Шпаргалка по «Общей экологии»

латентный период - состояние семени;

прегенеративный период (включает состояния проростка, ювенильного растения, имматурного растения и виргинильного растения);

генеративный период (обычно подразделяется на три подпериода - молодых, зрелых и старых генеративных особей);

постгенеративный период (включает состояния субсенильного растения, сенильного растения и фазу отмирания).

Разумеется, при этом возникает проблема соотношения календарного и биологического возраста. Календарный возраст – абсолютный возраст, время от момента рождения. Биологический возраст – постадийный возраст, определяющий роль организма в популяционных процессах. 

Принадлежность к определенному возрастному состоянию определяется по степени выраженности определенных морфологических (например, степень расчлененности сложного листа) и физиологических (например, способность дать потомство) признаков. Таким образом фиксируется, прежде всего, биологический возраст особи. Биологический возраст имеет для эколога большее значение, так как именно он определяет роль особи в популяционных процессах. В то же время, как правило, существует взаимосвязь между биологическим и календарным возрастом.

В популяциях животных также можно выделить различные возрастные стадии. Например, насекомые, развивающиеся с полным метаморфозом, проходят стадии яйца, личинки, куколки, имаго (взрослого насекомого). У других животных (развивающихся без метаморфоза) также можно выделить различные возрастные состояния, хотя границы между ними могут быть и не настолько четкими.

 

29. Комменсализм. Облигатный и факультативный. Квартиранство и форезии. Обоснуйте.

Комменсализм – это такая форма взаимоотношений между двумя видами, когда деятельность одного из них доставляет пищу или убежище другому (комменсалу). Иными словами, комменсализм – одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяев, называют еще нахлебничеством. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи. Комменсалами крупных акул являются сопровождающие их рыбыприлипалы и т. д. 

Облигатный мутуализм (лат. obligatus — «обязательный» и mutuus — «взаимный») — форма обязательного взаимовыгодного сотрудничества.

Классический пример симбиоза — лишайники (сожительство гриба и водоросли) — относится как раз к облигатному мутуализму. Стойкие симбиотические отношения формируются между шляпочными грибами и высшими растениями.

Факультативный мутуализм (лат. facultatis — «возможный») — это сотрудничество, которое не является обязательным, так как каждый из рассматриваемых видов может существовать самостоятельно.

Например, на пасущихся буйволах, носорогах, слонах можно заметить тёмных птиц размером со скворца — это воловьи, или буйволовы, птицы. Они собирают на крупных животных их паразитов, а заметив хищника, криком предупреждают стадо или взлетают. Таких птиц ещё называют «чистильщиками»

Квартиранство — использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища. 

форезия — расселение организма при помощи его переноса другим, (например, мелкие клещи нескольких семейств, личинки жуков Cryptophagidae)

 

30. Динамика популяции. Кривые роста. Когда возможен экспоненциальный тип роста численности популяции.

ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ - периодическое или непериодическое изменение численности, полового или возрастного состава популяции в результате действия абиотических (не зависящих от численности и плотности самой популяции) и биотических (зависящих от численности и плотности популяции) факторов. 
  Выделяют три вида популяционных динамик: стабильный (изменение численности популяции в несколько раз); изменчивый (колебания численности в десятки раз); взрывной (периодическое превышение средней численности в сотни и тысячи раз).

Полезно вначале рассмотреть модель, описывающую рост популяции бактерий после посева их на свежую культуральную среду. В этой новой и благоприятной среде условия для роста популяции оптимальны и наблюдается экспоненциальный рост. Кривая такого роста - это экспоненциальная, или логарифмическая кривая. Но, в конце концов достигается такая точка, когда по нескольким причинам, в том числе из-за уменьшения пищевых ресурсов и накопления токсичных отходов метаболизма экспоненциальный рост становится невозможным. Он начинает замедляться так, что кривая роста приобретает сигмоидную (S-образную) форму. С увеличением плотности скорость роста популяции постепенно снижается до нуля, а кривая выходит на плато. При нулевом росте популяция стабильна, т.е. размеры ее не меняются (нулевая скорость роста популяции означает лишь то, что скорость размножения, если оно происходит, уравновешена смертностью). Такая сигмоидная кривая роста получена для ряда одноклеточных и многоклеточных организмов, например для клеток водорослей в культуральной среде, для фитопланктона озер и океанов весной, для насекомых, таких, как мучные хрущаки или клещи.

