Методические указания по изучению тем

ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Содержание, предмет и задачи экологии

Экология – наука, изучающая закономерности существования, формирования и функционирования биологических систем всех уровней, от организмов до биосферы, их взаимодействие со средой обитания.

Начало изучения дисциплины состоит из следующих вопросов: классификация, задачи и объекты экологии; современные представление о структуре экологии; история ее развития и место среди других наук. При освоении тем этого раздела важно понять, что экология является фундаментальной биологической дисциплиной, которая в настоящее время превратилась в междисциплинарную область знаний и имеет огромное значение в связи с влиянием человека на окружающую среду.

В структуре экологии различают крупные разделы – аутэкологию (экологию особей), демэкологию (экологию популяций), синэкологию (экологию сообществ). Аутэкология исследует реакции отдельного организма на воздействие факторов среды; демэкология (популяционная экология) занимается отношениями особей внутри популяции – элементарной надорганизменной макросистемы. Синэкология изучает сложный комплекс взаимосвязанных организмов (биоценоз), который существует в определенной физико-химической среде. Эти разделы изучает часть современной экологии – биологическая экология или биоэкология.

Современной жизнью продиктовано возникновение прикладной экологии – раздела, занимающегося изучением и решением практических проблем охраны окружающей среды. В ней развиваются более мелкие направления – промышленная, сельскохозяйственная, медицинская экологии и др.

Другие части экологии, которые выделяются в зависимости от объекта изучения (экология микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека), или от географической среды обитания (экология островов, пустынь, морских побережий и т.д.) или уровня изучаемых проблем (глобальная, региональная и т.п.).

Экология оформилась как самостоятельная наука на рубеже ХIХ и ХХ веков, однако во многих более ранних исследованиях ученые уделяли внимание взаимоотношениям организмов с окружающей средой. Изучая историю возникновения и развития экологии как науки, необходимо отметить, что вклад в ее становление внесли как зарубежные ученые – А. Гумбольдт, Ч. Дарвин, Э. Геккель, А. Тенсли и др., так и отечественные – В.В. Докучаев, К.Ф. Рулье, Г.Ф. Морозов, В.Н. Сукачев, В.И. Вернадский и многие другие.

Знание тем этого раздела значительно облегчает дальнейшее изучение экологии, так как ведет к пониманию того, чем она занимается, каково ее место среди других наук, какие разделы предстоит изучить, и какое место они занимают в структуре современной экологии.

Литература: [1, с. 12-20]; [2, с. 4-18]; [3, с. 4-22]; [4, с. 5-14].

Вопросы для самопроверки

1. Сформулируйте определение экологии как науки.

2. Какие объекты изучает экология?

3. Охарактеризуйте связь экологии с другими науками.

4. Чем отличается синэкология от аутэкологии?

5. Какова роль российских ученых в становлении и изучении экологии как науки?

Тема 2. Природная среда и закономерности действия

Экологических факторов

В этой теме рассматриваются вопросы экологических факторов, адаптации, основных законов экологии. При изучении литературы по данным вопросам студент должен получить представление об основных экологических факторах: абиотических факторах наземной среды, почвенного покрова, водной среды, биотических факторах.

Экологические факторы – это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которые оказывают непосредственное действие на особей данной популяции, а также на характер их отношений друг с другом и особями других популяций. Разнообразные экологические факторы классифицируются по нескольким критериям. Наиболее распространенная классификация – по характеру действия и природе источника – подразделяет экологические факторы на абиотические, биотические и антропогенные. Нужно иметь представление о характеристиках и действии абиотических факторов (свет, температура, влажность и др.) на живые организмы, биотические же факторы удобнее рассматривать при изучении раздела «Экология популяций и сообществ». Не забывайте, что определенные приспособительные реакции организмов создались в результате длительной эволюции. Нужно изучить различные виды адаптации живых организмов к экологическим факторам и правила, ими управляющие (Аллена, Бергмана, Глогера), усвоить, что такое жизненная форма организма.

Студент должен ознакомиться с основными законами экологии: законами биогенной миграции атомов и необратимости эволюции, положениями Б. Коммонера, законами минимума Ю. Либиха и толерантности В. Шелфорда и правилами, их дополняющими. Необходимо осмыслить их практическое значение.

Центральной концепцией этой темы является концепция лимитирующего фактора. В совокупности факторов окружающей среды всегда есть фактор, который в наибольшей степени влияет на состояние организма из-за того, что находится либо в недостатке (минимуме), либо в избытке (максимуме). Такой фактор называется лимитирующим. Правило действия лимитирующих факторов определяет закон толерантности В. Шелфорда (1913). Этот закон расширяет действие установленного ранее закона минимума Ю. Либиха (1840), согласно которому активность жизнедеятельности организма ограничивает фактор, находящийся в относительном минимуме. Студент должен научиться выделять лимитирующие факторы из условий окружающей среды, выражать относительную степень толерантности экологическими терминами при помощи приставок стено-(узкий) и эври-(широкий).

Важный вопрос – распространение организмов в физической среде, географическое и локальное. Нужно ознакомиться с понятиями: экотоп, экотип, гомеостатические реакции организмов и обратная связь, регуляторы и конформисты. Изучить и понять как энергетический, тепловой и водный режимы организмов влияют на их жизнедеятельность и пространственное распространение.

Литература: [1, с. 43-82]; [2, с. 28-150]; [3, с. 62-243, 270-306]; [4, с. 21-72].

Вопросы для самопроверки

1. Что такое экологический фактор?

2. Дайте характеристику температуры как экологического фактора.

3. Как классифицируются растения по отношению к влажности среды?

4. Какие виды адаптации вы знаете?

5. Что такое экотоп?