Типы взаимосвязей организмов

Рабочая программа по экологии

Введение

Предмет экологии. Место экологии в системе биологии и есте­ственных наук в целом. Структура и задачи современной эколо­гии. Экология как наука, охватывающая связи на всех уровнях организации жизни: организменном, популяционном и биоценотическом. Экосистемные подходы в экологии. Методы эколо­гических исследований: полевые наблюдения, эксперименты, теоретическое моделирование. Экология как основа охраны и рационального природополь­зования. Значение экологической науки для современного общества. Эко­логическое образование в современном обществе.

I. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЭКОЛОГИИ

Предыстория экологии. Элементы экологических знаний в XVII—XVIII веках. Описательная экология. Экологические аспек­ты биогеографических и эволюционных исследований первой половины XIX века (А.Гумбольдт, К.Ф.Рулье). Первые работы по демографии (Т.Мальтус). Обособление экологии в системе биологических наук (Э.Геккель). Возникновение учения о сообществах (К.Мебиус). Подразделение эко­логии на аут- и синэкологию. Развитие синэкологии в первой трети XX века. Начало математичес­кого моделирования в экологии (А.Лотка, В.Вольтерра). Возникно­вение экспериментальной экологии (Г.Ф.Гаузе). Становление популяционной экологии (Ч.Элтон). Развитие представлений об эко­системах и биогеоценозах. Работы А.Тэнсли, В.Н.Сукачева. Развитие учения В.И.Вернадского о биосфере. Меж­дународные экологические программы. Перспективы развития экологии.

II. СРЕДА И АДАПТАЦИИ К НЕЙ ОРГАНИЗМОВ

Факторы среды. Общие закономерности их действия на организмы

Организм как открытая система. Обмен веществ между средой и организмом. Условия жизни на Земле. Классификации экологических фак­торов. Природные и антропогенные факторы. Биотические и абиотические факторы. Деление факторов на ресурсы и условия. Роль отдельных абиотических факторов в жизни организмов (солнеч­ный свет, температура, влажность, солевой режим, давление и др.). Количественная оценка экологических факторов. Закон оп­тимума как основа выживания организмов. Толерантность. Гра­ницы толерантности и многообразие видов. Изменение толерант­ности и положения оптимума в онтогенезе и по сезонам года. Эврибионтные и стенобионтные виды. Со­вместное действие факторов. Закон ограничивающего фактора.

 

Основные среды жизни и адаптации к ним организмов

Специфика водной среды обитания и адаптации гидробионтов. Основные экологические зоны океана и пресных водоемов. Адаптации планктонных, нектонных и бентосных форм. Эколо­гическая специализация литоральных и глубоководных обитате­лей. Адаптации к кислородному и температурному режиму в во­доемах. Эври- и стеногалинность. Реофилы. Гидробионты-фильтраторы, их экологическая роль в водоемах.

Почва как среда обитания. Специфика условий. Плотность жизни в почвах. Разнообразие почвенных обитателей. Почва как биокос­ное тело. Роль почвы в эволюции наземного образа жизни члени­стоногих.

Особенности наземно-воздушной среды жизни. Адаптации на­земных обитателей к основному комплексу факторов в этой сре­де.

Живые организмы как среда обитания. Степень развития эндобиоза в природе. Его роль в эволюции живых организмов. Основ­ные экологические адаптации внутренних паразитов. Экологичес­кая специфика наружного паразитизма. Симбионты и эндофиты.

Факторная экология.

Температура как экологический фактор. Эктотермные организмы. Эффективные температуры развития растений и пойкилотермных животных. Динамичность требований к температурному фак­тору на примере растений. Их тепловой режим. Способы частич­ной регуляции температуры тела у пойкилотермных. Экологичес­кие преимущества пойкилотермности.

Эндотермные организмы. Гомойотермность. Способы регуляции температуры тела у теплокровных животных: химическая, физи­ческая и поведенческая терморегуляция. Пре­имущества и недостатки гомойотермности. Адаптации растений и животных к жизни в аридных районах.

