Шпаргалка по "Экологии"

9. Жизненная форма организма

Морфологический тип приспособления животного или  растения к основным экологическим  факторам местообитания и к определенному  образу жизни называют жизненной формой организма.

Одна из первых классификаций жизненных форм была сделана для растений датским  ботаником К. Раункиером по одному из признаков, имеющих большое приспособительное значение – положению почек или верхушек побегов в течение неблагоприятного периода года по отношению к поверхности почвы или снежного покрова:

эпифиты (Эпифиты были включены в перечень позднее) – воздушные растения, не имеющие корней в почве (мхи, лишайники и др.);

фанерофиты  – почки возобновления высоко над землей (деревья, кустарники, лианы);

хамефиты – почки возобновления не выше 20-30см над землей (травянистые растения с побегами, уходящими зимой под снег и не отмирающими);

гемикриптофиты  – почки возобновления на поверхности почвы или в ее поверхностном слое, в подстилке (многие луговые растения);

криптофиты – почки возобновления скрыты в почве или под водой, на подземных органах (клубневые или корневищные растения);

терофиты – возобновление после неблагоприятного времени года только семенами (однолетние растения).

Процентное распределение  видов по жизненным формам Раункиер назвал биологическим (флористическим) спектром. Для разных зон и стран составлены биологические спектры, которые могут служить индикаторами климата.

Существует еще  множество классификаций жизненных  форм живых организмов, например, у  растений по характеру подземных  органов и способности к вегетативному  размножению. И.Г. Серебряков по структуре  и длительности жизни наземных осей разделил покрытосеменные растения на 4 отдела и 8 типов, в частности  в 1 типе находятся наземные кронообразующие деревья с прямостоячими стволами; кустовидные, одноствольные с низкими стволами, стланцы с лежачими стволами.

Жизненные формы, доминирующие в том или ином сообществе, могут выступать индикаторами условий  обитания.

Существует много  различных классификаций жизненных  форм животных: по особенностям размножения; способам передвижения или добывания  пищи; по приуроченности к определенным экологическим нишам, ландшафтам, ярусам.

Классификация жизненных форм по приспособленности  к передвижению по Кашкарову Д.Н.:

Плавающие формы: чисто водные (нектон – организмы, способные активно передвигаться  на значительные расстояния; планктон – совокупность пассивно плавающих  в толще воды организмов; бентос – обитатели дна); полуводные (ныряющие, неныряющие, только добывающие из воды пищу).

Роющие формы: абсолютные и относительные землерои.

Наземные формы: бегающие, прыгающие, ползающие, норные.

Древесные лазающие формы.

Воздушные формы.

Существуют классификации  по влаголюбию, питанию, месту размножения и т. д.

Все жизненные  формы – это результат естественного  отбора в ходе эволюции. В результате внешних или внутренних причин одно сообщество может разделиться на два, при этом нарастают различия между популяциями одного вида или  между близкородственными видами, такой  процесс называется дивергенцией. У  неродственных форм может вырабатываться внешнее сходство, если эти виды ведут идентичный образ жизни  в аналогичных условиях среды. Этот процесс получил название конвергенции.

10. Демографические характеристики популяции

Особи, составляющие популяции, могут иметь типы пространственного  распределения, которые выражают реакцию  популяций на благоприятные и  неблагоприятные физические условия  или конкурентные отношения. Знание типа распределения организмов необходимо при оценке плотности популяции  методом выборки.

Состояние и  функционирование популяций зависит  как от общей численности популяций, так и от пространственного распределения  особей. Различают случайное, равномерное  и групповое распределение особей и их групп. Рассмотрим пример, в  котором с помощью математической обработки результатов экспериментов  можно определить характер распределения  особей в популяции.

Равномерное распределение особей

Равномерное распределение  особей встречается в природе  крайне редко. Оно чаще связано с  острой конкуренцией между разными  особями. Такой тип распределения  характерен, например, для хищных рыб  и колюшек с их территориальным  инстинктом.

Пример равномерного распределения дает также пластинчатожаберный  моллюск, живущий на песчаных пляжах Ла-Манша.

Случайное распределение особей

Случайное распределение  особей встречается только в однородной среде у видов, не обнаруживающих склонности к скоплению. Так, к примеру, изначально распределение мучного  хрущака в муке совершенно случайное.

Распределение особей группами

Распределение особей группами более распространенное. Группы в свою очередь могут распределяться случайно или образовывать скопления. Особенно хорошо изучено пространственное размещение деревьев в лесу. Если деревья  в лесу состоят из одной породы, то вначале они обычно распределяются скоплениями, и только со временем их размещение становится более равномерным, а густота в результате внутривидовой  конкуренции уменьшается. Таким  равномерным пространственным распределением отличаются, например, сосновые и буковые  леса. В смешанных растительных сообществах  подавляемые виды обычно образуют «букеты» (групповое распределение), а доминирующие виды имеют равномерное распределение.

Численность популяции ― это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Оно никогда не бывает постоянно и зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей (либо биомассы) на единицу площади или измеряется в единице объема, занимаемого популяцией. Например, 150 растений сосны на 1 га или 0,5 г циклопов в 1 м 3 воды характеризует плотность популяции этих видов.

