Контрольная работа по "Общая экология"

1. Водная среда обитания (основные  свойства водной среды – плотность,  кислородный, световой, солевой,  температурный режимы; приспособления  гидробионтов к жизни в водной  среде).

 

Вода как среда обитания имеет  ряд специфических свойств. Это, например, большая плотность, сильные  перепады давления, сильное поглощение солнечных лучей и др. Водоемы  различаются также солевым режимом, содержанием взвешенных частиц, скоростью  течения, режимом разложения органических остатков и т.д.

Водная среда обитания – это  Мировой океан, континентальные  водоемы и подземные воды. В  любом водоеме можно выделить различные по условиям зоны. В океане (и входящих в него морях) выделяют две экологические области: пелагиаль  и бенталь. Пелагиаль – это толща воды, а бенталь - дно водоема. Бенталь также делится на зоны, в зависимости от глубины. Это сублиторальная зона (до глубины примерно 200 м), батиальная зона (область крутого склона) и абиссальная зону (область океанического ложа со средней глубиной 3-6 км). Выделяют также ультраабиссаль - самые глубокие области бентали, соответствующие впадинам океанического ложа, и литораль – кромка берега, заливаемая во время приливов. Часть берега, расположенная выше уровня приливов и увлажняемая лишь брызгами прибоя, называется супралитораль.

 

Основные  свойства водной среды

 

Плотность воды определяет условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Давление с глубиной возрастает. Плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее. Это особенно важно для бесскелетных форм. Планктонные организмы обладают многими адаптациями, повышающими их плавучесть и препятствующими оседанию на дно. К таким адаптациям относятся, например: а) общее увеличение относительной поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития многочисленных выростов или щетинок, что увеличивает трение о воду; б) уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления в теле жиров, пузырьков газа и т.п.

 

Кислородный режим. Условия дыхания, для гидробионтов (организмов, обитающих в водной среде) значительно усложнены из-за того, что в насыщенной кислородом воде содержание его в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Верхние слои водной толщи обычно более насыщены кислородом, чем нижние, т.к. он поступает в воду в основном за счет фотосинтетической деятельности водорослей и диффузии из воздуха. С повышением температуры и солености воды концентрация в ней кислорода понижается. Также дефицит О₂ может создаваться в слоях, сильно заселённых живыми организмами. Около дна водоемов условия могут быть близки к анаэробным. Нехватка кислорода в воде приводит иногда к катастрофическим явлениям – заморам, сопровождающимся гибелью множества гидробионтов.

Среди гидробионтов много видов, способных  переносить большие колебания содержания кислорода в воде, вплоть до почти  полного его отсутствия – это эвриоксибионты. Многие виды способны при недостатке кислорода впадать в неактивное состояние – аноксибиоз – и таким образом переживать неблагоприятный период.

Дыхание водных обитателей осуществляется либо через специализированные органы – жабры, легкие, трахеи, либо через  поверхность тела. У некоторых  видов встречается комбинирование водного и воздушного дыхания.

 

Световой  режим. Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе из-за того, что часть падающих на поверхность водоема лучей отражается в воздушную среду. День под водой короче, чем на суше, т.к. отражение лучей тем сильнее, чем ниже положение Солнца. Быстрое убывание количества света с глубиной связано с поглощением его водой. Лучи с разной длиной волны поглощаются неодинаково: сначала красные, затем зеленые и т.д. Из-за этого зеленые, бурые и красные водоросли сменяют друга с глубиной, - они специализированные на улавливании света с разной длиной волны. Также закономерно меняется с глубиной окраска животных. Обитатели литорали и сублиторали ярко окрашены, в то время как многие глубинные организмы не имеют пигментов.

Поглощение света тем сильнее, чем меньше прозрачность воды, зависящая  от количества взвешенных в ней частиц. Прозрачность характеризуют предельной глубиной, на которой еще виден  специально опускаемый диск Секки. Прозрачность воды в разных водоемах разная, поэтому граница зоны фотосинтеза сильно варьирует в разных водоемах.

Количество света в верхних  слоях водоемов сильно меняется в  зависимости от широты местности  и от времени года.

В темных глубинах океана в качестве источника зрительной информации организмы  используют свет, испускаемый живыми существами. Свечение живого организма называется биолюминесценцией.

 

Солевой режим. Для гидробионтов очень большое значение имеет поддержание определенного количества воды в теле при ее избытке в окружающей среде, т.к. излишнее количество воды в клетках приводит к изменению в них осмотического давления и нарушению важнейших жизненных функций.

