Организм – как объект экологии и общие принципы действия факторов среды на организм.

Предмет, структура и методы экологии

ВВедение

Экология (от греч. «экос» - дом, «логос» - учение; учение о доме; экос – экономика (домоводство))

впервые немецкий учёный Эрнст Геккель 1866 ввёл термин экология в одной из своих монографий.

однако в тот период практически не использовался =) ввёл кто более 1000 новых терминов. к концу 19го века начал входить в научный обиход

- это наука... ошибочного контекста: «в районе Тракторного экология плохая» - учёные экологи на заводе умные; это плохая экологическая обстановка.

Геккель определил:

Экология – наука изучающая взаимоотношения организмов со средой их обитания.

принять сегодня нельзя... узкое.

около 100 определений экологий после. сложно определить – расплылась вширь и вгулубь.

наука концентрир на стыке двух уровнях организации систем: организом и чуть выше.

сегодня с точки зрения... максимальный – космический (биосфера)

нижний потолок – адаптациями, формирующимися на уровне клетки на уровне молекулярных реакций об уровне клеточном.

экология – это наука о структуре и функции живой природы.

а чем отличается от «биологии»? нельзя

в русскоязычных часто бывало:

наука о взаимоотошенй между собой и окружающей средой.

верно, но неполное... исследуя организацию сообществ (экосистем) она не свобдит все явления к чисто взаимоотношениям организмов. к этому определению...

САМОЕ ПОЛНОЕ:

Экология - наука о взаимоотошенй между собой и окружающей средой, а также принципов организации биологических систем надорганизменного уровня.

если брать классический вариант, на уровне середины 20го века.

развивалась по 3ём стобовым направл:

1. организм – с точки зрения воздействия факторов и адаптации

a. Аутэкология – внимание на организм

2. популяцию - своть оргмов одного вдиа, с точки зрения стрры, динамики и адаптации

a. Дэмэкология

3. сообществ – устойчивых многовидовых объединений, существ и функц по своим принципам и законам.

a. Синэкология – изуч сообщества

уровнеь биома и возникла учение о биосфере

и более низкие уровни организации – экологич биоимия, химич экология

по принципу организации систем это.

другие аспекты – другие подходы.

· ландшафтная экология

o на стыке географии и экологии

o закономерности функционир живых организмов в связи геогр средой: рельеф, климат и т.д. (основатель 20-40 годы XXТролль)

· эволюционная экология

o на стыке теории эволюции и экологии

o внимание на том, какие эволю последтсвия приводят адаптации фактор среды; геофонд может изминяться на фоне мутаций и элиминации и преимуществ влияния других; механизмы этих эволюционных изменений

сферу знаний о том, как изменялись смены земли о том, как изменялись эпохи... это тоже изучают экологи, закономерности – биологическая продуктивность. виды вымирали – сфера интересов экологии (это тоже причисляют, а иногда выделяют самостоятельная «геологическая экология»; геоэкология – прикладная экол, экологическая оптимизации разработки недр)

в источеское время – историческая экология. внимание на экосистемах водной среды – гидроэкология.

сообщества почв – почвенная экология (педоэкология)

экол наземных экосистем

огромное направление: через 100 лет как термин – прикладная экология –рассматривает пути и методы оптимизации отношений человека и природы – преобразующая деят человека. что вредно и что полезно – шумы и пищевые добавки; оптимизация экологических процессов; как сделать более чистыми озёра, почвы, воздух – на пользу человека.

поздно одумались, что их деят по преобразованию планеты – это плохо

до 1950 года –все радовались =) болота осушили, реки в каналы... увы, очень поздно. первые публикации в начале 1970ых годов. на осушенных пространствах... вода ушла.

экология используется совсем неподобающая...

души.. ауры... биополя. целиком за рамки науки и не имеет... паранаучные.

наши философы наплодили текстов...

фонды деньги на процессы,

и они примазываются к источникам – гуманитарии, т.н. философы... появляются заяки на проекты: «реализация гносеологического потенциала для оптимизации эволюции экологического сознания населения РБ»

надо деньги или не давать. а за чашечкой кофе..

экология вышла за рамки экологической наука – мало биологическими вещами.

политех – инженерная экология – не биология. оптимизация утилизации отходов. оптимизация многоэтажн жилых домов.

данными ползуются – сфера инженерии... идут исследования, разработки.

выйдя за уровень народонасел и данимики – социология; не биологические – увы, динамика человеч – динамика популяции таких же млекопитаюющих

История экологии

1ые знания – чисто эмпирическим путём для удовлетворения потребностей, кода жил охотой, рыболовс-собирательством.знали много об окруж мире – экол нюансы, когда прилеают и размнож птицы, рыбы и звери

нужны для практики – получали преимущества – знания были важны, но не были научными, не были зафиксированы в источниках хранения информации. наука начин тогда, когда информация начин фиксир за рамками человеч разума – на папирусе, глинян табл, пергаменте. до этого – обыденное знание человеческое.

· 1ые авторы – Аристотель и Теофраст. экологич знания... у Аристотеля – сравнит немного экол, больше морфологии. какое животное более влажное, этот вид в солёной, кто-то в пресной.

· Теофраст – это дерево на камне, кто-то на болоет. фрагменты экологии

· более экологические знания в трудах учёных 18-19 столетий... авторы Трактатов

o европейских птиц – подробно описал образ жизни хищных птиц, охоту, виды кормов

· Чарльз Дарвин – его учение об эволюции экологично – борьба за сущ под действием факторов среды. суть учения Дарвина – отбор с волной действия факторов среды преим отбирает варианты изменчивости.

