Экология -

наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой

Термин " экология " предложен в 1866 Э.Геккелем.

Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом

Задачи экологии

Изучает воздействие окружающей среды на растения и животные организмы, популяции, виды и экосистемы

Изучает структуру популяции и их численность

Изучает взаимодействие живых организмов друг с другом

Изучает влияние экологических факторов на человека

Изучает продуктивность экосистем

Биотические - это виды влияния на организмы со стороны других животных

Биотические факторы

Прямые

Косвенные

Хищник съедает свою добычу

Один организм изменяет среду обитания другого организма

Антропогенные факторы –

это формы человеческой деятельности которые оказывают воздействие на живую природу (с каждым годом эти факторы увеличиваются

Влияние экологических факторов на организм

Экологические факторы постоянно изменяются

Изменчивость факторов

Регулярной, периодической (сезонные изменения температуры, отливы. приливы)

Нерегулярной

(изменение погоды, наводнение, лесные пожары)

На организм одновременно влияют многочисленные и разнообразные факторы.

У каждого вида существуют свои пределы выносливости

Широким диапазоном выносливости к колебаниям температуры обладают животные, обитающие в высоких широтах. Так, песцы в тундре могут переносить колебания температуры в пределах 80 °С

(от +30 до -45)

Лишайники могут выдерживать температуру от

-70 до +60

Некоторые виды океанических рыб способны существовать при температуре от -2 до +2

ДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА ОРГАНИЗМ

Диапазон выносливости

организма

значение фактора которое наиболее благоприятно для жизнедеятельности роста и размножения называют зоной оптимума

угнетения

нормальной

жизнедеятельности

ГИБЕЛЬ

Между зоной оптимума и крайними точками находятся зоны угнетения или стрессовые зоны, что ухудшает жизнь особей

Крайнее значение фактора, за которыми условия становятся непригодными для жизни и вызывает гибель- это пределы выносливости

Либих (Liebig ), Юстус , знаменитый немецкий химик, 1803-73, профессор химии с 1824 в Гиссене, с 1852 в Мюнхене

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Предмет экология Экология – наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой обитания (греч. ойкос – жилище; логос – наука). Термин ввел в 1866 г. немецкий зоолог Э.Геккель. В настоящее время экология представляет собой разветвленную систему наук: аутэкология изучает взаимосвязи в сообществах; популяционная экология изучает взаимосвязи особей одного вида в популяциях, влияние среды на популяции, взаимосвязи между популяциями; глобальная экология изучает биосферу и вопросы ее охраны. Другой подход в подразделении экологии: экология микроорганизмов, экология грибов, экология растений, экология животных, экология человека, космическая экология.

3 слайд

Описание слайда:

Задачи экологии - изучить взаимосвязи организмов; - изучить взаимосвязи между организмами и окружающей средой; - изучить действие среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов; - проследить влияние факторов среды на расселение видов и смену сообществ; - разработать систему мероприятий по охране природы.

4 слайд

Описание слайда:

Значение экологии -помогает определить место человека в природе; - дает знание экологических закономерностей, что позволяет предсказывать последствия хозяйственной деятельности человека, правильно и рационально использовать природные богатства; - экологические знания необходимы для развития сельского хозяйства, медицины, для разработки мероприятий по охране окружающей среды.

5 слайд

Описание слайда:

Методы экологии наблюдение сравнение эксперимент математическое моделирование прогнозирование

6 слайд

Описание слайда:

Принципы экологической классификации Классификация помогает выявлять возможные пути приспособления к среде. В основу экологической классификации могут быть положены разнообразные критерии: способы питания, место обитания, передвижение, отношение к температуре, влажности, давлению, свету и т.д.

