«ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс Для студентов, обучающихся по специальности 020802 Природопользование Горно-Алтайск РИО Горно-Алтайского госуниверситета 2009 Печатается по решению методического совета ...»

Круговорот биогенных элементов. Трудности определения границ экосистемы:

несовпадение пространственно-временных масштабов круговоротов разных элементов. Экосистемы и сообщества. Биогеоценоз. Биом.

Основные функциональные группы организмов в экосистеме. Продуценты, консументы и редуценты. Условность границы между консументами и редуцентами. Биотрофы и сапротрофы. Биомасса и продукция. Первичная продукция: чистая, валовая. Фотосинтетически активная радиация (ФАР).

Лимитирование первичной продукции различными факторами (освещенностью, температурой, влажностью, концентрацией биогенных элементов). Утилизация первичной продукции в трофических цепях. Пастбищная и детритная пищевые цепи. Трофические уровни. Пирамида продукций и пирамида биомасс.

Экологическая эффективность.

Водные экосистемы. Вода как среда жизни. Плотность воды и зависимость от температуры. Теплоемкость. Система течений. Оптические свойства воды.

Проникновение света на глубину: снижение освещенности и изменение спектрального состава. Вертикальная структура водной толщи. Соотношение масштабов перемешивания по горизонтали и вертикали. Вода как универсальный растворитель. Основной химический состав океанических и континентальных вод.

Жизнь в толще воды и на дне. Планктон, нектон, бентос. Пелагиаль и литораль. Основные группы продуцентов: фитопланктон и макрофиты, первичная продукция фитопланктона и методы её определения. Факторы, ограничивающие продукцию фитопланктона. Количественное соотношение основных биогенных элементов (углерода, азота, фосфора) в телах организмов и в окружающей среде.

Основные группы консументов и редуцентов. Зоопланктон и его роль в минерализации органического вещества. Инвертированная пирамида биомасс.

Гетеротрофные бактерии. Взвешенное и растворенное органическое вещество.

Детрит.

Океанические экосистемы. Неравномерность распределения первичной продукции по акватории океана. Высокая продуктивность прибрежных зон и районов подъема глубинных вод (апвеллингов). Крайне низкая продуктивность большей части мирового океана. Коралловые рифы - уникальные экосистемы высокой продуктивности и высокого разнообразия. Разрушение коралловых рифов в результате деятельности человека. Специфические экосистемы, развивающиеся на глубине в местах выхода богатых сульфидами термальных вод. Определяющая роль хемосинтеза.

Океан как ограниченный источник пищевых ресурсов для человека. Рыбный и китобойный промысел. Аквакультура. Охрана морских экосистем от нефтяного и других видов загрязнения. Внутренние моря и эстуарии: их высокая продуктивность, возможности использования и охрана.

Континентальные водоемы. Озеро как экосистема. Термический режим озер. Стратификация водной толщи. Разные типы озер (олиготрофное, мезотрофное, евтрофное). Ключевая роль фосфора в лимитировании первичной продукции. Фиксация атмосферного азота. Сезонная сукцессия в планктонном сообществе. Биогенная "нагрузка" и евтрофирование. Меры предотвращения евтрофирования. Контроль за развитием "снизу" (недостатком биогенов) и "сверху" (за счет пресса фитофагов). Биоманипулирование.

Особенности речных экосистем. Соотношение автохтонного и аллохтонного органического вещества. Загрязнение рек и меры его предотвращения.

Искусственное зарегулирование стока рек и его экологические последствия.

Наземные экосистемы. Особенности их организации, отличия от экосистем водных. Определяющая роль высших растений. Резкое преобладание биомассы растений над биомассой животных. Важность детритных пищевых сетей. Почва и происходящие в ней процессы трансформации вещества. Роль животных, бактерий и грибов.

Основные типы растительных формаций Земного шара. Их распределение в зависимости от климатических условий. Первичная продукция в наземных экосистемах разного типа. Влажные тропические леса - наиболее продуктивные экосистемы биосферы. Малое количество биогенов и высокая скорость их циркуляции. Сложная ярусная структура. Жизнь в кронах.

Чрезвычайно высокое видовое разнообразие и его возможное объяснение.

Катастрофические последствия сведения тропических лесов. Противоречия между необходимостью природоохранных мер и необходимостью развития сельского хозяйства в тропических районах с быстро растущим населением.

Тропические саванны и бореальные степи. Количество осадков и неравномерность их распределения во времени как факторы, препятствующие развитию лесов. Пожары и их экологическая роль. Значительная первичная продукция и сильный пресс фитофагов. Превращение степей в пастбища и поля. Роль злаковых культур. Применение удобрений и пестицидов.

