Шпаргалка по "Экология"

4. Во взаимодействии с  экологическими факторами растения  всегда ведут себя активно: они  не только испытывают влияние  среды, но и сами влияют на  него, изменяя его. Например: накипні лишайники, поселяющиеся на камнях, в процессе обмена веществ выделяют органические кислоты, которые ускоряют разрушение субстрата.

5. Каждый экологический  фактор имеет количественную  характеристику, диапазон действия, ограниченный точками минимума  и максимума, которые соответствуют  крайним значениям данного фактора, при которых возможно существование  растения. Также есть точка оптимума, которая показывает оптимальную  величину фактора, при которых возможно существование растения. Также есть точка оптимума, которая показывает оптимальную величину фактора, при которой наблюдаются наилучшие параметры жизнедеятельности растений. Амплитуду условий существования вида от минимальной до максимальной иногда называют экологической валентностью вида, но в последнее время чаще употребляют термин пределы пенетрантности вида, то есть его выносливости. Исходя из этого срока, виды можно поделить на еврибіонти (повсеместно распространенные) и стенобіонти(приспособлены к определенным условиям существования).

Первые являются высоко толерантными, а вторые имеют узкую экологическую амплитуду.

6. Определяя влияние экологических  факторов важно учесть так  называемое явление следствия, поскольку  результаты взаимодействия между  растениями и средой являются  необратимыми. Так, неблагоприятные  условия при образовании семян  или при закладке зимующих  почек в данном вегетационном  сезоне в большой мере повлияют  на те растения, которые вырастут из этих семян в следующем году, или сказывается на плодоношении.

7. Значимость экологических  факторов различна для разных  видов растений в разных условиях  существования. Одни из них могут  быть ведущими, другие – сопутствующими. Так, для прорастания культурных  злаков ведущими являются вода, определенная температура, воздух, другие – сопутствующими. Так, для  прорастания культурных злаков  ведущим фактором будет температура, в период колошения и цветения  – почвенная влага, во время  созревания – содержание питательных  веществ в почве.

Среди экологических факторов также выделяют ограничивающие факторы, которыми определяются возможности существования вида в экстремальных условиях. Организм особенно чувствительны к изменению ограничивающих факторов.

 

10. Толерантность и экологическая валентность.

Экологическая валентность - диапазон адаптированности (толерантности, приспособленности) вида к тем или иным условиям среды.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ, степень или диапазон адаптированности (толерантности, приспособленности, резистентности) живого организма к тем или иным изменениям условий среды. Являются видовым свойством организма. Э. в. количественно выражается интенсивностью и диапазоном действия экологических факторов, при которых вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Она отражает реакцию вида к отдельному фактору или к их комплексу. Действия факторов характеризуются их "дозировкой", амплитудой, размахом колебаний. В жизни растения выделяют 3 кардинальные точки действия отдельного фактора или их комплекса — максимум, оптимум и минимум. Наилучшее развитие растение имеет при оптимальной точке, т.е. при оптимальной интенсивности факторов. Остальные 2 точки — максимум и минимум — характеризуют "пороговое" действие факторов, при которых растение растет и развивается хуже. Зона действия факторов от минимума до максимума представляет собой Э. в. вида. Диапазон факторов — это их интенсивность, в пределах которых может существовать растение. Величина диапазона оптимума и действие одного фактора или их комплекса в целом определяют выносливость растения к данному фактору или к комплексу их, а минимальные и максимальные их значения — границу (предел) толерантности растения относительно одного фактора или комплекса их. Растения бывают широкой, узкой и средней адаптированности. Виды, переносящие широкие изменения силы воздействующего фактора, обозначаются термином, состоящим из названия данного фактора с приставкой "эври" (эвритермный — по отношению к влиянию температуры, эвригалинный — к соленности, эврибатный — по отношению к глубине и т.д.); виды, приспособленные лишь к небольшим изменениям данного фактора, обозначаются аналогичным термином с приставкой "стено" (стенотермный, стено-галинный, стенобатный и т.д.). Так, амурский виноград (Vitis amurensis) является эвритермным, т. к. выдерживает морозы до 40°С. Растения, обладающие широкой Э. в. по отношению к комплексу факторов, называются "эврибионтами", а растения с узкой Э. в. — "стенобионтами". Эврибионты заселяют разнообразные места обитания, а стенобионты — наоборот, имеют узкий круг обитания. Виноградное растение является эврибионтом с относительно широкой Э. в. Однако разные сорта винограда, благодаря их биологически особенностям, обладают различной экологическими амплитудой. Так, многие сорта (Рислинг рейнский, Сильванер, Алиготе, Каберне-Совиньон, Фетяска, Кардинал, Жемчуг Саба и др.) имеют широкую Э. в. и сохраняют свои хозяйственно ценные качества независимо от региона их возделывания, а ряд других сортов, особенно поздних (Мускат белый, Кефесия, Саперави, Траминер розовый и др.), — узкую Э. в., сопровождающуюся изменением качества ягод. Лимитирующий фактор 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, например экстремальными (для данных организмов) температурами, слишком низкой (или слишком высокой) соленостью или недостатком пищи. Однако выделить такие лимитирующие факторы бывает нелегко, а попытки установить прямую связь между распределением организмов и каким-либо внешним фактором далеко не всегда удачны. Например, лабораторные опыты показывают, что некоторые животные, обитающие в солоноватых и морских водах, способны выносить изменения солености в широких пределах, а их кажущаяся приуроченность к узкому диапазону значений этого фактора определяется просто наличием в соответствующих местах подходящей пищи.

