8.4. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

8.4.1. Дайте определение экологии как науки, назовите ее подразделения. Кто автор термина "экология"?

Срок "экология" впервые в науку ввел немецкий ученый Эрнест Геккель в 1866 г. Экология - наука о взаимосвязях организмов и их сообществ между собой и окружающей средой, структуру и закономерности функционирования надвидових систем (биоценозов, биогеоценозов, биосферы).

Основные подразделения экологии: экология особей (аутэкология) изучает взаимосвязи отдельных особей с условиями среды их обитания. Экология популяций (демекологія) изучает общие закономерности изменений в популяциях, а также взаимодействия между популяциями разных видов (хищничество, паразитизм, конкуренция, мутуализм и т.д.). Экология сообществ (синекологія, или біоценологія) изучает структуру и закономерности функционирования группировок популяций разных видов, включая круговорот веществ и потоки энергии, как в отдельных биогеоценозах, так и в биосфере в целом. В экологических наук также относятся гидробиология (наука о структуре и функционирование сообществ водных организмов - гидробионтов), паразитология (наука, изучающая взаимосвязи организмов в системе паразит - хозяин), грунтва биология (наука о группировке обитателей почв, их роль в процессах почвообразования) и т.п.

8.4.2. Что имеется в виду под понятием "экологическое мышление"?

Экологическое мышление - это анализ всех хозяйственных решений, которые принимаются, с точки зрения сохранение состояния окружающей среды. Экологическое мышление необходимо при разработке любых проектов освоения и преобразования различных территорий, разработке мероприятий по охране природных объектов и др.

8.4.3. Что такое моделирование в биологии? Какое значение моделирования в экологических исследованиях?

Моделирование в биологических исследованиях - это метод исследования и демонстрации структур, физиологических функций, эволюционных, экологических процессов и т.п. путем их упрощенного имитирования (логического, математического или натурного), представление в виде обобщенной динамической (логической схемы, действующего макета системы дифференциальных уравнений) или статической (макет, схема, типовая конструкция) модели.

Любая модель всегда неизбежно упрощена, функционально тождественных объекту (или явлению), что моделируется и отражает лишь их общую подобие или вероятный сценарий процесса (таких сценариев может быть несколько), т.е. модель не копирует, а лишь имитирует реальность. Однако метод моделирования позволяет исследовать многочисленные процессы, недоступны для непосредственного наблюдения или экспериментального воспроизведения. Моделирование является обязательным компонентом любых экологических исследований, например, моделирование отношений хищник - добыча, потребитель - еда и др. Особое место в экологических исследованиях занимает математическое моделирование - представление в виде системы дифференциальных уравнений парных связей с последующим объединением все новых и новых пар взаимоотношений. Благодаря этому можно, меняя одно числовое значение, видеть изменение других, включенных в модель показателей, составлять картину вероятных изменений в рассматриваемой совокупности. Основой правильной робот математической модели является знание закономерностей процессов, которые происходят в природе. Однако любая математическая модель, насколько бы она не была совершенной, не может заменить натурных исследований.

8.4.4. Что такое экологические факторы?

Экологические факторы - все это компоненты природной среды, которые влияют на состояние и свойства организма, популяции, природного группировки Среди них различают три разные по своей природе группы факторов: абиотические - все компоненты неживой природы, среди которых важнейшими являются свет, температура, влажность и другие компоненты климата; биотические - все типы взаимодействий между особями в популяциях, и между популяциями в группировках антропогенные - вся совокупность факторов, порожденных деятельностью человека, которая приводит к изменению природы как среды существование всех живых организмов или непосредственно сказывается на их жизнедеятельности.

8.4,5. Какие вы знаете биотические факторы? Приведите примеры.

Это экологические факторы, которые возникают вследствие взаимодействия между особями в популяциях и между популяциями в группировках. К этой группе факторов относятся следующие: конкуренция - использование определенного ресурса (пищи, воды, света и т.д.) любым организмом, который тем самым уменьшает его доступности для других организмов. Различают внутривидовую конкуренцию (например, конкуренция за свет между сеянцами сосны одного возраста) и міжвидову (конкуренция хищников разных видов за добычу);

- хищничество - питание животными, которых хищники улавливают и убивают. Хищники - прежде всего различные виды животных, но есть и хищные растения (например, росянка). Хищничество приводит к взаимного приспособления хищника и его добычи, что проявляется в анатомоморфологічних, физиологических, этологических особенностях тех и других организмов, которые помогают хищнику ловить добычу, а добычи - избегать встречи с хищником;

- паразитизм - это такой тип взаимодействия между организмами разных видов, когда один организм более-менее длительное время использует другой организм (организм хозяина) как источник пищи и место существования. При этом паразит полностью или частично переводит регуляцию своих взаимоотношений с окружающей средой на организм хозяина. Примерами системы паразит - хозяин могут быть: малярийный плазмодий - человек, сосальщики печеночный - крупный рогатый скот, чесоточный свербун - человек т.д. Паразитизм может быть постоянным или временным, а сами паразиты зависимости от локализации могут быть внешними или внутренними (экто - и ендопаразити);

- мутуализм такой тип взаимодействия организмов разных видов, когда каждый из организмов, взаимодействуют, получает от этого взаимодействия определенную пользу. Пример мутуализма - сосуществование клеток водоросли и кораллового полипа, некоторых жгутиковых и насекомых (термитов, тараканов и т.п.);

- коменсалізм такой тип взаимодействия организмов разных видов, когда один из них (коменсал) использует другого (хозяина) или его жилище как среда обитания и может питаться остатками его пищи или продуктами жизнедеятельности, не нанося хозяину заметного вреда. Примерами коменсалізму является существование инфузорий в рубце (одном из отделов желудка) жвачных животных или обитания орхидей на стволах тропических деревьев.

Все формы сосуществование организмов разных видов называется симбиоз.

8.4.6. Дайте определение явления межвидовой конкуренции и приведите примеры результатов конкурентных взаимоотношений.

Межвидовой конкуренция - это форма биотических связей, возникающая между популяциями разных видов со сходными экологическими требованиями. Так, в результате конкуренции образуется ярусность в растительных группировках, в животных - пищевая специализация (например, у разных видов синиц, которые водятся в одной местности), разные сроки размножения (например, у рыб) и т.д. (Абитуриент может привести любые примеры, но дать обоснование.)

8.4.7. Что такое мутуализм? Приведите примеры.

Мутуализм - явление сожительство организмов разных видов, каждый из которых в результате получает определенную пользу. Примеры (следует дать развернутое объяснение биологической сути в каждом случае): клубеньковые бактерии и корневая система бобовых растений; корневая система деревьев и шапкові грибы; бактерии рубца жвачных животных; актиния и рак - затворник и т.д.

8.4.8. Объясните, почему семена бобовых богаты на белок?

Семена бобовых богатое на белок благодаря способности этих растений вступать в симбиоз с гетеротрофними азотфиксирующими клубеньковыми бактериями. Эти бактерии проникают через корневые волоски и обусловливают разрастание тканей (образование клубеньков) на корнях. Гетеротрофні азотфіксуючі бактерии обладают способностью фиксировать азот из воздуха и переводить его в то состояние, которое может усваивать растение. В свою очередь, бактерии получают от бобовых органические вещества, синтезированные по счет фотосинтеза. Полученные бобовыми азотные соединения (NH3) используются для биосинтеза белка, поскольку азот является составной частью аминокислот, из которых состоят белки.