7 слайд

Описание слайда:

Классификация организмов по характеру питания 1.Автотрофы: 2. Гетеротрфы: А). Фототрофы а) сапрофиты Б). Хемотрофы б) голозои: - сапрофаги - фитофаги - зоофаги - некрофаги

8 слайд

Описание слайда:

Автотрофы – организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Фототрофы – автотрофные организмы, которые для синтеза органических веществ используют энергию солнечного света. Хемотрофы – автотрофные организмы, которые использует для синтеза органических веществ энергию химических; связей. Гетеротрофы – организмы, которые питаются готовыми органическими веществами. Сапрофиты - гетеротрофы, которые используют растворы простых органических соединений. Голозои – гетеротрофы, которые обладают комплексом ферментов и могут употреблять в пищу сложные органические соединения, разлагая их на простые: Сапрофаги питаются мертвыми растительными остатками; Фитофаги потребители живых растений; Зоофаги поедают живых животных; Некрофаги поедают мертвых животных.

9 слайд

Описание слайда:

10 слайд

Описание слайда:

11 слайд

Описание слайда:

12 слайд

Описание слайда:

13 слайд

Описание слайда:

История экологии Большое влияние на развитие экологии оказали: Аристотель (384-322 гг. до н.э.) – древнегреческий ученый, описывал животных и их поведение, приуроченность организмов к местам обитания. К.Линней (1707-1778) – шведский естествоиспытатель, подчеркивал значение климата в жизни организмов, изучал взаимоотношения организмов. Ж.Б. Ламарк (1744-1829) - французский естествоиспытатель, автор первого эволюционного учения, считал, что влияние внешних обстоятельств – одна из важнейших причин эволюции. К.Рулье (1814-1858) - русский ученый, считал, что строение и развитие организмов зависит от окружающей среды, подчеркивал необходимость изучения эволюции. Ч.Дарвин (1809-1882) – английский естествоиспытатель, основатель эволюционного учения. Э. Геккель (1834-1919) немецкий биолог, в 1866 г. ввел термин экология. Ч. Элтон (1900) –английский ученый – основоположник популяционной экологии. А. Тенсли (1871-1955) английский ученый, в 1935 г. ввел понятие экосистема. В.Н.Сукачев (1880-1967) русский ученый, в 1942 г. ввел понятие о биогеоценозах. К.А.Тимирязев (1843-1920) – русский ученый, посвятил свою жизнь изучению фотосинтеза. В.В.Докучаев (1846-1903)- русский ученый-почвовед. В.И.Вернадский (1863-1945) русский ученый, основоположник учения о биосфере как глобальной экосистеме.

14 слайд

Описание слайда:

Среда обитания Среда обитания – это все, что окружает особь и воздействует на нее. Факторы среды: абиотические – факторы неживой природы; биотические – факторы живой природы; антропогенные – связанные с деятельностью человека. Можно выделить следующие основные среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная,организменная.

15 слайд

Описание слайда:

Водная среда В водной среде большое значение имеют такие факторы, как солевой режим, плотность воды, скорость течения, насыщенность кислородом, свойства грунта. Обитателей водоемов называют гидробионтами, среди них различают: нейстон – организмы, обитающие у поверхностной пленки воды; планктон (фитопланктон и зоопланктон) - взвешенные, "парящие" в воде организму; нектон – хорошо плавающие обитатели толщи воды; бентос - донные организмы.

16 слайд

Описание слайда:

Почвенная среда Обитателей почв называют эдафобионтами, или геобионтами, для них большое значение имеют структура, химический состав и влажность почвы.

17 слайд

Описание слайда:

Наземно-воздушная среда Для обитателей наземно-воздушной среды особенно важны: температура, влажность, содержание кислорода, освещенность.

18 слайд

19 слайд

Описание слайда:

Каждый организм постоянно обменивается веществами с окружающей средой и сам изменяет среду. Многие организмы обитают в нескольких средах обитания. Способность организмов приспосабливаться к некоторым изменениям окружающей среды называют адаптацией. Но разные организмы обладают различной способностью выдерживать изменения условий жизни (например, колебания температуры, света и др.), т.е. обладают разной толерантностью – диапазоном устойчивости. Например, существуют: эврибионты – организмы с широким диапазоном толерантности, т.е. способные жить при различных условиях среды (например, карп); стенобионты – организмы с узким диапазоном толерантности, требующие строго определенных условий среды (например, форель).

