Популяция, сообщества, экосистемы. Урок 17

1.

Популяция, сообщества, экосистемы

2.

Вид
– совокупность особей, обладающих общими морфо-физиологическими
признаками, биохимическим, генетическим сходством, свободно
скрещивающихся друг с другом и дающих плодовитое потомство,
приспособленных к сходным условиям существования, занимающих в
природе определенный ареал (область распространения), т.е.
занимающих одну и ту же экологическую нишу.
• Вид в природе существует в форме популяции, которой для жизни
необходимы определенные абиотические и биотические факторы
среды.
• Воздействие этих факторов на популяцию регулирует ее численность,
обеспечивает длительное существование вида в пределах его ареала и
экологической ниши.
Экологическая ниша - совокупность всех абиотических и биотических
факторов, в пределах которых возможно существование вида.

3.

Местообитания
Может быть одинаковым у
популяций разных видов
Экологическая ниша
… а, экологические ниши разными
Например, в саваннах Африки встречаются несколько видов травоядных
копытных млекопитающих. Местообитание у них общее, но они по-разному
используют имеющиеся кормовые ресурсы. Жирафы объедают листву
деревьев на высоте 5-6 м. Зебры обрывают преимущественно верхушки
высоких трав.
Антилопы гну поедают среднюю
часть злаков и их семена. Газели
выщипывают самые низкие
растения. Антилопы дик-дики
едят листву с небольших
кустарников.
Различие в экологических нишах
между видами препятствует
межвидовой конкуренции и
способствует более
полноценному использованию
ресурсов среды.

4.

Закон конкурентного исключения
- организмы двух видов не могут занимать абсолютно одинаковые
экологические ниши, так как в этом случае они вступают в конкурентные
взаимоотношения, приводящие к вытеснению одного вида другим, более
приспособленным.

5.

Экологическая ниша возникает в процессе эволюции вместе с
приобретением организмом конкретного вида приспособлений к
факторам среды. С исчезновением вида исчезает и его экологическая
ниша.
a – сумчатый волк
b – собака Динго

6.

Биотический потенциал популяции
показатель способности, с какой могла бы расти ее численность в случае
неограниченного пространства, пищи, отсутствия хищников, паразитов и
конкуренции со стороны других видов.
Численность популяции увеличивается экспоненциально, т.е. происходит
вспышка размножения, если ее особи имеют в избытке все необходимые
ресурсы
Кривые роста численности популяции инфузории-туфельки: 1 — теоретическая
(экспоненциальная); 2 — реальная

7.

Возможная способность заселения организмами поверхности
Земли
Организмы
Бактерии
Насекомые (саранча азиатская)
Цветковые растения (клевер
ползучий)
Птицы (голубь сизый)
Млекопитающие (крыса серая,
слон африканский)
Время заселения
До 1,8 суток
203-366 суток
Более 11 лет
18 лет
8 лет
Более 1000 лет
! Однако реально ни один организм не способен заселить всю Землю.
Экспоненциальный рост неизбежно ведет к истощению ресурсов среды,
снижению численности популяции, а в некоторых случаях - даже к ее
гибели.

8.

Динамика численности популяции
При увеличении плотности популяции включаются механизмы регуляции
ее численности:
• Рост численности хищников;
• Рост инфекционных и паразитических заболеваний;
• Агрессивное поведение самцов и самок друг к другу;
• Нехватка пищи;
• Миграции
В арктической
тундре один
раз в 3-6 лет
происходят
вспышки
размножения
леммингов
Сибирский лемминг
Миграции леммингов
Чаще всего численность популяции колеблется около среднего значения,
соответствующего ёмкости среды.

9.

Задание
№1. Какие виды экологических факторов способствуют регуляции
численности волков в экосистеме?
Неограниченное истребление волков в экосистеме леса может привести к
1) сокращению численности других хищников
2) смене растительного покрова
3) падению численности мышевидных грызунов
4) распространению заболеваний среди лосей

10.

Биоценоз = сообщество организмов
- исторически сложившаяся совокупность обитающих на одной
территории популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов.
Более мелкие сообщества
входят в состав более
крупных: обитатели мохового
покрова на стволе дерева
входят в состав более
объемного биоценоза,
включающего организмы,
живущие под корой дерева, в
его древесине и на ветвях.
Биоценоз дерева, в свою
очередь, входит в состав
биоценоза леса, а он служит
составной частью
растительности данной
климатической зоны.
Биоценоз соснового
леса

11.

Биоценоз = сообщество организмов
Фитоценоз (от греч. phyton - растение), или вся совокупность образующих
сообщество растений, выступает в биоценозе главным средообразующим
фактором.
• Деревья и кустарники создают особый микроклимат: уменьшают силу
ветра, образуют тень, снижают перепады температуры и влажности.
• Велика роль растений в сообществе и как источника пищи для
растительноядных насекомых, птиц и зверей.
• Растения выделяют в воздух кислород, необходимый для дыхания
большинства организмов, образуют листовой опад, который
разлагается грибами и микроорганизмами, что приводит к накоплению
в почве минеральных веществ и повышает ее плодородие.

