39. В чому особливість гомойотермних організмів
Гомойоте́рмні органі́зми (грец. όμοιος грец. θέρμη — тепло) — здатність підтримувати температуру тіла на відносно стабільному рівні з добовими, сезонними коливаннями, котрі не перебільшують 2°С.
41. Що це таке «гомеостаз популяції»
Гомеостазом популяції називають стан підтримання певної чисельності та її саморегуляції.
Гомеостаз (від грецького гомео - такий самий, стасис - стан) - термін, який використовують для характеристики здатності біологічних систем протистояти змінам і зберігати стан рівноваги. Вивчення природних механізмів забезпечення рівноваги необхідне для керування розвитком популяції, для пошуку ефективних штучних механізмів, які б не викликали порушення гомеостазу та руйнування популяції в процесі її експлуатації.
Гомеостатичний контроль базується на принципі зворотного зв’язку. Існує "позитивний зворотний зв’язок", скерований на "посилення відхилення" у функціонуванні популяції, що необхідні для виживання організмів шляхом збільшення чи зменшення.
Щоб запобігти перенаселенню в даній популяції існує "негативний зворотний зв’язок", що призводить до "зменшення відхилень". Однак, дія гомеостатичних механізмів має межу, за якою посилення позитивного зворотного зв’язку може призвести до загибелі популяції.
Справжній надійний гомеостатичний контроль встановлюється за допомогою природних механізмів, які є результатом еволюційного пристосування до функціонування популяції в мінливих умовах середовища.
Механізми популяційного гомеостазу залежать від екологічних вимог виду і можуть проявлятися у зниженні плодючості або в загибелі надлишку особин. Наприклад, при надмірній густоті сходів частина рослин гине внаслідок пригнічення сильнішими особинами. Встановлено, що при різних нормах висіву насіння густота пагонів на 1 м2 спочатку дуже різна, а пізніше в усіх випадках стає однаковою. Це означає, що в рідших посівах з’являються нові пагони, а в густіших - частина сходів гине. У тварин такі жорсткі форми формування оптимальної чисельності особин проявляються переважно в тих випадках, коли запаси життєзабезпечуючихресурсів різко обмежені. У популяціях хижих ссавців інколи в період
тривалого голодування виникає канібалізм (поїдання особин свого виду). У окремих видів здатність до умертвіння конкурентів всередині популяції закріплена еволюцією. Такі явища спостерігаються у комах.
До механізмів, що затримують ріст популяції і підтримують оптимальну чисельність багатьох видів, належить алелопатія (хімічні впливи особин). Відомо, що пуголовки виділяють у воду частинки білкової речовини, яка затримує ріст інших особин. Так, один великий пуголовок жабиRana pipiens може затримати ріст усіх інших пуголовків у 75- літровому акваріумі. Вони завершують свій розвиток значно пізніше.
При збільшенні чисельності і щільності заселення території популяції збереження гомеостазу забезпечується шляхом зміни фізіологічних процесів і поведінки організмів. Вони врешті-решт призводять до прояву інстинктів масової міграції - відбувається виселення більшої частини особин популяції за її межі. Це забезпечує вирішення проблеми перенаселення популяції у місця, сприятливі для розмноження. Виселення, як реакція у відповідь на зростаюче ущільнення популяції, притаманне багатьом видам птахів і ссавців.
Крім звичайного виселення, для видів з різним коливанням чисельності характерні масові міграції - нашестя. У таких випадках частина особин залишається на території популяції, а молоді особини переселяються масово на інші території.
