Презентация на тему "Экология ()"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Экология ()

    Так что же это за выскочка среди наук, которая представляется нам набором фактов без всякой теории и которая явно страдает от избытка наблюдений и от отсутствия принципов для их классификации? А существует ли вообще такая наука – экология? Эймьян Макфедьен, 1965

• 
  Слайд 2
  

  Под экологией мы подразумеваем общую наукуоботношении организмов к окружающей среде, куда мы относим все «условия сущестовования» в широком смысле этого слова. Они частично органической, частично неорганической природы. Э. Геккель, 1866  

• 
  Слайд 3
  
• 
  Слайд 4
  

              Окружающая среда Живая система Живая система Абиотическая система  

• 
  Слайд 5
  

  Среда Организм               Аутэкология – организм во взаимодействии со средой как система, отражающая видовые особенности Экологическая физиология – функциональные взаимодействия организма и среды Факториальная экология – воздействие факторов среды на организмы.

• 
  Слайд 6
  

  Фактор – (лат. Factor – производящий) 1) Движущая сила, причина, обуславливающая основные характеристики или отдельные черты какого-либо явления или процесса. 2) Мера корреляции между переменными (математич.) 3) Посредник, перепродавец (устаревшее). Лимитирующий фактор среды – фактор, изменяющий важные функциональные характеристики организмов.

• 
  Слайд 7
  

  АУТЭКОЛОГИЯ (ФАКТОРИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ). НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЕЙШИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ: Свет Вода (Увлажненность) Температура

• 
  Слайд 8
  

  Свет Ресурсный фактор – основной источник энергии для первичного синтеза. CO2 + H2O CH2O + O2 hn Свет – весь диапазон солнечного излучения, т.е. поток энергии в пределах длин волн 0,05 – 3000 нм. 1 нм = 10-6 мм

• 
  Слайд 9
  

  Меньше 150 нм – зона ионизирующей радиации 150 нм – 400 нм – ультрафиолетовое излучение (УФ) 400-800 нм – видимый свет (границы «видимости» различны) 800-1000 нм – инфракрасное излучение (ИК) Более 1000 нм – дальнее ИК-радиация Области диапазонов светового излучения

• 
  Слайд 10
  

  Ионизирующее излучение (

• 
  Слайд 11
  

  100 % Солнечный свет Поверхность Земли облака аэрозоли 24 % 52 % Отражается 9 % Отражается 25 % Поглощается 10 % Поглощается 9 % 24 % 17 % 6 %

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  

  Кривые функциональной реакции (потребитель-ресурс)

• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15
  

  Оптимум – при полном солнечном освещении Могут существовать при разных режимах освещенности Никогда не растут в условиях сильной освещенности Светолюбивые растения (гелиофиты) Теневыносливые растения Теневые растения (сциофиты) Степные и луговые злаки, растения тундр и высокогорий Большинство растений лесной зоны: Ель, лещина, бузина, шалфей Растения нижних ярусов лесов

• 
  Слайд 16
  

  Вода: CO2 + H2O CH2O + O2 Живые организмы состоят из воды в среднем примерно на 75 %. (1) Растворимость– вода универсальный растворитель. Без нее не могут протекать биохимические процессы (2) Плотность – непостоянна в зависимости от температуры (максимальна при +4o C). (3) Удельная теплоемкость и теплопроводность – высоки, что нужно для поддержания теплового баланса организмов (4)Количество растворенного кислорода – важно для организмов, обитающих в водной среде (5) Солевой состав. Пресная – менее 0,5 г/л; морская – 35 г/л. Для растений избыточное поступление солей из почвенного раствора Нарушает клеточно-тканевые процессы, однако устойчивость к засоленности различна. ГАЛОФИТЫ – не просто устойчивы к засоленности. Повышенное осмотическое давление в их клетках способствует более интенсивному Извлечению воды из засоленных (часто бедных водой) почв.

