Экология: учебник Лавренчука 2026

Экология
Лавренчук Л. С. 2026 г.
Экологические факторы
Различные условия и элементы среды, оказывающие влияние на живые организмы
●
Абиотические: свет, температура, влажность…
●
Биотические факторы: все живые существа и их влияние
●
Антропогенные факторы: влияние человека, с/х деятельность, вырубка, пашни, поля, выбросы…
Закон оптимума
●
Любое воздействие экологического фактора на
живые организмы имеет определённый диапазон
положительного влияния
●
Толерантность – способность живых организмов
выдерживать (приспосабливаться) к колебаниям
экологических факторов
●
Пределы выносливости вида – крайние значения
экологического
фактора,
при
которых
жизнедеятельность конкретного вида возможна
Закон минимума Либиха
●
Правило минимума Либиха — экологический закон, утверждающий, что рост и развитие организмов
ограничиваются тем экологическим фактором, который находится в минимуме, то есть наиболее
отклоняется от оптимального значения
●
Бочка Либиха
Экологическая ниша
●
Место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований
к факторам среды
●
Фундаментальная и реализованная экологическая ниша
●
Принцип конкурентного исключения: если в стабильной среде сосуществуют два конкурирующих вида,
это происходит в результате дифференциации их экологических ниш. Если такой дифференциации нет,
один из видов обречен на вымирание
Абиотические факторы
По отношению к свету:
●
Гелиофиты (светолюбивые), сциофиты (тенелюбивые), сциогелиофиты (теневыносливы)
●
Дневные, ночные и сумеречные животные
По отношению к температуре:
●
Пойкилотермные (хладнокровные) и гомойотермные (теплокровные) животные
По отношению к влажности:
●
Гидрофиты – водные растения, обитающие в воде или прибрежной зоне (кувшинка, рогоз).
●
Гигрофиты – растения влажных местообитаний, перенасыщенных влагой (осока, рис).
●
Мезофиты – растения умеренно увлажнённых мест (злаковые культуры, овощные культуры).
●
Ксерофиты – растения засушливых мест, приспособленные к недостатку влаги (кактусы, суккуленты).
●
Криофиты и психрофиты – растения холодных мест с низкой температурой и влажностью
Приспособления к поддержанию водного баланса
●
Морфологические приспособления: развитие глубокой корневой системы, уменьшение площади
листьев, покрытие листьев воском или опушением, суккуленты, скручивание или складывание листьев в
периоды засухи
●
Физиологические приспособления: регуляция работы устьиц, синтез осмопротекторов, замедление
метаболических процессов
●
Биохимические приспособления: накопление специальных сахаров и белков, защищающих клетки от
обезвоживания и изменение состава клеточных мембран, повышающее устойчивость к стрессу
Среда обитания организмов
●
Среда обитания — это совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых
обитает данная особь, популяция или вид
●
Водная, наземно-воздушная, почвенная, глубинная подпочвенная, внутриорганизменная
●
У каждой среды есть свои особенности:
●
И у организмов есть свои приспособления к жизни в разных средах:
Жизненные формы организмов
●
Представители
одного
или
разных
видов,
с
аналогичными
эколого-морфологическими
приспособлениями для существования в одинаковой среде
●
Жизненные формы растений: деревья, кустарники, кустарнички, многолетние травы, однолетние травы
Биотические факторы
Виды биотических взаимодействий:
●
Симбиоз: вид сосуществования организмов, в котором хотя бы один из них получает пользу:
○ Мутуализм (++)
○ Комменсализм (0+)
○ Паразитизм (–+)
Биотические факторы
●
Хищничество (–+)
●
Нейтрализм (00) – разобщенные экологические ниши
●
Конкуренция (– –): внутривидовая и межвидовая – пересекающиеся
экологические ниши
Экологические характеристики популяций
Набор параметров и свойств, которые определяют состояние, структуру и динамику популяции в
определённой экосистеме:
●
