Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат Популяционная экология

Содержание

Введение

6. Фенотипическая изменчивость

Список используемой литературы

Экология - это наука о связях, поддерживающих устойчивость жизни в окружающей среде. В центре ее внимания не только биологические объекты, но и те условия, которые необходимы для их существования. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е. Экология: Учеб. Для вузов. - 2-е изд. - М.: Дрофа, 2003. -с. 32

Экология - это наука об отношении организма или групп организмов к окружающей среде в соответствии с уровнем организации окружающей жизни.

Жизнь всегда существовала в форме биоценозов - сложно организованных комплексов разных организмов. При этом живые организмы всегда были тесно связаны со средой обитания, образуя целостные динамические системы. В ходе развития жизни неоднократно происходила и происходит смена одних групп организмов другими, но всегда поддерживалось более или менее постоянное соотношение форм, выполняющих те или иные геохимические функции

В настоящее время экология представляет собой разветвленную систему наук. Центральным ее ядром является общая экология с четырьмя основными подразделениями, соответствующими изучению связей на разных уровнях организации жизни: аутэкология, или экология организмов, популяционная экология, биоценология и экосистемная экология.

1. Популяционная экология

Особи любого вида живых организмов распределены в пределах ареала неравномерно. Наблюдения показывают, что существует "островная" форма распределения групп особей и форма "сгущений". Участки с относительно высокой встречаемостью особей данного вида чередуются с участками с низкой плотностью. "Центры плотности" населения каждого вида и являются, как правило, популяциями.

Популяция - это минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенное пространство, образующая генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу.

Экологическая популяция - это население одного типа местообитания (биотопа), характеризующееся общим ритмом биологических циклов и характером образа жизни. Это наиболее мелкие территориальные группировки, имеющие свойства целостности. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е. Экология: Учеб. Для вузов. - 2-е изд. - М.: Дрофа, 2003. -с.142

Популяционная экология (демэкология) - это раздел экологии, исследующий прямые и обратные связи популяций со средой и внутрипопуляционные процессы.

Основной предмет демэкологии - исследование структуры популяции и её динамики, полового и возрастного состава популяции животных, определяющих её плодовитость и характер размножения, что служит приспособлением к условиям существования, т.к. обеспечивает темпы воспроизведения соответственно смертности особей.

Популяционная экология изучает также этологическую структуру популяции, которая выражает характер её организации и представлена тем или иным объединением особей (семья, стая, стадо, колония у животных; колония у микроорганизмов и низших растений; группа деревьев, кустов, дерновина злаков и т.п. у высших растений), обеспечивающим размножение, упорядоченное использование территории и её ресурсов, взаимопомощь и защиту от врагов и неблагоприятных условий.

2. Биоценоз

Всю полноту взаимодействий и взаимозависимости живых существ и элементов неживой природы в области распространения жизни отражает концепция биогеоценоза.

Термин "биоценоз" был предложен немецким зоологом К. Мебиусом и обозначает организованную группу популяция растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию в пределах определенного объема пространства.

Биоценоз - совокупность популяций разных видов организмов, обитающих на определенной территории (акватории), как правило, состоит из фитоценоза (растительного компонента), зооценоза (животных) и микробоценоза (микроорганизмов). Его ведущим компонентом является фитоценоз.

Любой биоценоз занимает определенный участок абиотической среды. Размеры биоценотических группировок организмов чрезвычайно разнообразны - от сообществ на стволе дерева или на болотной моховой кочке до биоценоза ковыльной степи. Биоценоз - не просто сумма образующих его видов, но и совокупность взаимодействий между ними.

Границы биоценоза совпадают с границами биотопа и, следовательно, с границами экосистемы. Биотическое сообщество (биоценоз) - это более высокий уровень организации, чем популяция, которая является его составной частью. Биоценоз обладает сложной внутренней структурой.

3. Закон толерантности

Организмы постоянно подвергаются воздействиям разнообразных факторов внешней среды.

Проблемы возникают как при недостатке этих факторов, так и при их избытке. Фактор среды наиболее эффективно действует на организм только при некотором среднем значении, оптимальном для данного организма. Чем шире пределы колебаний какого-либо фактора, при котором организм может сохранять жизнеспособность, тем выше устойчивость, т.е. толерантность данного организма к соответствующему фактору. Таким образом, толерантность - это способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.

В 1913г. Американский зоолог В. Шелфорд установил фундаментальный биологический закон толерантности: "Любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору".

