МОДУЛЬ 2 .

1. МОДУЛЬ 2. Природный мир

3. Природа так обо всем позаботилась, что повсюду ты находишь, чему учиться Леонардо да Винчи

4. Тема 4. Организмы. Взаимодействие организмов и среды. Популяции. Сообщества

5. Уровни биологической организации Гены - Клетки - Органы - Организмы - Популяции - Сообщества Биотические компоненты + Абиотические компоненты = Биосистемы ВЕЩЕСТВОЭНЕРГИЯ Генетические системы Клеточные системы Системы органов Системы организ-мов Популяционные системы Экосистемы

6. Экология изучает уровни биологической организации от организмов доэкосистем Организм – живая целостная система Живым организмам присуще:движение, раздражимость, наследственность, адаптация к условиям существования Организм – любое живое существо. Он отличается от неживой природы определенной совокупностью свойств, присущих только живой материи: - клеточная организация; - обмен веществ при ведущей роли белков и нуклеиновых кислот, обеспечивающих гомеостаз организма Гомеостаз – самовозобновление и поддержание постоянства его внутренней среды

7. Уровни биологической организации жизни отражают иерархию природных систем, при которой меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являются подсистемами более крупных систем Свойства каждого отдельного уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего. Но объяснить это можно лишь частично на основе данных о свойствах предшествующего уровня. Такое явление называют эмерджентностью Эмерджентность – наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам

8. Высший уровень организации биологических систем – этоуровень популяций и их взаимоотношений с окружающей средой, физической и биологической любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида (М.С. Гиляров, 1990 г.)

9. Схема биогеоценоза по Г.А. Новикову (1979) БИОГЕОЦЕНОЗ БИОТОП Микроклимат Почва, грунт Рельеф Воды Антропогенный фактор Растительность Животный мир Микроорганизмы БИОЦЕНОЗ

10. Биоценоз пруда

11. Биоценоз дубравы

12. Экосистема – совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, то есть факторов местообитания в широком смысле (А. Тенсли, 1935 г.) • Экосистемы по размерам можно разделить на: • микроэкосистемы(экосистема гниющего пня или дерева в лесу, прибрежные заросли водных растений), • мезоэкосистемы(болото, сосновый лес), • макроэкосистемыf океан, море, пустыня,)

13. Биогеоценоз — это совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, почвы и атмосферы на однородном участке суши, которые объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс

15. Все организмы делятся на две большие группы Автотрофы (самопитающиеся) используют неорганические источники для своего существования. Создают органическую материю из неорганической (фотосинтезирующие зеленые растения, сине-зеленые водоросли, некоторые бактерии) Гетеротрофы (питающиеся другими) потребляют только готовые органические вещества (все животные, человек, грибы). Гетеротрофы, потребляющие мертвую органику называются сапротрофами (например, грибы), а способные жить и развиваться в живых организмах за счет живых тканей (паразитами)

16. Поскольку организмы достаточно разнообразны по видам и формам питания, то они вступают между собой в сложные трофические взаимодействия, тем самым, выполняя важнейшие экологические функции в биологических сообществах Одни из них производят продукцию, другие потребляют, третьи – преобразуют ее в неорганическую форму

17. Продуценты – производители продукции (наземные зеленые растения, микроскопические морские и пресноводные водоросли)

18. Консументы– потребители органического вещества травоядные всеядные плотоядные, хищники

19. Редуценты(деструкторы) – восстановители. Они возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений и элементов (например, СО2, Н2О, N2О)

20. Необходимые компоненты экосистемы Поток энергии в экосистеме Солнечная энергия Травоядные животные Плотоядные животные редуценты Растения (продуценты)

21. Система организмов и биота Земли • В настоящее время на Земле насчитывается более 2,2 млн. видов организмов. • Издавна органический мир делится на два царства: животные и растения. • В наше время его уже следует делить на две империи: доклеточные (вирусы, фаги) и клеточные (все остальные организмы). Высшие таксоны систематики империи клеточных организмов

22. Все организмы делятся на следующие группы: ПРОКАРИОТЫ – являются древнейшими организмами. В настоящее время их более 5000 видов. Например, паразитирующие бактерии. Их размеры от десятых долей до 2-3-х микрометров АЭРОБНЫЕ (Аэро́бы (от греч. αηρ — воздух и βιοζ — жизнь) — организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов. К аэробам относятся: подавляющее большинство животных, все растения, а также значительная часть микроорганизмов) АНАЭРОБНЫЕ (Анаэробы — обширная группа организмов, как микро-, так и макроуровня: грибы, водоросли, растения и некоторые животные, ленточные черви, круглые черви) формы

23. Эукариоты – все остальные организмы Земли.

