Шпаргалки по "Экологии"

Эврибионтность, как  правило, способствует широкому распространению  видов. Многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами  и распространены повсеместно. Стенобионтность  обычно ограничивает ареалы. В то же время, нередко благодаря высокой  специализированности, сте-нобионтам  принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа (Pandion haliaetus) — типичный стенофаг, а по отношению  же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках  пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.

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.

15 . Совместное действие экологических факторов. Законы Ю.Либиха и В. Шелфорда

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере  их воздействия на организмы и  в ответных реакциях живых существ  можно выявить ряд общих закономерностей.

1. Закон минимума Юстуса Либиха (1840). Для жизни организмов в любой среде обитания необходимо определенное сочетание факторов. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно оно становится решающим для жизни данного организма. Это условие среды ограничивает (лимитирует) развитие организма и называется лимитирующим фактором.

В середине XIX в. немецкий химик-органик Юстус Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума. В честь автора его еще называют законом Либиха.

Либих писал: «Вещество, которое  находится в минимуме, управляет  урожаем и определяет величину и  устойчивость последнего. Недостаток одного вещества может приводить  к дефициту других».

При этом имелось в виду лимитирующее воздействие жизненно важных веществ, которые присутствуют в почве в небольших и неустойчивых количествах. В дальнейшем это обобщение  стало использоваться значительно  шире с учетом других факторов среды (температуры, света, влажности и  т. д.).

По существу закон Либиха является частным случаем принципа лимитирующих факторов Шелфорда.

2. Закон толерантности, или правило В.Э. Шелфорда (1913). Американский зоолог Шелфорд заметил, что лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток таких факторов, как свет, тепло, вода. Например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т. п.

То есть по отношению к  любому экологическому фактору организм обладает определенным диапазоном выносливости, или толерантности (от лат. tolerantia — терпение).

Этот диапазон ограничен критическими точками — это максимальное и минимальное значения фактора, за пределами которых существование организма уже невозможно, наступает его смерть.

Обычно где-то в средней  части диапазона толерантности  имеются условия, наиболее благоприятные  для жизнедеятельности, роста и  размножения. Эти условия называются зоной оптимума экологического фактора или просто оптимумом для организмов данного вида.

Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем  больше данный фактор угнетает жизнедеятельность  популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения.

Степень благополучия популяции  или вида в зависимости от интенсивности  действующего на нее фактора представляют в виде так называемой кривой толерантности, имеющей форму колокола с максимумом, соответствующим оптимальному значению данного фактора (рис. 7).

Согласно закону толерантности, лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности), или экологическую валентность организма к данному фактору.

Законы Либиха и Шелфорда объединяют в принцип лимитирующих факторов. Принцип лимитирующих факторов справедлив для всех типов живых организмов — растений, животных, микроорганизмов и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам. Например, лимитирующим фактором для развития организмов данного вида может стать конкуренция со стороны другого вида.

В сельском хозяйстве лимитирующим фактором часто является наличие  вредителей или сорняков, а для  некоторых растений лимитирующим фактором развития становится недостаток (или  отсутствие) представителей другого  вида.

16 Типы биотических воздействий

Биотические факторы - это совокупность воздействий жизнедеятельности одних организмов на другие. Для каждого организма все остальные - важные факторы среды обитания, они оказывают на него не меньшее действие, чем неживая природа.

Все многообразие взаимоотношений между организмами  можно разделить на два основных типа: антагонистические (гр. antagonizsma - борьба) и неантагонистические.

Антагонистические - это такие отношения, при которых организмы двух видов подавляют друг друга или один из них подавляет другой без ущерба для себя. Основные формы этого вида биотических отношений: хищничество, паразитизм и конкуренция.

Хищничество - форма взаимоотношений организмов разных трофических уровней, при которой один вид организмов - хищник живет за счет другого - жертвы, поедая его. Это наиболее распространенная форма взаимоотношений организмов в пищевых цепях. Хищники живут отдельно от жертвы и могут специализироваться на одном виде (рысь - заяц) или быть многоядными (волк).   

Аменсализм - форма антибиоза, при которой один из совместно обитающих видов угнетает другой, не получая от этого ни вреда, ни пользы.

Паразитизм (гр. Parasitos - тунеядец) - межвидовые взаимоотношения, при которых один вид живет за счет другого, поселяясь внутри или на поверхности тела организма-хозяина. Он поедает питательные вещества хозяина, постепенно ослабляя и убивая его. Паразитизм наиболее широко распространен среди растений и низших животных - вирусов, бактерий, грибов, простейших, червей и др. Паразиты делятся на эктопаразитов, живущих на поверхности тела (клещи, пиявки, блохи), и эндопаразитов, обитающих в теле хозяина (гельминты, бактерии, вирусы, простейшие). Одни могут перемещаться от хозяина к хозяину (блохи), другие всю жизнь паразитируют на одном хозяине, как ленточные черви, живущие в кишечнике человека и животных.

Конкуренция (лат. concurrentia - соперничество) - форма взаимоотношений, при которых организмы одного трофического уровня борются за дефицитные ресурсы: пищу, С0₂, солнечный свет, жизненное пространство, места - укрытия и другие условия существования, подавляя друг друга. Конкуренция наглядно проявляется у растений: деревья в лесу стремятся охватить корнями возможно большее пространство, чтобы получать воду и питательные вещества. Они также тянутся в высоту к свету, стремясь обогнать своих конкурентов. Сорные травы забивают другие растения.

Много примеров из жизни животных. Обостренной конкуренцией объясняется, например, несовместимость  в одном водоеме широкопалого и узкопалого раков: побеждает обычно более плодовитый узкопалый рак.

