9. Влияние экологических факторов на живые организмы. Представление об адаптации.

Экологические факторы – это все компоненты окружающей среды, которые влияют на живые организмы и их группировки. Экологические факторы делятся в зависимости от природы и особенностей действия на абиотические, биотические и пан тропические.

Абиотические факторы являются компонентами и свойствами неживой природы. Они влияют на живые организмы прямо или опосредованно. Это такие факторы: температура, освещенность, газовый состав воздуха, соленость, влажность и др.

Биотические факторы – это все формы взаимодействий между организмами в популяции, популяций в группировках. Организмы взаимодействуют между подобными себе – внутривидовые связи и с особями других видов- межвидовые связи

Изменения экологических факторов бывают: периодическими (в зависимости от времени суток, года, положения Луны относительно Земли), непериодическими (землетрясения, ураганы), продолжительными (изменения климата, площадей суши и др.).

Живые организмы приспосабливаются к условиям среды. На них действует не отдельный фактор, а целый комплекс. Поэтому организмы приспосабливаются ко всему комплексу экологических факторов. 

Адаптации вырабатывают все организмы, существующие на планете. Они существуют до тех пор, пока не изменяются условия окружающей среды. Поэтому адаптации непостоянны. Адаптация – фундаментальное свойство живой природы приспосабливаться к среде обитания.

Признаки, способствующие выживанию организма, постепенно усиливаются под действием естественного отбора, пока не будет достигнута максимальная приспособленность к существующим условиям. Приспособление происходит на уровне клетки, тканей, организма, затрагивая форму, размеры, особенности поведения, жизненный цикл и т.д.

Выделяют следующие типы адаптации:

• генетическая – на основе изменчивости, случайных мутаций;

• морфологическая – изменение формы тела  и строения под влиянием внешних факторов;

• физиологическая – изменение обмена веществ;

• этологическая – изменение поведения организма, взаимоотношений в группе.

10. Лимитирующие экологические факторы. Законы: минимума ю.Либиха, независимости факторов в.Вильямса, то-лерантности в.Шелфорда.

Лимитирующий фактор - фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма. С помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем.

Лимитирующие факторы. При анализе распределения отдельных организмов или целых сообществ экологи нередко обращаются к т. н. лимитирующим факторам. Исчерпывающее описание определенной среды не только невозможно, но и не нужно, поскольку распределение животных и растений (как по географическим зонам, так и по отдельным местообитаниям) может определяться всего одним фактором

Ю. Либих установил закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких к минимуму, то это может снизить урожай. Но оказалось, что даже те же самые минеральные вещества, очень полезные при оптимальном содержании их в почве, снижают урожай, если они в избытке. Значит, факторы могут быть лимитирующими, находясь и в максимуме.  

в законе независимости факторов В. Р. Вильямса: условия жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не может быть заменен другим. Например, нельзя действие влажности (воды) заменить действием углекислого газа или солнечного света, и т.д.

Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности (устойчивости) В.Шелфорда: любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы толерантности к любому экологическому фактору.

Относительно действия одного фактора можно проиллюстрировать этот закон так: некий организм способен существовать при температуре от -5 °С до 25 °С, т.е. диапазон его толерантности лежит в пределах этих температур. Организмы, для жизни которых требуются условия, ограниченные узким диапазоном толерантности по величине температуры, называют стенотермными («стено» — узкий), а способных жить в широком диапазоне температур — эвритермными («эври» — широкий).

История Земли описывает наиболее важные события и основные этапы развития планеты Земля с момента её образования и до наших дней.[1][2] Почти все отрасли естествознания внесли свой вклад в понимание основных событий прошлого Земли. Возраст Земли составляет примерно треть возраста Вселенной. В этот промежуток времени произошло огромное количество биологических и геологических изменений.

История Земли описывает наиболее важные события и основные этапы развития планеты Земля с момента её образования и до наших дней.[1][2] Почти все отрасли естествознания внесли свой вклад в понимание основных событий прошлого Земли. Возраст Земли составляет примерно треть возраста Вселенной. В этот промежуток времени произошло огромное количество биологических и геологических изменений. Земля образовалась около 4,54 млрд лет назад путем аккреции из протопланетного диска, дискообразной массы газа, пыли, оставшихся от образования Солнца, которая и дала начало Солнечной системе. Вулканическая дегазация создала первичную атмосферу, но в ней почти не было кислорода и она была бы токсичной для людей и современной жизни в целом. Бо́льшая часть Земли была расплавленной из-за активного вулканизма и частых столкновений с другими космическими объектами. Одно из таких крупных столкновений, как полагается, привело к наклону земной оси и формированию Луны. Со временем такие космические бомбардировки прекратились, что позволило планете остыть и образовать твёрдую кору. Доставленная на планету кометами и астероидами вода cконденсировалась в облака и океаны. Земля стала, наконец, гостеприимной для жизни, а самые ранние её формы обогатили атмосферу кислородом. По крайней мере, первый миллиард лет жизнь на Земле существовала в малых и микроскопических формах. Около 580 миллионов лет назад возникла сложная многоклеточная жизнь, а во время кембрийского периода она пережила процесс быстрой диверсификации в большинство основных типов. Около шести миллионов лет назад от гоминидов отделилась линия гоминини, что привело к появлению шимпанзе (наших ближайших родственников), и в дальнейшем к современному человеку (англ.).

