Ekologiska egenskaper. Ekologiska egenskaper hos agrocenoser. IV. Konsoliderar nytt material

Organismernas aktiva roll i deras relationer med miljön noterades ovan. Därför är det nödvändigt att överväga de ekologiska egenskaperna hos djur och växter.

Abiotiska och biotiska faktorer som verkar i enhet på en levande organism under alla förhållanden kännetecknas av en viss naturlig manifestation i olika miljöer liv. Men varje art, som är ett kvalitativt definierat tillstånd av levande natur, skiljer sig åt i sina krav. medium. Samtidigt kan grupper av arter som har ekologiska likheter på ett eller annat sätt identifieras.

Ekologi av mikroorganismer. Även om mikrober i huvudsak tillhör växter, är de i ett antal av deras egenskaper så unika att de vanligtvis klassificeras som en speciell grupp av organismer, och vetenskapen som studerar dem - mikrobiologi - har länge varit isolerad som en självständig biologisk disciplin.

Bakterier är små växter, osynliga för blotta ögat, som består av en eller flera celler. Bakterier är inte akromatinobionter, "primitiva cytoder" i betydelsen Haeckel. En säregen egenskap hos bakterier, som relativt primitiva organiska varelser, är den ständiga närvaron nukleinämnen i en bur.

Mikrobernas storlek sträcker sig från 100 till 2-5 mikron, och för virus beräknas den i millimikron (Peterson, 1953). Baserat på deras form delas bakterier in i tre huvudgrupper: stavformade - baciller, sfäriska - kocker ("kedjor" - streptokocker) och korkskruvsformade - spirilla ("komma" - vibrios).

Bakterier finns i stort antal i luft, vatten, mark, på ytan och inuti organismer. Antalet bakterier i olika miljöer kännetecknas av följande siffror: luft 0,01 kopior. /cm 3 vatten 10-20 miljoner /cm 3 jord 100 tusen - 1 miljard /cm 3

Bakterier förökar sig genom delning. Under gynnsamma temperaturförhållanden och närvaro av mat kan delning ske var 0,5 timme. Som ett resultat av denna fortskridande reproduktion producerar ett exemplar 115 000 miljarder bakterier varje dag. Bakterier förökar sig snabbare än någon annan levande varelse.

Ämnen som produceras av bakterier kan vara skadliga (gifter) eller nyttiga för människor (enzymer). Bakteriologi och immunologi utvecklar problem med att skydda organismer från bakterier och ett antal industrier (mat, läder, etc.) och Lantbruk använda bakteriers välgörande aktivitet.

Bakteriernas roll i kretsloppet av ämnen som förekommer i naturen är enorm. Gröna växter, eller producenter, syntetiseras från mineralsalter (jord och vatten) och koldioxid (luft, vatten), med deltagande solenergi, komplexa organiska ämnen - proteiner, fetter och kolhydrater. Konsumenter, det vill säga olika växtätande och köttätande djur, omvandlar denna primärproduktion till mellanprodukter och slutprodukter. Efter att växter och djur dör genomgår deras lik en process av ruttnande och jäsning med deltagande av bakterier, eller nedbrytare.

Som ett resultat bildas återigen mineralsalter och gaser, som frigörs under sönderdelningen av organismer tillbaka till oorganisk natur. Således är bakterier en nödvändig länk i den allmänna kretsloppet av ämnen, vilket möjliggör existensen och utvecklingen av verkligt växt- och djurliv på jorden. Betydelsen av mikroorganismer som en faktor för växtproduktivitet är känd.

Markens bördighet beror inte bara på mineraler utan också på mikrofloran, som deltar aktivt i alla de viktigaste processerna som förekommer i jorden och skapar gynnsamma förhållanden för växtnäring. Mikroorganismer är involverade i att förbereda mat för växter, i att skapa förutsättningar för dess absorption av växter, och slutligen är de direkt involverade i att förse växter med näringsämnen.

Vikten av mikrobiella kroppar, huvudsakligen bakteriella, i ytskiktet på 1 hektar bördig jord är cirka 5-7 ton, och om vi tar hänsyn till den kontinuerliga reproduktionen och förnyelsen av denna befolkning, kommer dess vikt att nå under växtsäsongen tiotals ton per hektar (Samoilov, 1957).

Bakterier spelar en stor roll i den biologiska produktiviteten i vattendrag. Detta har fastställts för det fiskeviktiga Norra Kaspiska havet (Osnitskaya, 1954; Zhukova, 1955, etc.) och andra bassänger. Flodflöde Volga påverkar spridningen, förekomsten och biomassan av bakterier i havet. I den deltaiska delen av havet når antalet bakterier 2-2,5 miljoner per 1 ml vatten, och när de rör sig i det öppna havet sjunker det till 100-300 tusen per 1 ml. Bakteriebiomassa: i Volgadeltatregionen är 470-600 mg per 1 m 3.

Antalet bakterier per 1 g jord i norra Kaspiska havet varierar från hundratals miljoner till flera miljarder. Biomassan av bakterier nådde sitt största värde i deltan i floderna Volga och Ural och omedelbart efter översvämningen 1951 var den lika med 50-52 g/m2 av botten i ett 1 cm tjockt lager I siltig jord rikare på organiskt materia, är antalet bakterier större än i sandjord.

På frågan om typen och förhållandet mellan mikrober och miljön inom mikrobiologi finns det två motsatta riktningar: monomorfism och pleomorfism.

Teorierna om monomorfism och pleomorfism behandlar frågor om artbildning och variabilitet hos organismer ensidigt och idealistiskt. Dominansen av konservativa idéer inom mikrobiologin hämmade utvecklingen av denna vetenskap. Men redan från slutet av förra seklet började material om mikrobers variabilitet att ackumuleras, vilket gjorde det möjligt att övervinna ensidigheten hos dessa motsatta begrepp.

L. Pasteur visade möjligheten till riktade förändringar i mikroorganismernas egenskaper och utvecklade på denna grund metoder för att framställa vacciner. N.F. Gamaleya upptäckte 1888 betydande variationer i Mechnikovsky-vibrio han upptäckte. Betalande stor uppmärksamhet problem med variabilitet och artbildning, var Gamaleya en av de första som bevisade möjligheten att omvandla en typ av mikrob till en annan. I. I. Mechnikov fick reda på betydelsen av mikrobiella föreningar, deras symbios och antagonism. 1909 skrev han: "Det var inom mikrobiologin som möjligheten att förändra bakteriers natur genom att förändra yttre förhållanden bevisades, och varaktiga förändringar som kan ärvas kan uppnås." Liknande uttalanden finns i verk av S. N. Vinogradsky, L. S. Tsenkovsky, D. I. Ivanovsky, V. L. Omelyansky och andra inhemska mikrobiologer, men först efter segern i biologin av I. V. Michurins åsikter började en verklig omstrukturering av mikrobiologin till dialektisk-materialistisk grund.

Det arbete som nyligen utförts av mikrobiologer har gjort det möjligt att identifiera ett antal mönster och orsaker som bestämmer processerna för variabilitet och artbildning, och att dra några allmänna slutsatser om detta problem. Stor betydelse i detta avseende har konferensen om riktad variabilitet och urval av mikroorganismer, som hölls av Ryska vetenskapsakademin i slutet av 1951,

A. A. Imshenetsky (1952) visar på ett övertygande sätt att den tidigare och moderna borgerliga mikrobiologins misslyckande bottnar i en underskattning av betydelsen av biologins grundläggande lag. Nya former av mikrober studerades morfologiskt, men ingen uppmärksamhet ägnades åt deras fysiologi eller deras krav för vissa levnadsförhållanden (de senare förblev enade i laboratoriet).

Ärftligheten och variationen hos mikrober kännetecknas av ett antal egenskaper som skiljer dem från högre växter. De viktigaste är följande (enligt Imshenetsky):

1. Hos de allra flesta mikroorganismer, inklusive bakterier och praktiskt taget viktiga jästliknande och mögelsvampar, saknas den sexuella processen. Det finns vegetativ reproduktion av organismer där egenskaper kan förändras genom processer nära vegetativ hybridisering.

2. Ärftlighet hos mikroorganismer är inte mindre stabil än hos högre växter, och eftersom de flesta bakterier helt saknar kärna och kromosomer, är detta faktum i sig en utmärkt illustration av inkonsekvensen i den kromosomala teorin om ärftlighet.

3. Exceptionell reproduktionshastighet tillåter upprepad exponering

förändra de yttre förhållandena på unga celler och gör det möjligt att erhålla ett stort antal generationer på kort tid (viktigt för urval).

