Экология как наука. Задачи экологии

 

Проявление  различных потребностей и форм взаимосвязи с окружающей средой у молодого животного по мере его роста и развития.

Для сохранения здоровья, нормального  роста и развития, репродукции, получения  высокой продуктивности организм животного  требует беспрерывного, в течение  всей жизни, поступления из внешней среды кислорода воздуха, воды и пищи (корма). При отсутствии всех или любого из этих факторов организм существовать не может. Эти обязательные, природные, незаменимые факторы являются потребностями животного.

Животные разных видов и пород  соответственно своей природе (наследственности) требуют для роста и развития различное количество питательных веществ. Зная природные требования молодых животных в разные периоды жизни к условиям кормления и содержания и реакцию организма на изменение этих условий, можно управлять формированием организма в период роста. Кормление молодых животных с учетом их потребности в питательных веществах ускоряет рост, способствует увеличению их конечной живой массы и улучшает телосложение. В противном случае, помимо задержки в росте, у животных появляются тяжелые патологические изменения в организме, иногда непоправимые (недоразвитие, незаразные болезни, впоследствии — низкая продуктивность).

Имеется определенная связь между  потребностями животных в отдельных  питательных веществах. Например, потребность в протеине зависит от суммарного содержания сухого вещества, в витамине Bi — от наличия в корме углеводов, в никотиновой кислоте — от содержания в корме протеина и т. д.

Потребности животных в  питательных веществах в количественном и качественном отношении непостоянны. Они зависят от вида, возраста, физиологического состояния и использования животных. Для практического животноводства наибольшее значение представляет знание потребностей животных при поддерживающем кормлении, в связи с ростом, репродукцией, лактацией, откормом и работой.

Потребность животных в  питательных и биологически активных веществах для поддержания жизни. В хозяйствах приходится содержать в течение некоторого времени взрослых животных, не дающих продукции и не используемых для работы, как, например, гулевых лошадей при продолжительном периоде покоя, холостых взрослых маток, взрослых производителей в неслучной период и др. В таком состоянии животные ничем не окупают расходов по кормлению и уходу, и если они здоровы и нормально упитанны, то кормление организуют так, чтобы поддержать их в этих кондициях с наименьшими расходами корма (передержка). Передержку животных применяют и в условиях недостатка кормов. В этом случае потребность в энергии и питательных веществах у животных минимальная и кормление называется поддерживающим.

Потребность для поддержания  жизни у животных разных видов зависит, прежде всего, от их живой массы. Чем больше масса тела животного, тем выше его потребность. Например, взрослой корове, имеющей среднюю упитанность, при живой массе 300 кг на поддержание жизни требуется в сутки 3,2 корм, ед., или 36 МДж обменной энергии, при массе 400 кг — 4,0 корм, ед., или 45 МДж энергии, при массе 500 кг — 4,7 корм, ед., или 54 МДж, при массе 600 кг — 5,5 корм, ед., или 63 МДж обменной энергии. Эти затраты энергии на поддержание жизни приблизительно пропорциональны живой массе в степени 0,73-0,75.

Потребность в энергии  и питательных веществах определяется затратами на работу органов кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и т.д. на необходимую мышечную деятельность и на поддержание температуры тела.

 

Формы взаимосвязи с  окружающей средой молодого животного  по мере его роста и развития.

В природе животные обитают не изолированно друг от друга, а объединяясь в виды. У каждого вида есть свой ареал распространения. Виды животных, которые обитают на однородных участках и взаимодействуют между собой, образуют сообщества. В сообществах живые организмы тесно взаимодействуют между собой и с другими организмами, распространенными на данной территории. Например, взаимосвязь и взаимодействие микроорганизмов, грибов, растений и животных. Такие сообщества называют биоценозами.

Вместе с тем все живые  организмы взаимодействуют не только между собой, но и с условиями  обитания: почвой, климатическими условиями, атмосферой, водными пространствами и т. д. Совокупность организмов и условий обитания называют биогеоценозом.

В биогеоценозах каждый вид питается определенной пищей и в свою очередь  является базой питания для других видов. Таким образом, между ними устанавливаются цепи питания.

Например:

растения -> травоядные животные -> хищные животные

Растения, обладающие автотрофным  питанием, создают органические вещества. Ими питаются организмы гетеротрофы.

В сообществах выделяют несколько форм сосуществования организмов: симбиоз, мутуализм, паразитизм, комменсализм, конкуренция, хищничество. Общее название форм сосуществования — симбиоз (от лат. «сим» — вместе и «бисс» — способ жизни).

В симбиозе различают  такие формы сосуществования, как

 мутуализм - это взаимовыгодное сосуществование, например, в кишечнике термитов живут жгутиковые, которые способны растворять целлюлозу. Ею питается насекомое, а жгутиковые находят в кишечнике благоприятные условия существования.

