Лекция. Экология организмов. Предмет аутэкологии.

План

1. Предмет аутэкологии
2. Основные понятия аутэкологии.
3. Уровни организации живых систем.

1. Как вы уже знаете, экология - это наука, изучающая взаимо­действие живых систем между собой и с окружающей средой.

Аутэкология в качестве живой системы рассматривает отдель­ный живой организм (животное, растение или микроорганизм), а среда - это все, что его окружает.

Среда каждого организма слагается из множества элементов неор­ганической и органической природы и элементов, привносимых чело­веком в результате его хозяйственной деятельности. Одни элементы необходимы организму, другие ему практически безразличны, а третьи оказывают на него вредное воздействие. Например, заяц-беляк в лесу вступает в определенные взаимоотношения с воздухом, водой, пи­щей - без них он обойтись не может. Валун, ствол дерева, пень, кочка не оказывают существенного влияния на его жизнь; заяц всту­пает с ними во временные, но не обязательные связи (укрывается от непогоды, врага). А вот встреча с хищником или стихийное бедствие (пожар, наводнение) может закончиться для него трагически. К окружающей среде относится вся природная среда (воз­никшая на Земле вне зависимости от человека и унаследованная им от предшествующих поколений) и техногенная среда (т. е. среда, созданная человеком). "

Понятие «окружающая среда» было введено в экологию био­логом Я. Юкскюлем (1864-1944), который считал, что живые су­щества и среда их обитания, субъект (кто изучает) и объект (кого или что изучают) взаимосвязаны между собой и образуют вместе единую систему - окружающую нас действительность. В процессе приспособления к окружающей среде организм, взаимодействуя с ней, отдает и принимает различные вещества, энергию, информа­цию.

Концепция «окружающей среды» Я. Юкскюля положила на­чало экспериментальным исследованиям взаимоотношений жи­вотных того или иного вида со средой их обитания. Понятие «окружающая среда» в немецком языке (Umwelt) получило ши­рокое распространение лишь в последние годы. Однако понятие «окружающая среда» в английском языке (environment) появилось значительно раньше: его употребляли в близком к современному начении уже в 60-х годах прошлого века. О «внешних элементах» по отно­шению к живому говорил и русский эволюционист К. Ф. Рулье (1814-1858).

Понятия «окружающая среда», «сре­да жизни», «среда обитания» и «место­обитание» очень близки по смыслу, но имеют определенные различия.

Окружающая среда - это все, что окружает организм и прямо или кос­венно влияет на его состояние и функ­ционирование (развитие, рост, выжи­ваемость, размножение и т. д.). Среда, обеспечивающая возможность жизни организмов на Земле, очень разнооб­разна.

На нашей планете можно выде­лить четыре качественно отличные среды жизни: водную, наземно-воздушную, почву и живой организм.

Многие организмы проврдят свое существование только в одной среде жизни. Например, человек, большинство птиц, млекопитающих, голосеменные и покрытосеменные растения являются обитателями только наземно-воздушной среды, большинство рыб - одной водной среды жизни, тогда как ряд насекомых (комары, стрекозы, поденки), земноводные и дру­гие проходят одну фазу своего развития в воде, другую - в на­земно-воздушной среде. Такие представители насекомых, как майский жук, бронзовка, щелкун и др., нуждаются для своей жизни в наземно-воздушной и почвенной средах. Сами среды жизни также очень разнообразны. Например, вода как среда жизни может быть морской или пресной, текучей или стоячей. В этом случае говорят о среде обитания. Например, пруд (или река) является средой обитания в водной среде жизни. В свою очередь, в средах обитания различают местообитания. Так, в водной среде жизни, в среде обитания - озере, можно выделить местообитания: в толще воды, на дне, у поверхности и т. д. Элементы среды, воздействующие на живой организм, назы­ваются экологическими факторами.

Экологический фактор - это любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального раз­вития.

Важным свойством экологического фактора является его не pacчлeняeмость на более простые элементы среды.

