Просторово-часова організація біосистеми

Елементарною біосистемою є організм.

Надорганізменні біосистеми — популяції і угруповання

Ресурси: енергія, речовина, простір, видове різноманіття, час.

Простір виступає як ресурс бо дає можливість використовувати більший простір, і, таким чином ,отримувати більше поживних речовин.

Розподіл організмів у просторі.

Вид — найменша таксономічні одиниця. Кожний вид освоює простір. Стратегією є займання найбільшого простору, використати ресурс. Певні обмеження лімітують поширення організмів у просторі.

Область поширення певного виду живих організмів є ареалом виду. Ареал — область поширення виду живих організмів по поверхні планети.

Основні типи ареалів:

1. Суцільний ареал

2. (Дизюнктивний)Розривний ареал — не усюди по поверхні поверхні, а у певних місцях. Наприклад льодовикові релікти, зустрічають тільки в альпійському і субальпійському поясах системи. Корали, поліпи, межі толерантності знаходяться в інтервалі 21-24 градуси, розповсюджені тільки в таких місцях.

Стрічкоподібний — наприклад температурний режим по широтному градієнту. Як суцільний так і розривний.

Бореальний ареал — в північних водах. Не проникають в екваторіальні води.

З екологічної точки хору можна класифікувати ареали з точки їх живлення і розмноження.

Трофічні і репродуктивні ареали.

Трофічний ареал — там де організми живляться.

Репродуктивний ареал — там де розмножуються.

Для рослин ці ареали співпадають.

Перелітні птахи, мігруючі ссавці, комахи— трофічний і репродуктивний ареал можуть не співпадати.

Буває, що репродуктивний ареал є частиною трофічного. Птахи мігрують на певну ділянку де розмножуються, проте там вони і живляться. Далі мігрують, в ході міграції зупиняються і живляться, на всьому своєму шляху птахи живляться. Репродуктивний ареал є частиною трофічного ареалу. Характерно для деяких видів ссавців.

Репродуктивний і трофічний ареал не співпадають. Лососеві риби — живуть у морях, а розмножуються в верхів'ях річок . Під час міграції використовують жирові запаси. Трофічний і репродуктивний ареал розірвані. Річковий вугор — живе в річках, на розмноження мігрують в саргасове море. Нагулюють перед міграцією велику масу тіла. В репродуктивному ареалі дорослі особини гинуть.

Часова організація біосистем.

Час виступає ресурсом фіксуючи зміни в використанні і наявності інших ресурсів.

Періодичні процеси. Ритмічні процеси характерні для всіх живих організмах і можуть. Проявлятися на всіх рівнях організації.

Біологічний ритм пов'язаний з ритмічними процесами, що притаманні для живих організмів.

За протяжністю:

Циркадні — добові ритми — пов'язані з енергетичними і біоенергетичними пресами що відбуваються на рівні організменних систем, процеси відбуваються в клітинах. Зміна біохімічних реакцій.

Сезонні ритми — притаманні надорганізменним рівням, проте проявляються на організменному. Наприклад стан спокою, міграційні процеси, репродукція популяції.

Розрізняють місячні ритми —

Місячно місячний — 29.4 доби

Місячно добовий — 28.4 години — припливи і Відпливи

Річні ритми.

Класифікація ритмів. Багато ритмів пов'язані з зміною умов навколишнього середовища

• Ендогенні ритми — ритми які запускаються і контролюються самими організмами. Пов'язані з життєдіяльністю самого організму

• Екзогенні — зовнішні чинники. Викликають гомеостатичні реакції організмів.

Біотичні чинники

Біотичні фактори— один організм впливає на інший організм, як внутрішньопопуляційна взаємодія через конкуренцію.

Взаємодія на рівні організмів різних видів. Заєць вовк.

Розрізняють типи взаємодій між організмами різних видів.

1. Трофічні

2. Фабричні — повязані з гіздобудуванням

3. Топічні — коли різні види живих організмів використовують одне і те саме місце мешкання.

4. Форичні — перенесення у просторі одних організмів іншими.

1попул/2попул	+	-	0
+	++	+-	+0
-	-+	--	-0
0	0+	0-	00

Шість типів взаємодії.

Факультативний — необов'язковий.

Облігатний — обов'язковий. ++лишайники

Мутуалізм — взаємодія бобових і азотфіксуючих бактерій

+- паразитизм і хижацтво

+0 коменсалізм. Акула, риба прилипала. Пташка звила гніздо на дереві.

-- конкуренція. Інтерференційна — безпосередня конкуренція видів.

-0 Аменсалізм

00 нейтралізм

Паразитизм

• Факультативний

• Облігатний

Живлення як складова біотичних взаємовідносин.

При взаємодії між консументами першого порядку в далі по трофічному ланцюгу спостерігають біотичні взаємовідносини.

Корм як ресурс, особливості живлення організмів.