4. Det är extremt nära kontakt mellan mikroorganismernas celler och den yttre miljön. På grund av den lilla storleken på en mikrobiell cell är den mer utsatt för den yttre miljön än en flercellig organism. Mikroorganismernas stora anpassningsförmåga har lett till uppkomsten av former anpassade i naturen till en mängd olika yttre faktorer.

De största bevisen på variabilitet har fastställts i mikrober som orsakar gastrointestinala sjukdomar hos människor och djur, eftersom mest forskning har utförts på dessa mikrober (Muromtsev, 1952). Det har visat sig många gånger att till exempel egenskaperna hos tyfusmikrober kan förändras så djupt i kranvatten att dessa mikrober blir omöjliga att skilja från E. coli eller ett alkalibildande medel, vissa stammar får till och med egenskaper som tar dem bortom tyfusgruppen.

Från kulturer av det orsakande medlet för pesten erhölls en mikrob som har alla egenskaperna hos det orsakande medlet för falsk tuberkulos hos gnagare. Samtidigt är pest- och pseudotuberkulosmikrober oberoende arter som skiljer sig åt i morfologiska, kulturella och enzymatiska egenskaper, och i relationerna mellan dem observeras fenomenen interspecifik konkurrens.

Artvariabiliteten hos dysenterimikrober demonstrerades onekligen under experimentella förhållanden av G.P. Kalina, som erhöll paratyfoidmikroben.

Många forskare har beskrivit de inbördes övergångarna mellan pneumokocker, hemolytiska och gröna streptokocker både i experiment med konstgjorda medier och i experiment på djur.

Som V.D. Timakov (1953) påpekar, när man odlar mikroorganismer av den enteriska tyfusgruppen under förhållanden där deras näringskälla är sönderfallsprodukter från andra besläktade bakterier, är det möjligt att erhålla kulturer som nästan fullt ut besitter egenskaperna hos den kultur på vars förfallsprodukter den odlades. Författaren kommer till slutsatsen att "i mikroorganismernas värld är det möjligt att målmedvetet förändra och skapa nya former och typer av bakterier som är användbara för människor." S. N. Muromtsev (1952) skriver: "Det är nödvändigt att erkänna den idé som är utbredd bland mikrobiologer som ovetenskaplig. existerande arter mikroorganismer uppstod endast i antiken och uppstår inte igen under moderna förhållanden. Speciation i mikroorganismer förekommer också under moderna förhållanden.”

Som vi indikerade ovan är förekomsten av bakterier nära besläktad med växter och djur. I naturen är det omöjligt att hitta platser där det skulle finnas andra organismer, men bakterier skulle saknas. I varje biocenos är mikroorganismer alltid närvarande som en beståndsdel. Men det kan finnas biotoper där förekomsten av djur och växter är omöjlig, och bakterier är de enda representanterna för levande varelser (till exempel i vätesulfidzonen i Svarta havet).

Nyligen genomförda studier av Kuril-Kamchatka-depressionen ger insikt i det mikrobiella livet på havsdjupen. Stilla havet(Criss och Biryuzova, 1955). Prover togs till ett djup av 9000 m. Det visade sig att huvuddelen av heterotrofa mikrober representeras av icke-sporbärande stavar, sedan sporbärande stavar och kocker, såväl som jäst; aktinomyceter är sällsynta. På ett djup av 0-250 m hittades över 10 000 celler per 1 ml; i zonen med uttalad fotosyntes - upp till 100 000 celler; på ett djup av 300-400 m - tusentals och hundratals celler per ml, och på de djupaste platserna - tiotals celler. Biomassa av mikroorganismer: 10-80 mg per 1 m 3 vatten i ett lager av 0-25 m; 1 -10 mg - upp till 300 m djup; under 400 m - tiondelar och hundradelar, och i områden nära botten - tusendelar av ett milligram. Tio, hundratals och tusentals, sällan mer än 10 000 celler per 1 g slam, hittades i havsjorden. Fördelningen av den mikrobiella populationen i marken beror inte på havets djup och är uppenbarligen förknippad med fördelningen av assimilerbara organiskt material i jordens tjocklek och i vattnet ovanför den.

Utvecklingen av mikrober har gått och fortsätter i olika riktningar och är förknippad med deras ockupation av alla möjliga livsmiljöer.

Växtekologi. Växter utgör (tillsammans med bakterier) en av de två stora delarna av levande natur. Modern botanik delar upp hela växtvärlden i två stammar: lägre (skiktade) och högre (bladiga) växter.

Representanter för lägre växter (bakterier, alger, svampar, lavar) i de flesta bastyper förblir i den ursprungliga vattenmiljön, där många har behållit egenskaperna hos en primitiv organisation till denna dag. Förr var lägre växter först de enda, sedan de dominerande representanterna flora, men intar nu en underordnad position jämfört med de högre.

Högre växter (mossor, ormbunkar, åkerfränder, mossor, gymnospermer, angiospermer) representeras av cirka 300 000 arter. De flesta av dem lever på land (de använder luft och jord), en mindre del - i vatten.

Bland de blommande växterna finns flera hundra sekundära vattenlevande arter (i olika systematiska grupper). Den akvatiska livsstilen orsakar ökad tillväxt, jämfört med landväxter, och ersättning av sexuell reproduktion med vegetativ reproduktion (elodea, andmat, telores). Hos många vattenväxter förlorar rötterna sin betydelse som näringsupptagsorgan, eftersom denna process sker direkt genom integumentet. Som ett resultat är trä underutvecklat i vattenväxternas kärlbuntar. Kroppens skydd mot urlakning på grund av överskott av vatten uppstår på grund av att slem rikligt täcker undervattensdelarna. Mekanisk vävnad utvecklas inte i vattenväxter, eftersom vattnet i sig, ett tätt medium, är ett bra stöd för kroppen för dem. Få arter av vattenväxter är ettåriga, övervintrar i form av frön (krypväxt, liten najad, etc.). Majoriteten, på grund av bevarandet av positiva temperaturer under isen på vintern, övervintrar i form av en eller annan vegetativ del - rhizomer (näckrosor, äggkapslar), knölar (pilblad, kamgräs), övervintrande knoppar (blåsa, vattengräs). ) eller helt och hållet (andmat, träskgräs) , en del sjögräs).

Under växternas utveckling skedde olika anpassningar till levnadsförhållanden - abiotiska och biotiska. Till exempel var utvecklingen från lägre växter till högre associerad med övergången från ett akvatiskt till ett levnadssätt från luften, men sedan märktes bland de högre en sekundär erövring av hydrosfären.

Alger är differentierade till solitära och koloniala former (Volvox). Hos alger, liksom hos mossor, sker en komplex generationsväxling, som kännetecknas av förändrade krav på levnadsförhållanden vid individuella utvecklingsstadier.

Många svampar har tagit en mycket unik plats i naturen, efter att ha anpassat sig till en ömsesidigt fördelaktig symbios med andra organismer. Tack vare "ömsesidig hjälp" kan lavar (svamp och alger) leva på de mest karga jordar och kala stenar, där varken svamp eller alger kan leva separat. Bosättningen av svampar på rötterna av högre växter bildar mykorrhiza, vilket bidrar till en mer fullständig absorption av jordens näringsämnen av växten. Hos ljung som växer i sandiga områden utvecklas embryot inte ens utan mykorrhiza.

Blomstrande av fröväxter är förknippad med deras fullständiga erövring av land och gradvis befrielse från deltagandet av vattenmiljön i processen för sexuell reproduktion. Embryot i fröet är rikligt försett med matmaterial och tål både torrhet och kyla under lång tid. Därför kunde bara blommande växter bli verkliga landorganismer, medan mossor och ormbunkar förblev amfibiska.

Den avgörande fördelen med angiospermer framför gymnospermer är bildandet av frukter, som mer fullständigt säkerställer mognad och distribution av frön (med deltagande av djur). Mikrosporer av gymnospermer är anpassade för att transporteras med vinden. De flesta angiospermer har utvecklat anpassningar för pollinering av blommor med hjälp av insekter (ljusa perianter, utsöndring av nektar och arom, klibbig pollen). Denna pollineringsmetod säkerställer bättre korsbefruktning, vilket är biologiskt användbart.

En viktig faktor i evolutionen av angiospermer är således deras förhållande till djurvärlden, med pollinerande insekter och med fåglar och däggdjur som underlättar fröspridning. Som vi ser, allt eftersom evolutionen fortskrider, intensifieras kopplingen mellan växter och djur. Samtidigt tjänar de inte bara varandra i matningsprocessen, utan växter, som ger skydd åt djur, inkluderar dem ofta i deras utvecklingsförhållanden.

