Наземно-воздушная среда жизни.

Жизнь на суше потребовала таких приспособлений, которые оказались возможными только у высокоорганизованных живых организмов. Наземно-воздушная среда более сложная для жизни, она отличается высоким содержанием кислорода, малым количеством водяных паров, низкой плотностью и т.д. Это сильно изменило условия дыхания, водообмена и передвижения живых существ.

Почва как среда обитания.

Почва представляет собой рыхлый поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Почва - не просто твердое тело, как большинство пород литосферы, а сложная система, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и поэтому в ней складываются разнообразные условия, благоприятные для жизни многих микро- и микроорганизмов. По сравнению с приземным слоем воздуха в почве сглажены температурные колебания, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влага и обеспечивают режим влажности, промежуточный между водной и наземной средой. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ. Все это определяет большую насыщенность почвы живыми организмами. В ней сосредоточены корневые системы наземных растений. В среднем на 1м² почвенного слоя приходится более 100 миллиардов клеток простейших, миллионы коловраток, десятки миллионов нематод, сотни тысяч клещей и первично бескрылых насекомых, множество насекомых, червей, моллюсков и других беспозвоночных. Кроме того, 1 см² почвы содержит десятки и сотни миллионов бактерий, микроскопических грибов и микроорганизмов.

Неоднородность условий в почве резче всего проявляется в вертикальном направления. С глубиной резко меняется ряд важнейших экологических факторов, влияющих на почвенных обитателей. Прежде всего, это структура почвы.

Живые организмы как среда обитания.

Многие виды гетеротрофных организмов в течение всей жизни или части жизненного цикла обитают в других живых существах, тела которых служат для них средой обитания, существенно отличающейся по свойствам от внешней среды.

Использование одними живыми организмами других в качестве среды обитания - очень древнее и широко распро­страненное явление. Даже прокариотические организмы (бактерии, сине-зеленые водоросли и др.) имеют сожителей. Внутриклеточные паразиты и симбионты обнаружены у большого количества одноклеточных эукариотических форм (красных, зеленых и диатомовых водорослей, амеб, инфузорий и т.д.). практически нет ни одного вида многоклеточных организмов, не имеющих внутренних обитателей. Чем выше организация хозяев, тем более разнообразные условия они могут предоставить своим сожителям. С другой стороны, способность использовать другие организмы как среду обитания в целом уменьшается с усложнением организации паразитов.

Таким образом, паразитов больше всего среди микроорганизмов и относительно примитивных многоклеточных, а подверженность паразитизму наиболее присуща позвоночным животным и цветочным растениям. Паразиты обитают в специфических условиях внутренней среды хозяина. Это, с одной стороны, дает им целый ряд экологических преимуществ, а с другой – затрудняет осуществление их жизненного цикла по сравнению со свободноживущими особями.

Практические задания

Задание 1.Изучите основные среды жизни, укажите особенности действия экологических факторов на живые организма.

Задание 2.Изучите классификацию организмов и формы адаптации для каждой среды жизни, представьте ответ в виде таблицы.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое среда обитания? Какие среды жизни заселены организмами?

2. Что такое гидробионты? Дайте характеристику форм адаптации их к водной среде.

3. Чем характеризуется наземно-воздушная среда жизни? Назовите формы адаптации к ней живых организмов.

4. Чем характеризуется почва как среда обитания? Как классифицируются почвенные животные?

5. Что означает выражение: «живые организмы как среда обитания»?

6. На чем основаны принципы экологической классификации организмов?

Экология популяции

Цель занятия -изучить структуру и динамику популяции, внутривидовые и межвидовые отношения в популяции. Кривые выживаемости популяции. Определить понятие «гомеостаз популяции».

Популяция (от латинского populus – народ, население) – это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует и занимает определенную часть ареала относительно обособленно от других особей того же вида. Популяция является элементарной структурой вида, в форме которой вид существует в природе.

В популяции действует борьба за существование, а также естественный отбор, благодаря которым выживают и оставляют потомство лишь особи с полезными в данных условиях изменениями. Таким образом, популяция представляет единицу эволюции, обладает многими признаками, которые характеризуют группу как целое, а не отдельно взятые особи.

Групповые особенности – это основные характеристики популяции. К ним относится численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост, темпы роста.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям составляют структуру популяции. Структура популяции формируется на основе общебиологических свойств вида, а также под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов.

В популяции имеют место внутривидовые и межвидовые конкурентные отношения в популяции. Среди внутривидовых отношений наиболее часто встречаются: внутривидовая конкуренция за территорию, пищу, партнера и т.д.; агрессия, характеризующаяся истреблением особей своего вида, что способствует поддержанию численности популяции.

Межвидовые взаимоотношения могут быть безразличными, вредными или полезными для партнеров. При нейтрализме оба вида живут независимо друг от друга. Межвидовая конкуренция проявляется в борьбе за жизненные блага. Мутуализм приносит выгоду обоим партнерам, при симбиозе – жизненно важную, при протокооперации – не очень значительную. При комменсализме вред или польза бывают односторонними. При паразитизме и хищничестве один из партнеров извлекает для себя пользу во вред другому.

Динамика и гомеостаз популяции. Динамика популяции – это изменение ее основных биологических показателей во времени. Особое значение при изучении динамики популяции уделяется изменениям численности особей, биомассы и популяционной структуры. Поддержание определенной численности получило название гомеостаз популяции.В основе реакции гомеостаза лежат изменения физиологических особенностей, роста популяции, поведения и др. Механизм популяционного гомеостаза зависит от экологической специфики вида, его подвижности, степени воздействия хищников и паразитов и т. д.

Модели динамики роста популяции. Любая популяция способна (теоретически) к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют внешние факторы абиотического (климатические) и биотического (конкуренция, хищничество, паразитизм, болезни) происхождения. В таком случае, скорость роста популяции будет определяться величинами биотического и репродуктивного потенциала. Эта динамика описывается уравнением А. Лотки :

,

где N - численность особей, t - время, r - биотический потенциал.

Модель динамики численности популяции при ограниченных (лимитированных) ресурсах предложил Р. Пирл и А. Ферхюльст. В общем виде их уравнение представлено так:

,

где K- емкость среды.

Выражение - характеризует так называемое сопротивление среды

Уравнение Пирла-Ферхюльста лежит в основе практически всех математических моделей конкуренции, хищничества, симбиоза. Оно описывает наиболее реальные и универсальные типы роста популяции живых организмов.