47450

Общая экология. Виды биологических ритмов

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Динамика и развитие экосистем. Динамика экосистем 2. Динамика и развитие экосистем. Динамика экосистем Любая экосистема приспосабливаясь к изменениям внешней среды находится в состоянии динамики.

Русский

2013-12-09

42 KB

17 чел.

Лекция 29. Тема: Общая экология.

План:

1. Биологические ритмы

1.1. Виды биологических ритмов

1.2. Фотопериодизм

1.3. Приспособления организмов к неблагоприятным сезонным факторам.

2. Динамика и развитие экосистем. Сукцессии

2.1. Динамика экосистем

2.2. Сукцессии

1. Биологические ритмы

1.1. Виды биологических ритмов.

Для жизни растений и животных наиболее важное значение имеют климатические факторы, такие, как температура, влажность и световой режим, а также давление, атмосферное электромагнитное поле, приливы и отливы, и другие. Особенностью климатических факторов является сезонная и суточная изменчивость, возникающая в результате вращения Земли вокруг своей оси и Солнца, а также вращения Луны относительно Земли. Закономерно изменяются эти факторы и в связи с географической зональностью.

Климатические зоны формируются на Земле в зависимости от географической широты и отдаленности от океана. Наиболее устойчив климат низких широт, в высоких широтах он довольно изменчив.

У растений и животных в результате длительного естественного отбора развились определенные анатомо-морфопогические, физиологические, биохимические и другие специфические признаки и свойства, позволившие им приспособиться к той или иной среде. У каждого вида выработался характерный для него годичный цикл с определенной последовательностью и длительностью периодов интенсивного роста и развития, размножения, подготовки к зиме и зимовки. Совпадение той или иной фазы жизненного цикла со временем года, к условиям которого она приспособлена, имеет решающее значение для существования вида. Биологические ритмы – это периодические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Наука, изучающая биоритмы, называется биоритмологией или хронобиологией.

Биоритмы поддерживаются внутренним механизмом, позволяющим организмам циклически менять свое состояние (биологические часы). Все организмы обладают способностью довольно точно определять время дня и года. При помощи биологических часов у них устанавливаются суточные, сезонные, годовые и другие ритмы различных физиологических процессов. У животных это связано с выработкой условных рефлексов. Биологические часы управляют сезонными циклами и суточными ритмами как организма в целом, так и внутриклеточных процессов. Образно выражаясь, часы эти «заводятся» регулярной сменой света и темноты.

Различают внутренние (эндогенные), или физиологические, ритмы организма и внешние (экзогенные), имеющие геофизическую природу и следующие за циклическими изменениями во внешней среде.

У некоторых организмов выявлена периодичность, равная лунному месяцу. Ритмы, связанные с воздействиями Луны, наиболее хорошо изучены у морских организмов. Кроме суточных и сезонных ритмов, в природе наблюдается многолетняя периодичность биологических явлений. Она определяется изменениями погоды, закономерной сменой ее под влиянием солнечной активности и выражается чередованием урожайных и неурожайных лет, лет обилия или малочисленности популяций животных. Различают 5-, 6- и 11-летние, а также вековые (80—90-летние) циклы солнечной активности. Это позволяет в какой-то степени объяснить совпадения периодов массового размножения животных и роста растений с периодами солнечной активности.

1.2. Фотопериодизм.

Фотопериодизм – это реакции организмов на чередование и продолжительность светлых и темных периодов суток.

На проявление суточной и сезонной активности организмов оказывают влияние многие условия, но ведущее значение принадлежит свету. Это важный сигнальный фактор, поскольку именно смена освещения, световой режим обусловливают изменение активности (периоды покоя и интенсивной жизнедеятельности) и определяют периоды размножения, миграции, линьки и другие биологические явления у животных и растений, т. е. регулируют ритмику их суточной и сезонной жизни. Фотопериодизм свойствен и растениям и животным во всех природных зонах земного шара. Под фотопериодическим контролем находятся практически все метаболические процессы, связанные с развитием и размножением.