Som B. A. Keller (1938) med rätta noterar, har växters relationer med miljön unika egenskaper, speciella egenskaper förknippade med det näringssätt som är typiskt för dessa organismer. Gröna växter använder mat som finns runt dem i extremt sällsynt form. Till exempel, i luften serverar denna mat koldioxid, varav det bara finns 0,03%, i jorden finns näringsrika mineralsalter, vanligtvis i en svag lösning. Dessutom fångar löv, som en energikälla under näring solljus. I detta avseende följde den evolutionära utvecklingen av växter i allmänhet vägen för stark utåtgående dissektion, utvecklingen av en mycket rik extern absorberande yta (blad och rot). Som ett resultat visar sig växter vara särskilt nära relaterade till sin miljö, vilket bestämmer deras ökade intraspecifika variabilitet.

Växternas roll som producenter i enskilda livsmiljöer är olika. I vatten består huvudmassan av autotrofer av alger och på land - högre växter.

Växternas bifogade livsstil bestämmer den vertikala skiktningen i deras fördelning. Endast växter uppvisar närhet till följd av befolkningstäthet (andmat i damm, skog etc.) under gynnsamma förhållanden.

I kombination med klimat och jordar bildar växtlighet karakteristiska vertikala bälten i bergsområden och latitudinella landskapszoner inom norra och södra halvklotet (från ekvatorn till polerna), en integrerad del av vilka är representanter för djurvärlden som är karakteristisk för dem.

Värdet av den årliga ökningen av växtmassa ovan jord, enligt forskning från E. M. Lavrenko, för tundra-, stäpp- och ökenregioner varierar från 4 till 56 c/ha. Bruttobeståndet (biomassa) av ovanjordsväxtmassa når sina största värden i skogssamhällen (900 centners/ha i norra taigan, 1300 centners/ha i mellersta taigan, 2600 centners/ha i lövskogar). På tundran är denna siffra 6-32 c/ha, i skogstundran 73 c/ha. För stäpper är den årliga ökningen (produktionen) av växtmassa nästan lika med dess bruttoreserv (biomassa) på grund av den årliga döden av ovanjordiska delar. Ökenstäpper och halvbuskesamhällen. öknar ger den minsta mängden bruttolager (5-10 c/ha).

Vi talar inte om de faktorer som är nödvändiga i växternas liv: varje art, beroende på miljön och levnadsförhållandena, "i varje stadium av dess ontogenesbehov speciella villkor existens och utveckling. Handböcker om växtekologi innehåller material som är relevant för detta, även om de är långt ifrån heltäckande för att täcka frågan.

Djurekologi. Djur, representerade av mer än 1,2 miljoner arter, är mycket olika i sin organisation och lever i alla livsmiljöer.

Som J. Lamarck påpekade är miljöns inverkan på djur mycket mer komplex än på växter. Om växter direkt upplever påverkan av yttre förhållanden, så är denna påverkan hos högorganiserade djur mer indirekt än direkt. Skillnaden här ligger inte i hur omgivningen agerar, utan i hur kroppen reagerar på dessa handlingar.

En orörlig växt under påverkan av en ny faktor dör eller förblir, i det senare fallet sker en förändring, organismen anpassar sig till motsvarande yttre påverkan. En rörlig djurorganism är i en mer fördelaktig position, eftersom den inte står inför dilemmat att dö eller förändras. För honom är ett tredje svar på motsvarande påverkan möjligt - migration, avgång till mer gynnsamma förhållanden. Dessutom är nervsystemet av yttersta vikt som villkor för organismens koppling till miljön hos djur. Som I.P. Pavlov visade har djur historiskt utvecklat konstanta kroppssvar på yttre påverkan (obeditionerade reflexer, instinkter) och tillfälliga kopplingar (betingade reaktioner), som är av stor betydelse för att etablera kopplingar till omgivningen.

På grund av olika typer nervsystem Hos djur och generella skillnader i organisation och ämnesomsättning är ekologiskt djur väldigt olika. Det finns skillnader både i boendemiljöer och i systematiska grupper.

Liksom växter, i djurvärlden, bestämde miljön riktningen och förloppet för evolutionen.

Utvecklingen av ett yttre kitinöst täcke hos akvatiska leddjur, som fördröjde avdunstning, gjorde det möjligt för vissa grupper av dessa smådjur att lämna vattenmiljön på land och till fullo behärska villkoren för terrestrisk existens.

De många arterna (upp till 1 miljon) och den breda utbredningen av leddjur i alla livsmiljöer indikerar välståndet för denna grupp för närvarande. Som ett resultat av den höga utvecklingen av nervsystemet och de associerade fenomenen med speciell anpassningsförmåga till levnadsförhållanden, bildade typen av leddjur en av de två topparna i hela djurvärlden.

Endast högre ryggradsdjur, tillsammans med spindlar, tusenfotingar och insekter, kunde till fullo bemästra luftmiljön och skaffa sig liknande anpassningar för rörelse på land (ben som böjer sig i lederna) och i luften (vingar för flygning). Endast hos högre leddjur och högre ryggradsdjur möter vi en så långtgående differentiering av olika delar och organ i kroppen och slutligen visar sig deras neuro-cerebrala aktivitet (instinkter etc.) hos dem båda vara den mest utvecklade .

I djurens evolution är ett fundamentalt viktigt stadium förknippat med divergensen av protostomer och deuterostomes, vilket gav upphov till två stora grenar av djurvärlden. Början av divergensen mellan dessa grupper beror på det faktum att den ena följde anpassningen till en bentisk livsstil (protostomer - maskar, blötdjur, leddjur), och den andra gav upphov till former som kunde simma fritt i vatten ( deuterostomes - tagghudingar och kordater).

I utvecklingen av lägre ryggradsdjur spelade anpassning till näring en viktig roll, och därför uppstod två utvecklingslinjer: käklösa (som gav upphov till pansar och cyklostome) och käke (en progressiv gren som ledde från sann fisk till däggdjur).

De torra förhållanden som rådde över vidsträckta områden i Devon gav livsfördelar till sådana sötvattensfiskar, som kunde klara sig utan att gälen andades och, i händelse av vattenförstöring eller tillfällig uttorkning av reservoaren, använde atmosfärisk luft för att andas. Sådana "lungfiskar" tillhörde två olika grupper: lungfiskar och lobfenade fiskar. I slutet av devonen gav de gamla lobfenade groddjuren upphov till stegocefalerna, vars storhetstid var karbon, kännetecknad av ett fuktigt klimat.

Den nya klimatförändringen mot minskad luftfuktighet gav en viktig fördel för de modifierade ättlingarna till forntida amfibier som utvecklade kåta formationer på huden och inte behövde vattendrag för att fortplanta sig. Sålunda, med den torra permen, började utvecklingen av reptiler, och under juratiden nådde de stor mångfald och tog en ledande position på land.

I slutet av mesozoiken separerade två stammar från reptiler - fåglar och däggdjur, som självständigt utvecklade en liknande anordning - den fullständiga separationen av arteriella och venösa blodflöden. Denna anatomiska egenskap, på grund av utvecklingen av en större andningsyta i lungorna, ger ett mer energiskt andningsutbyte och skapar möjligheten att hålla en konstant kroppstemperatur.

Utvecklingen av båda grupperna av "varmblodiga" djur fortgick nästan samtidigt och utan ömsesidig inblandning: de divergerade i två olika ekologiska nischer och var och en tog sin speciella plats i naturen. Fåglar flyttade från en klättrande trädlevnadsstil (juraprotofåglar) till flygrörelser och tillhörande metoder för att få mat. Hos däggdjur har evolutionen främst rört sig mot olika existens- och rörelsemöjligheter på landytan.

Däggdjur bytte från att lägga ägg till viviparitet, vilket säkerställde betydligt större överlevnad för avkomman.

Således kan djurens utveckling, som ägde rum i samband med förändringar i levnadsförhållanden, endast förstås genom en ekologisk analys av ursprunget för vissa anpassningar. Och den moderna artbildningsprocessen, som kännetecknas av vissa särdrag hos vissa djurgrupper, kan också korrekt förstås endast genom en ekologisk analys av materialet.

Låt oss ta en titt på några av de ekologiska egenskaperna hos ryggradsdjur.

Ekologiskt skiljer sig fisken ganska markant från andra ryggradsdjur. Som bekant utgör fisk den rikaste (cirka 20 000 arter) klassen av ryggradsdjur. Fisk kännetecknas av en hög grad av intraspecifik variabilitet, vilket krävde användningen av ett särskilt differentierat system av taxonomiska enheter. I nästan varje vattendrag kan vi hitta lokala former av en eller annan fiskart.

Vilka är orsakerna till denna ökade variation hos fisk?