Зміна щільності популяції на певній її території викликає певні зміни поведінки тварин, їх способу життя. Наприклад, перелітна сарана цистоцерка, яка постійно живе в Індії, Пакистані, Східній Африці, Аравії, в роки масового розмноження, за сприятливих погодних умов, переходить у "стадну" форму життя. При цьому змінюється її зовнішня будова, забарвлення личинок і дорослих особин, їхня поведінка. Перехід від однієї фази до іншої відбувається протягом трьох поколінь і супроводжується певними фізіологічними змінами. "Стадна" форма сарани характеризується підвищеною збудливістю і ненажерливістю. Вона весь час перебуває у стані активності, її личинки рухаються скупченнями-кулигами, а дорослі особини велетенськими зграями розлітаються на тисячі кілометрів від місць постійного проживання. На своєму шляху вони знищують посіви рослин, тому через пересиченість чисельності своєї популяції втрачають джерело харчування і приречені на загибель.
В умовах скупчення у багатьох видів підвищується рівень агресивності, змінюється реакція на особини протилежної статі, на молодняк.
Всі ці різні форми гальмівного впливу на ріст популяції діють до повного виснаження ресурсів середовища, яке є сигналом загрози перенаселення і порушення рівноваги в популяції.
43. Представити графічні залежності виживання для дрозофіли і риб.
Виживання - це збереження особин популяції, що дорівнює різниці між одиницею і кількістю особин, які загинули.
Характер смертності популяції різних видів визначається величиною загибелі особин на різних фазах її розвитку, тобто відмирання особин на різних вікових етапах.
Вплив несприятливих абіотичних факторів середовища, дія паразитів, хижаків, а також генетична і фізіологічна повноцінність на різних етапах життєвого циклу кожного покоління особин проявляється з різною силою.
Тип (характерний для молюсків, риб) визначається підвищеною загибеллю особин у ранній період життя.Дорослі форми витриваліші і більш захищені. Цей варіант найчастіше зустрічається у природі. Крива смертності в таких популяціях різко падає до горизонталі вже на початку, її нахил відображає швидкість загибелі особин. Такий характер смертності властивий рибам, молюскам, ракоподібним, черепахам, багатьом комахам, деревам.
Тип (характерний для дрозофіли)відображає смертність організмів, що живуть в оптимальних умовах. Це ідеальний варіант, коли всі особини доживають до граничного фізіологічного віку, а потім протягом короткого строку вмирають.За сприятливих умов дрозофіли швидко розмножуються й утворюють значну біомасу, якою живляться личинки дрозофіли.
Важливою ознакою, що прогнозує перспективу розвитку та процвітання, є різниця між народжуваністю і смертністю. Популяція, в якій переважає смертність над народжуваністю, є безперспективною.
44. Навести приклади біологічних систем.
Біологічна (жива) система - це структурне і функціональне об'єднання різних елементів. До біологічних систем належать клітина (як відомо, що клітина може існувати самостійно як одноклітинний організм), організм (рослина, тварина, людина), екосистема. Організм людини є однією з найскладніших біологічних систем, яка має різні рівні структурної і функціональної організації: клітинний, тканинний, органний, системний, організмовий.
45. Що таке елемент системи?
Елемент системи – мінімальна складова системи, яка не може більше ділитися без втрати властивостей;
елемент системи розглядається без подальшого членування як єдине ціле, його внутрішня структура не є предметом дослідження.
46. Що таке елемент екологічної системи?
Елемент екологічної системи - мінімальна складова екосистеми, яка не може більше ділитися без втрати властивостей. Елементи екосистеми поділяються на живі – біотичні (рослини, тварини інші організми) та неживі – абіотичні (вода, каміння тощо). Абіотичні компоненти відповідають вимогам живих компонентів. Живі та неживі елементи екосистеми взаємодіють як єдине функціональне ціле і пов'язані між собою обміном речовиною і енергією.
47. Перелічити властивості екологічної системи.
Властивості екологічної системи :
емерджентність - виникнення нових властивостей, які характеризують систему, за рахунок взаємодії її окремих елементів.
Якісно нові, емерджентні властивості екологічного рівня, не можна передбачити, виходячи з властивостей компонентів, що становлять цей рівень. Дійсно, окремі лісові дерева, кущі, трави, гриби, птахи, комахи, звірі мають свої якісні характеристики, але всі разом вони творять нову якість - ліс.