20 слайд

Описание слайда:

Интенсивность фактора, наиболее благоприятную для жизнедеятельности организма, называют оптимальной. Факторы среды, отрицательно сказывающиеся на жизнедеятельности, затрудняющие существование вида, называют ограничивающими. Немецкий химик Ю.Либих (1803-1873) сформулировал закон минимума: успешное функционирование популяции или сообществ живых организмов зависит от комплекса условий. Ограничивающим, или лимитирующим, фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для данного организма. Совокупность всех факторов (условий) и ресурсов среды, в пределах которой может существовать вид в природе, называют его экологической нишей. Охарактеризовать полностью экологическую нишу организма очень трудно, чаще невозможно.

Слайд 2

Предмет экология

Экология – наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой обитания (греч. ойкос – жилище; логос – наука). Термин ввел в 1866 г. немецкий зоолог Э.Геккель. В настоящее время экология представляет собой разветвленную систему наук: аутэкология изучает взаимосвязи в сообществах; популяционная экология изучает взаимосвязи особей одного вида в популяциях, влияние среды на популяции, взаимосвязи между популяциями; глобальная экология изучает биосферу и вопросы ее охраны. Другой подход в подразделении экологии: экология микроорганизмов, экология грибов, экология растений, экология животных, экология человека, космическая экология.

Слайд 3

Задачи экологии

Изучить взаимосвязи организмов; - изучить взаимосвязи между организмами и окружающей средой; - изучить действие среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов; - проследить влияние факторов среды на расселение видов и смену сообществ; - разработать систему мероприятий по охране природы.

Слайд 4

Значение экологии

Помогает определить место человека в природе; - дает знание экологических закономерностей, что позволяет предсказывать последствия хозяйственной деятельности человека, правильно и рационально использовать природные богатства; - экологические знания необходимы для развития сельского хозяйства, медицины, для разработки мероприятий по охране окружающей среды.

Слайд 5

Методы экологии

наблюдение сравнение эксперимент математическое моделирование прогнозирование

Слайд 6

Принципы экологической классификации

Классификация помогает выявлять возможные пути приспособления к среде. В основу экологической классификации могут быть положены разнообразные критерии: способы питания, место обитания, передвижение, отношение к температуре, влажности, давлению, свету и т.д.

Слайд 7

Классификация организмов по характеру питания

1.Автотрофы: 2. Гетеротрфы: А). Фототрофы а) сапрофиты Б). Хемотрофыб) голозои: - сапрофаги - фитофаги - зоофаги - некрофаги

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

История экологии

Большое влияние на развитие экологии оказали: Аристотель (384-322 гг. до н.э.) – древнегреческий ученый, описывал животных и их поведение, приуроченность организмов к местам обитания. К.Линней (1707-1778) – шведский естествоиспытатель, подчеркивал значение климата в жизни организмов, изучал взаимоотношения организмов. Ж.Б. Ламарк(1744-1829) - французский естествоиспытатель, автор первого эволюционного учения, считал, что влияние внешних обстоятельств – одна из важнейших причин эволюции. К.Рулье (1814-1858) - русский ученый, считал, что строение и развитие организмов зависит от окружающей среды, подчеркивал необходимость изучения эволюции. Ч.Дарвин (1809-1882) – английский естествоиспытатель, основатель эволюционного учения. Э. Геккель (1834-1919) немецкий биолог, в 1866 г. ввел термин экология. Ч. Элтон(1900) –английский ученый – основоположник популяционной экологии. А. Тенсли (1871-1955) английский ученый, в 1935 г. ввел понятие экосистема. В.Н.Сукачев (1880-1967) русский ученый, в 1942 г. ввел понятие о биогеоценозах. К.А.Тимирязев (1843-1920) – русский ученый, посвятил свою жизнь изучению фотосинтеза. В.В.Докучаев(1846-1903)- русский ученый-почвовед. В.И.Вернадский(1863-1945) русский ученый, основоположник учения о биосфере как глобальной экосистеме.