· ещё более эколочным следуюет назвать труд Александра Гумбольта – он издал большую кнгу «Космос» - особенности биоты живой природы разл континентов – указа на ту законом. от экваторов к полюсам разнообразие жизни уменьшается

· точно такое в пределах горн: снизу вверх.

· сегодня просто и понятно, а Гумбольт записал эту закономерность на бумаге.

· заложил фундамент современности Гумбольт

· усричные банки – проф математики Мёбиус – предложил ключевой термин... допишем.

· в сердеине 19го года вышел ряд работ, кот заложили основы популчционной экологии Кетле и англич Верхомт – о закономерности роста популяции

· чуть раньше интересную работу о закономерности популяции с прогнозами попул людей – Мальтус

· Эрнст Геккель – ввёл термин экологии – прсоледит мофрологические особенности позв/беспозв произхождения конечн в контексте спобоса питания, места жительства

· Шелфорд – американцев опубликовал серию работ; основатель учения об экосистеме, посколько сконцентрировла внимание на изучении конретн экосистем, детальн описанием и прослж изменения кот происх и пытался дать объяснеия изучая связи в экосистемах. фундамент «синэкологии»; Шелфорд опубликовал по методам полевой и лаб экологии – настольн книга экологи

· ботаник Коулса и Клеменса – кот халожили основы об экологич сукцессии (Клеменс – экол ряды и экол климакс)

· Чарльз Элтон – был эколог №1 20 века – ровесник и прожил 94 года. до последних активно функционировал... 60 лет учёнствовал. рано и быстро вошёл в науку. учился в ГБ – каферда зоологии, не нашёл работы. диплом получил в экон депрессии (20 годы 20 вка), безработный. компания Гудзонова Залива в канаде... занималась массовой загодовкой и скупкой пушниной; во всей канаде и аляске; вакантная должность экперта – CV– получил ответ, да... берём на работу. нахаляву поехал на корабле компании. отедльный кабинет. выступать в роли арбитра, когда конфликты... сдатчики были кфалифицированы. дубовые шкафы – 220 лет отчётов по скупке сырья... капитальные отчёты – на итоговых замык страница –по каждому виду графики... волны. у рыси – 80 лет... зацы- 4-5; оформил и послал как статью – Лондонский Зоологического Общества. шквал новых публикаций... подозревали, что численность животных непостоянна и колеблется с достаточной постоянной амплитудой колебаний. зашкал индекс цитирования =) письмо от англ уни – зав каф =))) диссер на кафедре – на звание доктора. странно и замкнутый образ жизни... не ездил и гулял внутри забора. классик экологии; SandyTimes–подборка портретов учёных – люди создавшие 20ый век – через замочную скважину))) пойман и согласился сфоткаться =)

В СССР экология тоже развивалась достаточно неплохо с 30ых годов 20го века. в политике самое неблагоприятное... неск работ – арсенал классики. работа сов эколога – Александр Никол Формозов – Смежный покров как фактор жизни животных

Сукачёв – по исследованию фитоценозов

русский исследователь (в гитлеровск Германии, перевезён в СССР – тюрьма, биофизики) – популяционной Николай Тимофеев-Ресовский, его жизни посвящена Даниэла Кранила «Зубр»!

учение популяции как единци микроэволюции – особь и Дарвин так считал. но не особь, а популяция, накапливая изменения в составе генофонда эволюционирует, не особь – рождаётся, живёт и умирает.

два десятилетия прошло – и появилось два учебника популяционной экологии. 3 учебника по популяционной экологии:

1. Станислав Семенович Шварц

2. Фридрих Швердфегерна нем

3. А. Slobodkin на англ – потомок русских эмигрантов...! найти и опознать!

ссылка на «Птица Тринидага и Табага» ffrensh(в шотландии 10 фамилий имеют привилегию выданную королём писаться с маленькой буквы – 10 семей основателей шотландии).

самая эволюционная экология – в 70ые годы формироваться экология человека, прикладная экология.

на тер Беларуси – с 60ых годов – серьёзная экол школа. основатель Геогргий Георгиевич Винберг, работал в БГУ, зав каф зоологии. основатель – холистического направления в гидроэкологии – количесвтенные закономерности передачи энергии и вещества в экосистемах. биопродуктивность и дальнейшая судьба в водных экосистемах. кафедры общей экологии – каф была создана – с 1 сентября 1967 года должен быть...

весной зав лаборатория в уни Ленинграде. Ляхнович, ученик...

ключевые понятия – понятия система. организм как система...

Система – совокупность взаимодействующих между собой структур или процессов, объединённых выполнением общих функций, неделимая без потери качества.

тоерия систем

более простые. чем проще, чем меньше элементов и чем сложнее – больше элементов.

кроме того, системы однозначно и многозначно детерминированы – задвижка дверная. задвинули – откроется...

вода и кусок натрия – бросили и взрыв. уравнение реакции.

однозначно детерминированы системы; мяч на полу... ударили – по направлению удара (однозначно детерминирована)

те, которые по разному реагируют.

а если вместо мяча собака – несколько как минимум, сходу нельзя по какому из вариантов...

монетку в воздух – можем расписать вероятность. в воздухе не зависнет, вверх не улетит.

точный, но не вероятностный.

собака – прогноз на основе вектора – если хозяйский пикинес 12ый раз улетит... но они опасны.

если на бультерьера – печальные последствия. даже для вероятностных – кроме опыта должны обладать знаниями – осторожно манипулировать.

экологические – все сложные и неоднозначно детерминированы.

для прогнозирований –знание и большой опыт. и то, вероятностные... не всегда простые системы однозначно детерминированы.

перекрёстно наоброт

компьютер – если в качестве будильника – если исправен. но он зазвонит, если система не будет нарушена..

модным лет 20 к моделированию и прогнозироваию экологических систем. работ с такими моделями в мире появилось много. характер работ – верификации, проверки –мало.

моделирует – отрываемся от реальности. попытки внедрить эту модель - попытаться на основе разраб модели – на озере ситуации – у нас мало данных... по озеру =) нужно куча новго матер собрать в разрезе времени – за несколько лет на разных уровнях рН. нельзя включить.

сегодня в экологии кризис (в моделировании). желающих много моделировать, а собирать материал никто не хочет. уходящим от задач конкретной релаьности. с 90ых годов 20го века важным является тем, что широко начали проникать компьютеные методы – то, чего классики =) не знали.

Организм – как объект экологии и общие принципы действия факторов среды на организм.

Организм –

1) отдельно взятая особь живого существа

2) люба биологическая цельная система, функционирующая как единое целое

a. муравьи

b. колонии

c. гриб – микоризообразователь; и растения – единый целостный организм (верно с биол точки зрения

Организмы:

1. Унитарные – орг, в которых сконцентрированы все основные функции. и те, кот эту функцию выполнят (стрекоза, она же и спаривается... позвоночн – забота о потом)

2. Модулярные –орг, как отельно взятая особь, которая может не нести в себе эти функции; в том числе и для реализац других функций (рабоая пчела – не участв в акте размнож, не спарив, не отклад яиц; однако её деят на благо семьи, её труд – совокупн вклад, от которых зависит успешность размножения всей семьи. а поскольку – носитель генов, как у матки, рабоая – обеспеичвает и биологическую фци размнож – содейств передаче тех же генов, которая она и носит, но участвует. только гаметы не производит... можно приравнять к части, к органу отдельно взятому, но непосредств не продуцир гаметы.

Организм – в био говорят о первым смысле – отдел взятая особь.

воздействие на оргмы различных факторов и адаптация – предмет аутэкологии или экологии организма.

Общие свойства оргмов в экологическом контексте:

1. организм является реальным носителем жизни. имеено гибель организма означает прекращение жизни в конкретном данном жизни... не гибель клетки, не отторжение органа или ткани, а гибель.

гибелью организмов в массе – биосистем надорганизменного уровня. отмирание отдельных частей – не оторждествяем с понятием смерти. смерть – умирание оргма целиком. даже отторжение у высших... утрата конечностей – не именуется смертью

2. организм – самовопроизводящ стрра. именно через воспроизв орг, осущ воспр популц – обеспеч устойчив сущ систем и видов

3. орг – наиб дискретная из всех биосистем. не представял сложн выделение отд взятого орг и его отчётливой изоляции. сложнее выделить отдельную клетку, вычленить отд ткани, а не фрагмент – не возможно... трудно дискр ограничить, популяцию, не граничащих... трудно вычленить отдельно взятую экосистему – размытые границы.

a. орг дискретен в обмене вв: выдел прод обмена, поступл вва от мертвых оргмов – проявление жизни на всех уровнях организации

4. их реальность не представляет собой проблемы и как правило никогда никем не оспаривается. для сравнеия часто оспарив реальность видов... действит границей видов явл размыты. апамистических растний – манжеток (перекр оплод исклю). в принципе – кажд ген клон как самост вид, под сомнение реальость... более высоких таксономи катег – роды, семейст, отрядов. таксономические категории – выше вида; в природе только определ степ филогенетич родстыва реальность не может быть оспорен и очевидности.

совокупность тел и явлений, в которых орг явл в прямых или косвенных отношений – среда обитания.

понятие среды –ключевое в аутэкологии. наряду с ним – близкие по значению, окружающая среда, экологическая среда; узкие – природная, техногенная среда. важно помнить, что в среду обитания конкретного оргма, входят в числе прочего другие оргмы своего же вида.

среда обитания – не только воздух, температура, свет, влажность, шум, но и товарищи, соприкос, видите или от случая к случаю.

элемент или условие среды на которые оргм реагируют приспособительными реакциями, или адаптациями, есть экологический фактор.

взаимод – явл на окруж среду; реагир приспособит реакциями. эволюц наследуемыми. объект и усл должны воздейств на нашу биол сист, на кот у этой сист выраб приспособ реакц

иногда двие того или ин фактора столь сисльным, что орг не может адаптироваться и погитает – летальное действие фактора (падение с крышы контейнера с кирпичом – летальное двие фактора).

летальная доза (значение) факт – сам пос ебе не губителен в нек дозах, в некот губит. в 35 – для больных с сердцем. но доза - +35 –летальная. и концентрация вв; гибель животн от хищника – летальное действие фактора, от пожара.

здесь не происходит адаптации особ – не успеет выработать адаптации. зачастую адаптации происходят, но на уровне популяции. при воздействии инсектицидов на насекомых, вполне есть нет доля особ с генет резистентн и они выживут, а успеют соатвить потомство; отбор с илиминацией с преимущетвом устойч генотипов. генофонд – попул может приобрести устойчивость, т о популчция адаптир к действию данного фактора. адаптац на уровне поул, а не отдельно взятого оргма.

двие экол фактора более полным, если на оргм и популяция

действие на организм и/или популяция. приспособит адаптивн реакциями

характер действия среды м быть очень разнообразным – исходить от любых состовл факторов среды – кото многообразны и значительны

необходимость подразделения и классификации факторов среды

два подхода:

1. раздел на группы по характеру

1. факторы неживой природы, абиотические факторы

2. фры живой природы или биотические

3. фры антропические или антропогенные. можно возразить и скзать, что чел – живое существо и какой смысл выделять отд факторы... не проще ли отнести к биотическим

но!

1. ни одно не достигло такого уровня массировности воздействия, как homosapiens

2. антропические факторы обладают особенностью – в подавл случаев в орг не выработаны адаптации к антропическим факторам.

важно то, что

последовательность

1. такие послед в биосфере они появлялись.

2. в таком порядке определяли облик планеты

a. вначале Земля была из неорганики

b. живые орг начали изменять облик.

i. состав атмосферы

c. техносфера – вторая природа. взаимод не стихийн явл, а попытки планирования. прогнозир, волейвой деят. на уровне животн не было

i. планир развития. у человеч задатки реализ. до ноосферы (вернандский) далеко, но всё таки

за сравнит короткий период – с точки зрения эволюц – не все оргмы не смогли выработать зараточные адаптации к этим воздействия... в некот случаях против человека работают давние, выработан адаптации. человек ловит рыбу – избежать её на основе тех, когда она избегает попадания в зубы выдры (простой и примитивный)

в больш случаев – настолько массировности и зощрённое, поэтому эта гр выдел в обособл группу.

1) по периодичености и направленности

a. строго периодична

i. сезон года

ii. день/ночь

iii. фаз луны

iv. приливы и отливы

периодиночти и неизбежность динамики и именно к этой группе факторово у организмов выработаны адаптации. наиболее дренвих – смена дня и ночи до зарожд жизни – много времени для присопобл к этим фактором

2) факторы, котор проявл достаточно часто, но без жёсткой периодичности

a. дожди

b. наводнения

c. ураганы

d. землетрясения

e. сходы лавин

f. эпизаотии (болезни)

как прав, если не орг, то попул – то они адаптир к этим факторам среды, но проблемность – фактор непериодичности. если к 1ой гр факторов – предчувствие, предвидение каких-то факторов.

солнце не зошло, а животн чувствует приближение ночи и готовится ко сну (механизм предсказания. предвидения факторов)

сама непиодичн акторов со второй группы – у многих оргмов сущ явные доказательства; наступление дождя и заморозков.. а наступление землетрясений. а смотря по опис, наступл солнечно/лунных затмений – животные присутствуют – не резко выраж и не столь универсальны

3) фры направленного действия с устойчивой тенденцией в изменении в одном направлении

a. заростание озера

b. изменение климата в каком-то направлении

c. опустынивание саванны

d. таяние ледника и т.д.

оргмы обладают тем или иным уровнем адаптированности факторов, но ограниченное значние. при устойч измен климата – некот оргмы удерж за счёт адапатц, и постепенно здают позиции и на смену приходят другие попул, если тенденция продлож нарастать – сукцессия, (направленная) смена сообществ

4) факторы вспонтанного дейсвтия

a. осушение болота

b. загрязнение территории радионуклидами

c. случайный завоз или целенаправл акклиматизац вида

d. истребление какого-то вида

антропический фактор;

падение большого метеорита на землю – фатальное (конец мезозойской эры, вымирание многих динозавров);

действуют в совокупн с предыдущ группой – устойч измене во времени; осуш и к нему пожары – как следствие очень ускоряет измен биоты; одних на другие

именно к 4 оргмы адаптир наихудш образом. больш – антропические факторы.по той причине, что как правило оргмы не в состоянии ответить адаптациями на боьлш антропогенных или антропич факторов –антиэкологичные факторы.

в середние 19 века – Яхим Либих исследовал влияние различн факторов на рост растений. показал, что урожай агрокультур – не те элементы питания, кот нужны раст в большом колич (вода, СО2) – очень часто элементы в избыточн колич, а теми ввами или элемент, кот треб в миним колич.

недостаток или избыток цинка – очень мало нужно раст, несмотря на то, что он ему нужен в ничтожно малых колич – недост влияет на урожайность

вывод: закон минимума Либиха. зачастую, определ значение на развитие и сущ оргма – играет фактор, кот труб в очень незначит и малых дозах. этот закон выдержал испытание временем, но последующ исследования, работает с учётом двух условий:

1. закон либиха соблюд в условиях стационарного состояния.

a. небольшое и неглубокое озера зачастую ключевым факторов, определ эффективность этого, явл содержания СО2. свет, азот, фосфор – в достаточном количестве; продуктивность – поступает от разоложения донных осадков в водную среду. или процессы идут медленно, или мало – сильно сдерживающ факторов развития; но как только наруш сильным ветром, раскачивающ верхние слои водоёма – оказывает, что поступл СО2 от донных осадков – несущ. и тогда продуктвность в разы возрастать, несмотря на то, что поступл со2 от донны х- стабильно.

2. влияние лимитир фактора связано с воздейств других факторов двия среды

a. одни жлемен заменять другими; кальция... мало –моллюски. а если стронций – строят из него. из радиоктавных изотопов – а то и в кости скелета высших животных... пути миграции стронция в оргнизма – недавно неплохо изучено

в отношении некоторых факторов: свет тепло, влажность – лимитир не только недост, но и избыток; диапазон – дозы крайнего недостатка и дозы избытка

пределы толерантности оргмов;, не только – закон толерантности.... не только мин, но и макс дозы –определял

1913 году Шелфорда.

для оргма и популяц диап оптим и влян фактор

рисунок 1

зона оптимума

в зонах угнетения – в угн виде, или огранич время (на порядок и более меньше.