1.3. Приспособления организмов к неблагоприятным сезонным факторам.

Все растения и животные, особенно умеренного климата, осенью подготавливаются к зимним условиям. Для растений свойственно состояние покоя, характеризующееся прекращением роста и замедлением физиолого-биохимических процессов. У животных приспособления к переживанию неблагоприятных сезонных явлений более многообразны. Для них характерны сезонные биологические циклы, в основе которых лежат сложные физиологические механизмы. С помощью этих механизмов осуществляется подготовка животного к наступающим сезонным изменениям погоды. Происходит запасание корма, изменение качества корма, накопление запаса питательных веществ, линька, перестройка метаболизма.

2. Динамика и развитие экосистем. Сукцессии

2.1. Динамика экосистем

Любая экосистема, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, находится в состоянии динамики. Эта динамика может касаться как отдельных звеньев экосистем (организмов, популяций, трофических групп), так и системы в целом. При этом динамика может быть связана, с одной стороны, с адаптациями к факторам, которые являются внешними по отношению к экосистеме, а с другой - к факторам, которые создает и изменяет сама экосистема.

Самый простой тип динамики - суточный. Он связан с изменениями в фотосинтезе и транспирации (испарении воды) растений. Не остаются неизменными экосистемы и в многолетнем ряду. Если в качестве примера взять лес или луг, то не трудно заметить, что в разные годы этим экосистемам свойственны свои особенности. В одни годы мы можем наблюдать увеличение численности одних видов (на лугах, например, бывают «клеверные годы», годы с резким увеличением злаков и других видов или групп видов). Из этого следует, что каждый вид индивидуален по своим требованиям к среде, и ее изменения для одних видов благоприятны, а на другие, наоборот, оказывают угнетающее влияние.

Периодически повторяющуюся динамику называют циклическими изменениями или флуктуациями, а направленную динамику именуют поступательной или развитием экосистем. Для последнего вида динамики характерным является либо внедрение в экосистемы новых видов, либо смена одних видов другими. В конечном же счете происходят смены биоценозов и экосистем в целом. Этот процесс называют сукцессией (лат. сукцессио -преемственность, наследование). Различают обычно первичные и вторичные сукцессии.

2.2. Сукцессии

Первичные сукцессии. Под первичной обычно понимается сукцессия, развитие которой начинается на изначально безжизненном субстрате. Рассмотрим ход первичной сукцессии на примере наземных экосистем.

Причины сукцессий. Сукцессионные смены обычно связывают с тем, что существующая экосистема (сообщество) создает неблагоприятные условия для наполняющих ее организмов (почвоутомление, неполный круговорот веществ, самоотравление продуктами выделений или разложения и т. п.).

Наряду с природными факторами, причинами динамики экосистем все чаще выступает человек. К настоящему времени им разрушено большинство коренных (климаксных) экосистем. Например, степи почти полностью распаханы (сохранились только на заповедных участках). Преобладающие площади лесов представлены переходными (временными) экосистемами из лиственных древесных пород (береза, осина, реже ива, ольха и др.). Эти леса обычно называют производными или вторичными. Они являются промежуточными стадиями сукцессий.

К сменам экосистем ведут также такие виды деятельности человека, как осушение болот, чрезмерные нагрузки на леса. Например, в результате отдыха населения (рекреации), химических загрязнений среды, усиленного выпаса скота, пожаров и т. п.

Вторичные и другие сукцессии. Вторичные сукцессии отличаются от первичных тем, что они начинаются обычно не с нулевых значений, а возникают на месте нарушенных или разрушенных экосистем. Например, после вырубок лесов, лесных пожаров, при зарастании площадей, находившихся под сельскохозяйственными угодьями. Основное отличие этих сукцессий заключается в том, что они протекают несравненно быстрее первичных, так как начинаются с промежуточных стадий (трав, кустарников или древесных растений-пионеров) и на фоне более богатых почв.

