Екзаменаційний білет №4

1. Стено- й еврибіонти. Взаємодія екологічних факторів. Концепція екологічної ніші. Закон Гаузе. Потенціальна та реалізована екологічні ніші. Еврибіонти — біологічні види з великою пристосовуваністю до змін навколишнього середовища або ж іншими словами до різноманітних умов існування. Зазвичай еврибіонти зустрічаються на значних обширах з різноманітними умовами. Частка еврибіонтів більша серед великих тварин, це слони, леви, тигри, коні чи бізони. Еврибіонтами є також більшість приручених людиною тварин. Вважається, що саме пластичність та здатність пристосовуватися до різних умов стала чинником що призвів до того, що основні домашні тварини по суті однакові у всьому світі.

Стенобіонти — біологічні види з малою пристосовуваністю до змін навколишнього середовища або ж іншими словами пристосованих лише до вузького набору екологічних систем. Зазвичай такі види проживають лише на обмежених ділянках з певним набором характеристик. Як правило стенобіотами є високоспеціалізовані види. Прикладом стенобіонта є манул.Взаємодія основних екологічних факторів може залежати від змін, які відбуваються у системі, тобто від взаємодії абіотичних і біотичних факторів. Зміна сонячного випромінювання (світло, як відомо, належить до головних кліматичних факторів) призводить до зміни освітленості земної поверхні, що, у свою чергу, може призвести до зміни фотоперіодизму в житті тварин і рослин. Зміна освітленості також може призвести до зміни температурного режиму і вологості даної системи. Підвищення вологості разом із сонячним випромінюванням може змінювати температурний режим. Яскравим прикладом взаємодії факторів може бути ліс, де ярусність і зміна певних біотичних та абіотичних факторів добре виражені.В основу екологічної характеристики організмів покладено їх реакцію на вплив факторів середовища. Організм здатний вижити лише в діапазоні мінливості даного фактора, який ще називають амплітудою. Як дуже високі (максимальні), так і дуже низькі (мінімальні) значення факторів середовища можуть бути згубними для організму. Критичне значення даного фактора, вираженого в цифрах, вище або нижче якого організм на може існувати, називають критичною точкою. Між цими критичними значеннями і розташована зона екологічної толерантності (рис. 2.4).

У межах зони екологічної толерантності напруженість факторів середовища є різною. Поряд з критичними точками розташовані песимальні зони, в яких активність організму значно обмежена дією зовнішніх умов. Далі розташовані зони комфорту, в яких спостерігається чітке зростання екологічних реакцій організму. В центрі знаходиться зона оптимуму, яка є найсприятливішою для функціонування організму.

Поняття "екологічна ніша" пронизує всі сфери екології і має різні трактування. Одним із перших термін "ніша" використав у своїх працях Гріннел (1917), який розумів її як функціональну роль і місце організму в угрупуванні.

Інше визначення поняття екологічна ніша дав Ч.Елтон (1933). Під цим поняттям він розумів не лише певні умови середовища, але й спосіб життя і спосіб добування їжі організмами.

Найбільше послідовників знайшло трактування ніші Хатчинсоном (1957). Він визначив нішу як весь діапазон умов, за яких живе і відтворює себе особина або популяція.

Пізніше Одум (1959) визначив екологічну нішу як положення або статус організму в угрупуванні і екосистемі, що витікає з його структурних адаптацій, фізіологічних реакцій і специфічної поведінки. Він підкреслював, що "екологічна ніша організму залежить не тільки від того, де він живе, але й від того, що він робить". За образним висловом Одума, місцезнаходження - це адрес організму, а ніша - його "професія", що вказує на функцію в угрупуванні чи екосистемі, в природі.

Е.Піанка (1981) під екологічною нішею розуміє загальну суму адаптацій організму до певного середовища. Вона виражає здатність організму освоювати і використовувати своє середовище.

