Типы социальной организации популяций

1. Назовите типы социальной организации популяций.
2. Какие характеристики называются демографическими показателями популяции.
3. Что такое пищевые цепи, из чего они складываются?
4. В чем заключается круговорот углерода в биосфере?
5. Что такое структура биосферы? Принцип эмерджентности.
6. В чем заключается принцип устойчивого развития?
7. Планировочные мероприятия на стадии проектирования
8. Классификация сточных вод
9. Экологический контроль
10. цели эколого-правового регулирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Назовите типы социальной организации популяций.

В природе живые организмы существуют не в виде отдельных экземпляров, они живут группами, занимая отдельную  территорию. Каждый вид занимает какое-то пространство, которое называется ареалом распространения вида. Разные части ареала отличаются друг от друга по условиям существования. Например, лисица обыкновенная обитает на огромных пространствах Евразии и Северной Америки. Условия обитания лисицы в зоне тундры и пустынях или полупустынях будут различными. Кроме того, группировки особей, обитающих в тундре и полутундрах, оказываются полностью изолированными и никогда не скрещиваются между собой.

 

Такие группы особей одного вида с общим генофондом, общей морфологией и единым жизненным циклом называют популяцией. Историческое понятие популяции возникло в самом начале XX века в связи с развитием генетико-эволюционного направления в биологии. В современном представлении популяция рассматривается как элементарная единица эволюционного процесса, при этом главный критерий популяции — способность к свободному обмену генетической информацией (панмиксия):

 

«Под популяцией понимается совокупность особей определенного  вида, в течение достаточно длительного  времени (большого числа поколений) населяющих определенное пространство, внутри которого осуществляется та или  иная степень панмиксии».

 

Популяция — не абстрактная эволюционная единица, а совокупность особей, входящая в состав определенной экосистемы. Так, все особи карася в одном  озере, все березы или все ели  в одном лесу образуют популяцию.

 

Основными характеристиками популяции являются, во-первых, генетическое единство популяции, а во-вторых, — фенотипическая общность особей. Кроме того, для каждой популяции характерны своя пространственная, половая и возрастная структуры, динамика численности и другие демографические показатели.

 

Пространственная структура популяций. Рациональное использование ресурсов среды популяций достигается упорядоченным размещением особей на занимаемом участке. Большинство популяций имеет постоянную территорию и временные поселения. Постоянную территорию называют «ядром» популяции, а временные поселения, «периферию» занимают микропопуляции, которые образуются при возрастании численности популяции в годы, наиболее благоприятные для размножения. Например, хлопковая моль на полях хлопчатника — это ядро популяции, а на соседних посевах кенафа, канатника, диких мальвовых растениях - временные поселения моли. Подобным образом могут размещаться на территории многие виды грызунов: лучшие местообитания занимает ядро популяции, «периферию» — временные поселения. Кроме того, различают типы пространственного размещения особей в популяции: а) равномерное, б) диффузное (беспорядочное), в) мозаичное.

 

В понятие пространственной структуры  входит и так называемая социальная организация. Для нее свойственен определенный стереотип поведения, она регламентирует использование пространства и пищи.

 

Различают два типа социальной организации  популяций: одиночную (семейную) и групповую. При одиночной (семейной) организации территория принадлежит одной семье (самец, самка и их потомство). Члены семейства могут метить и строго охранять границы этой территории. Такой образ жизни характерен для сидячих водных форм (некоторые иглокожие, а также раки-отшельники, крабы -норники, осьминоги), некоторых бабочек, хищных рыб, одиноких роющих ос, многих грызунов и млекопитающих. У многих животных индивидуальные участки сохраняются в течение всех сезонов и на протяжении всей жизни (сидячие формы, дятлы, ночные пернатые хищники).

 

Для других животных и растений характерно групповое использование пространства. Такие животные образуют стада, стаи или колонии. Часто таким образом обеспечиваются более благоприятные условия микроклимата: повы­шенная температура сохраняется в муравейниках и поселениях пчел, пингвины образуют «черепаху» во время буранов и т. д. Все особи в группе сообща выступают в борьбе с врагом и вырабатывают специальную систему сигналов (свист сусликов, постукивание лап зайцеобразных, тревожные крики птиц), которой оповещают об опасности всех членов поселения (колоний).

