Бұларға  автотрофты жасыл   өсімдіктер жатады. Нәтижесінде, жасыл өсімдіктер органикалық  заттар түзіп    алғашқы биологиялық  өнімділікті түзеді және күн энергиясын жұмсады (сіңіреді).

Екінші – консументтер немесе пайдаланушылар (гетеротрофты  организдер). Бұларға жануарлар дүниесі жатады.

Үшінші –  редуценттер – ыдыратушылар немесе қайта қалпына   келтірушілер. Оларға микроорганизмдер  жатады. Олардың ролі ерерше. Яғни, заттарды ыдыратып қайта қалпына келтіріп зат айналымын  жалғастырып  отырады.

Әрбір қоректік тізбектің қатарында белгілі бір трофикалық  деңгй қалыптасады. Ол өзінен өтетін зат және энергия ағымның активтілігімен  сипатталады. Мәселен, жасыл өсімдіктер – бірінші трофикалық  деңгейде түзсе,  фитофагтар – екінші,  ал жануар тектес  қоректілер – үшінші т.б. жалғаса береді.

Барлық қоректік тізбектер бір-бірімен байланысты және тәуелді болып  отырады. Әрі бір деңгейден екінші,  үшіншіге өткен сайын зат  және энергия  беру жүзеге  асады. Осының бәрі биоценоздағы қоректік тізбектің күрделілігін және біртұтас жүйе ретінде әрекет ететіндігін көрсетеді.

Экологиялық пирамида. Биоценоздағы қоректік тізбектегі  қорек (азық) дерліктей организмнің  өсуіне немесе биомассаның  жинақталуына жұмсалмайды. Оның біразы организмнің  энергия қуаты:  тыныс алу, қозғалу, көбею, дене температурасын ұстап тұруға  жұмсалады. Сондықтан бір тізбектің биомассасы  екіншісіне дейін толық өңделмейді. Егер ондай болған  жағдайда табиғатта қор ресурсы таусылған болар еді. Осыған байланысты әрбір келесі қоректік тізбекке   өткен сайын азықтық биомассасы азайып  отырады. Нәтижесінде , бір трофикалық деңгейден екіншісіне  өткен сайын биомасса,  сандық  құрамы және  энергия қоры азайып отыратыны анықталған. Бұл задылықты кезінде эколог  Ч.Элтон зерттеп өзінің есімімен «Элтон пирамидасың - деп аталған.

Экологиялық пирамиданың негізгі 3 типі бар:

1. Сандық пирамида – организмдердің жеке сандық көрсеткішін айқындайды
2. Биомасса пирамидасы – жалпы құрғақ салмақты, жылу энергиясын анықтайды
3. Энергия пирамидасы – энергия ағымының қуатын немесе «өнімділіктің анықтайды

Зат және энергия ағымы.

В.И.Вернадскийдің биосферадағы тіршіліктің тұрақты дамуы ондағы тірі заттардың табиғаттағы үздіксіз айналымының жемісінің нәтижесі нәтижесі екенін айтқан болатын. Өйткені, тірі заттардың элементтері қоршаған табиғи ортаға түсіп, одан соң тірі организмдер арқылы қайтадан айналымға  ауысатыны белгілі. Осылайша әрбір  элемент тірі организмдерді әлденеше рет пайдаланып отырады. Соның нәтижесінде  жер бетінде тіршіліктің дамуы  үнемі даму үстінде жүзеге асып биогеоценоздағы  табиғи айналымды жүзеге асырады. Бірақта, заттардың табиғи айналымын абсалютті  тұрғыда деп түсінбеу керек. Себебі, айналымдағы заттар бір трофикалық деңгейден екіншісіне өткен кезде  әлсін-әлсін зат айналымына түсіп  үздіксіз қайталанып отырады. Нәтижесінде  жер шарында органикалық заттардың  қоры (торф, көмір, мұнай, газ, жанғыш слану) жинақталады. Бұл қорларда өз кезегінде  жұмсалып қайтадан айналымға түсіп  зат айналымының үздіксіз (шексіз) процесін жалғастырып жатады.

Табиғи зат  айналымының негізгі көзі жер  бетінде өсімдіктердің пайда  болып фотосинтез құбылысы басталғаннан бастау алады. Мәселен, атмосферадағы  барлық оттегі тірі организмдер арқылы (тыныс алу т.б.) 2000, көмірқышқыл  газы керісінше 300, ал су 20000000 жылда  бір реті өтіп дәлелденген.

Деседе, жоғарыдағы әлемдегі биологиялық айналымы үшін энергия ауадай қажет. Оның негізгі  көзі автотрофты (жасыл өсімдіктер) организмдер сіңіретін күн радиациясы. Күн энергиясы биогеоценозда  үнемі әрекет етеді. Күн энергиясының зат айналымынан ерекшелігі сол, ол үнемі жұмсалып отырады. Ал, зат  айналымы тек бір деңгейден екінші деңгейге ауысып отыратыны белгілі. Мәселен, күн энергиясының 30% атмосферада  сейілсе, 20% атмосфера қабатында  сіңіріледі де, ал 50% құрлық және мұхиттар бетіне жылу ретінде сіңіріледі. Тек  қана күн энергиясының 0,1 – 0,2% ғана биосфера шегіндегі жасыл өсімдіктер үлесіне тиіп әлемдік зат айналымының  қамтамасыз етіп отырады. Оның жартысы  фотосинтез процесі кезінде өсімдіктердің  тыныс алуына жұмсалып, ал қалған бөлігі қоректік тізбектің желісіне түседі.

