Текст книги "Экология"
Автор книги: Евгений Гладков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 2 страниц)
Закон взаимодействия экологических факторов для антропогенных факторов химической природы можно сформулировать следующим образом: при взаимодействии антропогенных химических факторов наблюдается либо усиление токсического действия в результате простого суммирования или улучшения поглощения токсикантов, либо ослабление за счет подавления поглощения одного или ряда вредных веществ другим, или перевода токсиканта в физиологически инертные формы.
2.3. Жизненные формы организмов
Внешний облик животных и растений определяет среда обитания и образ жизни.
Например, прыгающие млекопитающие обитают в степях, саваннах, где нет укрытий и быстрое передвижение – главная защита от хищников.
Жизненная форма вырабатывалась в ходе вековой эволюции видов.
Некоторые растения принимают разную жизненную форму: черемуха может быть и деревом, и кустом.
Состав жизненных форм организмов в сообществах –индикация особенностей окружающей среды.
Например, некоторые растения из-за экологических условий приобретают не свойственные им формы.
Для каждой экосистемы свойственны свои жизненные формы (для тундры характерны низкорослые растения, для умеренных широт – хвойные и широколиственные деревья, для степей травы и т. д.).
В качестве примера можно выделить одну из многих классификаций жизненных форм растений, в которой, кроме деревьев, кустарников и кустарничков и других известных форм покрытосеменных растений, выделяют монокарпики и поликарпики.
Монокарпики –растения цветущие и плодоносящие 1 раз в жизни. К ним относят однолетники, двухлетники и некоторые из многолетников (агавы, некоторые пальмы и др.). Монокарпики обычно погибают после плодоношения.
Поликарпики – растения, многократно цветущие и плодоносящие.
В связи с тем, что растения в отличие от животных не обладают подвижностью, для растений большую роль играет адаптация к различным экологическим факторам.Например, для некоторых растений пустыни характерны глубокие и разветвленные корневые системы, которые значительно эффективней поглощают воду, другие (кактусы) – накапливают воду в тканях. Некоторые растения имеют восковой налет и значительно меньше испаряют влагу. В сухой сезон у растений уменьшается листовая поверхность, а отдельные кустарники сбрасывают все листья, а иногда и целые ветки (потеря листьев ведет к уменьшению испарения влаги, что позволяет растениям выжить в жару и засуху.)
Для жизненных форм животных большое значение имеют экологические факторы, способ передвижения и характер пищи.
Жизненные формы животных в зависимости от температуры делят на пойкилотермных и гомойотермных.
По способу передвижения жизненных формы животных бывают: плавающие, роющие, наземные древесно-лазающие и воздушные.
При ухудшении условий окружающей среды некоторые виды приостанавливают свою жизнедеятельность и переходят в состояние анабиоза.
Анабиоз – это состояние мнимой смерти. Глубочайший анабиоз – практически полная остановка обмена веществ. Однако в отличие от смерти организмы могут возвращаться к активной жизни.
Состояние анабиоза помогает животным практически не расходовать запасы жира, т.е. практически не тратить энергию.
Анабиоз возможен только при полном обезвоживании организмов. При этом потеря воды клетками тела не должна сопровождаться нарушением внутриклеточных структур.
Состояние сниженного обмена веществ, повышающего устойчивость организмов, называют скрытой жизнью.
Скрытая жизнь – это явление, близкое к анабиозу, способствует экономии энергии.
Скрытая жизнь позволяет переживать неблагоприятные условия окружающей среды, а при улучшении условий организмы вновь возвращаются к активной жизни.
К скрытой жизни относятся следующие явления: зимний покой растений, спячка позвоночных и т. д.
Противоположный способ выживания – поддержание постоянства внутренней среды (терморегуляция у птиц и млекопитающих). Многие растения могут переносить засуху и расти в жарких пустынях, запасы воды в вакуолях клеток позволяют растениям переносить неблагоприятные условия.
При анабиозе и скрытой жизни организмы экономят энергию иобладают повышенной устойчивостью, но плохо адаптируются к значительному ухудшению условий, так как обладают малой активностью.
При постоянстве внутренней среды организмы поддерживают активность в широком диапазоне условий окружающей среды, однако при этом они тратят много энергии.
Еще один способ выживания – избегание неблагоприятных условий и поиск более благоприятных местообитаний.
Этот способ доступен только организмам, обладающим подвижностью.
Яркие примеры поиска благоприятных местообитаний – дальние перелеты птиц, создание гнезд и нор животными, зимовка в снегу (зимой тетеревиные зарываются в снег, где проводят большую часть времени).