8.4.9. Что такое биологический оптимум?

Каждый экологический фактор может влиять на живые существа с разной интенсивностью. Интенсивность действия определенного экологического фактора, наиболее благоприятную для жизнедеятельности организмов определенного вида называют оптимальной. Оптимум в отношении любого фактора среды обитания может сдвигаться в ту или иную сторону, в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют другие факторы (явление взаимодействия экологических факторов). Оптимальное значение интенсивности действия того или иного фактора для каждого вида разное. Следовательно, биологический оптимум для организмов определенного вида - это благоприятное сочетание экологических факторов, оптимальное для их роста, развития и размножения.

8.4.10. Что имеется на виду под экологической характеристике вида?

В процессе эволюции происходило приспособление видов к определенной среде обитания. Характерной чертой приспособленности организмов является поселение в такой среде, где условия для жизнедеятельности ближе всего к биологическому оптимуму. При этом организмы приспосабливаются к действию всего комплекса экологических факторов, а не к какого-то определенного фактора. Итак, экологической характеристике вида будет отношение организмов данного вида к действию всех экологических факторов среды обитания: абиотических (холодостойкий или теплолюбив, тіневитривалий или светолюбив и т.п.), биотических (хищник, паразит или сапротроф т.д.), антропогенных.

Вследствие взаимодействия организмов с условиями среды обитания, популяция каждого вида занимает в біогеоценозі определенную экологическую нишу. Экологическая ниша - присуще популяции определенного вида положение в біогеоценозі, которое определяется ее взаимодействием с популяциями других видов и факторами неживой природы. Приспособленность организмов определенного вида до всего комплекса условий существования определяет территорию их распространение (ареал).

8.4.11. Какие факторы называют ограничивающими?

Каждый из экологических факторов, которые влияют на организм, может действовать с разной интенсивностью: максимальной, средней, минимальной. Чем больше отклоняется интенсивность воздействия того или иного экологического фактора от оптимальной, тем больше подавляется деятельность организмов. Границы, за которыми существование организмов становится невозможным, называется пределами выносливости (или точками минимума и максимума). Факторы, которые выходят за пределы выносливости (то есть за пределы максимума или минимума), называют ограничивающими. Ограничивающим может быть любой экологический фактор. Ограничивающие факторы определяют ареалы видов.

8.4.12. Что имеется в виду под взаимодействием экологических факторов?

Каждый фактор может действовать на организм с разной интенсивностью. При этом, на организм одновременно действует весь комплекс экологических факторов. Оптимум и пределы выносливости организма относительно одного из факторов среды зависят от интенсивности действия других факторов. Так, при оптимальной влажности повышается выносливость против неблагоприятной температуры и недостатка пищи. С другой стороны, достаточное количество пищи увеличивает устойчивость организма против неблагоприятных климатических условий. Однако такая взаимная компенсация всегда ограничена, и ни один из необходимых для жизни факторов не может замениться другим.

8.4.13. Какие участки в спектре солнечных лучей выделяют по биологическим действием?

В спектре солнечного излучения с биологическим действием выделяют три участка: ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи (длина волны меньше 0,290 мкм.) губительное для всего живого. Жизнь на суше существует благодаря тому, что эти коротковолновые лучи задерживаются озоновым экраном атмосферы. До поверхности Земли доходит лишь небольшая доля ультрафиолетовых лучей, для которых свойственна большая химическая активность. В больших дозах они могут повреждать живые клетки (выступать как мутагенные факторы), а в небольших нужны - для нормального функционирования организмов человека и животных (синтез в коже с предшественника витамина D).

На видимое лучи (длина волны от 0,400 до 0,750 мкм.) приходится большая часть энергии солнечного излучения достигает поверхности Земли и имеет особенно большое значение для организмов. Благодаря видимому лучу происходит фотосинтез. Для нефотосинтезуючих организмов видимый свет не является обязательным условием существования, но они позволяет ориентироваться большинства животных в пространстве.

Инфракрасное лучи (длина волны более 0,750 мкм.) не воспринимается глазом человека, но есть важным источником тепловой энергии, которую могут воспринимать организмы (амфибии, рептилии, растения и т.п.).

8.4.14. В чем основная причина суточных и сезонных изменений в живой природе?

Эти изменения обусловлены периодическими колебаниями основных абиотических факторов (освещенности, влажности, температуры и т.д.). Различают суточные ритмы (обусловленные вращением Земли вокруг своей оси), приточно-відпливні (вращением Луны вокруг Земли) и сезонные (вращением Земли вокруг Солнца).

8.4.15 Что такое анабиоз? Приведите примеры.

Анабиоз - это состояние, для которого характерно резкое снижение или временное прекращение обмена веществ. Анабиоз часто возникает тогда, когда организмы попадают в такие условия среды, в которых продолжение нормальных жизненных процессов невозможно. Поэтому анабиоз является важным приспособлением многих видов живых существ к неблагоприятным условий существования. Примерами анабіотичного состояния являются споры микроорганизмов, семена растений, цисты одноклеточных животных и т.д. В отдельных случаях может анабиоз длиться много лет.

8.4.16. Что такое фотоперіодизм? Дайте определение и приведите примеры фотоперіодизму в животных.

Фотоперіодизм - реакция организмов на изменение длины светового дня. Увеличение продолжительности светового дня для многих животных (насекомых, земноводных, птиц и т.д.) является сигналом для развития, размножения. Наоборот, когда продолжительность светового дня уменьшается, организмы начинают готовиться к зимнему периоду: перелетные птицы начинают миграцию, насекомые и некоторые позвоночные (бурый медведь, еж, земноводные, пресмыкающиеся и т. д) залегают в зимнюю спячку или впадают в анабиоз.

8.4.17. Что представляет собой биологические часы?

Явление биологических часов - это способность еукаріотичних организмов самостоятельно измерять промежутки времени и благодаря этому реагировать на суточные, месячные и сезонные циклы. Часто внешние изменения обусловливают перестройку внутреннего среды организма. Примером этого может быть фотоперіодизм - изменение физиологического состояния организмов в зависимости от продолжительности светового дня в течение года. Явление биологических часов тесно связано с фотоперіодизмом, образуя совершенный механизм регулирования во времени жизненных функций организма.

У многих животных, которые водятся в умеренном климате, сезон размножения совпадает с увеличением продолжительности светового дня. Сезонные ритмы наиболее ярко проявляются в изменении листья у листопадных пород деревьев, смене перьев у птиц и волосяного покрова у млекопитающих, в периодических остановках и возобновлении роста в растений, зимних сплячках некоторых животных и др. Таким образом, биологические часы дает возможность организмам приспосабливаться к существованию в условиях, периодически изменяются.

Ход биологического часов может перестраиваться в зависимости от изменения условий. Примером такого процесса является изменение ритмов многих физиологических функций: температуры тела, давления крови и других функций у человека, которая попала из одного часового пояса в другой.

8.4.18. С чем связано возникновение популяций? По каким показателям популяции отличаются одна выше другой?

