Ekologické vlastnosti. Ekologické vlastnosti agrocenóz. IV. Upevňování nového materiálu

0

Aktivní role organismů v jejich vztazích s prostředím byla zmíněna výše. Proto je nutné zvážit ekologické vlastnosti zvířat a rostlin.

Abiotické a biotické faktory působící jednotně na živý organismus v jakýchkoli podmínkách se vyznačují určitým přirozeným projevem v různá prostředíživot. Ale každý druh, který je kvalitativně definovaným stavem živé přírody, se liší svými požadavky. střední. Zároveň lze identifikovat skupiny druhů, které mají tak či onak ekologické podobnosti.

Ekologie mikroorganismů. Mikrobi sice v podstatě patří k rostlinám, ale v řadě svých vlastností jsou natolik unikátní, že jsou obvykle řazeni do zvláštní skupiny organismů a věda, která je studuje – mikrobiologie – byla dlouho izolována jako samostatná biologická disciplína.

Bakterie jsou drobné rostliny, pouhým okem neviditelné, skládající se z jedné nebo více buněk. Bakterie nejsou achromatinobionti, „primitivní cytody“ ve smyslu Haeckela. Zvláštním rysem bakterií, jakožto relativně primitivních organických bytostí, je stálá přítomnost nukleových látek v kleci.

Velikost mikrobů se pohybuje od 100 do 2-5 mikronů a u virů se počítá v milimikronech (Peterson, 1953). Bakterie se podle svého tvaru dělí do tří hlavních skupin: tyčinkovité - bacily, kulovité - kokové ("řetízky" - streptokoky) a vývrtkovité - spirilla ("čárka" - vibrios).

Bakterie se nacházejí ve velkém množství ve vzduchu, vodě, půdě, na povrchu i uvnitř organismů. Počet bakterií v různých prostředích charakterizují následující čísla: vzduch 0,01 kopie. /cm 3 voda 10-20 milionů /cm 3 půdy 100 tisíc - 1 miliarda /cm 3

Bakterie se rozmnožují dělením. Za příznivých teplotních podmínek a přítomnosti potravy může dojít k dělení každých 0,5 hodiny. V důsledku této progrese reprodukce produkuje jeden vzorek každý den 115 000 miliard bakterií. Bakterie se množí rychleji než jakákoli jiná živá bytost.

Látky produkované bakteriemi mohou být pro člověka škodlivé (toxiny) nebo prospěšné (enzymy). Bakteriologie a imunologie rozvíjejí otázky ochrany organismů před bakteriemi a řadu průmyslových odvětví (potravinářství, kožedělný průmysl atd.) a Zemědělství využít prospěšnou aktivitu bakterií.

Role bakterií v koloběhu látek, které se vyskytují v přírodě, je obrovská. Zelené rostliny neboli producenti se syntetizují z minerálních solí (půda a voda) a oxidu uhličitého (vzduch, voda), za účasti solární energie, komplexní organické látky - bílkoviny, tuky a sacharidy. Spotřebitelé, tedy různá býložravá a masožravá zvířata, přeměňují tuto prvovýrobu na meziprodukty a finální produkty. Poté, co rostliny a zvířata zemřou, jejich mrtvoly procházejí procesem hniloby a fermentace za účasti bakterií neboli rozkladačů.

V důsledku toho opět vznikají minerální soli a plyny, které se při rozkladu organismů uvolňují zpět do anorganické přírody. Bakterie jsou tedy nezbytným článkem v obecném koloběhu látek, které umožňují existenci a vývoj skutečného rostlinného a živočišného života na Zemi. Význam mikroorganismů jako faktoru produktivity rostlin je znám.

Úrodnost půdy závisí nejen na minerálech, ale také na mikroflóře, která se aktivně podílí na všech nejdůležitějších procesech probíhajících v půdě a vytváří příznivé podmínky pro výživu rostlin. Mikroorganismy se podílejí na přípravě potravy pro rostliny, na vytváření podmínek pro její vstřebávání rostlinami a konečně se přímo podílejí na zásobování rostlin živinami.

Hmotnost mikrobiálních těl, převážně bakteriálních, v povrchové vrstvě 1 hektaru úrodné půdy je asi 5-7 tun, a pokud vezmeme v úvahu neustálé rozmnožování a obnovu této populace, pak během vegetačního období její hmotnost dosáhne desítky tun na hektar (Samoilov, 1957).

Bakterie hrají velkou roli v biologické produktivitě vodních útvarů. To bylo stanoveno pro rybářsky důležité Severní Kaspické moře (Osnitskaya, 1954; Zhukova, 1955 atd.) a další povodí. Tok řeky Volha ovlivňuje distribuci, množství a biomasu bakterií v moři. V deltaické části moře dosahuje počet bakterií 2-2,5 milionu na 1 ml vody a při přesunu do otevřeného moře klesá na 100-300 tisíc na 1 ml. Bakteriální biomasa: v oblasti delty Volhy je 470-600 mg na 1 m 3.

Počet bakterií na 1 g půdy v Severním Kaspickém moři se pohybuje od stovek milionů až po několik miliard. Biomasa bakterií dosahovala největší hodnoty v deltách řek Volhy a Uralu a bezprostředně po povodni v roce 1951 činila 50-52 g/m2 dna ve vrstvě o tloušťce 1 cm.V bahnité půdě bohatší na organické látky hmoty, počet bakterií je větší než v písčité půdě.

V otázce typu a vztahu mikrobů k prostředí v mikrobiologii existují dva protichůdné směry: monomorfismus a pleomorfismus.

Teorie monomorfismu a pleomorfismu řeší problematiku speciace a variability organismů jednostranně a idealisticky. Převaha konzervativních myšlenek v mikrobiologii brzdila rozvoj této vědy. Již od konce minulého století se však začaly hromadit materiály o proměnlivosti mikrobů, které umožnily překonat jednostrannost těchto protichůdných konceptů.

L. Pasteur ukázal možnost cílených změn vlastností mikroorganismů a na tomto základě vyvinul metody přípravy vakcín. N. F. Gamaleya v roce 1888 objevil významnou variabilitu v Mechnikovského vibriu, které objevil. Placení velká pozornost problém variability a speciace, Gamaleya byl jedním z prvních, kdo prokázal možnost přeměny jednoho typu mikrobů na jiný. I. I. Mečnikov zjistil význam mikrobiálních asociací, jejich symbiózu a antagonismus. V roce 1909 napsal: „Právě v oblasti mikrobiologie byla prokázána možnost změnit povahu bakterií změnou vnějších podmínek a lze dosáhnout trvalých změn, které lze zdědit.“ Podobná tvrzení nalézáme v dílech S. N. Vinogradského, L. S. Tsenkovského, D. I. Ivanovského, V. L. Omeljanského a dalších domácích mikrobiologů, ale teprve po vítězství v biologii názorů I. V. Mičurina začala skutečná restrukturalizace mikrobiologie na dialekticko-materialistický základ.

Práce mikrobiologů v poslední době umožnila identifikovat řadu vzorců a příčin, které určují procesy variability a speciace, a vyvodit k tomuto problému některé obecné závěry. Velká důležitost v tomto ohledu konference o řízené variabilitě a selekci mikroorganismů pořádaná Ruskou akademií věd na konci roku 1951

A. A. Imshenetsky (1952) přesvědčivě ukazuje, že selhání předchozí i moderní buržoazní mikrobiologie má kořeny v podcenění významu základního zákona biologie. Nové formy mikrobů byly studovány morfologicky, ale nebyla věnována pozornost jejich fyziologii ani jejich požadavkům na určité životní podmínky (druhé zůstaly v laboratoři jednotné).

Dědičnost a variabilita mikrobů se vyznačuje řadou znaků, které je odlišují od vyšších rostlin. Nejdůležitější jsou následující (podle Imshenetského):

1. U naprosté většiny mikroorganismů, včetně bakterií a prakticky důležitých kvasinkovitých a plísňových hub, pohlavní proces chybí. Existuje vegetativní rozmnožování organismů, ve kterém se vlastnosti mohou měnit prostřednictvím procesů blízkých vegetativní hybridizaci.

2. Dědičnost u mikroorganismů není o nic méně stabilní než u vyšších rostlin, a protože většina bakterií zcela postrádá jádro a chromozomy, je tato skutečnost sama o sobě vynikající ilustrací nejednotnosti chromozomální teorie dědičnosti.

3. Výjimečná rychlost reprodukce umožňuje opakovanou expozici

mění vnější podmínky na mladých buňkách a umožňuje získat velké množství generací v krátkém čase (důležité pro selekci).

