🗊Презентация Экология. Адаптации

Раздел Экология

Экология наука, которая изучает взаимодействия организмов с окружающей средой (средой обитания)

Среда обитания Это совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Эрнст Геккель

окружающая среда Среда обитания

Приспособительные реакции на действие экологических факторов - АДАПТАЦИИ

Водная среда обитания: Количество О2 плотность воды почти в 1000 раз больше, чем плотность воздуха, сильные перепады давления с глубиной, количество кислорода зависит от температуры, активнее, чем в воздухе, происходит поглощение солнечных лучей олебания t Освещенность Плотность

Водная среда: Моря, океаны Реки Озёра, пруды Болота Временные водоёмы

Нектон (nektos – плавающий)

Планктон (planktos – блуждающий, парящий) – совокупность мелких животных организмов (зоопланктон): мелкие ракообразные, из более крупных – крылоногие моллюски, медузы, гребневики, некоторые черви), обитающих на разной глубине, но не способных к активным передвижениям и к противостоянию течениям. В состав планктона входят и личинки животных, образуя особую группу – нейстон. Это пассивно плавающее «временное» население самого верхнего слоя воды, представленное разными животными (десятиногие, усоногие и веслоногие ракообразные, иглокожие, полихеты, рыбы, моллюски и др.) в личиночной стадии.

Бентос (benthos – глубина) гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные, черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др.), более многочисленными на мелководье.

Приспособления к смене светового режима (хроматическая адаптация ): закономерно меняют свою окраску с глубиной. В верхних слоях они ярко окрашены в разные цвета, в сумеречной зоне (морской окунь, кораллы, ракообразные) окрашены в цвета с красным оттенком – удобнее скрываться от врагов. Глубоководные виды лишены пигментов.

приспособления гидробионтов к высокой плотности воды У живущих в толще воды и активно плавающих животных тело имеет обтекаемую форму и смазано слизью, уменьшающей трение при передвижении. Развиты приспособления для повышения плавучести: скопления жира в тканях, плавательные пузыри у рыб, воздухоносные полости у сифонофор.

приспособления гидробионтов к высокой плотности воды У пассивно плавающих животных увеличивается удельная поверхность тела за счет выростов, шипов, придатков; тело уплощается, происходит редукция скелетных органов. Разные способы передвижения: изгибание тела, с помощью жгутиков, ресничек, реактивный способ передвижения (головоногие моллюски).

приспособления гидробионтов к высокой плотности воды У придонных животных исчезает или слабо развит скелет, увеличиваются размеры тела, обычна редукция зрения, развитие осязательных органов.

приспособления гидробионтов к подвижности воды В прибойно-отливной полосе морей растения и многие животные имеют приспособления для прикрепления ко дну (брюхоногие моллюски, усоногие раки), или же прячутся в расщелинах.

приспособления гидробионтов к подвижности воды У рыб проточных вод тело в поперечнике круглое, а у рыб, обитающих у дна, как и у придонных беспозвоночных животных, тело плоское. У многих на брюшной стороне есть органы фиксации к подводным предметам.

приспособления гидробионтов к солености воды В пресной воде (гипотоническая среда) хорошо выражены процессы осморегуляции. Гидробионты вынуждены постоянно удалять проникающую в них воду, они гомойосмотичны (инфузории каждые 2-3 минуты «прокачивают» через себя количество воды, равное ее весу). .

приспособления гидробионтов к солености воды В соленой воде (изотоническая среда) концентрация солей в телах и тканях гидробионтов одинакова (изотонична) с концентрацией солей, растворенных в воде – они пойкилоосмотичны. Поэтому у обитателей соленых водоемов осморегуляторные функции не развиты, и они не смогли заселить пресные водоемы

отношение гидробионтов к составу газов в воде некоторые рыбы очень чувствительны к дефициту кислорода (форель, гольян, хариус) и потому предпочитают холодные горные реки и ручьи. Другие рыбы (карась, сазан, плотва) неприхотливы к содержанию кислорода и могут жить на дне глубоких водоемов. Многие водяные насекомые, личинки комаров, легочные моллюски тоже толерантны к содержанию кислорода в воде, потому что они время от времени поднимаются к поверхности и заглатывают свежий воздух.

отношение гидробионтов к кислотности В кислых водах болот (pH=3,7-4,7) живут в обилии раковинные корненожки, но нет моллюсков-беззубок (Unio), редко встречаются другие моллюски. Большинство пресноводных рыб живут в диапазоне pH от 5 до 9 и массово гибнут за пределами этих значений.

Об экологической пластичности гидробионтов. Пресноводные животные экологически более пластичны (эвритермны, эвригаленны), чем морские, обитатели прибрежных зон более пластичны (эвритермны), чем глубоководные. Есть виды, обладающие узкой экологической пластичностью по отношению к одному фактору (рачок артемия (Artimia solina) – стеногаленный) и широкой – по отношению к другим. Более пластичны организмы в отношении тех факторов, которые более изменчивы. И именно они распространены более широко (корненожки Cyphoderia ampulla). Зависит пластичность и от возраста и фазы развития.