Популяция - это совокупность особей одного вида, более-менее длительное время (в течение значительного числа поколений) занимают определенную часть ареала вида и относительно обособленные одной из форм изоляции от соседних популяций того же вида,

Существование видов в природе в форме популяций связано с тем, что условия, необходимые для существования вида, распространены неравномерно по всему ареалу. Это и приводит к распадение вида на относительно изолированные группы - популяции.

Для каждой популяции характерны следующие показатели: численность; площадь (или объем), которую она занимает; плотность (число особей данного вида, приходящееся на единицу площади или объема); биомасса (масса особей, приходящаяся на единицу площади или объема), определенная возрастная, половая, пространственная, етологічна структура; общий генофонд.

8.4.19. Чем определяется скорость роста численности популяции?

Скорость роста популяции (количество особей, которые прилагаются к популяции или изымаются из нее) равна рождаемости минус смертность. Если плотность популяции перейдет за тот уровень, который способно обеспечить среду, то смертность превысит рождаемость, и численность популяции уменьшится. Если же плотность популяции небольшая по сравнению с имеющимися ресурсами среды, то рождаемость превысит смертность и численность популяции будет расти. Для каждого набора условий среды существует определенная плотность популяции, при которой рождаемость и смертность точно уравновешивают друг друга, и не происходит ни сокращения, ни рост ее численности. Этот уравновешенный состояние популяции соответствует емкости среды существования. Как только плотность популяции становится выше или ниже емкость среды обитания, в ней возникают процессы, которые приводят ее величину в соответствие с его условиями.

8.4.20. Как колебания климатических условий влияют на численность популяций?

Численность популяций, кроме других факторов, зависит и от стабильности климатических условий. Популяции крупных растений и животных со значительной продолжительностью жизни и медленными темпами размножения сравнительно нечувствительны к изменениям условий среды. Организмы с короткой продолжительностью жизни или с высокой репродуктивной способностью более чувствительны к кратковременным изменениям условий среды. Численность таких популяций часто меняется в десятки, сотни и даже тысячи раз по незначительный период. В средах, где происходят сезонные изменения, размножение происходит только при благоприятном сочетании климатических факторов и ресурсов. Сезонные изменения температуры, влажности и т.п. прямо или косвенно могут влиять на смертность особей. Для популяций организмов со значительной продолжительностью жизни (включая птиц, млекопитающих) характерны упорядоченные колебания численности с чередованием подъемов и спадов через определенные интервалы (от 3 до 10 лет). Это явление получило название популяционных волн, или волн жизни.

8.4.21. Чем обеспечивается целостность вида?

Целостность вида предопределяется связями между его особями, в частности связями между родителями и потомками, самцами и самками, между особями в табуне, стае, семье. Но, прежде всего, целостность вида обусловлена связями между отдельными популяциями, которые осуществляются благодаря міграціям особей из одних популяций в другие. Если же популяции определенного вида оказываются изолированными друг от друга, их генофонд все больше будет различаться между собой. Впоследствии это может привести к возникновению новых видов. Целостность вида достигается также его обособленностью от других видов количеству и формой хромосом, особенностями внешнего и внутреннего строения, процессами жизнедеятельности и т.д. Это является причиной того, что особи разных видов не скрещиваются.

8.4.22. Опишите основные приспособления растений к засушливым условиям существования.

Листья или очень узенькие, имеют небольшое количество устьиц (ковыль) или превращены в иглы (кактусы, верблюжья колючка). У части растений, наоборот - листья (алоэ), или зеленый стебель (кактусы), выполняющий функцию фотосинтеза, утолщенные, имеют в себе запас воды, небольшое количество устьиц, которые закрываются в самую жаркую часть дня, толстую кожуру, сверху покрыты толстым слоем воска или имеют густое опушение. Корни или направленное вниз и проникает до водоносных слоев почвы на глубину в несколько метров (верблюжья колючка), или находится на незначительной глубине, занимая большую площадь (кактусы) для усвоения воды с большой площади почвы под время кратковременных дождей. У многих травянистых растений засушливых місцеіснувань вегетативные органы быстро развиваются во время коротких благоприятных периодов, а впоследствии их надземная часть отмирает и неблагоприятные периоды они проводят в состоянии покоя в виде видоизмененных подземных побегов (корневищ, луковиц и т.п.).

8.4.23. Опишите основные приспособления наземных животных к засушливым условиям существования.

Много животных пустынь большую часть воды получают с пищей (пустынные грызуны и т.п.) или в результате расщепление запасов жира (например, верблюд может долго обходиться без питья, потому что в его горбах запасы жира, которые при окислении поставляют необходимую для обмена веществ воду). Покровы тела у многих животных пустыни толстые, водонепроницаемые, что препятствует испарению воды (пустынные насекомые, черепахи, чешуйчатые и др).

Много пустынных видов ведет ночной образ жизни, находясь в самые жаркие часы в неактивном состоянии в различных укрытиях: норах, под камнями и т.д. (пустынные грызуны, скорпионы и т.д.). Некоторые грызуны (суслики) впадают в летнюю спячку и выходят из нее под осень, когда еды много, а влажность повышается.

8.4.24. Что представляет собой "Красная книга"? Какие виды регистрируются "Красной книгой"?

"Красная книга" - это список и описание редких и находящихся под угрозой исчезновения видов организмов с объяснением их современного и прошлого распространения, причин уменьшения численности, особенностей размножения, принятых мер охраны. "Красная книга" иллюстрированная рисунками и схемами распространения. Есть международный (выдает Международный союз охраны природы и природных ресурсов) и национальные (отдельных государств) варианты "Красной книги". В частности, "Красная книга Украины" регистрирует следующие виды: исчезнувшие - виды, о которых после неоднократных поисков в типичных и возможных местах распространения, отсутствует любая информация об их существовании в дикий природе; исчезающие - виды, находятся под угрозой исчезновения, сохранение которых является маловероятным, если продлится губительное действие факторов, которые влияют на их состояние; уязвимые - виды, которые в ближайшем будущем могут быть отнесены к категории "исчезающих", если продолжится губительное действие факторов, которые влияют на их состояние; редкие - виды, малая численность и ограниченный ареал которых могут вызвать их исчезновения; неопределенные и недостаточно известные - виды, о которых известно, что они относятся к категории "исчезающих", "уязвимых" или "редких", однако отсутствие достоверной информации не позволяет определить, к какой именно; восстановленные - виды, популяции которых благодаря принятым мерам относительно их охраны не вызывают обеспокоенности, однако они не подлежат использованию и требуют постоянного контроля за состоянием их популяций.

8.4.25. Дайте определение понятий "заповедник", "национальный природный парк", "заказник". Приведите примеры таких территорий, известных в Украине (кроме заказников).

Заповедники - природоохранные научно-исследовательские учреждения, которые создаются с целью сохранения в естественном состоянии типичных для данной местности или уникальных природных комплексов, разработки научных основ охраны природы. В них полностью запрещено любую хозяйственную деятельность человека, охота, рыболовство и т.д. Заповедники Украины разделяют на природные и биосферные. В биосферных заповедниках сохраняют в естественном состоянии типичные или редкие для биосферы природные комплексы, в них реализуют международные научные и природоохранные программы (Аскания-Нова, Карпатский, Черноморский, Дунайский биосферные заповедники). Сейчас на территории Украины действует 16 природных заповедников, расположенных во всех природных зонах. Так, в зоне смешанных лесов расположены Полесский и Ровенский заповедники, лесостепной - Каневский, "Расточье", "Медоборы", степной - Черноморский, Аскания-Нова, Луганский, Украинский степной, Днепровско-Орельский, Дунайский, "Еланецкая степь" Опукский, Казантипский, горном Крыму - Карадагский, Крымский, Ялтинский горно-лесной, "Мыс Мартьян", в Украинских Карпатах - Карпатский, "Горганы".

