Конспект лекций по экологии студента группы пз-07-2

Экологические факторы 3

Закон оптимума 3

Закон минимума 4

Глобальное потепление 4

Абиотические факторы среды 4

Свет 4

Температура 5

Адаптация растений к крайним высоким температурам 5

Адаптация растений к низким температурам 5

Адаптация животных к низким температурам 6

Адаптация животных к высоким температурам 6

Роль воды как экологического фактора 6

Классификация организмов по их потребностям в воде 7

Приспособления жывотне к обеспечению водного баланса 7

Почва 7

Факторы питания 8

Биотические экологические факторы 8

Популяция. Биоценоз. Биосфера. 9

Смог 10

Доклад Димы Журбы 10

Доклад Ксюши 10

Доклад Ани 10

Доклад и Ани 10

Доклад Иры 11

Доклад №2 11

Доклад Ани (Танцющей змеи) 11

Доклад еще одной девушки 11

Доклад еще второй девушки 12

Экологические факторы

Экологические факторы — отдельные свойства или части среды, воздействующие на живой организм. Они могут быть необходиыми или вредными для живых существ, способствовать или препятствовать их выживанию и размножению. Выделяют 3 группы экофакторов:

1. Абиотические — факторы неживой природы: температура, влажность, свет, химический состав воды и почвы, рельеф местности, А. Д.
   
2. Биотические (биогенные) факторы — прямое или косвенное воздействие живых существ друг на друга;
   
3. Антропогенные факторы — все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказывается на их жизни.
   

Экофакторы могут выступать как :

1. Раздражители, т. е. вызывающие физиологические или биохимические приспособления;
   
2. Ограничители, т. е. обусловливают невозможность существования на данной территории определенных видов;
   
3. Сигналы — свидетельствует об изменении других экофакторов;
   
4. Модификаторы — вызывать анатомические или морфологические изменения организмов.
   

Закон оптимума

Для жизни и процветания каждого организма требуется набор определенных биотических и абиотических факторов. Эти факторы могут проявляться как в избытке, так и недостатке, что может неблагоприятно сказываться на жизнедеятельности особи.

Благоприятная сила воздействия экофактора называется зоной оптимума. Чем сильнее экофакторов отклоняется от оптимального значение, тем больше угнетает данный фактор жизнедеятельность организма (зона пессимизма — отклонения от оптимальности).

Максимальное и минимальное переносимые значения экофактора называют критическими точками, за пределами которых существование уже невозможно — наступает смерть организма.

Критические точки ограничиваются степенью выносливости организма, которая называется экологической валентностью живого сущетсва по отношению к конкретному фактору среды.

Широкую экологическую валентность по отношению к абиотическим факторам среды обозначают приставкой эври : эвритермные виды, эврибатные, эвригаммные — разная засоренность среды.

Неспособность переносить значительные колебания экофактора (или узкую экологическую валентность видов) обозначают приставкой стено: стенотермные, … .

Выды, для которых необходимы строго определённые экоусловия, называются стенобионтными видами.

А те, которые приспособленые к разной экологической обстановке, называются эврибионтными видами.

Закон минимума

В середине 19 столетия немецкий физиолог Либих показал, что растения можно выращивать на синтетических средах, и что для обеспечения нормального роста необходимо известное число химических элементов. Каждому химическому элементу должна соответствовать строго определенная его концентрация. При этом одни элементы можно заменить другими, а некоторые должны постоянно присутствовать в субстрате. Среда, содержащая все элементы в избытке, кроме одного, обеспечивает рост растения лишь до того момента, пока кол-во этого элемента не будет исчерпано. Таким образом, рост и развитие растения может быть ограничено нехваткой единственного элемента, кол-во которого было ниже минимума.

Таким образом, жизнь и процветание организма ограничивается наличием определенных совокупных условий. Если все условия оказывается благоприятными за исключением одного, которое проявляется недостаточно (лимитирующий фактор), приобретающего решительное значение для жизни или смерти организма, то есть его присутствия или отсутствия в данной среде. Устойчивость живого организма определяется слабым звеном цепи его экопотребностей.

Если качество и кол-во экофакторов близки к необходимому для организма минимуму, то он выживается, если меньше минимума — организм погибает, а экосистема разрушается.