Наземно-воздушная среда

Наземно-воздушная среда обитания газообразная, поэтому характеризуется: низкой влажностью, низкой плотностью, низким давлением, высоким содержанием кислорода

Количество О2 Количество Н2О Колебания t Освещенность Плотность

Адаптации к среде: Животные в наземно-воздушной среде передвигаются по почве или по воздуху (птицы, насекомые) У животных появились легкие и трахеи Сильное развитие получили скелетные органы, обеспечивающие автономность передвижения по суше и поддерживающие тела со всеми его органами в условиях незначительной плотности среды

Адаптации к среде: У животных и растений суши : сложное строение тела и его покровов, периодичность и ритмика жизненных циклов, механизмы терморегуляции и пр. Выработалась целенаправленная подвижность животных в поисках пищи, животные, жизнь которых всецело связана с воздушной средой. Сформировалась исключительно тесная функциональная, ресурсная и механическая взаимосвязь с почвой.

"Под почвой надо понимать все поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным воздействием климата (свет, тепло, воздух, вода), растительных и животных организмов". Н.А. Качинский ("Почва, ее свойства и жизнь", 1975)

Среда обитания - почва имеет очень плотную структуру, в нее не проникает свет, здесь сглажены температурные перепады, создается особый режим влажности.

Микробиотип, или микробиота организмы, представляющие промежуточное звено между растительными и животными организмами (бактерии, зеленые и сине-зеленые водоросли, грибы, простейшие одноклеточные). Это водные организмы, но мельче обитающих в воде. Живут в порах почвы, заполненных водой – микроводоемах. Основное звено детритной пищевой цепи. Могут высыхать, а с возобновлением достаточной влажности вновь оживают.

Мезобиотип, или мезобиота совокупность мелких, легко извлекающихся из почвы подвижных насекомых, нематод, клещей (Oribatei), мелких личинок, ногохвостки (Collembola) и др. Очень многочисленны – до миллионов особей на 1м2. Питаются детритом, бактериями. Пользуются естественными полостями в почве, сами не роют себе ходов. При снижении влажности уходят вглубь. Приспособления от высыхания: защитные чешуйки, сплошной толстый панцирь. "Паводки" мезобиота пережидает в пузырьках почвенного воздуха.

Макробиотип, или макробиота крупные насекомые, дождевые черви, подвижные членистоногие, живущие между подстилкой и почвой, другие животные, вплоть до роющих млекопитащих (кроты, землеройки). Преобладают дождевые черви (до 300 шт/м2).

эдафон комплекс живых организмов, участвующих в утилизации органики По степени связи со средой обитания в эдафоне выделяются группы: геобионты, геофилы, геоксены, псаммофилы

Геобионты – постоянные обитатели почвы (дождевые черви (Lymbricidae), многие первичнобескрылые насекомые (Apterigota)), из млекопитающих кроты, слепыши.

Геофилы – животные, у которых часть цикла развития проходит в другой среде, а часть – в почве. Это большинство летающих насекомых (саранчовые, жуки, комары-долгоножки, медведки, многие бабочки). Одни в почве проходят фазу личинки, другие – фазу куколки.

Геоксены – животные, иногда посещающие почву в качестве укрытия или убежища. К ним относятся все млекопитающие, живущие в норах, многие насекомые (таракановые (Blattodea), полужесткокрылые (Hemiptera), некоторые виды жуков).

Псаммофилы (мраморные хрущи, муравьиные львы); адаптированы к сыпучим пескам

Организменная среда

Организм как среда обитания Для животных и растений, которые поселяются на или внутри другого организма, организмя вляется средой обитания или жизни. Взаимоотношения между ними называются симбиозом (symbiosis –совместная жизнь).

Комменсализм тесная связь между организмами, при которой хозяин не получает ни пользы, ни вреда.

Паразитизм Организм хозяина является стацией обитания, биотопом для организма-паразита. Паразитизм отличается от хищничества тем, что пищей хищнику служат много жертв, а паразит живет за счет одного или нескольких хозяев и редко убивает их сразу.

паразитизм Эктопаразиты – наружные паразиты, обитающие на поверхности тела хозяина и внедряющиеся в него органами питания, присосками (пиявки). Эктопаразиты животных: клещи, пиявки, блохи, клопы.

Преимущества паразитизма: - у паразитов нет проблем с поиском пищи; это дает им возможность быстрого роста, достижения больших размеров и высокого потенциала размножения; - организм хозяина служит надежной защитой от неблагоприятных условий среды; нет опасности высыхания, изменения температурного, солевого и осмотического режимов.

Мутуализм взаимоотношения, когда получают выгоду оба живых организма, или вида, т.е., когда в популяции одного из двух видов особи растут и (или) выживают и (или) размножаются в присутствии другого вида лучше, чем без него.

Вид, выигрывающий в пище, освобождает партнера от паразитов (рыбы-чистильщики)

Опыляет растения(клевер и шмели, пчелы и многие растения)

распространяет семена (птицы и ягодные растения,)

Микрофлора кишечника животных

Поведенческие взаимосвязи: Медоуказчик (птица) и капский медоед (зверь) в Африке. Медоуказчик легко разыскивает пчелиные гнезда и приводит к ним партнера. Медоед легко вскрывает гнезда, поедает мед и личинки пчел, а птице достаются остатки.