Большинство водных обитателей пойкилосмотичны, т.е. осмотическое давление в их теле зависит от солености окружающей воды. Поэтому для них основной способ поддерживать свой солевой баланс – это избегать местообитаний с неподходящей для их организма соленостью. Пресноводные животные не могут существовать в морях, морские не вынесут опреснения. Если соленость воды периодически изменяется, пойкилосмотические животные перемещаются в поисках благоприятной среды. Многие пойкилосмотические виды переходят к анабиозу в результате дефицита воды в теле при возрастании солености. Это, обычно, виды, обитающие в лужах морской воды и на литорали. Солевой анабиоз, таким образом, - средство переживать неблагоприятные периоды в условиях переменной солености воды.

К гомойосмотическим животным относятся высшие раки, позвоночные животные, насекомые и их личинки, обитающие в воде. Они сохраняют постоянное осмотическое давление в теле независимо от концентрации солей в воде.

Существуют также виды, способные  в активном состоянии обитать  как в пресной, так и в соленой  воде – эвригалинные виды. Их не очень много, они населяют эстуарии рек, лиманы и другие солоноватые водоемы.

 

Температурный режим. Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше. Это связано, прежде всего, с высокой удельной теплоемкостью воды. Получение и отдача даже значительного количества тепла не вызывает слишком резких изменений температуры. Испарение воды с поверхности водоемов препятствует перегреванию нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления, замедляет их охлаждение.

Температурные условия в водоемах довольно разнообразны. Так, амплитуда  годовых колебаний температуры  в верхних слоях океана не более 10-15 ̊С, а в континентальных водоемах – 30-35 ̊С (глубокие слои имеют постоянную температуру). В экваториальных водах среднегодовая температура поверхностных слоев 26-27 ̊С, в полярных – около 0 ̊С.

Между верхними слоями воды, в которых  выражены сезонные колебания температуры  и нижними, с постоянным тепловым режимом, находится хона температурного скачка (термоклина). Термоклин резче  выражен в теплых морях, т.к. там  сильнее перепад температуры  наружных и глубинных вод.

Среди гидробинотов значительно больше распространена стенотермность, чем среди животных суши. Это связано с более устойчивым температурным режимом воды. Эвритермные виды встречаются только в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, т.к. там значительны суточные и сезонные колебания температуры.

 

Приспособления  гидробионтов к жизни в водной среде. Зрительная ориентация гидробионтов сильно затруднена в связи с быстрым затуханием световых лучей в воде. Звук, наоборот, распространяется в воде быстрее, чем в воздухе. Поэтому ориентация на звук развита у гидробионтов в целом лучше, чем зрительная. Некоторые виды улавливают даже колебания очень низкой частоты (возникают, напр., при изменении ритма волн из-за начинающегося шторма).

Некоторые гидробионты способны к эхолокации, многие воспринимают отраженные электрические импульсы. Многие гидробионты используют такой способ ориентации как восприятие химизма среды. Для ориентации в глубине служит восприятие гидростатического давления. Среди приспособлений к жизни в пересыхающих водоемах – способность впадать в гипобиоз – состояние пониженной жизнедеятельности.

Многие гидробинты обладают особым характером питания – фильтрацией (это отцеживание или осаждение взвешенных в воде частиц органическогшо происхождения и многочисленных мелких организмов).

 

2. Почва как среда обитания (особенности  почвы как среды обитания, характеристика  обитателей почвы – микрофауна, мезофауна, макрофауна, мегафауна, обитатели нор). Кто входит в эти группы, как они приспособились к жизни в этой среде.

 

Особенности почвы как среды обитания. Почва – рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Это сложная трехфазная система, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Почвенный покров, несмотря на свою незначительную толщину, играет важнейшую роль в распространении жизни. Почва пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами. Поэтому в ней складываются весьма разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро- и макроорганизмов. В почвенном слое температурные колебания сглажены по сравнению с приземным слоем воздуха, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают режим влажности, промежуточный между водной и наземной средой. Кроме того, в почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, которые поставляются отмирающей растительностью и трупами животных. Все эти условия определяют бОльшую насыщенность почвы жизнью.

Важно помнить, что в почве сосредоточены  корневые системы наземных растений.