Пустыни (жаркие и "холодные"). Вода - основной лимитирующий фактор.

Приспособления растений и животных к жизни в пустыне. Искусственное орошение пустынь и его последствия. Засоление почв. Расширение области, занятой пустынями, в результате деятельности человека.

Листопадные и хвойные леса умеренной зоны. Ярко выраженная сезонность. Сведение лесов исходного типа и замена их искусственными насаждениями.

Хвойные бореальные леса (тайга). Короткий период вегетации и долгая снежная зима. Болота. Их роль в регуляции речного стока. Охрана таежных экосистем.

Тундра. Низкие температуры и короткий вегетационный сезон. Вечные мерзлота. Приспособления организмов к длительному промерзанию.

Уязвимость тундровых экосистем для антропогенных воздействий.

VII. БИОСФЕРА И МЕСТО В НЕЙ ЧЕЛОВЕКА

Биосфера как гигантская система жизнеобеспечения.

Биосферный цикл углерода. Соотношение содержания углерода в литосфере, атмосфере, гидросфере и живом веществе. Скорость оборота углерода в атмосфере и океане. Карбонатная система океана. Содержание диоксида углерода (СО2) в атмосфере: многолетние колебания и их связь с глобальными изменениями климата. Сезонные и широтные изменения концентрации СО2 в атмосфере. Роль микроорганизмов и высшей растительности в регуляции содержания СО2 в атмосфере. Увеличение концентрации диоксида углерода в атмосфере в течение последнего столетия. Процессы противостоящие накоплению СО2 в атмосфере. Роль болотных экосистем. Рост растений в условиях повышенного содержания СО2. Парниковый эффект: механизм возникновения и возможные последствия. Газы, способствующие развитию парникового эффекта.

Опасность глобального потепления. Дымы в атмосфере. Роль вулканов, естественных пожаров и антропогенных источников. Опасность глобального похолодания в случае крупных военных конфликтов ("ядерная зима").

Биосферный цикл азота. Масштаб химических превращений азота в различных участках биосферы. Молекулярный азот атмосферы: возможная:

возможная роль организмов в его происхождении. Соотношение биотических и абиотических путей связывания молекулярного азота. Роль микроорганизмов в трансформации соединений азота. Нитрификация и денитрификация. Значение азота как ресурса, лимитирующего первичную продукцию в океане. Азотфиксация и использование азотфиксирующих организмов в сельском хозяйстве.

Производство и применение азотных удобрений. Накопление нитратов в грунтовых водах. Выбросы промышленными предприятиями оксидов азота в атмосферу и их дальнейшая трансформация.

Биосферный цикл серы. Решающая роль микроорганизмов. Образование сероводорода в водоемах как результат восстановления сульфатов сульфатредуцирующими бактериями. Важность анаэробных условий.

Сероводородная зона Черного моря. Опасность образования сероводорода при загрязнении сточными водами. Загрязнение атмосферы диоксидом серы, выбрасываемым промышленными предприятиями. Образование в атмосфере серной кислоты. Кислые дожди и их воздействие на озера, реки и леса.

Биосферный цикл фосфора. Ведущая роль геохимических процессов.

Отсутствие в атмосфере газообразных соединений фосфора. Сток фосфора с суши в море. Потребление фосфора организмами в сравнении с азотом и углеродом.

Лимитирование фосфором первичной продукции в континентальных водоемах.

Быстрая оборачиваемость фосфора в водной толще. Роль зоопланктона в минерализации органических фосфоросодержащих соединений. Евтрофирование водоемов. Фосфорные удобрения. Запасы фосфоросодержащих минералов.

Биосферный цикл кислорода. Свободный кислород атмосферы и его происхождение. Озоновый слой и опасность его разрушения. Кислород в гидросфере. Роль кислорода в циклах других биогенных элементов. Окисление азота и серы. Образование рудных месторождений (железа и марганца) с участием бактерий.

Круговорот воды. Глобальная система гидрологического цикла. Осадки, испарение и влагоперенос. Соотношение запасов воды в океане и на континентах.

Вода, сосредоточенная в ледниках, подземных бассейнах, в водоемах на поверхности суши (озера, реки) и в почве. Крайняя неравномерность распределения воды на суше. Различия между отдельными зонами по количеству осадков и регулярности их выпадения. Рост потребления воды на душу населения.

Проблема нехватки воды для сельского хозяйства. Ирригация. Критическая ситуация в Приаралье. Проблема загрязнения водоемов.

Проблема обеспеченности населения продовольствием. Соотношение роста урожая и роста затрат (удобрений, пестицидов, энергии) на его получение.

Селекция, направленная на увеличение пищевой ценности сельскохозяйственных культур. "Зеленая революция". Производство пищи как биосферный процесс.

