Презентация на тему Экология. Экологические факторы

к переживанию неблагоприятных условий. Типы взаимоотношений между особями.

определяют возможности существования и размножения какой-либо особи или их

группы, называют экологическими.

существованию в каких-то пределах изменений того или иного фактора

(диапазон, называемый зоной толерантности). Когда сочетание этих факторов удачно, то говорят, что условия оптимальны. Если же особь живет у самого предела возможного, то такие условия называют пессимальными. Если значение хотя бы одного фактора резко отличается от допустимого, то это приводит либо к гибели особи, либо к резкому снижению ее жизнеспособности, то такие факторы называют лимитирующими.

своего оптимума приводит к снижению жизнеспособности особи и в

конце концов — к ее гибели

приводит к снижению жизнеспособности особи и в конце концов

— к ее гибели

Закон лимитирующих факторов

Закон минимума Либиха 

даже единственный фактор за пределами области своего минимального значения приводит к снижению жизнеспособности особи и в конце концов — к ее гибели

Закон толерантности Шелфорда

существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме.

Иллюстрация закона Либиха – бочка Либиха.

излучения с длинами волн от 0,29 до 3 мкм.

Фотосинтетическая система растений поглощает излучение преимущественно между 0,38 и 0,74 мкм.
Примеры.
Разное отношение к свету: одни предпочитают высокую освещенность (степные злаки, многие сорняки), другие лучше развиваются в тени (сныть).
Разное отношение к ритмике освещенности: одни любят короткий световой день (земляника, первоцветы, хризантемы), а другие - длинный (лен, белена, овес и др.); ряд видов, нейтрально относятся к длине светового дня (гречиха, горохи др.).

располагаются между – 70 и + 55оС, для обитателей

континентальных вод — от 0 до + 93оC, для жителей морей и океанов - от –3 до +36оС.
Некоторые прокариоты обитают в горячих источниках на дне океана, где температура превышает +100оС.
Для большинства живых существ важна и общая продолжительность теплого периода.

часто предпочитают жить в местах, где выпадает достаточно много

осадков и велика влажность воздуха или почв.
Большое количество живых существ обитает в зонах с низким количеством осадков, в связи с этим у них существуют различные приспособления для экономии воды. У растений есть специальные приспособления к извлечению воды из воздуха, почв, других живых существ и к ее сбережению (длинные корни, плотные покровы и уменьшенные листья пустынных растений). Животные экономят влагу и нередко используют так называемую метаболическую воду, полученную в результате окисления жиров.
Для многих деревьев необходимо не менее 750 мм осадков в год. Значительное количество влаги используется и культурными растениями: так, зерновые нуждаются в 365-760 мм осадков.

различные растения и грибы. Его воздействие связано как с

влагонасыщенностью, так и с химическим составом почв и горных пород. распространение многих растений четко отражает распределение некоторых химических элементов или соединений (приуроченность к известнякам и к засоленным почвам). Сказывается и общее плодородие почв. Чаще всего именно с почвами и подстилающими их горными породами связано накопление и перераспределение жизненно важных химических элементов. Химический состав почв определяет их кислотность (мать-и-мачеха тяготеет к нейтрально-щелочным почвам, а ель и осина — к слабокислым).

Состав почв и горных пород

Часто прослеживается приспособление к узкому диапазону солености: например, солоноватым

водам в устьях рек (таковы береговые крабы, некоторые двустворчатые моллюски).
Важным экологическим фактором является огонь. В первую очередь это пожары, но часто воздействие огня не гибельно, а необходимо для дальнейшего развития (семена некоторых растений могут прорастать только после того, как побывают в пламени, или же воздействие огня способствует вскрыванию некоторых плодов).
В последние годы прослежена экологическая роль естественного электромагнитного поля и ионизирующей радиации. Существование многих водных животных и растений определяется океаническими течениями, их скоростью, направлением, сезонными изменениями. Давление воздуха и воды принадлежит к числу ведущих экологических факторов (в морях и океанах резкое увеличение давления воды с глубиной ограничивает возможность существования многих групп; некоторые животные, способные обитать на больших глубинах, гибнут при извлечении на поверхность).

существования разных видов организмов. Симбионты обычно характеризуются противоположными признаками:

это автотрофы и гетеротрофы, подвижные и ведущие прикрепленный образ жизни, обладающие способами и средствами защиты и лишенные их и т. п.
Симбиоз бывает факультативным (необязательным), и облигатным (обязательным).
По результатам взаимодействий между партнерами выделяют несколько типов симбиоза: комменсализма, паразитизм, мутуализм, протокооперация.

двух и более видов.
сожительство клубеньковых бактерий рода ризобиум с

корнями бобовых растений

двух и более видов.
лишайники

двух и более видов.
суперорганизм (португальский кораблик (гидры)

совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей
взаимоотношения краба

и актинии

двух видов, когда деятельность одного из них доставляет пищу

или предоставляет убежище другому (комменсалу).

гиены и львы

Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяев, называют еще нахлебничеством или сотрапезничеством

двух видов, когда деятельность одного из них доставляет пищу

или предоставляет убежище другому (комменсалу).

эпифиты

Некоторые комменсалы используют другой организм как субстрат для обитания или перемещения с его помощью в пространстве - такое сожительство называют квартирантством.

видов, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяина)

в качестве постоянной или временной среды обитания и источника пищи.

Паразиты могут жить на теле хозяина (вши, клещи, некоторые грибы); это эктопаразиты. Другие обитают в тканях или полости тела (бактерии, глисты), внутри клетки (вирусы, малярийный плазмодий); их относят к эндопаразитам. Среди них имеются облигатные (риккетсии и хламидии) и факультативные (паразитические грибы), временные и постоянные (временные лишь периодически посещают хозяина (комары, мошки, слепни), постоянные проводят на теле хозяина или внутри его всю жизнь).

Характерной особенностью паразитов является редукция у них некоторых органов (например, пищеварительной системы, органов чувств, конечностей у животных, корней, стебля, листьев или даже всех вегетативных органов у растений) или усложнение других (половой системы, органов прикрепления).

животных (редко грибов и растений), когда они ловят, умерщвляют

и поедают других животных.

Для этого характерно наличие разнообразных экологических адаптации как у хищника (быстрота реакции, скорость бега или полета, хорошее развитие нервной системы, органов чувств и др.), так и у жертвы (покровительственная окраска, инстинкты затаивания, обманного поведения, использование убежищ, наличие панциря, шипов и т. д.). В качестве частного случая можно рассматривать растительноядность (фитофагию).

или популяциями одного и того же вида (внутривидовая конкуренция)

или разных видов (межвидовая конкуренция), соревнующихся за одни и те же ресурсы среды при их ограниченном количестве.

Когда такие популяции обитают совместно, то каждая из них находится в невыгодном положении, поскольку присутствие особей другой популяции уменьшает возможности овладения пищевыми ресурсами, пространством для закрепления на субстрате, убежищами и прочими средствами к существованию (свет, тепло, влага), которыми располагает данное местообитание. Формы конкурентных взаимоотношений могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до мирного совместного существования. Однако если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, то рано или поздно один более сильный конкурент вытеснит другого (закона конкурентного исключения Гаузе).

группы родственных организмов оценивается по числу потомков, которое сохранилось

в следующем поколении, и в целом определяется совокупностью конкретных приспособлений (адаптаций) к выживанию в многообразных обстановках.
Выделяют морфолого-анатомические, физиологические, биохимические, поведенческие, онтогенетические адаптации, а так же адаптации, связанные с размножением.

тела акулы и дельфины,
сучковидная листовидная формы тела палочников

и
гусеницы-пяденицы)

покровительственная окраска (слиться с окружающей средой - заяц-беляк, куропатка, скрыться в тени на фоне полос и тени - зебры, тигры),



предостерегающая окраска (яркая окраска у видов,
обладающих ядовитыми/жалящими свойствами – пчелы и осы)

- журчалка)

маскировка (сходство по форме с окружающими предметами –

палочник, богомол)

образования на поверхности организма — иглы, колючки, кристаллы щавелевокислого калия

твердые покровы — защищают организмы от поедания травоядными или плотоядными животными, например, моллюски, жуки, ежи и т.д.

в разных условиях среды. Они обеспечивают функциональные преимущества организма.

Их условно разделяют на статические (постоянные физиологические параметры — температура, водно-солевой баланс, концентрация сахара и т. п.) и динамические (адаптации к колебаниям действия фактора — изменение температуры, влажности, освещенности (при подъеме в горы происходит увеличение числа эритроцитов и дыхательных движений) и т. п.).

адаптация очень многообразна и охватывает большое число сложных химических

процессов на уровне клетки. Например, синтез белков в клетке, интенсивность фотосинтеза.

выживание и продолжение рода как отдельных организмов, так и

вида в целом.
Замирание (временное прекращение движения - опоссумы, земноводные).
Угрожающая поза (защита от поедания хищником - бородатая ящерица);
Запасание корма;
Переживание бескормицы (кедровка, сойка, белка);
Вынашивание потомства в различных частях тела (ротовая полость, складки кожи и т.д.) (древолаз, морской конек);
Постройка гнезда;
Забота о потомстве и воспитание;
Миграции.

одной из них может происходить расселение, т. е. миграция,

на другой – размножение; включение покоящихся стадий в жизненный цикл некоторых организмов.
Спячка у животных, споры у про и эукариотических водорослей, грибов, споровых растений; в жизненных циклах животных это так же яйцо (разные черви, членистоногие, моллюски, рептилии, птицы), у насекомых покоящаяся стадия - куколка, появление которой нередко приурочено к началу неблагоприятного периода; диапауза - все процессы внутри особи значительно замедляются, а многие — фактически останавливаются; у тихоходок наблюдается анабиоз.

видоизмененные формы получения потомства: гермафродитизм (паразитические черви); партеногенетическое размножение

(паразиты, коловратки); смена партеногенеза на половое размножение в течение года (коловратки и тля); размножение на ранних стадиях развития (насекомые-наездники); размножение личинок и взрослых особей (земноводные амбистомы и их личинки - аксолотли).

функциональная организация популяций. Генетическая и фенетическая структура популяции.

вида, длительное время обитающих на одной территории (занимающих определённый

ареал) и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.
Поселение – любая пространственная группировка особей одного вида
Популяционная экология.

противостоять факторам внешней среды и контролировать эти факторы благодаря

изменению своей плотности и обладающая определенными свойствами.
Целостность
Относительная изолированность
Довольно большое число особей
Структурированность
Временная изменчивость
Непрерывная передача генетического информации в ряду поколений
Уникальность

каждая из которых может существовать лишь недолгое время. Единство

метапопуляций поддерживается обменом особями-мигрантами между субпопуляциями.
Представьте себе долину, в которой возникают и исчезают временные водоемы. В каждом из таких водоемов в течение какого-то времени существует субпопуляция лягушек. С исчезновением водоема обитавшие в нем особи переходят в состав других групп. Хотя каждая из локальных групп существует лишь недолгий срок, объединяющая их метапопуляция способна существовать в течение неограниченного времени.

удалена от соседней на одинаковое
расстояние;
б) случайный тип, когда

распределение отдельных организмов определяется
чисто статистически, без влияния каких-то факторов;
в) мозаичный тип, когда особи скапливаются на определенных участках.
(ленточное, островное, сетчатое и четковидное)

разные популяций одного и того же вида.

Развитие одного

из тихоокеанских лососей — горбуши продолжается два года. В конце концов взрослые рыбы возвращаются в реки, где размножаются и гибнут. Поэтому горбуши, приплывающие в реки по четным и нечетным годам, не скрещиваются и формируют самостоятельные популяции, различающиеся по некоторым экологическим и генетическим признакам.

Другой пример — семнадцатилетние цикады в Северной Америке, получившие соответствующие названия от количества лет, занимаемых личиночной стадией. В одном районе часто живут представители нескольких популяций, взрослые формы которых появляются в разные годы и, следовательно, не скрещиваются друг с другом. Тем не менее есть особи, вылупляющиеся не в свое время. Таким путем обеспечивается обмен генетической информацией между популяциями разных лет, хотя в ряде случаев отсутствие или недостаточность обмена генетической информацией может привести к формированию самостоятельных видов.

виде это определяется ее половозрастной структурой, так как молодые

особи в основном накапливают энергию (за счет фотосинтеза или питания), а взрослые — ее расходуют, особенно при размножении. Это особенно типично для животных, а среди них - для форм с хорошо развитыми элементами общественного поведения. Таковы, например, насекомые с полным превращением (жуки, бабочки, мухи и др.), взрослые особи которых часто вообще не питаются.
Довольно обычно выполнение одной из стадий расселительных функций. У многих морских животных такой стадией является личинка, у других — специальное поколение (у ряда кишечнополостных — медузоидная стадия), а у наземных форм (насекомые) расселительной может быть взрослая стадия. У наземных растений пространство часто осваивается с помощью семян, нередко снабженных разнообразными приспособлениями в виде крылаток, парашютиков, зацепок и т. п.
Более четкое функциональное разделение прослеживается у животных со сложным поведением и образующим какие-либо группировки внутри популяции.

для достижения какой-либо цели. Группировки такого типа характерны для

рыб, птиц и некоторых насекомых.
Стадо объединяет особей на протяжении длительного промежутка времени или даже постоянно (дикие северные олени, павианы). Входящие в стадо животные выполняют все основные функции вида: питание, размножение, воспитание молодняка и т. п., и есть командующая особь.
В семьях функциональное разделение более четкое. Так, семьи человекообразной обезьяны - белорукого гиббона - включают самца, самку и воспитываемых детенышей (вплоть до их полового созревания).

