Презентация на тему "Развитие биологии до экологии"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Биология до экологии

  • Эпоха Великих географических открытий XV – XVII вв.
  • Знакомство с многообразием живых организмов
  • Развитие систематики
  • До середины XIX в. В центре внимания – морфология организма
  • Основное содержание биологии - разнообразие форм живых организмов
• 
  Слайд 2
  

  • Карл Линней 1707-1778
  • Систематика животных и растений
  • Цель – расшифровка плана Божественного творения
  • Понятие вида (вид = элементарный акт творения)
  • Бинарные латинские названия
  • Иерархический принцип в систематике (таксоны)
• 
  Слайд 3

  Развитие морфологии и систематики

  • Разнообразие форм организмов
  • Поиск закономерностей
  • Зависимости формы от условий существования – аналогичные органы
  • Последовательные преобразования форм – гомологичные органы
  • Экология
  • Эволюция
• 
  Слайд 4

  Русские путешественники XVII – XVIII вв.

  • Крашенинников Степан Петрович 1713-1755
  • Лепехин Иван Иванович 1740 - 1802
  • Паллас Петр Симон 1741-1811
  • Описания растительности и животного мира труднодоступных районов (Сибирь, Арктика)
  • Первые сведения об образе жизни различных видов
  • Первые идеи о зависимости организмов от среды обитания
• 
  Слайд 5

  К.Ф.Рулье

  • Карл Франциевич Рулье 1814 – 1858
  • Профессор МГУ
  • Первые экологические работы в России
  • Вместо путешествий в отдаленные страны, на что так жадно кидаются многие, приляг к лужице, изучи подробно существа –растения и животных, ее населяющих, в постепенном развитии взаимно непрестанно перекрещивающихся отношениях организации и образа жизни, и ты для науки сделаешь несравненно более, нежели многие путешественники... Полагаем задачею, достойною первого из первейших ученых обществ, назначить следующую тему для ученого труда первейших ученых: «Исследовать три вершка ближайшего к исследователю болота относительно растений и животных и исследовать их в постепенном взаимном развитии организации и образа жизни посреди определенных условий».
  • К.Ф.Рулье. «О задачах экологии», 1851.
• 
  Слайд 6

  Н.А.Северцов

  • Николай Алексеевич Северцов 1827-1885
  • «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» (1855)
  • Самое полное знание о строении животного организма – не более как подготовительное для исследования животной жизни… Далее необходимо исследовать жизненные явления, которые составляют нравы и образ жизни животного. Они сопрягаются влиянием среды, в которой живет животное.
  • Ученик К.Ф.Рулье, зоолог и путешественник, один из основоположников экологии в России
• 
  Слайд 7

  Эрнст Геккель автор термина «Экология»

  • ЭРНСТ ГЕНРИХ ГЕККЕЛЬ (Haeckel, Ernst Heinrich) 1834–1919
  • Общая морфология организмов, 1866
  • Естественная история миротворения, 1868
  • «Экология - общая наука об отношениях организмов к окружающей среде, куда относятся все условия их существования».
• 
  Слайд 8

  В центре внимания – организм

  Основные направления исследований:

  • Описание образа жизни разных видов
  • Изучение жизни в экстремальных условиях (Арктика, пустыни)
  • Закономерности влияния факторов среды
  • Связь морфологии организмов и среды обитания
  • Периодические явления в жизни организмов (сезонность, суточные ритмы)

• 
  Слайд 9

  Экология организма

  • Таким образом ‑ в середине XIX в. возникло особое направление - экология
  • Вначале - на уровне изучения отдельных организмов.
  • Важные обобщения организменной экологии
    • 1. Общие закономерности влияния факторов среды на организмы. Адаптации
    • 2. Учение о жизненных формах. Конвергенции Экологические классификации
    • 3. Экоморфология
    • 4. Экопериодизм. Биоритмы
• 
  Слайд 10

  План занятий

  • Предмет экологии животных
  • Основы факториальной экологии животных:
    • -основные факторы среды и их влияние на животных
    • -экологические группы животных
    • - адаптации и жизненные формы
• 
  Слайд 11

  Обзор основных экологических факторов

  • Температура
  • Влажность
  • Свет
• 
  Слайд 12

  Зависимость скорости процессов от температуры

  • ΔH –энергия активации
  • R –газовая постоянная
  • T –температура
  • Химическаяреакция
  • Ферментативная реакция (кривая Аррениуса)
  • Скорость роста организма
  • Закон Вант-Гоффа:
  • Кардинальные точки:
  • Opt - скорость процессов максимальна
  • Min - разбалансировка процессов, замерзание воды, холодовые повреждения
  • Max - денатурация белков, разбалансировка процессов, обезвоживание
• 
  Слайд 13

  Температурные границы жизни

  • Стабильность белков:
  • -10ºC
  • 100 ºC
  • 0ºC
  • 50ºC
  • Станция Восток, Антарктида -80°C
  • Долина смерти, Колорадо + 56°C
  • Перенесение в неактивном состоянии
  • Хранение культур в жидком азоте -173°C
  • Эндоспоры бактерий выдерживают кипячение
  • Стабильные экосистемы
• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15