4. Mezi buňkami mikroorganismů a vnějším prostředím je extrémně úzký kontakt. Vzhledem k malé velikosti mikrobiální buňky je více vystavena vnějšímu prostředí než mnohobuněčný organismus. Velká adaptabilita mikroorganismů vedla ke vzniku forem adaptovaných v přírodě na širokou škálu vnějších faktorů.

Největší důkazy o variabilitě byly zjištěny u mikrobů, kteří způsobují gastrointestinální onemocnění u lidí a zvířat, protože na těchto mikrobech bylo provedeno nejvíce výzkumů (Muromtsev, 1952). Mnohokrát se ukázalo, že například vlastnosti tyfových mikrobů se mohou tak hluboce změnit voda z vodovoduže se tito mikrobi stanou k nerozeznání od E. coli nebo alkáliotvorného činidla, některé kmeny dokonce získávají vlastnosti, které je přenášejí za tyfovou skupinu.

Z kultur původce moru byl získán mikrob, který má všechny vlastnosti původce falešné tuberkulózy u hlodavců. Mor a pseudotuberkulózní mikrobi jsou přitom nezávislé druhy, které se liší morfologickými, kulturními a enzymatickými vlastnostmi a ve vztazích mezi nimi jsou pozorovány jevy mezidruhové konkurence.

Druhovou variabilitu úplavicových mikrobů v experimentálních podmínkách nepopiratelně prokázal G. P. Kalina, který paratyfového mikroba získal.

Mnoho badatelů popsalo vzájemné přechody pneumokoků, hemolytických a zelených streptokoků jak při pokusech s umělými médii, tak při pokusech na zvířatech.

Jak uvádí V.D. Timakov (1953), při kultivaci mikroorganismů skupiny střevního tyfu za podmínek, kdy jejich zdrojem výživy jsou produkty rozpadu jiných příbuzných bakterií, je možné získat kultury, které téměř plně mají vlastnosti kultury, na níž produkty rozkladu, které bylo vypěstováno. Autor dochází k závěru, že „ve světě mikroorganismů je možné cíleně měnit a vytvářet nové formy a typy bakterií, které jsou užitečné pro člověka“. S. N. Muromtsev (1952) píše: „Je třeba uznat za nevědeckou myšlenku rozšířenou mezi mikrobiology, že existující druhy mikroorganismy vznikly teprve ve starověku a v moderních podmínkách již nevznikají. Speciace v mikroorganismech se vyskytuje i v moderních podmínkách.“

Jak jsme naznačili výše, existence bakterií úzce souvisí s rostlinami a zvířaty. V přírodě nelze najít místa, kde by byly jiné organismy, ale chyběly by zde bakterie. V každé biocenóze jsou mikroorganismy vždy přítomny jako základní prvek. Mohou však existovat biotopy, ve kterých je existence zvířat a rostlin nemožná a bakterie jsou jedinými zástupci živých bytostí (například v sirovodíkové zóně Černého moře).

Nedávné studie kurilsko-kamčatské deprese poskytují pohled na mikrobiální život v hlubinách oceánu. Tichý oceán(Criss a Biryuzova, 1955). Vzorky byly odebrány do hloubky 9000 m. Ukázalo se, že převážnou část heterotrofních mikrobů představují tyčinky bez výtrusů, dále tyčinky s výtrusy a koky a také kvasinky; aktinomycety jsou vzácné. V hloubce 0-250 m bylo nalezeno přes 10 000 buněk na 1 ml; v zóně výrazné fotosyntézy - až 100 000 buněk; v hloubce 300-400 m - tisíce a stovky buněk na ml a v nejhlubších místech - desítky buněk. Biomasa mikroorganismů: 10-80 mg na 1 m 3 vody ve vrstvě 0-25 m; 1 -10 mg - do hloubky 300 m; pod 400 m - desetiny a setiny a v oblastech blízko dna - tisíciny miligramu. V oceánské půdě byly nalezeny desítky, stovky a tisíce, zřídka více než 10 000 buněk na 1 g kalu. Distribuce mikrobiální populace v půdě nezávisí na hloubce oceánu a je zjevně spojena s distribucí asimilovatelných organická hmota v tloušťce půdy a ve vodě nad ní.

Evoluce mikrobů šla a pokračuje různými směry a je spojena s jejich obsazením všech možných biotopů.

Ekologie rostlin. Rostliny tvoří (spolu s bakteriemi) jedno ze dvou velkých oddílů živé přírody. Moderní botanika rozděluje celý rostlinný svět na dva kmeny: nižší (vrstevnaté) a vyšší (listnaté) rostliny.

Zástupci nižších rostlin (bakterie, řasy, houby, lišejníky) ve většině základních typů zůstávají v původním vodním prostředí, kde si mnozí dodnes zachovali rysy primitivní organizace. V minulosti byly nižší rostliny nejprve jedinými, poté převládajícími zástupci flóra, ale nyní zaujímají podřízené postavení oproti těm vyšším.

Vyšší rostliny (mechy, kapradiny, přesličky, mechy, nahosemenné, krytosemenné) jsou zastoupeny přibližně 300 000 druhy. Většina z nich žije na souši (využívají vzduch a půdu), menší část - ve vodě.

Mezi kvetoucími rostlinami je několik stovek sekundárních vodních druhů (v různých systematických skupinách). Vodní životní styl způsobuje zvýšený růst ve srovnání se suchozemskými rostlinami a nahrazení pohlavního rozmnožování vegetativním rozmnožováním (elodea, okřehek, telory). V mnoha vodních rostlinách ztrácejí kořeny svůj význam jako orgány vstřebávání živin, protože k tomuto procesu dochází přímo prostřednictvím kožní vrstvy. V důsledku toho je dřevo v cévních svazcích vodních rostlin málo vyvinuté. K ochraně těla před vyplavováním v důsledku přebytečné vody dochází díky hlenu, který hojně pokrývá podvodní části. Mechanická tkáň se ve vodních rostlinách nevyvíjí, protože samotná voda, husté médium, je pro ně dobrou oporou pro tělo. Málokterý druh vodních rostlin je jednoletých, přezimujících ve formě semen (liána, malá najáda apod.). Většina z důvodu zachování kladných teplot pod ledem v zimě přezimuje ve formě té či oné vegetativní části - oddenky (lekníny, tobolky vajíček), hlízy (šípka, hřebenovka), přezimující pupeny (mechýř, vodní ) nebo zcela (okřehek, bahenní tráva), některé rybníčky).

Během evoluce rostlin docházelo k různým adaptacím na životní podmínky – abiotické i biotické. Například vývoj od nižších rostlin k vyšším souvisel s přechodem z vodního na vzdušný způsob života, ale pak mezi vyššími byl zaznamenán proces druhotného dobývání hydrosféry.

Řasy se rozlišují na solitérní a koloniální formy (Volvox). U řas, podobně jako u mechů, dochází ke složitému střídání generací, vyznačující se měnícími se požadavky na životní podmínky v jednotlivých fázích individuálního vývoje.

Mnoho hub zaujalo v přírodě velmi jedinečné místo, protože se přizpůsobilo vzájemně výhodné symbióze s jinými organismy. Díky „vzájemné pomoci“ mohou lišejníky (houby a řasy) žít na těch nejpustějších půdách a holých skalách, kde houby ani řasy nemohou žít odděleně. Usazování hub na kořenech vyšších rostlin tvoří mykorhizu, která přispívá k úplnější absorpci půdních živin rostlinou. U vřesu rostoucího v písčitých oblastech se embryo bez mykorhizy ani nevyvine.

Rozkvět semenných rostlin je spojen s jejich úplným dobytím půdy a postupným osvobozením od účasti vodního prostředí na procesu pohlavního rozmnožování. Embryo v semeni je hojně zásobeno potravinovým materiálem a je schopno dlouhodobě odolávat suchu i chladu. Skutečnými suchozemskými organismy se proto mohly stát pouze kvetoucí rostliny, zatímco mechy a kapradiny zůstaly obojživelné.

Zásadní výhodou krytosemenných rostlin oproti nahosemenným je tvorba plodů, které plněji zajišťují zrání a distribuci semen (za účasti zvířat). Mikrospory nahosemenných rostlin jsou přizpůsobeny k přenosu větrem. Většina krytosemenných rostlin má vyvinuté adaptace pro opylování květů za asistence hmyzu (světlé okvětí, sekrece nektaru a aroma, lepkavý pyl). Tento způsob opylení lépe zajišťuje křížové oplodnění, které je biologicky užitečné.

Důležitým faktorem v evoluci krytosemenných rostlin je tedy jejich vztah se světem zvířat, s opylujícím hmyzem a s ptáky a savci, kteří usnadňují šíření semen. Jak vidíme, jak evoluce postupuje, spojení mezi rostlinami a zvířaty se zintenzivňuje. Přitom si vzájemně nejen slouží v procesu krmení, ale rostliny, které živočichům poskytují úkryt, je často zahrnují do svých vývojových podmínek.