Неоднородность условий в почвенном  слое резче всего проявляется  в вертикальном направлении. С глубиной резко меняется ряд важнейших  экологических факторов, влияющих на жизнь обитателей почвы: структура почвы, её плотность, содержание воды, состав почвенного воздуха, температура. Колебания температуры резки только на поверхности почвы, а с каждым сантиметром вглубь суточные и сезонные температурные изменения становятся все меньше и на глубине 1-1,5 м почти уже не прослеживаются.

Все эти особенности приводят к  тому, что несмотря на большую неоднородность экологических условий в почве, она выступает как достаточно стабильная среда, особенно для подвижных организмов. Большой градиент влажности и температур в почвенном профиле позволяет почвенным животным обеспечить себе подходящую обстановку путем совсем небольших перемещений.

По целому ряду экологических особенностей почва – среда, промежуточная  между водной и наземной. С водной средой ее сближают температурный режим. Пониженное содержание кислорода в почвенном воздухе, насыщенность его водяными парами, возможность двигаться в трех измерениях и др. С воздушной средой почву сближают наличие почвенного воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоев. Промежуточные экологические свойства почвы как среды обитания животных позволяют предполагать, что почва играла особую роль в эволюции животного мира. Она послужила средой, через которую многие первоначально водные обитатели смогли перейти к наземному образу жизни.

 

Характеристика  обитателей почвы. Почвенных животных объединяют в несколько групп (по размеру): микрофауна, мезофауна, макрофауна, мегафауна и обитатели нор.

1) Мелких почвенных животных объединяют под названием микрофауна. Это простейшие, коловратки, тихоходки, нематоды и др. Они живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой, а часть жизни могут, как и микроорганизмы, находиться в адсорбированном состоянии на поверхности частиц в тонких прослойках пленочной влаги. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. Однако почвенные формы намного мельче пресноводных.

2) Под названием мезофауна объединяют несколько более крупных животных, дышащих воздухом. Размеры представителей мезофауны почв – от десятых долей до 2-3 мм. Это, в основном, членистоногие: клещи, первичнобескрылые насекомые, мелкие виды крылатых насекомых и др. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Многие виды очень чувствительны к высыханию. Основным средством спасения от колебания влажности воздуха для них является передвижение вглубь. Однако этим средством могут пользоваться только самые мелкие виды. Это связано с быстрым уменьшением диаметра пор с глубиной. Более крупные представители мезофауны обладают некоторыми приспособлениями, позволяющими переносить временное снижение влажности почвенного воздуха: защитными чешуйками на теле, частичной непроницаемостью покровов и т.д.

Периоды затопления почвы водой  представители мезофауны переживают в пузырьках воздуха.

3) Представители макрофауны – это почвенные животные с размерами тела от 2 до 20 мм.

Эти животные передвигаются в почве  либо расширяя естественные скважины путем раздвигания почвенных  частиц, либо роя новые ходы. Возможность передвигаться первым способом присуща только видам, которые имеют тело с малым поперечным сечением, способное сильно изгибаться в извилистых ходах. К таким видам относятся, например, многоножки – костянки и геофилы. У других видов развиты приспособления ко второму типу передвижения – более выгодному – рытью с закупориванием за собой хода. Оба способа передвижения накладывают отпечаток на внешнее строение животных.

Газообмен большинства видов этой экологической группы осуществляется при помощи специализированных органов  дыхания, но наряду с этим дополняется  газообменом через покровы. Роющие животные макрофауны могут уходить  из слоев, где возникает неблагоприятная  обстановка (например, в засуху или зимой).

4) Мегафауна почв – это крупные землерои (в основном, из числа млекопитающих). Ряд видов проводит в почве всю жизнь (слепыши, кроты Евразии и др.). Эти животные прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Представители мегафауны почв хорошо приспособлены к роющему подземному образу жизни. Это хорошо видно по их внешнему облику и анатомическим особенностям. У них недоразвитые глаза, компактное тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные копательные конечности с крепкими когтями. Представители некоторых видов разрыхляют землю резцами. Отдельные представители мегафауны достигают в длину 2,5 метров.

5) Обитатели нор – это большая экологическая группа животных, которые кормятся на поверхности, но размножаются. Зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Норники обладают чертами строения, характерными для наземных животных, но имеют ряд приспособлений, связанных с роющим образом жизни. Например, у кроликов по сравнению с зайцами, не роющими нор, заметно укорочены уши и задние ноги, более прочный череп, сильнее развиты кости и мускулатура предплечий и т.п.