Свет как экологический фактор. Значение света в жизни растений и животных. Экологические группы растений по отношению к свету. Фотопериодизм. Суточные и циркадные ритмы. Их распространение в разных таксономических группах. Степень генетической закрепленности. «Биологические часы» растений и животных. Циркадный ритм человека и его медицинское значение.

Сезонные и циркадные ритмы. Их проявления в жизненных циклах организмов. Факторы, управляющие сезонным развитием. Сущность явления фотопериодизма у растений и животных. Сиг­нальная роль факторов среды. Приливно-отливные ритмы у гидробионтов. Множественное сочетание адаптивных ритмов у лито­ральных организмов. Многолетние биологические ритмы и их от­личие от адаптивных. Регистрирующая роль многолетних циклов.

Вода как экологический фактор. Вода в наземных местообитаниях. Пойкилогидричность и гомойогидричность. Экологические группы растений и животных. Эфемеры и эфемероиды.

 

Жизненные формы.

Жизненные формы как совокупность приспособительных признаков. Классификации жизненных форм растений и животных. Жизненные формы по Раункиеру и по Т.И.Серебряковой. Жизненные формы животных по Формозову. Конвергенция. Экологическая роль конвергентного сходства. Адаптивная морфология видов. Разнообра­зие классификаций жизненных форм.

III. БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

Типы взаимосвязей организмов

Биотические факторы среды обитания. Разнообразие форм вза­имодействий организмов. Примеры их классификаций. Проявле­ние и последствия разных типов биотических отношений на организменном, популяционном и биоценотическом уровнях орга­низации. Специфика проявления основных типов биотических связей в межвидовых и внутривидовых отношениях. Эволюцион­ный аспект биотических взаимоотношений.

Отношения хищник—жертва

Отношения хищник - жертва как широкий спектр пищевых вза­имодействий. Основные формы пищевых отношений: хищничество, паразитизм, собирательство и пастьба. Фильтрация и седиментация у водных организмов. Специфика и общие черты этих связей. Экологические особенности связей хищник—жертва. Спектр пи­тания хищников. Популяционный аспект взаимодействия хищник—жертва. Взаимосвязь динамики численности хищника и жертвы. Модель Лотки—Вольтерра. Опыты Г.Ф.Гаузе. Влияние сложности среды и наличия убежищ на состояние системы хищник—жертва. Условия возникновения циклических колебаний и вспышек численности. Моделирование отношений хищник—жертва и прогнозы урожайности в сельском хозяйстве, рыболовстве и охотничьем промысле.

Паразитизм. Разнообразие форм паразитизма. Эволюция паразитических отношений. Эволюционная роль пищевых отношений

 

3. Конкуренция

Понятие конкуренции. Эксплуатация и интерференция. Меж­видовая и внутривидовая конкуренция. Значение этих форм кон­куренции для организмов. Принцип конкурентного исключения. Модели Лотки—Вольтерра. Лабораторные опыты и наблюдения в природе. Опыты Г.Ф.Гаузе. Зависимость результатов межвидовой конкуренции от экологических особен­ностей видов и влияния среды. Конкуренция в сложной и флюктуи­рующей среде. Условия сосуществования по­тенциальных конкурентов. Аменсализм. Влияние хищничества на интенсивность конкурент­ных отношений. Эволюционная роль конкурентных отношений.

Мутуализм

Типы мутуалистических отношений. Распространение и роль в природе. Многообразие мутуалистических взаимоотношений. По­веденческие мутуалистические отношения у животных. Протокооперация. Опыление растений. Разведение одних видов другими, физиологические взаимовыгодные связи. Симбиоз и его проявле­ния. Симбионты кишечных трактов, тканей и клеток животных. Микоризы. Лишайники. Симбиотические азотфиксаторы. Гипоте­за симбиотического происхождения эукариотической клетки. Эво­люционная роль мутуализма.

Другие типы взаимоотношений. Комменсализм и его формы: нахлебничество, сотрапездничество. Нейтрализм. Распространение в природе и значение.

IV. ПОПУЛЯЦИИ