Шпаргалка по "Эклогии"

Биоценозом  называется совокупность популяций видов живых организмов  населяющих более или менее однородный участок суши или водоема, и характеризующихся определенными взаимоотношениями между собой и приспособленностью к условиям абиотической среды.

Биоценозам свойственна определенная неоднородность, которая выражается в неоднородности распределения  в них живых организмов.

Принято различать пространственную неоднородность (структуру) и видовую структуру.

Пространственная подразделяется на:

- горизонтальную (или мозаичность)

- вертикальную (или ярусность).

Пространственная неоднородность биоценозов объясняется неодинаковой силой проявления в пространстве как горизонтальных, так и вертикальных факторов среды.

25. Видовая структура  сообществ

Видовая структура сообществ отражает вклад отдельных видов в общую  численность.

По ценотической значимости виды подразделяются на господствующие (или доминанты) 10%, субдоминанты 5-10%, массовые 1-5%, обычные 0,1-1%, редкие, очень редкие.

Особое положение занимают виды эдифекаторы (средообразующие или  ценообразующие), которые могут доминировать или не господствовать по численности, но всегда преобладают по биомассе.

Господствующий, массовый и обычные виды выполняют главную роль в функционировании сообщества.

Экологическая роль редких видов заключается  в том, что они придают биоценозу  устойчивость.

26. Экосистемы и биогеоценозы

Биогеоценоз это длительно самоподдерживающаяся динамичная система функционально связанных организмов и абиотической среды, характеризующаяся определенным типом обмена веществ, энергии и информации. Границей биогеоценоза является граница растительного сообщества то есть фитоценоза который он занимает. Иногда биогеоценозом называют совокупность биоценоза и биотопа:

биогеоценоз = биоценоз + биотоп.

Биоценозом  называется совокупность популяций видов живых организмов  населяющих более или менее однородный участок суши или водоема, и характеризующихся определенными взаимоотношениями между собой и приспособленностью к условиям абиотической среды.

Биотопом называется участок абиотической среды, который занимает биоценоз.

Более употребительным термином, отражающим функциональную взаимосвязь живых  организмов и среды, является экосистема. Это понятие было введено Артуром Тенсли в 1935 году. Экосистема или экологическая система это совокупность живых организмов и неорганических компонентов, в которых происходит круговорот веществ. Термины экосистема и биогеоценоз не совсем равнозначные, но в настоящее время допускается их использовать как синонимы.

 

21. Рост численности  популяции, популяционная динамика  и ее типы

Теоретически скорость роста популяций  зависит от её биотического потенциала.

Биотический потенциал (БП)отражает теоретический мах потомков от одной пары (особи) за год, за месяц. Обычно  БП выражают коэффициентом и определяют как мах прирост популяций за отрезок времени ∆t относ.к одной особи при начальной численности популяций N_о. ∆N / ∆t =  чN_о, →r=∆N/N_о∆t.

В условиях неограниченного роста численности популяций, изменение численности выражается экспоненциальной кривой. Она может выражена интегральной формулой   е=2,7182,  N_t= N_о*е^rt, где N_о-численность в нулевом времени, N_t-численность во время t.     ℓn N_t= ℓn No+ r t     r  = (ℓn N_t - ℓn N_о) / t

Величина БП чрезвычайно различна в разных видах. На самом деле БП отражается не только кол-вом воспроизведенного потомства, сколько потенциальными возможностями вида организма. Если допустить возможность роста популяции по экспоненциальной зависимости то графически это отражается экспонентой при обычной шкале и прямой при логарифмической.

В природе БП никогда не реализуется  полностью. Обычно его величина определяется как разность между рождаемостью и смертностью.R=b-d (b-число родившихся, d-число погибших) Т.о. рождаемость в значительной степени определяется БП вида. Ее величина зависит от следующих причин:

1) доля репродуктивных особей

2) от соотношения полов (особенно  если вид моногамный)

3) от частоты и последовательности генераций. По частоте генераций выделяют: - моноциклические виды (1 период размножения за жизнь), - полициклические виды (несколько периодов размножения)

4) соотношение периода размножения  и общей продолжительности жизни

5) степень заботы о потомстве

Способность к увеличению численности находится в зависимости от степени депрессивности численности данной популяции, т.е. высокая плодовитость наблюдается в условиях более высокой смертности.

