20_22_Экология_как_наука_Среда_обитания_Экологические_факторы

1. Тема урока: «Экология как наука. Среда обитания. Экологические факторы»

2.

Что такое экология?
Это – не экология!

3. Экология как наука

Экология – это наука о взаимодействии живых организмов
между собой и с окружающей средой.
• Экология характеризирует виды и популяции с точки зрения вопросов:
• ГДЕ ЖИВЁТ?
И
• ЧЕМ ПИТАЕТСЯ?

4. Разделы экологии

1) Экология отдельных организмов (аутэкология)
Изучает отношения организма с окружающей средой
Сколько света
нужно кактусу?
Какой состав почвы
нужен кактусу?
Сколько воды
нужно кактусу?
Какой рельеф
предпочитает кактус?
Какую температуру
может выдержать
кактус?
При каких условиях
кактус цветёт?
Вид: Опунция мелковолосистая
(Opuntia microdasys)

5.

2) Экология популяция (демэкология)
Изучает характеристики популяции (численность, плотность,
рождаемость, смертность) и взаимоотношения особей внутри неё
Почему в одном лесу
популяция белок
большая, а в другом –
маленькая?
Почему соотношение
самцов и самок
изменилось?
Насколько сильно
выражена
конкуренция за еду?
Почему численность
белок за 1 год
снизилась?
Популяция Белки обыкновенной (Sciurus vulgaris)
(много особей одного вида, живущих на одной территории)

6.

3) Экология сообществ (синэкология)
Изучает взаимоотношения организмов разных видов в природном сообществе
Кто хищник?
Как в экосистеме озера взаимодействуют:
водоросли, улитки, окуни, щуки, утки…?
Кто союзничает?
Кто жертва?
Кто конкурирует?
Природное сообщество (экосистема) озера

7.

4) Глобальная экология (биосферная)
Изучает глобальные процессы на планете, связанные с живыми организмами
Круговорот кислорода/углерода/азота/серы в природе
Глобальное потепление
Изменение состава воздуха
Массовые вымирания/
бурные видообразования
Круговорот кислорода в природе
Планета Земля

8. Задачи экологии

Прогнозирование: что будет с урожаем картофеля,
пшеницы и гречихи в стране, если средняя температура
на планете поднимется ещё на 1 градус?
Восстановление природы: как можно оживить сгоревший лес?
Рациональное природопользование: сколько рыбы можно
выловить сегодня, чтобы через 2 года она не вымерла?
Улучшение условий жизни: как строить города, чтобы в них
было безопасно дышать?
Как удерживать цену на овощи, и при этом соблюдать
экологические нормы выращивания?

9. Методы экологии

1) Полевые наблюдения
Дают теоретическую базу о том, как устроена та
или иная экосистема и как в ней ведут себя виды
-
оценка видового разнообразия
оценка численности, рождаемости, смертности популяций
фотографирование организмов
и т.д.
Полевые
наблюдения
2) Эксперименты
Проверяют влияние тех или иных факторов
Отвечают на вопрос: «А что будет, если …?»
Кадры с фотоловушек
Эксперимент по созданию
искусственной почвы из
промышленных отходов
3) Моделирование
Позволяет прогнозировать разные ситуации, исходя из текущей
Отвечают на вопрос: «Что будет через n лет, если…?»
Динамика численности
амурского тигра в России

10. Экологическое мировоззрение

АНТРОПОЦЕНТРИЗМ
• Человек – самое важное,
а природа – просто источник ресурсов
ЭКОЦЕНТРИЗМ
• Человек – такая же часть природы, как миллионы
других видов; природа ценна сама по себе

11. Среда обитания

Среда обитания – это всё, что окружает организм в природе.
Это все ФАКТОРЫ, которые на него действуют: климат, свет, рельеф и
другие живые организмы
Организм – Бурый медведь
(Ursus arctos)
На Земле есть
4 среды обитания: Водная
Среда обитания медведя
Наземно-воздушная Почвенная
Организменная

12.

I. ВОДНАЯ СРЕДА
• Вода очень плотная в ней трудно двигаться
Адаптации:
- обтекаемая форма тела
- плавники, ласты
- слизь на поверхности тела

13.