Национальные природные парки - это природоохранные и культурно-просветительские учреждения, призванные сохранять ценные природные, историко-культурные комплексы и объекты. На территории национальных природных парков, кроме зон полной заповедности есть и территории, открытые для организованного посещение, на которых могут осуществляться различные формы отдыха, например, организованный туризм. В Украине сейчас функционирует 10 национальных природных парков: Карпатский, Шацкий, Азово-Сивашский, Вижницкий, "Синевир", "Подольские Товтры", "Святые горы", "Яворивский", Деснянско-Старогутский, "Сколевские Бескиды".

Заказники - природные территории, созданные с целью сохранения и воспроизводства природных комплексов или отдельных видов организмов. На их территории научная и другие виды деятельности осуществляются с соблюдением требований охраны окружающей среды.

8.4.26. Дайте определение группировки.

Группировки - это группа популяций разных видов, населяющих определенную территорию и взаимодействуют между собой. Можно выделить группировки любого размера и уровня. Растительные группировки имеют название фитоценозы, группировки животных - зооценози, группировка животных, растений, грибов и прокаріот, которые занимают определенную однородную область местности - биоценозы.

8.4.27. Что подразумевается под функционированием группировки?

Это прохождение через группировки энергии и вещества.

8.4.28. Что такое биоценоз?

Биоценоз представляет собой комплексы взаимосвязанных популяций разных видов организмов, которые населяющих определенную территорию с более-менее однородными условиями существования. Пределы определенного биоценоза определяются фітоценозом определенного типа.

8.4.29 Что такое планктон и бентос? Дайте определение и примеры организмов, входящих в эти группы. Покажите их адаптации к условиям существования.

Планктон - совокупность организмов, обитающих в толще воды, переносятся течениями и неспособные самостоятельно противостоять течениям. Бентос - совокупность организмов, живут на поверхности или в толще грунта водоемов. В состав планктона входят различные виды бактерий, цианобактерий, одноклеточных водорослей (хламідомонада т.д.), простейших (инфузория - туфелька, евглена зеленая, променяки, или радиолярии), медузы, мелкие рачки (дафнии, циклопы), личинки рыб. Для планктонных организмов характерна небольшая удельная масса тела (например, разветвленные конечности дафний и циклопов, большой объем и малая удельная масса студенистой вещества медуз и т.п.).

Бентосные организмы - это прикрепленные к грунту водоросли (улотрикс, ламинария) и другие водные растения, бактерии, простейшие (амеба обыкновенная, фораминиферы) и многоклеточные животные (губки, кишковопорожнинні, круглые и кольчатые черви, двустворчатые моллюски, иглокожие и др). Одни из них живут в толще грунта (піскожил), другие - на его поверхности (планария молочно-белая, нереїс, беззубка, речной рак, камчатский краб), некоторые прикреплены к субстрату (гидра, актинии, кораллы, мидии).

8.4.30. Что такое биогеоценоз? Кто предложил этот термин?

Биогеоценоз - это любая единство организмов на определенной однородной территории, которые взаимодействуют между собой и с физической средой обитания таким образом, круговорот веществ и потоки энергии создают четко определенную трофическую структуру и определяют видовое разнообразие. Термин биогеоценоз предложил В. М. Сукачев в 1940 году. Под біогеоценозом он понимал устойчивую систему, способную к саморегулированию.

8.4.31. Почему биогеоценозы являются устойчивыми системами?

Устойчивость биогеоценозов, которые сложились в ходе их исторического развития, проявляется в потому, что они находятся в состоянии равновесия с физической средой существования. Устойчивость - это свойство биогеоценоза выдерживать изменения в окружающей среде, без разрушение собственной структуры и заметных изменений в производительности. Это обеспечивается способностью организмов переносить неблагоприятные условия и их высоким потенциалом размножения.

8.4.32 В чем проявляется саморегуляция биогеоценозов? Как она осуществляется?

Саморегуляция биогеоценозов проявляется в том, что численность особей каждого вида, которые входящие в состав биогеоценоза, поддерживается на определенном, относительно постоянном уровне. Количество особей в популяциях ограничивается имеющимися ресурсами: едой, местами для размножения, светом, влагой и т.д. Если имеющихся ресурсов недостаточно, то смертность особей в популяции превышает рождаемость, и численность . популяции уменьшается. Если же плотность популяции невелика по сравнению с имеющимися ресурсами, то, наоборот, - рождаемость превысит смертность, и численность популяции будет расти. Таким образом, численность популяции регулируется равновесием между двумя противоположными тенденциями: внутренним, присущим данной популяции, потенциалом роста и ограничениями, которые накладывает на этот рост среду. На численность популяций влияют также колебания, или, наоборот, стабильность экологических факторов. В регуляции численности популяций играют роль и межвидовые связи: да популяции паразитов регулируют плотность популяций хозяина, популяции хищника - популяций добычи и т.д.

8.4.33. Какие показатели характерны для биогеоценоза?

Для биогеоценоза характерны такие показатели: видовое разнообразие, плотность популяций отдельных видов, биомасса, продуктивность, площадь (или объем), которую он занимает.

8.4.34. Что такое продуктивность биогеоценоза?

Производительность биогеоценоза - это прирост биомассы, созданной за единицу времени. Различают производительность первичную и вторичную. Первичная продуктивность - это биомасса, созданная за единицу времени продуцентами, а вторичная - гетеротрофними организмами.

8.4.35. Что такое биомасса?

Биомасса - общее количество органического вещества всей совокупности особей с имеющейся в ней энергией. Биомассу обычно выражают в единицах массы в пересчете на сухое вещество на единицу площади или объема.

8.4.36. Какова структура биогеоценоза?

В основе биогеоценоза выделяют следующие компоненты: 1) неорганические вещества (СО2, Н2О, NН3 и др.), которые включаются в круговорот; 2) органические вещества (белки, липиды, углеводы и др.), которые связывают абіотичну и биотическую части биогеоценоза; 3) климатический режим (среднегодовые температура, влажность и другие факторы); 4) продуценты - автотрофні организмы, способные создавать органические вещества из простых неорганических; 5) консументи - гетеротрофні организмы, которые потребляют готовое органическое вещество; 6) редуценти - организмы, которые разлагают органические остатки до неорганических соединений. Первые три группы - неживые компоненты (абіотична часть биогеоценоза), а другие - составляют его биотическую часть.

8.4.37. Что обеспечивает целостность биогеоценозов?

Целостность биогеоценозов обеспечивают потоки энергии и круговорот веществ, которые связывают живые организмы разных видов друг с другом и организмы с физической средой их существование. Способность организмов к размножению, наличие в среде пищи, необходимой для роста, развития и размножения, а также воссоздание среды существование живыми организмами - условия самовоспроизводства биогеоценозов.

8.4.38. Какие связи регулируют массовые размножения видов в экосистемах?

