Лекция 4. Экология и динамика численности насекомых

1.

Этнические процессы

Лекция 3

III. Неустановленной этиологии.

Алиментарная пароксизмально-токсическая миоглобинурия (гаффская, юксовская, сартландская болезнь) – причина – озерная рыба некоторых районов мира в отдельные годы.

Встречается часто у прибрежного населения. Установлена связь с употреблением в пищу некоторых видов рыб – щука, окунь, судак, мелкая озерная рыба, которые по неизвестной причине приобретают токсичность.

Впервые заболевание было зарегистрировано в 1924 году среди рыбаков Гаффского залива Балтийского моря, затем в Ленинградской области (Юксовское озеро).

Клиника: заболевание начинается внезапными приступами острых мышечных болей, настолько сильных, что больной полностью теряет подвижность. Продолжительность приступа – 2-4 суток. Во время приступа отмечается изменение окраски мочи в бурый или коричневый цвет, вследствие нарушения функции почек и появления в моче миоглобина. Заболевание протекает при нормальной температуре, при отсутствии каких-либо воспалительных явлений.

В основе заболевания – некротические процессы в мышцах, нарушение функции почек, поражение ЦНС.

Летальность – 2%. Смерть наступает от асфиксии, вследствие поражения мышц диафрагмы, межреберных мышц, или в результате почечной недостаточности вследствие забивания миоглобином почечных клубочков.

1) Подтема1

 

2) Подтема2

________________________________________________________

 

Понятие этноса

 

Этнос – историческая общность людей, сформировавшаяся на основе единства территории, языка, быта особенностей психического склада.

 

Единство расы и религии не обязательно и носит вспомогательный характер.

Каждый этнос имеет этническое самосознание и сомоназвание. Этносы самовоспроизводятся путем этнических однородных браков и передачи навыков поколению: языка, традиций и этнического самосознания.

 

Основные типы этнич:

1) Племя

2) Народность

3) Нация

Нация отличается от народности численностью (свыше 100-150 тысяч человек), наличием литературного языка и развитых экономических связей.

 

Существуют этносы утратившие единство территории – этнические группы. Обособленная часть этноса, сохранившая особенность языка, культуры и быта, называется этнографической группой (казаки, поморы, сибирские старообрядцы).

 

Основная часть, проживающая постоянно за пределами данного государства, называется национальной группой.

Совокупность национальных групп одного этноса составляет его диаспору. Некоторые исследователи рассматривают этнос как явление природы аналогичное стае волков, другие ставят во главу этническое самосознание, третьи – язык. Этнос выступает как единство двух сторон: этнокультурной общности и социального организма.

В первом случае представитель этноса рассматриваются как носители качеств различных со своими особенностями.

Во втором случае – как представитель народов, стоящих на разных ступенях развития.

 

Этнические процессы

 

Этнические процессы – это изменение этносов и их элементов

Различают процессы:

1) Эволюционные (изменение языка, культуры, социальных и половозрастных структур этноса.

2) Трансформационные (ведущие к перемене этнической принадлежности включая самосознание и самоназвание). Трансформационные процессы бывают:

- разъединительные

- объединительные

 

Особый интерес в политологии представляют объединительные процессы.

Консолидация – слияние нескольких близки по языку и культуре этносов в один

Ассимиляция – слияние этнического меньшинства с численно преобладающим этносов. Она может быть насильственной и естественной (последнем случае главная роль принадлежит межэтническим бракам).

Межэтническая интеграция – экономические, социальные и др. взаимодействия сложившихся этносов в рамках многонационального государства.

Всего в мире на 200 стран и территорий приходится около 2000 этносов.

 

Две точки зрения на природу межнациональных конфликтов

 

Национальный вопрос – совокупность проблем, связанных с взаимодействием этносов в многонациональном государстве, с условиями свободного развития этносов.

 

Первый подход

Главная причина межнациональных конфликтов – слишком тесное взаимодействие народов принадлежащим к различным цивилизациям.

 

Национальный конфликт не заявляет о себе:

а) при обострении классовых и межгосударственных конфликтов

б) при наличии общей опасности, для борьбы с которой народы вынуждены объединиться

в) при наличии сильной (тоталитарной или авторитарной) власти, способной силой подавить любые проявления самобытности народа.