 

 

3. Среди разнообразия биотических  взаимоотношений выделяются 7 основных  типов. Укажите специфику каждого  из них: конкуренция, хищничество,  паразитизм, симбиоз, комменсализм, аменсализм, нейтрализм.

 

Конкуренция проявляется там, где виды обладают сходными экологическими требованиями. Они существуют за счет  общих ресурсов, имеющихся в недостатке. Это приводит к вытеснению или уменьшению численности более слабого вида. Конкуренция – это единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих партнерах.

 

Хищничество – это поглощение одних видов другими, сопровождающееся гибелью жертвы. Хищничество ведет к выработке разнообразных экологических адаптаций, как у жертв, так и у хищников. Например, к развитию у жертв органов чувств, быстроты реакции, к развитию покровительственной окраски и т.п.

 

Паразитизм – питание одного организма другими, но без немедленной гибели хозяина. Существуют некоторые виды организмов, паразитирующие на своих же видах (например, самец на самке и наоборот).

 

Симбиоз – это тип взаимовыгодного взаимодействия организмов, когда они не могут существовать друг без друга. Например, лишайники – это симбиоз гриба и водоросли. Гриб снабжает водоросль водой с минеральными соединениями, а также защищает её от высыхания. Водоросль, в свою очередь, снабжает гриб органическими веществами.

 

Комменсализм – форма отношений организмов, когда деятельность одного из них доставляет пищу или убежище другому. Комменсализм характеризуется тем, что один организм живет за счет другого, не причиняя тому какого-либо вреда.

 

Аменсализм – тип отношений между видами, при котором один организм подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия. Т.е. для одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания отрицательны, тогда как другой не получает от них ни вреда, ни пользы. Аменсализм чаще всего встречается у растений.

 

Нейтрализм – такая форма биотических отношений, когда виды живут в природе совместно, не влияя друг на друга. При нейтрализме виды не связаны друг с другом непосредственно, но зависят от состояния сообщества в целом.

 

4. Встреча хищника и жертвы часто  приводит к смерти последней.  Однако иногда уничтожение видов  хищников приводит к резкому  снижению численности видов жертв.  Как вы думаете, почему?

 

Думаю, что это происходит из-за того, что обычно хищники уничтожают больных и наиболее слабых животных, препятствуя тем самым распространению болезней, а также не давая слабым животным размножаться. Когда хищников нет, в популяции жертвы начинают распространяться болезни, а слабые животные передают свои биологические признаки  по наследству, и в результате в популяции жертвы рождается больше слабых особей. А так как в популяции еще и распространяются болезни, смертность увеличивается, и численность видов жертвы уменьшается.

 

5. Многие паразиты имеют упрощенное строение тела – например, у свиного и бычьего цепней, отсутствует кишечник, слабо развиты нервная система и органы чувств. Как вы думаете, почему?

 

Обилие легкоусвояемой пищи, защищенность от внешних врагов, относительная  стабильность условий делают ненужной сложную дифференцировку тела. Именно поэтому многие внутренние паразиты существуют без целых систем органов.

 

6. Назовите виды растений и животных, которые выступают конкурентами  по отношению к человеку в  его сельскохозяйственной и промысловой  практике.

 

В сельскохозяйственной деятельности человека его конкурентами являются: сорные растения; колорадский жук; птицы, питающиеся плодами и ягодами садовых растений – дрозды, скворцы, воробьи и т.д.; крот (питается корнеплодами) и т.д.

В промысловой деятельности человека его конкурентами являются: болезнетворные организмы, хищные животные и рыбы, грибы, паразитирующие на коре деревьев и т.д.

 

7. Характеристика понятий «экосистема», «биогеоценоз». В чем заключаются  основные отличия этих понятий.

 

Экосистема – это любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ.

Биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы и т.д.), имеющих свою специфику взаимодействия этих слагаемых ее компонентов и определенный тип обмена веществами и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии. (определение В.Н.Сукачева, 1964)

 «Экосистема» и «биогеоценоз» - близкие по сути понятия, но если первое из них может использоваться для обозначения систем, обеспечивающих круговорот любого ранга, то «биогеоценоз» - понятие территориальное, относимое к таким участкам суши, которые заняты определенными единицами растительного покрова – фитоценозами. Биогеоценоз — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами водные экосистемы, большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз.

 

8. У одних растений пыльца мелкая, сухая, порошкообразная. У других  – липкая или имеет разнообразные выросты. Объясните экологическое значение такого разнообразия.

