Что такое экология

1. Что такое экология? Ее предмет и задачи. Подразделения экологии.

Термин экология предложен  в 1866 году Эрнстом Геккелем. Экология, наука о взаимоотношениях с живыми организмами и средой их обитания. Предметом экологии является совокупность связей между организмом и средой. Подразделения экологи: 1. аутэкология-изучает взаимоотношения особей с внешней средой 2. демэкология-описывает колебание численности популяции и устанавливает их причины 3. синэкология-анализирует отношения между особями разных видов, а так же между ними и окружающей средой.

Задачи экологии: изучение двухсторонней связей, между организмом и окружающей средой, популяцией и  средой, а также связей между особями  в популяций и популяциями  в сообществе.

2. Дайте определения понятиям: популяция, сообщество (биоценоз), биогеоценоз, экосистема.

Популяция – группа особей одного вида совместно населяющих общую  территорию, способные у скрещиванию, и способные давать плодовитое потомство

Биоценоз – группа особей разных видов совместно обитающих  и взаимосвязанных между собой.

Биогеоценоз - система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема).

Экосистема - биологическая  система, состоящая из сообщества живых  организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между  ними.

3. Перечислите уровни биологической организации живого.

Молекулярный-обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации

Клеточный – клетка-элементарная единица живого

Тканевый – ткань –  совокупность структурно-сходных клеток, выполняющие одну функцию

Органный – орган –  часть организма

Организменный

Популяционно-видовой  Популяция  – группа особей одного вида совместно  населяющих общую территорию, способные  у скрещиванию, и способные давать плодовитое потомство. Вид – совокупность популяции особей, которые способные  к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающие определенную территорию

Биоценотический- Биоценоз –  группа особей разных видов совместно  обитающих и взаимосвязанных  между собой.

эмерджентность-наличие у системного целого особых свойств не присущих его подсистемам.

4. Перечислите фундаментальные свойства живых систем.

Размножение.

Обмен веществ, энергии и  информации

Рост и развитие

Изменчивость

Живые организмы на 98,8% состоят  из кислорода, углерода, водорода и  азота.

1% кальций, калий, кремний,  магний

0,19% сера, фосфор, натрий, хлор, железо, алюминий

0,01% остальные элементы

Вернадский-закон физико-химического  единства живых систем

5. Дайте определения среды обитания, экологического фактора.

Какие принципы деления экологических  факторов применяются в экологии?

Среда – это комплекс природных  тел и явлений с которым  организм находиться  в прямых и  косвенных отношениях.

4 среды обитания: водная, наземно-воздушная, почва, организм.

Экологическим фактором является изменяющий элемент окружающей среды, вызывающий у организмов при своих повторных изменениях, ответные приспособительные реакции наследственно-закрепляющийся в ходе эволюции.

Классификация экологических  факторов: первичные зависят от вращения Земли (климат)

вторичные являются следствием изменением первичных (влажность)

По среде возникновения  делятся на:  почвенный и атмосферные

По степени воздействия: мутагенные, экстремальные, летальные, канцерогенные (вызывают РАК)

По ритму действия: периодические

По происхождению:

Абиотические: климатические (свет, тепло) эдафические (почвенные), орографические (рельеф, высота над  уровнем моря), химические

Биотические: Фитогенные (влияние  растений) прямое и косвенное; зоогенное; микробогенное

Антропогенные

6. Расскажите об основных закономерностях воздействия экологических факторов на организм.

Диапазон действия экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями (точки минимума и максимума), при которых еще возможно существование организма. Эти точки называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности) живых существ по отношению к конкретному фактору среды.

Точка 2 на оси абсцисс, соответствующая  наилучшим показателям жизнедеятельности  организма, означает наиболее благоприятную  для организма величину воздействующего  фактора — это точка оптимума. Для большинства организмов определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью зачастую трудно, поэтому принято говорить о зоне оптимума. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения организмов при резком недостатке или избытке фактора, называют областями пессимума или стресса. Вблизи критических точек лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны выживания —летальные.

7. Что означает понятие «экологическая пластичность организмов»?

Для существования которых  необходимы строго определенные, относительно постоянные условия среды, называют стенобионтными, а те, которые живут в широком диапазоне изменчивости условий среды, —эврибионтными.

Способность организмов адаптироваться к определенному диапазону изменчивости факторов среды называют экологической пластичностью. Эта особенность является одним из важнейших свойств всего живого: регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с изменениями условий среды, организмы приобретают возможность выживать и оставлять потомство. Значит, эврибионтные организмы являются экологически наиболее пластичными, что обеспечивает их широкое распространение, а стенобионтные, напротив, отличаются слабой экологической пластичностью и, как следствие, обычно имеют ограниченные ареалы распространения.

8. Дайте определение лимитирующего фактора. Что такое закон минимума Ю.Либиха и закон толерантности В. Шелфорда.

Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий агрохимик  Ю. Либих в середине XIX в. Он установил  закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в  минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и  только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких  к минимуму, то это может снизить  урожай.

Лимитирующий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности  организма. С помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем.

Закон толерантности Шелфорда - в экологии - закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

9. Расскажите о морфологических, биохимических и физиологических адаптациях растений к изменениям температуры.

Температура - одно из важнейшее  средовых условий, влияющих на жизнедеятельность  организмов.

К основным адаптациям растений против перегрева относятся - транспирация, охлаждающее тело; отражение и  рассеивание лучей густым опушением или глянцевитой поверхностью листьев; положение листьев по отношению к полуденным лучам; мелкие размеры листьев, их слабая окраска; повышение термоустойчивости протоплазмы в результате закаливания.