11. Гомеостатические реакции организмов.

ГОМЕОСТАЗ – свойство живого организма сохранять относительное динамичное постоянство внутренней среды. Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотическом давлении, устойчивости основных физиологических функций. Гомеостаз специфичен и обусловлен генотипом.

Болезнь человека является следствием нарушения гомеостаза и путей его восстановления.

Живой организм – открытая система, имеющая связь с окружающей средой посредством нервной, пищеварительной, дыхательной, выделительной систем и др.

В процессе обмена веществ с пищей, водой, при газообмене в организм поступают разнообразные химические соединения, которые в организме подвергаются изменениям, входят в структуру организма, но не остаются постоянно. Усвоенные вещества распадаются, выделяют энергию, продукты распада удаляются во внешнюю среду. Разрушенная молекула заменяется новой и т.д.

Целостность структуры полипептидов клетками не нарушается. Т.о., организм – открытая, динамичная система. В условиях непрерывно меняющейся среды организм поддерживает устойчивое состояние в течение определенного времени.

Явление гомеостаза представляет собой эволюционно выработавшееся наследственно-закрепленное адаптационное свойство организма к обычным условиям окружающей среды. Однако эти условия могут кратковременно или длительно выходить за пределы нормы. В таких случаях явления адаптации характеризуются не только восстановлением обычных свойств внутренней среды, но и кратковременными изменениями функции (например, учащение ритма сердечной деятельности и увеличение частоты дыхательных движение при усиленной мышечной работе). Реакции гомеостаза могут быть направлены на :

1) поддержание известных  уровней стационарного состояния,

2) устранение или ограничение  действия вредностных факторов,

3) выработку или сохранение  оптимальных форм взаимодействия  организма и среды в изменившихся  условиях его существования. Все  эти процессы и определяют  адаптацию.

Поэтому понятие гомеостаза означает не только известное постоянство различных физиологических констант организма, но и включает процессы адаптации и координации физиологических процессов, обеспечивающих единство организма не только в норме, но и при изменяющихся условиях его существования.

Основные компоненты гомеостаза можно разделить на 3 группы:

А. МАТЕРИАЛЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ КЛЕТОЧНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ:

1. Вещества, необходимые  для образования энергии, для  роста и восстановления – глюкоза, белки, жиры.

2. Вода.

3. NaCl, Ca и другие неорганические вещества.

4. Кислород.

5. Внутренняя секреция.

Б. ОКРУЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КЛЕТОЧНУЮ АКТИВНОСТЬ:

1. Осмотическое давление.

2. Температура.

3. Концентрация водородных  ионов (рН).

В. МЕХАНИЗМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СТРУКТУРНОЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЕДИНСТВО:

1. Наследственность.

2. Регенерация.

3. Иммунобиологическая реактивность.

 

12. Регуляторы и конформисты.

Для большинства видов экологический оптимум биологической активности ограничен жесткими рамками. Сохранение должного уровня биологической активности, несмотря на колебания интенсивности экологических факторов, обеспечивается гомеостатическими механизмами на уровне особи или популяции.