Ограниченность земельных угодий и опасность их деградации (ветровая и водная эрозия, заболачивание, засоление). Опустынивание сельскохозяйственных земель, расположенных вне гумидных зон.

Производство энергии как результат деятельности человека и как условие, ограничивающее его развитие. Структура энергопотребления в современном мире.

Соотношение традиционных источников топлива, ископаемого топлива, ядерной энергии и гидроэнергии. Оценка запасов невозобновляемых источников энергии.

Отрицательные последствия использования ископаемого топлива. Опасность радиационного загрязнения и проблема захоронения радиоактивных отходов.

Различия в уровне потребления энергии на душу населения между разными странами. Возможные стратегии дальнейшего энергопользования и их последствия.

Осознание человеком своей ответственности перед остальной биосферой.

Причины, побуждающие охранять природу. ''Благоговение перед жизнью (А.Швейцер). Переход от антропоцентризма к биоцентризму.

ТЕМЫ ЛЕКЦИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ

экологии как науки.

2. Общие принципы адаптации на уровне Правило оптимума. Комплексное организма.

3. Температура как экологический Влияние температуры на жизненные 5. Кислород как экологический фактор. Газообмен в водной среде. Газообмен в 6. Свет как экологический фактор. Биологическое действие различных 7. Основные среды жизни и адаптивные Наземно-воздушная среда жизни.

приспособления их обитателей.

8. Адаптивные биологические ритмы Внутренние циклы. Внешние ритмы.

организмов.

классификации организмов.

10. Популяция как биологическая система.

11. Гомеостаз популяций.

12. Динамика популяций.

13. Типы взаимодействий популяций.

14. Биоценоз как биологическая система.

Экосистемы: понятие, структура и Экосистема как функциональная и 15.

16. Типы экосистем Земного шара.

17. Динамика экосистем.

Биосфера как специфическая оболочка Биосфера как арена жизни. Роль живого 18.

19. Биогеохимические циклы.

ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

2. Сущность экологии как науки.

3. Организм и среда: общие принципы адаптации.

4. Температура как экологический фактор.

5. Вода и минеральные соли.

6. Кислород как экологический фактор.

7. Свет как экологический фактор.

8. Основные среды жизни.

9. Адаптивные биологические ритмы организмов.

10.Приспособительные формы организмов.

11. Динамика численности популяций.

12. Популяции. Решение экологических задач.

13. Экологические взаимоотношения организмов.

14. Методы изучения биоценозов.

15. Законы организации экосистем.

16. Типы экосистем Земного шара.

17. Динамика экосистем.

18. Биогеохимические циклы.

19. Живое вещество как компонент биосферы.

20. Учение о биосфере.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Таблица. Календарь экологических событий (по Г.С. Розенбергу, Год или период, в который Автор идеи или Экологическая сущность идеи или открытия появилась открытия идея или сделано открытие ……….

Плиний Старший зоологии, ботанике, лесному хозяйству.

79-23 гг. до Дарвин Ч. факторов среды на изменчивость организмов.

Сеченов И.М. его существование, невозможен; поэтому в научное Хэдсон У. динамики численности животных.

«География растений на физиологической основе» Шимпер А. одна из первых работ по экофизиологии.

Раункиер К. ……………………………………………… Высоцкий Г.Н. ……………………………………………… Пачосский И.К. ……………………………………………… ……….

Лотка А.Д. …………………………………………..

……… Задание 2. Прочитайте статью А.М. Гилярова Экология, обретающая статус ? Как вы думаете, какую идею развивал автор в данной статье?

? Почему экология к 20 веку еще не обрела статус науки, несмотря на свою длинную историю?

? Чего не хватало экологии для того, что бы называться наукой?

Литература Акимова, Т.А., Хаскин, В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда / Т.А.Акимова, В.В.Хаскин – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 566 с.

Гиляров, А.М. Экология, обретающая статус науки / А.М. Гиляров // Природа, № 2-3, 1998.

Петров, К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы / К.М. Петров – СПб: Химия, 1998. -352 с.

Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Энциклопедический словарь.

Задание 1. Подберите соответствующее описание раздела экологии, представленного в таблице из предложенного ниже текста.

Общая экология Биоэкология Экосферология Геоэкология Экология человека Социальная экология Прикладная экология А) Посвящена объединению разнообразных экологических знаний на едином научном фундаменте. Ее ядром является теоретическая экология, которая устанавливает общие закономерности функционирования экологических систем, начиная от изучения системы организм–среда до исследований поведения глобальной экосистемы – биосферы. Многие природные экологические процессы происходят очень медленно и обусловлены множеством факторов. Для изучения их механизмов недостаточно одних натурных наблюдений, нужен эксперимент. Экспериментальная экология дает важный фактический материал и обеспечивает методическим инструментарием различные разделы науки. Но возможности эксперимента в экологии ограничены. Поэтому широко применяется моделирование, в частности, математическое моделирование.