Рыба-клоун и актиния. Рыба прячется в зарослях актинии, получая от нее защиту (у актинии ядовитые стрекающие нематоцисты), но и она защищает актинию, нападая на других рыб, в том числе врагов актинии.

Задание 1 К какой среде обитания вы отнесете следующие организмы?

Задание 2 К какой среде обитания вы отнесете следующие организмы?

Изучение различных сред обитания организмов

Экологические факторы условие среды обитания, оказывающее воздействие на организм. Среда включает в себя все тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях

Абиотические факторы (неживой природы) температура свет влажность концентрация солей, давление осадки, рельеф движение воздушных масс

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие (конкуренция, хищничество, паразитизм и другие).

Антропогенные факторы - это совокупность влияний деятельности человека на окружающую среду

Экологическая толерантность Tolerantia – (лат.) – терпение - способность выдерживать изменения условий обитания

Кривая толерантности

Лимитирующие факторы

Лимитирующие факторы

Лимитирующие факторы

Правило экологической пирамиды каждый уровень пирамиды отличается количеством энергии в 10 раз

правило 10% или правило Линдемана: при переходе с одного трофического уровня на другой полезной энергии сохраняется не более 10%.

задача 1  Какое количество планктона (в кг) необходимо, чтобы в водоёме выросла щука массой 8 кг (40% сухого вещества)?

Решение 1. Записываем цепь питания Щука__растительноядные рыбы__планктон 8кг (40%с.в.)_____?________________? 2. Делаем перерасчёт на сухое вещество (8/100) х 40 =3,2 (кг) вес сухого вещества щуки 3. Применяем правило пирамиды: Щука (3,2кг)__рыба (32кг)__планктон (320кг) Ответ: 320 кг

Задача 2 Вес каждого из двух новорожденных детенышей летучей мыши составляет 1 г. За месяц выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г. Какую массу насекомых должна потребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющаяся за счет истребления самкой растительноядных насекомых?

решение Цепь Лет.мышь___насекекомые______растения 2. 4,5-1 = 3,5(г) набранный вес 3,5Х2 = 7,0(г) – для 2-х детёнышей Применяем правило пирамиды: Лет.мыши (7г)-насекомые(70г)-растения(700г) Ответ: мыши должны съесть 70 г насекомых чтобы пасти 700 г растений

Задача (самостоятельно) В луговом сообществе обитают: гусеница, жаво­ронок, люцерна, коршун. Составьте пищевую цепь. Ответ: сосна → гусеница → синица → коршун.

Задача (самостоятельно) На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, чтобы в море выросла одна особь калана (морской выдры) массой 30 кг, если цепь питания имеет вид: фитопланктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, калан.

Установите соответствие между организмом и трофическим уровнем экологической пирамиды, на котором он находится, и впишите в таблицу: растения, орёл-змееяд, лягушка, микроскопический гриб, жук. Установите соответствие между организмом и трофическим уровнем экологической пирамиды, на котором он находится, и впишите в таблицу: растения, орёл-змееяд, лягушка, микроскопический гриб, жук.

Определите, какое количество сычей может прокормить цепь питания, если известно, что общая масса продуцента составляет 8000 кг, а масса одного сыча — 0,2 кг. Определите, какое количество сычей может прокормить цепь питания, если известно, что общая масса продуцента составляет 8000 кг, а масса одного сыча — 0,2 кг. Растения ↓ Насекомые ↓  Мелкие птицы ↓  Сыч   

задача Определите площадь акватории реки, которая необходима для пропитания судака массой 1 кг (30% сухого вещества) в цепи питания: фитопланктон → травоядная рыба → судак. Продуктивность фитопланктона — 600 г/м2.

Решение 1. Sакватор. = m (масса) /p (продуктивность) 2. Цепь фитопланктон → травоядная рыба → судак ____________________________1кг (300г с.в.) 2. Правило пирамиды: Судак (300г)-рыба (3000г)-планктон(30000г) 3. Sакватор. = 30000/600=50м2

Задача (самостоятельно) Биомасса планктона составляет 500 г/м2 площади моря. Пользуясь правилом экологической пирамиды, определите, какая площадь моря может прокормить одного белого медведя массой 500 кг (70% составляет вода) согласно пищевой цепи: планктон → рыба → тюлень → белый медведь

Дополнительное задание Изначальная численность популяции оленя составляет 1000 особей. Оленями питаются волки. Выжившая к концу каждого года часть популя­ции оленей увеличивает свою численность на 40 %. Начальная численность популяции волков составляет 10 особей, один волк потребляет по 30 оленей ежегодно, годовой прирост популяции волков составляет 10 %. В отсутствие волков естественная смертность оленей от заболеваний составляет 30 %. 1. Рассчитайте, какой будет численность оленей через 3 года и 10 лет при полном отсутствии хищников. Отобразите изменения численности оленей в течение данного периода времени графически. 2. Рассчитайте, какой будет численность оленей через 3 года и 10 лет с учётом влияния волков.