94.Определение науки экологии. Среда как экологическое понятие. Факторы среды.

Правило Аллена, Правило Бергмана 

Экология – это наука о взаимоотношениях организмов, сообществ между собой и с окружающей средой. Задачи экологии как науки: 1) изучение взаимоотношений организмов и их популяций с окружающей средой; 2) исследование действия среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов; 3) установление зависимости между средой и численностью популяции; 4) исследование взаимоотношений между популяциями разных видов; 5) изучение борьбы за существование и направления естественного отбора в популяции. Экология человека – комплексная наука, изучающая закономерности взаимоотношений человека с окружающей средой, вопросы народонаселения, сохранения и развития здоровья, совершенствование физических и психических возможностей человека. У человека имеется 3 среды обитания: 1) природная; 2) социальная; 3) техногенная. Человек является объектом различных факторов среды (солнечный свет, другие существа), с другой – человек сам является экологическим (антропогенным) фактором. Среда – это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания. Факторы: Абиотические факторы в соответствии со структурой биотопа разделяются на климатические, географические, эдафические и гидрологические. - Климатические факторы характеризуют физико-химические свойства атмосферы. К ним относятся: температура, влажность, давление, скорость движения, степень ионизации воздуха, освещенность. Климатические факторы имеют первостепенное значение, т.к. именно от этих факторов, в первую очередь, зависит  географическое распространение видов животных и растений на земной поверхности. Газовый состав воздуха, содержание посторонних газов, примесей, пыли и т.п., вообще говоря, не являются климатическими факторами, но характеризуют состояние атмосферного воздуха.    - Географические факторы (географическая широта, продолжительность дня и ночи, рельеф местности).    -   Эдафические факторы характеризуют физико-химические свойства почвы. К ним относятся: состав, структура и влажность почвы. Эдафические факторы важны для наземных животных и особенно обитателей почвы, а также для всех растений.    -   Гидрологические факторы характеризуют физико-химические свойства воды. К ним относятся: температура, содержание солей, газов (в первую очередь кислорода и углекислого газа), микроэлементов, течение, волнение и т.д. Гидрологические факторы являются определяющими для рыб и других водных организмов.             К абиотическим факторам относят также физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующее излучение. Абиотические факторы могут быть охарактеризованы количественно и доступны для объективного  измерения. Биотические факторы – это прямые или опосредованные воздействия на конкретный организм других организмов, населяющих общую среду обитания. Биотические факторы принято разделять на внутривидовые и межвидовые, антагонистические и неантагонистические.

   -  Внутривидовые биотические факторы действуют внутри данного вида в популяции. К ним относятся:      а) демографические факторы (численность и плотность популяции, продолжительность жизни особей, плодовитость,  смертность и т.п.);      б) этологические факторы, т.е. поведенческие, играющие значительную роль у животных с развитой психикой (контакты между членами семьи, группы, стада, популяции, отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь и защита или, наоборот, возникновение внутривидовой конкуренции,

отношений доминирования и подчинения, иерархии в стаде или в популяции и т.п.). -  Межвидовые биотические факторы действуют между представителями разных видов, населяющих одну экосистему. К ним относятся:      а)   антагонистические:

–                         хищничество  ( +, – ); – паразитизм  ( +, –); –                         конкуренция  ( – , – );      б)  неантагонистические:

–                         симбиоз (от гр. symbiosis – сожительство),  ( + , + )  –  это обоюдовыгодные, но не обязательные взаимоотношения разных видов организмов; –                         мутуализм (от лат. mutuus – взаимный),  ( + , + )  – взаимовыгодные и обязательные для роста и выживания отношения организмов разных видов; –                         комменсализм (от лат. commensalis – сотрапезник), ( + , 0) – взаимоотношения, при которых один из партнеров извлекает выгоду, а другому они безразличны; –                         нейтрализм ( 0 , 0 )  –  взаимоотношения, при которых организмы практически не оказывают влияния друг на друга. Антропогенные (антропические) факторы — это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества. Виды антропогенных факторов

Физические — использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др. Химические — использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; курение, употребление алкоголя и наркотиков, чрезмерное использование лекарственных средств. Биологические — продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания (вирусы, бактерии, другие паразиты). Социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе. Биологические факторы, или движущие силы эволюции. К ним относят наследственную изменчивость и естественный отбор. Приспособление организмов к воздействию факторов окружающей среды называется адаптацией. Изменения среды в результате воздействия антропогенных факторов: 1) изменение структуры земной поверхности; 2) изменение состава атмосферы; 3) изменение круговорота веществ; 4) изменение качественного и количественного состава флоры и фауны; 5) парниковый эффект; 6) шумовое загрязнение; 7) военные действия. Основные источники загрязнения атмосферы – автомобили и промышленные предприятия вызывая парниковый эффект. Основной причиной загрязнения гидросфера является сброс неочищенных сточных вод промышленных и коммунальных предприятий, а также сельскохозяйственных угодий. Литосфера – плодородный слой почвы формируется длительное время, а благодаря выращиванию сельскохозяйственных культур из почвы ежегодно изымаются десятки миллионов тонн калия, фосфора и азота – основных элементов питания растений. Истощения почвы не происходит, если вносятся органические и минеральные удобрения. Экологический кризис – это нарушение взаимосвязей внутри экосистемы или необратимые явления в биосфере, вызванные деятельностью человека. Правило Бергмана Правило. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более крупные размеры тела по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. Условия, при которых соблюдается.    – Животные гомойотермные.    – Сравниваются близкородственные виды (или подвиды одного вида). Примечание. Суть правила. Теплопродукция (выделение тепла клетками организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. С увеличением объема площадь поверхности растет относительно медленно, что позволяет увеличить отношение “теплопродукция / теплоотдача” и таким образом компенсировать потери тепла с поверхности тела в холодном климате. Правило Аллена  (к правилу Бергмана) Правило. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более короткие выступающие части тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. Условия, при которых соблюдается.    – Животные гомойотермные.    – Сравниваются близкородственные виды (или подвиды одного вида). Примечание. Суть правила. Теплопродукция (выделение тепла клетками организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. Тонкие выступающие части тела, имеющие небольшой объем и большую площадь поверхности, увеличивают теплоотдачу, т.е. ведут к потере тепла организмом.