Всю сукупність оптимальних умов, за яких організм може існувати і відтворювати себе, Хатчинсон назвав фундаментальною нішею. Це гіпотетична, уявна ніша, в якій організм не стикається з конкурентами і хижаками, і в якій фізичне середовище оптимальне.

На противагу їй фактичний діапазон умов існування організму називається реалізованою нішею. Вона менша від фундаментальної або рівна з нею і враховує різні лімітуючі фактори (конкуренцію, хижацтво). Фундаментальну нішу іноді називають преконкурентною, або потенціальною (virtual) нішею, а реалізовану - постконкурентною, або фактичною нішею.

Кожній популяції властива своя екологічна ніша, що виражає діапазон умов, за яких живе та відтворює себе популяція. Тому екологічна ніша - це не фізичний простір, а сукупність абіотичних і біотичних факторів, за яких може існувати та чи інша популяція. Оскільки для рослин і тварин потрібні різні життєво необхідні екологічні фактори і в різних дозах, то екологічна ніша є багатовимірним простором факторів.

Принцип Гаузе (закон Гаузе), або принцип конкурентного витіснення — теорія в популяційній екології, що стверджує та обґрунтовує неможливість стабільного співіснування двох видів, що конкурують за однаковий набір ресурсів за умови незмінності екологічних факторів. Згідно з цим принципом, один з таких видів завжди буде мати перевагу над іншим, що за деякий час призведе до витіснення суміжного виду або до його еволюційного переходу в іншу екологічну нішу.

2. Організм як індикатор певних екологічних факторів. Біоіндикація. Використовуючи біоіндикацію можна оцінити ступінь забруднення навколишнього середовища, здійснювати постійний контроль (моніторинг) його якості та змін.

Головна мета біоіндикації — діагностика стану екосистем шляхом встановлення здатності організмів до адаптації у відповідних умовах довкілля.

Основним завданням біоіндикації є виявлення видів-біоіндикаторів, які реагують на зміни у стані довкілля, що виникли під дією природних і антропогенних факторів, і добір індикаторів-тестерів з високим порогом чутливості до змін у стані довкілля.

Біоіндикатори — види, групи видів або угруповання, за наявності, ступеню розвитку, зміні морфологічних, структурно-функціональних, генетичних характеристик які роблять висновок про стан довкілля. Як біоіндикатори часто виступають лишайники та мохоподібні, у водних екосистемах — угруповання бактеріопланктону, фітопланктону, зоопланктону, зообентосу, фітобентосу, перифітону.

Біоіндикаційні дослідження поділяються на два рівні: видовий і біоценотичний.

Видовий рівень включає констатацію присутності організму, облік частоти його трапляння, вивчення його анатомо-морфологічних, фізіолого-біохімічних властивостей.

При біоценотичному моніторингу враховуються різні показники різноманітності видів, продуктивність цього угруповання.

Методи біоіндикації поділяються на два види: реєструюча біоіндикація і біоіндикація за акумуляцією.

Реєструєюча біоіндикація дозволяє робити висновок про вплив факторів середовища за станом особин виду або популяції, а біоіндикація за акумуляцією використовує властивість рослин і тварин накопичувати ті чи інші хімічні речовини.

Відповідно до цих методів розрізняють реєструючі і накопичуючі індикатори. Реєструючі індикатори реагують на зміни стану навколишнього середовища зміною чисельності, пошкодженням тканин, соматичними проявами (в тому числі потворність), зміною швидкості росту та іншими добре помітними ознаками. Накопичуючі індикатори концентрують забруднюючі речовини в своїх тканинах, певних органах і частинах тіла, які в подальшому використовуються для визначення ступеня забруднення навколишнього середовища за допомогою хімічного аналізу. Прикладом подібних індикаторів можуть служити хітинові покриви ракоподібних і личинок комах, що живуть у воді, мозок, нирки, селезінка, печінка ссавців, черепашки молюсків, мохи.