примеры – сущ при температуре возд +36-38 градусов... нету аппетита, пот, сердцебиени, тяж дышать, раздражимость, стрессорная рция - жара неприятна... в стоячем воздухе.

для больных – сложность выживания... внезапная смерть. наруш в коронарных сосудх. зоны угнетения.

-20 полносью раздетых – первых 5 минут хорошо, но по прошеств - +– умрёт.

рисунок 2

эврибионты от греч эурио - широк

стенобионты – стенос – узкий

некот настолько связ с одним конкр фактором, что по их присутсв и числ можно кач и колич оценивать условия.

присутств хвощей – большая кислотность. известковать – медные флоры –неск десятков видов растений – не растут на других почва.с медью. высок сод меди в почвах – некоторые роды, кот т там (медная флора)

овсянниц (Festuca) – содержание в почве свинца, некоторые виды.

поэтому в РБ кто-то впервые обнаружены – обнаруж, вдоль автострад с интенсивн движения. конц свинца от выброса транспорта – сущ конкретно этих видов злаков.

такие оргмы по налич/отс к-то фактора/дейсвтия среды – экологические индикаторы.

иногда, этим именуют временные явления – скопления чаек – приход рыбных косяков к берегам Норвегии.

иногда экол индикаторы указ на более широк спектр факторов. лишайники на деревьях – воздух достаточно чист, малозагр... при повыш содерж ряда загрязнетелей – умир, опад и разр быстро с коры деревьеев.

закономерности – очень хорошая основа для составления различных систем и программ жля экологи моделир, прогнозир и созд экол компьютерны моделей.

ряд учёных ухватились за это – на разл в аутэклогии.. и думали, что будут к универсальностям.

но увы, использ их на практике – фиаско. существует масса поправок к этим законам, которые вносят свои коррективы и нюансы, изменяющие природу явлений.

следствия

основные:

1. если условия неоптимальны, то сузистся кол толернат други хфакторов; мало азота – в почве... при засухе, при недост влаге – на второй, т.к. не хватает.

2. коррективы вносят биовозедйсвтия. смещ зон оптимума и толерантности;

a. повреждение побег загрязнит – сниж усточ к засухе.

b. налич параз у животных – в большинстве случаев (у кого противоположных). сейчас распрост на искуств зараж людей, котор поселяются – именяют рцию и могут избавл от аллергических рций на эти факторы

c. гусеница бабочек с наздениками – в 2-4 раза живут. но лаг фаза одинаковая. стоти задуматься...

3. оптимальные диапазоны дейсвтия фатора на орг, определ в усл лабор, часто соверш менются в прир и оказ не соотв

a. выращивае орхидеи очень модно. тропич орхидеи – ратсту в усл сильн затенения, орг потока света. в усл темплиц и комнатн оранжерей – при такой дозировке светового погибают... а в 2-2,5 раза больше – чувствуют нормально.требуте! влажн и темп одинак

4. критич для организма – явл период для размножения. пределы толерантности для размнож особей, обычно уже для размножающихся взрослых. взрослые особи проходных рыб – прекрсно выдерж темп колеб люб... а мальки – т в чист, пресн, с проточн – коелб темп в 5 С

a. у многих личинок -; особи эврибионты; куколка очень наблагопр периоды. не назв, поправки... не сниж. она сохраняется её значимость признаёмтся в экологии и важна для аутэкологических исследований, так и в плане приложения для практическим задачам.

5. далеко не все факторы среды

a. содержание О2 – не явл лимитир фатор для больш сухоп систм, исклю высокогорные. изуч особ сухопутные экосист – не исп экосист дли измер содерж О2 в воздухе. и напротив, гидроэкологи – всегда исольз эти приборы, тк в этой среде – число ключевых и лимитирующих факторов, огранич продуктивностьэтих систем.

не вседа на ур рабочих гипотез, исходя из знаний аутэкол (которыми мы располагаем) что-то объяснять.

из фауны Европы – начала исчезать. большой баклан, от 300-500 гр рыбы в сутки. и действ рыбы стало меньше – из фауны птица исчезло – подорвана кормовая база. с середине 80 годов – новое разделение в области Юга европы, постепенно снова заселила наши водоёмы для рыбных хозяйств – прилетают на рыбхоз – в районе Березовск райцентра. там колонии бакланов – каждой птичке карпа полкило подай. рыбы явно не стало меньше, чем во 2ом 20 века. рыбные запасы дальше продолж падать. значит, было неверно. другой фактор – только подход к рабоей гипотезе. орнитология как раздел зоологии – дренв гипотезу. орнитология как наука возникал – орнитолог – наука аристократов. первым исследовал фауну.

принц бонапарт – внук; император японии – знаний накопл много.

сизоворонка – обычн птица, сидит на полях, на проводах. её не стало, хотя ничего не проихошло. 4-8 пар есть.

наиболее продуктавная явл исследования эволюции адаптивного потенциала этих видов. генетики, диких популяций, эксперимент измен – измен генофондов, вид или попул не выдержав негативн влиян фактора, но птом обнаруж к-то гены и факторы, которые постепенно приобр (преим) показ больший вес и популяция вторично воскресает, но уже с другим генофондом.

иногда факторы среды нужны в ничтожно малых дозах

как правило, лимитир такие. т.к. учавств в физиологи процессах. есть такие, которые не участв, но воздейств на орг-м, изменяя двие других факторов.

эти факторы – модифицирующие факторы среды

многие узкое, а есть...

из климатических

1. ветер

a. изменяет водный и энергитич обмен. увелич испраения, способств охлаждению. в летнюю жару на улице легче, если лёгкий ветерок. он охлаждает организм и более хорошо. при полном безветрии 30С угнетающе на оргм.

b. ломает верхушки дер (прямое двие на растения) механически – лимитирующий.