Det finns flera av dem, men huvudorsaken är den exceptionella dynamiken i vattenmiljön och verkan i den av ett antal faktorer som landlevande ryggradsdjur inte upplever (stora fluktuationer i tryck, ljus och syreförhållanden, påverkan av miljöreaktioner , olika mineraliseringar, etc.). Den angivna mångfalden av levnadsförhållanden i vattenmiljön bidrar till den adaptiva strålningen av fisk, som bestämmer den befintliga mångfalden av arter och den intensivt pågående processen för bildning av lokala former.

Isoleringsfaktorn påverkar fiskar (särskilt vattenlevande) i mycket större utsträckning än landdjur. För att bekräfta detta räcker det att komma ihåg att antalet sjöar som skiljer sig åt i regimen på jorden är många gånger större än antalet öar med olika livsvillkor. Det är inte svårt att identifiera två närliggande sjöar som skiljer sig åt i förhållandena för vattenlevande liv, men närliggande öar är vanligtvis lika i karaktären av landliv. Det bör tilläggas att landlevande djur har en mycket större variation av sätt att övervinna mekaniska barriärer än fiskar.

Isoleringsfaktorn har en dubbel effekt - på reservoaren och på fisken. I en isolerad reservoar etableras snabbt en speciell livsregim, bestående av de fysiska och geografiska förhållandena som är karakteristiska för reservoaren, dess förhållande till det omgivande landskapet och beroende på komplexet av hydrobionter som är fångade i den. På jordens yta det är omöjligt att hitta två helt identiska vattendrag, även i samma område, granne med varandra. Isolering av vattenförekomster leder till utvecklingen av en specifik regim, som i slutändan ökar mångfalden av akvatiska levnadsförhållanden.

Å andra sidan bidrar isoleringen av fiskar (populationer) till att bevara alla de avvikelser (lokala former) som har möjlighet att utvecklas i dessa olika vattendrag och som skulle jämnas ut när de kommunicerar med varandra. Isolering främjar bevarandet av former som skulle kunna förstöras i den interartskampen för tillvaron under öppen kommunikation olika vattenförekomster. Slutligen leder långvarig isolering till försämring av ärftlighet och degeneration, som ett resultat av bristen på fri korsning av individer som har utvecklats under olika förhållanden.

Den ökade variationen hos fisk beror vidare på deras betydande "underordning" till vattenmiljön. Den inre miljön hos landlevande ryggradsdjur, bildad tidigare, möjligen med deltagande av den yttre vattenmiljön, skiljer sig nu kraftigt från den (luft). Tvärtom förblir den inre miljön för fisk (vätska) likartad och till och med i vissa fall nära deras yttre miljö. Livets gasformiga och flytande miljöer är kraftigt olika i sina fysikaliska och kemiska egenskaper, och detta skapar naturligtvis en fundamental skillnad mellan fiskar och landlevande ryggradsdjur och kan inte annat än påverka egenskaperna hos deras variation.

I evolutionsprocessen har vissa grupper av fiskar utvecklat olika grader av isolering från den yttre miljön, men ändå, i dem, på grund av den liknande karaktären hos de yttre och inre miljöerna, bör förändringar i den första få en större respons i den andra, jämfört med landlevande djur.

Slutligen kan fiskarnas variation inte annat än påverkas av det faktum att de uppenbarligen är de enda djur som kännetecknas av tillväxt under hela sitt liv. Det är känt att organismer har betydande plasticitet just under perioden för bildning och tillväxt. Vuxna organismer som har nått maximal tillväxt är de mest motståndskraftiga och därför mindre mottagliga för de transformativa effekterna av levnadsförhållanden.

Livstidstillväxt för fisk är utan tvekan en faktor som ökar variationen. Hos växande landlevande ryggradsdjur kan storleks- och åldersvariationer urskiljas, men efter att de når definitiva (slutliga) storlekar återstår endast åldersvariationer (utöver sexuell och säsongsbetonad). Som ett resultat kan en taxonom arbeta med absoluta mätdata för fåglar och däggdjur, men för fiskar måste han översätta dem till jämförbara relativa index. Denna omständighet är för övrigt ett indirekt bevis på behovet av att skilja mellan ålder och storleksvariation hos fisk.

Beroende på levnadsförhållanden varierar fiskens tillväxt i enskilda reservoarer extremt mycket.

De ekologiska egenskaperna hos fåglar och däggdjur undersöktes först i detalj av D.N. Kashkarov och V.V. Stanchinsky (1929). Under de följande åren har en stor mängd faktamaterial samlats på detta område. S. I. Ognevs bok "Essays on the Ecology of Mammals" (1951) är av stort värde, men det är långt ifrån en allmän sammanfattning, eftersom ett antal miljöfaktorer som bestämmer däggdjurens liv inte täcks av den.

D.N. Kashkarov och V.V. Stanchinsky, som karakteriserar fåglars och däggdjurs beroende av miljöförhållanden, överväger klimatiska, ekotopiska och biokenotiska faktorer.

Klimatfaktorer delas av dessa författare in i värme, ljus, tryck och fuktighet. Fåglar är ganska känsliga för alla faktorer. Som varmblodiga djur kan fåglarna tolerera olika temperaturförhållanden och leva varhelst det finns mat. Eurytermiska är: kråkor, kakor, mesar etc. som stannar kvar hos oss över vintern; invånare i områden med ett uttalat kontinentalt klimat, såsom hasselripa, saji och bergskalkoner; stiger när man flyger till höga höjder - gamar och örnar.

Fåglar är stenotermiska former tropiska länder med ett jämnt kustklimat och flyttfåglar i den tempererade zonen. För att skydda kroppen från kylning används ett täcke av fjädrar och dun. Kylapparatens roll, i frånvaro av svettkörtlar, tas över av andningsorganen, som avdunstar vatten.

I förhållande till ljusfaktorn delas fåglar in i dagfåglar (de flesta) och nattfåglar (ugglor etc.). I förhållande till fukt kan fåglar delas in i tre grupper: hydrofiler (vattenälskande - invånare i vattenbassänger och deras stränder), hygrofiler (fuktälskande - till exempel vadare) och xerofiler (torrälskande - invånare i öknar) .

När det gäller ekotopiska faktorer kan följande karakteristiska livsmiljöer särskiljas i förhållande till fåglar: luft (för hassvalor, svalor, tärnor, etc., som uteslutande livnär sig på flygande djur i luften), vatten (petreller, måsar, etc.), träsk. (vadare, hägrar, storkar, tranor, etc.), öppna ytor - ängar, stäpp, öknar (strutsar), trädig vegetation (hackspettar, nötväcka).

De biokenotiska förhållandena mellan fåglar är mycket olika, på grund av den höga utvecklingen av olika instinkter.

Kashkarov och Stanchineky karakteriserar däggdjurens ekologi på ett liknande sätt; S.I. Ognev närmar sig denna fråga annorlunda. Enligt den sista författaren finns det 360 arter av däggdjur i Rysslands fauna. I ekologiska termer har de studerats mycket ojämnt och helt otillräckligt med tanke på de stora praktisk betydelse många typer.

S.I. Ognev ägnar stor uppmärksamhet åt övervägandet av anpassningar hos däggdjur till olika levnadsförhållanden - under jord och på öppna utrymmen(snabblöpning), i träd (klättring, fladdrande) och i luften (flygande), i vatten och på berg. Han beskriver vidare hålor och bon, vinterdvala, moltning, migration, reproduktion, utfodring och befolkningsfluktuationer. Tyvärr utvärderar författaren inte naturliga faktorer utifrån deras betydelse i däggdjurens liv som existens- och utvecklingsvillkor.

N.I. Kalabukhov (1951) anser att temperatur, ljus, termiska och ultravioletta strålar, luftfuktighet, nederbörd, gassammansättning i atmosfären och tryck är förutsättningarna för existensen av landlevande ryggradsdjur. Denna författare talar alltså endast relativt abiotiska faktorer utan att röra biotiska. Det råder ingen tvekan om att, trots vikten av det förra, är existensen av djur utan mat fortfarande helt omöjlig, och därför spelar biotiska faktorer en lika viktig roll.

Därför måste vi erkänna att utvecklingen av allmänna frågor om djurekologi ur den kreativa darwinismens synvinkel ligger extremt efter, även om det finns ett antal bra ekologiska studier av enskilda arter i samband med deras praktiska betydelse (acklimatisering, jakt, utrotning). ). De flesta ekologiska arbeten ägnas åt studiet av anpassningar (morfologiska, fysiologiska, ekologiska) som utvecklas hos enskilda arter under påverkan av specifika levnadsförhållanden.