Численность и плотность популяции
●
Структура популяции: пространственная, возрастная, половая
●
Динамика популяции: рождаемость, смертность, миграции
●
Факторы, влияющие на популяцию (климат, хищники, паразиты…)
Экологические стратегии видов
R-стратеги – организмы, приспособленные к быстрому размножению в нестабильной или непредсказуемой
среде:
●
Высокая плодовитость, быстрое развитие и короткий жизненный цикл, небольшие размеры тела,
стремление к широкому распространению, отсутствие или минимальная забота о потомстве
●
Однолетние растения с большим количеством семян
●
Мелкие животные с большой плодовитостью
Экологические стратегии видов
K-стратеги – виды, приспособленные к выживанию в стабильной среде с высокой конкуренцией за ресурсы:
●
Низкая плодовитость, медленное развитие и длительный жизненный цикл, большие размеры тела,
высокая забота о потомстве и высокая конкурентоспособность
●
Деревья (чем больше дерево, тем более оно К-стратег)
●
Киты, слоны, люди…
Биогеоценоз
●
Биотоп
-
это
характеризующийся
участок
земной
относительно
поверхности,
однородными
абиотическими условиями среды
●
Биоценоз – это совокупность живых организмов (растений,
животных,
грибов,
микроорганизмов),
населяющих
определенную территорию (биотоп) и связанных между
собой различными взаимодействиями
●
Экосистема (биогеоценоз) – биотоп + биоценоз
Функциональные роли в экосистеме
● Продуценты – автотрофные организмы, производящие
органическое вещество из неорганического, первое звено пищевой
цепи (растения, водоросли, фитопланктон)
● Консументы – гетеротрофные организмы, потребляющие готовые
органические вещества
○ Консументы первого порядка питаются продуцентами
○ Консументы второго порядка питаются консументами первого
порядка
○ Консументы третьего порядка
○ Консументы четвертого порядка
● Редуценты – гетеротрофные организмы, потребляющие готовые
органические вещества и разрушающие их до неорганических
Пищевые цепи
●
Пастбищные пищевые цепи начинаются с продуцентов:
растение — растительноядное насекомое — хищное насекомое — насекомоядная птица — хищная птица
●
Дендритные пищевые цепи начинаются с мертвых органических остатков:
опавшие листья (детрит) — черви — почвенные насекомые — хищные насекомые — насекомоядные птицы
●
Трофический уровень
●
Всегда не более 5-6 трофических уровней
Пищевая сеть
Закон Линдемана (правило 10%)
● При переходе энергии с одного трофического уровня на
следующий, только около 10% энергии переходит,
остальные 90% расходуются на метаболизм, тепло и
другие процессы
● Правило экологической пирамиды
● Правило регулирует соотношение биомассы и энергии
между уровнями и обусловливает концентрационную
функцию живого вещества
● На третий трофический уровень экосистемы поступает
5000 кДж энергии. Определите величину энергии (в кДж),
запасаемой на первом трофическом уровне. В ответ
запишите только соответствующее число
Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме
●
Для вещества в биосфере целом и экосистемах по отдельности наблюдается круговорот
●
Круговорот можно выделить для каждого элемента, но ключевым является круговороты углерода и
кислорода-водорода
●
Для энергии в биосфере и экосистемах наблюдается поток, а не круговорот: источник энергии всегда
один – Солнце и энергия идет по трофическим уровням, тратясь на нужды организмов и рассеиваясь в
виде тепла
Сукцессии
●
Последовательная закономерная смена одного биологического сообщества (биоценоза, фитоценоза и
т.д.) другим на определенном участке среды во времени, вызванная природными факторами (в том
числе внутренними силами)
●
Первичные сукцессии развиваются на территориях, где прежде не было никакой жизни – скалах,
обрывах, застывшей лаве…
●
Вторичные сукцессии развиваются на территориях, где ранее существовавший растительный покров