Кривая другого типа получается, когда рост продолжается вплоть до внезапного падения плотности популяции в результате исчерпания ресурсов среды. Эту кривую называют "J-образной" или кривой типа "бум и крах". Такой рост не зависит от плотности, так как его регуляция не  связана  с плотностью  популяции  до  самого момента катастрофы. Крах может происходить с тем же причинам, например из-за истощения пищевых ресурсов, которое в случае сигмоидной кривой роста заблаговременно оказывало регулирующее влияние на рост. Миграция или расселение, так же как и внезапное снижение скорости размножения может способствовать уменьшению численности популяции. Расселение может быть связано с определенной стадией жизненного цикла, например с образованием семян.

Скорость роста популяции в экспоненциальной фазе зависит только от ее численности.

 

31.Аменсализм.Мутуализм.Нейтрализм.Охарактеризуйте их суть.

Аменсализм — тип взаимоотношений, при котором один вид подавляет другой, не получая при этом ни пользы, ни вреда. Например, светолюбивые травянистые растения, растущие под елью, испытывают угнетение в результате сильного затенения, тогда как для самой ели это безразлично; гриб пеницилл выделяет антибиотик, подавляющий развитие бактерий. 

Мутуализм — тип межвидовых взаимополезных и взаимовыгодных отношений организмов разных систематических групп, одна из форм симбиоза. Типичный пример мутуализма: отношения термитов и обитающих в их кишечнике жгутиковых. Эти простейшие вырабатывают фермент, который расщепляет клетчатку — основную пищу термитов — до легкоусвояемых веществ. С другой стороны, жгутиковые получают в кишечнике термитов благоприятный микроклимат, защиту, пищу и условия для размножения. Другой пример — микориза (сожительство многих видов деревьев с мицелием грибов, что повышает качество усвоения минеральных растворов из почвы деревом и обеспечивает дополнительным органическим питанием грибницу). 

Нейтрализм — форма взаимоотношений, при которой отсутствует взаимовлияние между обитающими на одной территории популяциями разных видов. Например, разные виды травоядных в саваннах за пищу не конкурируют, т.к. поедают растения различных ярусов.  
В природе истинный нейтрализм очень редок, т.к. между видами возможны опосредованные или косвенные взаимодействия, которые являются невыявленными.

Комменсализм — постоянное или временное сожительство особей разных видов, при котором один из партнеров извлекает пользу, не причиняя хозяину вреда. Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяев — нахлебничество (рыба-прилипала и акула). Рыба-прилипала прикрепляется спинным плавником-присоской к коже акул, передвигаясь вместе с ними и питаясь остатками пищи. Комменсализм, основанный на предоставлении убежища — квартиранство (некоторые жуки обитают в гнездах муравьев и питаются их запасами пищи; в норах грызунов находят приют и пищу многие виды насекомых).

 

32.Статистические методы и их применение в экологии.

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ — научные методы описания и изучения массовых явлений, допускающих количественное (численное) выражение. Слово “статистика” (от игал. stato — государство) имеет общий корень со словом “государство”. Первоначально оно относилось к науке управления и означало сбор данных о некоторых параметрах жизнедеятельности государства. Со временем статистика стала охватывать сбор, обработку и анализ данных о массовых явлениях вообще; ныне статистические методы охватывают собою практически все области знаний и жизнедеятельности общества.

Методы статистической обработки экологической информации: дискриминантный, корреляционный и регрессионный анализ:

1. ДИСКРИМИНАНТНЫЙ АНАЛИЗ

группа методов многомерной статистики, предназначенных для 1) описания различий между классами и 2) классификации объектов, не входивших в первоначальную выборку обучающую (см.). Переменные (см.), используемые в А.Д., называются дискриминантным.

2. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ

Величины, характеризующие различные свойства объектов, могут быть независимыми или взаимосвязанными. Различают два вида зависимостей между величинами (факторами): функциональную и статистическую [2, 3, 5].

3. ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ

С помощью факторного анализа возможно оценить взаимное влияние различных признаков друг на друга.

4. РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ

Статистический метод исследования зависимости между зависимой переменной Y и одной или несколькими независимыми переменными X1,X2,...,Xp. Независимые переменные иначе называют регрессорами или предикторами, а зависимые переменные — критериальными.

5. ДЕТЕРМИНАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ (ДА), созданный первоначально для проведения социологических исследований , в применении к экологическим данным позволяет устанавливать наличие зависимостей между различными компонентами экосистем (в том числе, между живым и косным), включать в анализ как количественные, так и качественные переменные, учитывать совокупное действие многих факторов

6. ЭМПИРИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ модели объединяют в себе практически все биометрические методы первичной обработки экспериментальной информации.

 

33.Определение биоценоз. Схема  биоценоза в экосистеме. Раскройте  согласно схемы содержание взаимосвязей  в биоценозе

Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство, и связанных между собой и окружающей их средой.

 

 Биогеоценоз — это однородный участок земной поверхности, где природные явления (атмосфера, горная порода, растительность, животный мир, микроорганизмы, почва, гидрологические условия) имеют однотипный характер взаимодействия между собой и объединены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

Объедив все указанные составляющие в одно целое, мы получим структуру биогеоценоза (рис. 1). Она включает фитоценоз — растительное сообщество (автотрофные организмы, продуценты); зооценоз — животное население (гетеротрофы, консументы) и микробоценоз — различные микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие (редуценты). Живую часть биогеоценоза Сукачев относил к биоценозу. Неживую, абиотическую часть биогеоценоза слагают совокупность климатических факторов данной территории — климатом, биокосное образование — эдафотоп (почва) и условия увлажнения (гидрологические факторы) — гидротоп. Совокупность абиотических компонентов биогеоценоза носит название биотоп. Каждый компонент в природе неотделим от другого. Главным созидателем живого вещества в пределах биогеоценоза является фитоценоз — зеленые растения. Используя солнечную энергию, зеленые растения создают огромную массу органического вещества.

 

 

34.Определение  средневзвешенной, дисперсии и среднего  квадратического отклонения.

Дисперсия — термин, обозначающий разнообразие признаков в популяции. Одна из количественных характеристик популяции. Для описания бесполой и гермафродитной популяции кроме дисперсий по каждому признаку надо знать также число особей и средние значения признаков. ...

Формула для расчета дисперсии выглядит так: 

 

где

D – дисперсия,

x – анализируемый показатель, с черточкой сверху – среднее значение показателя,

n – количество значений в анализируемой совокупности данных.

 

Дабы вернуть дисперсию в реальность, то есть использовать результат расчета для более приземленных целей, из нее извлекают квадратный корень. Получается так называемое стандартное отклонение. В статистике этот показатель еще называют среднеквадратическим отклонением, но первое название более короткое и распространенное. Будем им пользоваться. Формула стандартного отклонения имеет вид:

Стандартное отклонение, очевидно, также характеризует меру рассеяния данных, но теперь (в отличие от дисперсии) его можно сравнивать с исходными данными, так как единицы измерения у них одинаковые (это явствует из формулы расчета). Но и этот показатель в чистом виде не очень информативен, так как в нем заложено слишком много промежуточных расчетов, которые сбивают с толку (отклонение, в квадрат, сумма, среднее, корень). Тем не менее, со стандартным отклонением уже можно работать непосредственно, потому что свойства данного показателя хорошо изучены и известны

35.Компонентный состав функционально полночленных биоценозов

Биоценозы, состоящие из всех трех функциональных групп — продуцентов, консументов и редуцентов. К ним относятся все естественные и абсолютное большинство искусственных экосистем. Термин принадлежит Т. А. Работнову (1976).

Продуценты - это автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества с использованием внешних источников энергии (энергия Солнца для фотозинтезирующих зеленых растений и прокариот или энергия окислительно-восстановительных реакций с соединениями отдельных химических элементов для прокариот-хемотрофов). Биомасса продуцентов составляет первичную продукцию экосистем. Суммарная масса всех продуцентов биосферы составляет около 95% массы всех живых организмов.

Консументы - это гетеротрофные организмы, которые потребляют живую биомассу (и, соответственно, аккумулированную в ней энергию) автотрофов или гетеротрофов. В зависимости от пищевых потребностей выделяют консументов первого, второго и более высоких порядков.