Jak správně poznamenává B. A. Keller (1938), vztahy rostlin s prostředím mají jedinečné rysy, zvláštní vlastnosti spojené se způsobem výživy typickým pro tyto organismy. Zelené rostliny využívají potravu, která je kolem nich v extrémně vzácné formě. Například ve vzduchu toto jídlo slouží oxid uhličitý, kterých je pouze 0,03 %, v půdě jsou výživné minerální soli, obvykle ve slabém roztoku. Navíc listy, jako zdroj energie při výživě, zachycují sluneční světlo. V tomto ohledu se evoluční vývoj rostlin obecně ubíral cestou silné vnější disekce, rozvojem velmi bohatého vnějšího absorpčního povrchu (list a kořen). Výsledkem je, že rostliny jsou zvláště úzce spjaty se svým prostředím, což určuje jejich zvýšenou vnitrodruhovou variabilitu.

Role rostlin jako producentů v jednotlivých životních prostředích je různá. Ve vodě se hlavní masa autotrofů skládá z řas a na souši - vyšších rostlin.

Přiložený způsob života rostlin určuje vertikální vrstvení v jejich distribuci. Pouze rostliny vykazují blízkost v důsledku hustoty osídlení (okřehek v rybníku, lese atd.) za příznivých podmínek.

V kombinaci s klimatem a půdami tvoří vegetace charakteristické vertikální pásy v horských oblastech a šířkových krajinných pásmech v rámci severní a jižní polokoule (od rovníku k pólům), jejichž nedílným prvkem jsou zástupci pro ně charakteristického živočišného světa.

Hodnota ročního přírůstku nadzemní rostlinné hmoty se podle výzkumu E. M. Lavrenka pro tundrové, stepní a pouštní oblasti pohybuje od 4 do 56 c/ha. Hrubá zásoba (biomasa) nadzemní rostlinné hmoty dosahuje nejvyšších hodnot v lesních společenstvech (900 centů/ha v severní tajze, 1300 centů/ha ve střední tajze, 2600 centů/ha v listnatých lesích). V tundře je to 6-32 c/ha, v lesní tundře 73 c/ha. U stepí se roční přírůstek (produkce) rostlinné hmoty téměř rovná její hrubé zásobě (biomasě) v důsledku každoročního odumírání nadzemních částí. Pouštní stepi a polokeřová společenstva. pouště poskytují nejmenší množství hrubé zásoby (5-10 c/ha).

Nemluvíme o faktorech nezbytných v životě rostlin: každý druh v závislosti na prostředí a životních podmínkách „v každé fázi své ontogeneze potřebuje zvláštní podmínky existence a vývoje. Příručky o ekologii rostlin obsahují relevantní materiály, i když zdaleka nepokrývají danou problematiku.

Ekologie zvířat. Zvířata, zastoupená více než 1,2 miliony druhů, jsou velmi různorodá ve výšce své organizace a žijí ve všech životních prostředích.

Jak upozornil J. Lamarck, vliv prostředí na živočichy je mnohem komplexnější než na rostliny. Jestliže rostliny přímo zažívají vliv vnějších podmínek, pak u vysoce organizovaných živočichů je tento vliv spíše nepřímý než přímý. Rozdíl zde není v tom, jak působí prostředí, ale v tom, jak tělo na tyto akce reaguje.

Nehybná rostlina pod vlivem nového faktoru umírá nebo zůstává, v druhém případě dochází ke změně, organismus se přizpůsobuje odpovídajícímu vnějšímu vlivu. Mobilní zvířecí organismus je ve výhodnějším postavení, protože nečelí dilematu umírání nebo změny. Pro něj je možná třetí reakce na odpovídající dopad - migrace, odchod do příznivějších podmínek. Kromě toho je nervový systém u zvířat nanejvýš důležitý jako podmínka pro spojení organismu s prostředím. Jak ukázal I.P.Pavlov, zvířata si historicky vyvinula neustálé tělesné reakce na vnější vlivy (nepodmíněné reflexy, instinkty) a dočasná spojení (podmíněné reakce), které mají velký význam při navazování spojení s okolím.

Vzhledem k rozmanitosti typů nervový systém U zvířat a obecných rozdílů v organizaci a metabolismu jsou ekologicky zvířata velmi odlišná. Existují rozdíly jak v životním prostředí, tak v systematických skupinách.

Stejně jako rostliny i ve světě zvířat určovalo prostředí směr a průběh evoluce.

Vývoj vnějšího chitinózního pokryvu u vodních členovců, který oddaloval výpar, umožnil některým skupinám těchto drobných živočichů opustit vodní prostředí na souši a plně ovládnout podmínky suchozemské existence.

Početné druhy (až 1 milion) a široké rozšíření členovců ve všech životních prostředích svědčí o současné prosperitě této skupiny. V důsledku vysokého rozvoje nervové soustavy a s tím spojených jevů zvláštní adaptability na životní podmínky tvořil typ členovců jeden ze dvou vrcholů celého živočišného světa.

Pouze vyšší obratlovci spolu s pavouky, mnohonožkami a hmyzem dokázali plně ovládnout vzdušné prostředí a získat podobné adaptace pro pohyb na zemi (nohy ohnuté v kloubech) i ve vzduchu (křídla pro let). Pouze u vyšších členovců a vyšších obratlovců se setkáváme s tak dalekosáhlou diferenciací různých částí a orgánů těla a nakonec se u obou ukazuje jejich neurocerebrální činnost (pudy apod.) jako nejrozvinutější. .

V evoluci živočichů je zásadně důležitá etapa spojena s divergenci protostomů a deuterostomů, která dala vzniknout dvěma velkým větvím živočišného světa. Počátek divergence těchto skupin je způsoben tím, že jedna sledovala linii adaptace na bentický způsob života (protostomové - červi, měkkýši, členovci) a druhá dala vzniknout formám schopným volně plavat ve vodě ( deuterostomy – ostnokožci a strunatci).

V evoluci nižších obratlovců hrála důležitou roli adaptace na výživu, a proto vznikly dvě vývojové linie: bezčelisťová (která dala vzniknout obrněncům a cyklostomům) a čelistnatá (progresivní větev, která vedla od pravých ryb k savcům).

Suché podmínky, které panovaly na rozlehlých územích v devonu, dávaly životní výhody takovým sladkovodním rybám, které se dokázaly obejít bez žaberního dýchání a v případě zkažení vody nebo dočasného vyschnutí nádrže využívat k dýchání atmosférický vzduch. Takovéto „plicní ryby“ patřily do dvou různých skupin: plicníky a laločnaté ryby. Na konci devonu dali starověcí lalokoploutví obojživelníci vznik stegocefalům, jejichž rozkvět byl karbon, vyznačující se vlhkým klimatem.

Nová změna klimatu směrem ke snížené vlhkosti poskytla zásadní výhodu těm upraveným potomkům starověkých obojživelníků, u kterých se na kůži vytvořily rohové útvary a nepotřebovali k rozmnožování vodní plochy. S vyprahlým permem tedy začal vývoj plazů, kteří v době jury dosáhli velké diverzity a zaujali přední postavení na souši.

Na konci druhohor se od plazů – ptáků a savců – oddělily dva kmeny, které nezávisle na sobě vyvinuly podobné zařízení – úplné oddělení arteriálních a venózních krevních toků. Tento anatomický rys díky vývoji většího dýchacího povrchu v plicích poskytuje energičtější výměnu dýchání a vytváří příležitost k udržení stálé tělesné teploty.

Vývoj obou skupin „teplokrevných“ živočichů probíhal téměř současně a bez vzájemného ovlivňování: rozcházely se do dvou různých ekologické niky a každý zaujal své zvláštní místo v přírodě. Ptáci přešli od šplhavého stromového životního stylu (jurští protoptáci) k vzdušnému pohybu a souvisejícím metodám získávání potravy. U savců se evoluce ubírala především k různým možnostem existence a pohybu na zemském povrchu.

Savci přešli z kladení vajíček na viviparitu, která zajistila podstatně větší přežití potomstva.

Evoluci živočichů, která probíhala v souvislosti se změnami životních podmínek, lze tedy pochopit pouze prostřednictvím ekologického rozboru původu určitých adaptací. A moderní proces speciace, vyznačující se určitými specifiky u určitých skupin zvířat, lze také správně pochopit pouze pomocí ekologické analýzy materiálu.

Pojďme se podívat na některé ekologické vlastnosti obratlovců.

Ekologicky se ryby poměrně výrazně liší od ostatních obratlovců. Jak je známo, ryby představují nejbohatší (asi 20 000 druhů) třídu obratlovců. Ryby se vyznačují vysokou mírou vnitrodruhové variability, což vyžadovalo použití zvláště diferencovaného systému taxonomických jednotek. Téměř v každé vodní ploše najdeme místní formy toho či onoho druhu ryb.