24. Взаимодействие организма и среды.Понятие о среде обитания и экологических факторах • Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. • Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, что выжить, приспосабливается к этим изменениям. Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная , почвенная вместе с горными породами поверхностной части литосферы

26. наземно-воздушная

28. Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм Абиотические факторы Природная среда температура свет вода Физические и химические факторы температура + влажность биогенные вещества атмосферные газы Эдафические факторы течения и ветры пожары почвы экологические факторы почв

29. Биотические факторы Групповой и массовый эффекты Факторы взаимодействия между особями одного и того же вида Внутривидовая конкуренция нейтрализм Межвидовая конкуренция Факторы взаимодействия между особями различных видов мутуализм симбиоз комменсализм аменсализм паразитизм хищничество

30. Биотические связи В основе существования биоценозов лежат взаимодействия организмов между собой. Хищничество Взаимодействия чрезвычайно разнообразны, но поддаются классификации: Комменсализм Конкуренция Мутуализм

32. Адаптация – приспособление организмов к среде. Этот процесс охватывает строение и функции организмов (особей, видов, популяций и их органов) Основные представления об адаптации организмов Адаптация развивается под воздействием трех основных факторов изменчивости, наследственности и естественного отбора

33. Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам Вторичные периодические факторы являются следствием изменения первичных: влажность воздуха, зависящая от температуры; растительная пища, зависящая от цикличности в развитии растений Первичные факторы – это те факторы, которые существовали на Земле до возникновения жизни: температура, освещенность, приливы, отливы В нормальных условиях в месте обитания должны действовать только периодические факторы, непериодические – отсутствовать. Непериодические факторы обычно воздействуют катастрофически: могут вызвать болезни или даже смерть живого организма

34. ПОПУЛЯЦИИ любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида (М.С. Гиляров, 1990 г.) Популяция – именно та «ячейка» биоты – которая является основой ее существования; в ней происходит самовоспроизводство живого вещества, она обеспечивает выживание вида благодаря наследственности адапционных качеств; она дает начало новым популяциям и процессам видообразования, то есть популяция является элементарной единицей эволюционного процесса

36. Выделяют две группы количественных показателей: Статические: характеризуют состояние популяции на данный момент времени Динамические: характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени

37. С Т А Т И Ч Е С К И Е I. Численность – это поголовье животных или растений, например, деревьев, в пределах некоторой пространственной (хорологической) единицы – ареала, бассейна реки, области, района II. Плотность – число особей, приходящихся на единицу площади, например, плотность населения – количество человек, приходящихся на 1 км2 или для гидробионтов (жителей водной среды) – это количество особей на единицу объема, на 1 м3 или 1 л. III. Показатели структуры: - половой – соотношение полов; - размерный – соотношение количества особей разных размеров; - возрастной – соотношение количества особей различного возраста в популяции.

38. Численность тех или иных животных определяется различными методами. Например, подсчетом с самолета или вертолета при облетах территории.

39. В Башкирии приступили к ежегодному подсчёту численности диких животных в лесах, степях и горах. На утверждённых маршрутах специалистами подсчитываются следы охотничьих зверей и проводится визуальный учёт птиц. Анализ материалов позволит проследить состояние и численность диких видов животных. После учета эксперты спланируют мероприятия по охране, контролю и рациональному использованию ресурсов животного мира

40. Сотрудники природного заказника "Долина реки Сетунь" ежедневно совершают обход территории. Звери со столичной пропиской, как и люди, переписчиков не жалуют, поэтому главный поставщик информации - снег. Точнее, следы на нем. Натуралисты находят отпечатки лап, сверяют их с картинками в справочнике - и им становится ясно, кто именно здесь пробегал. Для опытных переписчиков трех недель достаточно для того, чтобы вот таким способом подсчитать всех вольных белок, зайцев и лисиц города Москвы.

41. В Саяно-Шушенском заповеднике зарегистрированы новые особи снежного барса. Недавно с помощью фотоловушки, установленной на территории Саяно-Шушенского заповедника, получен снимок новой особи снежного барса. На нём запечатлён самец ирбиса, который ранее не регистрировался в данной местности.

