1. Общие вопросы 1
1. Определение экологической системы и схема структуры биогеоценоза. Примеры природных экологических систем. 1
2. График, характеризующий воздействие экологического фактора на организм; экологический смысл предельно допустимой концентрации (ПДК) вредного вещества в среде. 6
3. модель биотического (биологического) круговорота веществ-биогенов с участием продуцентов, консументов, редуцентов. Названия организмов и их роль в круговороте. 11
Вариант 6 14
1. Определение гена. Структуры каких биомолекул кодируют гены? 14
2. Лимитирующие факторы среды. Закон Ю. Либиха. 16
3. Стратосферный защитный озон и экологические последствия образования «озоновых дыр». 18
Последствия истощения озонового слоя 20
Литература 22
Под экосистемой понимают совокупность всех популяций разных биологических видов, проживающих на общей территории вместе с окружающей их неживой средой, т.е. экосистема представляет собой целостное образование, включающее все виды организмов и среду обитания – живой и неживой компонент соответственно.
Живой компонент экосистемы называют биотическим или биоценозом, а неживой – абиотическим или биотопом. Между этими компонентами постоянно происходит обмен веществом, энергией и информацией.
Термин «экосистема» был впервые предложен в 1935 году американским ботаником А.Тенсли. Позднее В.Н.Сукачев ввел близкий по значению термин «биогеоценоз» – участок территории однородный по экологическим условиям и занятый одним биоценозом.
Оба понятия являются весьма близкими по смыслу. Различие между ними заключается в том, что экосистема – понятие безразмерное (экосистема тайги), а биогеоценоз имеет вполне четкие границы и всегда приурочен к определенному небольшому по площади участку земной поверхности (участок леса, ограниченный полями – лесной биогеоценоз).
Таким образом, экосистема является понятием более широким, чем биогеоценоз.
В наиболее общем виде структуру биогеоценоза отражает следующая схема (рис.1):
В табл. 1 приводятся сравнения компонентов экосистемы и биогеоценоза.
Таблица 1. Сравнение компонентов экосистемы и биогеоценоза
Компоненты экосистемы Компоненты биогеоценоза
Биоценоз
1. Автотрофы 1. Фитоценоз
2. Гетеротрофы 2. Зооценоз
2.1. Консументы – фитофаги и фаготрофы
2.2. Редуценты 3. Микробоценоз
Биотоп
1. Все органические вещества (белки, жиры) 1. Эдафотоп (почва + материнская порода)
2. Неорганические вещества (вода, воздух…) 2. Климатоп (вода, воздух, климатические факторы)
3. Климатические факторы
Как упоминалось, экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых соответственно биотическим и абиотическим. Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом.
Биотический компонент полезно подразделить на автотрофные и гетеротрофные организмы. Таким образом, все живые организмы попадут в одну из двух групп. Автотрофы синтезируют необходимые им органические вещества из простых неорганических и делают, за исключением хемотрофных бактерий, с помощью фотосинтеза, используя свет как источник энергии. Гетеротрофы нуждаются в источнике органического вещества и (за исключением некоторых бактерий) используют химическую энергию, содержащуюся в потребляемой пище. Гетеротрофы в своем существовании зависят от автотрофов, и понимание этой зависимости необходимо для понимания экосистем.
Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном включает 1) почву или воду и 2) климат. Почва и вода содержат смесь неорганических и органических веществ. Свойства почвы зависят от материнской породы, на которой она лежит, и из которой частично образуется. В понятие климата входят такие параметры, как освещенность температура и влажность, в большой степени определяющий видовой состав организмов, успешно развивающихся в данной экосистеме. Отличительной чертой для водных экосистем является отсутствие почвы. Основная часть компонентов водной экосистемы находится во взвешенном состоянии в воде, для которой, в свою очередь, очень существенна степень солености.
Рассматривая структуру экосистемы, обычно имеют ввиду структуру биотической ее компоненты – биоценоза. Под структурой биоценоза понимают пространственное распределение, функциональную значимость и периодичность во времени популяций, составляющих данный биоценоз.
Вертикальная ярусность возникает в результате конкуренции между видами и наблюдается практически во всех биологических сообществах на планете. Но особенно ярко она выражена в лесных биоценозах. На рис. 2 показан наиболее общий случай проявления вертикальной ярусности в лесных биоценозах. На рисунке отчетливо прослеживается распределение различных видов растений по ярусам в зависимости от их высоты. Представители каждого яруса хорошо приспособлены к жизни в соответствующих данному ярусу условиях освещенности.
Вертикальная ярусность прослеживается и в водных сообществах (рис 3.)
Горизонтальная неоднородность выражается в мозаичности распределения отдельных популяций по площади.