был уничтожен (пожары, заброшенные поля…)
●
Формируется сукцессионный ряд сообществ, сменяющих друг друга на протяжении времени, каждое
последующее сообщество формируется за счет условий, образованных предыдущими
Первичные сукцессии
Сукцессионный ряд сообществ:
●
Лишайники
●
Мхи и небольшие однолетники
●
Травянистые многолетники
●
Кустарниковые сообщества
●
Деревья
Вторичные сукцессии
Сукцессионный ряд сообществ:
●
Однолетние травянистые растения
●
Многолетние травы
●
Кустарники и кустарнички
●
Деревья
Биоценоз и агроценоз
Параметр
Биоценоз
Агроценоз
Происхождение
Естественным путем
Искусственным путем
(антропогенное)
Биоразнообразие
Высокое биоразнообразие,
разветвленные и сложные пищевые
цепи
Низкое биоразнообразие
(монокультура), бедные и
короткие пищевые цепи
Устойчивость
Устойчивые, способны к саморегуляции
Неустойчивые и неспособные к
саморегуляции, зависимы от
вмешательств человека
Круговорот веществ
Замкнутый
Разомкнутый
Пример
Лес, луг, пойма
Поле, пастбище
Учение о биосфере
●
В.И. Вернадский (1863-1945)
●
Обобщил биологическое знание начала XX века и сформулировал теорию о биосфере
●
Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их
воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности, а также совокупность её
свойств как планеты
●
Границы биосферы:
○ Верхняя в атмосфере – 15-20 км
○ Нижняя в литосфере – 3,5—7 км
○ Граница в гидросфере – 10-11 км
○ Почему именно такие границы?
Состав биосферы
●
Живое вещество – вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю
●
Косное вещество – вещество, образовавшееся без участие живых организмов
●
Биогенное вещество – вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (нефть, торф,
уголь
●
Биокосное вещество – вещество, создаваемое одновременно живыми организмами и косными
процессами и являющее собой закономерную структуру из живого и косного вещества (почва, ил)
Функции живого вещества биосферы
●
Энергетическая – преобразование солнечной энергии в энергию, доступную всей биосфере
●
Газовая – обеспечение постоянного газового состава биосферы за счет круговоротов элементов
●
Концентрационная – способность живых организмов аккумулировать в своих тканях и органах
некоторые химические элементы, увеличивая их концентрацию по сравнению с окружающей средой
●
Деструктивная – способность живых организмов разлагать органические вещества до неорганических
●
Средообразующая – преобразование физико-химических параметров окружающей среды благодаря
жизнедеятельности живых организмов
●
Транспортная – процесс переноса веществ и энергии в результате активной и пассивной деятельности
живых организмов
●
Окислительно-восстановительная – способность к окислению и восстановлению различных веществ
живыми организмами, что играет ключевую роль в глобальном обмене веществ и энергии
Закономерности существования биосферы
●
Биосфера — открытая система
●
Биогеохимические циклы
●
Биоразнообразие
●
Устойчивость и динамика экосистем
●
Экологические ниши и адаптации
●
Эволюция и естественный отбор
Биомы
●
Биомы – это крупные экосистемы, объединенные сходными климатическими условиями и характерным
для них типом растительности и животного мира
●
Тундра — безлесные пространства полярных областей с низкой температурой и коротким
вегетационным периодом.
●
Тайга — субарктические хвойные леса с долгой зимой и коротким летом.
●
Широколиственные леса — умеренные леса с чётко выраженными сезонами и разнообразием
лиственных деревьев.
●
Степи — равнины с травянистой растительностью и умеренным климатом.
●
Саванны — тропические и субтропические луга с отдельными деревьями и сезонными дождями.
●
Пустыни — регионы с крайне низким количеством осадков и скудной растительностью.
●
Тропические влажные леса — области с постоянной высокой температурой и обильными осадками,
отличающиеся высоким биоразнообразием.