42. Численность гидробионтов определяется путем отлавливания их сетями (рыбы), для микроскопический (фитопланктон, зоопланктон) применяют специальные мерные емкости. Данные о численности акул собирают с использованием метода «буксируемого погружения», когда небольшая лодка буксирует пару аквалангистов, находящихся под водой. По мнению ученых, такая методика позволяет наиболее точно пересчитать подвижных рифовых акул на обширных площадях.

43. Наиболее быстрый, но менее достоверный способ - визуально с самолёта, который совершает полёты по определённой сетке маршрутов. Учётчики смотрят в иллюминатор и отмечают каждое замеченное логовище или производят аэрофотоснимки маршрутов и по ним учитывают логовища. А затем уже ведут их пересчет с единицы площади на всю акваторию озера. Второй способ — закладка по Байкалу около 100 учётных площадок 1,5*1,5 км каждая. Их объезжают на мотоцикле или обходят пешком по льду и подсчитывают все логовища, которые встречаются на площадках. Затем ведётся пересчёт на всю акваторию озера. Третий способ – маршрутный. На двух или трёх мотоциклах группа учётчиков совершает маршруты поперёк Байкала на определённом расстоянии друг от друга, достаточном для того, чтобы видеть с мотоцикла все встречающиеся логовища. В последние годы применяется наиболее точный — площадный — учёт нерпы.

44. Новая технология подсчета популяции пингвинов: достаточно сфотографировать Антарктиду из космоса и потом обработать фотографии. Обработка в основном сводилась к увеличению резкости, чтобы птиц можно было отличить от теней и от их собственных экскрементов, которых накопилось столько, что они тоже попали на полученные со спутника фотографии.

45. Численность человеческой популяции определяют путем переписи населения всего государства, его административных подразделений. Знание численности и структуры (этнической, профессиональной, возрастной, половой и т.д.) населения имеет большое экономическое и экологическое значение. По данным Всероссийской переписи населения, проведенной по состоянию на 14 октября 2010 года, численность постоянного населения Российской Федерации составила 142,9 млн. человек. Российская Федерация занимает восьмое место в мире по численности населения после Китая (1335 млн. человек), Индии (1210 млн. человек), США (309 млн. человек), Индонезии (238 млн. человек), Бразилии (191 млн. человек), Пакистана (165 млн. человек) и Бангладеш (147 млн. человек). По сравнению с переписью населения 2002 г. численностьнаселения уменьшилась на 2,3 млн. человек, в том числе в городских населенных пунктах – на 1,1 млн. человек, в сельской местности – на 1,2 млн. человек.

46. Плотность популяции определяется без учета неравномерности распространения особей на площади или в объеме, то есть получаем среднюю плотность животных, деревьев, людского населения на единицу площади или микроскопических водорослей на единицу объема

47. Возрастно-половой состав По данным переписи населения 2010 г. численность женщин превышает численность мужчин на 10,8 млн. человек. В 2002 г. это превышение составляло 10,0 млн. человек. На 1000 мужчин в 2010 г. приходилось 1163 женщины, в 2002 г.– 1147. По данным переписи 2010 г. преобладание численности женщин над численностью мужчин отмечается с 30-летнего возраста (в 2002 г. – с 33-летнего возраста). Заметные изменения произошли в возрастном составе населения. По итогам Всероссийской переписи населения 2010 года средний возраст жителей страны составил 39 лет (в 2002 г. – 37,7 лет).

48. Д И Н А М И Ч Е С К И Е Рождаемость или скорость рождаемости – это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени Смертность или скорость смертности – это число особей, погибших в популяции за единицу времени Скорость иммиграции и эмиграции – это есть соответственно количество особей, прибывших или убывших в популяции в единицу времени

49. Физиологическая – это такая продолжительность жизни, которая определяется только физиологическими возможностями организма. Теоретически она возможна, если допустить, что в период всей жизни организма на него не оказывают влияние лимитирующие факторы Продолжительность жизни Максимальная – это такая продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды

50. Смертность и рождаемость у организмов весьма существенно изменяется с возрастом. Только увязав смертность и рождаемость с возрастной структурой популяции, удается вскрыть механизмы общей смертности и определить структуру продолжительности жизни. Такую информацию можно получить с помощью таблиц выживания. • Таблицы выживания (демографические таблицы) – содержат сведения о характере распределения смертности по возрастам.