Роль живых организмов в круговороте веществ в биосфере

Изоляция - возникновение любых барьеров, нарушающих свободное скрещивание, что ведет к увеличению и закреплению различий между популяциями и отдельными частями всего населения. Различают географическую, экологическую, а также этологическую изоляцию.

Экологическая изоляция связана с предпочтением конкретного место обитания.

Географическая (или пространственная) изоляция связана с разрывом единого ареала обитания вида на не сообщающиеся между собой части. В каждой изолированной популяции могут случайно возникать мутации.

Эволюционная суть различных вариантов пространственной и экологической изоляции одинакова - разрыв единого генофонда вида на два либо большее число изолированных друг от друга генофондов (прекращение обмена между ними генетическим материалом; независимое протекание в изолированных частях вида эволюционного процесса) . Его конечным результатом, хотя и с небольшой вероятностью, становится образование новых видов. Именно поэтому первичные формы изоляции рассматривают как пусковые механизмы видообразовательного процесса.

61. АУТЭКОЛОГИЯ, ДЕМЭКОЛОГИЯ, СИНЭКОЛОГИЯ 

Аутэколо́гия — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой. В отличие от демэкологии и синэкологии, сосредоточенных на изучении взаимоотношений со средой популяций и экосистем, состоящих из множества организмов, исследует индивидуальные организмы на стыке с физиологией.

Демэколо́гия — раздел общей экологии, изучающий динамику численности популяций, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения. В рамках демэкологии выясняются условия, при которых формируются популяции. Демэкология описывает колебания численности различных видов под воздействием экологических факторов и устанавливает их причины, рассматривает особь не изолированно, а в составе группы таких же особей, занимающих определённую территорию и относящихся к одному виду.

Синэколо́гия — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организмов различных видов внутри сообщества организмов. Часто синэкологию рассматривают как науку о жизни биоценозов, то есть многовидовых сообществ животных, растений и микроорганизмов.

62.СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИИ.ПЛОТНОСТЬ,ЧИСЛЕННОСТЬ,РОЖДАЕМОСТЬ,СМЕРТНОСТЬ, ВЫЖИВАЕМОСТЬ

Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида. Популяция является основным элементом каждой экосистемы

Плотность – число особей, приходящихся на единицу занимаемого пространства (это численность популяции, отнесенная к единице занимаемого пространства). Зная изменение плотности во времени или пространстве, можно установить, увеличивается или уменьшается численность особей.

Рождаемость – это число особей , родившихся в популяции за некоторый промежуток времени

Смертность – это число особей погибших в популяции за некоторый промежуток времени

Выживаемость – это разница между рождаемостью и смертностью. Она характеризуется долей выживших особей популяции.

Численность – это показатель абсолютного количества особей популяции на единицу площади или объема.

63.ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ. ТЕОРИЯ СБАЛАНСИРОВАННОГО ПОЛИМОРФИЗМА

Генетическое разнообразие — разнообразие популяций по признакам или маркерам генетической природы. Один из видов биоразнообразия. Генетическое разнообразие представляет собой важный компонент генетической характеристики популяции, группы популяций или вида.

Теория сбалансированного полиморфизма более приемлема для сохранения генетического разнообразия. Это подтверждается и современными биохимическими методами, которые выявляют скрытую генетическую изменчивость. В то же время полиморфизм поддерживается естественным отбором. В отсутствие же генетической изменчивости виды оказались бы неспособными адаптироваться к новым ситуациям и, следовательно, должны были бы вымирать в изменяющейся среде.

64. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ЖИВОТНЫХ. ЖИВОТНЫЕ ПОЙКИЛОТЕРМНЫЕ,ГЕТЕРОТЕРМНЫЕ,ГОМОЙТЕРМНЫЕ 

Терморегуляция — это способность животных организмов поддерживать температуру тела в определённых границах, даже если температура внешней среды сильно отличается.Назначение системы терморегуляции — поддержание постоянного значения температуры тела.

Пойкилотермия (ранее использовался термин холоднокровность) — эволюционная адаптация вида или состояние организма, при котором температура тела живого существа меняется в широких пределах в зависимости от температуры внешней среды.