Смертность популяции зависит  также от множества причин:

1) от генетической полноценности особей

2) от физиологической состояния

3) от влияния неблагоприятных  абиотических факторов

4) воздействия хищников, паразитов,  болезней и т.д.

Закономерным процессом для  популяции, определяющим рост и убыль  численности является выселение части особей или пополнение ее пришельцами. Выселение обычно носит регулярный характер и называется дисперсией популяции. Дисперсия приводит к занятию новых мест, расширению ареала вида, к успеху в борьбе за существование. В период депрессии численности дисперсионные явления сменяются на иммиграционные (процессы вселения).

Т.о. для популяции характерен как  рост численности, так и ее убыль, поэтому реальные графики роста  численности сильно отличаются от экспонента. Темпы роста численности постоянно  меняются.

Изменения, зависящие от плотности  популяции:

1) в прямой зависимости от плотности. Сначала темп роста высок и постоянен вне зависимости от нарастающей плотности. При достижении определенной плотности темп падает до нуля.

2) в обратной зависимости от  плотности популяции. В этом случае разреженная популяция в благоприятных условиях наращивает численность, однако чем больше становится особей, тем меньше доля очередного воспроизводства, пока скорость воспроизводства не сравняется со смертностью.

В большинстве случаев зависимость от плотности носит и не прямой, и не обратный характер.

Наиболее высокий рост происходит в случае, если популяция разрежена, но только до определенных пределов до оптимальной плотности.

На графике зависимость роста  популяции от плотности обычно отображается s-образной кривой. Вначале плавный рост, затем резкий и наконец при достижении определенной плотности численность не растет.

Т.о. можно выделить следующие типы роста численности популяции:

- экспоненциальный

- логистический   dN/dt=чmaxN((K-N)/K))

Циклический тип численности

К – верхняя асимптота, т.е. мах  возможное определяемое емкостью среды численность популяции.

( (К-N) / К ) – это параметр означает степень сопротивления среды, обусловленный плотностью популяции.

Однако в связи с наличием в нем и внутренних факторов в  популяции редко обнаруживается такой «идеальный» экспоненциал или логистический рост.

При логарифмическом росте численность  может выходить за пределы емкости  среды. Колебание численности потом  стабилизируется, происходит затухание.

Если на каждом этапе цикла происходит изменение, обуславливающее следующий этап, то затухание колебания численности не происходит и формируется циклический тип колебания численности.

Циклические типы могут осуществляться в 3 видах:

1) стабильный. Характерен для крупных  животных с большей продолжительностью  жизни (слоны, китообразные) и  у него небольшая амплитуда,  но большой период (период 20 и  более лет).

2) лобильный. Характерен для  животных с более коротким  циклом жизни (10-15 лет) и высокой плодовитостью (птицы, рыбы). Период колебания приблизительно 5-11 лет. Амплитуда достаточно значительна.

3) эфимерный. Характерен для  короткоживущих плодовитых животных (мелких грызунов, насекомых с  коротким циклом развития) цикл  обычно 4-5 лет. Численность очень неустойчива с резкими вспышками и депрессиями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22. Гомеостаз популяций.  Способы поддержания гомеостаза.

Поддержание определенной часто оптимальной  в данных условиях численности называется гомеостазом популяции.

В основе способности популяции к гомеостазу лежат изменения физиологических особенностей, роста, поведения каждой особи в ответ на увеличение или уменьшение числа членов популяции к которому они принадлежат.

Механизмы популяции гомеостаза зависят  от экологической специфики  вида, его подвижности, степени воздействия на него других организмов.

Механизмы гомеостаза, направленные в сторону снижения численности.