12.

Биоценоз = сообщество организмов
Зооценоз (от греч. zoon - животное), т.е. вся совокупность составляющих
сообщество животных, оказывает существенное влияние на растения.
• Растительноядные насекомые и их личинки, травоядные
млекопитающие, некоторые птицы, поедая части растений, регулируют
их рост.
• Насекомые-опылители переносят пыльцу растений, а птицы и мелкие
млекопитающие распространяют семена и плоды.
• Помёт животных служит удобрением для почвы, что положительно
сказывается на росте растений и грибов.

13.

Биоценоз = сообщество организмов
Микробоценоз (от греч. mikros - маленький), т.е. вся совокупность
образующих сообщество микроорганизмов, тесно связана как с
растениями, так с животными.
• Паразитические бактерии, живущие на поверхности и внутри тел
организмов, оказывают отрицательное на них воздействие, вызывая
заболевания и приводя к гибели.
• Бактерии-симбионты положительно влияют на организмы, помогая,
например, растительноядным млекопитающим, переваривать грубую
растительную пищу.
• Бактерии-сапротрофы и плесневые грибы разлагают тела погибших
организмов, обеспечивая тем самым круговорот веществ в биоценозе.

14.

Структуры биоценоза
• Видовая структура - видовое разнообразие
биоценоза и соотношение образующих его видов
по численности и плотности популяций.
• Виды-доминанты - преобладающие по
численности. Например, в ельнике-кисличнике
такими видами являются ель и кислица.
Пространственная
структура - распределение
организмов, в основном
растений, по ярусам. Ярусы
образуют надземные
вегетативные органы
растений и их корневые
системы. Ярусность связана
с приспособлением
организмов к наиболее
полному использованию
ресурсов среды.

15.

Структуры биоценоза
Трофическая (от греч. trophe - пища, питание), или пищевая структура, это пищевые цепи, состоящие из организмов, находящихся в пищевых
связях друг с другом. Пищевые цепи образуют в сообществе сложные
переплетения - пищевые сети, по которым передаются вещества и
энергия.

16.

Связи между организмами в биоценозе
Трофические, или пищевые связи - питание одних
организмов другими, либо их мертвыми остатками или
продуктами жизнедеятельности.
Топические, или связи по месту обитания возникают,
когда одни виды создают среду обитания для других.
Например, дуплистые деревья служат убежищем для
дятла, который строит в дуплах гнезда и выводит в них
потомство.
Форические, или транспортные связи, устанавливаются когда одни
организмы принимают участие в распространении и расселении других.
Так, свиристели и снегири, поедая плоды рябины и калины, участвуют в
распространении семян этих растений.
Фабрические, или средообразующие связи - использование одними
организмами для сооружения своих гнезд и жилищ продуктов выделения,
либо остатков других организмов. Например, бобры для строительства
своих плотин и домиков-хаток - используют стволы и ветви деревьев.

17.

Экосистема биогеоценоз
- состоит из компонентов: живого, неживого (косного) и происходящего
от живого (биокосного).
• Существование экосистемы поддерживается круговоротом веществ и
потоком энергии между ее компонентами.
• Термин «экосистема» был предложен
английским ученым А. Тенсли.
• Наш отечественный ученый В.Н. Сукачёв ввел в
науку похожее понятие - «биогеоценоз».
Владимир Николаевич Сукачёв
(1880— 1967)

18.

Структурные компоненты биогеоценоза
Абиотическая среда,
или экотоп, образует
неживой (косный)
компонент - климатоп
(свет, температура,
влага, воздух, рельеф) и
компонент,
происходящий от живого
(биокосный) - эдафотоп
(почва, грунт).
• Биоценоз - живой
компонент,
складывается из
организмов трех групп:
продуцентов,
консументов и
редуцентов.

19.

Организмы, населяющие биогеоценоз, разделены по
своим функциям:
1. Продуценты - растения, создают органические вещества,
потребляемые животными.
2. Консументы - животные - потребители готового органического
вещества Консументы I порядка - растительноядные организмы,
консументы II, III и т.д. порядка - хищники.
3. Редуценты - это сапротрофы - грибы и бактерии, разлагают останки
мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ,
они преобразуют накопленные организмами органические вещества в
неорганические.
Пищевые цепи

20.

Трофические цепи бывают двух типов:
• Пастбищные - начинаются с продуцентов (растений), производителей
органического вещества
• Детритные - начинаются с органических веществ отмерших растений и
животных

21.

Устойчивость экосистемы обусловлена:
Большим разнообразием обитающих видов
Длинными пищевыми цепочками
Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)

22.