Полярная крачка для того чтобы перезимовать улетает из Арктики в Антарктику, а весной возвращается обратно. В определенной степени можно сказать ,что перелёт крачки с полюса на полюс два раза в год равен тому, чтобы полностью облететь весь земной шар.
(Чернова,Былова, 1988; Гиляров, 1990; Маврищев, 2007; Федорук,2010; Гладков, 2005, Гладков, 2011; Гладков,Гладкова, 2008; Гладков,Гладкова, 2009; Гладков,Гладкова, 2018).
ГЛАВА 3.
ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ
Популяция – это группа организмов, принадлежащих к одному виду и занимающих, в основном, ограниченную географическую область.
Ген– элементарная единица наследственности. Гены расположены в хромосомах и представляют собой участок молекулы ДНК. Он определяет строение одного из белков живой клетки и участвует в формировании признака или свойства организма.
Гены, действуя вместе с факторами среды или независимо, определяют фенотипические (фенотип – совокупность всех признаков организмов). Признаки организмов и обуславливают изменчивость в популяциях.
Фенотипы, адаптированные к условиям окружающей среды, сохраняются отбором, а не приспособившиеся фенотипы подавляются. Естественный отбор влияет на судьбу особи (влияя на выживаемость), однако лишь общая генетическая реакция всей популяции определяет выживаемость данного вида и образования новых видов. На проявление гена значительное влияние оказывают другие гены.
Популяция занимает определенное положение в биогеоценозе, и она пространственно структурирована (структура в пространстве видоспецифична и она определяет устойчивое осуществление внутрипопуляционных взаимоотношений особей и групп, и обеспечивает более полное использование ресурсов окружающей среды).
Популяция (как биологическая система) характеризуется появлением специфических свойств, которые не свойственны отдельным организмам. Для популяции характерны такие характеристики как, численность и плотность населения, половой и возрастной состав и др. Интеграция функций отдельных особей, составляющих популяцию, осуществляется качественно иным путём, нежели интеграция функций органов в организме. Как биологическая система, организм относительно недолговечен, популяция же при сохранении необходимых условий более долговечна.
Однако у популяция есть и общие черты с организмом как системой, такие как структурированность, интегрированностъ составных частей (целостность), авторегуляция и способность к адаптивным реакциям. Следовательно, популяцияявляется биологической системой надорганизменного уровня.
3.1.Определение понятия «популяция»
Популяция – любая исторически сложившаяся группа организмов одного вида, более или менее длительное время занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение нескольких поколений.
Популяция занимает определенное положение в биогеоценозе, и она пространственно структурирована (структура в пространстве видоспецифична, определяет устойчивые о внутрипопуляционные взаимоотношения особей и групп и обеспечивает более полное использование ресурсов окружающей среды).
Споры о точном определении понятия «популяция», ведутся в биологии постоянно. Это связано с тем, что популяция как объект исследования интересует не только экологов, но также генетиков и специалистов по микроэволюции. Различия в определениях популяции могут быть следствием разных подходов к одному и тому же объекту. Популяции имеют сложную иерархическую структуру, подразделяясь на более мелкие единицы (например, микропопуляции). Исследователи придают разное значение уровню иерархии популяции. Популяции организмов, относящихся к различным таксономическим группам, могут представлять собой разные объекты, только условно обозначаемые популяцией. Таким образом, это понятие в экологии достаточно широкое, некоторые экологи пользуются этим термином для обозначения любой совокупности особей одного вида, населяющих какую-то более или менее однородную территорию (или акваторию) или содержащихся в лабораторных условиях.
В наиболее общей форме популяцию можно охарактеризовать как группу организмов одного конкретного вида, обитающих совместно на отдельной территории и обладающих общими свойствами. Исходя из такого определения, популяцией можно назвать всех, живущих в каком-то лесном массиве, например, всех сосен растущих в конкретном лесу. Свойствам, объединяющим все эти организмы в особую систему, прежде всего следует отнести общее родство (конкретнее, генетическое родство организмов, составляющих популяцию) и обитание видов в сходных условиях.
Признаки популяции
Важнейшим признаком популяции является занимаемая ею общая территория. Но в пределах популяции могут быть более или менее изолированные по разным причинам группировки.
Некоторым видам свойственны сильные колебания численности, нередко сопровождаемые значительными изменениями площади занимаемой территории. Например, саранча, образующая мигрирующую "стадную» фазу и дающая настоящие вспышки численности. Так, например, у обитающей в Африке красной саранчи в период образования «стадной» фазы область распространения увеличивается в тысячи раз по сравнению с той областью, где она живет постоянно. Так, в 1962 г. на юге Марокко саранча за 5 дней уничтожила 7 тыс. т апельсинов (по 60 т/ч). Эта цифра превышает годовое потребление цитрусовых в такой стране, как Франция.
