Екзаменаційний білет №5

1. Предмет і завдання екології як науки. Поняття про екосистему. Моноцен, демоцен, плеоцен. Головні завдання екології - це: встановлення закономірностей взаємозв'язків між організмами, їхніми угрупованнями та умовами довкілля; дослідження структури та функціонування угрупувань організмів; розроблення методів визначення екологічного стану природних і штучних угрупувань; спостереження за змінами в окремих екосистемах та біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслідків; створення бази даних та розроблення рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської і соціальної діяльності людини; застосування екологічних знань у справі охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів.

Предметом екології є різноманітність і структура зв'язків між організмами, їхніми угрупуваннями та середовищем існування, а також склад і закономірності функціонування угрупувань організмів: популяцій, біогеоценозів, біосфери в цілому.

Екосисте́ма — це сукупність живих організмів, які пристосувалися до спільного проживання в певному середовищі існування, утворюючи з ним єдине ціле. Таким чином, екосистема — це біоценоз + його біотоп.

Термін «екосистема» ввів в обіг англійський еколог Артур Тенслі в 1935 році, а сучасне визначення йому надав Реймонд Ліндман в 1942 році в своїй класичній роботі по вивченню біології озера Міннесота.

Складові екосистем. В екосистемі можна виділити два компоненти — біотичний і абіотичний. Біотичний складається за автотрофів (організми, які отримують первинну енергію для існування з фото- і хемосинтезу) або продуцентів і гетеротрофів (організми, що одержують енергію з процесів окислення органічної речовини — консументи і редуценти). Автотрофи і гетеротрофи формують трофічну структуру екосистеми.

Єдиним джерелом енергії для існування екосистеми і підтримки в ній різних процесів є продуценти, що засвоюють енергію сонця, (тепла, хімічних зв'язків) з ефективністю 0,1-1% , рідко 3- 4,5% від первинної кількості. Автотрофи являють собою перший трофічний рівень екосистеми. Наступні трофічні рівні екосистеми формуються за рахунок консументів (2-ий , 3-й , 4 -й і наступні рівні) і замикаються редуцентами, які переводять органічну речовину в мінеральну форму (абіотичний компонент), яка може бути засвоєна автотрофами.

Типи екосистем: наземна, прісноводні, морські, штучні або агроекосистеми.

Схема трофічних ланцюгів при біологічному кругообізі в екосистемі:

Моноцен (Frederichs, 1958) є найпростішою живою системою. До її складу входять поодинокий організм та його безпосереднє оточення (середовище), окреслене поняттям монотопу.

У межах моноцену реалізується перший цикл екологічних залежностей — акція та реакція. Прикладом моноцену може служити поодинокий віковий дуб, що росте посеред степу.

Демоцен (Schwerdtfeger, 1963) — біологічна система, що складається з популяції — одновидової групи особин — та її середовища, або демотопу.

У межах демоцену реалізуються екологічні залежності як першого, так і другого циклу (акції, реакції, коакції).

Системна екологія вивчає популяції як відносно самостійні підсистеми в межах екологічної системи (біогеоценозу), яка об'єднує їх з абіотичними компонентами в єдине ціле.

Плеоцен, тобто біогеоценоз, — це головна екологічна одиниця, до складу якої входять усі популяції, які заселяють окреслене місцезростання і перебувають між собою в екологічних зв'язках.

Такі біологічні угруповання називають біоценозом, а середовище їхнього існування — біотопом.

Ідентичний зміст мають понятття голоцен, що вживається здавна в геології, а також біогеоценоз.

В екології значне місце відводиться дослідженням плеоцену. Всі процеси, які відбуваються між компонентами біогеоценозу, мають екологічний характер, причому лише екологія досліджує функціонування системи як єдиного цілого. Один з типів зв'язків, що проявляється в сфері біоценозу, — паразитизм — є предметом досліджень паразитології як окремої біологічної дисципліни. Елементи біотопу вивчають окремі дисципліни, такі як мікрокліматологія, ґрунтознавство, гідрологія, що є для екології допоміжними. Одночасно ці біотичні й абіотичні компоненти розглядаються як елементи екосистеми, коли мова йде про її функціонування.

2. Уявлення про фізико-хімічне середовище, в якому живуть організми. Екологічні фактори: абіотичні, біотичні, антропічні. Класифікація абіотичних факторів. Екологічне значення основних абіотичних факторів: світла, тепла, вологості та ін. Організм можна визначити як фізико-хімічну систему, яка існує в навколишньому середовищі в стаціонарному стані. Саме ця здатність живих систем зберігати стаціонарний стан в умовах безперервно змінюваного середовища і обумовлює їх виживання. Для забезпечення стаціонарного стану у всіх організмів - від морфологічно найпростіших до найскладніших - виробилися різноманітні анатомічні, фізіологічні та поведінкові пристосування, що служать одній меті - збереженню сталості внутрішнього середовища.