У видов-конформистов р ответ на смену экологической ситуации происходят изменения определенных структурных или физиологических параметров.

Виды-регуляторы противостоят колебаниям среды, поддерживая постоянство своей собственной среды.

Типичными конформистами являются пойколлотермные (холоднокровные) животные, а регуляторами гомойотерм-ные (теплокровные) животные, хотя в природе нет абсолютных конформистов или абсолютных регуляторов.

Примером реакции конформистского типа на изменение условий среды у человека является увеличение частоты дыхания и частоты сердечных сокращений при подъеме на высоту. Пребывание в этих условиях продолжительное время включает долгосрочный гомеостатический ме-ханизм-увеличение количества эритроцитов в крови. Это возвращает к обычному уровню количество кислорода в клетках и тканях и возвращает человека к обычному уровню активности. В высокогорных популяциях (горный адаптивный тип) структурно-функциональные приспособления к пониженному парциальному давлению кислорода (повышение количества эритроцитов и гемоглобина) обнаруживаются у взрослых и у детей, что свидетельствует о стойком воспроизведении гомеостатических механизмов в поколениях.

При внезапных отклонениях параметров среды от оптимальных или среднемноголетних величин организм использует быстрые, но кратковременные поведенческие или физиологические реакции, основанные на принципе обратной связи. Сохранение адаптации в течение длительного времени приводит к преходящим изменениям определенных физиологических процессов в пределах нормы реакции организма.

Действие необычных условий на популяцию в течение многих лет приводит к соответствующим изменениям ее генофонда. В таком случае приспособительный комплекс признаков складывается в процессе индивидуального развития и характеризует определенный экотип организмов данного вида. Это находит отражение в у экологических правилах К. Бергмана (1847) и Д. Аллена (1906).

Согласно правилу Бергмана, размер тела животных теплокровного политипического вида с понижением температуры среды увеличивается.

В соответствии с правилом Аллена в условиях жаркого климата у теплокровных животных наблюдается тенденция к увеличению размеров выступающих частей тела по сравнению с особями того же вида, проживающими в районах с холодным климатом.

Приспособления, компенсирующие периодические и апериодические колебания условий среды, многообразны. Кроме поведенческих, физиологических, морфологических реакций, отмеченных выше, к ним относятся особенности морфологии организмов, способствующие экономии или рассеиванию энергии, диапауза, спячка, определенный ритм суточной активности, сезонные миграции, запасание пищи и др.

13. Концепция экологической ниши.

Экологическая индивидуальность – это совокупность приспособлений, обеспечивающих виду возможность существовать совместно с другими видами в определенных условиях экотопа и занимать в биоценозах соответствующее место. Концепцию экологической индивидуальности вида предложил Раменский.

Вид независим в системе других видов и взаимоотношения строятся на конкурентной основе. Разные виды по-разному реагируют на одни и те же факторы.

Представление о стратегии вида в биоценозе.

Раменский выделил 3 типа, основываясь на различиях в приспособительной способности видов к совместному произрастанию в фитоценозе:

1. виоленты (силовики, «львы»);

2. патиенты (выносливцы, «верблюды»);

3. эксплеренты (выполняющие, «шакалы»).

Однако ценотическое значение растений может изменяться от одного фитоценоза к другому в зависимости от условий произрастания. Позднее Планка развил концепцию r- и k-отбора (или r- и k-стратегии) по принципу использования энергии. Если энергия идет в основном на поддержание массы – k-стратегия, а если на размножение – r-стратегия.

Возможность совместного существования многих видов определяется их экологическим и биологическим своеобразием, а также условиями среды. Каждый вид занимает в ценозе особую, ему свойственную экологическую нишу. Представление об экологической нише ввели в экологию зоологи. Гаузе, в опытах с простейшими наблюдал, что при совместном существовании двух видов в однородной среде численность одного вида возрастала, а другой вид исчезал (принцип конкурентного исключения).

Было сформулировано положение о том, что два вида на одной территории не могут длительное время занимать одну и ту же экологическую нишу.

Под экологической нишей понимают все факторы среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. Она определяется морфологической приспособленностью, физиологическими реакциями и поведением вида.