Могут проявляться в жесткой  форме и приводить к гибели избытка особей (самоизрежевание  растений, каннибализм у животных). В смягченной форме приводит к снижению плодовитости.

1) Хим. взаимодействия

2) физиологические изменения (изменения  плотности и поведения особей  в ответ на изменение численности)

3) стресс-реакции

Механизмы гомеостаза, направленные на рост численности

1) увеличение вероятности оплодотворения  самок (полигамия, стадность, стайность)

2) увеличение вероятности встреч  самцов и самок (визуальная  сигнализация, звуковая сигнализация, запаховая сигнализация, мочевые  метки, помет)

3) увеличение вероятности выживания эмбрионов и детенышей (харек, ласка, горностай, куница и др), латентная беременность у куньих

4) супер аксилерация (раннее  половое созревание)

Степень развития механизмов популяции  гомеостаза зависит очень сильно от влияния хищников, конкуренции и паразитов. Общая популяционная численность в природных сообществах происходит в результате сложных межвидовых и внутривидовых отношений.

Общие закономерности поддержания  гомеостаза и регуляция численности  популяции

На популяцию действует 2 группы факторов модифицирующие и регулирующие.

Модифицирующие факторы, вызывая изменение численности популяции, сами не испытывают влияния этих изменений. Они действуют односторонне и называются факторами, не зависящими от плотности.

Регулирующие факторы. Они не просто изменяют численность популяции, а сглаживают ее колебания, приводя после очередного отклонения от оптимума к прежнему уровню. Это происходит потому, что эффект их воздействия сильнее, чем выше плотность популяции. Они также называются факторами, зависящими от плотности. В роли таких факторов, регулирующих динамику численности, выступают другие живые организмы.

Существует закрепленный естественным отбором и носящий ступенчатый  характер механизм постепенного включения  механизмов, регулирующих численность факторов. Пр. насекомые: дубовая зеленая листовертка

1 ступень. Темпы роста не очень  высоки для сдерживания роста  достаточно действия полигафов,  у которых этот объект лишь  часть рациона.

2 ступень. Темпы роста значительны.  Полифаги не в состоянии удержать рост численности и теряют регулирующую роль. Однако  увеличение плотности благоприятно для специализир паразитоидам, которым легче находить хозяев при повышенной плотности.

3 ступень. Темпы роста очень  высоки. Паразиты теряют регулирующую  роль. Однако в переуплотненной популяции в условиях тесного контакта растет вероятность инфекции, а также включается внутри популяционные механизмы гомеостаза.

4 ступень. Катастрофические темпы роста. За ними следует полное исчерпание ресурсов среды и подрыв дальнейшего существования популяции.

Множественность многоступенчатых воздействий  межвидового и внутривидового характера  включается  в разных интервалах плотности, образуя сложную систему  связей. Она страхует популяцию от превышения границ оптимальной численности (в данном сообществе в данных условиях) регуляция численности идет по принципу отрицательной обратной связи.

23. Биоценозы. Связи  организмов в сообществах.

В 1877 году Карл Мебиус, изучая живые  организмы так называемых устричных  банок, обнаружил две закономерности.

1. В сходных по набору абиотических факторов, периодичности и силе их колебания условиях формируется сходный видовой состав живых организмов.
2. Изменения численности какого-либо одного компонента (вида) устричной банки вызывает изменение численности остальных компонентов.

      Данную совокупность  видов Мебиус назвал биоценозом (в переводе с латыни сообществом  живых организмов). Итак, биоценозом называется совокупность популяций видов живых организмов  населяющих более или менее однородный участок суши или водоема, и характеризующихся определенными взаимоотношениями между собой и приспособленностью к условиям абиотической среды. Структурно биоценоз состоит из фитоценоза – сообщества растений, зооценоза – сообщества животных и микробоценоза – сообщества микроорганизмов. Несколько позднее было введено понятие биотоп (от латинского топос – место). Биотопом называется участок абиотической среды, который занимает биоценоз.