1 Взаимодействие организма и среды

2 Вопросы: 1. Экологические факторы. 2. Классификация организмов по отношению к экологическим факторам. 3. Способы адаптации организма. 4. Понятие об экологической нише. 5. Популяция как форма существования вида. 6. Типы взаимоотношений между организмами.

3 Организм – целостная система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов. Свойства организма: 1. самовоспроизведение; 2. целостность и дискретность; 3. рост и развитие; 4. обмен веществ и энергии; 5. наследственность и изменчивость; 6. раздражимость; 7. движение; 8. саморегуляция; 9. специфичность взаимоотношения с другими организмами и средой обитания.

4 Уровни организации живой материи: 1) Генный, или молекулярный уровень. 2) Клеточный уровень. 3) Органный. 4) Организменный. 5) Популяционно-видовой. 6) Экосистемный, биогеоценотический. 7) Биосферный.

5 Типы среды обитания: 1. Водная 2. Наземно-воздушная 3. Почвенная 4. Живой организм Астрономические Климатические процессы Геологические организм изменение приспособление на различных уровнях Факторы среды

6 Живые организмы, связанные трофическими цепями, это только часть экосистем. Воздействие одних видов животных и растений на другие называется биотическими факторами (наличие хищников, паразитов, микроорганизмов, недостаток пищи). Другая часть экосистем это неживая окружающая среда. Ее физические и химические факторы называются абиотическими.

7 Биотические и абиотические факторы воздействуют на живые организмы одновременно и совместно. Для каждого вида животных и растений каждый из факторов окружающей среды образует зону оптимума, в которой организм развивается наиболее комфортно, и две зоны стрессов, в которых организм выживает. За пределами зон стрессов организм погибает. Фактор, от которого зависит выживание организма, называется лимитирующим (ограничивающим).

Экологические факторы АБИОТИЧЕСКИЕБИОТИЧЕСКИЕ Физические климатические – влага, свет, температура, ветер, давление, течения, продолжительность суток Влияние растений друг на друга и на другие организмы в биоценозе (прямо или опосредованно) Физические эдафические – влагоемкость, теплообеспеченность механический состав и проницаемость почвы Влияние животных друг на друга и на другие организмы в биоценозе Химические - состав воздуха, содержание в почве или воде элементов питания, соленость воздуха и воды, реакция рН Антропические факторы – все виды человеческой деятельности

9 Закономерности в отношении ЭФ: При определенных значениях фактора создаются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов – оптимальные условия. Чем сильнее отклоняются значения факторов от оптимальных, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей - зона нормальной жизнедеятельности. Диапазон значений фактора за границами которого нормальная жизнедеятельность становится невозможной – предел выносливости - толерантность.

10 ЭФ Организм (амплитуда устойчивости) амплитуда скорость высокая низкая Эври- бионты Стено- бионты

11 На основе чувствительности организмов к условиям среды (к наличию химически примесей) базируются методы биоиндикации и биотестирования Биоиндикаторы чистоты воздуха – лишайники (лихеноиндикация), жуки- короеды в лесах. Биоиндикаторы водоемов - бактерии, беспозвоночные (инфузории, моллюски, ракообразные), водоросли, некоторые виды рыб. Биоиндикаторы почвы – бактерии, беспозвоночные – количество видов.

12 Адаптация - приспособление организмов к неблагоприятным факторам среды Активный путь – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных способностей, дающих возможность пройти жизненный цикл и дать потомство, несмотря на отклонения условий среды от оптимальных. Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма внешним условиям. Заключается в экономном использовании энергетических ресурсов при ухудшении условий жизни, повышении устойчивости клеток и тканей. Избегание неблагоприятных условий среды – прохождение жизненных циклов в наиболее благоприятное время года

13 Три уровня адаптации: Генетический – обеспечивает жизнеспособность вида на основе мутаций. Изменение обмена веществ – приспособление к сезонным и годичным циклам. Быстрые изменения на кратковременные отклонения факторов среды.

14 Формы адаптации: Морфологические – изменение формы тела или отдельных органов (скаты, камбала, кактусы). Физиологические – изменение протекания обмена веществ (росянка, верблюды, медведи). Поведенческие – изменение поведения (создание убежищ, перелет птиц, брачное поведение, забота о потомстве)

15 Законы адаптации: Закон относительной независимости – высокая адаптированность к одному их ЭФ не дает такой же степени приспособленности к другим условиям жизни. Правило экологической индивидуальности – каждый вид специфичен по экологическим возможностям адаптации; 2-х идентичных видов не существует). Правило соответствия условий среды обитания генетической предопределенности организма – вид организма может существовать до тех пор, пока его среда соответствует генетическим возможностям приспособления к ее колебаниям и изменениям

16 Типы взаимоотношений между организмами позитивные симбиотические нейтральные негативные антибиотические кооперация, мутуализм, комменсализм конкуренция, паразитизм, хищничество

ТИПЫ Вид Б +0 Вид А + Мутуализм Mutualism Комменсализм Commensalism Паразитизм Parasitism 0 Комменсализм Commensalism (Т) Нейтрализм Neutralism (Т) Аменсализм Amensalism Паразитизм Parasitism (Т) Аменсализм Amensalism Конкуренция Competition

18 Позитивные: Кооперация полезность сосуществования организмов очевидна, но их связь не обязательна. Мутуализм (лат. mutuus взаимный) -присутствие партнера становится необходимым. Комменсализм (лат. cum вместе + mensa стол) - один вид получает пользу, а другому сожительство безразлично.