Кожен вид живих організмів, навіть продуценти, продукують органічні речовини різних складів.

Співвідношення і скалд органічної речовин між автотрофними і гетеротрофними

За співвідношенням молекул азоту і вуглецю то вони різняться в автотрофних і гетеротрофних організмів.

Автотрофи 20-40 карбону на один азот

Гетеротрофи 8-10 на одну молекулу азоту

У консументів першого порядку в посліді багато С

Целюлаза— дозволяє живитися рослинною їжею

У організмів тракт яких не виділяє целюлазу є симбіонти гриби які дозволяють жвитися автотрофам.

В консументів першого порядку дуже довгий кишковий тракт для перетравлення рослинної їжі.

Тварини за шириною спектру живлення

• Монофаги — живляться одним видом корму, представниками одного виду

• Олігофаги — близько спорідненими видами. Менш залежать від одного виду. Для правильного перетравлювання підбирають схожих жертв, більш ефективно використовують корм.

• Поліфаги— багато видів живих організмів. Менш залежать від одного чи декількох видів, проте ефективність перетравлювання у них нижча.

• Пантофаги — живляться «всеядные»

За типом живлення :

• Органофаги — живляться органами

• Сампрофагія — живлення мертвою органічною речовиною

• Паразити — виїдають клітини.

Стратегії здобування корму організмами:

• Консументи першого порядку — потрібно багато пересуватися. Зазвичай монофаги здатні до активного пересування в просторі.

Поліфаги здатні живитися на невеликій площі.

• Активні хижаки — переміщуються в просторі. Леви, гепарди. Треба витратити багато зусиль. Для того, щоб знайти і схопити жертву. Адаптації с хижацький зуб, кігті , дзьоб.

• Засадники — пітон, удав. Менше витрачають енергії, але якщо чисельність жертви незначна, то жертва може не з'явитися .

• Хижацтво — прогресивний тип. Розвинена нервова система.

Лекція.

Популяції. Просторово-часова організація популяцій

Популяція відноситься до біосистем надорганізменного рівня. Здатність до гомеостазу, ріст і розвиткок, самовідтворення.

Популяція — надорганізменна біосистема є корпоскулярною (гомеостаз регулюється не відразу, а з часом через структурні перебудови)

Популяція — сукупність особин одного виду, яка займає певний фізичній простір, і виконує певну функцію

Просторова структура популяції. Основні типи розподілу особин популяції.

1) випадкова

2) рівномірна

3) груповий/агрегаційний

Екологічне значення територіальності.

Індивідуальні ділянки які не перекриваються називаються територією.

Територіальність характерна для організмів, в певних фазах життєвого циклу, мають залежність від віку і статевої ознаки. для молодих особин птахів не характерна територіальність, для дорослих характерна територіальність.прсторовий розподіл може змінювати свій характер. Розподіли змінюються підчас популяцій.

Екологічна роль територіальності

Територіальність забезпечує зменшення контактів між особинами та конкуренції за ресурси, при цьому зменшується імовірність захворювань в популяції, паразитарних інвазій і так далі. Сприяє більш ефективному виживанню особин популяції.

Ефект групи — ефект виживання популяції — у групі зменшується інтенсивність обміну вкожної особини, що спияє зменшенню споживання їжі. Дикі бджоли рояться взимку щоб зменшити тепловіддачу з кожної особини(інтенсивність фізичної терморегуляції). В групі легше захищатися від хижаків.

Принцип Оллі— для деяких видів тварин виживання збільшується при середніх значеннях щільності популяції. Для тихи видів організмів, для яких характерний агрегаційний розподіл в популяції. Недонаселенність і перенаселеність можуть виступати в ролі лімітуючих чинників.

Для популяцій також характерні біологічні ритми.

Для популяцій гідробіонтів характерні циркадні ритми.

Для популяцій характерні сезонні і багаторічні цикли. Найбільш цікаві 3-4 річні ритми, 1-11 річні.

Динаміка популяцій характеризується малими і великими циклами.

Циклічні (сонячна активність)

Модель хижак-жертва — чисельність хижака і жертви коливаються з різницею по фазі. Коли хижак починає збільшувати свою чисельність, він лімітує кількість жертви, таким чином його пік чисельності не співпадає з піком чисельності жертви.

Гіпотеза генетичного контролю Чітті — заснована на теорії стресу чи теорії адаптаційного синдрому.

Гіпотеза — схожих фазах популяціфного цилу структурна популяції циклу генетична структура на популяції більш схожа ніж на різних фазах популяційного циклу

Гіпотеза кількості і якості корму — аналізується хактер циклічних процесів для популції лемінгів, їх поїдає писець,для писця і лемінга характерна модель хожак жертва.циклічні процеси для ії популяції лемніга залежить не тільки від хижака, а й від кількості і якості корму яким він живиться.