Экологиялық сукцессия. Биоценоздағы тәулік, маусымдық  ауытқулар бірте-бірте бірлестіктерді толық білдіруі мүмкін. Осылайша биоценоздардың ауысуын – экологиялық сукцессия  процесі дейді. Әрине сукцессия  процесі көптеген факторларға байланысты (климаттың өзгеруі, табиғаттағы  апаттар т.б.) ұзақ мерзімді не қысқа  уақыт ішінде жүзеге аспауы мүмкін. Нәтижесінде жер бетіндегі биоценоздар  жойылып орнына жаңалары пайда болады. Онымен бірге фауна мен флора  да өзгереді. Кейбір түрлер жойылып  немесе   орын ауыстырып кетсе, ал кейбіреулері жаңадан пайда болады. Мәселен Қазақстандағы арал өңірінің биоценоз сапасының өзгеруі. Қазір бұрынғы ылғалды, мезобиоценоздардың орнына ксерофитті өсімдіктерден тұратын биоценоздар пайда болды. Ал кейбір теңізге жақын жерлер таза құмдар мен шөлдер, тақырларға айналды. Сондықтан сукцессия процесі жүру үшін белгілі бір шарттарға байланыстынемесе тәуелді болып отырады. Ол заңдылықты көрнекті эколог Ю.Одум зерттей келіп оның 4 аспектісін көрсетті:

1. Сукцессия кезінде өсімдіктер  мен жануарлардың түрлік құрамы  үздіксіз өзгереді.

2. Сукцессия барысында органикалық заттардың биомассасы ұлғайып отырады.
3. Сукцессия барысында организмдердің әртүрлілігі көбейе түседі. Оның себебі, биоценоздар жіктеліп ұсақтанып кетуінің нәтижесінде организмдерге қолайлы экологиялық ортаның тууы болса керек.
4. Сукцессия кезінде таза биологиялық өсімділік күрт азая бастайды.

 Модуль.2. Биосфера және оның ресурстары

Тақырып.1. Биосфера туралы ілім және В.И.Вернадскийдің биосферлі ноосфералық концепциясы

Сандаған  ғасырлар бойы әлемнің үш ұлы проблемасы адамзат баласының назарын өзіне  аударып келеді: біріншісі, тіршіліктің  мәні; екіншісі, тіршіліктің шығуы  мен пайда болуы, дамуы; соңғысы  – үшіншісі, тіршіліктің әлем кеңістігіне  тарауы және осы ұғыммен байланысты шексіз кеңістік пен уақыттағы адамның  алатын орны.

Сонымен, көптеген ғалымдардың зерттеуі бойынша жер  бетіндегі ең алғашқы организмдер  күн сәулесін өзіне сіңіруге қабілеті бар қосылыстардың пайда болуын айтты. Ондай қосылыстарға хлорофильдер мен электронды тасымалдаудың ферменттік жүйелері болуы қажет болды. Бұл  кезде бейорганикалық заттардан  органикалық заттардың түзілуі  кезінде күн сәулесін өзіне сіңіре алатын организмдердің артықшылығы  байқалды. Осылай фотосинтездеуші организмдер  пайда болды. Кейіннен жер бетінде  бос күйіндегі оттегінің пайда  болуы және оны пайдаланудың нәтижесінде  тірі организмдердің жаңадан көптеген формалары пайда болды. Жер бетіндегі  биологиялық эволюцияның ең алғашқы, әрі басты ерекшелігіне эукариотты және көпжасаушалы организмдердің пайда  болуын жатқызуға болады. Әр түрлі  прокариотты жасаушалардың өзара  селбесіп тіршілік етуінің арқасында  ең алғашқы ядросы айқын байқалатын эукариотты организмдер пайда болды.

Бұдан 2,6 млрд. жылдай бұрын Архий мен протерезой замандарының шекарасында алғашқы  көпжасаушалы организмдер пайда  болды. Бұл замандарда тіршілік еткен  организмдердің қатты қаңқалары  болмағандықтан олардың қалдықтары сақталмаған. Палеонтолог ғалымдардың  пікірі бойынша Жер тарихында  тіршілік еткен барлық организмдердің небары 0,01 пайыз түрінің ғана қалдықтары сақталған. Қаңқа қалдықтары сақталған  организмдер негізінен бұдан 570-600 млн. жыл бұрын тіршілік еткен. Келесі протерезойлық дәуірде жабайы болғанмен  де, бірақ өсімдік пен хайуанаттар  организмнің көп клеткалы формалары  пайда болды. Жыныстардың протезойлық, заманына сәйкес келетін қабаты біздің заманымызға дейін балдыр, саңырауқұлақ қалдықтарын, сол тәрізді жануарлар  дүниесінің өкілдері губка, медуз, иін  т.б. сақтап келді.