Глобальное потепление

Считается, что температура возросла на 1,7%. Углекислый газ, метан и другие — парниковые газы.

До 2010 года температура в Европе упадет на 1 градус Цельсия.

1824 г. - открытие парникового эффекта.

Парниковые газы — водяной пар, углекислый газ, метан.

Абиотические факторы среды

Свет

Ультрафиолетовые, инфракрасный и видимый свет — различаются по своему биологическому действию.

Среди ультрафиолетовых лучей до поверхности Земли в основном доходят только длинноволновые, а коротковолновое излучение, губительное для всех форм жизни, практически полностью поглощается на высоте 20-25 км озоновым экраном планеты.

Большие дозы ультрафиолетовых лучей вредны для живых организмов, а небольшое их количество необходимо многим видам, посколько оказывает мощное бактерицидное действие и способствует синтезу витамина D.

Инфракрасное излучение оказывает тепловое воздействие на живые организмы.

Видимый свет имеет разное экозначение. Отклонение его от нормы подавляет жизнедеятельность организмов и может привести к их гибели. Главная экороль света — осуществлениие биоритмов разной продолжительности.

По требованиям к условия освещение, растения принято делить на:

1. гелиофиты — светолюбивые растения;
   
2. сизиофиты — тенелюбивые растения;
   
3. факультативные гелиофиты — теневыносливые растения. Переносят затенения и легче других перестраиваются под влияние измененных условий освещения.
   

Температура

Зачастую от температуры окружающей среды зависит температура организма, а также скорость всех химических реакций, составляющих обмен веществ.

Порогом жизни для большинства млекопитающих является температура от 0 до 50 градусов Цельсия.

Приостановка всех жизненных процессов у организма называется анабиозом.

Источником теплообращения в клетках является тепло, которое выделяется благодаря биохимическим процессам окисления и расщепления. Представители большинства видов не обладают достаточно высоким уровнем обмена веществ и поэтому не могут удерживать образующееся тепло. И жизнедеятельность, и активность зависят от тепла, поступающего извне, а температура тела от хода внешних температур. (пойкилотермные организмы — хладнокровные)

Животные, способные вырабатывать собственное тепло и поддерживать оптимальную температура тела, называются гомойотермными организмами. Частный случай гомойотермии — гетеротермия, которая свойственна животным, впадающим в неблагоприятный период года в спячку (или оцепенение). В активном состоянии они поддерживаются высокую температуру тела, а в неактивном пониженную, что сопровождается замедлением обмена веществ. Для каждого биологического вида выделяют:

1. Верхнюю летальную температуру;
   
2. Нижнюю летальную температуру;
   
3. Температуру оцепенения организма от холода или жары;
   
4. Оптимальная предпочитаемая температура — тепловой префередум.
   

Адаптация растений к крайним высоким температурам

Первая адаптация — усиленная транспирация тепла некоторыми растениями. Учеными-ботаниками был зафиксирован факт, что у кактусов перуанских (?) температура тела (?).

Вторая адаптация — если у растения глянцевая поверхность, то оно лучше защищено от солнечных лучей. Светло-зеленые растения лучше приспособлены к жаре. Отражение и рассеивание падающих на растение лучей благодаря глянцевой поверхности или густому опушению и светлых волосков.

Третья адаптация — адаптация размещения листьев ребром к полуденным лучам солнца.

Адаптация растений к низким температурам

• Приземистость
  
• Подушковитая форма роста
  
• Прижатость листьев побегов к субстрату
  

Адаптация животных к низким температурам

• Крупные размеры тела
  
• Приземистость (лапы короче, и т. д.)
  
• Гомойтермные животные (дрожание, жировые запасы, усиленное питание)
  
• Густой мех (перьевой или пуховой покров) для пойкилотермных животных
  
• Смена микроклиматических условий (смена мест обитания)
  

Адаптация животных к высоким температурам

• Испарение воды путём потоотделения;
  
• Увеличение поверхности тела за счет ушей, складок кожи;
  
• Ночной образ жизни;
  
• Пойкилотермные животные активны в поиске благоприятных мест обитания;
  

Роль воды как экологического фактора

Зависит от её:

• физических свойств;
  
• химических свойств;
  
• движения.
  

pH < 7 – кислая;

pH = 7 – нейтральная;

pH > 7 – щелочная среда.