Чем больше сходства в требованиях двух видов к  условиям жизни, тем сильнее конкуренция, которая может приводить к  исчезновению одного из них. При одинаковом доступе к ресурсу один из конкурирующих  видов может иметь преимущества перед другим за счет интенсивного размножения, способности потреблять больше пищи или солнечной энергии, умению защитить себя и большей выносливости к колебаниям температур и вредных  воздействий.

Антагонистические отношения проявляются сильнее  на начальных стадиях развития сообщества. В зрелых экосистемах наблюдается  тенденция к замене отрицательных  взаимодействий положительными, повышающими  выживание видов.

Тип взаимодействий видов может меняться в зависимости  от условий или стадий жизненного цикла.

Неантагонистические взаимоотношения теоретически можно выразить многими комбинациями: нейтральные, взаимовыгодные, односторонние и др. Основные формы этих взаимодействий следующие: симбиоз, мутуализм и комменсализм.

Симбиоз (гр. symbiosis - сожительство) - это обоюдовыгодные, но не обязательные взаимоотношения разных видов организмов. Пример симбиоза - сожительство рака-отшельника и актинии: актиния передвигается, прикрепляясь к спине рака, а тот получает с помощью актинии более богатую пищу и защиту. Сходные взаимоотношения можно наблюдать между деревьями и некоторыми видами грибов, произрастающих на их корнях: грибы получают из корней растворенные питательные вещества, и сами помогают дереву извлекать из почвы воду и минеральные элементы. Иногда термин «симбиоз» используют в более широком смысле - «жить вместе».  

Протокооперация - форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. В этих случаях отсутствует связь именно этой, конкретной пары партнеров.       

Примером протокооперации  являются взаимоотношения мелких рыбок  семейства губановых и крупных  хищных мурен. Среди губановых имеются  так называемые рыбы-чистильщики, освобождающие  крупных рыб от наружных паразитов, находящихся на коже, в жаберной и ротовой полостях. Крупные хищники, в том числе мурены, страдающие от паразитов, приплывают в места  обитания губанов и дают им возможность  уничтожать паразитов даже у себя во рту, хотя могли бы с легкостью  их проглотить.

Квартиранство- форма комменсализма, при которой один вид использует другой (его тело или его жилище) в качестве убежища или своего жилья. Особую важность приобретает использование надежных убежищ для сохранения икры или молоди.       

Пресноводный горчак откладывает икру в мантийную  полость двухстворчатых моллюсков - беззубок. Отложенные икринки развиваются  в идеальных условиях снабжения  чистой водой.

Сотрапезничество - форма комменсализма, при которой несколько видов потребляют разные вещества или части одного и того же ресурса.

Мутуализм (лат. mutuus - взаимный) - взаимовыгодные и обязательные для роста и выживания отношения организмов разных видов. Лишайники - хороший пример положительных взаимоотношений водорослей и грибов, которые не могут существовать порознь. При распространении насекомыми пыльцы растений у обоих видов вырабатываются специфические приспособления: цвет и запах - у растений, хоботок - у насекомых и др. Они также не могут существовать один без другого.

Комменсализм (лат. commensalis - сотрапезник) - взаимоотношения, при которых один из партнеров извлекает выгоду, а другому они безразличны. Комменсализм часто наблюдается в море: почти в каждой раковине моллюска, в теле губки есть «незваные гости», использующие их как укрытия. В океане некоторые виды рачков селятся на челюстях китов. Рачки приобретают убежище и стабильный источник пищи. Киту такое соседство не приносит ни пользы, ни вреда. Рыбы-прилипалы, следуя за акулами, подбирают остатки их пищи. Птицы и животные, питающиеся остатками пищи хищников, - примеры комменсалов.

Нахлебничество - форма комменсализма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого (например, львы и гиены).

Нейтрализм — оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.

Иногда очень  трудно провести грань между симбиозом  и мутуализмом, комменсализмом и  паразитизмом и другими взаимодействиями. Однако четко наблюдается тенденция  перехода по ходу эволюции от паразитизма  к комменсализму и мутуализму, так как в условиях, когда лимитированы некоторые ресурсы, кооперация дает преимущества.

17  Понятие о  популяции, пространственные подразделения  популяции, правило Четверикова

Особенности популяции как  группового объединения, которые не присущи каждой отдельно взятой особи, называются основными демографическими характеристиками, или свойствами популяции.

Они бывают пространственными (статистическими) и временными (динамическими).

I. К пространственным характеристикам относятся: общая численность, пространственное распределение, возрастной и половой составы популяции. Они характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени (t).

А. Пространственное распределение организмов в популяции имеет свои особенности. Могут встречаться несколько типов пространственного распределения особей в популяции. Эти типы выражают реакции особей в популяции на различные влияния, например благоприятные физические условия или конкурентные реакции. Пространственная структура популяции может изменяться во времени: она зависит от сезона года, численности особей, возраста популяции и т. д.

1. Равномерное (регулярное) распределение наблюдается при сильной конкуренции особей, когда вероятность нахождения одной особи рядом с другой крайне мала. В природе встречается очень редко.

Например, у деревьев, у  животных, которым свойственна территориальность, и они «метят» свою территорию; у хищных рыб, пластинчатожаберных  моллюсков.

2. Случайное распределение— когда организмы расселяются в однородной среде. В этом случае сила и направление воздействия абиотических и биотических факторов случайно изменяются во времени и пространстве. Встречается не очень часто. Характерно для пауков, обитающих в лесной подстилке, майских жуков, тлей.