Обилие и численность  популяции. Наилучшим образом популяцию  как группу организмов характеризует  обилие. Мерой обилия может быть общая численность организмов в  популяции. Однако измерение этих показателей  применительно ко многим животным связано  с большими трудностями. Для измерения  обилия популяций испытано много  различных методов.

Плотность популяции ― это численность или биомасса особей, приходящаяся на единицу площади или объема жизненного пространства.

Индекс  численности

Мерой обилия могут  также являться и показатели, отнесенные не к единице пространства, а к  единице времени, например число  птиц, отмеченных в течение часа, или количество рыб, выловленных  за сутки. По сути, эти показатели отличаются от плотности лишь размерностью. И  те и другие являются относительными показателями и называются индексами  численности.

Плотности популяций  разных представителей млекопитающих  могут различаться в десятки  тысяч раз. Однако у животных, потребляющих сходный тип пищи (то есть находящихся  в сходных звеньях цепочки  потребителей биологического вещества, производимого зелеными растениями), различия в плотностях много меньше. В целом, чем более удалена  популяция от первичного источника  органической пищи, тем ниже ее плотность.

11. Динамика популяции

Динамика  популяции - изменение численности, полового и возрастного состава популяции, определяемое внутрипопуляционными процессами и взаимодействием популяций разных видов.

Динамика, состояние  и воспроизводство популяций  согласуются с их возрастной и  половой структурой. Возрастная структура  отражает скорость обновления популяции  и взаимодействие возрастных групп  с внешней средой. Она зависит  от особенностей жизненного цикла, существенно  различающегося у разных видов (например, птиц и у млекопитающих хищников), и внешних условий.

В жизненном  цикле особей обычно выделяют три  возрастных периода: предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный. Для растений характерен еще период первичного покоя, который они проходят в стадии поящихся семян. Каждый из периодов может быть представлен одной (простая структура) или несколькими (сложная структура) возрастными стадиями. Простой возрастной структурой обладают однолетние растения, многие насекомые. Сложная структура характерна для разновозрастных популяций деревьев, для высокоорганизованных животных. Чем сложнее структура, тем выше приспособительные возможности популяции.

Колебания численность популяции могут  носить регулярный и нерегулярный характер. В 1928г. Н.В. Тимофеев – Ресовский для обозначения колебаний численности особей популяции ввел понятие «популяционные волны» или «волны жизни».

В сообществах, искусственно создаваемых человеком  или упрощенных в результате антропогенных  воздействий, регуляторные связи ослаблены, и поэтому в них возможны как  катастрофические для биоценоза  размножения отдельных видов  — вредителей сельскохозяйственных растений и лесных насаждений, грызунов, паразитов, возбудителей болезней, так  и уменьшение численности и распространенности других.

Таким образом, как масштабы, так и ход  колебания численности любого вида в природных сообществах исторически  обусловлены естественным отбором  в зависимости от особенностей биологии, характера внутривидовых связей и межвидовых отношений, к которым  приспособлен вид в определенных условиях среды.

Для каждого  биологического вида существует оптимум  экологических факторов, который  характеризуется наибольшей степенью благоприятности для существования  вида.Максимальной степени благоприятности воздействия факторов на организм соответствует умеренная скорость развития организмов при минимальной затрате энергии и наименьшая смертность, а также наибольшая продолжительность существования взрослых особей и их высокая плодовитость.

12. Биотический потенциал и сопротивление среды

БИОТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ - условный показатель специфической для данного вида скорости увеличения численности особей его популяций при отсутствии лимитирующих факторов. Б. п. определяется, либо ср. величиной приплода, либо скоростью, с к-рой при гипотетически беспрепятственном размножении особи данного вида покроют земной шар равномерным слоем. Эта скорость, напр., для слонов составляет 0,3 м/сек, а для нек-рых микроорганизмов — сотни м/сек. Разница между Б. п. и реализованной численностью особей популяции отражает сопротивление среды. Понятия «Б. п.» и «сопротивление среды» используются при установлении суммарного действия лимитирующих факторов, обусловливающих размеры и численность особей популяции.

СОПРОТИВЛЕНИЕ СРЕДЫ -  сочетание всех лимитирующих факторов, ограничивающих численность популяции. Эти факторы могут быть абиотическими (неоптимальная температура, кислотность, соленость, влажность, нехватка ресурсов) и биотическими (присутствие хищников, паразитов, болезнетворных организмов, агрессивных отношений).

13. Структура сообщества

Структура сообщества - соотношение различных групп  организмов, различающихся:

- по систематическому  положению; 

- по роли, которую  они играют в процессах переноса  энергии и вещества;

- по месту,  занимаемому в пространстве, в  пищевой или трофической сети;

- по иному  признаку, существенному для понимания  закономерностей функционирования  естественных экосистем.

Сообщество организмов - совокупность взаимосвязанных и  взаимозависимых видов в пределах некоторого естественно ограниченного  объема жизнепригодного пространства. Принято отдельно рассматривать сообщества растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз). Границы сообщества определяются абиотическими и биотическими факторами, а также его способностью к созданию собственной биосреды.