Jaké jsou důvody této zvýšené variability u ryb?

Je jich více, ale hlavním důvodem je výjimečná dynamika vodního prostředí a působení v něm řady faktorů, které suchozemští obratlovci nepociťují (velké kolísání tlakových, světelných a kyslíkových podmínek, vliv reakcí prostředí , odlišná mineralizace atd.). Naznačená rozmanitost životních podmínek ve vodním prostředí přispívá k adaptační radiaci ryb, determinující existující druhovou diverzitu a intenzivně probíhající proces tvorby místních forem.

Izolační faktor ovlivňuje ryby (zejména vodní) v mnohem větší míře než suchozemské živočichy. Abychom to potvrdili, stačí připomenout, že počet jezer lišících se režimem na zeměkouli je mnohonásobně větší než počet ostrovů s různými životními podmínkami. Není těžké identifikovat dvě blízká jezera, která se liší podmínkami vodního života, ale sousední ostrovy jsou obvykle podobné povahy suchozemského života. Je třeba dodat, že suchozemští živočichové mají mnohem větší rozmanitost prostředků k překonání mechanických překážek než ryby.

Izolační faktor má dvojí účinek – na nádrž a na ryby. V izolované nádrži se rychle ustavuje zvláštní režim života, který se skládá z fyzikálních a geografických podmínek charakteristické pro nádrž, jejího vztahu k okolní krajině a v závislosti na komplexu hydrobiontů v ní uvězněných. Na povrch Země je nemožné najít dvě zcela totožné vodní plochy, byť ve stejné oblasti, vedle sebe. Izolace vodních ploch vede k rozvoji specifického režimu, který v konečném důsledku zvyšuje rozmanitost vodních životních podmínek.

Na druhé straně izolace ryb (populací) přispívá k zachování všech těch odchylek (lokálních forem), které mají možnost se na těchto různých vodních plochách vyvinout a které by se při vzájemné komunikaci vyrovnaly. Izolace podporuje zachování forem, které by mohly být zničeny v mezidruhovém boji o existenci pod otevřená komunikace různé vodní plochy. A konečně, dlouhodobá izolace vede ke zhoršení dědičnosti a degeneraci v důsledku nedostatku volného křížení jedinců, kteří se vyvinuli v různých podmínkách.

Zvýšená variabilita ryb dále závisí na jejich výrazné „podřízenosti“ vodnímu prostředí. Vnitřní prostředí suchozemských obratlovců, vzniklé v minulosti, případně za účasti vnějšího vodního prostředí, se od něj nyní výrazně liší (vzduch). Naopak vnitřní prostředí ryb (kapalina) zůstává podobné a dokonce v některých případech blízké jejich vnějšímu prostředí. Plynné a kapalné prostředí života se ostře liší svými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, a to samozřejmě vytváří zásadní rozdíl mezi rybami a suchozemskými obratlovci a nemůže neovlivňovat vlastnosti jejich proměnlivosti.

V procesu evoluce se u určitých skupin ryb vyvinul různý stupeň izolace od vnějšího prostředí, ale přesto by u nich, vzhledem k podobné povaze vnějšího a vnitřního prostředí, měly změny v prvním najít větší odezvu v druhý ve srovnání se suchozemskými zvířaty.

A konečně, variabilita ryb nemůže být ovlivněna skutečností, že jsou zjevně jedinými živočichy charakterizovanými růstem po celý svůj život. Je známo, že organismy mají výraznou plasticitu právě v období formování a růstu. Dospělé organismy, které dosáhly maximálního růstu, jsou nejodolnější, a proto méně náchylné k transformačním účinkům životních podmínek.

Celoživotní růst ryb je nepochybně faktorem zvyšujícím variabilitu. U rostoucích suchozemských obratlovců lze rozlišit velikostní a věkovou variabilitu, ale poté, co dosáhnou definitivních (konečných) velikostí, zůstává pouze věková variabilita (kromě sexuální a sezónní). V důsledku toho může taxonom pracovat s absolutními naměřenými daty pro ptáky a savce, ale pro ryby je musí převést do srovnatelných relativních indexů. Tato okolnost je mimochodem nepřímým důkazem nutnosti rozlišovat u ryb věkovou a velikostní variabilitu.

V závislosti na životních podmínkách se růst ryb v jednotlivých nádržích extrémně liší.

Ekologické rysy ptáků a savců poprvé podrobně zkoumali D. N. Kashkarov a V. V. Stanchinsky (1929). V následujících letech se v této oblasti nashromáždilo velké množství faktografického materiálu. Kniha S. I. Ogneva „Eseje o ekologii savců“ (1951) má velkou hodnotu, ale zdaleka nejde o obecné shrnutí, protože řada faktorů životního prostředí, které určují život savců, v ní není zahrnuta.

D.N. Kashkarov a V.V. Stanchinsky, charakterizující závislost ptáků a savců na podmínkách prostředí, zvažují klimatické, ekotopické a biocenotické faktory.

Klimatické faktory rozdělují tito autoři na teplo, světlo, tlak a vlhkost. Ptáci jsou velmi citliví na všechny faktory. Jako teplokrevní živočichové jsou ptáci schopni tolerovat různé teplotní podmínky a žít všude, kde je jídlo. Eurytermní jsou: vrány, kavky, sýkory atd., které u nás zůstávají na zimu; obyvatelé oblastí s výrazným kontinentálním klimatem, jako jsou tetřev lískový, saji a krůty horské; stoupající při letu do vysokých výšek – supi a orli.

Ptáci jsou stenotermní formy tropické země s rovnoměrným přímořským klimatem a stěhovavými ptáky mírného pásma. K ochraně těla před prochladnutím se používá povlak z peří a prachového peří. Roli chladicího aparátu při nedostatku potních žláz přebírají dýchací orgány, odpařující vodu.

Podle světelného faktoru se ptáci dělí na denní ptáky (většina) a noční ptáky (sovy atd.). Ve vztahu k vlhkosti lze ptáky rozdělit do tří skupin: hydrofilní (vodomilní - obyvatelé vodních nádrží a jejich břehů), hygrofilní (vlhkomilní - např. bahňáci) a xerofilní (suchomilní - obyvatelé pouští). .

Co se týče ekotopických faktorů, lze ve vztahu k ptákům rozlišit tato charakteristická stanoviště: vzduch (pro rorýse, vlaštovky, rybáky atd., živící se výhradně létajícími zvířaty ve vzduchu), voda (buřníci, racci atd.), bažiny (bdiváci, volavky, čápi, jeřábi aj.), volná prostranství - louky, stepi, pouště (pštrosi), dřevinná vegetace (datel, brhlíci).

Biocenotické vztahy ptáků jsou velmi rozmanité, díky vysokému rozvoji různých instinktů.

Kaškarov a Stanchineky charakterizují ekologii savců podobně, S.I.Ognev k této problematice přistupuje jinak. Podle posledního autora je ve fauně Ruska 360 druhů savců. Z ekologického hlediska byly studovány velmi nerovnoměrně a zcela nedostatečně, vzhledem k velikosti praktický význam mnoho typů.

S.I. Ognev věnuje hlavní pozornost zohlednění adaptace savců na různé životní podmínky - v podzemí a na otevřené prostory(rychlý běh), na stromech (lezení, vlajení) a ve vzduchu (létání), ve vodě a na horách. Dále popisuje nory a hnízda, hibernaci, línání, migraci, rozmnožování, krmení a populační výkyvy. Autor bohužel nehodnotí přírodní faktory z hlediska jejich významu v životě savců jako podmínek existence a vývoje.

N.I.Kalabukhov (1951) považuje za podmínky existence suchozemských obratlovců teplotu, světlo, tepelné a ultrafialové paprsky, vlhkost, srážky, plynné složení atmosféry a tlak. Tento autor tedy mluví jen relativně abiotické faktory aniž bychom se dotkli biotických. Není pochyb o tom, že i přes význam prvního jmenovaného je existence zvířat bez potravy stále zcela nemožná, a proto neméně důležitou roli hrají biotické faktory.

Musíme tedy přiznat, že vývoj obecných otázek ekologie živočichů z hlediska tvůrčího darwinismu extrémně zaostává, přestože existuje řada dobrých ekologických studií jednotlivých druhů v souvislosti s jejich praktickým významem (aklimatizace, lov, vyhlazování ). Většina ekologických prací je věnována studiu adaptací (morfologických, fyziologických, ekologických), které se u jednotlivých druhů vyvíjejí vlivem konkrétních životních podmínek.

