Шпаргалка по "Экологии"

В большинстве случаев  наблюдаемые признаки повышают приспособленность  особей лишь при соблюдении ряда условий. Например, зеленая окраска является покровительственной лишь при наличии  зеленого фона, лжепредостерегающая окраска незащищенных видов при бэтсовской мимикрии отпугивает хищников лишь при наличии защищенной модели, миметическая (подражательная) окраска делает организм незаметным лишь при соблюдении определенной позы. Некоторые адаптации характеризуются исключительной целесообразностью. Например, строение органов захвата пищи у богомолов точно соответствует размерам жертвы. Однако изменение размеров жертвы может привести к полной гибели популяции богомолов от голода.

 

Таким образом, можно лишь утверждать, что рассматриваемый  признак дает особи преимущество в борьбе за существование перед  теми особями, которые не имеют этого  признака. При оценке адаптивного  значения признака обычно оценивают  относительную приспособленность носителей этого признака, например, по отношению к максимально известной выживаемости, плодовитости, конкурентоспособности.

 

Вопрос №4.

 

Современная систематика  живых организмов строится на основе степени родства организмов. В  основу экологических классификаций  могут быть положены самые разнообразные  критерии: способы питания, передвижения, отношения к температуре, влажности  и т.п. Разнообразие адаптации к  среде создает необходимость  множественных классификаций.

 

 Типы питания живых  организмов. Питание — процесс  потребления энергии и вещества. По типу питания живые организмы  делятся на автотрофов, гетеротрофов и миксотрофов.

 

Автотрофы (автотрофные организмы) — организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения и некоторые бактерии). Иначе говоря, это организмы, способные  создавать органические вещества из неорганических — углекислого газа, воды, минеральных солей.

 

 В зависимости от  источника энергии автотрофы  делятся на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов. ^ Фото (авто)трофы — организмы, использующие для биосинтеза световую энергию (растения, цианобактерии). Хемо (авто)трофы — организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений (хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.).

 

Гетеротрофы (гетеротрофные  организмы) — организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство  бактерий).

 

 По способу получения  пищи гетеротрофы делятся на  голозоев и осмотрофов. Голозои заглатывают твердые куски пищи (животные), осмотрофы поглощают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки (грибы, большинство бактерий).

 

 По состоянию источника  пищи гетеротрофы делятся на  биотрофов и сапротрофов. Биотрофы питаются живыми организмами. К ним относятся зоофаги (питаются живыми животными) и фитофаги (питаются живыми растениями), в том числе паразиты. Сапротрофы используют в качестве пищи орга­нические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапрофаги (питаются растительными остатками) и некрофаги (питаются трупами животных).

 

Миксотрофы — организмы, которые могут, как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).

 

 Жизненные формы организмов. Среди приспособлений живых организмов  к среде особую роль играют  морфологические адаптации. Изменения  в наибольшей степени затрагивают  органы, находящиеся в непосредственном  соприкосновении с внешней средой. В результате наблюдается конвергенция (сближение) морфологических (внешних)  признаков, в то время как  анатомические и другие признаки  остаются неизмененными, отражая  родство и происхождение видов.  Морфологический тип приспособления  животного или растения к основным  факторам местообитания и определенному  образу жизни называют жизненной  формой организма. Существует  большое количество классификаций  жизненных форм растений и  животных, основанных на разных  признаках. В качестве примера приведем по одной классификации жизненных форм растений и животных.

 

^ Классификация жизненных  форм растений К. Раункиера (1934) по положению почек или верхушек побегов в течение неблагоприятного времени года по отношению к поверхности почвы и снегового покрова. Этот признак имеет глубокий биологический смысл: защита меристем, предназначенных для продолжения роста, обеспечивает непрерывное существование особи в условиях резко изменяющейся среды.

 

Фанерофиты — почки  возобновления, открытые или

закрытые, расположены высоко над поверхностью почвы (выше

30 см).

 

Хамефиты — почки возобновления у поверхности

почвы или не выше 20—30 см.