Другая формулировка закона поясняет, почему закон толерантности одновременно называют законом лимитирующих факторов: "Даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и в пределе - к его гибели".

Экологический фактор, уровень которого приближается к любой границе диапазона выносливости организма или заходит за эту границу, называют лимитирующим фактором. экология популяция биоценоз

Закон толерантности дополняют положения американского эколога Ю. Одума: Гиляров А.М. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ, 1990. с. 98

· Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий диапазон в отношении другого;

· Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены;

· Диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов, если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма;

Для организма имеет значение не только собственно амплитуда колебаний экологических факторов, но и скорость, с которой фактор изменяется. Известны эксперименты, когда при резком понижении температуры воздуха от +15 до -20°С гусеницы некоторых бабочек погибали, а при медленном, постепенном охлаждении их удавалось вернуть к жизни после значительно более низких температур.

4. Трофический уровень

Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. Свет - единственный на Земле пищевой ресурс, энергия которого, в соединении с углекислым газом и водой, рождает процесс фотосинтеза. Фотосинтезирующие растения создают органическое вещество, которым питаются травоядные животные, ими питаются плотоядные и т. д., в конечном итоге растения "кормят" весь остальной живой мир, т. е. солнечная энергия через растения как бы передается всем организмам.

Энергия передается от организма к организму, создающих пищевую, или трофическую цепь: от автотрофов, продуцентов (создателей) к гетеротрофам, консументам (пожирателям) и так 4--6 раз с одного трофического уровня (место каждого звена в цепи) на другой. Пищевые связи - это механизмы передачи энергии от одного организма к другому.

Трофический уровень - это место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень - это продуценты, все остальные - консументы. Второй трофический уровень - это растительноядные консументы; третий - плотоядные консументы, питающиеся растительноядными формами; четвертый - консументы, потребляющие других плотоядных, и т. д.

Нужно сказать, что все-таки большая часть энергии при переходе с одного трофического уровня на другой, более высокий, теряется.

Различные организмы занимают разное положение: в этих случаях говорят, что они располагаются на разных трофических уровнях. Автотрофы занимают первый трофический уровень, а гетеротрофы - все последующие трофические уровни: растительноядные организмы - второй, плотоядные - третий, хищники, питающиеся плотоядными животными, - четвертый и т. д.

Типичный пример: животное поедает растения. Это животное, в свою очередь, может быть съедено другим животным. Таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов - каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию.

5. Вторичная сукцессия

Динамика экосистемы определяется серией сменяющих друг друга сообществ.

Экологическая сукцессия - это развитие, при котором в пределах одной и той же территории (биотипа) происходит последовательная смена одного биоценоза другим в направлении повышения устойчивости экосистемы. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е. Экология: Учеб. Для вузов. - 2-е изд. - М.: Дрофа, 2003. -с. 347-348

Сукцессионный ряд - цепь сменяющих друг друга биоценозов. Процессы сукцессии занимают определенные промежутки времени.

Причиной начала процесса сукцессии в ряде случаев являются изменения фундаментальных свойств среды обитания, возникающие под влиянием комплекса факторов (естественных и антропогенных).

По общему характеру сукцессии делят на первичные и вторичные.

Первичные начинаются на субстрате, не измененном деятельностью живых организмов.

Вторичные сукцессии развиваются на субстрате, первоначально измененном деятельностью комплекса живых организмов, существовавших на данном месте ранее - до пожара, наводнения, вырубки и т.п.

Примером вторичной сукцессии являются изменения, происходящие после раскорчевки и запашки площадей, занятых прежде лесом (если, конечно, распаханный участок оставлен и впоследствии не обрабатывается), или после порубки леса, устройства пруда и т. д.

Скорость изменений при вторичной сукцессии гораздо выше, чем при первичной.

Смена фаз сукцессии идет в соответствии с определенными правилами. Каждая предыдущая фаза готовит среду для возникновения последующей, постепенно нарастают видовое разнообразие и ярусность. Вслед за растениями в сукцессию вовлекаются представители животного мира, а развивающийся биоценоз становится более богатым видами.

Каждая стадия сукцессии представляет собой определенное сообщество с преобладанием тех или иных видов и жизненных форм. Они сменяют друг друга, пока не наступит состояние равновесия.

6. Фенотипическая изменчивость

Изменчивость - одно из главных свойств живого на различных уровнях его организации. Для каждого вида важна изменчивость составляющих его особей. Особи любого вида отличаются между собой внешними и внутренними признаками. Признак - любая особенность организма как в его внешнем облике (размер, форма, окраска), так и во внутреннем строении.