цілісність(відокремленість, автономність) означає певну замкненість сукупності компонентів, які складають екологічну систему.
продуктивність – властивість виробляти певну продукцію згідно мети екосистеми:
первинна (фіто продуктивність – за рахунок фотосинтезу),
вторинна (стосується тих організмів, які живуть за рахунок первинної продукції (тварини)).
енергоспроможність – властивість екологічної системи сприймати, переробляти, засвоювати зовнішню енергію, а також віддавати її за межі системи.
самоорганізованість – здатність екосистеми пристосовуватися до змін зовнішнього середовища в певних межах, зберігати структуру й функціональні властивості, тобто життєдіяльність в умовах довкілля, чинити опір зовнішньому впливові.
біорізноманітність. Визначення, що найбільш часто використовується екологами, звучить як "Сукупність генів, видів та екосистем в регіоні". Це визначення дозволяє використовувати уніфікований підхід до різних рівнів організації живих біоти.
різноманіття видів,
різноманіття видів в середині екосистеми.
ієрархічність (багаторівневість).
48. Скласти список елементів екологічної системи «степове озеро».
Елементи екосистеми «степове озеро».
У прісноводних озерах завжди виділяють три частини, які можна розглядати як окремі екосистеми:
прибережна частина — літораль;
глибоководна частина — профундаль;
основна товща води — пелагіаль.
Біотичні елементи: рослини - уздовж берега ростуть очерети, рогіз; жовті глечики та біле латаття; синьо-зелені, діатомові та зелені водорості. Водорості мають важливе значення: утворюють органічні речовини (їжа для тварин), поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень, тобто забезпечують дихання живих істот.
тварини – у товщі водойми багато одноклітинних тварин, якими живляться дрібні рачки (дафнії та циклопи). Спільна назва цих мешканців — планктон. На дні живуть молюски (жабурниці, беззубки). Також багато різних комах живуть на поверхні озера або по його берегах. Серед риб озера є травоїдні (карасі, лящі, краснопірки) та хижі (окуні, щуки).
Абіотичні елементи: вода, повітря, каміння, мул.
49. Представити векторну схему взаємодій між абіотичним суб’єктом і біотичним об’єктом.
+
О
С
-
С – абіотичний суб’єкт, О – біотичний об’єкт.
Біотичний об'єкт реагує на дію у вигляді протидії і пристосування (позитивного зворотного зв'язку). В залежності від довготривалості дії пристосування організму проявляється як регулювання (часто називають саморегулюванням) чи адаптація. В залежності від особливостей механізму регулювання можливі два рівні - просте регулювання і складне регулювання. Механізм простого регулювання викликає реакцію організму, яка забезпечує його нормальну життєдіяльність у змінених умовах довкілля без змін конструкції організму. Наприклад, при підвищенні температури повітря організм підтримує незмінним свій тепловий стан за рахунок збільшення випаровування. Рослина забезпечує необхідний приріст маси при зниженні інтенсивності освітлення за рахунок збільшення ККД фотосинтезу. Складне регулювання дозволяє за рахунок короткочасної зміни в організмі забезпечити життєдіяльність при більш широкому коливанні зовнішнього фактора. Наприклад, у собак тепловідвід у спеку покращується за рахунок збільшення поверхні випаровування через язик, який висовується з паші. Для того, щоб зберегти організм від замерзання, тварини зменшують поверхню тіла на 25-30%, набуваючи пози "клубочком".
Зворотний негативний зв'язок живої істоти проявляється в здатності переборювати шкідливий зовнішній вплив, зменшуючи ризик свого руйнування, компенсувати негативний вплив на життєздатність шляхом саморегуляції.
