Лекция 2 Функции живого вещества Экологические факторы (абиотические, биотические). Закон лимитирующего фактора. Закон толерантности. Экологическая ниша.
Функции живого вещества Энергетическая (прежде всего фотосинтез) Газовая Концентрационная (в живых организмах концентрация легкого H 2, O 2, C, N, Si, Cl, Ca и K значительно выше, чем в окружающей среде). Окислительно-восстановительная (организмы, обитающие в водоемах, регулируют кислородный режим и создают условия для растворения или же осаждения ряда металлов (V, Mn, Fe) и неметаллов (S) с переменной валентностью). Деструкционная (минерализация органического вещества или превращение живого вещества в косное).
Функции живого вещества (по Вернадскому) Газовая Концентрационная Окислительно-восстановительная Биохимическая (размножение, рост, перемещение в пространстве) Биогеохимическая деятельность человека
Функции живого вещества • • • Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества. Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этими элементами, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды. Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот. Средообразующая. Преобразование физико химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества). Транспортная. Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ против сил тяжести и в горизонтальном направле нии.
Основные предпосылки создания ноосферы (по Вернадскому В. И. ) расселение человечества по всей поверхности Земли и физическое уничтожение видов, «конкурирующих с человеком» , радикальное усовершенствование средств связи и создания единой информационной системы и единой системы контроля над людьми, создание и разработка новых источников энергии (атомной, геотермической, «лунной» , «ганглиевой» ), «подъём благосостояния трудящихся» и «победа демократии» , установление «равенства всех людей» , причём не только равенства перед законом, но и других его форм, учреждение единого планетарного марксистско ленинского государства, вовлечение «широких народных масс» в занятие наукой, превращение человечества в «геологическую силу» .
Четыре основных положения учения В. И. Вернадского о ноосфере: (Э. Леруа, Пьер Тейяр де Шарден) 1) ноосфера – исторически последнее состояние геологической оболочки биосферы, преобразованной человеком; 2) ноосфера – сфера разума и труда; 3) изменения в биосфере обусловлены как сознательной, так и бессознательной деятельностью человека; 4) дальнейшее развитие ноосферы связано с развитием социально-экономических факторов: мир, наука (мирные условия существования и развитие науки).
Техносфера «техническая оболочка» искусственно преобразованное пространство планеты, находящееся под воздействием продуктов производственной деятельности человека
Экологические факторы биотические и абиотические любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития
Экологические факторы (по А. С. Мончадскому) Первичные периодические (связаны с вращением Земли – смена времен года, суточная смена освещенности) Вторичные периодические (следствие первичных – влажность, температура, осадки, динамика растительной пищи, …) Непериодические (почвенно грунтовые факторы; стихийные явления; примеси в воде и воздухе, связанные с деятельностью промышленных предприятий)
АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ КЛИМАТИЧЕСКИЕ (СВЕТ, ТЕМПЕРАТУРА, ВЛАГА, ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА, ДАВЛЕНИЕ) ЭДАФОГЕННЫЕ (МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ВЛАГОЕМКОСТЬ, ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ) ОРОГРАФИЧЕСКИЕ (РЕЛЬЕФ, ВЫСОТА НАД УРОВНЕМ МОРЯ, ЭКСПОЗИЦИЯ СКЛОНА) ХИМИЧЕСКИЕ (СОЛЕВОЙ СОСТАВ ВОДЫ, КОНЦЕНТРАЦИЯ, КИСЛОТНОСТЬ И СОСТАВ ПОЧВЕННЫХ РАСТВОРОВ)
БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФИТОГЕННЫЕ ЗООГЕННЫЕ МИКРОБИОГЕННЫЕ АНТРОПОГЕННЫЕ
Абиотические факторы наземной среды Солнечная лучистая энергия (длина волны 0, 17 4, 0 мкм) 48% видимая, 45% инфракрасная, 7% ультрафиолетовая часть спектра Освещенность земной поверхности Влажность атмосферного воздуха Осадки Газовый состав атмосферы Температура Ветер Давление атмосферы
Абиотические факторы почвенного покрова Минеральный состав Механический состав Тепловые свойства Водные свойства Химический состав Биомасса
Абиотические факторы водной среды Плотность Вязкость Подвижность Температурная стратификация Режим, связанный с периодическими изменениями температуры Прозрачность Соленость Присутствие растворенных газов
Закономерности взаимодействия живых организмов со средой Наличие оптимального фактора Правило лимитирующего фактора Взаимодействие и компенсация факторов
Закон лимитирующего фактора Либих 1840 г наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения Наличие оптимального значения фактора среды для данного вида. Закон толерантности Шелфорд 1913 г лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору Взаимодействие и компенсация факторов
Дополнение к закону о толерантности Шелфорда Закон толерантности был предложен американским зоологом В. Шелфордом, но впоследствии был дополнен Ю. Одумом (1975 г. ) следующими положениями: 1) организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий диапазон в отношении другого; 2) организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены; 3) если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов.
Экологическая ниша организма – это совокупность всех требований организма к условиям среды обитания и место, где эти требования удовлетворяются. Местообитание – это пространственно ограниченная совокупность условий абиотической и биотической среды, обеспечивающая весь цикл развития особей одного вида. Экологическая ниша включает в себя следующие основные компоненты: пространственное размещение вида зона толерантности вида к различным экофакторам место биологического вида в пищевой цепи роль вида в межвидовых взаимодействиях роль вида в создании и переносе органического вещества значение вида для биоценоза
Схема экологической ниши организма Р Н C С W T T X
Правило экологической ниши: два близкородственных вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу. Принцип конкурентного исключения (принцип Гаузе, 1934 год) Две равноправные формулировки: 1. Два вида с одинаковыми экологическим потребностями не могут сосуществовать длительное время, один из них будет неизбежно вытеснен. 2. Сосуществование между полными конкурентами невозможно
Экологическая диверсификация- это процесс разделения экологических ниш. Экологическая диверсификация в биотических сообществах происходит в основном по трем направлениям: Пространственное разделение (разделены зоны добычи американские славки) Разделение по пищевому рациону (бакланы, галапагосские вьюрки, пустынные муравьи, копытные африканских саванн их сосуществование в пределах одного ареала стало возможно ввиду различий в пищевом рационе. ) Распределение активности по времени суток. Так, например, существуют дневные и ночные хищники.
Жизненная форма Группа видов (как систематически близких, так и далеких) со сходными приспособительными структурами для обитания в одинаковых условиях среды
Классификация видов по отношению к экологическим факторам Способность вида адаптироваться к отдельным факторам или их комплексу называется экологической валентностью или пластичностью Значения любого экологического фактора, близкие к предельным максимальным или минимальным величинам, называются пессимальными.
Скачать презентацию Лекция 2 Функции живого вещества Экологические факторы абиотические
лекции 2.ppt