Экология. Экологические факторы и среды жизни. Популяция, сообщества, экосистемы

1.

Тема: Экология. Экологические
факторы и среды жизни. Популяция,
сообщества, экосистемы.
З

2.

Вопросы:
1. Понятие об экологии как науке.
2. Среды обитания организмов. Приспособления организмов к
жизни в разных средах.
3. Понятие об экологических факторах их классификация.
4. Правило минимума Ю.Либиха и закон толерантности
В.Шелфорда.
5. Экологическая характеристика вида и популяции.
6. Экологическая ниша вида.
7. Понятие об экосистеме, биоценозе и биогеоценозе.
8. Структурные компоненты экосистемы: продуценты, консументы,
редуценты. Трофицеские уровни.
9. Круговорот веществ и энергии в экосистеме.

3.

Экология («экос» — дом, «логос» — наука)
Изучив эту тему, мы поймёшь, почему в природе не бывает ничего лишнего. А так же узнаем,
почему человек должен бережно относиться к природе.
Термин «экология» в 1866 г. ввел немецкий
эволюционист Эрнст Геккель.
Экология
–
это
наука
изучающая
взаимодействие организмов между собой и
окружающей их неорганической средой.

4.

5.

Объектом
экологии
являются
биологические
системы
надорганизменного уровня: популяции, сообщества, экосистемы.
Предметом экологии являются взаимоотношения организмов
надорганизменных систем с окружающих их органической
неорганической средой.
и
и

6.

Структура современной экологии
Экология делится на фундаментальную и прикладную.
Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические
закономерности, а прикладная – использует полученные знания
для обеспечения устойчивого развития общества.
Основу экологии составляет биоэкология как раздел общей
биологии. В состав общей биоэкологии входят разделы:
1. Аутэкология – изучает взаимодействие со средой обитания
отдельных организмов определенных видов.
2. Экология популяций (демэкология) – изучает структуру популяций
и ее изменение под воздействием экологических факторов.
3. Синэкология – изучает структуру и функционирование сообществ и
экосистем.

7.

Все живые существа связаны множеством невидимых нитей
с неживой природой и другими организмами. Всё то, что
окружает живые организмы и воздействует на них, называют
средой обитания.
Организмы живут в разных средах: наземно-воздушной, водной,
почвенной и организменной. Каждая среда отличается условиями
существования: освещённостью, влажностью, температурой, наличием
кислорода.

8.

9.

10.

11.

Среда обитания — это часть природы, которая окружает живой организм и
с которой он взаимодействует.
Отдельные свойства и компоненты среды, воздействующие на организмы,
называют экологическими факторами.
Факторы среды многообразны, они имеют разную природу и особенности действия на
организмы.
Экологические факторы делят на три группы:
1. Абиотические
2. Биотические
3. Антропогенные.

12.

13.

14.

Основные законы воздействия экологических
факторов на организмы. Лимитирующие факторы.
Лимитирующий (от лат. limitis– межа, граница) – это любой фактор, который
ограничивает процесс развития или существования организма, вида или
сообщества.

15.

Закон минимума Ю. Либиха
В различных участках биосферы развитие жизни лимитируется разными
веществами. Немецкий ученый-агрохимик Ю. Либих в 1840 г. в своем труде «Химия
в приложении к земледелию и физиологии» описал процессы питания растений и
влияние разнообразных факторов и элементов питания на рост. Он установил, что
урожай культур ограничивается не теми элементами питания, которые требуются в
больших количествах, например, вода, углекислый газ, а теми, которые необходимы
в минимальных количествах, но которых в почве очень мало, например, бор или
цинк.
Либих писал: «Веществом, находящимся в минимуме управляется урожай и
определяется величина и устойчивость последнего во времени».
Пример: Допустим, что в почве содержатся все элементы минерального питания для
данного вида растений, кроме одного из них – цинка или бора. Рост растений на
такой почве будет сильно угнетен или невозможен. Если добавим в почву нужное
количество бора или цинка, то это приведет к увеличению урожая.

16.

В 1855 г. Ю. Либих обобщил свои результаты исследований и
сделал вывод: «Отсутствие или недостаток одного из
необходимых элементов при наличии в почве всех прочих
делает последнюю бесплодной для всех растений, для
жизни которых этот элемент необходим», что получило
выражение «закон минимума Либиха».
В
настоящее время этот Закон минимума читается так:
выносливость организмов определяется самым слабым
звеном в цепи его экологических потребностей. Отсюда
вывод, что дальнейшее снижение действия необходимого
фактора ведет к гибели организма.