Гетеротермные животные ( тепло) — гомойотермные животные, температура тела которых может понижаться при впадении в спячку или оцепенение.

 

ГОМОЙОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ, термин описывает животных, чья температура тела не изменяется от воздействия температуры окружающей среды - их часто называют также теплокровными. Млекопитающие и птицы - теплокровны. Они поддерживают температуру тела при помощи МЕТАБОЛИЗМА

65. ПРИНЦИП КОНКУРЕНТНОГО  ИСКЛЮЧЕНИЯ.РОЛЬ КОНКУРЕНЦИИ В  РАЗДЕЛЕ МЕСТООБИТАНИЯ 

Принцип конкурентного исключения гласит: если два вида конкурируют за одну нишу, есть только два возможных исхода. Либо эти два вида немного изменятся и каждый займет немного другую нишу (дифференциация ниш), либо один из видов обречен на вымирание.

Если экологическая ниша одного вида включает в себя экологическую нишу другого то возникает интенсивная конкуренция, доминирующий конкурент вытеснит своего соперника на периферию зоны приспособленности.

Конкуренция приводит к важным экологическим последствиям. В природе особи каждого вида одновременно подвергаются межвидовой и внутривидовой конкуренции. Межвидовая по своим последствиям противоположна внутривидовой, так как она сужает площадь местообитаний и количество и качество необходимых ресурсов среды.

Внутривидовая конкуренция способствует территориальному распространению видов, то есть расширению пространственной экологической ниши. Конечный результат - соотношение межвидовой и внутривидовой конкуренции. Если межвидовая конкуренция больше, то ареал данного вида уменьшается до территории с оптимальными условиями и одновременно увеличивается специализация

67. ПОЖАРЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР

Пожары как антропогенный фактор чаще оцениваются только негативно. Исследования показали, что естественные пожары могут являться частью климата во многих наземных местообитаниях. Они влияют на эволюцию флоры и фауны. Биотические сообщества «научились» компенсировать этот фактор и адаптируются к нему как к температуре или влажности. Пожар можно рассматривать и изучать как экологический фактор, наряду с температурой, осадками и почвой. При правильном использовании огонь может быть ценным экологическим инструментом. Некоторые племена регулярно выжигали леса для своих нужд еще задолго до того, как люди стали целенаправленно изменять окружающую среду. Пожар - очень важный фактор, в том числе и потому, что человек может его контролировать в большей степени, чем другие лимитирующие факторы.

68. ЭТОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА  ПОПУЛЯЦИЯ. ОДИНОЧНЫЙ,СЕМЕЙНЫЙ И  КОЛОНИАЛЬНЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ 

Закономерности поведения животных составляют предмет особой науки – этологии. Систему взаимоотношений между членами одной популяции называют поэтому этологической или поведенческой структурой популяции.

Поведение животных по отношению к другим членам популяции зависит прежде всего от того, одиночный или групповой образ жизни свойствен виду. Формы совместного существования особей в популяции чрезвычайно различны.

Одиночный образ жизни, при котором особи популяции независимы и обособлены друг от друга, характерен для многих видов, но лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Полностью одиночное существование организмов в природе не встречается, так как при этом было бы невозможным осуществление их основной жизненной функции – размножения. Однако для некоторых видов характерны очень слабые контакты между совместно живущими особями

Колонии. Это групповые поселения оседлых животных. Они могут существовать длительно или возникать лишь на период размножения, как, например, у многих птиц – грачей, чаек, гагар, тупиков и т. п. По сложности взаимосвязей между особями колонии животных чрезвычайно разнообразны – от простых территориальных скоплений одиночных форм до объединений, где отдельные члены выполняют, как органы в целостном организме, разные функции видовой жизни.

69. КРУГОВОРОТ ФОСФОРА 

Фосфор – один из наиболее важных биогенных элементов. Он входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных мембран, АТФ , ферментов, костной ткани, дентина. Основные звенья круговорота фосфора:

1) в биотический круговорот  фосфор поступает в процессе  разложения организмов и постепенно  переходит в фосфаты.