 

Вывод: необходим мировой руководящий центр, готовый при необходимости применить силу.

 

Второй подход

1) Отношение господства и подчинения между этносами, дискриминация по национальному признаку.

 

2) процесс естественной ассимиляции, затруднение возможности сохранения национальной самобытности в условиях интернационализации хозяйства и культурной жизни.

 

3) использование национального фактора в политических целях (опирается на идею национализма о превосходстве интересов собственной нации перед классовыми и общечеловеческими интересами)

 

Крайняя форма национализма – шовинизм. Его характерные черты:

а) провозглашение превосходства и исключительности своего этноса.

б) Объявление других народов неполноценными

в) поиски виновных в жизненных трудностях среди представителей других этносов, разжигание вражды и недоверия между народами

 

Шовинизм паразитирует на законных человеческих чувствах: патриотизме и национальной гордости. Великодержавный шовинизм – шовинизм наиболее крупной нации.

 

Демократические принципы национальной политики.

 

1) Право нации на самоопределение вплоть до отделения в самостоятельное государство.

2) Национально-авторитарная автономия (широкое внутреннее самоуправление) для компактно проживающих этносов

3) Равноправие всех этносов проживающих на территории данного государства.

4) приоритет прав личности перед правами этносов.

 

Государственно правовые формы решении национального вопроса.

 

1) Создание автономных образования для этнических меньшинств в рамках централизованного государства (Испания: баски, каталонцы; Великобритания: северная Ирландия; Дания, Финляндия)

 

2) Создание федеративного государства (Бельгия, Швейцария, Индия)

 

Федерация – объединенные, относительно самостоятельные полугосударственные образования, каждое из которых имеет свою конституцию, верховный орган власти и самоуправление, законодательство и гражданство (?)

 

Одновременно все эти признаки государства имеются и на общефедеральном уровне. Существует единая территория, денежная единица, вооруженные силы. при этом полномочия федерации и её членов строго разграничиваются.

 

В полномочия центра входит:

1) охрана границ

2) иностранные дела

3) денежное обращение

4) важнейшие налоги и пошлины

5) формирование высших органов федерации

6) разрешение споров между членами федерации, а также между ними и центром.

 

Полномочия членов федерации:

1) формирование своих высших местных органов

2) охрана порядка

3) охрана окружающей среды

4) участие в международных делах (экономические и культурные связи).

 

3)Создание конфедерации – союза независимых государств на основе договора. Конфедерация отличается отсутствием общей территории, гражданства и конституции.

 

Объединенные органы создаются лишь для координации деятельности в определенных областях (обычно внешнеполитической и военной). При этом органы власти отдельныхэ государств могут отменять решения объединенных органов на своей территории.

 

Иллюстрация:

 

 

 

 

План:

1. Влияние факторов и компонентов среды на насекомых.

2. Динамика численности насекомых.

3. Типы динамики численности насекомых.

4. Модификация и регуляция численности популяций насекомых.

5. Очаги размножения насекомых и их типы.

 

 

Насекомые – холоднокровные организмы, поэтому их рост и скорость развития зависят от температуры. Регуляция температуры тела насекомых осуществляется за счёт испарения через кожу и активных перемещений. На теплообмен влияет размер, форма тела и окраска насекомого. Активность насекомых ограничена определёнными рамками. Нижний порог развития +5…+8 °С, ниже этого порога происходит холодовое оцепенение. Верхний порог зависит от вида и фазы развития насекомого и составляет около 38 °С, выше которого происходит тепловое оцепенение. Оптимальная температура для существования и развития насекомых находится в пределах +26…+28 °С. От температуры зависят затраты энергии, смертность, плодовитость, продолжительность жизни. Каждому виду для развития необходима определённая сумма активных температур, вычисляемая по формуле: С=n×(T-t), где n – число дней развития, T – среднесуточная температуры, t - нижний порог развития. Суммы активных температур определены для всей генерации, либо для отдельных фаз. Используются в фенологических наблюдениях. Температура влияет на устойчивость насекомых к пестицидам и болезням.