Men nu räcker inte detta längre. Michurins lära kräver inte att den adaptiva betydelsen av mullvadens tass till förhållandena i underjordiskt liv visas om och om igen eller att vingen beskrivs fladdermus- som en anpassning till flygningen. Och det är precis så här S.I. Ognev presenterar ekologi. Det krävs att visa vilka faktorer som är nödvändiga för förekomsten och utvecklingen av en mullvad, fladdermus och andra djur och vilken påverkan andra miljöförhållanden har på dem. Med lämplig kunskap kommer ekologi att bli en effektiv vetenskap.

Vissa forskare, särskilt boskapsuppfödare, försöker hitta sätt att forska i denna riktning. Arbetet med att skapa nötkreatursrasen Kostroma och andra som utförs av sovjetiska boskapsspecialister baserat på resultaten av Michurins läror är exempel på djupt vetenskaplig miljöforskning. Arbetet med att skapa en ny djurras består av två delar: 1) val av fader och korsning (en eller flera) för att försvaga ärftlighet och stärka nödvändiga egenskaper, 2) ett lämpligt system för utbildning och utfodring. Om den första delen av arbetet är genetisk, så är den andra miljön. Kunskap om de bästa förutsättningarna för temperatur, motion, näring etc. där unga djur bör födas upp för att utveckla nya rasegenskaper, gör det möjligt att skapa högproduktiva raser av husdjur på ett planerat sätt och på kort tid .

Men inte mindre viktig praktisk betydelse är noggrann kunskap om djurens ekologiska egenskaper, även när man utför arbete med acklimatisering av värdefulla arter eller utrotning av skadliga sådana, om rationellt utnyttjande av bestånd inom jakt och fiske och andra industrier.

Det finns betydande skillnader i förhållandet mellan växter och djur med miljön och i karaktären av utveckling av anpassning till levnadsförhållanden.

För det första är växternas livsformer mycket mindre olika jämfört med mångfalden av djurbiomorfer. Konvergens är ganska vanligt hos växter. Detta förklaras av växternas mer monotona levnadssätt (fast rot i jorden) och deras mer liknande vitala behov (ljus, koldioxid, vatten, mineralsalter i jorden). I djurvärlden, livskrav olika typer mer olika och komplexa, deras metoder för att skaffa mat och skydda sig mot fiender är mycket olika; Skillnader i rörelsemetoder återspeglas mycket starkt i deras struktur och utseende.

För det andra, i växtorganismer har det naturliga urvalet utvecklat en mycket bred morfofysiologisk plasticitet som svar på förändringar i yttre förhållanden, d.v.s. den ärftliga förmågan att producera förändringar av adaptiv natur. Det är uppenbart att när växtorganismer är orörliga har en sådan förmåga en mycket viktig vital betydelse för dem: växter som berövats denna plasticitet, om yttre förhållanden förändras, skulle oundvikligen dö, eftersom de inte har förmågan till aktivt skydd.

Ris. 1. Maskros som odlas i låglandet.

Hos djur är plasticitet av denna natur mycket mindre utvecklad, och anpassning till förändringar i levnadsförhållanden uppnås på ett annat sätt - genom att utveckla rörlighet, komplikation av nervsystemet och sensoriska organ. När yttre förhållanden förändras, reagerar djuret på det inte så mycket genom att ändra sin organisation, utan genom att snabbt ändra sitt beteende och i ett mycket stort antal fall kan anpassas till nya förhållanden ganska snabbt. Naturligt urval och främjar till de högsta nivåerna i djurvärlden de organismer i vilka det, tillsammans med en allmän ökning av typen av organisation, också skedde en progressiv utveckling av deras mentala aktivitet.

Således är växelverkan mellan växter och djur med miljön, samtidigt som den har mycket gemensamt, samtidigt väsentligt annorlunda.

Använt litteratur: Fundamentals of Ecology: Lärobok. lit-ra./B. G. Johannsen
Under. red.: A.V. Kovalenok, -
T.: Tryckeri nr 1, -58

Växer i lövskogar, mer sällan på öppna ängar. Den ädla levermossen finns i skuggiga bredbladiga och barr-lövskogar (det är därför den har det populära namnet "copse"). När skog störs försvinner den. I öppna områden blommar den mindre ymnigt och förökar sig nästan inte av frön. Växer på lerig, sandig lerjord, grusig, måttligt fuktig jord rik på neutral humus, gärna rik på kalk. Tål inte stillastående fukt.

Distribuerad i norra Europa (Danmark, Finland, Norge, Sverige); Centraleuropa (Österrike, Tjeckoslovakien, Tyskland, Polen, Schweiz); Södra Europa(Albanien, Bulgarien, Jugoslavien, Italien, Rumänien, Frankrike (inklusive Korsika), Spanien); på territoriet före detta Sovjetunionen(Vitryssland, den europeiska delen av Ryssland, Ukraina, Primorye); i Asien (Kina, Japan (Honshu), Korea).

Säsongsförändringar

Levermos är en flerårig örtartad växt med tidigt på våren bland fjolårets grönbruna blad uppträder långa stjälkar med blåvioletta blommor. Först efter detta utvecklas treflikiga basala blad på långa bladskaft; pubescent under, de blir snart läderartade. Ibland visas vita eller rosa blommor. Levermossen blommar ganska tidigt på våren, oftast i slutet av april, några dagar efter att snön smälter.
De håller hela säsongen utan att förlora sitt dekorativa utseende, hos vissa arter övervintrar löven gröna. Förökas uteslutande med frön. Levermosens gröna frukter samlas in i början av juni och sås omedelbart på en skuggig plats med måttlig markfuktighet till ett djup av 1-1,5 cm.Höjden på levermossplantor det första året är 20 mm, rotsystemet är redan ganska grenad, 40-50 mm lång. Till hösten bildas en knopp med en diameter på 1-2 mm. Under nästa säsong bildas 2-3 äkta löv, deras form och färg är typiska för denna art. Under det tredje året blommar levermos: busken har 4-5 blad och 2-3 blommor med en diameter på 1-2 cm.
Växter erhållna från frön är mer flexibla och lättare att anpassa till lokala klimat- och markförhållanden.

Ansökan

Tidigare ansågs växten vara medicinsk och användes som ett sammandragande medel. Nu vanligt inom folkmedicinen.

Det användes också som teersättning. Korrekt beredd leverworste är effektivt för sjukdomar i levern och gallblåsan och för kolelitiasis. Dessutom konsumeras detta te för irritation av struphuvudet och sjuka lungor.

Den odlas i trädgårdar som en prydnadsväxt. Genom att återplantera de mest dekorativa och sällsynta arterna av levermos från skogen orsakar "amatörer" blomodlare betydande skador på naturen, och själva växten dör ofta i oerfarna händer.

Ivan-da-Maria

Utseende

Frukten är en äggformad kapsel som delar sig när den öppnas. Kapseln är avlång, 0,6–1 cm lång, 4–4,5 mm bred, spetsig, bar, öppnar på båda sidor, ventilernas kanter är förtjockade, släta. Fröna är 5–6 mm långa, 1,5–1,8 mm breda, svartaktiga.

Miljöegenskaper

En anläggning med ett europeiskt utbud. I Ryssland är den distribuerad över nästan hela den europeiska delens territorium. I östra Sibirien finns den i närheten av Irkutsk. I centrala Ryssland finns den i alla regioner och är en ganska vanlig art.

Säsongsförändringar

Den blommar från juni till höst, frukterna mognar i augusti - september. De förökar sig endast av frön utrustade med ett köttigt bihang (arylloid), som lockar myror, som, äter det, tar bort fröna.

Ansökan

För medicinska ändamål används växtens ört, som skördas under blomningsperioden. Foder till stora och små boskap. Insekticid, frukt används för att döda skadliga insekter (giftiga frön).

Växten utmärker sig för sin särskilt slående kontrast av blå högblad och ljusgula kronblad. Den är väldigt dekorativ, varför den ofta väckte uppmärksamhet från målare och poeter, men när den plockas till buketter bleknar den snabbt.

Ivan da Marya-blommor producerar rikligt nektar och anses med rätta vara en bra honungsväxt.

Klöver

Utseende

Ängsklövern är en tvåårig, men oftare en flerårig örtartad växt, når en höjd av 15—55 cm. Bladen är trebladiga, med elliptiska eller ovala småblad, som liksom andra klövertyper viker sig uppåt om natten; stiften är breda, äggrunda, omedelbart avsmalnande uppåt till en sylformad spets. Huvudets blomställningar är lösa, sfäriska, ofta arrangerade i par och ofta täckta med två övre blad. Kronkronan är röd, ibland vit eller flerfärgad; blomkål med tio vener.

Förgrenade stjälkar upprätt. Det finns från 3 till 8 stjälkar på en planta.