2) большая часть фосфора  быстро и прочно связывается  с металлами почвы, особенно с  Fe и Al;

3) бактерии и особенно  микоризообразующие грибы способны растворять фосфаты своими органическими кислотами.

4) биосферный фосфор  медленно вымывается с континентов  в океан. Механизмы возвращения  фосфора в круговорот в природе  недостаточно эффективны и не  возмещают его потерь. Вынос фосфатов  на сушу осуществляется в основном  с рыбой. Морские птицы также  участвуют в возвращении фосфора в круговорот. Однако перенос фосфора и других веществ из моря на сушу птицами сейчас происходит не столь интенсивно, как в прошлом;

5) человек ускоряет перенос  континентального фосфора в океан, добывая ежегодно свыше 100 млн. т  фосфорсодержащих пород. Большая  часть этого фосфора попадает  в море с удобрениями и с  моющими средствами, в производстве  которых он используется.

70. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ  ОРГАНИЗМОВ К УСЛОВИЯМ СРЕДЫ 

В процессе эволюции у организмов выработались различные приспособления к среде обитания - адаптации. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации — одно из основных свойств живой материи, обеспечивающее возможность ее существования. Адаптации развиваются под действием трех основных факторов: наследственность, изменчивость и естественный (а также искусственный) отбор.

Существует три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий.

Активный путь — усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.

Пассивный путь — подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т.д.).

Избегание неблагоприятных воздействий — выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции животных.

71. ТИПЫ РАЗРУШЕНИЯ КАТАБОЛИЗМА  И ОРГАНИЗМОВ РАЗРУШИТЕЛЕЙ 

Катаболизм (разложение) органических остатков - длительный и сложный процесс, контролирующий несколько важных функций экосистемы. В результате этого процесса:

1) возвращаются в круговорот  элементы питания, находящиеся в  мертвом органическом веществе;

2) производится пища  для последовательного ряда организмов  в детритной пищевой цепи;

3) производятся вторичные  метаболиты ингибирующего, стимулирующего  и часто регулирующего действия;

4) образуются хелатные комплексы с элементами питания;

5) преобразуются инертные  вещества земной поверхности, что  приводит к образованию такого  уникального природного тела, каким  является почва;

6) поддерживается состав  атмосферы, способствующий жизни  крупных аэробов, таких, как человек.

Если рассматривать разложение в широком смысле слова, как "любое биологическое окисление, дающее энергию", то с учетом потребности в кислороде можно выделить несколько типов этого процесса, приблизительно аналогичных типам фотосинтеза:

72. ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ  АГРЕГАЦИЯ 

Агрегация живых организмов обусловлена многими абиотическими причинами: колебаниями температуры, влажности, доступностью питания, рельефом… Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения также вносят свой вклад в сгруппированность живых существ. В самых простых случаях, например, у растений и некоторых низших животных, агрегация вызывается малой подвижностью особей или семян при расселении. Более сложными механизмами являются стайные инстинкты животных. Согласно принципу Олли, скопление особей может усиливать конкуренцию между ними за питательные ресурсы и жизненное пространство, однако это уравновешивается повышенной способностью к выживанию группы в целом. Животные используют агрегацию как способ более действенного добывания корма, защиты от хищников и неблагоприятных условий среды. Поэтому организмы часто не рассеиваются равномерно в пространстве, подобно молекулам газа, а стремятся к образованию целостности.

73.БИОНДИКАЦИЯ.ОРГАНИЗМЫ-ИНДИКАТОРЫ  СРЕДЫ

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов.

Чувствительность организмов к изменениям условий среды и особенно к наличию конкретных химических примесей положена в основу биологической индикации и биотестирования, которые используют наряду с методами оценки загрязнения природной среды с помощью приборов. Редкие, как правило, стенобионтные (требующие строго определенных условий существования) виды часто являются лучшими индикаторами (показателями) состояния среды. Их исчезновение служит доказательством неблагоприятных воздействий на среду обитания в конкретных местах