Фенотипическая изменчивость - это ненаследственная изменчивость, обусловленная действием внешней среды на соматические клетки и не затрагивающая хромосомного аппарата гамет. Изменения возникают в пределах нормы реакции (возможного размаха фенотипических изменений при данном генотипе) организма на изменения среды и ограничены наследственными задатками.

Значительная фенотипическая изменчивость, связанная в определенной степени с морфофункциональной адаптацией, наиболее отчетливо проявляется в регионах с экстремальными условиями среды обитания.

При фенотипической изменчивости наследственный материал не меняется: изменения касаются только признаков индивида. Они не передаются по наследству даже при длительном и/или повторном воздействии (например, обряд инициации у некоторых народов в виде нанесения повреждений: обрезание крайней плоти, протыкание носовой перегородки или губ, удаление клыков и т.д.; изменение формы грудной клетки при ношении корсетов или удалении ребер; изменение формы стопы при использовании обуви и т.п.).

Модификационная изменчивость обуславливается передачей не признака, а способностью организма формировать соответствующий конкретным условиям фенотип. http://ecology-lecture.ru/?p=46

Фенотипическая изменчивость распространена довольно широко среди живых организмов.

7. Мезофиты

Окружающая среда формирует фенотип организмов - совокупность морфологических, физиологических и поведенческих признаков. Виды, обитающие в сходных условиях (при сходной совокупности экологических факторов), обладают похожей приспособленностью к этим условиям, даже если они относятся к разным категориям в классификации животного и растительного мира. Экология учитывает это, классифицируя организмы на различные экологические (жизненные) формы. Экологическая форма - отражение приспособленности самых разнообразных организмов у отдельным экологическим факторам, являющимся в процессе эволюции лимитирующими.

В зависимости от местообитания среди наземных растений различают следующие экологические формы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Мезофиты - растения, требующие средних условий влажности. В эту группу входит большинство культивируемых в помещениях растений. Для многих растений, выращиваемых в комнатных условиях, необходима влажность порядка 70-80%, тогда как обычно влажность составляет порядка 50%. Тропическим видам с тонкими нежными листьями (фиттония, маранта, селагинелла, папоротники) необходима влажность воздуха около 90%. Для поддержки высокой влажности воздуха, особенно зимой, очень полезно использовать бытовые увлажнители воздуха. Мезофиты имеют хорошо развитую корневую систему. На корнях имеются многочисленные корневые волоски. Листья разные по размеру, но, как правило, большие, мягкие, нетолстые, плоские, с умеренно развитыми покровной, проводящей, механической, столбчатой и губчатой тканями. Устьица располагаются на нижней стороне листовых пластинок. Хорошо выражена регуляция устьичной транспирации.

8. Среда жизни

Живое неотрывно от среды. Каждый отдельный организм, являясь самостоятельной биологической системой, постоянно находится в прямых или косвенных отношениях с разнообразными компонентами и явлениями окружающей его среды или, иначе, среды обитания, влияющими на состояние и свойства организма.

Среда - одно из основных экологических понятий, которое означает весь спектр окружающих организм элементов и условий в той части пространства, где обитает организм, все то, среди чего он живет и с чем непосредственно взаимодействует. При этом организмы, приспособившись к определенному комплексу конкретных условии, в процессе жизнедеятельности сами постепенно изменяют эти условия, т.е. среду своего существования.

Среда жизни - это та часть природы, которая окружает организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Любое живое существо живёт в сложном и меняющемся мире, постоянно приспосабливается к нему и регулирует свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями. Проявление жизни мы наблюдаем и в микромире и в макромире.

В пространстве среда обитания отдельно взятого живого организма довольно ограничена. Одновременно, на одной и той же территории, при одних и тех же условиях может существовать достаточно большое количество организмов и видов. Если рассматривать проявление жизни в масштабах планеты, то совокупность всех возможных сред обитания будет представлена как возможные среды жизни.

Есть четыре среды обитания водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная.

На нашей планете живые организмы в ходе длительного исторического развития освоили четыре среды жизни, которые распределились соответственно минеральным оболочкам: гидросфера, литосфера, атмосфера, биосфера.

9. Паразитизм

Одной из вышеперечисленных сред обитания является организменная - место жительства паразитов.