Физиологические: изменение  интенсивности транспирации, накопление в клетках солей препятствующих свертыванию плазмы, накопление в  клетках сахара большей концентрации клеточного сока, что снижает обводненность клеток и точку замерзания.

Морфологические: опушение, отражение и рассеивание солнечных лучей

 

10. Расскажите о морфологических, физиологических и этологических  адаптациях животных к изменениям температуры. В чем суть правила Бергмана и правила Аллена?

Морфологические: мех, перья, жировые запасы испарение.

Физиологические: выработка  тепла, антифризы.

Акклиматизация-приспособление к перенесению жары и холода с  изменением обмена веществ(теплокровные). В жизни некоторых теплокровных животных имеет большое значение спячка - состояние пониженной биологической  активности в неблагоприятных условиях, в частности температурных.

Зимняя спячка-гиберназия.

Летняя спячка – эстивазия – замедляется обмен веществ при очень высокой температуре и низкой влажности (яйца комаров)

Правило Бергмана

Правило. Животные, обитающие  в областях с преобладающими низкими  температурами, имеют, как правило, более крупные размеры тела по сравнению с обитателями более  теплых зон и областей.

Правило Аллена

Правило. Животные, обитающие  в областях с преобладающими низкими  температурами, имеют, как правило, более короткие выступающие части  тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению  с обитателями более теплых зон  и областей.

11. Какие важнейшие экологические группы растений выделяют по отношению к свету?

Гелиофиты-светолюбивые, обитают  в условиях хорошего освещения, имеют  мелкие листья, расположение розеточное, упорядоченные побеги.

Сциофиты – тенелюбивые, не выносят сильного освещения при вырубке погибают

Теневыносливые – могут  жить и в тени и на свету

Адаптация растений и животных к световому режиму. Под влиянием различных условий светового  режима у растений выработались соответствующие  приспособительные качества. Прежде всего это касается величины листовых пластинок: у гелиофитов по сравнению  с теплолюбивыми они обычно более  мелкие. Ориентация листьев у светолюбов вертикальная или имеет разный угол по отношению к солнечным лучам, чтобы избежать избыточного света  и перегрева. Листья теневыносливых растений, напротив, ориентированы  к свету всей поверхностью листовой пластинки и расположены так, чтобы не затенять соседние листья (листовая мозаика).

У многих гелиофитов поверхность  листовой пластинки блестящая, покрыта  светлым восковым налетом, густо  опушена, что способствует отражению  палящих солнечных лучей или  ослаблению их действия.

Световые и теневые  растения имеют четкие различия и  по анатомическому строению. Так, у  гелиофитов хорошо развиты осевые органы с оптимальным соотношением ксилемы  и механических тканей, менее сложные  по форме листья с характерной  дифференцировкой мезофилла на столбчатый и губчатый, высокой степенью жилкования, большим числом устьиц на единицу  поверхности листа. У светолюбивых растений количество хлоропластов, приходящихся на единицу площади листовой пластинки, в несколько раз больше, чем  у тенелюбивых.

12. Охарактеризуйте экологические группы растений по отношению к влажности.

В зависимости от требований, предъявляемых к водному режиму, среди растений различают следующие  экологические группы:

Гидратофиты – растения постоянно живущие в воде;

Гидрофиты- растения лишь частично погружаемые в воду;

Гелофиты- болотные растения;

Гигрофиты- наземные растения, обитающие в чрезмерно увлажненых местах;

Мезофиты- предпочитают умеренное  увлажнение;

Ксерофиты-  растения, приспособленные  к постоянном недостатку влаги; среди  ксерофитов различают:

суккуленты- накапливающие  воду в тканях своего тела (сочные);

склерофиты- теряющие значительное количество воды.

13. Экологические группы гидробионтов и их приспособления к жизни в воде.

Экологические группы гидробионтов. Толща воды, или пелагиаль (pelages — море), заселена пелагическими организмами, которые обладают способностью плавать или удерживаться в определенных слоях водные организмы.

В связи с этим гидробионты подразделяются на две группы: нектон и планктон. Третью экологическую группу — бентос — образуют обитатели дна. 
Нектон — это совокупность пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном. Это гидробионты главным образом крупные животные, которые способны преодолевать большие расстояния и сильные течения воды. Эти гидробионты имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения. К типичным нектонным организмам относятся рыбы, кальмары, киты, ластоногие.

Планктон  — это совокупность пелагических организмов, которые не обладают способностью к быстрым  активным передвижениям. Как правило, это мелкие животные — зоопланктон  и растения — фитопланктон, которые  не могут противостоять течениям. В состав планктона включают и  «парящие» в толще воды личинки  многих животных. Планктонные организмы  располагаются как на поверхности  воды, на глубине, так и в придонном  слое.

Бентос— это совокупность организмов ( гидробионты ), обитающих  на дне (на грунте и в грунте) водоемов. Он подразделяется на зообентос и  фитобентос. Большей частью представлен  прикрепленными, или медленно передвигающимися, или роющими в грунте животными. На мелководье он состоит из организмов, синтезирующих органическое вещество (продуценты), потребляющих его (консументы) и разрушающих (редуценты). На глубинах, где нет света, фитобентос (продуценты) отсутствует. В морском зообентосе доминируют фораминифоры, губки, кишечно-полостные, черви, плеченогие, моллюски, асцидии, рыбы и др. Более многочисленны бентосные формы на мелководьях