Из-за малых размеров и большой поверхности тела влажность играет большую роль в жизни насекомых. При нехватке влаги в теле используется расщепление жиров. Для перезимовки влажность насекомого уменьшается. Нехватка влаги компенсируется увеличением прожорливости насекомых. Легче переносится нехватка влаги, чем избыток. Осадки влияют на насекомых не избирательно. Косвенное влияние оказывается через растительность. При засухах снижаются защитные механизмы растений, корм становится более доступным (биохимический состав хвои и листьев становится более приятным для насекомых). Снег предохраняет зимующих в почве насекомых. Для прогнозирования численности вредителей используют гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова: , где М – сумма осадков за период с температурой выше +15 °С, Т – сумма среднесуточных температур за тот же период.

Свет влияет на насекомых прямо и косвенно. Прямое влияние осуществляется через светокомпасное движение, косвенное – через фотопериодизм.

Ветер влияет на погоду, миграции насекомых, интенсивность питания, способствует расселению, вызывает ветровал и бурелом.

Для многих насекомых почва является средой развития или временным убежищем. Обитающие в почве насекомые имеют адаптации для передвижения. Большинство почвенных насекомых – полифаги. Многие насекомых реагируют на кислотность, температуру и влажность почвенных условий.

Существование любого вида определяется обменом веществ, при котором расходуется энергия. Пища – главный экологический фактор. По характеру питания насекомые делятся на фито-, зоо-, сапро- и некрофагов. В пределах каждой группы также есть деление. Выбор кормовой породы обеспечивается пищевой специализацией на основе химических и биологических особенностей растений. По специализации к пище выделяют: моно-, олиго- и полифагов. Пищевые связи складываются на биохимическом родстве растений, имеющих близкий состав белка. Химизм растений меняется в течение сезона. Различаются весеннюю феногруппу насекомых (питаются листвой, богатой белками и водой) и летнюю феногруппу (пища богата углеводами). Многие виды закономерно меняют кормовые породы (тли). Качество пищи влияет на состояние насекомых, их плодовитость и выживаемость. Лесные виды выносливы к голоданию, но уменьшают плодовитость и размеры. В процессе питания растениям наносятся повреждения. Разные виды повреждаются неодинаково. Наиболее повреждаются дуб, тополя, ильмовые, розоцветные, ивовые, наименее – клёны, ольха, интродуценты. Различают следующие виды устойчивость растений к повреждению насекомыми:

1. Иммунность – за счёт защитных средств или определённых морфологических признаков (толстая кутикула, толстая кора)

2. Антибиоз – за счёт биологически активных веществ (живица и терпеновые соединения)

3. Резистентность – способность восстанавливать повреждения. Наиболее выносливы лиственные породы.

Вместе с тем, насекомые также вырабатывают приспособления для преодоления защитных систем растений.

Большое значение в жизни насекомых имеют биотические отношения. Межвидовые отношения проявляются обычно в виде симбиоза, конкуренции или паразитизма и хищничества. Взаимовыгодные связи широко распространены с растениями (между муравьями и деревьями, муравьями и тлями, у насекомых и кишечных бактерий). Многие виды насекомых являются паразитами других животных. Часть из них используется в биозащите растений. У насекомых проявляется эффект группы (оптимизация физиологических процессов, ведущая к увеличению жизнеспособности при оптимальной численности группы), при большой плотности популяции начинается конкуренция. Регуляция численности может быть за счёт фазовости, миграций, воздействий эпизоотий и развития острой конкуренции.

 

Все насекомые в экосистемах существуют в виде популяций. Популяционная организация вида позволяет ему сохраниться при резком изменении условий.

В популяциях проявляются специфические отношения, связанные с воспроизводством: между полами и между материнским и дочерними поколениями. При половом размножении обмен генами ведёт к однородности популяции, при вегетативном популяции представлены клонами.

Структуры популяций носят адаптивный характер. Степень обособленности популяций зависит от миграционных способностей вида.

По размеру пространства популяции делят на:

1. Географические. Занимается однородная географически, но разнородная экологически среда. В разных географических популяциях возможны отличия по фенотипу.