• 
  Слайд 17
  

  КЛАССИФИКАЦИЯ РАСТЕНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОТРЕБНОСТИ В ВОДЕ Гидрофиты Погруженные (контактирующие только с водной средой) - фитопланктон Влаголюбивые – контактируют еще и с почвой (укорененные) и (или) с воздухом (плавающие)- элодея, ряска. Растения, занимающие береговые и прибрежные мелководные местообитания. (стебель и листья высоко над водой) – рогоз, камыш. Гигрофиты – наземные растения, обитающие в условиях повышенной влажности (болотные растения и растения влажных тропических лесов). Ксерофиты Суккуленты – экономят расход влаги и запасают влагу. Мясистые растения с хорошо развитой паренхимой, а их форма снижает транспирацию – кактусы, молочаи. Склерофиты - не зпасают влагу, а снижают водный обмен – могут терять до 25 % влаги. – саксаул. Мезофиты – растения, обитающие в условиях умеренного увлажнения. – Большинство широкораспространенных видов.

• 
  Слайд 18
  

  ТЕМПЕРАТУРА Физический смысл: Средняя кинетическая энергия молекул Коэффициент, свзывающий тепло (Q) и энтропию (S): T=Q/S Источник тепла на Земле – лучистая энергия Солнца Пределы существования жизни – от -200o C до +100o C., однако Для разных видов они различны. Животные: Пойкилотермные – температура тела зависит от температуры окружающей среды. Гомойотермные – имеют механизмы (химическую терморегуляцию), позволяющие удерживать температуру Тела в узких пределах. Эктотермные – согреваются только за счет внешнего тепла Эндотермные – согреваются за счет внутренних процессов

• 
  Слайд 19
  

  Зоогеографические правила, связанные с терморегуляцией (1) Правило Бергмана: В пределах вида или группы близких видов более крупные животные обитают в более холодных условиях. (2) Правило Аллена: В пределах вида или группы близких видов Величина выступающих частей тела (теплоотдатчиков) – таких как уши, лапы, хвосты и т.д. тем меньше и короче, чем холоднее условия ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ Химическая (биохимическая) терморегуляция – увеличение обмена при снижении температуры среды. (2) Физическая терморегуляция – морфологические приспособления, обеспечивающие лучшую теплоизоляцию- пух, перья, шерсть, подкожный жир и.т.д. (3) Физиологическая терморегуляция (спонтанное усиление мышечной работы (вазомоторные реакции)при снижении температуры среды. (4) Поведенческая терморегуляция – использование убежищ. При перегреве – терморегуляция достигается путем увеличения теплоотдачи (например, потоотделение).

• 
  Слайд 20
  

  Экологические группы растений по отношению к температуре: Термофильные (теплолюбивые) – сахарный тростник, ананасы, Рис, кукуруза, банан, и.т.д. (2) Мезотермные – расения, обитающие при средних значениях температурного фактора. (3) Криофильные (холодолюбивые) – кустарники и кустарнички тундры, высокогорные растения – морошка, воляника, карликовая береза, эдельвейс.

• 
  Слайд 21
  

  Юстус Либих Виктор Шелфорд Закон минимума : рост [растения] зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве. Закон толерантности: влияние на процессы роста и размножения оказывают не только факторы, находящиеся в минимуме, но и те, которые имеют максимальные значения. Liebig J. Chemistry and its application to agriculture and physiology. London: Taylor & Watson, 1840. Shelford V.E. Animal communities in temperate America. Chicago, University of Chicago Press, 1913. Законы действия лимитирующих факторов среды

• 
  Слайд 22
  

  Пределы толерантности оптимум пессимум

• 
  Слайд 23
  

  Джордж Гриннелл Чарльз Элтон Джордж Хатчинсон Юджин Одум ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША

• 
  Слайд 24
  

  Фактор 1 Фактор 2 max min min max Ниша Хатчинсона ( двумерный случай) фундаментальная реализованная

• 
  Слайд 25
  

  Фактор Показатель РАЗБИЕНИЕ НА ДИСКРЕТНЫЕ КЛАССЫ

• 
  Слайд 26
  

  Ширина экологической ниши (например, трофической): Меры перекрывания ниш: 1) Симметричная: 2) Несимметричные:

• 
  Слайд 27
  

  Рысь (Lynx lynx) Волк (Canis lupus)

• 
  Слайд 28
  
• 
  Слайд 29
  
• 
  Слайд 30
  
• 
  Слайд 31
  
• 
  Слайд 32
  

  РЕСУРСНЫЕФАКТОРЫ Трофическая функция или функциональная реакция Solomon, 1949; Ивлев, 1955

• 
  Слайд 33
  

  Кроуфорд С. Холлинг

• 
  Слайд 34
  

  Эрик Пианка Эволюционная экология как применение принципа оптимальности

• 
  Слайд 35
  

    Так что же это за выскочка среди наук, которая представляется нам набором фактов без всякой теории и которая явно страдает от избытка наблюдений и от отсутствия принципов для их классификации? А существует ли вообще такая наука – экология? Эймьян Макфедьен, 1965 REPETITIA EST MATER STUDIORUM (ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ)

• 
  Слайд 36
  

  ЗАКОНЫ ЛИМИТИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯНИША, ПРИНЦИП ОПТИМАЛЬНОСТИ, ТЕОРИЯ ОПТИМАЛЬНОГО КОРМОДОБЫВАНИЯ

• 
  Слайд 37
  

  Джордж Гриннелл Чарльз Элтон Джордж Хатчинсон Юджин Одум ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША

• 
  Слайд 38
  

  Ширина экологической ниши (например, трофической): Меры перекрывания ниш: 1) Симметричная: 2) Несимметричные:

• 
  Слайд 39
  

  Принципы оптимальности (экстремальные или вариационные принципы) пронизывают все естествознание. Оптимум (экстремум) – это точка максимума или минимума какой-либо характеристики (значения функции). На языке математики в этой точке производная функции равна нулю. Например, любое стремление к равновесию (стационарности) это выражение принципа оптимальности, так как при этом скорость (производная по времени) равна нулю.

• 
  Слайд 40
  

  Пределытолерантности оптимум

• 
  Слайд 41
  

  Адаптация – эволюционно возникшие (наследственно закрепленные) черты, обеспечивающие приспособление организмов к окружающей среде. Акклимация – способность изменять свои характеристики в рамках видовой наследственной базы так, что способность противостоять негативным факторам увеличивается. Если организм адаптирован, то он демонстрирует черты, изменение которых в любую сторону должно уменьшить степень приспособления к среде (т.е. он должен быть в определенном смысле устроен оптимальным образом). «ПРИНЦИП ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ» (Н. Рашевский).

• 
  Слайд 42
  

  ПРИНЦИП ОПТИМАЛЬНОСТИ В БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ Д’Арси Вентворт Томпсон Роберт Розен

• 
  Слайд 43
  

    Богомол (Mantus religiosa) Кроуфорд С. (Базз) Холлинг Эмпирическое подтверждение: хищник чаще всего ловит жертв, наиболее соответствующих его «устройству».

• 
  Слайд 44
  

  Теория оптимального кормодобывания Балансовый принцип: «выгода» - это разность между приходом и расходом. Одни и те же затраты (усилия) могут дать разные результаты. Адаптированными являются те виды, которые извлекают максимально возможную (при прочих равных условиях) «выгоду», т.е тратят меньше для «получения» большего.

• 
  Слайд 45
  

  Теория оптимального кормодобывания Дэвид Стефенс Джон Кребс Stephens D.W. & Krebs J.R. Foraging theory.-N.Y.: Princeton University Press, 1986.

• 
  Слайд 46
  

  Конструирование ниши: пересмотр моделей взаимодействияфирмы и окружающей среды П.О. Лукша Университет Хертфордшира и ГУ - Высшая школа экономики http://www.geocities.com/pluksha bowin@mail.ru 6-й Международный симпозиум по эволюционной экономике "Эволюционная теория, инновации и экономические изменения"