Коэффициент суровости климата – комплексный показат погоды (S)

запоминать не надо, только если исследования на стыке био и гео, метерологии. сам коэф в баллах

t – средняя темп в возд

v– средн скор ветра (м/с)

чем выше t, чем суровее климат. здесь температура и ветер выступают в роли взаимпоконпенс и взаимодо факторов.

2. снежный покров

a. явл хар-но для умеренных и высоких широт планеты; в зоне субтропиков – образ, но неустойчив. редко, когда неск дней подряд.

b. степей – дост устойчив и сохран месяц и два. в горн – больше

c. не влияет на метболизм, но созда специф усл

i. механич преп передвиж и добыче корма

ii. в биогеогр – ареалы живот.

1. у кабана созд ареал обит 40-50 см где снег лежит. там где снежн ниже 40 см, если выше – не встреч/спорадич (локально).

2. для фазана – ареал не выходит за линию зоны, где снежн покров 25 см (максимальн устойч снежн покров)

3. для мелких млекопит – рыхл снеж хороший теплоизолятор. при высок снег покров темп не земле, темп на 15-20 градусов теплее, чем на поверхности снега. поэтому мелкие млекопит – полевки, мыши, землеройки – в снежн морозы не выходят на пов, передвиг между снегом и подстилкой

4. тетерев (белая куропатка) – на ночь в снег закапываются. 1,5-2 м; и атм проводят ночь, где гор теплее, чем на возд

5. корен жители Аляски и Чукотки – делают. внутри жилища спят и отдыхают, а в центре гоирт очаг. температура минусовая, но там лучше.

биотические факторы среды

1. свет

2. температура

3. влажность

свет – как экологич фактор имеет знач потому, что явл источником энергии для фотосинтеза. значение не исчерпывается – гор более комплексно и многообразно. в экол – весь диапазон излучения (солнечного в первую очередь) в пределах длин волн от 0,5 – 3000 нм.

эот поток радиации распадается на неск областей по особ и возд на живых оргм

· менее 150 нм – зона ионизирующей радиации

· 150-400 нм – УФ-радиация

· 400-800 нм – видимый свет. для разн оргмов границы различся

· 800-1000 нм – ИК радицаия (тепловое излучение)

· 1000-3000 нм – дальняя ИК-радиация

две последние области – тепловую энергию, их когда темп будет разбирать.

не вся достиг поверх земли. часть рассеив в воздухе и отражается – изменение состава исходного излуч. часть спектра с длин волн до 300 нм отражается озоновым экраном.

ионизирующей радиацией:

1. космическое

2. последствия и искусственной радиоактивности. в совокупности естественный и техногенный радиоактивный фон.

биологич – на субклеточном уровне, возд на ядро, митох; в мал дозах – стимулир, в больш – повредающее. порог доз от безвредных до вредных. сильно варьир от видо оргма, ткани и клеток, от длит воздействия и его прерывистости. известен и мутагенный эффект ионизир радиации. двие ионизир радиац изуч 50 лет –радиобиология.

УФ

по длине волны выдел УФ:

· С – 150-280 нм

· B – 280-320 нм

· А – 320-400 нм

прониц и био эффект различается,из-за этого три группы различаются.

УФ С – весьма опасен для живых оргмов, т.к. он очень (особ для высш) – оч интенсивно адсорбир кожей. попадание доз УФ-С на кожу (знач доз) – быстро вызыв локальн онкологич процессы, но практич весь или подавл больш задерж озоновым экраном.

УФ-В –такж еобладает канцерогенным двием, причём механизм не до конца понятен. есть основания утерждать, что он связан со структурой молекул ДНК. эти лучи инактивируют кожные клетки Лангерганса, оветч за иммунитет – блокир их иммунную рцию. к счастью, большая часть УФ-В также погл озон экр

до повехности земли доходят лучи до 300 нм. облад больш энерги, оказ химич воздейств – стимулир процессы клеточного синтеза. облучение УФ с длин волны около 340 нм (если воздействовать на дом животных) – продуктивность у домашних свиней повыш, у свиноматок рожд большее колич эмбрионов, бол жизнеспособны, уже на стад эмбр разв лучше набирают вес. это воздвие в технология интенсивного животноводства.

раньше всего свиней стали облучать в США – а сейчас везде.

под двием УФ лучей – синтезир вит Д, регулир обмен Р и Са, а соотв рост и развитие скелета. – позитивн возд на рост молодых особей – в том же интенсив свиноводств – регуляр, дозир облуч. 340 нм растущих поросят, что ускор и прочее, меньше болеют, е подверж искривл костей склета – выход мясной продукции и себестоимость пониж.

замечено, что жив в норах животные млекопит, не только дневные и ночные (барсуки) – маленьких детёнышей выкладывают на солнышко, переворачивают. хотя строго ночные и сумрачные животн.

позитив, особ на стад возд и роста.

а сильное облуч – повержд активно делящихся клеток. даже просто на цитологич уровне негативн последств повыш. у оргмов, много времени проводящ на солнце – отлич налич спец адаптаций и приспособлений, направл на экранировние, передозировку лучами.

тёмная пигментация кожи. формирование в коже зон пигментации - экранирующих УФ; такова природа загара – наиболее чувст к негативн воздейств, у тех, кто плохо загарают. вместе с тем, такая же природа верхнего полюса экринок у амфибий. пигментация верхний оболочек голов мозга – суслики (степ, пушных жив – внутр активн; если вскрыть череп –тёмный сверху) защита к попад излишн УФ на ткани мозга

проблема озонового экране (проблема озона)

в атмосфере, в диап высот – зона повыш концентрации озона. конц – в ср 0,05 мг/м³. если этот озон выдел в чистом виде – слой 3-5 мм (в чистом виде).