Bladen är trebladiga, med brett äggrunda, fint tandade flikar, småbladen är hela i kanterna, med ömtåliga flimmerhår längs kanterna.

Frukten är en äggformad enfröböna; fröna är runda eller kantiga, antingen gulröda eller lila.

Miljöegenskaper

Växer i hela Europa, Nordafrika (Algeriet, Marocko, Tunisien), Västra och Centralasien. På Rysslands territorium finns det i den europeiska delen, Sibirien, Långt österut och Kamchatka.

Växer på måttligt fuktiga ängar, skogsgläntor, längs åkrar och vägar.

Säsongsförändringar

Den blommar från maj till höst, frukterna mognar i augusti - oktober.

Förökas både med frön och vegetativt.

Ansökan

Vitaminkoncentrat erhålls från bladen. Eterisk olja används i aromatiska kompositioner.

Sallader tillagas av bladen, grönkålssoppa smaksätts med dem. Förr tillsattes torkade, krossade blad till mjöl när man bakade rågbröd, och användes även för att göra såser och vid tillverkning av ostar. I Kaukasus fermenteras unga oöppnade blomhuvuden som kål och läggs till gröna sallader.

Det är ett av de mest värdefulla fodergräsen.

Efter klippning av ovanjordsdelen samlas mycket kväve i rötterna.

Smörblomma frätande

Utseende

Vanligt namn: nattblindhet. Smörblomma är en flerårig örtartad växt. Från den mycket korta, förtjockade rhizomen hos denna fleråriga växt utvecklas upprättstående stjälkar som når en höjd av 20–70 cm.De är ihåliga, grenade och något pubescenta. I ändarna av grenarna på den frätande smörblomman finns ljusa guldgula blommor.

De basala bladen är 5-7 handflatade, på långa bladskaft. Stambladen har en enklare struktur, med linjära flikar, och är stillastående.

Blommorna är ljusgula, når 2 cm i diameter, ensamma eller samlade i en semi-paraplyblomställning. Många ståndare och pistiller. Frukten är en multinöt.

Miljöegenskaper

En av de vanligaste växterna av glesa barr- och björkskogar, skogsängar av skog och skogsstäppzoner Västra Sibirien.

Den växer över nästan hela territoriet i den europeiska delen av Ryssland och västra Sibirien, på översvämmade och torra ängar, i utkanten av träsk och som ogräs på fält.

Säsongsförändringar

Blommar sent på våren och sommaren.

Ansökan

Används inom folkmedicin för att behandla brännskador, sår, huvudvärk och tuberkulos.

Den dubbla formen med stora ljusgula blommor odlas som en prydnadsträdgårdsväxt.

Växten innehåller en flyktig, frätande substans med en stickande lukt - protoanemonin (anemonol) som kamfer, som irriterar slemhinnor i ögon, näsa, struphuvud och inre organ.

Ekologi (från grekiska. oikos - hus och logotyp- doktrin) - vetenskapen om lagarna för interaktion mellan levande organismer med sin miljö.

Tysk biolog anses vara ekologins grundare E. Haeckel(1834-1919), som först använde termen 1866 "ekologi". Han skrev: "Med ekologi menar vi allmän vetenskap om förhållandet mellan kroppen och miljö, där vi inkluderar alla "tillvarovillkor" i ordets vida bemärkelse. De är delvis organiska och delvis oorganiska till sin natur."

Denna vetenskap var ursprungligen biologi, som studerar populationer av djur och växter i deras miljö.

Ekologi studerar system på en nivå över den enskilda organismen. De huvudsakliga syftena med dess studie är:

befolkning - en grupp organismer som tillhör samma eller liknande art och som ockuperar ett visst territorium;
, inklusive det biotiska samhället (totalan av populationer i det aktuella territoriet) och livsmiljöer;
- området för distribution av livet på jorden.

Hittills har ekologin gått utanför biologins räckvidd och har förvandlats till en tvärvetenskaplig vetenskap som studerar de mest komplexa problem med mänsklig interaktion med miljön. Ekologi har färdats en svår och lång väg för att förstå problemet med "människan-natur" och förlitat sig på forskning i systemet "organism-miljö".

Människans interaktion med naturen har sina egna detaljer. Människan är utrustad med förnuft, och detta ger henne möjlighet att förverkliga sin plats i naturen och syftet på jorden. Sedan början av civilisationens utveckling har människan tänkt på sin roll i naturen. Naturligtvis vara en del av naturen, människan skapade en speciell livsmiljö, som kallas mänsklig civilisation. När den utvecklades kom den alltmer i konflikt med naturen. Nu har mänskligheten redan kommit till insikten att ytterligare exploatering av naturen kan hota dess egen existens.

Det brådskande av detta problem, orsakat av den försämrade miljösituationen på planetarisk skala, har lett till "gröna"- Till behovet av att ta hänsyn till miljölagar och miljökrav- inom alla vetenskaper och i all mänsklig verksamhet.

Ekologi kallas för närvarande vetenskapen om människans "eget hem" - biosfären, dess egenskaper, interaktion och relation med människan, och människan med hela det mänskliga samhället.

Ekologi är inte bara en integrerad disciplin där fysiska och biologiska fenomen hänger ihop, den bildar en slags bro mellan natur- och samhällsvetenskap. Det är inte en av disciplinerna med linjär struktur, d.v.s. Den utvecklas inte vertikalt - från enkel till komplex - den utvecklas horisontellt och täcker ett allt bredare spektrum av frågor från olika discipliner.

Ingen enskild vetenskap är kapabel att lösa alla problem som är förknippade med att förbättra samspelet mellan samhälle och natur, eftersom denna interaktion har sociala, ekonomiska, tekniska, geografiska och andra aspekter. Endast integrerad (generaliserande) vetenskap, vilket är vad modern ekologi är, kan lösa dessa problem.

Från en beroende disciplin inom biologi har således ekologi förvandlats till en komplex tvärvetenskaplig vetenskap - modern ekologi- med en uttalad ideologisk komponent. Modern ekologi har gått utanför gränserna för inte bara biologi, utan också i allmänhet. Den moderna ekologins idéer och principer är ideologiska till sin natur, därför är ekologin inte bara kopplad till vetenskapen om människan och kulturen, utan också med filosofin. Sådana allvarliga förändringar tillåter oss att dra slutsatsen att, trots mer än ett sekel av miljöhistoria, modern ekologi är en dynamisk vetenskap.

Mål och mål för modern ekologi

Ett av huvudmålen för modern ekologi som vetenskap är studiet av grundläggande lagar och utvecklingen av teorin om rationell interaktion i systemet "människa - samhälle - natur", som betraktar det mänskliga samhället som en integrerad del av biosfären.

Huvudmålet för modern ekologi i detta skede av utvecklingen av det mänskliga samhället - att leda mänskligheten ut ur den globala miljökrisen in på vägen för hållbar utveckling, där tillfredsställelsen av den nuvarande generationens vitala behov kommer att uppnås utan att beröva framtida generationer en sådan möjlighet.

För att uppnå dessa mål måste miljövetenskapen lösa ett antal olika och komplexa uppgifter, Inklusive:

utveckla teorier och metoder för att bedöma hållbarheten i ekologiska system på alla nivåer;
utforska mekanismerna för reglering av befolkningsantal och biotisk mångfald, biotans roll (flora och fauna) som regulator av biosfärens stabilitet;
studera och skapa prognoser för förändringar i biosfären under påverkan av naturliga och antropogena faktorer;
bedöma naturresursernas tillstånd och dynamik och miljökonsekvenser deras konsumtion;
utveckla metoder för att hantera miljökvalitet;
att bilda sig en förståelse för biosfärens problem och samhällets ekologiska kultur.

Omger oss livsmiljöär inte en oordnad och slumpmässig kombination av levande varelser. Det är ett stabilt och organiserat system som har utvecklats i evolutionsprocessen organisk värld. Alla system kan modelleras, d.v.s. det är möjligt att förutsäga hur ett visst system kommer att reagera på yttre påverkan. Systemansats— grunden för att studera miljöproblem.

Strukturen för modern ekologi

För närvarande, ekologi uppdelad i ett antal vetenskapliga grenar och discipliner, ibland långt ifrån den ursprungliga förståelsen av ekologi som en biologisk vetenskap om förhållandet mellan levande organismer och miljön. Men alla moderna trender inom ekologi bygger på grundläggande idéer bioekologi, som idag representerar en kombination av olika vetenskapliga riktningar. Så till exempel särskiljer de Autekologi, utforska de individuella kopplingarna mellan en individuell organism och miljön; befolkningsekologi, som behandlar relationerna mellan organismer som tillhör samma art och lever i samma territorium; synekologi, som utförligt studerar grupper, samhällen av organismer och deras relationer i naturliga system (ekosystem).