Слайд 14

Среда обитания

Среда обитания– это все, что окружает особь (популяцию, сообщество) и воздействует на нее. Факторы среды: абиотические– факторы неживой природы; биотические– факторы живой природы; антропогенные – связанные с деятельностью человека. Можно выделить следующие основные среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная, живые организмы.

Слайд 15

Водная среда

В водной среде большое значение имеют такие факторы, как солевой режим, плотность воды, скорость течения, насыщенность кислородом, свойства грунта. Обитателей водоемов называют гидробионтами, среди них различают: нейстон– организмы, обитающие у поверхностной пленки воды; планктон (фитопланктон и зоопланктон) - взвешенные, "парящие" в воде организму; нектон – хорошо плавающие обитатели толщи воды; бентос - донные организмы.

Слайд 16

Почвенная среда

Обитателей почв называют эдафобионтами, или геобионтами, для них большое значение имеют структура, химический состав и влажность почвы.

Слайд 17

Наземно-воздушная среда

Для обитателей наземно-воздушной среды особенно важны: температура, влажность, содержание кислорода, освещенность.

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Приспособления к среде обитания

Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими и поведенческими.

Слайд 22

Морфологические адаптации

Морфологические адаптации проявляются в изменении формы и строения организмов. Например, развитие густого и длинного меха у млекопитающих при их выращивании при низких температурах; мимикрия – подражание одних видов другим в окраске и форме. Часто общими чертами строения наделены организмы с различным эволюционным происхождением. Конвергенция - сближение признаков (сходство в строении), возникшее под влиянием относительно одинаковых условий существования у разных организмов. Например, форма тела и конечности у акулы и дельфина.

Слайд 23

Физиологические адаптации

Физиологические адаптации проявляются в изменении процессов жизнедеятельности организма, например, способность к терморегуляции у эндотермных (теплокровных) животных, которые способны получать тепло за счет биохимических реакций

Слайд 24

Поведенческие адаптации

Поведенческие адаптации часто связаны с физиологическими, например анабиоз, миграции.

Слайд 25

Многие адаптации выработались у организмов под влиянием сезонных и суточных ритмов, например листопад, ночной и дневной образ жизни. Реакция организмов на продолжительность светового дня, которая выработалась в связи с сезонными изменениями, называется фотопериодизмом. Под влиянием экологических ритмов у организмов выработались своеобразные "биологические часы", которые обеспечивают ориентацию во времени, подготовку к ожидаемым изменениям. Например, цветки распускаются в то время, когда обычно наблюдается оптимальная влажность, освещенность и другие условий для опыления: мак - с 5 до 14-15 ч; одуванчик - с 5-6 до 14-15 ч; календула - с 9 до 16-18 ч; шиповник - с 4-5 до 19-20 ч.

Посмотреть все слайды

1 слайд

экологических факторах. Факторы среды. Общие закономерности действия на организмы.

2 слайд

ПЛАН Среда и условия существования организмов. Классификация экологических факторов. Влияние на организмы абиотических факторов. Экологическая пластичность организмов. Совместное действие факторов. Лимитирующий фактор.

3 слайд

Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий жизни, это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

4 слайд

Среда каждого организма слагается из множества элементов: неорганической и органической природы и элементов привносимых человеком. При этом одни элементы - частично или полностью безразличны организму. необходимы организму. оказывают отрицательное воздействие.

5 слайд

Условия жизни это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.

6 слайд

Экологические факторы Это элементы среды, необходимые организму или отрицательно на него воздействующие. В природе эти факторы действуют не изолированно друг от друга, а в виде сложного комплекса.