В 125 г. до н. э. саранча уничтожила все посевы пшеницы и ячменя в римских провинциях Киренаике и Нумидии (в Северной Африке), и большое количество людей умерло от голода. Явления, когда стаи саранчи покрывают воздушное пространство на площади в 5-12 км2, совсем не редки.
Оценить влияние саранчи на природу Малой Азии и Средиземноморья можно, опираясь на высказывание В.И. Вернадского: «Я несколько лет тому назад попробовал более понятно выразить вес одной тучи саранчи, наблюдавшейся доктором Краутером над Красным морем в 1889 г. до организации международной борьбы с саранчой. Вес этой тучи отвечал 4,4·107 т. Туча саранчи – как бы горная порода в движении».
Вес этого скопления саранчи был почти равен весу меди, цинка и свинца вместе взятых, добытых человечеством в течение XIX века.
Такую вот стаю саранчи, эколог скорее посчитает популяцией, но генетики и эволюционисты остерегаются применять этот термин к подобным группировкам.
Организмы, составляющие популяцию, непрерывно обмениваются информацией.
На основе пространственной и функциональной структуры в популяциях развиваются отношения, образующие систему авторегуляции на популяционном уровне, определяющую устойчивость популяции, как системы на фоне колебаний условий среды.
Популяции могут различаться плодовитостью, у животных также – главным типом питания, оседлым или мигрирующим образом жизни и периодом активности.
Таким образом, популяция – это часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая относительно однородное пространство и способная к саморегулированию и поддержанию определенной численности. Каждый вид в пределах занимаемой территории, распадается на популяции, т. е. состоит из одной или нескольких, и популяция, таким образом,– это форма существования вида, его наименьшая эволюционирующая единица.
При описании популяции используются обычно две группы количественных показателей. Статические характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени, динамические – характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени. К статическим показателям относятся общая численность) и плотность (число особей, приходящееся на единицу пространства) популяции, а также различные характеристики популяционной структуры (возрастной, половой и др.). Следует подчеркнуть, что сами по себе статические показатели постоянством не отличаются. Изменение во времени количественных показателей популяции оценивается динамическими показателями.
Генетическое и экологическое понятие популяции.
С точки зрения генетики главный критерий популяции – способность к свободному обмену генетической информации. При генетическом подходе размеры популяций очень малы (размер так называемых абсолютных популяций не превышает 1,5 га – для деревьев, крайне незначителен у трав). Генетическая популяция – группа особей одного вида, у которых общий генофонд (генофонд– совокупность генотипов всех особей популяции). Такие популяции практически невозможно выделить, т.к. установить, действительно ли особи на определенной территории имеют общий генофонд, очень сложно.
В экологии используется более удобное понятие популяции.
Особи (или у некоторых растений клоны или части особи (побеги) и т. п.) неравноценны по индивидуальным особенностям (разные функции в составе популяций, генетический вклад в популяцию).
Организмы, составляющие популяцию, непрерывно обмениваются информацией.
На основе пространственной и функциональной структуры в популяциях развиваются отношения, образующие систему авторегуляции на популяционном уровне, определяющую устойчивость популяции, как системы на фоне колебаний условий среды.
Популяции могут различаться плодовитостью, у животных также – главным типом питания, оседлым или мигрирующим образом жизни и периодом активности.
Экологическая популяция (по Н.П. Наумову) – население одного биотопа, характеризующееся общим режимом биологических циклов и характером образа жизни.
Это наиболее мелкие территориальные группировки, возникающие в пределах определенной местности, отличающиеся в особенностях мезо– и микроклимата, рельефа, гидрологического режима. Приспосабливаясь к этим условиям все особи формируют единый тип физиологических реакций, биоритмов и общего образа жизни.
3.2. Размер популяции
Размер популяции – количество входящих в нее особей, зависящее от стратегии выживаемости организмов и экологических факторов.
Довольно редко удается определить общее количество особей в популяции (это возможно только для крупных или редких видов).
В большинстве случаев размер популяции определяет её плотность (среднее значение особей на определенной территории).
Размер популяции определяется умножением плотности популяции, на занимаемую ею площадь и зависит от влияния регуляторных систем организма.
Каждый организм развивается и живёт в определенных условиях окружающей среды и испытывает на себе действие экологических факторов: температуры, влажности, обеспеченности пищевыми ресурсами и др., вступает во взаимоотношения с другими организмами.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