Общие закономерности сукцессионного процесса. На начальных стадиях видовое разнообразие незначительно, продуктивность и биомасса малы. По мере развития сукцессии эти показатели возрастают. С развитием сукцессионного ряда увеличиваются взаимосвязи между организмами. Особенно возрастает количество и роль симбиотических отношений. Полнее осваивается среда обитания, усложняются цепи и сети питания. Интенсифицируются процессы круговорота веществ, потока энергии и дыхания экосистем. В зрелой стадии сообщества (не старческой!) биомасса обычно достигает максимальных или близких к максимальным значений. Неоднозначна продуктивность отдельных сообществ на стадии климакса. Применительно к другим экосистемам, например луговым, можно согласиться с тем, что возможности получения продукции на климаксной стадии уменьшаются, однако не потому, что сокращается ее нарастание (прирост, продуктивность), а по той причине, что более значительная ее часть отчуждается гетеротрофами в результате образования устойчивых цепей выедания.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48602. Система регулирования давления пара перед турбиной 4.04 MB
  Пар для турбин тепловых электрических станций вырабатывается паровыми котлами, которые подразделяют на барабанные и прямоточные. Рассмотрим процесс производства пара в барабанных котлах.
48603. РОЗРОБКА АВТОМАТИЧНОГО ПРИСТРОЮ 120.5 KB
  Розробка схем елементів автоматичного пристрою. Розробка комбінаційних схем. Розробка комбінаційних схем
48604. Проектування автоматичного пристрою 1.54 MB
  КИЇВ – 2006 НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА Обчислювальної техніки ЗАВДАННЯ на курсову роботу з дисципліни: Комп’ютерна електроніка Виконала: Кадет Марія Василівна Група 201 Факультет ФКС Тема проекту “Розробка автоматичного пристрою†Вхідні дані: серія мікросхем елементна база структурна схема Завдання видано Термін здачі проекту Керівник Андрєєв В. Тригер це запам’ятовуючий елемент з двома стійкими станами котрі змінюються під дією вхідних сигналів. Тригери що...
48605. Анализ предприятия торгово-бытового обслуживания “Универсам” 78.5 KB
  Кладка стен выполнить из глиняного каркасного кирпича М75 на цементнопесчаном растворе М50 толщиной 640мм с утеплителем – пеноизол группы Л24. Кирпичные перегородки выполнить толщиной 120мм из каркасного кирпича М50 на растворе М25 под штукатурку армировать через три ряда кладки по высоте. Стойки козырьков выполнить из металлических труб грунтовать ГФ21 окрасить эмалью по металлу колер RL 5005серый. Экраны козырьков выполнить из панелей фасадной ПФ1А фирмы â€ИНСИ†колер RL 1014.
48606. Проектування комп’ютерної мережа 231 KB
  Класифікація комп’ютерних мереж По ступеню розсередження комп’ютерні мережі поділяються на локальні регіональні і глобальні. Локальні мережі поєднують компютери що розташовані недалеко один від одного. Регіональні обчислювальні мережі розташовуються в межах визначеного територіального регіону групи підприємств міста області і т. Регіональні обчислювальні мережі мають багато спільного з ЛОМ але вони по багатьох параметрах більш складні і комплексні.
48607. Расчет состояния рабочего тела и энергетических характеристик газотурбинного двигателя 425 KB
  В результате работы определены: характеристики воздуха на заданной высоте полета оптимальная степень сжатия воздуха в компрессоре состав продуктов сгорания и основные параметры в характерных точках цикла. Условные обозначения индексы Определение характеристик воздуха на заданной высоте полета Определение кopt оптимальной степени сжатия в компрессоре Определение коэффициента избытка воздуха Расчет состава продуктов сгорания адиабатное сжатие воздуха в...
48608. РОЗРАХУНОК СТІЙКОСТІ ГЕНЕРАТОРІВ, ДВИГУНІВ І ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ 984.5 KB
  Робота з пакетом прикладних програм проводиться у діалоговому режимі, оскільки результати розрахунків, отримані за допомогою одних програм, служать вхідною інформацією для інших