  Деление организмов по отношению к температуре

  • Криофилы
  • Термофилы
  • В условиях Крайнего Севера, в Якутии деревья и кустарники не вымерзают при - 70°С. «Рекордсмен» – лиственница даурская. За полярным кругом при такой же температуре выживают лишайники, некоторые виды водорослей, ногохвостки, в Антарктиде – пингвины.
  • Семена и споры многих растений, нематоды, коловратки переносят замораживание до температуры близкой к абсолютному нулю (271°С). Животные больших глубин переносят температуры около 0°С.
  • Пресмыкающиеся, некоторые виды жуков, бабочек выдерживают температуру до 45-50°С.
  • В пустыне Палестины максимальная активность у кузнечиков наблюдается при 40-градусной жаре.
  • В горячих источниках Калифорнии при температуре 52°С обитает рыба - пятнистый ципринодон, а на Камчатке при 75-80°С живут сине-зеленые водоросли.
  • Верблюжья колючка, кактусы переносят нагревание воздуха до 70°С.
• 
  Слайд 16
  

  Теплокровные животные

• 
  Слайд 17
  

  • Хладнокровные животные
• 
  Слайд 18

  Температурные адаптации животных

• 
  Слайд 19
  

  • Правило Бергмана
  • Если существует род, виды которого отличаются только величиной, тогда более мелкие виды этого рода будут тяготеть к более теплому климату, причем в точности в соответствии с их массой.
  • Карл Бергман, 1847
  • Отношение объема к поверхности (= теплопродукции к теплоотдаче):
• 
  Слайд 20

  Правило Аллена

  • Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более короткие выступающие части тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению с обитателями более теплых зон и областей.
  • Д. Аллен (1877)
  • Песец
  • Обыкновенная лисица
  • Фенек
  • Заяц-беляк
  • Толай
  • Американский заяц
• 
  Слайд 21

  Влажность как экологический фактор

  • aw =
  • Давление пара над раствором
  • Давление пара над чистой водой
  • Физиологическая сухость:
    • 1) недостаток воды
    • 1) низкие t
    • 2) высокая концентрация солей
• 
  Слайд 22
  

  • Абсолютная влажность - это количество водяного пара в воздухе и зависит от температуры и давления.
  • Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной.
  • Влажность — это количество водяного пара в воздухе. Его можно выразить в граммах на кубический метр( показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные).
• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24
  

  • Гигрофилы - наземные животные, приспособленные к обитанию в условиях высокой влажности (на болотах, во влажных лесах, по берегам водоемов, в почве). Например, мокрицы, наземные моллюски и амфибии, наземные планарии (черви).
• 
  Слайд 25
  

  • Мезофилы - животные, обитающие в условиях умеренной влажности и сравнительно легко переносящие ее колебания.
• 
  Слайд 26
  

  • Ксерофилы
  • Животные сухих местообитаний — ксерофилы — имеют хорошо развитые механизмы регуляции водного обмена и приспособления к удержанию воды в организме
• 
  Слайд 27

  Адаптации животных к недостатку воды

• 
  Слайд 28
  

  • Животные получают воду тремя основными путями: через питье, вместе с пищей и в результате метаболизма, т.е за счет окисления и расщепления жиров, белков и углеводов.
• 
  Слайд 29
  
• 
  Слайд 30

  Чернотелки Stenocara в пустыне Намиб

  • В пустыне Намиб полностью отсутствуют дождевые осадки, но ежедневно выпадают туманы.
  • Чернотелки рода Stenocara во время тумана конденсируют воду из влажного воздуха, на поверхности тела и сохраняют ее в специальных вместилищах
• 
  Слайд 31
  

  Основные адаптации беспозвоночных животных, позволяющие обитать в наземно- воздушной среде жизни

  • 1. Формирование водонепроницаемых покровов
  • 2. Формирование дыхательной трахейной системы, препятствующей потерям воды из организма
• 
  Слайд 32
  

  • 3. Изменения в строении выделительной системы и в типах продуктов выделения
  • 4. Наличие внутреннего оплодотворения
  • 5. Развитие жирового тела
• 
  Слайд 33

  Свет как экологический фактор

• 
  Слайд 34

  Состав солнечной радиации

  • Длина волны, мкм
  • Интенсивность радиации
  • Физиологическая радиация (ФР)
  • Фотосинтетически активная радиация (ФАР)
  • Действие на живые организмы
• 
  Слайд 35

  Роль света в жизнедеятельности животных

  • Действие не физиологические процессы
  • Ориентацияв пространстве
  • Пигментация (меланизация) кожи
  • Образование некоторых факторов роста (витамин D)
  • Мутагенное действие
  • Органы зрения
• 
  Слайд 36

  Свет как условие ориентации

  Роль зрительной ориентации – зависит от степени эволюционного развития органов зрения

  • Простейшие:
  • Euglena
  • Стигма
  • Фототаксис
  • Примитивные
  • глазки
  • Примитивные
  • беспозвоночные
  • Различают степень освещенности (день-ночь)
  • Восприятие образов
  • Сложные глаза
  • Collembola
  • Позвоночныеи насекомые
• 
  Слайд 37

  Гипертрофия органов зрения

  • Жизнь при сумеречном освещении может приводить к гипертрофированному развитию глаз, способным улавливать ничтожные доли света
  • Лори
  • Совы
• 
  Слайд 38

  Редукция глаз

  • У постоянных обитателей пещер наблюдается полная или частичная редукция глаз
• 
  Слайд 39

  Биолюминисценция

  • Выделение светящейся жидкости – защита от хищников
  • Светящаяся приманка
  • Собственное освещение
  • Биолюминисценция характерна для глубоководных животных, осуществляется за счет симбиоза со светящимися бактериями.
  • Культура Photobacterium
• 
  Слайд 40

  Пути адаптации к недостатку света

  • Рудукцияорганов зрения
  • Гипертрофияорганов зрения
  • Собственный свет (биолюминисценция)
  • Альтернативные стратегии