 

Самый простой способ опыления –  самоопыление (когда пыльца с тычинок  опыляет пестик того же цветка). Но недостаток самоопыления в том, что семян при этом получается мало и «потомство» из них, как правило, вырастает недостаточно жизнеспособное. Хотя у большинства растений цветки имеют и пестики, и тычинки, к постоянному самоопылению способны немногие.

Поэтому большая часть растений опыляется ветром или насекомыми. Мелкая, сухая, порошкообразная пыльца нужна тем растениям, которые опыляются ветром (чтобы ее легче было разносить). Липкая, имеющая разнообразные выросты пыльца принадлежит растениям, которые опыляются насекомыми. Она легко «приклеивается» к лапкам насекомых на одном цветке и переносится на пестик другого цветка.

 

 

9. Известно, что сосна является  эвритопным видом. Объясните,  почему на песчаном грунте  корень сосны растёт вглубь, а  на болоте ее корневая система  поверхностная. К каким условиям таким образом приспосабливается сосна?

 

Это происходит потому, что в песчаном грунте грунтовые воды расположены  глубже, чем на болоте, где дереву не нужно сильно «заглубляться», чтобы быть обеспеченным влагой.

Таким образом, на песчаном грунте сосна  приспосабливается к условиям недостаточного увлажнения, а на болоте – к условиям избыточного увлажнения.

 

10. Найдите подходящую пару.

 

1) 1-д, 2-б, 3-а, 4-в, 5-г;

2) 1-в, 2-а, 3-б;

3) 1-б,д; 2-а,г,е; 3-в.

 

11. В пищевой цепи различают цепи потребления и цепи разложения. Какие организмы относятся к тем и другим?

 

Цепи потребления (пастбищные цепи) начинаются с зеленого растения, далее  идут к травоядным, затем к хищникам. Цепи разложения (детритные цепи) начинаются от мертвого органического вещества, далее идут к детритофагам, а затем, - к хищникам. Таким образом, и к тем, и к другим пищевым цепям относятся хищники.

 

12. У морских рыб, обитающих на разных глубинах, строение глаз неодинаковое. У большинства рыб глаза очень большие (например, у морского окуня). В еще более глубоких слоях глаза у рыб маленькие или совсем отсутствуют. Объясните особенности строения органов зрения рыб, живущих на разных глубинах.

 

Это связано с тем, что в воде свет распространяется хуже, чем в  воздухе и с глубиной световые лучи быстро затухают. В связи с  этим для зрительной ориентации в  окружающей среде необходимы хорошо развитые органы зрения, как например, у морского окуня. Но более глубоких слоев водоема (моря или океана) солнечный свет почти не достигает. Поэтому зрительные органы, даже хорошо развитые становятся здесь почти бесполезными. Именно из-за этого у рыб, живущих на больших глубинах, глаза маленькие или совсем отсутствуют. Обитающие здесь животные пользуются другими способами ориентации в водной среде, - например, эхолокацией.

 

13. Что такое гиперпаразитизм (сверхпаразитизм)?

 

Гиперпаразитизм (то же, что сверхпаразитизм) – такой вид паразитизма, когда один паразит (сверхпаразит, гиперпаразит) паразитирует в другом. В этом случае сверхпаразит называется паразитом второго порядка, а его хозяин — паразитом первого порядка. Пример гиперпаразитизма - обитание паразитических грибков в цитоплазме паразитических амеб.

 

14. Консорция – это группа разнородных организмов, поселяющихся на теле или в теле какой-либо особи. Впишите на примере «сосны» эти организмы.

 

Консорция для сосны: членистоногие; микоризные грибки; эпифитные мхи и лишайники; птицы, гнездящиеся в кроне или дуплах дерева.

 

15. Известный принцип Г.Ф. Гаузе  «правило конкурентного взаимоисключения»  гласит, что два вида не могут  существовать в одной экологической  нише. Что может с ними произойти,  если они займут одну нишу?

 

В тех случаях, когда виды не могут  избежать конкуренции за основные ресурсы, необходимые для жизни, более  слабые конкуренты постепенно вытесняются из сообщества (погибают или мигрируют на другие территории). Но в биогеоценозах возникает много возможностей хотя бы частичного разграничения экологических них близких по экологии видов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по курсу 

«Общая экология»

студентки 3 курса

заочного  отделения ЕГФ НГПУ

Волковой  Дарьи  Антоновны

2011-2012 учебный  год

Специальность – «учитель географии»