 

 

 

 

 

 

1. 2. Какие характеристики называются демографическими показателями популяции.

Таким образом, у каждого вида организмов, образующих популяцию, свой темп полового размножения, число семян или  детенышей в потомстве, свои скорость отмирания популяции и продолжительность  жизни. Эти характеристики называются демографическими показателями популяции. К ним относятся также общая численность, плотность расселения и скорость роста популяций. В промыслово-хозяйственной деятельности особенно важен учет этих характеристик для планирования вырубки лесов, добычи охотничье-промысловых животных (морских котиков, тюленей, пушных зверей), отлова рыбы. Для медиков очень важно изучение популяций животных, являющихся возбудителями или переносчиками опасных заболеваний, для того чтобы предотвратить наступление эпидемий, эпизоотии.

 

Каждая популяция имеет особые характеристики, присущие только ей и  неприменимые к отдельным организмам. Наилучшим образом популяцию  как группу организмов характеризует обилие — определенное число особей на данной площади. Мерой обилия особей какой-либо популяции может быть общая численность популяции или ее общая биомасса, что более приме­нимо к растительным организмам. Однако измерить общую численность некоторых популяций на практике бывает довольно трудно, поэтому пользуются таким понятием, как плотность популяции.

 

Плотность популяции — это число особей (или биомасса), приходящееся на единицу площади или объема жизненного пространства (в воде или почве). Зная плотность популяции в тот или иной момент времени, можно судить о росте, размножении, старении популяции.

 

Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности за счет размножения особей. Показатель рождаемости — число новых особей (яиц, семян), родившихся в популяции за определенный промежуток времени.

 

Различают максимальную (или абсолютную, физиологическую) и экологическую  рождаемость.

 

Правило максимальной рождаемости, или воспроизводства: в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей. Оно достигается в идеальных условиях, когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы и размножение ограничивается лишь физиологическими особенностями вида. Обычно же существует экологическая, или реализуемая, рождаемость, возникающая в особых или специфических условиях среды.

 

Максимальная рождаемость —  тот предел, который характерен для  скоростей увеличения числа особей в популяции.

 

Для тех видов, которые мало или  вообще не заботятся о потомстве, а функция родителей сводится только к произведению на свет новых  особей, характерна высокая максимальная и низкая экологическая рождаемость. Так, например, взрослая самка трески выметывает миллион икринок (максимальная рождаемость), из которых до взрослого  состояния в среднем доживают лишь две особи (экологическая рождаемость).

 

Смертность - это показатель состояния популяции, противоположный рождаемости. Для того чтобы популяция не исчезла совсем и не возрастала неограниченно, необходимо определенное равновесие процессов рождаемости и смертности. Организмы умирают, даже когда условия жизни вполне благоприятны, а влияние внешних факторов не изменяется в худшую сторону. В этих случаях смертность минимальная. При появлении новых неблагоприятных факторов среды смертность возрастает.

 

Таким образом, возрастание смертности — это сигнальный показатель неблагоприятного изменения внешних воздействий (ухудшения  условий среды).

 

 

 

Что такое пищевые цепи, из чего они  складываются?

 

 

Цепи питания      

Живые организмы в экосистеме, мертвые  их остатки и их отбросы являются пищей для других организмов. Питательные  вещества¹ таким образом переходят из одного организма в другой, образуя непрерывные пищевые цепи.

Начало пищевым цепям дают продуценты. Они усваивают из окружающей среды воду, неорганические(минеральные) соли, углекислый газ, кислород и с помощью фотосинтеза строят свое тело.      

Следующие звенья цепи питания составляют консументы, которые поедают как продуцентов, так и себе подобных.      

Консументы, которые питаются продуцентами, называются консументами I порядка - травоядные или растительноядные животные.      

Консументы, которые поедают травоядных I порядка, называются консументами II порядка - плотоядные животные (хищники).      

Хищников, питающихся вторичными консументами, называют консументами III порядка и т.д.      

Организмы, употребляющие один тип  пищи, принадлежат к одному трофическому уровню².      

Продуценты относятся к первому  трофическому уровню, консументы I порядка - ко второму, консументы II порядка - к  третьему уровню и т.д.      