мощность исчисляется километрами, а лишь зона, где его конц повышена (9-32 км) от слоя атмосферы.

вот это вот и есть озоновый экран. образ под двием УФ-лучей, в резте распада О2 на атома, и присоед послед к распавшимся к мол О2. одноврменно идёт противопол проц – распад мол О3 и образ нов мол О2. в этом и есть основн мех поглощ УФ лучей

в 80 годах 20 века было обнар, что сод О3 в озон экане в некот регионах атм резко уменьшалось. напр, в высок широтах, кое где было 10% за 5 лет – очень быстро, считали, что это катастр уменьш озона. в последствии, по прошедств ряда лет – есть зона, где сод О3 в озон экране на 30-40% ниже; такие зоны – стали называть озоновые дыры. этот 3мм слой охоно – местами разорван и его там нет =) в 20 км слое, где конц заметно ниже – в этом и есть суть понятия озоновых дыр. уже с середине 80х годов был установлен дост точный мониторинг за сост озонового экране, в неослаб. постоянно финанс – и в РБ. очень скоро, после обнаружн озон дыр, нашли и якобы, виновника дыр – объявили фреоны, т.н. – газоносит пропелленты – в балончиках, спреях для распрыс вещ – а также в холод. закип в темп – удобны для дозат.

фреоны – очень стойкие газы, сохран более 100 лет не подверг распада, постеп подним в верхние слои атм и могут достигать озон слоя. в аггрес среде, они распадаются, выдел Хл – катализатор разруш мол озона (1 Хл – 10000 мол озона).

ряд стран – Монреальский протокол. который обязал страны за 10 лет на 50% сократить проивзодство и использ фреонов. предполагались и более дорогостоящие проекты, искуств закач этан и пропан, кот спос закач.

утверждали, что если не сделать, то к 2005-2015 году (в середине 80х годов). по ряду причин так и не реализовали. раскачка шла, но выснил обстоят.

в нек местах озон дыры уелич площ и конц локально образ уменьш. а есть уч, где они уменьше/конц увелич.

когда промониторили всю атм, то темпы разраст озон дыр – сильно преувелич. озон дыра над артанктидой сущ всегда или давно. оказ дост неуст, некот из озон дыр потом заросли. другие же, сильно уменьш по площ, конц возросла – локальн озон дыры, то возник то снова затяг. процесс более динамичный и в общей картине, намного более устойч, поэтому паника, кот раздувалась – поутихла. сам ярые пропагандисты – неудел. подорвало авторитет к экологам-практикам, но прогнозы сделали, не владея больш инфы.

вдобавок, сит была дискредет тем, когда всплыли факты коррупц – немалых сумм денег (с ассигнованием) некот активн экологом со стороны фирм, выпуск носители, альтернативные фреоны. а по сути дела фреоны вообще не причасны к озон дырам.

гипотеза, связ с многолетн циклами солнечн активности – тоже влияет на сост озон экрана, авиация и исслед космоса. совсем недавн высказ гипотеза – плохо влияет на озон экран кометы, Проходящ сравнит недалеко – невидим части хвостом верхн слои атм – комета Галея – курсир регулярно, могла зацеп и унести. комета Хэлла-Бопа – в феврале висела над нами неск февр ночей – заметн уменшь сод озона в озон экране.

в целом же, после 200 года, как гласит регул публ отчёт по Монтреальскому протоколу, как минимум существ замедл в развит озоновых дыр по сранв с серед 80х годов. общее сод, совокупн, медл но постеп сокращ. надежда, что войдём в стадию, кот увелич.

Видимый свет

40-50% солнечной энергии, достигающей земли. его важнейшая экологич значение в том, что видим свет – источник энергии фотосинтеза. фактором фотосинтеза (видим свет).

способность воспринимать световую энергию у хлорофилла и у зрит пигментов высших животных – близка. область радицаа 400-700 нм. лишь бактериохлороф – длин до 900 нм.

листзел раст поглощ 75% энерг доступ спектра, но на фотосинтез исопльз не более 10% от того, что поглощ – ост затрич на траспирац и другие процессы.

на интенсивность влияют след внешн факторы:

1. температуры – точка темп минимума у разных видов сильно замещаются; предельно низкая темп, при кот прекр. у некот жво – совпадат с тем замер ткан жидкости.

a. у теплолюб раст – даже при -7С, хотя и небыстр темпами.

b. зона оптимума – тот диап темп, при кот он идёт с интесн 90% и выше от возм максимума. чем выше освещ, тем выше гран темп оптимума. интенсиновсть света как фактор, регулир фотосинетз характериз кривой насыщения(2)

i. у анелофитов ниже, чем у гелиофитов

ii. кроме температуры и света,

iii. фактор лимитр фотоситез относ СО2 – ресурс С. если от норм 0,03% сод СО2 повыш, то интенс фотосинтеза будет наростать. по достиж в 5-10% дальнейшего нарост интенс не будет происходить; специф для разных видов растений. дальшейшее наращивание концентрации СО2 не ведёт к наращ интенс фотосинтеза, а выше 20% - в воздеху, к ингибир, уменрьш интенс ф/с.

iv. вода – непоср участв в этом процес; однако может опосредовано. в период сезон засух Австралии, на 60% сниж по сравн с влажн периодом.

роль света, как эколоического фактора – биологические ритмы.