Modern ekologi är ett komplex av vetenskapliga discipliner. Grundläggande är allmän ekologi, studera de grundläggande mönstren för relationer mellan organismer och miljöförhållanden. Teoretisk ekologi utforskar allmänna mönster livets organisering, även i samband med antropogen påverkan på naturliga system.

Tillämpad ekologi studerar mekanismerna för mänsklig förstörelse av biosfären och sätt att förhindra denna process, och utvecklar också principer för rationell användning av naturresurser. Tillämpad ekologi bygger på ett system av lagar, regler och principer för teoretisk ekologi. Följande vetenskapliga anvisningar särskiljs från tillämpad ekologi.

Biosfärens ekologi, studerar de globala förändringar som sker på vår planet som ett resultat av exponering ekonomisk aktivitet människan till naturfenomen.

Industriell ekologi, studerar företagsutsläppens inverkan på miljön och möjligheterna att minska denna påverkan genom att förbättra teknologier och reningsanläggningar.

Jordbruksekologi, som studerar sätt att producera jordbruksprodukter utan att utarma markresurser samtidigt som miljön bevaras.

Medicinsk ekologi, som studerar mänskliga sjukdomar förknippade med miljöföroreningar.

Geoekologi, studera biosfärens struktur och funktionsmekanismer, kopplingen och sambandet mellan biosfären och geologiska processer, den levande materiens roll i biosfärens energi och evolution, geologiska faktorers deltagande i livets uppkomst och utveckling på jorden.

Matematisk ekologi modellerar miljöprocesser, d.v.s. förändringar i naturen som kan uppstå när miljöförhållandena förändras.

Ekonomisk ekologi utvecklar ekonomiska mekanismer rationell miljöförvaltning och miljöskydd.

Juridisk ekologi utvecklar ett system av lagar som syftar till att skydda naturen.

Teknisk ekologi - En relativt ny riktning inom miljövetenskap, den studerar samspelet mellan teknik och natur, mönstren för bildandet av regionala och lokala naturtekniska system och metoder för att hantera dem för att skydda den naturliga miljön och säkerställa miljösäkerhet. Det säkerställer att utrustning och teknik för industrianläggningar uppfyller miljökraven

Social ekologi uppstod ganska nyligen. Först 1986 ägde den första konferensen tillägnad problemen med denna vetenskap rum i Lvov. Vetenskapen om "hem", eller samhällets livsmiljö (person, samhälle), studerar planeten jorden, såväl som rymden - som samhällets livsmiljö.

Människoekologi - en del av social ekologi, som betraktar människans interaktion som en biosocial varelse med omvärlden.

- en av de nya oberoende grenarna av mänsklig ekologi - vetenskapen om livskvalitet och hälsa.

Syntetisk evolutionär ekologi- ny vetenskaplig disciplin, inklusive särskilda områden inom ekologi - allmänt, bio-, geo- och socialt.

En kort historisk väg till utvecklingen av ekologi som vetenskap

I historien om ekologins utveckling som vetenskap kan tre huvudstadier urskiljas. Första stadiet - ursprunget och utvecklingen av ekologi som vetenskap (fram till 1960-talet), när data om förhållandet mellan levande organismer och deras livsmiljö ackumulerades, gjordes de första vetenskapliga generaliseringarna. Under samma period varnade den franske biologen Lamarck och den engelske prästen Malthus för första gången mänskligheten för de möjliga negativa konsekvenserna av mänsklig påverkan på naturen.

Andra fasen - formalisering av ekologi till en självständig kunskapsgren (efter 1960-talet till 1950-talet). Början av scenen präglades av publiceringen av verk av ryska forskare K F. Roulier, N.A. Severtseva, V.V. Dokuchaev, som först underbyggde ett antal principer och begrepp inom ekologi. Efter Charles Darwins forskning inom området för evolution av den organiska världen, var den tyske zoologen E. Haeckel den första att förstå att det Darwin kallade "kampen för tillvaron" representerar ett självständigt fält inom biologi, och kallade det ekologi(1866).

Ekologin tog slutligen form som en självständig vetenskap i början av 1900-talet. Under denna period skapade den amerikanske vetenskapsmannen C. Adams den första sammanfattningen om ekologi, och andra viktiga generaliseringar publicerades. Den största ryska vetenskapsmannen på 1900-talet. IN OCH. Vernadsky skapar en fundamental läran om biosfären.

På 1930-1940-talet lade den engelska botanikern A. Tansley (1935) först fram begreppet "ekosystem", och lite senare V. Ya. Sukachev(1940) underbyggde ett begrepp som stod honom nära om biogeocenos.

Tredje etappen(1950-talet till idag) - omvandling av ekologi till en komplex vetenskap, inklusive naturvårdsvetenskap omger en person miljö. Samtidigt med utvecklingen teoretiska grunder ekologi löstes också tillämpade frågor relaterade till ekologi.

I vårt land antog regeringen under 1960-1980-talet nästan varje år resolutioner om att stärka naturskyddet; Mark, vatten, skog och andra koder publicerades. Men som praktiken av deras användning har visat, gav de inte de önskade resultaten.

Idag upplever Ryssland en miljökris: cirka 15 % av territoriet är faktiskt en miljökatastrofzon; 85 % av befolkningen andas luft som är förorenad betydligt över MPC. Antalet "miljöorsakade" sjukdomar växer. Det sker försämring och minskning av naturresurser.

En liknande situation har utvecklats i andra länder i världen. Frågan om vad som kommer att hända med mänskligheten i händelse av försämring av naturliga ekologiska system och förlusten av biosfärens förmåga att upprätthålla biokemiska kretslopp blir en av de mest pressande.

Ekologi är en vetenskap som studerar miljön, levande organismers livsmönster, såväl som människans påverkan på naturen. Detta kunskapsområde studerar de system som är högre än en enskild organism. I sin tur är det uppdelat i mer privata sektorer. Vilka discipliner ingår i ekologi?

Bioekologi

En av de äldsta grenarna inom ekologi är bioekologi. Denna vetenskap är baserad på den grundläggande kunskap om flora och fauna som människan har kunnat ackumulera genom sin historia. Ämnet för denna riktning inom vetenskapen är levande varelser. Samtidigt studeras människan också inom ramen för bioekologi som en egen art. Denna gren av ekologi använder ett biologiskt tillvägagångssätt för att utvärdera olika fenomen, sambanden mellan dem och deras konsekvenser.

Huvudriktningar

Fokus för studiet av bioekologi är biosfären. Avsnittet för ekologi, som studerar levande varelser, kan på grund av mångfalden av data om naturen inte bestå av endast en disciplin. Därför är den uppdelad i flera underavdelningar.

Auetecology är ett vetenskapsområde vars studieämne är levande organismer under vissa levnadsförhållanden. Huvuduppgiften för denna riktning är att studera processerna för anpassning till miljön, såväl som de gränser för fysikalisk-kemiska parametrar som är kompatibla med organismens liv.
Eidekologi - studerar arternas ekologi.
Synekologi är en gren av ekologi som studerar populationer av olika arter av djur, växter och mikroorganismer. Disciplinen utforskar också sätten för deras bildning, utveckling i dynamik, produktivitet, interaktion med omvärlden och andra funktioner.
Demekologi - studerar naturliga grupper av levande organismer som tillhör samma art. Detta är en gren av ekologi som studerar populationernas struktur, såväl som de grundläggande förhållanden som är nödvändiga för deras bildande. Ämnet för dess studie är också intrapopulationsgrupper, egenskaper hos deras bildningsprocess, dynamik och antal.

För närvarande är bioekologi den doktrin som ligger till grund för miljöledning och miljöskydd. För närvarande utförs miljöprocesser med moderna biotekniska metoder.

Vetenskapens relevans

Varje människa tänker förr eller senare på hur viktig en kvalitetsmiljö är för liv och hälsa. Nuförtiden förändras miljön snabbt. Och inte den minsta roll här spelas av mänsklig ekonomisk aktivitet. På grund av den destruktiva verksamheten i fabriker och fabriker försämras färskt dricksvatten, vattendragen blir grundare och landskapet i förorterna förändras. Bekämpningsmedel förorenar marken.

Bioekologi är en gren av ekologin som studerar metoder med vilka miljön kan renas från föroreningar, återställa ekologisk balans och förhindra total miljökatastrof.

Hur tillämpas kunskap om naturen?

