Министерство здравоохранения Республики Беларусь
УО «Гомельский государственный медицинский университет»
Кафедра медицинской биологии и генетики
Обсуждено на заседании кафедры
Протокол № ____ от «___»_________________20___ года
ЛЕКЦИЯ № 18
по медицинской биологии и генетике
для студентов 1 курса
лечебного, медико-профилактического и медико-диагностического
факультетов
Тема: «Основы экологии. Антропоэкология».
Время - 90 мин.
Учебные и воспитательные цели:
Ознакомить с целями и задачами антропоэкологии.
Знать характеристики сообществ, экологическую изменчивость живых организмов в них.
Уметь выделять адаптивные типы людей.
Различать биологические и социальные аспекты адаптации населения к условиям жизнедеятельности.
ЛИТЕРАТУРА:
Бекиш О.-Я. Л. Медицинская биология. Курс лекций для студентов мед. ВУЗов. - Витебск, 2000 с. 310-340.
Биология /Под ред.В.Н. Ярыгина/ 1-я книга - М.: Вш,1997. с. 182-195.
О.-Я. Л. Бекиш, Л.А. Храмцова. Практикум по мед. биологии. - Изд. «Белый Ветер», 2000 - с. 142-147.
МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Мультимедийная презентация.
РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ
№ п/п |
Содержание |
Расчет рабочего времени |
1. |
Основные понятия экологии. |
5 |
2. |
Биологические системы, изучаемые экологией. |
10 |
3. |
Антропоэкология, ее цели и задачи. |
15 |
4. |
Биологические и социальные аспекты адаптации. |
20 |
5. |
Экологическая дифференцировка человечества. |
20 |
6. |
Антропогенные экосистемы. |
20 |
Всего: |
90 |
|
Вопрос 1
Экология (гр. ойкос - дом, жилище, родина + гр. логос понятие, учение) - наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей средой, другими организмами и сообществами. Это наука о структуре и функциях живой природы, которая изучает жизнь на надорганизменном уровне.
Экология исследует три основных уровня организации живой материи:
отдельные особи и влияние экологических факторов на организм и его адаптацию;
популяции и изменение их численности под влиянием экологических факторов;
сообщества, их состав, структуру, закономерности функционирования.
Предметом экологии являются биологические макросистемы: популяции, сообщества, экосистемы, их динамика во времени и пространстве.
Ее теоретическая и практическая задача - вскрыть закономерности процессов, управлять ими в условиях возрастающего влияния антропогенных фактов, рационально использовать природные ресурсы биосферы.
Методы экологии:
полевые - изучение популяций в естественной обстановке;
экспериментальные - анализ отдельных фактов в контролируемых условиях;
моделирование биологических явлений - воспроизведение в искусственных системах процессов живой природы;
математическое моделирование - первые модели хищник-жертва, паразит-хозяин. Используют для экологического прогнозирования.
Вопрос 2
Наиболее тесные взаимоотношения складываются между организмами, населяющими определенный участок среды обитания.
Среда - это вся совокупность элементов, которые действуют на особь в месте ее обитания. Однородные участки среды, например: лес, поле – называют биотопом. Сообщество организмов, населяющих биотоп - биоценоз. Единство биоценоза и биотопа называется биогеоценозом.
Термин введен в 1940 году В.Н. Сукачевым: «Биогеоценоз - это динамическое и устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы». Это относительно устойчивая пространственно ограниченная внутренне однородная природная система, осуществляющая функционально взаимосвязь живых организмов и окружающей среды, характеризующуюся определенным энергетическим состоянием, обменом веществ, информации.
Поскольку компоненты биоценоза находятся в единстве, было предложено в 1935 году Тэнсли определение экосистемы. Это любое единство, включающее все организмы на данном участке, и взаимоотношение их с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие. В отличие от биогеоценоза граница которого ограничивается рамками сообщества. Экосистема не имеет определенной границы и охватывает пространство разной протяженности.
Элемент среды, способный оказывать прямое влияние на живой организм хотя бы на одной из стадий индивидуального развития, называется экологическим фактором.
Экологические факторы принято классифицировать следующим образом:
абиотические
биотические
антропогенные
Любая особь, популяция, сообщество испытывают одновременно воздействие многих факторов, но лишь некоторые из них являются жизненно важными. Такие факторы называются лимитирующими, и их отсутствие или наличие концентрации ниже или выше критических уровней делает невозможным освоение среды организмами определенного вида.
Благодаря наличию лимитирующих экологических факторов для каждого биологического вида существуют оптимум и пределы выносливости.
Способность вида осваивать разные среды обитания выражается величиной экологической валентности. Виды с малой валентностью, называются стенотопными, с большой - эвритопными.
Особая роль в экономике биогеоценоза принадлежит цепям или сетям питания.
Пищевая цепь состоит из ряда трофических уровней, последовательность которой соответствует направлению потока энергии.
Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в ряду трофических уровней находит отражение в структуре экологических пирамид. По правилу экологической пирамиды количество биомассы, энергии и численности на каждом последующем уровне цепи питания снижается в десять раз по сравнению с предыдущим (правило Линдемана).
Главной частью биогеоценоза, от состояния которой зависит его существование и изменении во времени, служит биоценоз.
Показателями структуры и функционирования биоценозов служат:
видовой состав;
число трофических уровней;
первичная продуктивность;
интенсивность потока энергии и круговорота веществ.
Структура биоценозов складывается в процессе эволюции, причем каждый вид организмов эволюционирует таким образом, чтобы занять в биоценозе определенное место. В результате достигается состояние взаимоприспособленности видов друг к другу или коадаптации, которые служат обязательным условием стабильности биоценоза.
Состояние коадаптации достигается также между видами антагонистами: хищник - жертва, хозяин - паразит.
В биоценозах обнаруживаются все возможные виды взаимодействия тех организмов, которые их образуют:
симбиоз (мутуализм, комменсализм, синойкия),
паразитизм,
хищничество,
конкуренция (внутри- и межвидовая).
Последовательная смена биоценозов (экосистем), преемственно возникающих в пределах одного биотопа, называется сукцессией.
Различают первичную и вторичную сукцессию. Сукцессия завершается климаксом - образованием сообщества, видовой состав которого в дальнейшем изменяется незначительно.
Климаксные сообщества характеризуются состоянием устойчивого равновесия, что проявляется в их способности возвращаться в исходное состояние после кратковременных внешних воздействий, изменяющих условия существования, а также противостоять этим воздействиям.
Главные природные климаксные сообщества (в частности сухопутные), отличаются значительной биомассой, но малой первичной продуктивностью. В наиболее продуктивных из них в реакциях фотосинтеза используется всего 1-2% солнечной энергии. И они не дают достаточно продукции, чтобы прокормить растущее человечество.
Обратные соотношения - относительно малая биомасса и высокая первичная продуктивность - свойственны агробиогеоценозам, которые в силу этого экономически выгодны. Однако, без постоянного источника энергии, ухода и защиты со стороны человека, они обречены на быструю смену природными биогеоценозами.