7 слайд

Комплекс экологических факторов, без которых организм существовать не может, и представляет собой условия существования данного организма. Различные организмы по-разному воспринимают и реагируют на одни и те же факторы.

8 слайд

Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.

9 слайд

Классификация экологических факторов. Абиотические- комплекс условий неорганической среды(климатические химические, физические, эдафогенные, орографические). Биотические – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие (фитогенные, зоогенные, антропогенные).

10 слайд

11 слайд

Влияние на организмы абиотических факторов. Абиотические факторы могут оказывать прямое и косвенное воздействие. Эффект воздействия экологических факторов зависит не только от их характера, но и от дозы, воспринимаемой организмом. У всех организмов в процессе эволюции выработались приспособления.

12 слайд

Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определёнными количественными показателями: силой и диапазоном действия.

13 слайд

Оптимум – интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма. Пессимум – интенсивность экологического фактора, при котором жизнедеятельность организма максимально угнетена.

14 слайд

15 слайд

Предел толерантности весь интервал воздействия экологического фактора (от минимума до максимума воздействия), при котором возможен рост и развитие организма.

16 слайд

Экологическая пластичность (валентность) Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.

17 слайд

Эврибионтные виды (широко приспособленные) – способны выдерживать значительные изменения среды. Стенобионтные виды (узко приспособленные) – способны существовать при небольших отклонениях фактора от оптимальной величины.

18 слайд

Диапазоны приспособляемости организмов к условиям среды

Температура. Любой организм способен жить только в пределах определенного интервала температур. Где-то внутри этого интервала температурные условия наиболее благоприятные для существования данного организма. По мере того как температура приближается к границам интервала, скорость жизненных процессов замедляется и, наконец, они вовсе прекращаются – организм погибает.

На протяжении большей части своей истории живая природа была представлена исключительно водными формами организмов. Завоевав сушу, они тем не менее не утратили зависимости от воды. Вода является составной частью значительного большинства живых существ: она необходима для их нормального функционирования. Нормально развивающийся организм постоянно теряет воду и поэтому не может жить в абсолютно сухом воздухе. Рано или поздно такие потер могут привести к гибели организма. Вода

Растения извлекают воду при помощи корней. Лишайники могут улавливать водяной пар из воздуха. Растения обладают рядом приспособлений, обеспечивающих минимальную потерю воды. Все сухопутные животные для компенсации потери воды нуждаются в её периодическом поступлении. Многие животные пьют воду; другие, например, амфибии всасывают её через покровы тела. Большая часть животных пустынь никогда не пьёт.

Важное значение имеют так называемые вторичные климатические факторы, например ветер, атмосферное давление, высота над уровнем моря. Ветер обладает косвенным действием: усиливая испарение, увеличивает сухость. Это действие оказывается важным в холодных местах, на высокогорьях или в полярных областях.

Общие законы действия факторов среды на организм Закон оптимума (лат. optimum – "наилучшее") отражает реакцию видов на изменение силы действия любого фактора. Есть определенные границы действия каждого фактора, в пределах которых жизнеспособность организмов возрастает. Это зона оптимума. При отклонениях от данной зоны в сторону уменьшения или увеличения силы воздействия фактора жизнеспособность организмов падает. Это зона угнетения, или пессимума (лат. pessimus – "очень плохой"). Если действие фактора выходит за определенные, минимально или максимально возможные для вида пределы, организмы погибают. Губительное значение фактора называют критической точкой.

Закон оптимума имеет большое практическое значение. Нет всецело положительных или отрицательных факторов, все зависит от их дозировки. Все формы влияния среды на организмы имеют сугубо количественное выражение. Чтобы управлять жизнедеятельностью вида, следует прежде всего не допускать выхода различных экологических факторов за их критические значения и стараться выдерживать зону оптимума. Это очень важно для растениеводства, животноводства, лесного хозяйства и вообще всех областей взаимоотношений человека с живой природой. Это же правило относится и к самому человеку, особенно в области медицины.