при pH>10 – вода гибельная для всех видов рыб.

оптимальная реакция для них составляет pH = 6,5-8,5.

выносимая — pH = 5-9.

Схема градации увеличения pH, влияющих на водные организмы:

Если pH=7, то в воде снижается содержание кальция, начинает гибнуть икра некоторых земноводных.

При pH=6 исчезают пресноводные кревЕдки и улитки.

При pH=5,5 большинство обитателей исчезает, а на дне скапливаются неразложившиеся органические остатки.

При pH<5,5 развиваются кислотолюбивые мхи, водоросли, гибнут практически все рыбы.

При pH<4,5 жизнь в водоемах замирает и сохраняются неразложившиеся органические остатки.

Жизнь водных объектов напрямую зависит от кол-ва кислорода. Распределение в воде зависит от температуры и перемешивания слоёв. По кол-ву кислорода есть классификация озёр:

• олиготрофные (глубоководные) озёра — низкая температура глубинных слоёв воды, насыщенность её кислородом и низкая скорость разложения органических остатков;
  
• эутрофные (неглубокие) озёра — низкое содержание кислорода, цветение воды, достаточно большая скорость разлагания органики, и низкую температуру только в придонных слоях воды;
  
• дистрофные озёра — высокое содержание гумусовых кислот, коричневый оттенок воды, большая кислотность, низкое содержание кислорода, и они бедны жизнью;
  

Классификация организмов по их потребностям в воде

Гидрофильные — постоянно живут в воде.

Гигрофильные — живут только в очень влажных местообитаниях с воздухом, насыщенным или близким к насыщению водяными парами (амфибии, черви, обитатели пещер).

Мезофильные — отличаются умеренной потребностью в воде. Могут переносить смену сухого и влажного сезонов.

Ксерофильные — живут в сухих местообитаниях.

Влажность определяет продолжительность жизни живых организмов, плодовитость и поведение.

Приспособления жывотне к обеспечению водного баланса

• Поведенческие приспособления (поиск водоёмов, выбор мест обитания, рытье нор);
  
• Морфологические приспособления (разные образования, способствующие задержанию воды в теле животных);
  
• Физиологические приспособления (способность к образованию метаболической влаги, экономия воды при выделении экскрементов, развитие выносливости к обезвоживанию организма, регуляция величины потоотделения и отдачи воды со слизистой оболочки);
  

Почва

Свойства земной поверхности, оказывающие экологическое воздействие на её обитателей, называются эдафические факторы среды. Свойство почвы — сложение, которое определяется гранулометрическим составом.

Выделяют следующие частицы:

• гравий (сама частица больше 2 мм);
  
• крупнозернистые пески (0.2 мм — 2 мм);
  
• мелкозернистые пески (20 мкн — 0.2 мм);
  
• суглинки (2 мкн — 20 мкн);
  
• глинистая частица (меньше 2 мкн).
  

Структура: комковатая, глыбистая, зернистая. Влияет на аэрацию почвы.

Соленость влияет на жизнедеятельность беспозвоночных. (что-то про растительность)

Факторы питания

Пища, будучи важным экологическим фактором, является единственным источником энергии для животных, и в случае её недостатка является ограничивающим фактором. Мелким видам в расчете на единицу веса необходимо больше пищи, чем крупным. В зависимости от качества и количества пищи, она способна изменить плодовитость, продолжительность жизни, развитие и смертность животных. Разнообразие пищевых рационов лежит в основе многочисленных морфологических, физиологических и поведенческих адаптаций.

Биотические экологические факторы

Есть внутривидовые отношения и межвидовые отношения.

Внутривидовые отношения - это взаимодействия между особями одного и того же вида (гомотипические реакции).

Межвидовые отношения — взаимодействие между особями разных видов (гетеротипические реакции).

В рамках гомотипических реакций выделяют групповой эффект.

Изменения, связанные с объедиенением животных одного вида в группы по две или более особи. Проявляется в основном у насекомых и позвоночных, которые могут нормально размножаться и выживать только тогда, когда представлены достаточно крупными популяциями. При совместной жизни облегчается поиск пищи и борьба с врагами.

Также выделяют массовый эффект — проявляется в уменьшении плодовитости в случае перенаселения среды и служит так называемым факторам самоограничения.