Дополнительные звенья в пищевой  цепи составляют дедритофаги, которые питаясь отходами и трупами, могут стать добычей хищников (напр., муравьед питается муравьями). И так органическое вещество возвращается в органический круговорот³.      

В конце пищевой цепи находятся редуценты(деструкторы), которые превращают отмершее органическое вещество в неорганические соединения.       

Простые и сложные пищевые цепи связаны между собой, образуя  обширную сеть. Она так и называется пищевая сеть.

 

 

 

 

 

4. На Землю углерод продолжает поступать из космоса и в настоящее время в виде космической пыли.

Углерод входит в состав разнообразных  органических веществ, из которых построено  все живое на Земле. В виде углекислого  газа (СО₂) он поглощается из атмосферы растениями, которые, в свою очередь, поедаются животными. Скорость усваивания углерода растениями составляет 1,5·10¹¹ т. в год (для сравнения, его общая масса в растениях составляет около 5·10¹¹ т., в животных – 5·10⁹ т., а в атмосфере – 6,4·10¹¹ т.). В процессе фотосинтеза зеленый растения используют углекислоту и воду для синтеза органических соединений, выделяя в атмосферу кислород. В результате процессов окисления – дыхания (как животных, так и растений) и гниения – часть углерода возвращается обратно в атмосферу в виде углекислого газа.

Биосфера не является статичной  и неизменной; с течением времени  она эволюционирует. Важнейшим фактором при этом являются сами живые организмы. С момента своего возникновения  они расширяли границы биосферы, изменяя ее состав. В результате этой деятельности за миллиарды лет  появились горные породы и полезные ископаемые органического происхождения (известняки, каменный и бурый уголь, нефть).

Благодаря деятельности копро-, некро- и сапрофагов, углерод, содержащийся в продуктах выделения, а также  в останках мертвых организмов, попадает в почву. Таким образом, осуществляется передача углерода по цепям питания. Накапливаясь в почве, углерод участвует  в образовании гумуса.

     Часть углекислого газа растворяется в воде и участвует в формировании скелетов водных обитателей. Из останков мертвых организмов углерод попадает в почву и накапливается там, образуя гумус, торф, каменный уголь, нефть, природный газ. Таким образом, эта часть углерода выводится из активного круговорота. В активном круговороте участвует лишь небольшое количество углерода, поскольку его огромные запасы законсервированы в известняках и других породах.

 

5.Что такое структура биосферы? Принцип эмерджентности.

 

Согласно современным представлениям о структуре биосферы, основанным на идеях В.И. Вернадского, биосферу как место обитания организмов вместе с самими организмами можно разделить  на три подсферы: аэробиосферу, гидробиосферу  и геобиосферу (рис. 2.1 ).

Аэробиосфера населена аэробионтами, субстратом жизни-которых служит влага воздуха. Лимитирующими факторами развития жизни в аэробиосфере являются наличие капель воды и твердых аэрозолей, поднимающихся с поверхности Земли, а также положительные температуры. Аэробиосфера в свою очередь распадается на две субподсферы: тропобиосферу и альтобиосферу. Тропобиосфера простирается от вершин деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков и заселена тропобионтами. Альтобиосфера расположена над тропобиосферой и характеризуется крайне разряженным слоем микробиоты. Завершает альтобиосферу слой наибольшей плотности озона (озонный защитный слой), за пределами которого простираются своеобразные надбиосферные слои, названные парабиосферой, артебиосферой и апобиосферой. В парабиосферный слой жизнь проникает лишь случайно, и организмы здесь не размножаются. Артебиосфера - это пространство человеческой экспансии в околоземный космос. Апобиосфера - собственно надбиосферный слой, где сравнительно много биогенных веществ.

Гидробиосфера - это весь глобальный мир воды (без подземных вод), населенный гидробионтами. Гидробиосфера распадается на мир континентальных, в основном пресных, вод, названный аквабиосферой (с аквабионтами), и мир морей и океанов, названный маринобиосферой (с маринобионтами). Маринобиосфера распадается на три субподсферы, определяемые главным образом интенсивностью света: фотосферу, дисфотосферу и афотосферу. Первая из них всегда ярко освещена, вторая всегда сумеречна (до 1% солнечной инсоляции), третья - зона абсолютной темноты, где невозможен фотосинтез.