Паразитизм - явление, когда организм одного вида (паразит) использует организм другого вида (хозяина). Например: паразитические черви, кровососущие насекомые.

Комменсализм (нахлебничество) - взаимоотношения между двумя видами животных, когда одни из них использует другого как среду обитания, но питается не самим хозяином, а отходами его пищи и др.

Хищничество - взаимоотношения между организмами, когда одни виды питаются другими.

Конкуренция - борьба между видами за пищу, жилище и т. д. Например, рыжий таракан вытесняет из жилища человека своего конкурента — черного таракана.

В окружающей среде различные виды требуют тех или иных факторов для своей жизнедеятельности, что  определяет их экологическую характеристику.

Так, одни любят свет, другие - стараются  держаться в тени, одни любят влагу, другие - нет, одни живут в холодных условиях, другие -  в теплых.

Каждый вид имеет свою структуру: особи вида существуют не изолированно, а объединяясь в популяции. Популяции  объединяются в подвиды.

Объединение компонентов биогеоценозов  в единое целое осуществляется при длительном взаимном влиянии организмов и окружающей среды. Входящие в состав биогеоценозов виды животных и растений подвергались постоянному влиянию естественного отбора, обеспечивающему относительную их приспособленность к совместному существованию. Поэтому биогеоценозы характеризуются большой устойчивостью.

 

Средообразующая роль родителей у птиц, млекопитающих.

Роль птиц в биоценозе очень велика. Подсчеты показывают, что в уничтожении вредных насекомых птицы обычно принимают значительно большее участие, чем насекомые — паразиты и хищники.

 

 Подсчеты показывают, что на  долю птиц приходится не менее  половины, а иногда и значительно  более уничтоженных вредных насекомых.  В общем комплексе мер защиты  растений от насекомых-вредителей никак нельзя игнорировать деятельность птиц, больше того — в ряде случаев именно птицы становятся одним из самых мощных, а иногда и самым важным фактором уменьшения численности вредных насекомых в природе.

 Более всего уместно применение  птиц в лесу и саду, где имеются хорошо сложившиеся естественные биогеоценозы и где их разрушение с помощью избыточного применения ядохимикатов влечет обычно весьма неблагоприятные последствия. В значительно меньшей степени деятельность птиц может быть использована для уничтожения насекомых на полях. Однако здесь особенно важной может оказаться роль хищных птиц в регулировании численности мышевидных грызунов.

 

Растения, поглощая воду, а вместе с ней растворенные соли, а также  углекислый газ из атмосферы, при  помощи солнечной энергии создают органическое вещество. Животные, поедая растения, усваивают это органическое вещество, конечно, расщепляя его в процессе пищеварения и снова синтезируя «по-своему», превращая в свойственные животным организмам органические соединения. После смерти животных и отмирания растительной массы трупы и детрит потребляются сапрофагами, снова проходя этапы расщепления и нового синтеза. В конце концов органические соединения будут расщеплены бактериями и доведены до уровня неорганических веществ (солей), которые войдут в новый цикл, или круговорот, в качестве пищи новых растений. Таким образом, элементы многократно проходят через уровни консументов в одной и той же последовательности. В этом смысл круговорота веществ. Имея представления о потоке энергии и круговороте веществ в биосфере, нетрудно определить место и роль животных в этих процессах. Животные как потребители готовых органических соединений принимают самое прямое участие в перераспределении энергии и вещества. Однако они не только потребляют и разрушают органическое вещество, но и способствуют перемещению различных химических элементов, которые в них накопляются. В этом их биосферная роль. Животные зависят от окружающей среды, из которой они получают все, что им необходимо. Менее известна средообразующая роль животных, хотя, как оказалось, она весьма существенна. Достаточно сказать, что почва в значительной степени образуется при активном участии почвообитающих животных — роющих грызунов, многочисленных червей, личинок насекомых, клещей и разнообразных простейших. Относительно дождевых червей это было известно еще Ч. Дарвину. Животные принимали участие в формировании определенных ландшафтов, например степи. Доказано, что степь как тип растительности создавалась при участии больших стад копытных и других животных «степняков».

Все это, вместе взятое, позволяет  сделать вывод, что животные являются совершенно необходимым компонентом  биосферы.

 

Ювенильный (игровой) период в жизни млекопитающих  и птиц.

Особенности ювенильного  периода. После четырех месяцев у щенка начинается новый период онтогенеза – ювенильный, или как его иначе называют, подростковый или  предадультный, т.е. предшествующий взрослению. Он продолжается вплоть до периода полового созревания.  В данный период детеныши большинства видов перестают питаться материнским молоком. Они начинают совершать довольно  дальние путешествия от родного гнезда  посещать соседние территории.  У детенышей меняются зубы, и этот процесс сопровождается целым рядом физиологических особенностей. Формируются типологические особенности темперамента и характера, оборонительные реакции. Идет подготовка к половому созреванию, проявляющаяся в «сексуальных играх», имеющих огромное значение для дальнейшего полового поведения.