2. Экологические. Занимают однородную экологическую среду. Главный признак – единый отклик на изменение факторов среды.

3. Микропопуляции (стации переживания) – локальные популяции (короеды на одном дереве).

Пространственная неоднородность территории ведёт к разным типам занятия пространства видов:

1. Равномерный

2. Диффузный (случайный)

3. Мозаичный (при неравномерном распределении пригодных экотопов)

4. Пульсирующий (у популяции с резкими колебаниями численности)

5. Циклический (закономерное попеременное использование пространства).

Численность популяций нестабильна и зависит от действия экологических факторов. Увеличение численности фитофагов, питающихся ценными породами, превращает их во вредителей. Снижение численности уменьшает популяции снижает вредоносность.

Порог вредоносности вида - численность (плотность) популяции вредителя, при которой проявляется его вред. Для определения целесообразности обработок в системах интегрированной защиты растений служит экономический порог вредоносности (ЭПВ). Известны различные формулировки понятия ЭПВ. М.Д. Вронских и С.В. Васильев под ЭПВ понимают уровень плотности популяции, при котором (или ниже которого) необходимо начать действия по подавлению вредителя. И.Ф. Павлов считает, что ЭПВ - это 3-кратная окупаемость затрат на защиту насаждений от вредителей, а В.А. Захаренко и А.Ф. Ченкин - плотность популяции вредных организмов, которая вызывает потери урожая, равные в стоимостной оценке затратам на защитные мероприятия. По В.П. Васильеву, ЭПВ определяется ценой продукции, затратами на проведение борьбы с вредителем, размером потерь урожая на единицу плотности популяции и уровнем рентабельности. В.И. Танский этот термин определяет как плотность популяции вредителя или степень повреждения, при которой мероприятия по защите растений начинают давать доход, повышают рентабельность производства продукции и снижают ее себестоимость.

ЭПВ - величина непостоянная и имеет сложную природу. На ЭПВ вредителей растений воздействует множество факторов. Это, например, погодные условия, возраст и состояние растений, цена продукции, затраты на проведение защитных мероприятий, уровень рентабельности производства, способные существенно повлиять на его количественный уровень в конкретной экологической ситуации. В этой связи фактическая величина ЭПВ для одного и того же вредного вида будет изменяться в зависимости от условий, места и времени состояния растений, численности энтомофагов, эффективности защитных мероприятий и других факторов.

Порог вредоносности выражается количеством особей на единицу измерения: на 1 м2, 1 пог. м ряда, 1 лист, 1 феромонную ловушку и т. п.

Градация – цикл изменения численности популяции от начала через максимум до минимума.

Особи в популяциях могут быть размещены равномерно, случайно или агрегативно (мозаично). Большое значение для процветания популяций имеет их возрастная структура. У большинства видов с однолетней генерацией все особи принадлежат к одной большой группе. У видов с многолетней генерацией одновременно могут быть разные фазы развития. При благоприятных условиях есть все возрастные группы. Если взрослые живут долго и несколько раз размножаются, возникает стабильная возрастная структура. Длительно размножающаяся часть – запас. Молодые, достигающие зрелости, - пополнение.

Не только численность, но и возрастной спектр, отражают состояние и приспособленность популяции к среде. В популяции всегда поддерживается та численность, которая наиболее отвечает интересам воспроизводства.

Популяции, где есть все возрастные группы, называются нормальные полночленные.

Основные параметры популяции:

1. Численность. Зависит от действия экологических факторов. Уровень численности популяции определяется, главным образом, смертностью. Численность популяции определяется также иммиграцией и эмиграцией. Увеличение численности оказывает положительное влияние до определённого порого, при достижении которого возникает сигнал перенаселения и начинают действовать стрессовые механизмы, снижающие плодовитость и увеличивающие смертность.

2. Плотность особей

3. Любая популяция способна к неограниченному росту, если её не сдерживают факторы среды. В быстроразмножающихся популяциях доминируют молодые размножающиеся самки, половой индекс близок к 1. Биотический потенциал не всегда реализуется полностью и равен рождаемость минус смертность.