• В воде небольшие перепады температур
т.к. вода плохо проводит тепло
(долго греется и долго остывает)
Температура воздуха: +31°C
Адаптации:
- подкожный слой жира,
- антифризные белки
Температура воздуха: +13°C
на следующий день
Температура воды: +21°C
Температура воды: +20°C

14.

• В воде большие перепады давления по
мере увеличения глубины
т.к. вода тяжёлая
Глубоководные удильщики
Адаптации:
- мягкие, студенистые ткани с
высоким содержанием воды
- молекулярная стабилизация
белков
Рыба-капля,
деформированная из-за
изменения давления
Рыба-капля в естественной
среде с высоким давлением

15.

т.к. он там плохо
• В воде мало кислорода растворяется
Адаптации:
- дыхание через жабры или кожу
Жаберное дыхание: кислород из воды
попадает в кровеносные сосуды
Движение воды через жабры
Жабры

16.

• В воде темно
т.к. вода
поглощает свет
Следствие:
- на глубине нет растений
- на глубине жизни меньше, чем на
поверхности
- водные организмы часто слепые, а
ориентируются на запахи и вибрации
Вид на глубине 1000 метров
Затонувший «Титаник» заселили
глубоководные бактерии, черви,
рыбы и кораллы
Глубоководные экосистемы
обходятся без растений

17.

Обитатели водной среды:
Планктон – организмы,
которые парят в толще воды
Представители зоопланктона
Фитопланктон (микроскопические водоросли)

18.

Морской планктон – начало многих пищевых цепочек

19.

Нектон – организмы, которые активно плавают
Представители нектона

20.

Бентос – организмы,
живущие на дне
Представители
бентоса
Представители бентоса

21.

Химический состав морской воды
Вода считается пресной, если в ней
<0,5 г/л растворённых солей
Солёность вод Мирового океана (г/л)

22.

II. НАЗЕМНО-ВОЗДУШНАЯ СРЕДА
Адаптации:
• Воздух имеет низкую плотность- мощная опорно-двигательная система (у животных)
в такой среде легко двигаться, - мощные механические ткани (у растений)
но легко и упасть
- разнообразные способы передвижения
Бег
Ползание
Скелетная и мышечная система собаки
У наземных растений хорошо
развиты механические ткани,
удерживающие их положение
Прыжки
Полёт

23.

• Дефицит влаги вода быстро испаряется
Наружные покровы позвоночных животных
Адаптации:
- хорошо развиты покровы тела
Наружные покровы членистоногих
Покровная ткань растений
Строение кожи млекопитающих
Восковой налёт на листьях,
защищающий от испарения воды

24.

• Много света много растений
Следствие:
- растения очень разнообразные
- животные имеют хорошее зрение
Хорошо освещённый луг
его обитатели: светолюбивые растения и зоркие животные
Фотосинтез – источник всей биомассы
в наземных экосистемах

25.

• Много кислорода
Следствие:
- животные дышат воздухом с
помощью лёгких
Типы лёгких у разных групп позвоночных животных
Схема газообмена
Лёгочное дыхание
человека

26.

• Резкие перепады температуры
организмы адаптируются к
экстремальным температурам
• Метаболизм невозможен при очень высоких
или очень низких температурах
Ёж в зимней спячке
Лягушка в зимнем оцепенении
Адаптации:
- животные впадают в спячку,
оцепенение или мигрируют
- растения тоже переходят в
состояние покоя
Миграция птиц в
тёплые регионы
Млекопитающие и птицы –
теплокровные животные
Растения в состоянии
зимнего покоя

27.

III. ПОЧВЕННАЯ СРЕДА
Адаптации:
- обтекаемая форма тела
- роющие конечности
- маленькие размеры
• Почва очень плотная в ней трудно двигаться
Обитатели почвы
Личинка хруща
Голый землекоп

28.

• В почве мало кислорода
Адаптации:
- организмы строят
вентиляционные ходы
- или являются анаэробами
Почвенные ходы и норки
Для хорошего роста огородных растений
(их корней) нужно регулярно рыхлить
почву обогащать её кислородом

29.