Задание
№1. Из предложенных птиц последним звеном пищевой цепи может
являться
1) галка 2) скворец 3) голубь 4) коршун
№2. Назовите животное, которое следует включить в пищевую цепь:
трава — > . .. — > волк
1) тигр 2) заяц 3) ястреб 4) лиса
№3. Определите правильно составленную пищевую цепь
1) чайка → окунь → мальки рыб → водоросли
2) водоросли → чайка → окунь → мальки рыб
3) водоросли → мальки рыб → окунь → чайка
4) мальки рыб → водоросли → окунь → чайка
№4. Берёзовая роща — неустойчивый биогеоценоз, так как в нём
1) малоплодородная почва
2) мало света для растений
3) небольшое разнообразие видов
4) травянистые растения страдают от недостатка влаги

23.

Экологическая пирамида
• числа особей (пирамида чисел),
• количества их биомассы (пирамида биомасс),
• заключенной в них энергии (пирамида энергии)
Правило 10% на каждый последующий уровень экологической пирамиды
переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде
тепла.

24.

Задание
№1. Самая высокая биомасса растений и продуктивность наблюдается в
экосистемах
1) саванны
2) тайги
3) листопадных лесов умеренного пояса
4) влажных тропических лесов
№2. Потеря энергии в цепи питания от растений к растительноядным
животным, а от них к последующим звеньям называется
1) правилом экологической пирамиды
2) круговоротом веществ
3) колебанием численности популяций
4) саморегуляцией численности популяций
№3. Соотношение количества органического вещества живых организмов,
занимающих разное положение в пищевой цепи, называют пирамидой
1) биоразнообразия 2) численности 3) биомассы 4) энергии

25.

Агроценоз
Биоценоз
• Преобладает искусственный отбор выживают особи с полезными для
человека признаками и свойствами
• Источник энергии - солнце
(открытая система)
• Круговорот веществ - незамкнутый,
так как часть веществ и энергии
изымается человеком (сбор
урожая)
• Видовой состав - скудный,
преобладают 1-2 вида (поле
пшеницы, ржи)
• Устойчивость экосистемы снижена, так как пищевые цепочки
короткие, пищевые сети
неразветвленные
• Биомассы на единицу площади мало
• Преобладает естественный
отбор - выживают наиболее
приспособленные особи
• Источник энергии - солнце
(открытая система)
• Круговорот веществ замкнутый
• Видовой состав разнообразный, тысячи видов
• Устойчивость экосистемы высокая, так как пищевые
цепочки длинные,
разветвленные
• Биомассы на единицу
площади - много

26.

Задание
№1. В агроэкосистеме картофельного поля, в отличие от экосистемы луга:
1) отсутствуют консументы
2) высокая численность продуцентов одного вида
3) незамкнутый круговорот веществ
4) преобладают растительноядные насекомые
5) отсутствуют редуценты
6) нарушена саморегуляция
№2.
Какие признаки характеризуют агроценоз? Выберите три верных ответа
из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) естественный круговорот веществ у данного сообщества нарушен
2) высокая численность растений одного вида
3) большое число видов растений и животных
4) ведущий фактор, влияющий на сообщество, — искусственный отбор
5) замкнутый круговорот веществ
6) виды имеют различные приспособления к совместному обитанию

27.

Домашнее задание
Ответьте на вопросы:
1. Чем понятие вид отличается от понятия популяция? Приведите
примеры. Чем понятие местообитания отличается от понятия
экологическая ниша. Приведите пример.
2. Сформулируйте закон конкурентного исключения. Приведите пример.
Что происходит с экологической нишей при исчезновении
конкретного вида организма. Приведите пример.
3. Чем определяется биотический потенциал популяции? Каким
графиком отражается данная зависимость? Каким организмам
потребовалось бы больше времени, насекомым или слонам, чтобы
заселить всю поверхность Земли? Почему? Как популяция способна
контролировать свою численность? Приведите пример.
4. Что такое биоценоз (сообщество)? Из каких частей состоит биоценоз?
Охарактеризуйте эти части, приведите примеры.
5. Охарактеризуйте структуру биоценоза: видовую, пространственную,
трофическую.
6. Какие связи между организмами выделяют в биоценозе? Приведите
примеры.

28.

Домашнее задание (продолжение)
Ответьте на вопросы:
7. Что такое экосистема и биогеоценоз? Кто предложил эти понятия?
Охарактеризуйте структуру биогеоценоза по В.Н. Сукачеву. На какие
группы разделяют организмы по выполняемым ими функциям в
биогеоценозе? Приведите примеры.
8. Какие бывают трофические цепи? Приведите примеры. Чем
определяется устойчивость экосистем?
9. Приведите примеры моделей экологических пирамид. В чем суть
правила 10%? Сравните агроценоз и биоценоз. Приведите примеры.