Екологі́чні фа́ктори, екологічні чинники або фа́ктори середо́вища — сукупність усіх чинників середовища (температура, вологість, світло, гравітація, субстрат, живі організми тощо), що діють на живий організм або надорганізмову систему (моноцен, демоцен, плейоцен, біом, біосфера). Не всі вони однакові за своїм значенням, вплив окремих компонентів взагалі незначний. Всю різноманітність екологічних факторів ділять за походженням і характером дії на три великі групи — абіотичні, біотичні та антропогенні. До абіотичних відносять фактори неорганічної або неживої природи, до біотичних — вплив живої природи, а також людини. Антропогенні фактори зумовлені діяльністю людини, вплив її на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Такий поділ певною мірою є умовним, оскільки кожен з факторів існує і проявляється лише як результат загальної дії середовища.

Біотичні фактори, включають в себе весь комплекс впливу на даний живий організм, який виникає в результаті співіснування цього організму з іншими тваринами і рослинами. — фітогенні — мікробіогенні — зоогенні — антропогенні

1.гомотипові взаємодії (коакції)

Розмноження (шлюбна поведінка, спарювання, народження тощо).

Груповий ефект — це оптимізація фізіологічних процесів, яка веде до підвищення життєздатності під час об'єднання тварин одного виду в групи.

Масовий ефект — це перенаселення середовища існування особинами одного виду.

Внутрішньовидова конкуренція — це суперництво між особинами одного виду за життєво важливі ресурси.

2.гетеротипові взаємодії (коакції)

Протокооперація — це взаємодія між популяціями двох видів, при якій обидва одержують взаємовигідну користь, але їх співіснування є факультативним.

Мутуалізм або симбіоз — це взаємодія популяцій двох видів, при якій розвивається залежність одне від іншого — облігатний симбіоз.

Синойкія чи метохія — тісне співжиття організмів різних видів, при якій один із організмів може отримувати для себе користь, не причиняючи шкоди іншому організму.

Коменсалізм — це взаємодія між популяціями двох видів, при якому один з видів отримує користь, незавдаючи шкоди іншому.

Хижацтво — це поїдання одним організмом (хижаком) іншого організму (жертви), причому останній до нападу повинен бути живим, а не мертвим, що відрізняє хижацтво від детритофагії. Існує чотири основні категорії хижаків: справжні хижаки, пасовищні хижаки, паразитоїди та паразити. Справжні хижаки — це істоти, що у процесі живлення ловлять і вбивають свою жертву, після чого її поїдають цілком або частково. Впродовж життя вони вбивають велику кількість жертв, що можуть належати до різних видів. Пасовищні хижаки — це істоти, які живлячись не вбивають своєї жертви, але поїдають її частину, чинячи їй шкоду. За своє життя вони харчуються різноманітними жертвами з різних видів. Паразити — це істоти, що тісно пов'язані з однією або кількома особинами одного чи кількох видів впродовж усього свого життя, вони поїдають частину жертви, завдаючи їй шкоди. Паразитоїди — це істоти, які нападають на свою жертву, відкладаючи у неї яйця, личинка що вивелась вбиває свого хазяїна. Модель Лотки-Вольтера — це тип взаємодії популяцій хижака і жертви, коли ріст популяції хижака залежить від росту популяції жертви.

Нейтралізм — співіснування двох видів на одній території не здійснює на них безпосереднього впливу та не має ні позитивних, ні негативних наслідків.

Аменсалізм — один вид пригнічує життєдіяльність іншого, але при цьому не відчуває негативного або позитивного впливу у відповідь.

Міжвидова конкуренція — це будь-яка взаємодія між двома чи більше популяціями різних видів, що негативно впливає на їх ріст і виживання особин. Міжвидова конкуренція проявляється у двох варіантах: алелопатії, або безпосередньої взаємодії, та конкуренції за ресурс, або опосередкованої взаємодії. Алелопатія — це конкурентна взаємодія між двома популяціями різних видів за посередництва хімічних речовин, що спричинює цілковите витіснення одного організму іншим.

До абіотичних факторів відносять: кліматичні (світло, температура, вода, світло, вологість, повітря), едафічні (грунт), орографічні, хімічні та фізичні.

Антропічні або антропогенні фактори — такі фактори, агентами яких є людина (безпосередньо або внаслідок своєї діяльності). Роль антропічного фактора весь час зростає. Дія людини на рослинні угруповання може бути прямою (безпосереднє споживання, вирощування в системі сільського господарства, використання рослинних ресурсів, інтродукція, пряме винищення тощо) та непрямою (деградація та позитивні зміни в фітоценозах, вимирання одних видів та розповсюдження інших внаслідок різних видів людської діяльності). За результатом вплив людини умовно поділяють на позитивний та негативний. Людина може навіть істотно змінювати ландшафт. Так, у країнах Середземномор'я, особливо в Греції, свійські тварини (вівці, кози) ще за античних часів винищували багату та різноманітну рослинність. Великих втрат зазнали ліси нашої планети, особливо Європи, Малої Азії, Північної Африки, Куби. Тепер загроза нависла над сельвою Південної Америки.