Организм и среда презентация

Лекция 1. ОРГАНИЗМ и СРЕДА. Предмет экологии Среды жизни на Земле и экологические факторы Закономерности действия абиотических факторов и адаптации к ним Популяции и динамика их численности Сообщества и экосистемы Биосфера

Термин «экология» в 1866 г. предложил немецкий зоолог Эрнст Геккель: название науки происходит от греческих слов «ойкос» - дом, местообитание и «логос» - наука, то есть буквально оно переводится как наука о местообитании.

Уровни организации живой материи

2. Среды жизни на земле и экологические факторы Среда – это совокупность тел и сил внешнего по отношению к живому организму мира Из среды организм получает все необходимое для жизни и в нее же выделяет продукты обмена веществ.

На Земле существует 4 основных среды обитания организмов: Водная – самая древняя, где и зародилась жизнь

Наземно-воздушная, где живем и мы Почвенная Другие живые организмы

Экологические факторы Экологические факторы (от лат. фактор – действующий) – отдельные условия или элементы среды, которые влияют на организм (Они влияют на жизнеспособность, рост, развитие, плодовитость и другие характеристики организма)

3. Закономерности действия абиотических факторов закон оптимума для каждого вида живых организмов существуют оптимальные значения каждого экологического фактора. Чем больше значения фактора отклоняются от оптимума в сторону увеличения или уменьшения, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей

Зависимость степени благоприятности фактора от его интенсивности

Закон лимитирующих факторов: Закон лимитирующих факторов: факторы среды, имеющие значения близкие к пределам выносливости (т.е. лимитирующие), ограничивают существование вида даже при оптимальных значениях других факторов

Адаптации – это приспособление организма к окружающей среде Адаптации – это приспособление организма к окружающей среде

Примеры адаптаций

Популяция (от лат. «популюс» - народ) - изолированно проживающая на одной территории часть вида

Возрастные пирамиды популяций человека со стабильной (А) и растущей (Б) численностью

Выживаемость - доля особей, доживающих до определенного возраста I - выпуклая (кривая дрозофилы и человека) - II – диагональная (кривая гидры) - смертность одинакова во всех возрастах III – вогнутая (кривая устрицы) - у видов, не заботящихся о потомстве IV - ступенчатая кривая –выживаемость меняется в разные периоды жизни

Кривые роста численности популяции

Гомеостаз – способность системы к самоподдержанию и саморегулированию на основе обратной связи Рождаемость Защитные механизмы Способность выдерживать неблагоприятные условия

Биоценоз (от греч. био – живое, ценоз – сообщество) - совокупность всех взаимосвязанных растений, животных, микроорганизмов, проживающих на однородном участке суши или водоема (К.Мебиус, 1877) Биоценоз (от греч. био – живое, ценоз – сообщество) - совокупность всех взаимосвязанных растений, животных, микроорганизмов, проживающих на однородном участке суши или водоема (К.Мебиус, 1877) (например, водоросли, рыбы, лягушки, жуки, инфузории и т.д., живущие в одном пруду)

Биотоп (био – живое, топос – место) занимаемое биоценозом пространство и вся неживая среда вокруг (земля, вода, воздух, свет, тепло…) Биоценоз + биотоп = экосистема

Экосистемы (А. Тенсли, 1935) - основные единицы природы т.е. любые природные или созданные человеком сообщества живых существ вместе со средой обитания, функционирующие как единое целое (лес, озеро, поле…) Главные признаки для экосистемы – это наличие круговорота веществ и потока энергии, которые обеспечивают ее относительную стабильность

Схема круговорота веществ в экосистеме

Продуценты (производители) – это автотрофные организмы, образующие первичную продукцию органического вещества в экосистеме из неорганического (растения, часть бактерий)

Фотосинтез - это использование энергии солнечного света для синтеза глюкозы из углекислого газа и воды: свет 6 СО2 + 6 Н2О С6Н12О6 + 6О2

Роль продуцентов в том, что из простых неорганических соединений с низкой потенциальной энергией они создают сложные органические вещества с высокой потенциальной энергией. Они превращают энергию солнечного света в химическую и запасают ее.

Организмы, питающиеся готовым органическим веществом других организмов или продуктов их жизнедеятельности - гетеротрофы

Консументы – потребители готового органического вещества других организмов, превращающие его в органические вещества своего тела (животные, высшие грибы)

Редуценты (разлагатели) заканчивают разложение органических остатков до СО2 , воды и минеральных веществ (бактерии, низшие грибы)

Пищевая цепь – Пищевая цепь – последовательность групп организмов, где каждый предыдущий служит пищей для последующего

Трофические уровни (трофический – связанный с питанием) звенья пищевой цепи, равноудаленные от начала

Схема потока энергии в экосистеме

Закон пирамиды энергий Р.Линдемана (правило 10%) В среднем, при переходе с одного трофического уровня на другой энергия уменьшается в 10 раз

Динамика экосистем: Сукцессия (от лат. сукцедо – следовать за кем-либо) - это процесс развития экосистемы, явление, при котором одна экосистема заменяется со временем другой

Примеры сукцессий: Зарастание каменистой осыпи (первичная, где раньше никто не жил): Камни → накипные лишайники → мхи → → травы → кустарники → лес Зарастание заброшенного поля (вторичная, где раньше жили организмы): Пашня → сорняки → луг → кустарники → → березняк → ельник

Сукцессионные стадии (серии)- ряд сменяющих друг друга сообществ Климаксовая экосистема или климакс (от греч. – лестница) - стабильная экосистема, являющаяся конечным этапом сукцессии и находящаяся в равновесии со средой (состояние гомеостаза)

6. Биосфера Биосфера это живая оболочка Земли, то есть глобальная экосистема (от лат. глобус - шар), включающая все живые организмы на Земле и населенные ими части планеты (населенные части атмосферы, гидросферы и литосферы)

ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ

Учение В.И. Вернадского о биосфере: Биосфера – есть результат деятельности живой материи, а не только пространство, где обитают живые организмы Живые организмы способны преобразовывать среду, приспосабливать ее к своим потребностям

Категории веществ в биосфере : Живое вещество – т.е. биомассу всех живых организмов Земли. Биогенное вещество, возникшее из отходов жизненных процессов (уголь, нефть, торф, известняки, сера, H2S, N2, O2, и т.д.) Косное вещество - все геологические образования, не входящие в состав организмов и не созданные ими (многие минералы, лава, вулканический пепел, метеориты, инертные газы) Биокосное вещество, образовавшееся в результате сложных взаимодействий смесей живого и косного веществ (почва, ил)