Типы биотических взаимоотношений.
Ритмы жизни.
1. Циклические – повторяются через более или менее равные промежутки времени (сезоны: сухие, влажные; смена времен года).
2. Направленные – изменяются только в одну сторону (заболачивание почвы, увеличение температуры и влажности).
3. Хаотические – являются неопределенными, плохо предсказуемыми (ураганы, наводнения, похолодание).
В природе все организмы связаны между собой определенными типами биотических взаимоотношений.
1. Нейтрализм (00) – виды не влияют друг на друга.
2. Аменсализм – (-0) – один вид подавляет другой, не получая от этого ни вреда, ни пользы.
3. Комменсализм (+0) – один вид получает преимуществ, не принося другому не вреда, ни пользы.
4. Симбиотические взаимоотношения:
А – Протокооперация (++) – взаимовыгодные, но не обязательно сотрудничество двух видов.
Б – Мутуализм (++) – взаимополезное, обязательное сожительство организмов.
5. Конкуренция (--) – страдают оба вида в борьбе за определенные ресурсы.
6. Хищничество(+-) – один вид поедает другой.
7. Паразитизм (+-) – один организм живет за счет питательных веществ другого организма.
1,2 – нейтральные; 3,4 – положительные; 5-7 – отрицательные взаимоотношения организмов.
Как вы знаете, популяция – это группа особей одного вида, взаимодействующие друг с другом и совместно обитающих на общей территории.
Популяции динамичны. В них постоянно происходят изменения. Подвижность и силу этих изменений отражают динамические характеристики. Состояние популяции характеризуются такими показателями, как рождаемость, смертность, вселение и выселение особей, численность, скорость роста. При этом учитывается время.
Численность популяции – общее количество особей в ней. Эта величина характеризуется широким диапазоном изменчивости, однако она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности, повышающее эти пределы может привести к вымиранию популяции.
Плотность популяции – число особей на единицу площади или объема. При увеличении численности популяции ее плотность, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае расселения особей и расширения ареала.
Пространственная структура популяции характеризуется особенностями размещения особей на занимаемой территории и может изменяться во времени; она зависит от сезона года, численности популяции, возрастной и половой структуры и т.д.
Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции. Изменения половой структуры популяций отражается на ее роли в экосистеме, так как самцы и самки многих видов отличаются друг от друга по характеру питания, ритму жизни, поведению и др. преобладание доли самок над самцами обеспечивает более интенсивный рост популяции.
Возрастная структура популяции отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомства за сезон и др.
Экологическая структура популяции свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды.
Рождаемость – это число молодых особей, появившихся на свет за день, месяц или год,
Смертность – число погибших за этот период.
Регуляторные механизмы – процессы, автоматически регулирующие стабильность популяции. Необходимы при увеличении или уменьшении численности. Регуляторные механизмы вызывают циклические колебания численности популяций, которые зависят:
- от стабильности условий обитания
- продолжительность жизни вида
- количества пищи
- способности к размножению
- влияния человека
| Живое вещество | Биогенное вещество | Биокостное вещество | Костное вещество |
| Биосфера – самая крупная экосистема Земли область системного взаимодействия живого и костного вещества на планете. Характеризуется наличием круговоротов: воды, углерода, азота и др.; защищена озоновым экраном от ультрафиолетового излучения Солнца |
| Литосфера | Атмосфера | Гидросфера |
ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ
1. Первичный океан – раствор неорганических (соли, углекислый газ, аммиак) и органических веществ. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа, метана, аммиака и др. Появление жизни.
2. Усложнение и развитие живых организмов, формирование экосистем и глобальной экосистемы – биосферы. Появление человека.
3. Ноосфера– управляемая человеком биосфера, когда человек преобразует биосферу, не разрушая ее (эта стадия еще не наступила).
В.И. Вернадский подчеркивал в своих трудах, что воздействие человека на остальную биосферу усилилось после появления науки, что человечество стало главнейшей силой, изменяющей процессы в биосфере.
Понятие о ноосфере впервые выдвинуто Вернадским в начале 20 века.