4. Выживаемость – соотношение рождаемости и смертности. В популяциях лесных насекомых выживаемость редко превышает 1-2 % (у БСЛ – 0,7 %, у лунки серебристой – 0,4 %). Для определения главнейших факторов смертности строят таблицы выживаемости.

5. Рождаемость – число родившихся за единицу времени в расчёте на определённое число членов. Рождаемость в популяции и скорость роста зависит от биотического потенциала (относительная скорость нарастания численности, популяции, т.е. приращение численности за единицу времени в пересчете на одну особь или теоретическая численность потомков от одной особи или пары), биологии вида, возрастного и полового состава популяции.

6. Смертность – количество погибших за определённый период в расчёте на определённое число членов популяции. Она высока и изменяется в связи с условиями среды (количество осадков, корма, заболевания, враги).

7. Темп изменения численности. Для изучения динамики численности строят таблицы выживания и кривые смертности.

 

 

Гомеостаз – поддержание оптимальной численности популяции, при которой физиологические процессы организмов наиболее интенсивны.

В его основе лежат изменения роста, физиологии и поведения в ответ на изменение численности.

Механизмы гомеостаза проявляются от мягкой до жёсткой формы и ведут к выселению или гибели избытка численности:

1. Химическое взаимодействие, т.е. за счёт выделения химических соединений (феромоны).

2. Фазовость – изменения физиологии и поведения, которые приводят к появлению инстинкта миграции.

3. Территориальное поведение (охрана, ритуальное поведение). Наиболее эффективный механизм сдерживания численности. Избыточная часть не размножается или вынуждена выселяться.

4. Биофизические взаимодействия (за счёт излучений).

5. Стресс-реакция. Частота контактов отражается на активности гипоталамуса и меняет гормональное состояние, что при повышенной плотности тормозит половую функцию (обратимо).

Поведение связано с плотностью популяции. При высокой плотности возрастает агрессивность самок, рассасываются эмбрионы, бросаются кладки, развивается каннибализм.

Степень развития механизмов гомеостаза зависит также от степени влияния на популяцию других видов.

Достигнув равновесного уровня численности, численность популяции колеблется у этого уровня.

Каждому виду присуща определённая плотность популяции. Колебания численности вокруг оптимума могут быть циклическими или нерегулярными.

Типы динамики численности:

1. Стабильный (колебания до 10 раз). Характерен для долгоживущих организмов с низкой рождаемостью и высокой выживаемостью, полифагов или хищников (медведки, жужелицы, стафилины, щелкуны, хрущи и т.д.).

2. Флюктуирующий (до 100 раз). Чаще у коротко живущих организмов, с проявлением фазовости, развитой химической коммуникацией, наличием специализированных врагов, живущих кучно. Максимальная численность в конце сезона (колорадский жук). Имеет три фазы: нарастание, максимум, спад. Виды имеют высокую плодовитость, развиваются в нескольких поколениях (тли, боярышницы, златогузка, короеды, усачи). Для планирования борьбы с ними необходимы осенние учёты и контрольные учёты весной.

3. Взрывной, со вспышками размножения и изменения численности в 105…106 раз. Характерна для насекомых с малой продолжительностью жизни, высокой рождаемостью, изменчивой выживаемостью, хорошо развитой коммуникацией, совместно осваивающих ресурсы, фазовостью, хорошей расселительной способностью (массовые хвое- и листогрызущие вредители: шелкопряды, пяденицы, пилильщики и др.). Специализированные враги и хищники не успевают выедать прирост популяции. Вспышка длится 4…8 лет. Исчезновение фактора, вызвавшего вспышку не ведёт к снижению численности. Имеет 4 фазы: начальная (самые благоприятные условия, численность растёт до 10 раз), нарастание численности до десятков раз, кульминация (рост до 105…106 раз), депрессия или спад (до 10-5 раз). Вспышка размножения начинается при крайнем отклонении метеоэлементов в течение нескольких лет.

Начальная фаза. Одно поколение, которое вскармливается в оптимальных условиях, численность растет в 2-3 раза. Особи темно окрашенные, преобладают самки.

Рост численности. Два-три поколения. Численность растет до 10 раз. Особи темные, здоровые. Преобладают самки. Начинается расселение вида.

Кульминация. Чаще два поколения. В первом численность растет в десятки тысяч раз, во втором – в 5-8 раз. Особи светлеют, начинается конкуренция, падает плодовитость, самцы начинают преобладать. Максимальная вредоносность с образованием очагов объедания.

Депрессия. Численность быстро снижается, плодовитость низкая или отсутствует. Особи светлые, преобладают самцы. Высока зараженность энтомофагами и болезнями. Одно-два поколения.

У моновольтинных видов вспышка длится 6-8 лет, у бивольтинных – 4-5 лет. Могут быть отклонения от приведенной схемы.

 

 

Ограничение размножения отдельного вида очень важно для поддержания устойчивости сообщества. Существует ряд природных механизмов ограничения размножения, которые носят множественный характер: 1 уровень – многоядные хищники, 2 уровень – специализированные паразиты, 3 уровень – эпизоотии, 4 уровень – внутривидовая конкуренция, 5 уровень – предел ресурса.

В динамике численности различают два процесса:

1. Модификация – нерегулярное изменение численности от факторов, не связанных с плотностью популяции.

2. Регуляция – возврат популяции в исходное состояние от факторов, сила которых зависит от плотности популяции. Различают внутри- и межвидовые механизмы регуляции численности популяции:

а) инерционные. Сила зависит от плотности предыдущего поколения (увеличение плотности хищников, диапауза, изменение половой и возрастной структуры, фазовость, стресс-реакция).

б) безынерционные. Сила зависит от плотности текущего поколения (количество пойманных жертв, конкуренция, каннибализм, миграции, изменения плодовитости).

На низких уровнях численности эффективны инерционные механизмы (многоядные хищники – кабан и др.), на более высоких хищники не успевают выедать прирост и включаются малоинерционные механизмы (специализированные хищники и паразиты, например, оса сколия – паразит майского хруща), на очень высоких – безынерционные механизмы (эпизоотии, вызванные бактериями, вирусами, грибами, и конкуренция), включая предел ресурса.

Особенности процесса регуляции:

1. Изменение численности происходит с некоторым запозданием после воздействия регулирующего фактора, поэтому полной стабилизации численности не бывает.

2. Наиболее эффективными регуляторами являются паразиты и заболевания.

Большое значение в изменении численности популяций играют миграции и фазовость. Для миграций у насекомых имеются специальные приспособления (паутина, развитие крыльев и мышц). Численность может меняться и из-за разнокачественности особей (часть популяции может уходить в диапаузу). Миграции приводят к быстрому росту занимаемой территории.

 

 

Под очагами вредных организмов понимают участ­ки леса (лесной площади) или объекта озеленения, характеризую­щиеся повышенной концентрацией патогенных организмов, нано­сящих ощутимый экологический и экономический ущерб.

Размножение в разных насаждениях протекает в зависимости от характеристик насаждения и их защитных свойств. В межвспышечные годы вредитель находится в стациях выживания, т.е. в наиболее благоприятных для себя условиях. При возникновении вспышек в резервациях численность быстро растёт и будет максимальной с максимальным объеданием. В резервациях образуются первичные очаги.

Вторичные очаги образуются в менее подходящих насаждениях. Объедание в них бывает сильным, но не полным. Градация отстает на одно поколение.

В мало пригодных насаждениях могут формироваться миграционные очаги при разлёте насекомых из первичных и вторичных очагов. Объедание среднее или слабое.

Очаги в первой фазе вспышки возникающие, во второй – нарастающие, в третьей – действующие, в четвёртой – затухающие.

При действии длительных ослабляющих факторов формируются хронические очаги.

Первичные очаги возникают в степной и лесостепной зонах, в зоне смешанных лесов вспышки наблюдаются реже, очаги развиваются по типу вторичных.

В горных лесах характер вспышек определяется вертикальной зональностью, экспозицией и крутизной склонов. На южной стороне – первичные очаги, на западной и восточной – вторичные, на северной – миграционные.