которые образуют ее генофонд.
Каждый ген может существовать в

нескольких формах называемых аллелями.
Число особей в конкретной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля.
Равновесие (правило) Харди—Вайнберга: частоты доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции остаются постоянными из поколения в поколение, или, другими словами, соотношение между гомо- и гетерозиготами в популяции равное.

для данной популяции и передающихся по наследству.
Для множества

видов выделяют различные морфы. Иногда встречается полиморфизм (группы крови человека).
Фенотипическое разнообразие особей в популяции является следствием генотипической неоднородности.

«оппортунистические»), стремятся к максимально возможной скорости роста численности (параметр

r). Потомство таких видов с большой долей вероятности не доживает до зрелого возраста.
Организмы, придерживающиеся K-стратегии («равновесные»), наоборот, находятся в состоянии равновесия со своими ресурсами и воспроизводят относительно мало, однако стремятся вложить в потомство как можно больше.

но врождённая скорость роста может меняться
J-образная кривая
К-стратег
характер роста популяции

зависит от ее численности
S-образная кривая, логистической (сигмоидная)

ниши.

информаций
Популяции долгое время сосуществуют на одной территории

Ареал – область

внутри границ популяционной системы в пределах которой вид существует постоянно.
Эндемики – виды, ареал которых расположен внутри какого-либо сравнительно небольшого района.
Космополиты – виды, распространённые на всех континентах или во всех океанах (маршанция, папоротник орляк, тростник, касатка, кашалот)

к абиотическим факторам.
Общая суммарная приспособленность вида, популяции или отдельного

организма.
Характеристика возможностей организма при освоении окружающей среды.

Модель Хатчинсона - ниша как некий n-мерный объем.

ареалы которых не перекрываются, но похожи по отношению к

природным зонам.
Перекрывающиеся экологические ниши – закон конкурентного исключения Гаузе.
Экологические эквиваленты – виды, занимающие очень похожие ниши, но в разных районах, не родственные виды.
Гильдии – виды из одного сообщества с очень похожими экологическими нишами.
Реализованная (ниша, в которой существует тот ил иной вид) и потенциальная (ниша, в которой мог бы существовать данный вид, если бы не некоторые препятствующие этому факторы) экологическая ниша.

поведенческих) вида, позволяющих ему успешно существовать в тех или

иных экологических обстановках.

высоко, защищены чешуйками (деревья, кустарники)
Хамефиты – невысокие растения, почки

возобновления близко к почве, зимой прикрываются снегом (кустарники и полукустарники)
Гемикриптофиты – наземные части отмирают прикрывая почки возобновления, которые находятся на уровне почвы
Криптофиты – растения с почками возобновления или видоизмененными побегами под землей
Терофиты - однолетние

питанию разными субстратами)
Почвенно-подстилочные грибы
Лишайники
Копрофилы — грибов, обитающих на навозных

кучах, в скоплениях экскрементов.
Кератинофилы, поселяющиеся на волосах, рогах и копытах животных.
Ксилофиты — обитатели и разрушители как живой, так и мертвой древесины.
Плесень
Паразитические грибы

летучие мыши, насекомые), обладающие приспособлением к полету.
Дендро- и тамнобионты

— это обитатели деревьев и кустарников (многие млекопитающие, рептилии, насекомые, паукообразные).
Хортобионты — животные, живущие в толще травянистого покрова (многие насекомые, паукообразные, млекопитающие).
Герпетобионты — это обитатели подстилки и ее поверхности, в первую насекомые, многоножки, клещи.
Педобионты — почвенные формы, в частности, некоторые насекомые, клещи, дождевые черви, млекопитающие, круглые черви.

мелкие и пассивно плавающие животные и одноклеточные, чаще всего

сосредоточивающиеся в верхних слоях воды (ракообразные, жгутиконосцы, инфузории, диатомеи, различные личинки). Они обладают приспособлениями для парения в толще воды;
Нектобионты — активно плавающие обитатели толщи воды (рыбы, водные насекомые, головоногие, крупные ракообразные);
Бентобионты — это формы, живущие на дне, даже нередко прикрепленные к нему либо закапывающиеся в грунт (многие кишечнополостные, моллюски, черви, мшанки, иглокожие).
Можно выделить и другие группы, например обладающие приспособлениями к жизни в быстро текущих горных реках, обитателей коралловых рифов и т. п.