ТЕМА: ПОПУЛЯЦІЯ, БІОЦЕНОЗ ТА ЕКОСИСТЕМА Шевченко І. В. 6 курс, напрям підготовки - біологія. - презентация

1 ТЕМА: ПОПУЛЯЦІЯ, БІОЦЕНОЗ ТА ЕКОСИСТЕМА Шевченко І. В. 6 курс, напрям підготовки - біологія

2 Лісовий фітоценоз

3 Тема: Популяція, біоценоз та екосистема ПЛАН 1. Загальні підходи 2. Місце популяції в біоценозі Рекомендована література: 1.Дідух Я. П. Популяційна екологія. – Київ: Фітосоціоцентр, с. 2.Бигон М.. Харпер Дж.. Таусенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. - М.: Мир, 1989 – 667 с. 3.Гиляров А.М. Популяционная экология. - М.: МТУ, 1990.

4 1. Загальні підходи Кожен організм та популяція може вступати у відносини відразу з різними популяціями, і ці відносини можуть змінюватись на різних етапах і залежно від зміни зовнішніх екологічних чинників. Рівень організації, на якому відбуваються ці взаємодії біоценотичний. Схематично це можна зобразити як

5 Якщо популяція складається з множини організмів одного виду, то біоценоз є множиною багатьох співіснуючих популяцій видів рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, тобто біоценози існують у вигляді комплексів зі стабільними взаємовідношеннями. Складовою біоценозу є фітоценоз угруповання рослин, тобто автотрофного блоку; відповідно виділяють зооценози, мікроценози, мікоценози тощо.

6 Биоценозы Черного моря (по С. А. Зернову, 1949): А – биоценоз скал: 1– краб Pachygrapsis; 2 – усоногие рачки Balanus; 3 – моллюск Patella; 4–5 – водоросли; 6 – мидии; 7 – актинии; 8 – морской ерш; Б – биоценоз песка: 9– немеретины; 10 – черви Saccocirrus; 11 – бокоплавы; 12 – моллюски Venus; 13 – рыбы-султанки; 14 – камбалы; 15 – раки-отшельники; В – биоценоз зарослей зостеры: 16– зостера; 17 – морские иглы; 18 – зеленушки; 19 – морские коньки; 20 – креветки; Г – биоценоз устричника: 21– устрицы; 22 – морские гребешки; Д – биоценоз мидиевого ила: 23– мидии; 24 – красная водоросль; 25 – красная губка Suberites; 26 – асцидия Ciona; Е – биоценоз фазеолинового ила: 27– моллюск фазеолина; 28 – иглокожие амфиуры; 29 – моллюск Trophonopsis; Ж – сероводородное царство бактерий; З – биоценоз планктона открытого моря: 31– медуза и др.

7

8

9 Рослини-паразити: повитиця (1), гніздівка (2)

10 Цикл розвитку печінкового сисуна

11 Бромелії здатні оселятися на стовбурах та гілках тропічних дерев, не завдаючи їм шкоди. Вони використовують дерева лише як місце прикріплення (епіфіти). Колючки - це захист від виїдання

12 Непентес - комахоїдна рослина Рослини є джерелом їжі (1, 2) і місцем оселення (3, 4) для тварин

13 Корреляция между разнообразием лиственных ярусов и видовым разнообразием птиц (индексы Шеннона по Макартуру из Э. Пианка, 1981)

14 Разные виды травоядных поедают траву на разной высоте в африканских саваннах (верхние ряды) и в степях Евразии (нижние ряды) (по Ф. Р. Фуэнте, 1972; Б. Д. Абатурову, Г. В. Кузнецову, 1973)

15 Ярусність у мішаному лісі (цифрами показано певні яруси)

16 Ярусность растительности луговой степи (по В. В. Алехину, А. А. Уранову, 1933)

17 Біоценоз - система популяцій різних видів, функціонування якої забезпечує кругообіг речовин та перетворення енергіїспрямовану на стабілізацію в певних екологічних умовах. Функціонування біоценозу забезпечує кругообіг речовин і перетворення енергії. Тут проявляється геохімічна роль живих організмів Ключовим моментом є те, що біоценоз весь час перебуває в динаміці, розвитку, а його функціонування спрямоване на стабілізацію. Як вважає М. Уільямсон (1975), стійкість екосистем є мірою структури біоценозу. Одним із аспектів оцінки такої міри є популяційний аналіз.

18 Форезия клещей на насекомых: 1– дейтонимфа уроподового клеща прикрепляется к жуку стебельком из затвердевшей секреторной жидкости; 2– форезия клещей на муравьях

19 Проблема взаємовідношення меж між біоценозами та популяціями: чи визначає біоценоз межі популяцій, чи останні є автономними і можуть перетинати межі біоценозів?

20 Геоботаніки виділяють біоценоз за рослинним покривом і обмежують популяції рослин межами біоценозу, називаючи їх ценопопуляціями. В якісно відмінних біоценозах екологія і поведінка організмів одного виду різна, а сукупності, які навіть контактують між собою, можна вважати окремими "ценопопуляціями".