Ale teď už to nestačí. Mičurinovo učení nevyžaduje, aby byl znovu a znovu ukazován adaptivní význam krtkovy tlapy na podmínky podzemního života nebo aby bylo křídlo popisováno. netopýr- jako adaptace na let. A přesně takto prezentuje ekologii S.I.Ognev. Je třeba ukázat, jaké faktory jsou nezbytné pro existenci a vývoj krtka, netopýra a dalších zvířat a jaký vliv na ně mají jiné podmínky prostředí. S patřičnými znalostmi se ekologie stane efektivní vědou.

Někteří vědci, zejména chovatelé hospodářských zvířat, se snaží v tomto směru hledat cesty výzkumu. Práce na vytvoření plemene skotu Kostroma a další, které provedli sovětští specialisté na hospodářská zvířata na základě úspěchů Michurinova učení, jsou příklady hluboce vědeckého environmentálního výzkumu. Práce na vytvoření nového plemene zvířat se skládá ze dvou částí: 1) výběr otců a křížení (jednoho nebo více) za účelem oslabení dědičnosti a posílení požadované vlastnosti, 2) vhodný režim výchovy a krmení. Pokud je první část práce genetická, pak druhá je environmentální. Znalost nejlepších podmínek teploty, pohybu, výživy atd., ve kterých by měla být mláďata chována za účelem rozvoje nových plemenných kvalit, umožňuje plánovaně a v krátkém čase vytvářet vysoce produktivní plemena hospodářských zvířat. .

Ale neméně důležitý praktický význam má přesná znalost ekologických vlastností zvířat, také při provádění prací na aklimatizaci cenných druhů nebo hubení škodlivých, na racionálním využívání zásob v myslivosti a rybářství a dalších odvětvích.

Výrazné rozdíly jsou ve vztazích rostlin a živočichů k prostředí a v charakteru vývoje adaptace na životní podmínky.

Za prvé, životní formy rostlin jsou mnohem méně rozmanité ve srovnání s rozmanitostí živočišných biomorfů. Konvergence je u rostlin poměrně běžná. To se vysvětluje monotónnějším způsobem života rostlin (pevné zakořenění v půdě) a jejich podobnějšími životními potřebami (světlo, oxid uhličitý, voda, minerální soli půdy). Ve světě zvířat, životní požadavky různé typy rozmanitější a složitější, jejich metody získávání potravy a ochrany před nepřáteli jsou velmi odlišné; Rozdíly ve způsobech pohybu se velmi silně promítají do jejich struktury a vzhledu.

Za druhé, v rostlinných organismech přírodní výběr vyvinul velmi širokou morfofyziologickou plasticitu v reakci na změny vnějších podmínek, tj. dědičnou schopnost produkovat změny adaptivní povahy. Je jasné, že když jsou rostlinné organismy nehybné, má pro ně taková schopnost velmi důležitý životní význam: rostliny zbavené této plasticity by při změně vnějších podmínek nevyhnutelně zemřely, protože nemají schopnost aktivního úkrytu.

Rýže. 1. Pampeliška pěstovaná v nížinách.

U zvířat je plasticita této povahy mnohem méně rozvinutá a přizpůsobení se změnám životních podmínek se dosahuje jiným způsobem - rozvojem mobility, komplikací nervového systému a smyslových orgánů. Když se změní vnější podmínky, zvíře na to nereaguje ani tak změnou organizace, ale rychlou změnou svého chování a velmi velké číslo případy se dokážou poměrně rychle přizpůsobit novým podmínkám. Přírodní výběr a povyšuje na nejvyšší úrovně ve světě zvířat ty organismy, u kterých spolu s obecným nárůstem typu organizace došlo také k progresivnímu rozvoji jejich duševní činnosti.

Interakce rostlin a živočichů s prostředím, přestože mají mnoho společného, ​​je tedy zároveň výrazně odlišná.

Použitá literatura: Základy ekologie: Učebnice. lit-ra./B. G. Johannsen
Pod. red.: A. V. Kovalenok, -
T.: Tiskárna č. 1, -58

Roste v listnatých lesích, méně často na otevřených loukách. Ušlechtilý jaterník se vyskytuje ve stinných listnatých a jehličnatých listnatých lesích (proto má lidový název „porost“). Když jsou lesy narušeny, zmizí. Na otevřených plochách kvete méně bohatě a téměř se nerozmnožuje semeny. Roste na hlinitých, hlinitopísčitých, štěrkových, středně vlhkých půdách bohatých na neutrální humus, nejlépe na vápno. Netoleruje stagnující vlhkost.

Distribuováno v severní Evropě (Dánsko, Finsko, Norsko, Švédsko); střední Evropa (Rakousko, Československo, Německo, Polsko, Švýcarsko); Jižní Evropa(Albánie, Bulharsko, Jugoslávie, Itálie, Rumunsko, Francie (včetně Korsiky), Španělsko); v území bývalý SSSR(Bělorusko, evropská část Ruska, Ukrajina, Primorye); v Asii (Čína, Japonsko (Honshu), Korea).

Sezónní změny

Játrovka je vytrvalá bylina s brzy na jaře mezi zelenohnědými listy loňského roku se objevují dlouhé stopky s modrofialovými květy. Teprve poté se vyvíjejí trojlaločné bazální listy na dlouhých řapících; dole pubescentní, brzy se stávají kožovitými. Někdy se objevují bílé nebo narůžovělé květy. Játrovky kvetou poměrně brzy na jaře, obvykle koncem dubna, pár dní po tání sněhu.
Vydrží celou sezónu bez ztráty dekorativního vzhledu, u některých druhů přezimují listy zelené. Množí se výhradně semeny. Zelené plody jaterníku se sbírají začátkem června a ihned vysévají na stinné místo s mírnou půdní vlhkostí do hloubky 1-1,5 cm.Výška sazenic jaterníku prvního roku je 20 mm, kořenový systém je již dosti větvené, 40-50 mm dlouhé. Do podzimu se vytvoří pupen o průměru 1-2 mm. V další sezóně se tvoří 2-3 pravé listy, jejich tvar a barva jsou pro tento druh typické. Ve třetím roce vykvétají játrovky: keř má 4-5 listů a 2-3 květy o průměru 1-2 cm.
Rostliny získané ze semen jsou pružnější a snáze se přizpůsobí místním klimatickým a půdním podmínkám.

aplikace

Dříve byla rostlina považována za léčivou a používala se jako adstringens. Nyní běžné v lidovém léčitelství.

Používal se také jako náhražka čaje. Správně připravený čaj z jaterníku je účinný při onemocněních jater a žlučníku a při cholelitiáze. Kromě toho se tento čaj konzumuje při podráždění hrtanu a nemocných plic.

Pěstuje se v zahradách jako okrasná rostlina. Přesazováním nejdekorativnějších a nejvzácnějších druhů jaterníků z lesa způsobují „amatérští“ pěstitelé květin značné škody na přírodě a samotná rostlina často v nezkušených rukou umírá.

Ivan-da-Marya

1. Vzhled

Plodem je vejčitá tobolka, která se při otevření rozdvojuje. Pouzdro je podlouhlé, 0,6–1 cm dlouhé, 4–4,5 mm široké, špičaté, holé, oboustranně se otevírá, okraje chlopní jsou ztluštělé, hladké. Semena jsou 5–6 mm dlouhá, 1,5–1,8 mm široká, načernalá.

1. Vlastnosti prostředí

Rostlina s evropským rozsahem. V Rusku je rozšířen téměř po celém území evropské části. Ve východní Sibiři se nachází v blízkosti Irkutska. Ve středním Rusku se vyskytuje ve všech regionech a je to docela běžný druh.

1. Sezónní změny

Kvete od června do podzimu, plody dozrávají v srpnu - září. Rozmnožují se pouze semeny vybavenými masitým úponkem (arylloidem), který přitahuje mravence, kteří je snědí a semena odnášejí.

1. aplikace

K léčebným účelům se využívá bylina rostliny, která se sklízí v období květu. Krmivo pro velká i malá hospodářská zvířata. Insekticid, plody se používají k hubení škodlivého hmyzu (jedovatá semena).

Rostlina vyniká zvláště nápadným kontrastem modrých listenů a jasně žlutých korun. Je velmi dekorativní, proto často přitahoval pozornost malířů a básníků, ale při nabírání do kytic rychle bledne.

Květy Ivan da Marya produkují hojně nektar a jsou právem považovány za dobrou medonosnou rostlinu.

Jetel

1. Vzhled

Jetel luční je dvouletá, častěji však vytrvalá bylina, dosahuje výšky 15-55 cm, listy jsou trojčetné, s elipsovitými nebo obvejčitými lístky, které se stejně jako ostatní druhy jetele na noc skládají nahoru; palisty jsou široké, vejčité, směrem nahoru bezprostředně zúžené v šídlovitý hrot. Květenství hlávky jsou volná, kulovitá, často uspořádaná do párů a často pokrytá dvěma horními listy. Koruna je červená, občas bílá nebo vícebarevná; kalich s deseti žilkami.