Использование закона оптимума осложняется тем, что для каждого вида оптимальные дозировки факторов различны. То, что хорошо для одного вида, может быть пессимумом или выходить за критические пределы для другого. Например, при температуре 20°C тропическая обезьяна дрожит от холода, а северный обитатель – белый медведь – изнывает от жары. Бабочки зимней пяденицы еще порхают в ноябре (при температуре 6°C), когда большинство других насекомых впадают в оцепенение. Рис выращивают на полях, залитых водой, а пшеница в таких условиях вымокает и погибает.

Закон экологической индивидуальности видов отражает многообразие отношений организмов со средой. Он свидетельствует, что в природе нет двух видов с полным совпадением оптимумов и критических точек по отношению к набору факторов среды. Если виды совпадают по устойчивости к одному фактору, то обязательно разойдутся по устойчивости к другому. Незнание закона экологической индивидуальности видов, например в сельскохозяйственном производстве, может привести к гибели организмов. При использовании минеральных удобрений, ядохимикатов эти вещества часто вносят в избыточных количествах, не считаясь с индивидуальными потребностями растений.

Закон ограничивающего фактора Закон ограничивающего фактора тесно связан с законом оптимума и вытекает из него. В окружающей среде нет всецело отрицательных или положительных факторов: все зависит от силы их действия. На живые существа одновременно действует множество факторов, и к тому же большинство из них переменчиво. Но в каждый конкретный период времени можно выделить самый главный фактор, от которого в наибольшей мере зависит жизнь. Им оказывается тот фактор среды, который сильнее всего отклоняется от оптимума, т.е. ограничивает жизнедеятельность организмов в данный период. Любой фактор, влияющий на организмы, может стать либо оптимальным, либо ограничивающим в зависимости от силы своего воздействия.

Закон незаменимости факторов свидетельствует, что полностью заменить один фактор другим нельзя. Но нередко при комплексном воздействии факторов можно видеть эффект замещения. Например, свет не может быть заменен избытком тепла или углекислого газа, но, действуя изменениями температуры, можно усилить фотосинтез у растений. Однако это не замещение одного фактора другим, а проявление сходного биологического эффекта, вызванного изменениями количественных показателей совместного действия факторов. Это явление широко используется в сельском хозяйстве. Например, в теплицах для получения продукции создают повышенное содержание углекислого газа и влаги в воздухе, подогрев и тем отчасти компенсируют нехватку света в осеннее и зимнее время.

В действии экологических факторов на планете наблюдается периодичность, связанная со временем суток, сезонами года, морскими приливами и фазами Луны. Эта периодичность обусловлена космическими причинами – движением Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца и взаимодействием с Луной. Жизнь на Земле приспособлена к этой постоянно существующей ритмике, что проявляется в изменениях состояния и поведения организмов.

Длина светового дня является единственным точным сигналом приближения зимы или весны, т.е. изменения всего комплекса факторов внешней среды. Погодные же условия обманчивы. Поэтому растения, например, реагируя на длину дня, не распускают листву в зимние оттепели и не переходят к листопаду при краткосрочных летних заморозках. Зацветают растения тоже при определенной длине дня. Цветение растений является одним из проявлений фотопериодизма. С этим часто сталкиваются растениеводы. Поэтому среди растений важно различать короткодневные и длиннодневные виды или сорта. Длиннодневные растения распространены в основном в умеренных и приполярных широтах, а короткодневные – в областях ближе к экватору.

Вопросы 1. Что такое экологические факторы? 2. На какие группы делятся экологические факторы? 3. Что называется условиями среды? 4. В чём сущность закона оптимума? Какое значение он имеет? 5. Почему необходимо учитывать закон экологической индивидуальности видов? 6. Какой фактор называется ограничивающим? 7. В чём сущность закона совместного действия факторов? 8. Что такое эффект замещения? 9. Что такое фотопериодизм?