• В почве нет света
В почве живёт только корневая система растений
(ей не нужен свет, но нужен кислород)
Следствия:
- в почве нет растений
(кроме корней)
- животные обычно слепые
Почвенные животные слепые
или видят плохо
Крот-звездонос

30.

Жизнь в почве очень
богата и многочисленна
Типичные обитатели почвы

31.

– это ткани, органы или поверхность тела
IV. ОРГАНИЗМЕННАЯ СРЕДА других организмов
• здесь обычно обитают паразиты
• Условия очень постоянные
одинаковая температура,
влажность и т.д.
• Нет света и кислорода
зрения нет; многие – анаэробы
Обитатели организменной среды

32.

• Много еды
• паразиты питаются за счёт хозяина,
истощают его, но не убивают напрямую
• Нет врагов (хищников) и конкурентов
строение паразитов упрощено, некоторые
органы утрачены за ненадобностью
Жизненный цикл печёночного сосальщика
Жизненный цикл человеческой аскариды

33.

Выделяют 2 группы паразитов:
ЭКТОпаразиты – обитают на поверхности тела
Это блохи, вши, власоеды, клещи, комары, мошки
Блоха
Власоед
Поражение кожи вшами
Комар
Клещ

34.

ЭНДОпаразиты – обитают в тканях и внутренних органах
Это паразитические черви (аскариды, острицы, трихинеллы, цепни, сосальщики, шистосомы и др.)
и простейшие (амёбы, лямблии, малярийный плазмодий, лейшмания, токсоплазма и др.)
Бычий цепень
Человеческая аскарида
Печёночный сосальщик
Поражение печени
эхинококком
Дизентерийная амёба Малярийный плазмодий
Трихомонада

35. Экологические факторы

Экологические факторы – это все условия, окружающие организм
Делятся на 3 группы:
АБИОТИЧЕСКИЕ
БИОТИЧЕСКИЕ
АНТРОПОГЕННЫЕ

36.

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
– это факторы неживой природы: свет, температура, влажность,
ветер, рельеф, состав почвы, солёность воды, течение и т.д.
• действуют на организм всегда, определяют его общий облик
Свет
Температура
Влажность
Ветер
Рельеф

37.

Абиотические факторы, влияющие на белого медведя
Абиотические факторы, влияющие на дельфина
Абиотические факторы,
влияющие на корни растения

38.

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
– это факторы живой природы: всевозможные формы влияния
живых организмов друг на друга (хищничество, симбиоз, паразитизм и т.д.)
Мышь ест зерновки пшеницы
Кошка охотится на мышь
Корни пшеницы живут
в симбиозе с грибами
Для размножения блохам
нужен половой партнёр
Кошка страдает от кишечных паразитов
Паразиты распространяются
с помощью блох

39.

40.

АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ
– это деятельность человека, влияющая на естественную природную среду
Человек вырубает лес
уничтожается экосистема леса
Человек вспахивает поле
уничтожается экосистема луга
Человек строит дорогу
ареал животных и растений
делится на части

41. Пределы выносливости

Для каждого экологического фактора у организмов есть пределы выносливости
– т.е. границы, в пределах которых организм может существовать.

42.

• Зона
ОПТИМУМА –
наиболее
благоприятна
для жизни
• Зоны
УГНЕТЕНИЯ –
наиболее
неблагоприятны
Пример:
• Организм: человек
• Фактор: температура воздуха
• ЗОНА ОПТИМУМА: +22 – +28 °C
• ЗОНА УГНЕТЕНИЯ (в сторону холода): менее +22 °C
• ЗОНА УГНЕТЕНИЯ (в сторону жары): более +28 °C

43.

ЭВРИбионты – организмы,
выдерживающие большой
диапазон изменения силы
фактора
СТЕНОбионты – организмы,
способные существовать
только в узком диапазоне
значений фактора

44. Закон лимитирующего фактора (закон минимума Либиха)

Наиболее значим для организма
тот фактор, который сильнее всего
отклоняется от оптимума в данный
момент времени
другими словами: на жизнь организма
сильнее всего влияет то, чего сейчас
не хватает
Закон минимума Либиха