в сущности, сравнит мало сущ экосистем, в кот жизнь не была бы подчинена суточн/годовым ритама. морские глубины – постоянная тьма при пост темп. и экосист глубоких систем – без явной смены светл и тёмн суток. хол/тёпл – времен года.

в остальных же экосистемах планеты – в усл ритмически меняющ среды. регул измен фотопериода, сезон изменения климатат – явились причиной того, что оргмы выработали те или иных адаптации в сязи с биоактивностью с суточной в то или иное время суток или года.

в данном случае, мы поговорим о т.н. биологических ритмах, ритмах активности, под которыми понимают так или иначе синхронизир изменения светового режима в сявзи с деят оргма. наиболее выраженными, явл суточные и сезонные ритм (био-)

суточные ритмы – свойств больш раст и жив. у раст – в измен интенс и стадийности ф/с. в измен испарении и всасывании воды, закр/откр цветков. в некот специф проявл; опуск и подним листьев у мимозы, или у кубышки и т.д.

у жив – денв/ночн обр жизни, измен в терморегул и др физиологич процессах.

эти ритмы между собой довольно связаны. наблюд определ связи, напрямую порой не увязаны с суточной ритмикой. у человека терморегул может меняться с конкр характером двий. летом, даже днём поспали и стало днём прохладно. о внутр связи оргма; фций оргма между собой и о вещах, несколько более общих. и более подробно рассм суточные

у некот видов мимоз – листья к ночи опуск и склад, утром подним и расправл. эксперимента в 18 века- в полн темноту. и оказалось. что в тёмном шкафу на протяж ряда суток; ночью складыв, а утром распр.

в 1ой 19 века – Альфонс Декандоль – повторил старый экспер. рез-ты подтвердились, если горшок с жив мимоз в тёмн шкаф, то она продолжала. оказалось, что прямое воспритие раст солнечн света не явл. это позволило Декандолю предпол, что сущ внутр мех, влияющий на эти процессы, кот напрямую не детерминирован увелич/умеьш колич света. в абслю тёмн шкаф быстр погибла.

тогда решил повторить в условиях стабильной освещённости на много дней подряд.

такая мимоза при регул поливе жила много месяцев и каждый раз с наступл времени суток склад и опускала листья, а потом поднимала и расправл. оказ, что в этих услов, суточный ритм изменения сост листьев с 24 на 22 часа 30 минут. и потом каждые 22 часа. зачем-то поменяла с 24 (не двовало суточн измен) и сместило в отрезок меньшей продолжит.

этими и некот друг экспериментами, к кот подключ и зоологи, в основе жизнедеят суточный – закрепл экзогенный цикл –циркадный (циркадианный) ритм

циркадианный ритм (от лат. цирка – круг, около; диас – день). в природе регул с измен освещ в предел суток, а когда эти измен исключ – эти ритмы всегда не совпадали с продолж ритмикой суток. несовпадение – стабильн отклон от 24, вопрос остатётся открытым. на сегодняшний день – минимум 3 гипотезы, взаимоисключ/неисключ – пытающ объяснить это отклон, 1,5 часа.

меньше или больше.

когда перемешали в постоянную освещенность – амплитуда уменьшалась. в связи с этим, были предложены две точки зрения с попытками объяснить причины несовпадения эндоген ритма с астрономич сутками.

1. несовпадение – гарантия, возможность сдвига ритма активности для их синхронизации в условиях изменяющегося в течении года соотношения продолжительности тёмного/светлого суток.

a. если бы не было отрезка несовпадения, то связь со световым ритмам, то оргм в течении года не адаптировался к измен в течении суток

2. это несовпадение – рядовой артефакт, неестественность условий.

механизм циркадианных ритмов, который обеспечивает эту ритмику – биологические часы. уместно поставить вопрос о сущности этого механизма. какие структуры обеспечивают механизм этих часов.

лет 35 назад – концепция хронона (Эйрон):

материальным отсчётом времени – длинная молекула ДНК, полный синтез мРНК занимает 24 часа. этот процесс учитывая, что он должен быть универсальным и для животных и для растений – должне быть независим от температур в очень широком диапазоне. это условие – одно из слабых сторон ДНК-хронона, так как синтез по значит скорости стабилен в узком диапазоне температур. однако есть результаты эксперименте, когда повреждение спирали ДНК УФ-лучами, либо подавление синтеза актиномицином (антибиотик) радикально нарушало циркадианные ритмы организма.

в обоих случаях эксперименты с одноклеточными водорослями. в опытах на дрозофиле, удалось локализовать ген, мутац кот измен длит суточного ритма, либо приводит к полному устранению. уже в 80ых годов аналогичный ген усилиями японских специалистов был обнаружен у домовых мышей – убедительные серии эксперименты.

альтеранативная ДНК-хронону гипотеза, объясн ведущ роль клеточным мембранам – трансляционно-мембранная модель молекулярного механизма биологических часов. это модель включает два этапа:

1. трансляцию специфич белков на рибосомах

2. встраивание этих белков на мембраны

для позвоноч жив эта модель увязыв в 1ую очередь с деят гипоталамуса, косвенным подтверждением – резты эксперим, блокировка деят гипоталамуса – полный сбой биочасов, суточных ритмов.

несколько групп специалистов в разных странах мира продолжают работать над расшифровкой этих механизмов. ежегодно – новая инфа =) много фактологич матер в послед 10лет – в иссл включ новые группы оргмов, позвол выявить различн на реакцию орг из исскуств воздейств. на пороге открытия, в ближайш 10-15 лет.

Дата добавления: 2015-10-26