Паразитизм - это образ жизни, при котором организм, принадлежащий к одному виду (паразит), живет внутри или на теле представителя другого вида (хозяина), используя его в качестве источника пищи. Явлению паразитизма присущи следующие общие черты:

1) та или иная степень опасности для хозяина;

2) более или менее постоянная связь между хозяином и паразитом;

3) полная зависимость паразита от пищи, получаемой от хозяина в виде либо переваренных продуктов, либо тканей его организма.

Паразитизм - явление столь всеобщее, что единственные живые существа, не подверженные нападению паразитов, это те паразиты, которые представляют собой последнее звено длинной цепи питания. Однако чем ниже на эволюционной лестнице находится та или иная группа живых организмов, тем больше она включает видов паразитов. Некоторые группы низших животных, особенно это касается плоских червей, нематод и некоторых членистоногих, состоят исключительно из паразитических форм.

Паразитов обычно делят на две группы: эктопаразитов и эндопаразитов. Эктопаразиты - это наружные паразиты, обитающие на поверхности тела хозяина (клещи, пиявки, блохи). У растений-эктопаразитов большая часть тела находится вне хозяина, а в него внедряются и вступают в контакт с живыми клетками лишь органы чужеядного питания - присоски или гаустории. Эндопаразиты - внутренние паразиты, живущие внутри тела хозяина. Это большинство гельминтов, бактерии, вирусы, паразитические простейшие. У растений-эндопаразитов почти все тело помещается внутри тканей хозяина, наружу выходят лишь органы размножения. У многих паразитических грибов тело находится в межклетниках высшего растения, а в клетки внедряются гаустории.

10. Перифитон

Пищевые цепи в водоемах хорошо развиты и представлены организмами всех трофических уровней.

Водные организмы с экологических позиций можно классифицировать и по местообитанию в водоеме.

Один из элементов такой классификации - перифитон.

Перифитон - животные и растения, прикрепленные к листьям и стеблям высших водных растений или к другим выступам над дном водоема. Шилов И.А. Экология. - М.: Высшая школа, 1997. - с. 57

Перифитон представлен моллюсками, коловратками, мшанками, личинками насекомых и др. Многие животные нектона дышат кислородом атмосферного воздуха (лягушки, саламандры, черепахи и др.). Рыбы большую часть жизни проводят в литорали и здесь же размножаются. Зоопланктон представлен ракообразными, имеющими большое значение для питания рыб (дафнии и др.).

Термин предложен советским гидробиологом А.Л. Бенингом в 1924.

Заключение

Жизнь как проявление всего живого на Земле, и как любое живое существо в отдельности, не могут существовать без окружающей среды, вне экосистем. Это проявляется в первую очередь в наличии огромного количества взаимосвязей данного организма с другими организмами и с абиотическими факторами. Через эти связи реализуются механизмы круговорота биогенных веществ, механизмы передачи энергии, механизмы устойчивости экосистем.

Окружающая организм среда предоставляет ему все возможные потребности для существования (пространство, ресурсы потребления, потоки энергий разного происхождения, принимает и перерабатывает отходы жизнедеятельности).

Человек, вмешиваясь в природу своей производственной деятельностью, не должен забывать, что в природе все взаимосвязано и последовательно.

Экологическое мышление становится необходимым для решения самых насущных задач нашей жизни. Сейчас основная цель усилий человечества в области экологии должна быть направлена на предотвращение грозящего ему экологического кризиса и, используя экологические законы, на обеспечение дальнейшего развития и благополучие общества.

Список используемой литературы

1. Быков Б.А. Экологический словарь. - Алма-Ата: Наука, 1983. - с.216.

2. Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная. Пособие для учителей. - М.: Агар, 199. - 424с.

3. Гиляров А.М. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ, 1990.

4. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М., 1974.

5. Наумов Н.П., Экология животных, 2 изд. - М., 1963.

6. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е. Экология: Учеб. Для вузов. - 2-е изд. - М.: Дрофа, 2003. - 624с.

7. Серебровский А.С., Геногеография и генофонд сельскохозяйственных животных СССР, "Научное слово", 1928, № 9.

8. Odum, E. P. 1959. Fundamentals of ecology. W. B. Saunders Co., Philadelphia and London. 546 p.

9. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков А.Ф., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. М., 1973.

10. Христофорова Н.К. Основы экологии. Владивосток: Дальнаука, 1999.

11. Шилов И.А. Экология. - М.: Высшая школа, 1997.

12. Экологический портал http://www.bioecolog.ru/publ/12-1-0-186

13. http://ecology-lecture.ru/?p=46

14. http://www.slovopedia.com/2/204/242174.html

Размещено на Allbest.ru