Внутривидовая конкуренция — проявляется в территориальном поведении, когда животное защищает место своего поселения в рамках социальной иерархии, то есть появление доминирующих и подчиненных особей. Ранг животного в группе определяется столкновениями, которые могут иметь характер прямой борьбы или ритуальных угроз. После установления ранга всех членов группы прямые столкновения между ними прекращаются и порядок поддерживается сигнальным или ритуальным поведением. Лидер должен помогать успешно бороться с врагами, защищать территорию и популяцию, искать пищу и так далее. Лидером фактически становится самый сильный и умелый. Однако ему нужно постонно доказывать своё лидерство.

Гетеротипические реакции (или межвидовые отношения):

1. нейтрализм (когда оба вида независимы и не оказывают влияния друг на друга);
   
2. конкуренция (один из видов неблагоприятных отношений, когда виды конкурируют при поиске пищи, мест несдавания);
   
3. мутуализм (симбиоз) — один из видов взаимовыгодных отношений, когда каждый из видов может жить, расти и размножаться только в присутствии другого;
   
4. амменсализм — это вид взаимоотношений, когда для одного последствия совместного обитания отрицательны, а другой вид не испытывает ни вреда, ни польза. (присущ, в основном, растениям);
   
5. комменсализм — это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда;
   
6. сотрудничество — когда оба вида образуют сообщество, но оно не является обязательным так как они могут существовать и отдельно;
   
7. паразитизм — это односторонее использование одного вида другим с причинением ему вреда.
   
8. хищничество.
   

Популяция. Биоценоз. Биосфера.

Популяция — это совокупность особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой, и совместно населяющих общую территорию. Территория распространения популяции — ареал. Чем сложнее территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления популяций, и слабее обмен особями. В горных районах возможностей для обособления популяций больше, чем на открытых пространствах. Зачастую границы между ареалами распространения видов проходят по крупным географическим преградам: широким рекам, проливам. Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем абиотические факторы среды.

Популяция обладает рядом свойств, которые не присущи каждой отдельной особи, и являются основными хар-ками популяции:

1. Численность — общее кол-во особей на выделяемой территории.
   
2. Плотность популяции — среднее число особей на единицу площади (объема), занимаемого популяцией пространства.
   
3. Рождаемость — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.
   
4. Смерность — это показатель, отражающий кол-во погибших в популяции особей за определенный отрезок времени.
   
5. Прирост популяции — это разница между рождаемостью и смертностью. Может быть как положительный, так и отрицательный.
   
6. Темп роста — это средний прирост за единицу времени.
   

Биоценоз (сообщество) — это группировка совместно обитающих и взаимосвязанных организмов, населяющих более или менее однородный участок суши или водной среды. Биоценоз любого участка состоит из фитоценоза (т. е. совокупности растений), зооценоза (совокупности животных) и микробоценоза (совокупности микроорганизмов). Термин «биоценоз» зачастую употребляется по отношению к населению территориальных участков суши и выделяется по специфической растительности. В водной среде биоценозы соответствуют глубинная и береговая. Различают бедн

Смог

Доклад Димы Журбы

Смог (smoke+fog) – один из видов загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах. Здесь есть и дым, и туман, и пыль. Первоначально смог был известен как продукт сжигания угля (дым + оксиды серы). Отмечено явление (термин) в 1905 году Антуаном Дебо (?)..

Фотохимический смог состоит из оксидов азота, тропосферный озон (O3), летуцчие органические вещества (пары бензина, растворители, и т. д.). Особо опасен тем, что в теплое время года воздух нагревается и образуются вторичные химикаты.

Смог тоже присутствует при извержениях вулканов.

Автомобили — это зло. Лет 30 назад — нет. А сейчас — да.

O+N2->NO+N

N+O2->NO+O (цепная реакция).

2NO2+O2->2NO2

NO2-hv->O+NO

O+O2->O3

В общем, вывод — нам пора переходить на что-то более экологшически чистое.

Доклад Ксюши

Влажный смог лондонского типа — сочетание тумана с газовыми отходами производства.Один из наиболее древних видов смога. Вместо обычного тумана был черный туман, несколько тысяч человек умерло.