 Этот период  является естественным  продолжением периода социализации. Все процессы, связанные с  формированием социального поведения животного продолжаются. Однако, если в предыдущий период детеныш осваивает в основном  правила  поведения в семье, то во время ювенильного  периода он должен хорошо усвоить нормы поведения в сложном  социуме,  в котором ему предстоит существовать в течение всей дальнейшей жизни.  Таким образом, период социализации можно условно сравнить с  периодом дошкольного воспитания ребенка в семье, а ювенильный - с воспитанием  и сложной "притиркой"  взаимоотношений в средней школе.

 Формирование типологических особенностей. У собак в этот период происходит формирование типологических особенностей. Различия основных свойств нервной системы обнаруживаются к концу второго месяца жизни, но наиболее четкое выражение они приобретают к трем-четырем месяцам.

 Юношеская осторожность.  В начале ювенильного периода у большинства детенышей в начинает проявляться пассивно-оборонительная реакция, резко изменяющая поведение и определяющая все последующие характеристики высшей нервной деятельности.

 Угашение пассивно оборонительной  реакции  на  мало значимые  признаки фактически аналогично  привыканию, которое обеспечивает  адекватность реакциям организма,  устраняя все лишние, необязательные, не приносящие ощутимой пользы, не затрагивая лишь самые необходимые, что позволяет экономить массу энергии.

 Роль игры в процессе развития поведения. Исключительно важную роль  в становлении психики и, развитии социального поведения животного имеет игровая деятельность. Игры детенышей и молодых особей очень разнообразны и охватывают все сферы поведения животного в ходе его взросления. В ходе игры молодое животное приобретает разнообразную информацию о свойствах и качествах предметов в окружающей его среде. Это позволяет конктретизировать, уточнять и дополнять накопленный в процессе эволюции видовой опыт применительно к конкретным условиям жизни особи. Важно подчеркнуть, что всякое манипулирование, особенно игровое, всегда включает в себя исследовательский компонент. Согласованность деятельности игровых партнеров основывается на обоюдной врожденной сигнализации. Эти сигналы выполняют функцию ключевых стимулов игрового поведения.

 Воспитание детенышей родителями. Фактически, ювенильный период –  самый  сложный для детенышей большинства видов, поскольку именно в это время они  готовятся  к самостоятельной жизни.

 Становление полового поведения.

 Сексуальные игры молодняка.  Изучение влияния условий выращивания   детенышей раннего возраста на  последующее половое поведение показало, что для формирования нормального полового поведения самцов необходим контакт со сверстниками в период полового созревания. Во время ювенильного периода  большое место в поведении детенышей занимают сексуальные игры. Очень большое значение имеют “сексуальные игры” молодняка, в процессе их происходит тренировка отдельных компонентов этого сложного поведенческого акта. Самцы крыс нуждаются для выполнения воспроизводительной функции в раннем игровом общении с другими крысятами. В этих играх содержатся основные двигательные элементы взрослого самцового поведения. У норок самцы научаются нормальному общению с брачным партнером в ходе совместных игр с 10-недельного возраста...

 Особенно отчетливо значение  совместных игр детенышей для  дальнейшей жизни особи проявляется у обезьян. О пагубных последствиях лишения молодых обезьян возможности играть со сверстниками (или другими животными) убедительно свидетельствуют эксперименты многих исследователей, в частности Харлоу и его сотрудников. Как и у других животных, обусловлены эти нарушения обнаруживаются, у взрослых особей, прежде всего в их неспособности к нормальному общению с себе подобными, особенно с половыми партнерами...

Половое запечаление. Огромную роль для формирования нормального полового поведения играет правильное половое запечатление. Оно обеспечивает будущее общение с половым партнером. Животное учится распознавать отличительные признаки будущего полового партнера еще на ранних  этапах постнатального развития. При этом запечатление типичных признаков полового партнера должно совершиться у детеныша в таком виде, в каком они предстанут перед ним уже во взрослом, половозрелом состоянии. Процесс полового запечатления, в отличие  от запечатления образа матери и объекта следования продолжается довольно долго.  Иными словами, половое запечатление имеет достаточно растянутый чувствительный период на врожденное узнавание общих видоспецифических признаков. Здесь путем облигатного научения  накладывается распознавание  признаков самки своего вида.

Формирование материнского поведения.

 У самок половое поведение  в значительно большей мере  определяется врожденными механизмами  и более сложным обучением.  Это поведение определяется собственным  опытом матери в раннем возрасте.