Větvené stonky vzpřímené. Na jedné rostlině je 3 až 8 stonků.

Listy jsou trojčetné, se široce vejčitými, jemně zubatými laloky, lístky jsou na okrajích celokrajné, na okrajích s jemnými řasinkami.

Plodem je vejčitý, jednosemenný fazol; semena jsou kulatá nebo hranatá, buď žlutočervená nebo fialová.

1. Vlastnosti prostředí

Roste v celé Evropě, severní Africe (Alžírsko, Maroko, Tunisko), západní a střední Asii. Na území Ruska se vyskytuje v evropské části, na Sibiři, Dálný východ a Kamčatka.

Roste na mírně vlhkých loukách, lesních pasekách, podél polí a cest.

1. Sezónní změny

Kvete od května do podzimu, plody dozrávají v srpnu - říjnu.

Množí se jak semeny, tak vegetativně.

1. aplikace

Vitamínové koncentráty se získávají z listů. Esenciální olej se používá v aromatických kompozicích.

Z listů se připravují saláty, ochucuje se jimi polévka ze zeleného zelí. V minulosti se sušené, drcené listy přidávaly do mouky při pečení žitného chleba, používaly se také k výrobě omáček a při výrobě sýrů. Na Kavkaze se mladé neotevřené hlávky květů fermentují jako zelí a přidávají se do zelených salátů.

Je to jedna z nejcennějších krmných trav.

Po sečení nadzemní části se v kořenech hromadí hodně dusíku.

Žíravina z pryskyřníku

1. Vzhled

Běžné jméno: Noční slepota. Pryskyřník je vytrvalá bylina. Z velmi krátkého, ztluštělého oddenku této vytrvalé rostliny se vyvíjejí vzpřímené lodyhy, dosahující výšky 20–70 cm, jsou duté, rozvětvené a mírně pýřité. Na koncích větví žíravého pryskyřníku jsou jasně zlatožluté květy.

Bazální listy jsou 5-7 dlanité, na dlouhých řapících. Lodyžní listy mají jednodušší stavbu, s čárkovitými laloky, a jsou přisedlé.

Květy jsou jasně žluté, dosahují průměru 2 cm, jednotlivé nebo shromážděné v polodeštníkovém květenství. Mnoho tyčinek a pestíků. Plodem je víceoříšek.

1. Vlastnosti prostředí

Jedna z nejběžnějších rostlin řídkých jehličnatých a březových lesů, lesních luk lesních a lesostepních pásem Západní Sibiř.

Roste téměř na celém území evropské části Ruska a západní Sibiře, na zaplavovaných a suchých loukách, na okrajích bažin a jako plevel na polích.

1. Sezónní změny

Kvete koncem jara a léta.

1. aplikace

V lidovém léčitelství se používá k léčbě popálenin, ran, bolestí hlavy a tuberkulózy.

Dvojitá forma s velkými jasně žlutými květy se pěstuje jako okrasná zahradní rostlina.

Rostlina obsahuje těkavou, žíravou látku štiplavého zápachu - protoanemonin (anemonol) jako kafr, který dráždí sliznice očí, nosu, hrtanu a vnitřních orgánů.

Ekologie (z řečtiny. oikos - dům a logo- nauka) - nauka o zákonech interakce živých organismů s jejich prostředím.

Německý biolog je považován za zakladatele ekologie E. Haeckel(1834-1919), který tento termín poprvé použil v roce 1866 "ekologie". Napsal: „Ekologií myslíme obecná věda o vztahu mezi tělem a životní prostředí, kam zahrnujeme všechny „podmínky existence“ v širokém slova smyslu. Jsou částečně organické a částečně anorganické povahy.“

Tato věda byla původně biologie, která studuje populace zvířat a rostlin v jejich prostředí.

Ekologie studuje systémy na úrovni nad individuálním organismem. Hlavními předměty jeho studia jsou:

• populace - skupina organismů patřících ke stejnému nebo podobnému druhu a obývajících určité území;
• , včetně biotického společenstva (celkový počet populací na posuzovaném území) a stanoviště;
• - oblast distribuce života na Zemi.

Ekologie dosud přesáhla rámec samotné biologie a proměnila se v interdisciplinární vědu, která studuje nejsložitější problémy lidské interakce s prostředím. Ekologie prošla obtížnou a zdlouhavou cestou k pochopení problému „člověk-příroda“ a spoléhala na výzkum systému „organismus-životní prostředí“.

Interakce člověka s přírodou má svá specifika. Člověk je obdařen rozumem a to mu dává možnost uvědomit si své místo v přírodě a účel na Zemi. Od počátku vývoje civilizace člověk přemýšlel o své roli v přírodě. Být samozřejmě součástí přírody, člověk vytvořil zvláštní prostředí, který se nazývá lidská civilizace. Jak se vyvíjel, stále více se dostával do konfliktu s přírodou. Nyní již lidstvo dospělo k poznání, že další vykořisťování přírody může ohrozit jeho vlastní existenci.

Naléhavost tohoto problému, způsobená zhoršující se situací životního prostředí v planetárním měřítku, vedla k "zelení"- Komu potřeba brát v úvahu zákony a požadavky na ochranu životního prostředí- ve všech vědách a ve veškeré lidské činnosti.

Ekologie je v současnosti nazývána vědou o „vlastním domově“ člověka – o biosféře, jejích vlastnostech, interakci a vztahu s člověkem a člověka s celou lidskou společností.

Ekologie není pouze integrovanou disciplínou, kde se propojují fyzikální a biologické jevy, tvoří jakýsi most mezi přírodními a společenskými vědami. Nepatří mezi obory s lineární strukturou, tzn. Nevyvíjí se vertikálně – od jednoduchých ke komplexním – rozvíjí se horizontálně, pokrývá stále širší spektrum problémů z různých oborů.

Žádná jednotlivá věda není schopna vyřešit všechny problémy spojené se zlepšením interakce mezi společností a přírodou, protože tato interakce má sociální, ekonomické, technologické, geografické a další aspekty. Tyto problémy může vyřešit pouze integrovaná (zobecňující) věda, což je moderní ekologie.

Ekologie se tak ze závislé disciplíny v rámci biologie proměnila v komplexní interdisciplinární vědu – moderní ekologie- s výraznou ideologickou složkou. Moderní ekologie přesáhla hranice nejen biologie, ale i obecně. Myšlenky a principy moderní ekologie jsou ideologické povahy, proto je ekologie spjata nejen s vědami o člověku a kultuře, ale také s filozofií. Tyto závažné změny nám umožňují dojít k závěru, že navzdory více než stoleté historii životního prostředí moderní ekologie je dynamická věda.

Cíle a cíle moderní ekologie

Jedním z hlavních cílů moderní ekologie jako vědy je studium základních zákonitostí a rozvoj teorie racionální interakce v systému „člověk – společnost – příroda“ s ohledem na lidskou společnost jako nedílnou součást biosféry.

Hlavním cílem moderní ekologie v této fázi vývoje lidské společnosti - vyvést lidstvo z globální ekologické krize na cestu udržitelného rozvoje, ve kterém bude dosaženo uspokojení životních potřeb současné generace, aniž by o takovou příležitost byly připraveny generace budoucí.

K dosažení těchto cílů bude muset environmentální věda vyřešit řadu různorodých a složité úkoly, počítaje v to:

• rozvíjet teorie a metody pro hodnocení udržitelnosti ekologických systémů na všech úrovních;
• prozkoumat mechanismy regulace počtu populací a biotické diverzity, roli bioty (flóry a fauny) jako regulátoru stability biosféry;
• studovat a vytvářet prognózy změn v biosféře pod vlivem přírodních a antropogenních faktorů;
• posoudit stav a dynamiku přírodních zdrojů a environmentální důsledky jejich spotřeba;
• rozvíjet metody řízení kvality životního prostředí;
• formovat porozumění problémům biosféry a ekologické kultury společnosti.

Obklopující nás životní prostředí není neuspořádaná a náhodná kombinace živých bytostí. Je to stabilní a organizovaný systém, který se vyvinul v procesu evoluce organický svět. Modelovat lze libovolné systémy, tzn. je možné předvídat, jak bude konkrétní systém reagovat na vnější vlivy. Systémový přístup— základ pro studium environmentálních problémů.