Ноосфера первоначально представлялись ему как своеобразная «мыслящая» оболочка Земли, которая, зародившись в конце третичного периода, разворачивается над растительным и животным миром – анне биосферы. Позже он дал ей другое определение6 ноосфера – это биосфера. Преобразованная трудом человека и измененная научной мыслью. В.И. Вернадский рассматривает переход от биосферы к ноосфере (сфере разума) как естественный процесс. Он писал: «… Все человечество, вместе взятое, представляет ничтожную массу вещества планеты. Мощь связана не с его материей, но с его мозгом, с его разумом и направленным этим разумом его трудом. В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление … Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, ставится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть «ноосфера» …»
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ
1. На поверхности Земли много углекислого газа и водорода, из которых бактерии получают энергию; побочный продукт метан выделяется в атмосферу.
2. Запасы водорода истощились, возник фотосинтез – источник энергии стал солнечный свет; первоначально фотосинтез протекал без выделения кислорода.
3. Совершенствование процесса фотосинтеза, в атмосферу стал выделяться кислород.
4. Сначала кислород был губителен для всего живого. Затем появился процесс дыхания и кислород стал использоваться.
5. Кислород стал накапливаться в атмосфере, часть его превратилась в озон; появился озоновый экран, защищающий все живое от воздействия солнечной радиации.
6. Дыхание и фотосинтез привели к стабилизации состава атмосферы.
Человечество представляет собой часть биомассы биосферы. Если на заре своего становления человек полностью зависел от окружающей среды и оказывал очень небольшое влияние на природу, то с развитием мозга человек сам становится мощным фактором (антропогенный фактор) дальнейшей эволюции на Земле. Овладение человечеством различными формами энергии – механической, электрической и атомной – способствовало значительному изменению земной коры и биогенной миграции атомов.
Существует четыре основные проблемы человечества:
1) экологическая
2) демографическая
3) проблема питания
4) энергетическая
Энергетическая проблема связана с истощением исчерпаемых природных ресурсов.
ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ
| Неисчерпаемые – ресурсы, недостаток которых не ожидается в настоящее и не предвидится в ближайшем будущем (солнечная радиация, атмосферный воздух, энергия ветра) | Исчерпаемые– ресурсы, запасы которых под воздействием человеческой деятельности резко уменьшились, что грозит их полным исчезновением |
| Возобновимые– ресурсы, которые могут быть восстановлены, если деятельность человека не изменит условий воспроизводства живых организмов (растения, животные, земельные ресурсы) | Невозобновимые– та часть природных ресурсов, которая не может самовосстанавливаться в обозримом будущем (большинство полезных ископаемых, почвы, видовой состав растений, животных и др.) |
Отрицательное воздействие человека на биосферу:
1) нерациональное использование природных ресурсов
2) загрязнение окружающей среды промышленными и бытовыми отходами
3) загрязнение почвы, воды, атмосферы
4) неправильное использование ядохимикатов
5) разрушение экосистем
6) прямое истребление биологических видов.
Положительное воздействие человека на биосферу:
Необходимо создание системы охраны природы, которая представляет собой комплекс природоохранных мероприятий, направленных на сохранение естественных экосистем, генофонда популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений, грибов и т.д., на уменьшение воздействия человека на окружающую среду, а также внедрение методов рационального использования экосистем и контроля за их состоянием. В настоящее время система охраны природы действует лишь на отдельных территориях на основании международного и местного законодательств.
С целью недопущения возникновения и развития экологических катастроф разработана система природоохранных мероприятий, в основном сводящаяся к следующему:
1) создание охраняемых территорий (заповедников, заказников, национальных парков);
2) разработка систем наблюдения – мониторинга (в том числе биомониторинга), позволяющего осуществить контроль за состоянием окружающей среды, судить о степени ее деградации, источникам загрязнения, а также делать прогнозы о дальнейших тенденциях развития и функционирования экосистем. Специфическим методом мониторинга является биоиндикация – определение степени деградации среды по изменению численности биоиндикаторов (некоторых чувствительных организмов);
3) принятие законов, обеспечивающих правовую основу природоохранных мероприятий и предусматривающих меры ответственности за нарушение режима заповедных территорий, загрязнение почвы, воды, воздушного пространства и варварское отношение к природе, жестокое обращение с животными, браконьерство;
4) разработка методов разведения редких и исчезающих видов животных и растений и их интродукция (переселение) на охраняемые территории, новые места обитания, а также в зоопарки и ботанические сады;
5) просветительская работа – разъяснение населению (в том числе через средства массовой информации) задач и методов системы охраны природы и необходимости ограничения использования ресурсов, а также недопустимости хозяйственного использования охраняемых территорий.