Позитивний зворотний зв'язок проявляється в здібності живої істоти еволюціонувати, адаптуватись (пристосовуватись до нових умов існування).
50. Позитивний вплив людини на природу:
Заповідний напрямок
Заповідна справа - комплекс організаційних, правових, наукових, економічних і виховних заходів, спрямованих на збереження унікальних та типових ландшафтів чи окремих природних об'єктів (видів рослинного і тваринного світу, насамперед рідкісних та таких, які перебувають під загрозою зникнення і занесені до Червоної книги; геологічних утворень, водойм тощо) з науковою, природоохоронною та іншою метою. Це здійснюється шляхом створення світового, національних та місцевих природно-заповідних фондів.
Ціль заповідної справи – збереження залишків дикої природи, збереження еталону для порівняння.
Згідно з рішенням ЮНЕСКО найвищий рівень заповідування мають міжнародні біосферні заповідники. У всьому світі таких налічується біля трьохсот. Чотири з них ("Асканія-Нова", Карпатський, Дунайський, Чорноморський біосферний) розташовані в Україні.
ПЗФ Миколаївської області:
Чорноморський біосферний заповідник
Природний заповідник «Єланецький степ»
НПП «Бузький Гард»
НПП «Білобережжя Святослава»
РЛП «Тилігульський»
Заказник загальнодержавного значення «Рацинська дача»
Споживацький напрямок
Вважається, що першою твариною, яка була приручена людиною, є вовк. Так з'явилась собака - незамінимий помічник стародавнього мисливця, вірний охоронець сім'ї і племені. Сьогодні налічується близько 400 порід собак різноманітного призначення. Пізніше люди приручили козу, буйвола та інших тварин. Отримували м'ясо, молоко, шкіру в скрутні для полювання періоди. В розкопках мідної і бронзової епох містяться залишки кісток як диких тварин, так і свійської худоби - великої рогатої худоби, коней, свиней, кіз і овець. Так тривало багато віків. З роками місце диких тварин у раціоні людей зменшувалось, а домашніх - збільшувалось.
Вирощування рослин людиною почалося більш ніж 15 тисяч років тому як засіб наблизити до житла ту їжу, яку люди збирали в лісі. Для посіву перші землероби відбирали насіння кращих диких рослин. Поступово внаслідок відбору з'явилися рослини, які відрізнялись від природних позитивними якостями - більшою врожайністю, термінами дозрівання, посухо- та морозостійкістю, таке інше. Пізніше люди почали створювати нові сорти і породи шляхом селекції. Зараз кожний вид культурної рослини має безліч сортів. Наприклад, вирощується більше двох тисяч сортів яблунь.
Система штучних лісосмуг створила в степу більш сприятливі умови для хліборобства - зменшується вплив вітру, збільшується кількість опадів тощо.
Декоративно – естетичний напрямок
Декоративний напрямок позитивного впливу людини на природу задовольняє естетичні, духовні потреби людей. Кімнатні квіти, акваріумні рибки, пташки, кішки та собачки створюють спокійну домашню атмосферу, наближають людину до тваринного і рослинного світу.
Рекреаційний напрямок
Сьогодні майже біля кожного степового села чи хутора є ставок, створений у природній балці завдяки штучній греблі. Береги засаджені деревами чи чагарниками, в яких знайшли притулок птахи і малі звірі. В степу змінено ландшафт. Люди отримали невелику рекреаційну територію.
На морських косах, на піщаних берегах річок, лиманів, Чорного моря насаджені соснові бори, ліси листяних порід. Це не тільки закріпило піщаний ґрунт, а і створило додаткові рекреаційні фактори.
Великих масштабів досягла людська діяльність по створенню культурних ландшафтів на місці порушених техногенною діяльністю природних арен. Це створення штучних водоймищ на відпрацьованих копалинах відкритого типу. Це озеленення звалищ відходів біля збагачувальних підприємств рудної, вугільної, будівельної промисловості й таке інше.