Массовые размножение видов в экосистемах регулируются прямыми и обратными связями между организмами разных видов. Так, при благоприятных погодных условиях создается высокий урожай растений, которыми питаются травоядные животные. В связи с хорошим питанием численность популяций таких животных растет. Но рост численности травоядных животных означает увеличение кормовой базы для хищных животных. Это, в свою очередь, ведет к тому, что хищные животные начинают размножаться интенсивнее. Но увеличение численности хищников приведет к уменьшение численности добычи. Это, в свою очередь, тормозит размножение хищников, и численность хищников и их добычи постепенно возвращается к исходному состоянию.

8.4.39. Известно, что консументи могут принадлежать к разным трофических уровней (консументи I, II и высших порядков). Чем определяется принадлежность консументів до определенного трофического уровня?

Принадлежность консументів до определенного трофического уровня определяется тем, через какое количество этапов они получают пищу от автотрофів, что создают органическое вещество. Так, травоядные животные относятся к уровню консументів И порядке, хищники, которые поедают травоядных животных, - до уровня консументів II порядка, а хищники, которые питаются консументами II порядка, - до консументів III порядка и т.д.

8.4.40. Что такое продуценты?

Продуценты - это автотрофні организмы, которые создают органические вещества из неорганических. Продуценты являются первым звеном пастбищных цепей питания.

8.4.41. Структурным компонентом биогеоценоза является консументи. Что это такое?

Консументи - это гетеротрофні организмы, потребляющие готовые органические вещества, созданные продуцентами или консументами низших трофических уровней, но в ходе этого потребления не доводящие разложение органических веществ до простых минеральных составляющих. Различают консументів И порядке, которые питаются растительной пищей, II порядке, которые питаются животной пищей, и т.д.

8.4.42. Что такое редуценти?

Редуценти (или деструкторы) - организмы (главным образом бактерии и грибы), которые в ходе своей жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические соединения, включаются в круговорот веществ в біогеоценозі.

8.4.43. Какие особенности морских биогеоценозов на глубинах свыше 100-150 м. и население пещер?

В таких условиях фотосинтетики (продуценты) отсутствуют, а редуценти и консументи есть на всех глубинах, что иногда является основой для утверждения о существовании специальных глубоководных биогеоценозов без автотрофів. На самом деле продуценты таких экосистем находятся в поверхностных слоях воды (водоросли) и пространственно отделенные от части гєтеротрофів, но образуют с последними единые цепи питания. Это же касается и населения пещер, которое является частью наземных биогеоценозов и существует за счет миграции биомассы в местах их проживания.

8.4.44. Можно ли считать океаническое дно на глубинах, куда не попадает свет, отдельным біогеоценозом?

Из определения биогеоценоза известно, что в основе его цепей питания лежат автотрофи, преимущественно зеленые растения. Отсутствие фотосинтетиків на морском дне указывает, что оно - не самостоятельный биогеоценоз. Это часть вертикального биогеоценоза, занимает всю толщу воды - от поверхности до дна. Продуценты (планктонные водоросли) и консументи И порядка сконцентрированы в верхних наиболее освещенных слоях воды, на дне живут редуценти и консументи, что питаются ими. Существование население дна поддерживается остатками организмов, которые оседают на него с верхних слоев воды.

8.4.45. Как известно, в подземных пещерах есть много видов животных: от червей и насекомых до рыб и земноводных. Можно ли такую систему считать біогеоценозом?

Из определения биогеоценоза известно, что в основе его цепей питания лежат автотрофи, которых нет в пещерах. Пещерный населения существует за счет притока органических остатков в пещеру по подземных водоемах, часть их заносят летучие мыши и т.д. Поэтому население пещер является составной тех наземных биогеоценозов, откуда в пещеру поступают органические вещества.

8.4.46. Бактерии чумы обусловливают массовую гибель грызунов в природных условиях; возбудители сонной болезни живут в крови антилоп в пределах ареалов последних, не нанося им заметной-вред, однако вызывают тяжелые заболевания людей (сонная болезнь). Которая биологическая роль этих паразитов в природных экосистемах?

Бактерии чумы регулируют плотность популяций грызунов в природных экосистемах, предотвращая их массовому размножению. Возбудители сонной болезни и подобные им паразиты предотвращают проникновению в экосистему извне не характерных для нее видов.

8.4.47. Что собой представляет поток энергии в наземных биогеоценозах?

Через любой биогеоценоз, как открытую систему, проходит поток энергии, определенная часть которой используется каждым живым существом. Для зеленых растений и других фототрофів единственным источником энергии является энергия Солнца. Часть этой энергии аккумулируется в синтезируемых ими органических соединениях. Эта накопленная энергия расходуется частично на дыхание и другие процессы жизнедеятельности этих организмов, а частично запасается в виде биомассы. Определенную часть этой биомассы растений потребляют травоядные животные. Хищники получают энергию, потребляя растительноядные виды. Большая часть энергии, полученной консументами с пищей, расходуется на процессы, что происходят в их организме, а также выводится с продуктами жизнедеятельности в окружающую среду. Меньшая часть энергии расходуется на увеличение массы тела, рост, размножения. Часть биомассы продуцентов, которую не потребили консументи (растительный опад), а также их трупы составляют пищу редуцентів. Определенное количество энергии запасается в виде биомассы редуцентів, а часть ее (энергия дыхания) рассеивается. Редуценти отмирают, и их клетки, разлагаются. Из продуктов расписания образуются минеральные вещества фунту. Эти соединения затем поглощаются растениями. Таким образом, энергия в экосистеме аккумулируется на уровне продуцентов, проходит через организмы консументів и редуцентів, входит в состав органического вещества почвы и рассеивается при ее разложении до минеральных соединений.

8.4.43. Что такое цепь питания? Какие типы цепей питания? Приведите примеры.

Цепь питания - это ряд организмов разных видов, из-за которых происходит перенос энергии от ее источники (продуцентов) через ряд организмов. Все живые организмы связаны между собой энергетически, поскольку являются объектами питания других организмов. Цепи питания разделяют на два типа. Один из них начинается с растений (продуцентов), идет к растительноядных животных и далее к хищникам (пастбищного типа, или цепи вчистую). Другой тип начинается от остатков организмов и идет к сапротрофів, которые питаются этими остатками. В результате деятельности этих организмов образуется напіврозкладена органическая масса - детрит (детритного типа, или цепи разложение). Пример цепи питания первого типа: растение, растительноядные насекомые (кузнечики), ко-махоїдні позвоночные (лягушка), хищные позвоночные (уж), редуценти (микроорганизмы, грибы). Пример цепи питания второго типа: остатки растений, дождевые черви, кроты, редуценти.

8.4.49. Из скольких звеньев складываются цепи питания? Почему их количество ограничено?

Цепи питания состоят не более чем из 2-5 звеньев. Это объясняется тем, что все виды, которые образуют цепи питания, существуют за счет органического вещества, произведенной автотрофными организмами (продуцентами). Но эти организмы используют лишь примерно 1% лучистой энергии Солнца, попадающей на них, превращая эту энергию в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических ними веществ. Это органическое вещество может использоваться гетеротрофними организмами (консументами). Когда животное съедает растение, то 80-95% энергии, что содержится в пище, используется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло, и таким образом рассеивается. Лишь 5-20% энергии пищи переходит в новосинтезовану органическое вещество тела животного. То самое происходит, если рослиноїдну животное съест хищник, и т.д. Вследствие таких больших потерь энергии при переходе с одного трофического уровня к другому (от продуцентов - к консуметів И порядка, от консуметів И порядке - к консументів II порядка и тд.) цепи питания не могут быть бесконечно длинными и обычно состоят не более чем из 2-5 звеньев.