 

 Ш. Гемикриптофиты  — почки возобновления у поверхности  почвы, или в самом поверхностном  ее слое, часто покрытом подстилкой.

 

IV. Криптофиты — почки  возобновления скрыты в

почве (геофиты) или под  водой (гелофиты и гидрофиты).

 

V. Терофиты  — возобновление после неблагоприятного времени года только семенами.

 

^ Классификация жизненных  форм животных Д.Н. Кашкарова (1945) по характеру передвижения в разных средах.

 

I. Плавающие формы. 1. Чисто  водные: а) нектон; б) планктон; в) бентос. 2. Полуводные: а) ныряющие; б) неныряющие; в) лишь добывающие из воды пищу.

 

 П. Роющие формы. 1. Абсолютные землерои (всю жизнь проводящие под землей). 2. Относительные землерои (выходящие на поверхность).

 

 Ш. Наземные формы. 1. Не делающие нор: а) бегающие; б) прыгающие; в) ползающие. 2. Делающие норы: а) бегающие; б) прыгающие; в) ползающие. 3. Животные скал.

 

IV. Древесные лазающие  формы, а) не сходящие с деревьев; б) лишь лазающие по деревьям.

 

Воздушные формы. а) добывающие пищу в воздухе; б) высматривающие пищу с воздуха.

Вопрос №5.

Всем живым организмам для осуществления  процессов жизнедеятельности необходима энергия, поступающая извне. Основным источником ее является солнечная радиация, на которую приходится около 99,9 % в  общем балансе энергии Земли.

У растений возникают различные  морфологические и физиологические  адаптации к световому режиму местообитаний.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

1) светолюбивые (световые), или  гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых  местообитаний;

2) тенелюбивые (теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами;

 

3) теневыносливые, или факультативные  гелиофиты, – могут переносить  большее или меньшее затенение,  но хорошо растут и на свету;  они легче других растений  перестраиваются под влиянием  изменяющихся условий освещения.

Гелиофиты часто имеют  побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или  с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом  или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями.

Сциофиты– это растения, постоянно находящиеся в условиях сильного затенения.

Листья у сциофитов располагаются горизонтально, нередко хорошо выражена листовая мозаика. Листья темно-зеленые, более крупные и тонкие. Клетки эпидермы крупнее, но с более тонкими наружными стенками и тонкой кутикулой, часто содержат хлоропласты. Клетки мезофилла крупнее, палисадная паренхима однослойная или имеет нетипичное строение и состоит не из цилиндрических, а из трапециевидных клеток. Площадь жилок вдвое меньше, чем у листьев гелиофитов, число устьиц на единицу площади меньше. Хлоропласты крупные, но число их в клетках невелико.

Факультативные гелиофиты, или теневыносливые растения, в зависимости  от степени теневыносливости имеют  приспособительные особенности, сближающие их то с гелиофитами, то со сциофитами. К этой группе можно отнести некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах, опушках, вырубках.

У деревьев и кустарников  теневая или световая структура  листа часто определяется условиями  освещения предыдущего года, когда  закладываются почки: если закладка почек идет на свету, то формируется  световая структура, и наоборот.

Если в одном и том  же местообитании закономерно периодически изменяется световой режим, растения в  разные сезоны могут проявлять себя то как светолюбивые, то как теневыносливые.

Вопрос №6.

 

Свет для животных необходимое  условие видения, зрительной ориентации в пространстве. Рассеянные, отраженные от окружающих предметов лучи, воспринимаемые органами зрения животных, дают им значительную часть информации о внешнем мире. Развитие зрения у животных шло параллельно  с развитием нервной системы.

 

Полнота зрительного восприятия окружающей среды зависит у животных в первую очередь от степени эволюционного  развития. Примитивные глазки многих беспозвоночных – это просто светочувствительные клетки, окруженные пигментом, а у одноклеточных – светочувствительный участок цитоплазмы. Процесс восприятия света начинается с фотохимических изменений молекул зрительных пигментов, после чего возникает электрический импульс. Органы зрения из отдельных глазков не дают изображения предметов, а воспринимают только колебания освещенности, чередование света и тени, свидетельствующие об изменениях в окружающей среде. Образное видение возможно только при достаточно сложном устройстве глаза. Пауки, например, могут различать контуры движущихся предметов на расстоянии 1–2 см. Наиболее совершенные органы зрения – глаза позвоночных, головоногих моллюсков и насекомых. Они позволяют воспринимать форму и размеры предметов, их цвет, определять расстояние.