11. Понятие экологической ниши и экологического ареала.

Экологическая ниша - место, которое занимает вид в сложной системе экологических взаимоотношений с другими организмами и факторами неживой природы. В понятие экологической ниши входит ареал, зависимость от источников пищи, от врагов и конкурентов, способ размножения (сроки, условия) и др. Экологическая ниша - место вида в биогеоценозе, определяемое его биотическим потенциалом и совокупностью факторов внешней среды, к которым он приспособлен. Это не только физическое пространство, занимаемое организмом, но и его функциональная роль в сообществе (положение в пищевой цепи), и его место относительно внешних факторов.

В структуре экологической ниши выделяют 3 составляющие:

Пространственная ниша (место обитания) - "адрес" организма;

Трофическая ниша - характерные особенности питания и роль вида в сообществе - "профессия";

Многомерная (гиперпространственная) экологическая ниша - диапазон всех условий, при которых живет и воспроизводит себя особь или популяция. 

Различают фундаментальную (потенциальную) нишу, которую организм или вид мог бы занимать в отсутствие конкуренции, хищников, в которой абиотические условия оптимальные; и реализованную нишу - фактический диапазон условий существования организма, который меньше либо равен фундаментальной нише.

бласть распространения популяции (равно как и вида) называется ареал. Ареалы бывают сплошными и дизъюнктивными (разорванными).

В зависимости от величины ареала и характера распространения различают следующие виды:

- космополиты (имеют всесветное распространение, например, серая крыса);

- убиквисты (имеют очень широкий ареал и обитают в различных условиях среды, например, волк);

- эндемики (имеют очень ограниченный ареал, например, лотос Комарова).

Поскольку популяция – это сложная биологическая система надорганизменого уровня, способная к обратной связи, необходимо более четкое ее определение. Популяция – это группировка особей одного вида, населяющих определенную территорию и характеризующихся общностью морфологического типа, специфичностью генофонда и системой устойчивых функциональных взаимодействий.

12. Популяции: свойства и закономерности развития.

Популяция – это минимальная самовоспроизводящаяся группировка особей одного вида, населяющая определенный ареал в течение длительного ряда поколений, образующая собственную генетическую систему, формирующая собственную экологическую нишу и более или менее изолированная от других подобных группировок данного вида.Популяция есть форма существования вида и элементарная единица эволюции. Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве.

Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т.е. популяции обладают конкретными генетическими и экологическими характеристиками.

В популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность. Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции. 

13. Экосистема: характеристика и структура.

Экосистема – это любое единство, включающее все организмы и весь комплекс физико-химических факторов и взаимодействующее с внешней средой. Экосистемы – это основные природные единицы на поверхности Земли.Учение об экосистемах было создано английским ботаником Артуром Тенсли (1935).Для экосистем характерен разного рода обмен веществ не только между организмами, но и между их живыми и неживыми компонентами. При изучении экосистем особое внимание уделяетсяфункциональным связям между организмами, потокам энергии и круговороту веществ. Состав экосистемы. В состав экосистемы входят живые организмы (их совокупность называют биогеоценозом или биотой экосистемы), и неживые (абиотические) факторы — атмосфера, вода, питательные элементы, свет и мертвое органическое вещество — детрит. Структура является важнейшим свойством любой экосистемы Структуру понимают как внутреннее строение системы и определенные связи между его составляющими Всего в экологии различают пространственную и функциональную структуру экосистем Пространственная, или морфологическая, структура отражает состав, структурные соотношения и пространственное расположение структурных элементов или блоков экосистемы, которые определяют особливос те ее функционирования в определенных условиях среды Функциональная структура отражает особенности функционирования структурных компонентов экосистемы Она характеризует темпы, объемы и последствия вещественно-е нергетичного обмена, устойчивость и стабильность, производительность и другие важные функции экосистем

14. Автотрофные и гетеротрофный компоненты экосистемы.

В биоценозе или экосистеме выделяют два важнейших компонента: автотрофный и гетеротрофный. Автотрофный компонент ("самостоятельно питающийся") состоит из зеленых растений, которые, используя солнечную энергию, синтезируют органическое вещество своих клеток (биомассу) из минеральных компонентов окружающей и является основным поставщиком органического вещества и связанной в нем энергии в биоценозы и экосистемы . Эти организмы в экологии называют продуцентами, а создаваемое ими органическое вещество - первичной продукцией.

Гетеротрофный компонент ("питающийся другими") состоит из организмов, получающих необходимую им энергию с пищей за счет разложения органического вещества, первоначально созданного продуцентами. Гетеротрофные организмы подразделяют на две крупные группы: консументы и редуценты.

Консументы - организмы, потребляющие готовое органическое вещество (все животные, паразитические и насекомоядные растения). Редуценты - гетеротрофные организмы (грибы и микроорганизмы), которые питаются мертвым органическим веществом и в ходе жизнедеятельности разлагают его до неорганических.