8.4.50. В состав данной экосистемы входят следующие организмы: бактерии, грибы, березы, сосны, злаки, кузнечики, бабочки, жуки, кроты, лисы, волки, лягушки, ужи, вольноживущие клещи, лесные сони, полевые луни, совы, орлы - змієїди. Какие типы цепей питания возможны с участием этих организмов? Приведите примеры.

Известно два типа цепей питания: детритного и пастбищного типов. Пастбищный цепь питания начинается с продуцентов (растений), идет к растительноядных животных и далее к хищников. Детритний цепь питания начинается от остатков растений и животных, экскрементов и идет до мелких организмов, которые питаются этими остатками (редуценти), а также к консументів, которые питаются этими микроорганизмами. Следовательно, примером цепи питания и типа может быть такой: продуценты (растения - дубы, березы, злаки) - растительноядные организмы (кузнечики, хрущи) - консументи И порядке (лягушки) - консументи II порядка (ужи) - консументи III порядка (орел - змееяд). Пример цепи питания второго типа: органические остатки - редуценти (микроорганизмы, грибы и т.д) - консументи и порядка (вольноживущие клещи) - консументи II порядка (бурозубки) - консументи III порядка (полевой лунь).

8.4.51. Которые, на вашему мнению, особенности цепей питания первоначальных экосистем, состоявшие только из прокариот (бактерий, цианобактерий)?

Поскольку прокариоты не способны к фагоцитозу, то консументи среди них представлены только паразитами и сапротрофами, а основные преобразования в цепях питания шли по схеме: продуценты - редуценти.

8.4.52. Что такое пищевая сетка?

Все типы цепей питания всегда существуют в биогеоценозах не обособленно, а таким образом, что член одной цепи питания одновременно является звеном другой. Сочетание цепей питания образует пищевую сетку биогеоценоза. Это происходит благодаря тому, что организмы определенного вида могут потреблять разные типы пищи и таким образом участвовать в различных цепях питания. Чем более разветвленная пищевая сетка определенного биогеоценоза, тем он стабильнее. Подавление или разрушение, любой звенья биогеоценоза непременно влияет на пищевую сетку и биогеоценоз в целом.

8.4.53. Что такое правило экологической пирамиды?

Правило экологической пирамиды отражает количественные соотношения продукции, созданной на разных трофических уровнях: на каждом предыдущем уровне трофической количество биомассы (или запасенной энергии), созданной за единицу времени, больше, чем на следующих. Графически это правило выражают в виде пирамиды, отдельные блоки которой соответствуют масштабам продукции на соответствующих трофических уровнях. Т.е. экологическая пирамида является графическим отображением трофической структуры цепи питания.

8.4.54. Какие трофические уровни не учитывают при построении экологических пирамид?

Редуценти и паразиты питаются организмами и их остатками на любых трофических уровнях, и их численность, биомасса, продуктивность зависят от объектов питания. Например, численность паразитов всегда преобладает численность хозяев, суммарная биомасса редуцентів может преобладать биомассу всех консументів т.д. С этой причины невозможно построить правильную экологическую пирамиду, если учесть редуцентів и паразитов.

8.4.55. Что такое пирамида чисел?Всегда основа пирамиды чисел больше ее верхушку? Ответ обоснуйте.

Пирамида чисел есть одним из видов экологической пирамиды. Она отражает изменения числа организмов на каждом из трофических уровней определенного

цепи питания. Конечно, общее количество особей, участвуют в цепях питания, с каждым звеном уменьшается. Например, на 1 га. травянистой экосистемы насчитывается около 9 млн. растений (продуценты), более 700 тыс. растительноядных насекомых (консументи И порядка), более 350 тыс. хищных насекомых и пауков (консументи II порядка), и всего 3 птицы (консументи III порядке). Получается, что основание данной пирамиды чисел в 3 млн. раз шире, чем ее верхушка. Таким образом, размеры хищников больше, чем размеры добычи, и для поддержание биомассы одного хищника надо несколько или много особей добычи. Исключением из этого правила являются случаи, когда более мелкие хищники живут за счет групповой охоты на крупную добычу (когда волки нападают на лосей и др.). Еще одним примером являются лесные экосистемы, где численность растений, среди которых преобладают деревья, значительно меньше, чем растительноядных животных. Например, на одном дереве может питаться большое количество растительноядных насекомых, клещей.

8.4.56. Как известно, правило пирамиды биомассы иногда не сбывается: в океанах биомасса продуцентов (в основном одноклеточных водорослей) значительно меньше, чем консументів, особенно хищников. Объясните это явление.

Большая часть биомассы водорослей сразу потребляется консументами И порядке. Однако в водорослей очень высокие темпы размножения, поэтому часть их биомассы, что загордится, достаточное для поддержания экологического равновесия. На высших трофических уровнях (крупные хищники: головоногие, рыбы, китообразные и т.п.) преобладают процессы накопление биомассы, потому что у крупных хищников продолжительность жизни длинная, а скорость смены поколений небольшая.

8.4.57. Какие источники выработки тепловой энергии живыми организмами? Какова роль тепловой энергии в организме?

Тепловая энергия нужна для повышения температуры тела, особенно у теплокровных животных (млекопитающих, птиц). В них сбалансированы теплопродукция и теплоотдача, что обеспечивает постоянную, сравнительно высокую (+35-40°С) температуру тела. Тепло в организме образуется в результате окислительных реакций и расщепления молекул АТФ как побочного продукта различных превращений веществ в клетках. Кроме того, значительную часть тепла растения, а также хладнокровные животные (насекомые, земноводные, пресмыкающиеся и др.) получают от солнечных лучей.

8.4.58. Какие факторы обусловливают быструю смену экосистем?

Экосистемы быстрее всего изменяются под влиянием антропогенного фактора. Изменение происходит за несколько лет, а часто - скачкообразно. В таких скачкообразных изменений принадлежит вырубка лесов, вспашка земель с созданием агроценозов, создание водохранилищ, когда экосистемы суши превращаются в водные.

8.4.59. Как абиотические факторы влияют на изменение экосистемы?

На смену экосистем могут влиять и абиотические факторы. Климат Земли менялся неоднократно. При потеплении в экосистемах начинали преобладать более теплолюбивые виды, при похолодании - более холодостойкие. В периоды с небольшим количеством осадков увеличивалось количество организмов, устойчивых к недостатку влаги, а в периоды со значительными атмосферными осадками развивались организмы с повышенными требованиями к содержанию влаги. Итак, за климатических изменений в экосистемах численность одних видов организмов сокращается, сокращается их ареал - они испытывают биологического регресса. Другие виды, которые оказались более устойчивыми к климатическим изменений, увеличивают свою численность и расширяют ареал обитания, то есть испытывают биологического прогресса.

8.4.60. Как происходит заселение живыми существами новых мест обитания на суше?