17.

18.

Закон толерантности Шелфорда.
Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха. Данное правило
выдвинуто в 1913 В. Шелфордом.
Закон толерантности В. Шелфорда гласит: лимитирующим фактором
процветания организма может быть как минимум, так и максимум
экологического влияния, диапазон между которыми определяет
степень выносливости (толерантности) организма к данному
фактору.
Потому закон Шелфорда также называют законом лимитирующего фактора.
Закон Шелфорда можно применить к нормированию содержания
загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах.

19.

20.

21.

Из закона Шелфорда прямо вытекает следующий закон,
определяющий возможность существования организма в пределах и
невозможности существования за пределами диапазона толерантности.
Закон оптимума - закон, согласно которому любой
экологический фактор имеет определенные пределы
положительного влияния на живые организмы, за
пределами
которых
наступает
угнетение
жизнедеятельности организма.

22.

Экологическая характеристика вида и популяции.
Вид — элементарная структурная единица в системе живых организмов,
качественный этап в их эволюции. Вид - совокупность особей,
обладающих
сходством
внутреннего
и
внешнего
строения,
биохимических и физиологических функций, свободно скрещивающихся
и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным
условиям жизни, обладающих определенным типом взаимоотношений с
абиотической и биотической средой и занимающих в природе
определенную область — ареал.
Характерные для вида признаки и свойства называют критерии. Среди
критериев
различают:
морфологический,
физиологический,
цитогенетический, экологический и географический.

23.

Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи
распределены неравномерно, группами – популяциями. Каждая
популяция живет в определенных условиях. Благодаря этому вид,
состоящий из ряда популяций, занимает большой ареал, несмотря на
разнообразие условий в его пределах. Однако любой вид, состоящий как
из одной, так и из нескольких популяций, представляет собой единое
целое.
Целостность вида обусловлена связями между его особями.
Популяция – это совокупность особей одного вида, длительно
существующая на определенной территории (ареале) и отделенная от
других популяций той или иной формой изоляции. Популяция
является элементарной структурой вида, в форме которой вид
существует в природе.

24.

У каждой популяции существует характерный для нее биотический потенциал
(от лат. potentia – сила), т.е. показатель способности, с какой могла бы расти ее
численность в случае неограниченного пространства, пищи, отсутствия
хищников, паразитов и конкуренции со стороны других видов.
Обилие популяции – общая численность популяции.
Рождаемость – число новых особей за единицу времению
Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный
период. Различают три типа смертности. Первый характеризуется
одинаковостью во всех возрастах; второй- повышенной гибелью особей на
ранних стадиях развития; третий тип характеризуется повышенной гибелью
взрослых (старых) особей. Факторы смертности разнообразные: физические
условия, биологические факторы и антропогенные.
Плотность популяции – число особей на единицу площади.

25.

26.

Экологические характеристики популяции.
Биотический потенциал (от лат. potentia – сила) - показатель способности, с
какой могла бы расти ее численность в случае неограниченного пространства,
пищи, отсутствия хищников, паразитов и конкуренции со стороны других видов.
Обилие популяции – общая численность популяции.
Рождаемость – число новых особей за единицу времению
Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный
период. Различают три типа смертности. Первый характеризуется одинаковостью
во всех возрастах; второй- повышенной гибелью особей на ранних стадиях
развития; третий тип характеризуется повышенной гибелью взрослых (старых)
особей. Факторы смертности разнообразные: физические условия, биологические
факторы и антропогенные.
Плотность популяции – число особей на единицу площади.
Численность популяции – общее количество особей.
Прирост численности – разница между рождаемостью и смертностью.

27.

28.

29.

30.

Понятие о экосистеме, биоценозе, биогеоценозе

31.

32.

33.

34.

35.

Примерами природных сообществ могут служить хвойный лес, берёзовая роща,
суходольный или сырой луг, степь, озеро, пруд, река, море. В каждом сообществе
обитают миллионы организмов, относящихся к разным видам. Видов в сообществе тоже
можно насчитать немало — от нескольких десятков до нескольких тысяч.

36.

