94.Определение науки экологии. Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Правило Аллена. Правило Бергмана

Экология – это наука о взаимоотношениях организмов, сообществ между собой и с окружающей средой. Задачи экологии как науки:

1) изучение взаимоотношений организмов и их популяций с окружающей средой;

2) исследование действия среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов;

3) установление зависимости между средой и численностью популяции;

4) исследование взаимоотношений между популяциями разных видов;

5) изучение борьбы за существование и направления естественного отбора в популяции.

Экология человека – комплексная наука, изучающая закономерности взаимоотношений человека с окружающей средой, вопросы народонаселения, сохранения и развития здоровья, совершенствование физических и психических возможностей человека.

У человека имеется 3 среды обитания:

1) природная;

2) социальная;

3) техногенная.

Человек является объектом различных факторов среды (солнечный свет, другие существа), с другой – человек сам является экологическим (антропогенным) фактором.

Среда – это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.

Факторы:

Абиотические факторы в соответствии со структурой биотопа разделяются на климатические, географические, эдафические и гидрологические.

- Климатические факторы характеризуют физико-химические свойства атмосферы. К ним относятся: температура, влажность, давление, скорость движения, степень ионизации воздуха, освещенность. Климатические факторы имеют первостепенное значение, т.к. именно от этих факторов, в первую очередь, зависит  географическое распространение видов животных и растений на земной поверхности. Газовый состав воздуха, содержание посторонних газов, примесей, пыли и т.п., вообще говоря, не являются климатическими факторами, но характеризуют состояние атмосферного воздуха.

   - Географические факторы (географическая широта, продолжительность дня и ночи, рельеф местности).

   -   Эдафические факторы характеризуют физико-химические свойства почвы. К ним относятся: состав, структура и влажность почвы. Эдафические факторы важны для наземных животных и особенно обитателей почвы, а также для всех растений.

   -   Гидрологические факторы характеризуют физико-химические свойства воды. К ним относятся: температура, содержание солей, газов (в первую очередь кислорода и углекислого газа), микроэлементов, течение, волнение и т.д. Гидрологические факторы являются определяющими для рыб и других водных организмов.

            К абиотическим факторам относят также физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующее излучение. Абиотические факторы могут быть охарактеризованы количественно и доступны для объективного  измерения.

Биотические факторы – это прямые или опосредованные воздействия на конкретный организм других организмов, населяющих общую среду обитания. Биотические факторы принято разделять на внутривидовые и межвидовые, антогонистические и неантагонистические.

   -  Внутривидовые биотические факторы действуют внутри данного вида в популяции. К ним относятся:

     а) демографические факторы (численность и плотность популяции, продолжительность жизни особей, плодовитость,  смертность и т.п.);

     б) этологические факторы, т.е. поведенческие, играющие

значительную роль у животных с развитой психикой (контакты между членами семьи, группы, стада, популяции, отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь и защита или, наоборот, возникновение внутривидовой конкуренции, отношений доминирования и подчинения, иерархии в стаде или в популяции и т.п.).

-  Межвидовые биотические факторы действуют между

представителями разных видов, населяющих одну экосистему.

К ним относятся:

     а)   антогонистические:

–                         хищничество  ( +, – );

–                         паразитизм  ( +, –);

–                         конкуренция  ( – , – );

     б)  неантогонистические:

–                         симбиоз (от гр. symbiosis – сожительство),  ( + , + )  –  это

обоюдовыгодные, но не обязательные взаимоотношения разных видов организмов;

–                         мутуализм (от лат. mutuus – взаимный),  ( + , + )  –

взаимовыгодные и обязательные для роста и выживания отношения организмов разных видов;

–                         комменсализм (от лат. commensalis – сотрапезник), ( + , 0) –

взаимоотношения, при которых один из партнеров извлекает выгоду, а другому они безразличны;

–                         нейтрализм ( 0 , 0 )  –  взаимоотношения, при которых

организмы практически не оказывают влияния друг на друга.

Антропогенные (антропические) факторы — это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.

Виды антропогенных факторов

Физические — использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др.

Химические — использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; курение, употребление алкоголя и наркотиков, чрезмерное использование лекарственных средств.

Биологические — продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания (вирусы, бактерии, другие паразиты).

Социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе.

Биологические факторы, или движущие силы эволюции. К ним относят наследственную изменчивость и естественный отбор.

Приспособление организмов к воздействию факторов окружающей среды называется адаптацией.

Изменения среды в результате воздействия антропогенных факторов:

1) изменение структуры земной поверхности;

2) изменение состава атмосферы;

3) изменение круговорота веществ;

4) изменение качественного и количественного состава флоры и фауны;

5) парниковый эффект;

6) шумовое загрязнение;

7) военные действия.

Основные источники загрязнения атмосферы – автомобили и промышленные предприятия вызывая парниковый эффект.

Основной причиной загрязнения гидросфера является сброс неочищенных сточных вод промышленных и коммунальных предприятий, а также сельскохозяйственных угодий.

Литосфера – плодородный слой почвы формируется длительное время, а благодаря выращиванию сельскохозяйственных культур из почвы ежегодно изымаются десятки миллионов тонн калия, фосфора и азота – основных элементов питания растений. Истощения почвы не происходит, если вносятся органические и минеральные удобрения.

Экологический кризис – это нарушение взаимосвязей внутри экосистемы или необратимые явления в биосфере, вызванные деятельностью человека.

Правило Бергмана

Правило. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более крупные размеры тела по сравнению с обитателями более теплых зон и областей.

Условия, при которых соблюдается.     - Животные гомойотермные.     - Сравниваются близкородственные виды (или подвиды одного вида). Примечание Суть правила. Теплопродукция (выделение тепла клетками организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. С увеличением объема площадь поверхности растет относительно медленно, что позволяет увличить отношение "теплопродукция / теплоотдача" и таким образом компенсировать потери тепла с поверхности тела в холодном климате.

Правило Аллена   (к правилу Бергмана)

Правило. Животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более короткие выступающие части тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению с обитателями более теплых зон и областей.

Условия, при которых соблюдается.     - Животные гомойотермные.     - Сравниваются близкородственные виды (или подвиды одного вида). Примечание Суть правила. Теплопродукция (выделение тепла клетками организма) пропорциональна объему тела. Теплоотдача (потеря тепла, его передача в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. Тонкие выступающие части тела, имеющие небольшой объем и большую площадь поверхности, увеличивают теплоотдачу, т.е. ведут к потере тепла организмом.