В начале заселение мест, где растений раньше не было, например скальных пород, большую роль играют первопоселенцы: бактерии, водоросли, лишайники и т.д. Первые поселенцы хорошо приспособлены к суровым условиям - они выдерживают резкие их изменения. Медленно, но неуклонно они изменяют среду своего существования и тем самым создают условия для проникновения сюда новых видов. С их приходом конкуренция становится более жестокой. Пионерные организмы (первопоселенцы) в этой борьбе вытесняются новыми, более конкурентоспособными, пришельцами.

Во время длительного развития и смены экосистемы число видов живых организмов, которые к ней входят, постепенно растет. Структура группировки становится сложнее, его пищевая сетка все более разветвляется, увеличивается и разнообразие связей между организмами. Группировки все полнее использует ресурсы среды. Так, формируется созревшее (клімаксне) группировки, наиболее приспособленное к условиям окружающей среды. Оно находится в состоянии равновесия с физическим средой обитания и способно к совершенной саморегуляции. Популяции видов в зрелом группировке хорошо восстанавливаются и, как правило, не замещаются другими видами.

8.4.61. Что собой представляют агроценозы? Приведите примеры.

Агроценоз - это конечно маловидове (иногда - растительное монокультура) группировка растений, животных, грибов и микроорганизмов, созданное человеком для получения сельскохозяйственной продукции. Оно нуждается в постоянной поддержке со стороны человека. Агроценоз имеет плохие динамические качества, в том числе низкую экологическую надежность (т.е. слабую способность существовать в условиях неизбежных колебаний условий среды без резких изменений структуры и функций), но характеризуется высокой біопродуктивністю одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных. Как правило, кроме культурных видов, в состав агроценоза входит и ряд представителей дикой флоры и фауны, без которых агроценоз не может существовать. Поэтому при создании агроценозов надо учитывать взаимоотношения, которые существуют между организмами в природных группировках, между организмами и внешней средой, а также те взаимоотношения, которые возникают при создании агроценозов. Примером агроценозов может быть пшеничное поле, пастбище, пруд и т.д.

8.4.62. Верно ли утверждение, что агроценоз - искусственный биогеоценоз?

Это утверждение неправильное, потому что для биогеоценозов характерны богатый видовой состав, разветвленные трофические сетки, устойчивость, способность к саморегуляции и самовоспроизведению. А агроценоз - это маловидове группировки окультуренных видов, которое не способно к саморегуляции и не может существовать без постоянного вмешательства человека.

8.4.63. Чем агроценозы отличаются от биогеоценозов?

Агроценозы отличаются от биогеоценозов следующим признакам: в агроценозы создаются человеком для удовлетворения его потребностей, а биогеоценозы формируются в течение длительного исторического промежутка времени; в агроценозах, в отличие от биогеоценозов, почти не выраженная саморегуляция, поэтому агроценозы требуют постоянного вмешательства человека в их существование, без чего агроценозы разрушатся и исчезнут; на значительных площадях агроценозов выращиваются растения одного или нескольких видов в течение лет, что может привести к массовому размножению вредителей и паразитов этих растений, которые в биогеоценозах встречаются относительно редко, а в агроценозах представляют опасность для растений, которые культивируются; в биогеоценозах происходят сукцессии, а в агроценозах этому явлению предотвращает человек; биогеоценозы существуют за счет только одного источника энергии - Солнца, а агроценозы и получают дополнительную энергию, которую вносит человек (удобрения, полив и т.д.); в біогеоценозі все элементы, которые потребляются растениями, со временем возвращаются в почву. Из агроценоза часть питательных элементов выносится с урожаем. Поэтому, чтобы возместить расходы, человек должна постоянно вносить в почву агроценоза минеральные и органические удобрения.

8.4.64. Почему в агроценозах почти не выраженная саморегуляция?

Саморегуляция с агроценозах, в отличие от биогеоценозов, почти не выражена том, что агроценозы включают небольшое количество видов и поэтому требуют постоянного вмешательство человека, которая предотвращает процессы сукцессии. Чтобы сохранить агроценоз и собрать урожай, человек контролирует и изменяет влияние природных факторов, орошает засушливые и осушает переувлажненные почвы, уничтожает сорняки и вредителей сельскохозяйственных растений, создавая преимущества только для культурных организмов. Отсутствие саморегуляции объясняется еще и тем, что из агроценоза большая часть питательных элементов, прежде всего таких важных, как азот и фосфор, выносится вместе с урожаем, поэтому надо периодически вносить в почву агроценоза минеральные и органические удобрения. Кроме того, необходимость постоянного вмешательства человека объясняется и тем, что без такого вмешательства культурные растения не выдержат конкуренции с дикими видами и будут вытеснены.

8.4.65. Приведите примеры биогеоценозов, которые занимают промежуточное положение между природными биогеоценозами и агроценозами.

Есть биогеоценозы, сложившиеся естественно, но деятельность человека вносит в их структуру и функционирования более-менее существенные изменения. Такие биогеоценозы занимают будто промежуточное положение между естественными биогеоценозами и агроценозами. К такому типа биогеоценозов относятся лесопарки, природные луга, на которых осуществлялись мелиоративные мероприятия, и др.

8.4.66. Справедливо ли утверждение, что в стабильных (устойчивых, клімаксних) экосистемах один вид может вытеснять другой? Дайте аргументированный ответ.

В устойчивых экосистемах трофическая сетка очень разветвленная, поэтому численность определенного вида регулируется несколькими видами. Вытеснение одного вида другим может привести к нарушению устойчивости экосистемы в целом, поэтому механизмы саморегуляции не позволят чрезмерно размножаться любому члену биоценоза.

8.4.67. Кто ввел термин "биосфера" и кто создал учение о биосфере?

Впервые название "биосфера" предложил австрийский ученый Е. Зюсс в 1865 году. Учение о биосфере создал украинский академик В. И. Вернадский, основоположник новой науки биогеохимии. Эта наука связала химию Земли с химией жизни и установила роль живого вещества в преобразовании земной поверхности.

8.4.68. Что такое биосфера?

Биосфера - часть оболочек Земли, населенные живыми организмами. Биосфера представляет собой совокупность всех биогеоценозов (экосистем) Земли. Таким образом, биогеоценоз является элементарной структурой крупной экологической системы - биосферы. Биосфера состоит из живого и неживого компонентов. Совокупность всех живых организмов Земли образует живое вещество биосферы. Основная масса живых организмов сосредоточена на границе трех геологических оболочек Земли: атмосферы (газообразной), гидросферы (жидкой), литосферы (твердой). Пределы жизни на Земле является одновременно и границами биосферы. Биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в ее пределах проявляется геологическая деятельность всех живых организмов. Живые организмы, преобразуя солнечную энергию, влияют и на геологические процессы. Специфической особенностью биосферы, как единой глобальной экосистемы является круговорот веществ и потоки энергии, которые непрерывно происходят в ней и регулируется діяльністю. живых организмов. Поскольку биосфера получает энергию извне - бед Солнца, она является открытой системой.

8.4.69. В чем заключается суть учения В. И. Вернадского о ноосфере?