Предельная чувствительность высокоразвитого глаза огромна. Привыкший к темноте человек  может различить свет, интенсивность  которого определяется энергией всего  пяти квантов, что близко к физически  возможному пределу.

Понятие видимого света в  некоторой мере условно, так как  отдельные виды животных сильно различаются  по способности воспринимать разные лучи солнечного спектра. Для человека область видимых лучей – от фиолетовых до темно-красных.

Некоторые животные, например гремучие змеи, видят инфракрасную часть спектра и ловят добычу в темноте, ориентируясь при помощи органов зрения. Для пчел видимая  часть спектра сдвинута в более коротковолновую область. Они воспринимают как цветовые значительную часть ультрафиолетовых лучей, но не различают красных.

 

У постоянных обитателей пещер, куда не проникает солнечный свет, глаза могут быть полностью или  частично редуцированы, как, например, у слепых жуков жужелиц, протеев  среди амфибий и др

Способность к различению цвета в значительной мере зависит  и от того, при каком спектральном составе излучения существует или  активен вид. Большинство млекопитающих, ведущих происхождение от предков  с сумеречной и ночной активностью, плохо различают цвета и видят  все в черно-белом изображении (собачьи, кошачьи, хомяки и др.). Такое  же зрение характерно для ночных птиц (совы, козодои). Дневные птицы имеют  хорошо развитое цветовое зрение.

Жизнь при сумеречном освещении  приводит часто к гипертрофии  глаз. Огромные глаза, способные улавливать ничтожные доли света, свойственны  ведущим ночной образ жизни лемурам, обезьянам лори, долгопятам, совам  и др.

 

Вопрос №7.

Тепловой режим — важнейшее условие существования живых организмов, так как все физиологические процессы в них возможны при определенных условиях. Главным источником тепла является солнечное излучение.

Как к экологическому фактору, по отношению к температуре все  организмы подразделяются на две  группы: холодолюбивые и теплолюбивые. Холодолюбивые организмы, или криофилы, способны жить в условиях сравнительно низких температур и не выносят высоких. Криофилы могут сохранять активность при температуре клеток до -8 и -10 °С, когда жидкости их тела находятся в переохлажденном виде. Характерно для представителей разных групп, например бактерий, грибов, моллюсков, членистоногих, червей и др. Криофилы населяют холодные и умеренные зоны. Холодостойкость растений весьма различна и зависит от условий, в которых они обитают.

Приостановка всех жизненных  процессов организма называется анабиозом. Из анабиоза живые организмы возвращаются к нормальной жизни при условии, если не была нарушена структура макромолекул в их клетках.

У теплолюбивых, или термофилов, жизнедеятельность приурочена к условиям довольно высоких температур.

Это преимущественно обитатели  жарких, тропических районов Земли. Среди многочисленных беспозвоночных (насекомые, паукообразные, моллюски, черви), холодно- и теплокровных позвоночных  имеется много видов и целый  отряд, обитающие исключительно  в тропиках. Настоящими термофилами  являются растения жарких тропических  районов. Они не переносят низких температур и нередко гибнут уже  при 0 °С, хотя физического замораживания их тканей и не происходит.

Вопрос №8.

Беспозвоночные, рыбы, амфибии  и рептилии лишены способности поддерживать температуру тела в узких границах. Их называют пойкилотермными (от греч. poikilos — разный). Данных животных часто называют также эктотермными, так как они больше зависят от тепла, поступающего извне, чем от того тепла, которое образуется в обменных процессах. Характерна низкая интенсивность обмена и отсутствие механизма сохранения тепла. Раньше этих животных обычно называли холодокровными, но этот термин неточен и может вводить в заблуждение.