Struktura moderní ekologie

Aktuálně ekologie rozdělena do řady vědních oborů a disciplín, někdy daleko od původního chápání ekologie jako biologické vědy o vztahu živých organismů k prostředí. Všechny moderní trendy v ekologii jsou však založeny na zásadních myšlenkách bioekologie, která dnes představuje spojení různých vědeckých směrů. Tak například rozlišují autekologie, zkoumání jednotlivých vazeb jednotlivého organismu s prostředím; populační ekologie, zabývající se vztahy mezi organismy, které patří ke stejnému druhu a žijí na stejném území; synekologie, která komplexně studuje skupiny, společenstva organismů a jejich vztahy v přírodních systémech (ekosystémech).

Moderní ekologie je komplex vědních disciplín. Základní je obecná ekologie, studující základní vzorce vztahů mezi organismy a podmínkami prostředí. Teoretická ekologie zkoumá obecné vzory organizace života, a to i v souvislosti s antropogenní dopad na přírodních systémech.

Aplikovaná ekologie studuje mechanismy lidské destrukce biosféry a způsoby, jak tomuto procesu zabránit, a také rozvíjí principy racionálního využívání přírodních zdrojů. Aplikovaná ekologie je založena na systému zákonů, pravidel a principů teoretické ekologie. Následující vědecké směry se odlišují od aplikované ekologie.

Ekologie biosféry, studující globální změny, ke kterým na naší planetě dochází v důsledku expozice ekonomická aktivitačlověka k přírodním jevům.

Průmyslová ekologie, studující vliv podnikových emisí na životní prostředí a možnosti snížení tohoto vlivu zlepšováním technologií a úpravárenských zařízení.

Zemědělská ekologie, která studuje způsoby, jak vyrábět zemědělské produkty bez vyčerpání půdních zdrojů při zachování životního prostředí.

Lékařská ekologie, která studuje lidské nemoci spojené se znečištěním životního prostředí.

Geoekologie, studující strukturu a mechanismy fungování biosféry, souvislost a vzájemný vztah biosféry a geologických procesů, roli živé hmoty v energii a vývoji biosféry, účast geologických faktorů na vzniku a vývoji života na Zemi.

Matematická ekologie modeluje procesy prostředí, tzn. změny v přírodě, ke kterým může dojít při změně podmínek prostředí.

Ekonomická ekologie rozvíjí ekonomické mechanismy racionální environmentální management a ochrany životního prostředí.

Právní ekologie rozvíjí systém zákonů zaměřených na ochranu přírody.

Inženýrská ekologie - Relativně nový směr environmentální vědy studuje interakci technologie a přírody, zákonitosti utváření regionálních a místních přírodně-technických systémů a způsoby jejich řízení za účelem ochrany přírodního prostředí a zajištění ekologická bezpečnost. Zajišťuje soulad zařízení a technologie průmyslových zařízení s požadavky na životní prostředí

Sociální ekologie vznikl docela nedávno. Teprve v roce 1986 se ve Lvově konala první konference věnovaná problémům této vědy. Věda o „domově“ neboli životním prostředí společnosti (člověk, společnost) studuje planetu Zemi a také prostor - jako životní prostředí společnosti.

Ekologie člověka - součást sociální ekologie, která uvažuje o interakci člověka jako biosociální bytosti s okolním světem.

- jedno z nových nezávislých odvětví ekologie člověka - věda o kvalitě života a zdraví.

Syntetická evoluční ekologie- Nový vědní disciplína, včetně konkrétních oblastí ekologie - obecné, bio-, geo- a sociální.

Stručná historická cesta k vývoji ekologie jako vědy

V historii vývoje ekologie jako vědy lze rozlišit tři hlavní etapy. První etapa - vznik a vývoj ekologie jako vědy (do 60. let 20. století), kdy se shromažďovala data o vztahu živých organismů k jejich stanovišti, došlo k prvním vědeckým zobecněním. Ve stejném období francouzský biolog Lamarck a anglický kněz Malthus poprvé varovali lidstvo před možnými negativními důsledky lidského vlivu na přírodu.

Druhá fáze - formalizace ekologie do samostatného vědního oboru (po 60. až 50. letech 20. století). Začátek etapy byl poznamenán publikováním prací ruských vědců K.F. Roulier, N.A. Severtseva, V.V. Dokučajev, který jako první zdůvodnil řadu principů a pojmů ekologie. Po výzkumu Charlese Darwina v oblasti evoluce organického světa německý zoolog E. Haeckel jako první pochopil, že to, co Darwin nazval „bojem o existenci“, představuje samostatnou oblast biologie. a nazval to ekologie(1866).

Ekologie se konečně na počátku 20. století zformovala jako samostatná věda. V tomto období vytvořil americký vědec C. Adams první souhrn o ekologii a byla publikována další důležitá zobecnění. Největší ruský vědec 20. století. V A. Vernadsky vytváří základní doktrína biosféry.

V letech 1930-1940 anglický botanik A. Tansley (1935) poprvé předložil pojem "ekosystém" a o něco později V. Ja. Sukačev(1940) podložil koncepci jemu blízkou o biogeocenóze.

Třetí etapa(50. léta po současnost) - přeměna ekologie na komplexní vědu, včetně ochranářských věd obklopující člověkaživotní prostředí. Současně s vývojem teoretické základy ekologie, byly řešeny i aplikované otázky související s ekologií.

U nás v 60. – 80. letech 20. století téměř každý rok vláda přijímala usnesení k posílení ochrany přírody; Byly zveřejněny zákony země, vody, lesa a další. Jak však ukázala praxe jejich použití, neposkytovaly požadované výsledky.

Rusko dnes zažívá ekologickou krizi: asi 15 % území je ve skutečnosti zónou ekologické katastrofy; 85 % populace dýchá vzduch znečištěný výrazně nad MPC. Počet nemocí „způsobených životním prostředím“ roste. Dochází ke znehodnocování a snižování přírodních zdrojů.

Podobná situace se vyvinula i v jiných zemích světa. Otázka, co se stane s lidstvem v případě degradace přírodních ekologických systémů a ztráty schopnosti biosféry udržovat biochemické cykly, se stává jednou z nejnaléhavějších.

Ekologie je věda, která studuje životní prostředí, vzorce života živých organismů a také vliv člověka na přírodu. Toto pole znalostí studuje ty systémy, které jsou vyšší než individuální organismus. Na druhé straně je rozdělena do více soukromých sektorů. Jaké obory zahrnuje ekologie?

Bioekologie

Jedním z nejstarších oborů ekologie je bioekologie. Tato věda je založena na základních znalostech o flóře a fauně, které si člověk během své historie dokázal nashromáždit. Předmětem tohoto směru ve vědě jsou živé bytosti. Člověk je přitom studován i v rámci bioekologie jako samostatný druh. Toto odvětví ekologie využívá biologický přístup k hodnocení různých jevů, vztahů mezi nimi a jejich důsledků.

Hlavní směry

Těžištěm studia bioekologie je biosféra. Sekce ekologie, která studuje živé bytosti, se kvůli různorodosti údajů o přírodě nemůže skládat pouze z jedné disciplíny. Proto je rozdělena do několika podsekcí.

• Auetekologie je vědní obor, jehož předmětem studia jsou živé organismy v určitých životních podmínkách. Hlavním úkolem tohoto směru je studovat procesy adaptace na prostředí a také ty hranice fyzikálně-chemických parametrů, které jsou kompatibilní s životem organismu.
• Eidekologie - studuje ekologii druhů.
• Synekologie je obor ekologie, který studuje populace různých druhů zvířat, rostlin a mikroorganismů. Disciplína také zkoumá způsoby jejich utváření, vývoj dynamiky, produktivity, interakce s vnějším světem a další rysy.
• Demekologie – studuje přirozené skupiny živých organismů, které patří ke stejnému druhu. Jedná se o obor ekologie, který studuje strukturu populací a také základní podmínky, které jsou nezbytné pro jejich vznik. Předmětem jeho studia jsou také intrapopulační skupiny, rysy procesu jejich utváření, dynamika a počty.

V současné době je bioekologie doktrínou, která je základem environmentálního managementu a ochrany životního prostředí. V současné době jsou environmentální procesy prováděny pomocí moderních biotechnologických metod.

Relevance vědy

Každý člověk se dříve nebo později zamyslí nad tím, jak je kvalitní životní prostředí důležité pro život a zdraví. V dnešní době se prostředí rychle mění. A v neposlední řadě zde hraje lidská ekonomická činnost. Vlivem ničivé činnosti továren a továren se čerstvá pitná voda zhoršuje, vodní plochy se stávají mělčí a krajina předměstí se mění. Pesticidy znečišťují půdu.

Bioekologie je obor ekologie, který studuje metody, kterými lze životní prostředí očistit od znečištění, obnovit ekologickou rovnováhu a zabránit totální ekologické katastrofě.

Jak se uplatňují znalosti o přírodě?