Трофические цепи.
Сообщество организмов — это совокупность связанных друг с другом и
зависящих друг от друга организмов в пределах однородного участка суши или
водоёма. Организмы в сообществе объединены биотическими
взаимоотношениями: друг для друга они выступают в роли пищевых объектов,
хищников, конкурентов, симбионтов, паразитов. Пищевая цепь «злаковое
растение — полевая мышь — гадюка — орёл-змееяд»

37.

Пищевая цепь, или цепь питания, — это ряд организмов, связанных друг с
другом пищевыми отношениями.
Пищевая цепь показывает последовательность переноса веществ и энергии
от одного организма к другому.
Первое звено пищевой цепи — растения. Только растения способны
производить органические вещества из неорганических. Органические
вещества, произведённые растениями, потом подвергаются превращениям,
переходя от одного звена пищевой цепи к следующему.

38.

Искусственные экосистемы — это экосистемы, созданные человеком,
например агроценозы.
Биом — совокупность экосистем со сходным типом растительности,
расположенных в одной природно-климатической зоне (тундровый биом,
степной биом и т. п.).
Биосфера — экосистема высшего порядка, объединяющая все остальные
экосистемы и обеспечивающая существование жизни на Земле.
Термин «биосфера» был введен Жаном-Батистом Ламарком в начале
XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в
1875 г. Однако создание целостного учения о биосфере принадлежит
русскому ученому Владимиру Ивановичу Вернадскому.

39.

компоненты экосистемы
Равновесное (устойчивое) состояние экосистемы обеспечивается на основе
круговоротов веществ.
Для поддержания круговорота веществ в экосистеме необходимо наличие
запаса неорганических веществ в усвояемой форме и трех функционально
различных экологических групп организмов: продуцентов, консументов и
редуцентов.
Продуценты — автотрофные организмы, способные строить свои тела за
счет неорганических соединений.
Консументы — гетеротрофные организмы, потребляющие органическое
вещество продуцентов или других консументов и трансформирующие его в
новые формы.
Редуценты — гетеротрофные организмы, потребляющие мертвое
органическое вещество, переводя его вновь в неорганические соединения.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

Круговорот веществ и энергии в природе.
Известно, что живые существа состоят из атомов тех же химических элементов,
что и тела неживой природы. Соединяясь в различных сочетаниях, атомы дают
великое множество веществ, из которых состоят тела живых организмов. На
сегодняшний день открыты тысячи таких соединений. Самые распространённые
соединения в телах живых существ — это вода, минеральные соли и
разнообразные органические вещества, главным образом белки, жиры и углеводы.
Вещества поступают в организмы из окружающей среды. Так, зелёные растения
способны улавливать из воздуха углекислый газ, а из почвы поглощать воду и
растворённые в ней минеральные соли. Это неорганические вещества. Используя
солнечную энергию, растения превращают эти неорганические вещества в более
сложно устроенные — органические — вещества собственных тел.
Растительноядные животные поедают растения, а хищные — других животных.
Таким образом, животные строят свои тела из веществ, содержащихся в пище.

46.

Поступление веществ в организмы:

47.

Бактерии гниения и некоторые грибы
(например, плесени) завершают работу по
переработке отходов. Благодаря их
деятельности мёртвое органическое вещество
подвергается разложению и переходит в форму
неорганических веществ — воды,
минеральных солей и углекислого газа. А эти
вещества, как упоминалось выше, необходимы
растениям для роста и развития. Так
замыкается круговорот веществ, соединяющий
живую и неживую природу.

48.

Круговорот
веществ в природе — это циклическое
перемещение атомов, составляющих вещества неживой
природы, в вещества тел живых организмов и обратно.
Непрерывный круговорот веществ происходит благодаря притоку солнечной
энергии. Если бы Солнце погасло, то растения не смогли бы расти, то есть
осуществлять фотосинтез — превращать неорганические вещества в
органические. Следовательно, не были бы обеспечены пищей животные, грибы и
бактерии. Жизнь на Земле без энергии Солнца невозможна.

49.

Домашнее задание
1. Изучить тему занятия (презентацию и дополнительный материал). Уметь отвечать на
вопросы (устно и письменно) по теме. Подготовиться к проверочной работе.
2. Привести пример круговорота веществ и энергии составив схему : продуценты –
консументы 1 – консументы 2 – редуценты.
3. Заполнить таблицу