Ледяной смог аляскинского типа — при низких температурах, от бытовых система, газовых приборов и т. д.

Радиационный туман — этот смог появляется в результате радиационного охлаждения земной поверхности.

Сухой смог лос-анджелеского типа — основная причина автомобильные выхлопы, газовые выбросы. Отличается от всех остальных своей устойчивостью

Фотохимический смог — про него рассказывал Дима.

Пагубно сказываются на состоянии здоровья человека: дыхательные пути, рак, и т. д., коррозия металов.

Вывод — смог это плохо.

Доклад Ани

Если смог — то людям со слабым здоровьем мотать из города, с сильным — нечасто выходить. Не пренебрегать влажными марлевыми повязками. Будет полезно кушать антиоксиданты. Успокоительные и антистрессовые средства — валерьянка, ромашка, и так далее.

Есть успехи в очищении воздуха, но из-за роста промышленности и транспорта это нивелируется и проблема смога остается по-прежнему актульной.

Доклад и Ани

г. Донор (США) — 10 человек за 36 часов.

В нчале декабря холодный туман опустился на Лондон. Дизельный транспорт, куча угля для отопления домов — и на город опустился смог. Через неделю медицинская сводка была ужасной — 80 человек умерло после такого, и что-то я еще не услышал.

Смог, который опустился на Нью-Йорк убил тоже еще кучу человек.

По данным организации здравоохранения от смога погибает больше человек, чем в автокатастрофах. Франция — 40000 чел\год. США — 70000 чел\год.

И так далее...


20 сентября 2009 года.

Доклад Иры

Озоновые дыры

Озон используют для обеззараживания воды (и воздуха?)

O₂ + O → O₃ (150 кДж энергии)

атомарный кислород образуется при электрических разрядах.

Концентрация озона долгое время оставалась постоянной.

Озоновый цикл ответственный за повышение температуры на 15 км высоты.

Озон поглощает ультрафиолетовые лучи. Озон химически неустойчив. Произвольно переходит в кислород.

2O₃ → 3O₂

RH + O₃ → RO₂+OH (свободные радикалы)

Доклад №2

Как озон защищает и что были обнаружены озоновые дыры

Озон поглощает короткие волны солнечного света, но не пропускает ультрафиолетовые лучи. Также он задерживает излучение (уход тепла) с Земли.

Эксперты британской антарктической службы: с 1977 по 1984 год содержание озона уменьшилось на 40%. Озоновый слой охватывает нижнюю часть стратосферы (12-24 км).

Ученые 4-х стран … на уровень где была пониженная концентрация озона, собирали инфо о хим. процессах. Над Антарктидой образовалась озоновая дыра. Аналогичная дыра образовалась в Африке. Понижение озона на 9%. Была меньше чем в Антарктиде.

Понижение концентрации озона на 1% приводит к усилению ультрафиолетовых лучей. Ионизирующее излучение способно разрушать ДНК.

Доклад Ани (Танцющей змеи)

После обнаружения дыры над Антарктидой. Пытались ракетами и атомными взрывами объяснить, но на самом деле это химические заводы производят вещества, вступающие в контакт с озоном (фреоны, хлорфторуглеводы).

Эти соединения благодаря фотохимическому эффекту... дыды...

Антропогенные факторы — транспорт, промышленное производство, коммунальное хозяйство, дифференцированные сооружения жилых домов, свалки и отходы.

Есть факты, которые не объясняются химическими теориями.

В 1988 году было отмечено увеличение озона.

В конце 80-х годов была предложена волновая теория. В общем, воздух как-то изолируется и мочится фреоном.

Доклад еще одной девушки

Промышленное производство — 2-й по мощности влияния на озон антропогенный фактор.

Бензол, толуол, и т. д.

14-22 км — почти полное разрушение озонового слоя.

Доклад еще второй девушки

В 1973 г. - гипотеза, что основными разрушителями озонового слоя являются некие вещества.


E 1 — красители

E 121 ~= формалин

E 173 = порошковый аллюминий

E120 = кармин (из щитовок)

E 2 - консерванты

E 3 - окислители

E 4 -

E 5 - эмульгаторы

E 6 -

E 7 -

Аспартам в 200 раз слаще сахара (40 мг на кг веса)

дифосфат натрия (кальций железо