Jedním z příkladů úspěšného využití poznatků, kterými bioekologie disponuje, je vynález speciální toalety v Singapuru, s jejíž pomocí se spotřeba vody sníží až o 90 %. Odpad v této toaletě se mění na hnojivo a elektrická energie. Jak tento systém funguje? Tekutý odpad prochází úpravou, při které se rozloží na prvky fosfor, draslík a dusík. Pevný odpad čeká na zpracování v bioreaktoru. Během procesu vyhnívání se v tomto zařízení tvoří metan. Protože nemá žádný zápach, používá se pro domácí potřeby. Výsledkem využití bioekologických poznatků je v tomto případě kompletní obnova přírodních zdrojů.

Obecná ekologie

Toto odvětví ekologie studuje organismy v kontextu jejich interakce s celým světem kolem nich. Toto spojení mezi živou bytostí a prostředím, ve kterém žije. To platí i pro lidi. Odborníci rozdělují celý živý svět do tří kategorií: rostliny, zvířata a lidé. Obecná ekologie se proto také větví do tří směrů - ekologie rostlin, ekologie živočichů a ekologie humánní. Nutno podotknout, že vědecké poznatky jsou poměrně rozsáhlé. Oddílů obecné ekologie je asi sto. Jedná se o oblasti lesnické, urbanistické, lékařské, chemické disciplíny a mnohé další.

Aplikovaný směr

Jedná se o vědní obor, který se zabývá transformací ekologických systémů na základě znalostí, které mají lidé. Tento směr představuje praktickou část environmentálních aktivit. Současně použitý směr obsahuje další tři velké bloky:

• aplikovaný výzkum v oblasti environmentálního managementu;
• environmentální design, stejně jako design, s jehož pomocí je možné vytvářet továrny a podniky šetrné k životnímu prostředí;
• rozvoj systémů řízení v oblasti environmentálního managementu, který zahrnuje i problematiku zkoumání, licencování a kontroly projektů.

Geoekologie

Jedná se o jedno z hlavních odvětví ekologie, jehož původ je spojen se jménem německého geografa K. Trolla. Ve 30. letech minulého století zavedl tento koncept. Geoekologii považoval za jeden z oborů obecné přírodovědy, ve kterém se snoubí studia z oboru geografie a ekologie. V Rusku se tento termín rozšířil od 70. let minulého století. Výzkumníci identifikují několik konceptů geoekologie.

Podle jednoho z nich tato disciplína studuje geologické prostředí a jeho environmentální vlastnosti. Tento přístup předpokládá, že geologické prostředí je spojeno s biosférou, hydrosférou a atmosférou. Geoekologii lze také definovat jako vědu, která studuje interakci biologické, geografické, ale i průmyslové sféry. V tomto případě jde o obor přírodních věd různé aspekty environmentální management, vztahy mezi životním prostředím a člověkem. Rozlišují se různé výklady podle toho, kterou vědu (geologii, geografii nebo ekologii) autor definice bere jako hlavní.

V této oblasti přírodních věd existují tři hlavní směry.

• Přírodní geoekologie je věda o stabilních parametrech geosfér, zonálních a regionálních přírodní komplexy, které zajišťují příjemné prostředí pro člověka a jeho seberozvoj.
• Antropogenní geoekologie. Studuje rozsah všech změn, ke kterým v přírodě dochází v důsledku lidské činnosti.
• Aplikovaná geoekologie. Jde o syntézu poznatků o tom, jakou strategii a taktiku lze uplatnit pro zachování evolučních parametrů ekologie a předcházení vzniku krizových situací.

Konkrétními oblastmi výzkumu v této oblasti přírodních věd jsou ekologie země, sladké vody, atmosféra, Dálný sever, vysokohorské oblasti, pouště, geochemická ekologie a další oblasti. Hlavními cíli disciplíny je identifikovat vzorce vlivu, který má člověk na přírodu, a také nasměrovat tento vliv na zlepšování životního prostředí a jeho zlepšování.

Sociální ekologie

Jedná se o obor ekologie, který studuje vztah mezi člověkem a prostředím – geografickým, sociálním a také kulturním. Hlavním úkolem tohoto vědecký směr je optimalizace ekonomické činnosti a životního prostředí. Tato interakce musí být navíc průběžně optimalizována.

Harmonické vztahy mezi přírodou a lidmi jsou možné pouze tehdy, pokud k řízení životního prostředí dochází racionálně. Vědecké principy racionálního využívání zdrojů okolního světa vyzývají k rozvíjení dalších oborů: lékařství, geografie, ekonomie. Sociální ekologie se také nazývá ekologie člověka. Předchůdcem této vědy je teolog Thomas Malthus, který vyzval lidstvo k omezení růstu populace z toho důvodu, že Přírodní zdroje nejsou neomezené.

Agrocenóza as speciální typ ekosystémy

Poznámka 1

Mezi ekosystémy vytvořenými za účasti člověka zaujímají agrocenózy zvláštní místo. Spolu s městskými komunitami a komunitami průmyslových zón jsou agrocenózy speciálně vytvářeny lidmi, aby vyhovovaly jejich potřebám. Agrocenózy mají lidem poskytovat potravu.

Stejně jako přírodní ekosystémy mají agrocenózy určité taxonomické a ekologické složení organismů a lze je charakterizovat z hlediska určitých vztahů mezi organismy a abiotickými podmínkami prostředí a také vlastní strukturou trofických vztahů mezi organismy. V agrocenózách se potravní řetězce zásadně neliší od těch, které jsou charakteristické pro přírodní ekosystémy: jsou zde i producenti, konzumenti různých řádů a rozkladači.

Agrocenózy zabírají asi desetinu celkového povrchu země a dodávají lidstvu více než 90 % potravinové energie. Jejich výhodou v tomto ohledu oproti přírodním ekosystémům je mnohem vyšší produktivita. Taková produktivita je však možná pouze s pravidelným, vědecky podloženým lidským zásahem do přírodní procesy.

Hotové práce na podobné téma

• Kurz 460 rublů.
• Esej Ekologické vlastnosti agrocenóz 260 rublů.
• Test Ekologické vlastnosti agrocenóz 220 rublů.

Definice 1

Agrocenózy jsou ekosystémy vzniklé na zemědělských pozemcích využívaných podle cílového principu, jejichž základem jsou plodiny nebo výsadby kulturních rostlin. Mezi agrocenózy patří:

• pole,
• zeleninové zahrady,
• zahrada,
• umělé pastviny,
• květinové záhony,
• atd.

Ekologická specifika agrocenóz

Specifičnost agrocenóz je dána jejich umělým původem a zemědělským určením - jejich pěstitelem je člověk, který agrocenózy tvoří a zajišťuje jejich vysokou produktivitu, s cílem shromáždit a využít maximální úrodu. Při vytváření agrocenóz člověk používá řadu zemědělských technik, aby:

• zpracování půdy,
• rekultivace,
• umělé zavlažování,
• setí a výsadba speciálních odrůd rostlin, jejich krmení,
• hubení plevelů, škůdců a chorob kulturních rostlin.

Nejdůležitějším rozdílem mezi agrocenózami a přírodními ekosystémy je jejich nedostatečná stabilita. To lze snadno vysvětlit, protože struktura agrocenóz se blíží počátečním fázím obnovné sukcese ekosystémů, které také nejsou stabilní, naopak přirozeným stavem takových sukcesí je dynamika ekosystémů. Z tohoto důvodu bez lidské účasti, neustálého navracení agrocenózy do počáteční fáze sukcese, jsou společenstva obilnin a zelenin nahrazována jinými již v r. příští rok, výsev vytrvalých trav - po 3-4 letech, sadů - po 20-30 letech.

Lidská činnost je důležitým energetickým faktorem v agrocenózách. Kromě sluneční energie dostávají nějakou další energii vydanou člověkem na výrobu zemědělských strojů, hnojiv, přípravků na ochranu rostlin, rekultivaci půdy atd. Na druhou stranu se sklizní ročně ztrácí značné množství energie. Proto je oběh látek v agrocenózách vždy otevřený.

Antropogenní faktor se ve většině případů podílí na snižování biologické rozmanitosti. Agrocenózy nejsou výjimkou. Zde je oproti přírodním společenstvem prudce snížena biodiverzita živých organismů. Předmětem pěstování je obvykle jeden nebo více rostlinných druhů (monokultur), což přispívá k vyčerpání taxonomického složení živočichů, hub a bakterií. Na druhou stranu to přispívá k masovému rozmnožování některých jejich konzumentů, čímž se tyto organismy z lidského pohledu přenášejí do kategorie „škůdců“.

Poznámka 2

Důležitý rozdíl agrocenóz z přirozených společenstev se skládá z kombinace přírodních a umělý výběr, která vytváří úplně jiné směry a tlaky než v přírodě. To slouží jako další faktor při snižování biologické rozmanitosti.