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

67197. СУЩНОСТЬ ПРАВА 252.5 KB
  Среди множества научных взглядов на право начиная с древности и до новейшего времени особенно привлекает внимание ряд исторически сложившихся основных направлений учения о праве оказавших заметное влияние на развитие правовой мысли познание и объяснение права как особого целостного явления духовной жизни общества.
67198. ВНУТРИВЕННЫЙ НАРКОЗ. МЕСТНАЯ АНЕСТЕЗИЯ 229 KB
  Знать: преимущества и недостатки внутривенного наркоза различных видов местной анестезии механизмы действия различных видов местной анестезии Уметь: подобрать инструменты и препараты для различных видов местной анестезии. Иметь представление о механизмах действия и основных...
67199. Українська культура початку 40-х до часів встановлення незалежності 198 KB
  План: Розвиток української культури на початку Другої світової війни. Розвиток української культури на початку Другої світової війни. Основна їх частина входила до складу Української СРР. радянський український уряд проводив русифікаційний курс і згідно з ним вороже ставився до української національної культури.
67200. Маркетинговые коммуникации 28.98 KB
  Представление товара одному или нескольким потенциальным клиентам. Согласно этой концепции компания тщательно продумывает и координирует работу своих многочисленных каналов коммуникации реклама средствами массовой информации личная продажа стимулирование сбыта связи с общественностью прямой маркетинг...
67201. Вказівник this 34 KB
  Під час кожного виклику функції-члена класу їй автоматично передається вказівник на об'єкт, який іменується ключовим словом this, для якого викликається ця функція. Вказівник this – це неявний параметр, який приймається всіма функціями-членами класу.
67202. Анализ опасности 22.47 KB
  Анализ опасностей позволяет определить источники опасностей, потенциальные несчастные случаи - ЧП, ЧП - инициаторы, последовательности развития событий, вероятности ЧП, величину риска, величину последствий, пути предотвращения ЧП и смягчения последствий.
67203. Военный коммунизм (1918 – 1921) 39 KB
  Сталин выступил перед пленумом ЦК: Советский союз сильно отстал от запада в промышленном смысле СССР нуждается в немедленной и молниеносной индустриализации НЭП не позволяет создать мощную экономику и способствует дальнейшему отставанию СССР Сталин предложил постепенно сворачивать НЭП а после возникновения трудностей...
67204. 60-е годы. Оттепель 42 KB
  Она наполняет жизнь советского человека атрибутами западного образа жизни. Западная культура привлекает красивым образом жизни. Новые моменты появляются и в повседневной жизни – в быту он становится более легким. Таким образом новое мировоззрение выходит за рамки повседневности становится философствованием о прошлом и будущем страны о смысле жизни о возможностях другой жизни.
67205. Испанская драматургия эпохи возрождения. Творчества Лопе де Вега 47 KB
  Творчества Лопе де Вега. Потребность в обновлении заставило одного из руководителей заставило сочинить чтото свое Лопе де Руэга. Но начало было положено и в след за ним появляется целая плеяда драматургов но решительный поворот был сделан после того как появилась новая звезда Лопе де Вега.