Ноосфера (сфера ума) - это новое состояние биосферы, вызванный умственной деятельностью человека, при котором достигнуто гармоничное сосуществование природы и человека. При этом отходы промышленного производства не будут вредными для окружающей среды, а станут необходимым компонентом питания микроорганизмов, растений и т.д. Сельское хозяйство будет развиваться интенсивно на основе высокопродуктивных пород и сортов на сравнительно небольших площадях. За счет интенсивного ведения сельского хозяйства большая часть поверхности планеты будет занята природными экосистемами или окультуренными ландшафтами (лесопарки и т.д.), меньшая - агроценозами. Создание ноосферы - единственный способ избежать экологической катастрофы, к которой может привести дальнейшее хаотичное развитие хозяйства.

8.4.70. Какие функции живого вещества?

Живое вещество в биосфере выполняет таю биогеохимические функции: газовую - поглощает и выделяет газы; окислительно-восстановительную - окисляет вещества с помощью организмов в фунтах и гидросфере с образованием солей, оксидов и т.д и восстанавливает вещества (сероводород, серное железо и др.); концентрационная - живое вещество захватывает химические элементы (водород, углерод, азот, кислород, натрий, марганец, магний, алюминий, фосфор, кремний, калий, кальций, серу, железо и др.) и некоторое время удерживает в организмах; биохимическая функция связана с питанием, дыханием и размножением, разрушением и гниением отмерших организмов, то есть обменом веществ. Вследствие деятельности бактерий, водорослей, одноклеточных животных в земной коре образовались залежи известняков, руд и т.д. Все эти функции проявляются в біогенній миграции атомов. В результате выполнения этих функций живое вещество биосферы с минеральной основы создает естественные почвы. Она создала в прошлом и поддерживает в состоянии равновесия атмосферу. При участии живого вещества идет процесс выветривания, и горные породы включаются в геохимические процессы, в частности, создание первоначальных фунтов.

8.4.71. Почему производительность океана, несмотря на то, что он занимает 71% площади Земли, ниже, чем продуктивность экосистем суши?

Несмотря на то, что океан занимает 71% площади Земли, его производительность в 3 раза, а биомасса водорослей в 10 тыс. раз меньше, чем продуктивность и биомасса растений суши. Это объясняется тем, что основные продуценты суши - дерева, а океана - мелкие одноклеточные водоросли. Деревья растут медленно, а живут длительное время, их биомасса накапливается за десятки и сотни лет. Водоросли в океане быстро размножаются и за год их поколения могут измениться в десятки и сотни раз. Практически каждый день создается биомасса водорослей, которая равна ее запаса. Однако растительноядные консументи океана очень быстро (на 60-90%) выедают продуцентов. Таким образом, устанавливается равновесие между приростом и потреблением продуцентов, и запас их постоянно остается низким.

8.4.72. Какова роль живых организмов в процессах почвообразования?

Почва - верхний рыхлый слой земной коры, созданный деятельностью живых существ и который имеет свойство плодородия. Плодородие почвы - это его способность как полнее удовлетворять потребности растений в элементах питания. Почва образуется из продуктов разрушения поверхностных горных пород под воздействием микроорганизмов, растений и животных. Растения синтезируют сложные органические соединения за счет простых неорганических, которые они поглощают из окружающей среды. Растения частично поедаются животными, а в основной массе отмирают. В виде отмерших остатков растений и трупов животных органические соединения поступают в почву. Вся эта масса мертвой органики служит источником существования для животных и микроорганизмов, населяющих почву. Под действием этих животных-сапротрофів и микроорганизмов, которые осуществляют окислительная функцию, органические вещества минерализуются, превращаясь в двуокись углерода, аммиак, воду и другие вещества. Органические соединения, которые образуются на первых стадиях минерализации, является энергетическим материалом для других групп микроорганизмов. Так происходит многоступенчатая реакция минерализации. Сами микроорганизмы со временем отмирают, их тела также или полностью минерализуются, или раскладываются на соединения, содержащие азот, из этих соединений и других промежуточных продуктов образуется особое органическое вещество - почвенный гумус. Чем богаче почва гумусом, тем он плодородных. Но и гумус разрушается под действием микроорганизмов. Таким образом, фунт - это необходимый компонент биосферы.

8.4.73. Какова роль живых организмов в создании осадочных пород?

Первым этапом образование осадочных пород выветривание горных пород, которое всегда сопровождается процессами их растворения. На эти процессы живые организмы производят прямое и опосредованное влияние. Прямое разрушающее их влияние на горные породы оказывается, например, в том, что корни растений, проникая в трещины, раздвигают куски породы, что способствует проникновению воды и усилению процессов растворение горных пород. Лишайники, поселяющиеся на скалах, выделяют органические кислоты и разрушают минералы химически. Горные породы крошатся и разрушаются механически. Все осадочные породы по своему происхождению делятся на обломочные, химические и органические. Последние создаются живыми организмами. С накоплений известняковых скелетов организмов в водоемах образуются известняки и мел. Эти организмы при жизни накапливают соли кальция в скелетах, панцирях, раковинах, которые после гибели организмов опускаются на дно (одноклеточные - фораминиферы, моллюски и др.). В образовании кремнеземов участвуют организмы, которые накапливают кремний (одноклеточные - радиолярии, диатомовые водоросли). Таким образом, живое вещество биосферы непосредственно влияет на геологические процессы формирование литосферы.

8.4.74. Назовите причины следующих заболеваний: эхинококкоз человека, міксидема, синдром Дауна, дизентерия, мозаичность листьев табака.

Эхинококкоз человека вызывается личиночной стадией (фіною) стьожкового червь эхинококка. Міксидема возникает вследствие недостаточного выделения гормона щитовидной железы - тироксина. Синдром Дауна - наследственное заболевание человека, вызванное нерасхождением одной пары хромосом в процессе мейоза. Дизентерия может спричинятись дизентерийной амебой, что относится к саркомастигофор одноклеточная животное), или бактерией - дизентерийной палочкой. Мозаичность листьев табака вызывается вирусом табачной мозаики.

8.4.75. Назовите причины следующих заболеваний: базедова болезнь, гемофилия, клещевой энцефалит, чесотка, чума.

Базедова болезнь возникает вследствие избыточного выделения гормона щитовидной железы - тироксина. Гемофилия - наследственное заболевание, которое наследуется сцеплено с полом; аллельный ген, что ее вызывает, находится в Х-хромосоме (У-хромосома этого гена лишена). Таежный энцефалит - вирусное заболевание; передается через укус таежного клеща. Чесотка вызывается клещом - чесоточным свербуном. Чума - бактериальное заболевание, которое передается через укус пацюкової блохи или непосредственно от больного человека к здоровому.

8.4.76. Какие причины лежат в основе таких явлений: хвостатість у человека; отсутствие кочана у капусты при засухе; индивидуальность расположение извилин на подушечках пальцев человека; однояйцевые близнецы; белые пятна на листьях растения ночной красавицы?

Хвостатість в человека возникает в результате перехода рецессивного аллеля в хвостатости гомозиготний состояние. Отсутствие кочана у капусты при засухе - пример модификационных изменений в ответ на недостаток влаги в окружающей среде. У человека есть ген, что вызывает появление самих извилин на пучках пальцев, однако их взаимное расположение возникает в процессе онтогенеза у каждого человека отдельно. Однояйцевые близнецы возникают из бластомеров, которые отделяются друг от друга, и каждый из них образует отдельный организм с идентичным генотипом. Белые пятна на листьях ночной красавицы - наследственная признак, который передается исключительно через ДНК пластид.