Ett exempel på framgångsrik användning av den kunskap som bioekologin besitter är uppfinningen av en speciell toalett i Singapore, med hjälp av vilken vattenförbrukningen minskar med upp till 90 %. Avfallet i denna toalett förvandlas till gödsel och elektrisk energi. Hur fungerar detta system? Flytande avfall genomgår behandling, under vilken det sönderdelas till elementen fosfor, kalium och kväve. Fast avfall väntar på behandling i en bioreaktor. Under rötningsprocessen bildas metangas i denna anordning. Eftersom den inte har någon lukt används den för hushållsbehov. Resultatet av att använda bioekologisk kunskap i detta fall är en fullständig återställande av naturresurser.

Allmän ekologi

Denna gren av ekologi studerar organismer i samband med deras interaktion med hela världen omkring dem. Denna koppling mellan en levande varelse och miljön den lever i. Detta gäller även människor. Experter delar in hela den levande världen i tre kategorier: växter, djur och människor. Därför förgrenar sig allmän ekologi också i tre riktningar - växtekologi, djurekologi och human ekologi. Det bör noteras att den vetenskapliga kunskapen är ganska omfattande. Det finns ett hundratal avsnitt av allmän ekologi. Dessa är områden inom skogsbruk, urban, medicinsk, kemisk disciplin och många andra.

Tillämpad riktning

Detta är en vetenskapsgren som sysslar med omvandlingen av ekologiska system baserat på den kunskap som människan har. Denna inriktning representerar den praktiska delen av miljöarbetet. Samtidigt innehåller den tillämpade riktningen ytterligare tre stora block:

tillämpad forskning inom området miljöledning;
miljödesign, såväl som design, med hjälp av vilken det är möjligt att skapa miljövänliga fabriker och företag;
utveckling av ledningssystem inom miljöledningsområdet, vilket även innefattar frågor om granskning, licensiering och kontroll av projekt.

Geoekologi

Detta är en av ekologins huvudgrenar, vars ursprung är förknippat med namnet på den tyska geografen K. Troll. På 30-talet av förra seklet introducerade han detta koncept. Geoekologi ansåg han vara en av de grenar inom allmän naturvetenskap, där studier från geografi och ekologi kombineras. I Ryssland har denna term blivit utbredd sedan 70-talet av förra seklet. Forskare identifierar flera begrepp inom geoekologi.

Enligt en av dem studerar denna disciplin den geologiska miljön och dess miljöegenskaper. Detta tillvägagångssätt förutsätter att den geologiska miljön är kopplad till biosfären, hydrosfären och atmosfären. Geoekologi kan också definieras som en vetenskap som studerar samspelet mellan biologiska, geografiska och industriella sfärer. I det här fallet, den här grenen av naturvetenskapliga studier olika aspekter miljöledning, relationer mellan miljö och människor. Olika tolkningar urskiljs beroende på vilken vetenskap (geologi, geografi eller ekologi) definitionsförfattaren tar som den huvudsakliga.

Inom detta område av naturvetenskap finns det tre huvudriktningar.

Naturlig geoekologi är vetenskapen om stabila parametrar för geosfärer, zon- och regionala naturliga komplex, som säkerställer en bekväm miljö för människor och deras självutveckling.
Antropogen geoekologi. Studerar omfattningen av alla de förändringar som sker i naturen som ett resultat av mänsklig aktivitet.
Tillämpad geoekologi. Det är en syntes av kunskap om vilken strategi och taktik som kan tillämpas för att bevara ekologins evolutionära parametrar och förhindra uppkomsten av krissituationer.

Särskilda forskningsområden inom detta område av naturvetenskap är ekologin av mark, sötvatten, atmosfären, Fjärran Norden, höga bergsregioner, öknar, geokemisk ekologi, såväl som andra områden. Huvudsyftet med disciplinen är att identifiera mönstren för den påverkan som människor har på naturen, och även att rikta denna påverkan till att förbättra miljön och dess förbättring.

Social ekologi

Detta är en gren av ekologi som studerar förhållandet mellan människor och miljö - geografiskt, socialt och även kulturellt. Huvuduppgiften för detta vetenskaplig riktningär optimering av ekonomisk aktivitet och miljö. Dessutom måste denna interaktion optimeras löpande.

Harmoniska relationer mellan natur och människor är möjliga endast om miljöförvaltningen sker rationellt. Vetenskapliga principer för rationell användning av den omgivande världens resurser måste utvecklas av andra discipliner: medicin, geografi, ekonomi. Social ekologi kallas också för mänsklig ekologi. Föregångaren till denna vetenskap är teologen Thomas Malthus, som uppmanade mänskligheten att begränsa befolkningstillväxten av den anledningen att Naturliga resurserär inte obegränsade.

Agrocenosis som speciell typ ekosystem

Anteckning 1

Bland ekosystem skapade med mänskligt deltagande intar agrocenoser en speciell plats. Tillsammans med stadssamhällen och samhällen i industrizoner skapas agrocenoser speciellt av människor för att möta deras behov. Agrocenoser är avsedda att förse människor med mat.

Liksom naturliga ekosystem har agrocenoser en viss taxonomisk och ekologisk sammansättning av organismer och kan karakteriseras i termer av vissa relationer mellan organismer och abiotiska miljöförhållanden, såväl som deras egen struktur av trofiska relationer mellan organismer. I agrocenoser skiljer sig livsmedelskedjorna inte i grunden från de som är karakteristiska för naturliga ekosystem: det finns också producenter, konsumenter av olika beställningar och nedbrytare.

Agrocenoser upptar ungefär en tiondel av den totala markytan och levererar mer än 90 % av matenergin till mänskligheten. Deras fördel i detta avseende framför naturliga ekosystem är deras mycket högre produktivitet. Sådan produktivitet är dock endast möjlig med regelbunden, vetenskapligt baserad mänsklig inblandning i naturliga processer.

Färdiga arbeten om ett liknande ämne

Kursuppgifter 460 rubel.
Uppsats Ekologiska egenskaper hos agrocenoser 260 rub.
Testa Ekologiska egenskaper hos agrocenoser 220 rub.

Definition 1

Agrocenoser är ekosystem som bildas på jordbruksmarker som används enligt målprincipen; grunden för dessa ekosystem är grödor eller planteringar av odlade växter. Agrocenoser inkluderar:

fält,
grönsaksträdgårdar,
trädgårdar,
konstgjorda betesmarker,
rabatter,
etc.

Ekologisk specificitet för agrocenoser

Agrocenosernas specificitet bestäms av deras artificiella ursprung och jordbruksändamål - deras edifierare är en person som bildar agrocenoser och säkerställer deras höga produktivitet, för att samla in och använda maximal skörd. När man skapar agrocenoser använder en person ett antal jordbrukstekniker för att:

jordbearbetning,
återvinning,
konstgjord bevattning,
att så och plantera speciella sorter av växter, mata dem,
bekämpning av ogräs, skadedjur och sjukdomar hos kulturväxter.

Den viktigaste skillnaden mellan agrocenoser och naturliga ekosystem är deras brist på stabilitet. Detta är lätt att förklara, eftersom strukturen hos agrocenoser ligger nära de inledande stadierna av restaurerande följd av ekosystem, som inte heller är stabila; tvärtom är det naturliga tillståndet för sådana successioner ekosystemens dynamik. Av denna anledning, utan mänskligt deltagande, och ständigt återför agrocenosen till det inledande skedet av succession, ersätts samhällen av spannmål och grönsaksgrödor av andra redan kl. nästa år, sådd av fleråriga gräs - efter 3-4 år, fruktträdgårdar - efter 20-30 år.

Mänsklig aktivitet är en viktig energifaktor i agrocenoser. Utöver solenergi får de en del extra energi som människor förbrukar på produktion av jordbruksmaskiner, gödningsmedel, växtskyddsmedel, markåtervinning etc. Å andra sidan förloras en betydande mängd energi årligen med skörden. Därför är cirkulationen av ämnen i agrocenoser alltid öppen.

Den antropogena faktorn bidrar i de flesta fall till att minska den biologiska mångfalden. Agrocenoser är inget undantag. Här, jämfört med naturliga samhällen, minskar den biologiska mångfalden av levande organismer kraftigt. Odlingsobjekten är vanligtvis en eller flera växtarter (monokulturer), vilket bidrar till utarmningen av den taxonomiska sammansättningen av djur, svampar och bakterier. Å andra sidan bidrar detta till massreproduktionen av vissa av deras konsumenter, vilket överför dessa organismer från mänsklig synvinkel till kategorin "skadegörare".

Anteckning 2

Viktig skillnad agrocenoser från naturliga samhällen består av en kombination av naturliga och artificiellt urval, vilket skapar helt andra riktningar och tryck än i naturen. Detta fungerar som en ytterligare faktor för att minska den biologiska mångfalden.