В качестве экологического фактора нельзя рассматривать глубину водоема или высоту местообитания над уровнем моря, т.к глубина (высота) влияет на живые организмы через увеличение (понижение)давления, температуры и другие более простые элементы среды. Та­ким образом, именно температура, освещенность, давление, соленость и др. выступают в качестве экологических факторов среды, оказывающих непосредственное влияние на живые организмы. Действие экологическо­го фактора может быть не прямым, а опосредован­ным, т. е. в этом случае он воздействует через много­численные причинно-след­ственные связи. Опосредо­ванное воздействие эколо­гического фактора можно показать на примере птичь­их базаров. Чем объясняет­ся столь высокая плотность птичьего населения? Ос­новную роль здесь играют биогенные вещества: помет птиц падает в воду; органи­ка в воде минерализуется бактериями, в связи с чем в данном месте концентри­руются водоросли. Это, в свою очередь, ведет к повышению концентрации планктонных ор­ганизмов, в основном ракообразных. Последними питаются рыбы, а ими - птицы, населяющие базар. Таким образом, птичий помет в данном случае выступает в роли экологического фактора. В экологии выделяют следующие основные уровни организации живых (биоло­гических) систем: молеку­лярный (генный), клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический (экосистемный), биосферный.

3. На каждом уровне в ре­зультате взаимодействия с окружающей средой за счет обмена веществом, энергией и информацией возникают характерные функциональ­ные системы.

Под системой, согласно словарю Уэбстера, подразумевается «упорядочение взаимодей­ствующие и взаимозависимые компоненты, образующие еди­ное целое».

Таким образом, основными элементами системы являются компоненты, связи, границы. Все жи­вые системы являются от­крытыми системами, так как имеют обмен с внеш­ней средой веществом, энергией, информацией.

Рассмотрим основные уровни живых систем.

♦ Молекулярный (генный) - уровень, на котором биологиче­ская система проявляется в виде функционирования биологически активных крупных молекул - белков, нуклеиновых кислот, углево­дов. С этого уровня наблюдаются свойства, характерные исключи­тельно для живой материи: обмен веществ, протекающий с превра­щением лучистой энергии в энергию химических связей органиче­ских веществ, передача наследственности с помощью кодирующих структур (ДНК, РНК). Этому уровню свойственна устойчивость структур в поколениях.

♦ Клеточный - уровень, на котором биологически активные молекулы соединяются в единую систему. В отношении клеточ­ной организации все организмы подразделяются на одноклеточ­ные и многоклеточные.

♦ Тканевый - уровень, на котором сочетание клеток, сход­ных по строению и выполняемым функциям, образует ткань. Он охватывает совокупность клеток, объединенных общностью про­исхождения и функций.

♦ Органный - уровень, на котором несколько типов тканей функционально взаимодействуют и образуют определенный орган.

♦ О рганизменный - уровень, на котором взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма.

♦ Популяционно-видовой - уровень, где существует сово­купность однородных организмов, связанных единством происхо­ждения, образом жизни и местом обитания. На этом уровне про­исходят элементарные эволюционные изменения в целом.

♦ Биоценотический - уровень, на котором комплекс совме­стно живущих и связанных между собой видов образует целост­ность, называемую биоценозом.

♦ Биогеоценотический (экосистемный) - более высокий уровень организации живой материи, объединяющий разные по видовому составу организмы в их взаимосвязи с условиями жиз­ни (в биотопе).

♦ Биосферный - уровень, на котором сформировалась при­родная система наиболее высокого ранга, охватывающая все про­явления жизни в пределах нашей планеты. На этом уровне про- исходят все круговороты вещества в глобальном масштабе, свя­занные с жизнедеятельностью организмов.

Важное следствие иерархической организации живых систем состоит в том, что по мере объединения компонентов в более слож­ные функциональные системы у этих новых систем возникают каче­ственно новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такие качественно новые, эмерджентные (от англ. emergent - вне­запно возникающие) свойства экологического уровня нельзя прогно­зировать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уро­вень. Вернее, не все свойства более высокого уровня организации можно предсказать из свойств более низкого уровня. Точно так же, как нельзя предсказать свойства воды только исходя из свойств во­дорода и кислорода, нельзя предсказать и свойства экосистемы на основании сведений об отдельных популяциях; изучать необходимо и лес в целом, и отдельные деревья, находящиеся в лесу.

Рассматриваемое явление отражено в принципе Берталанфи (1969 г.), который заключается в том, что целое представляет нечто большее, чем сумма составляющих его элементов, по­скольку его главная характеристика - взаимодействие, проте­кающее между его различными элементами. Принцип несводи­мости свойств целого к сумме свойств его частей должен слу­жить первой заповедью экологов.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: