Основные понятия

Вопросы для обсуждения

1. Что такое биосфера и чем она отличается от других оболочек Земли?

2. Чем обусловлена целостность биосферы?

3. В чем суть воззрений В.И. Вернадского о ноосфере? Как Вы понимаете смысл биосферной функции человечества.

4. Перечислите основные свойства живого вещества в масштабах планеты Земля.

5. Перечислите последствия крупномасштабной вырубки лесов. Почему леса называют «легкими» Земли?

6. Сформулируйте условия, поддерживающие или снижающие биологическое разнообразие, которое является основным фактором устойчивости биосферы.

7. Какие этапы круговорота азота могут осуществляться безучастия живых организмов, а какие нет?

8. Почему цикл серы в наибольшей степени подвергнут антропогенному воздействию?

Глава 3 ЭКОСИСТЕМЫ

Вид- это группа сходных особей, которые имеют одинаковое строение и функции, общее происхождение, в природе способны беспрепятственно скрещиваться только между собой и производить потомство; это предполагает общность генетического материала, или генофонда. В большинстве случаев особи разных видов различаются по внешнему облику, поведению, физиологии. Одних внешних различий, сколь значительны они ни были бы, еще не достаточно для выделения вида. Если особи двух разных групп при скрещивании не дают потомства, их относят к разным видам. Напротив, если особи двух различных групп организмов при скрещивании способны давать потомство (т.е. между ними возможен обмен генами), то их относят к одному и тому же виду независимо от степени их внешних различий. В настоящее время на Земле существует более 2 млн видов организмов, из них на долю растений приходится около 5оо тыс. видов, а на долю животных - более 1,5 млн. видов. Самая богатая по числу видов группа организмов на Земле - насекомые - 1 млн.

Особь - наименьшая неделимая частица биологического вида, подверженная действию факторов эволюции.Все живые организмы существуют только в форме популяций.

Популяция - совокупность особей одного биологического вида, способных к самовоспроизводству, которая длительно существует на определенной территории относительно обособленно от других совокупностей того же вида, и взаимодействующих между собой. Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции. В свою очередь, структурной единицей популяции является отдельная особь. Все особи в популяции связаны между собой. Изъятие одной особи влияет на всю популяцию в целом.

Численность— число особей в популяции. Численность популяции может значительно изменяться во времени.

Численность популяций подвержена изменениям. Она может увеличиваться в благоприятных условиях и снижаться в экстремальных.

Рассмотрим основные, наиболее часто используемые для описания роста популяций закономерности (рис.3.1).

J-образная кривая отражает неограниченный экспоненциальный ростчисленности популяции, не зависящий от плотности популяции. Такой тип роста возможен пока биотический потенциал популяции (r) (Биотический потенциал –это удельная (врожденная) скорость роста популяции) реализуется полностью. Это продолжается пока низка конкуренция за ресурсы. Однако после превышения емкости среды(предельной плотности насыщения, предельной численности) (К) произойдет резкое снижение численности.

S-образная (сигмоидная, логистическая) кривая отражает логистический тип роста, зависящего от плотности популяции, при котором скорость роста популяции снижается по мере роста численности (плотности). Скорость роста снижается вплоть до нуля при достижении предельной численности.

Рис. 3.1 Кривые роста численности популяций:

1 - J-образная кривая; 2 – S-образная (логистическая) кривая; К – емкость среды

Плотность— число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема (число людей на км², деревьев на 1 га леса, миллионов диатомовых водорослей на 1 м³ морской воды). Плотность популяции - это показатель степени ее процветания в данной местности.

Популяция характеризуется определенной структурной организацией.Половая структура — соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов.

Возрастная структура (возрастной состав)— соотношение в популяции особей разных возрастных групп. В зависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную(особи еще не способные размножаться), репродуктивную(особи способные размножаться) и пострепродуктивную(особи уже не способные размножаться).

Возрастную структуру популяции выражают при помощи возрастных пирамид.

Пространственно-этологическая структура— характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этиологии(особенностей поведения) вида.

Рождаемость— число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения.

Смертность— число особей, погибших в популяции за единицу времени (от хищников, болезней, старости и других причин). Смертность — величина обратная рождаемости.

Численность популяций подвержена изменениям. Она может увеличиваться в благоприятных условиях и снижаться в экстремальных.

Экологическая стратегия выживания— комплекс свойств популяции, направленных на повышение вероятности выживания и оставление потомства, называется. Это общая характеристика роста и размножения. Сюда входят темпы роста особей, время достижения половозрелости, плодовитость, периодичность размножения и т.д.

Различают три основных типа кривых выживания. Кривая I типасвойственна организмам, смертность которых на протяжении всей жизни мала, но резко возрастает в ее конце (например, насекомые, погибающие после кладки яиц, люди в развитых странах, некоторые крупные млекопитающие). Кривая II типахарактерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни (например, птицы, пресмыкающиеся). Кривая III типаотражает массовую гибель особей в начальный период жизни ( например, многие рыбы, беспозвоночные, растения и другие организмы, не заботящиеся о потомстве, и выживающие за счет огромного количества икринок, личинок, семян и т.п.). Встречаются кривые, сочетающие черты основных типов (например, у людей, живущих в отсталых странах инекоторых крупных млекопитающих, кривая I вначале имеет резкое падение в связи с большой смертностью сразу после рождения).