19 В основе классификации типов симбиоза используют аспекты существования организма, которые лежит в основе взаимоотношений - это питание, защита от врагов, жилища и убежища, передвижение, санитарные потребности.

20 мутуализм

21 комменсализм клещи на теле мертвоедов

Гигантский моллюск Calyptogena magnifica был одним из первых гидротермальных животных, описанных в научной литературе (его описали в 1980 году, вскоре после открытия морских гидротерм). Пищеварительная система моллюска сильно редуцирована, и почти всё необходимое он получает от бактериального симбионта.

обитатели гидротермальных биотопов, тех мест на дне океана, где из расщелин изливается горячая вода, несущая большое количество восстановленных веществ (например, H2S), и где благодаря окисляющим эти вещества бактериям развиваются настоящие оазисы жизни. Вестиментиферы Riftia. Из хитиновых трубок торчат красные жаберные лепестки, через которые проникают в кровь и сероводород, и углекислый газ

Термостойкая трава, растущая на горячих геотермальных почвах в Йеллоустонском национальном парке, обязана своей термоустойчивостью симбиотическому грибу. Ни гриб, ни трава по отдельности не выносят перегрева. Оказалось, что в этом симбиотическом комплексе есть еще и третий необходимый участник вирус, живущий в клетках гриба. Гриб, «вылеченный» от вируса, теряет способность придавать термоустойчивость растению-хозяину. Растение Dichanthelium lanuginosum прекрасно растет на почве, нагретой до 65°C, но погибает (справа) в тех же условиях, если его лишить симбиотического гриба Curvularia protuberata

25 Насекомоядные растения: непентес, росянки, венерина мухоловка, саррацения

девочка, у которой было по две пары рук и ног, родилась в крошечной деревушке Архария в северном штате Бихар. Родители назвали ее Лакшми в честь четырех рукой индийской богини. Так называемый "паразитный близнец", развитие которого остановилось в утробе матери, полностью зависел от кровеносной системы двухлетней девочки и не имел головы.

29 Ареал Местообитание ЭН Требования организма к составу и режимам ЭФ- ов определяют границы распространения – ареал – (в пределах ареала – конкретные места обитания). Местообитание – пространственно ограниченная совокупность условий среды, обеспечивающая весь цикл развития и размножения особей одного вида. Экологическая ниша – совокупность всех требований организма к условиям среды и место, где эти требования удовлетворяются.

30 Правила экологической ниши: Чем шире пределы толерантности вида к любому или многим ЭФ, тем больше то пространство, которое он может занимать в природе (распространение). Сочетание требований организма к различным факторам не является произвольным: все организмы адаптированы к режимам сцепленных между собой, взаимосвязанных и взаимозависимых факторов). Если режим хотя бы одного ЭФ в месте обитания особей данного вида изменился т.о., что его значения выходят за пределы толерантности – ЭН разрушается. Каждый вид имеет свою, только ему присущую ЭН. Два вида не могут занимать одну ЭН в пространстве. Пустующая ЭН всегда и обязательно будет заполнена.

31 Экологическая ниша: Фундаментальная реализованная специализированная общая

32 Популяция – совокупность особей одного вида, длительное время населяющих определенное пространство, обладающих общим генофондом и формирующих собственную ЭН. Популяция – форма существования вида, обеспечивающая приспособленность к конкретным условиям среды. Обновление популяции вследствие обмена генетической информацией, Отбор и закрепление видовых признаков, полезных для жизнедеятельности популяции в сложившихся условиях. вид популяция Семья Дем Прайд особь

33 Характеристики популяции: статические динамические Численность Плотность Рождаемость Смертность Показатели структуры популяции: -- половой (соотношение полов в популяции) -- размерный (соотношение количества особей разных размеров -- возрастной - пространственный (случайное, равномерное и неравномерное распределение особей) -- этологический – разнообразные формы совместного существования особей

34 Характеристики популяции: Скорость популяционного роста Стратегии выживания J – образная модель – рост популяции сначала медленно, а затем стремительно быстро (не зависит от плотности). S – образная модель – с увеличением плотности популяции скорость роста снижается и поддерживается на стабильном уровне R – стратегия (r-отбор) – направлена на повышение скорости роста популяции (высокая плодовитость, ранняя половозрелость, короткий жизн. цикл) K - стратегия (k-отбор) – направлена на повышение выживаемости в условиях стабилизировавшейся численности ( отбор на конкурентоспособность)