21 Ценопопуляції не завжди відповідають вимогам, які висуваються до популяцій, що викликається кількома причинами. розмиті екотонні межі між біоценозами та варіювання останніх; випадки, коли екологічна амплітуда виду ширша за певним чинником, ніж амплітуда біоценозу. (Частуха подорожникова (Alisma plantago-aquatica), що росте як в умовах постійного обводнення, так і на суші при високому рівні ґрунтових вод)

22 Прибережну смугу, де трапляється Alisma plantago-aquatica, екологи розділяють мінімум на два типи біоценозів (водний і болотний). Розділити такий біотоп частухи, що відзначається певною сукупністю біоморфологічних ознак, на декілька популяцій просто неможливо ще й тому, що тут відбувається вільний обмін діаспорами, і насіння з берега легко потрапляє у воду і навпаки.

23 Межі біоценозів не є нездоланним бар'єром для рухливих видів, зокрема тварин, багато з яких живе в одних, а живиться в інших типах біоценозів, а деякі види існують, постійно мігруючи між різними типами біоценозів. Міграція сірої чаплі (Grus grus)

24 Зооценоз

25 Схема взаємодії компонентів біогеоценозу

26 Про окремі популяції можна говорити лише в тому випадку, коли зміна біоценозів формує екологічний чи біологічний бар'єр, які перешкоджають панміксії. Якщо зміна біоценозу не створює такого бар'єру, як у вищенаведених прикладах, то сукупність організмів, між якими може відбуватись вільна панміксія, відносять до однієї популяції. У такому випадку популяція виходить не тільки за межі, а може перетинати кілька біоценозів.

27 2. Місце популяції в біоценозі Популяція виступає як елемент: а)будови біоценозу; б)видової різноманітності; в)біоморфологічної структури; г)територіальних змін; д)типізації та класифікації біоценозу; е)адаптації; є) реалізації стратегії, поведінки; ж)функціонування біоценозу; з)стійкості, опору; и)сукцесії, або динаміки біоценозу; і) еволюції біоценозу тощо.

28 Досить важливим показником біоценозу є його біологічна різноманітність. Як елемент видової різноманітності, популяція є реальним носієм генотипу, збереження якого забезпечує біоценоз, оскільки поза межами біоценозу вона тривалий час існувати не зможе.

29 Кожен вид характеризується певною біоморфологічною будовою, і через популяцію як еколого-біоморфологічний елемент реалізує свою екологічну нішу в біоценозі за принципом "упаковки". На рівні популяції вид впливає на екологічне середовище, пристосовуючи його в певній мірі для своїх потреб, що визначає характер конкуренції по відношенню до інших видів. Як елемент адаптації кожен вид є унікальним, неповторним, але реалізація в біоценозі адаптивних властивостей відбувається через конкретну популяцію. При цьому формується якісно новий ступінь адаптації біоценозу до зовнішніх екологічних умов, які досить суттєво можуть впливати на трансформацію цих умов.

30 Зникнення чи поява популяції в біоценозі визначає характер її розміщення в просторі, а структура ареалу визначається не лише граничними точками, а й розміщенням та насиченістю популяцій в його межах, тому популяція виступає як елемент територіальних змін біоценозу.

31

32 Ключовим моментом є використання популяції як елемента класифікації біоценозу, зокрема рослинного покриву.

33 Досить важливою характеристикою біоценозів та екосистем є їх стійкість властивість протидіяти змінам зовнішнього середовища. В якійсь мірі стійкість залежить від гомеостатичних реакцій видів, хоча не може бути зведена до них, оскільки визначається специфікою фітосередовища в цілому. Стійкість певного виду зменшується: зі збільшенням кількості видів, які живляться ним; у зв'язку із зменшенням об'єму середовища, з якого цей вид отримує ресурси живлення. Стійкість компонентів певного трофічного рівня біоценозу збільшується з ростом кількості членів цього трофічного рівня.

34 З проблемою стійкості тісно пов'язане поняття толерантності, яка відображає резервні можливості екосистеми, її можливі відхилення та положення по відношенню до порогів та оптимуму. чисельніст ь популяції рівні толерантності нижчий вищий загибель стрес оптим.умов и діапазон толерантності

35 Методика оцінки стійкості і толерантності потребує визначення критеріїв виділення порогів, якими можуть слугувати наявність та стан популяцій певних видів, зокрема, характерних для біоценозу. Відсутність цих видів свідчить про те, що екосистема вийшла за межі можливого самовідновлення.

36 Екосистема коралового рифу

37 Популяція є елементом сукцесії біоценозу, тобто його змін та розвитку. Займаючи в біоценозі певне місце, взаємодіючи з іншими популяціями, популяція: формує середовище для популяцій даного типу; запобігає появі одних популяцій; готує біогенне середовище для появи інших. Такий підбір популяцій визначає черговість, наступність, можливість появи певних видів, а в кінцевому результаті напрямок, характер, темп сукцесії.

38 Сукцесія

39

40 Біоценоз, змінюючись у тривалих часових масштабах, еволюціонує, забезпечуючи і спрямовуючи еволюцію елементів (популяцій), бо визначає "тиск", напрямок змін і варіабельність генотипу, носієм якого є популяція. Цей процес зумовлений як дією зовнішніх екологічних факторів, що може "переломлюватись" через екосистему, так і характером коеволюції,тісними зв'язками, залежністю між популяціями різних видів, що тісно співіснують. Зміна одного виду спричинює необхідність зміни іншого.

41 Вивчення популяцій дає можливість: поступово усвідомлювати внутрішню структуру біоценозів, розкривати механізми їх організації та розвитку, прогнозувати зміни та напрямки сукцесій, питання регуляції, збереження, охорони, насамперед у зв'язку із впливом антропогенного фактора.