Б)Основа всей экологии. Главная ее часть — экология естественных биологических систем: особей как представителей определенных видов (аутэкология), популяций (популяционная экология, или демэкология), многовидовых сообществ, биоценозов (синэкология), экологических систем (биогеоценология, учение об экосистемах). Другой составной частью является экология таксономических групп организмов — царств бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т.п. Еще одну часть составляет эволюционная экология — учение о роли экологических факторов в эволюции и о смене экологических условий в истории Земли. Именно здесь на основе изучения роли потоков веществ, энергии и информации в жизни сообществ организмов формируется представление об экологии как об экономике природы.

В) Изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности и влияния географических факторов. В нее входят: экология обитателей разных сред (наземной, почвенной, пресноводной, морской, преобразованной человеком); природно-климатических зон (тундры, тайги, степи, пустынь, тропических лесов и др.); ландшафтов (речных долин, морских берегов, болот, островов, гор, коралловых рифов и т.п.). К этому разделу экологии относится также экологическое описание различных географических областей, регионов, стран, континентов.

Г) Комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) с окружающей его природной и социальной средой. Отличается от экологии животных многообразием условий обитания и деятельности, богатством технологических средств приспособления к среде, наличием цивилизации, культуры, возможностью унаследования приобретенных знаний и навыков. Важной особенностью является социобиологический подход — правильное сочетание социальных и биологических аспектов.

Д) Объединение научных отраслей, изучающих связь общественных структур (начиная с семьи и других малых общественных групп) с природной и социальной средой их окружения. К этому объединению относятся:

экологические факторы цивилизации, экология человеческих популяций, экологическая демография, экология этносов и этногенеза — формирования рас и наций.

Е) Большой комплекс дисциплин, связанных с разными областями человеческой деятельности и взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Все основные аспекты науки об окружающей среде реализуются в этом разделе экологии. Она формирует экологические критерии экономики, исследует механизмы антропогенных воздействий на природу, окружающую человека среду, следит за качеством этой среды, обосновывает нормативы неистощительного использования природных ресурсов, осуществляет экологическую регламентацию хозяйственной деятельности, контролирует экологическое соответствие различных планов и проектов, разрабатывает технические средства охраны окружающей среды и восстановления нарушенных человеком природных систем. Понятие экологического здесь чаще всего означает соответствие требованиям к нормальной среде существования человека и природных систем.

Задание 2. Что изучают следующие разделы общей экологии?

Аутэкология Демэкология Синэкология Экосферология Задание 3. Ответьте на следующие вопросы:

В чем принципиальная разница физиологических и экологических методов исследования?

Каковы особенности натурных методов исследования?

С какой целью проводятся эксперименты?

В чем сущность метода пробных площадей и учетных площадок?

Каковы основные методы исследований в экологии животных?

Чем отличаются качественные показатели от количественных?

Почему очень важными в экологии являются количественные показатели?

Зачем используется моделирование в экологии?

Литература Акимова, Т.А., Хаскин, В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 566 с.

Радкевич, В.А. Экология / В.А. Радкевич – Мн.: Высшая школа, 1998. -320 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Общие принципы адаптации на уровне организма Задание 1. а) Расшифруйте понятие «организм».

б) Как вы понимаете понятие «среда» и что оно означает с точки зрения экологии?

в) Что означает понятие «фактор»?

г) Какие особенности имеет понятие «экологический фактор среды»?

д) Почему аутэкологию еще называют факториальной экологией?

Задание 2. Заполните таблицу.

Абиотические Биотические Антропогенные Антропические Задание 3. В чем выражается отличие двух путей адаптации по типу толерантности и резистентности друг от друга.

Задание 4. Существуют и другие подходы к классификации экологических факторов. Попробуйте определить критерий группировки факторов и привести примеры проявления действия отдельных факторов.

Критерий группировки Описание группы Иллюстрация проявления По очередности Первичный и вторичный Задание 6. Закон оптимума, закон минимума и закон толерантности. Как Литература Акимова, Т.А., Хаскин, В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда / Т.А.Акимова, В.В.Хаскин – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 566 с.

Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Кратность увеличения скорости реакции в реакции в биологической системе с прямо пропорциональной (см.

диаграмму) закономерностью. При повышении температуры каждые 10 0С скорость реакции увеличивается в 2-3 раза. (Свое согласие или несогласие с этим утверждением подтвердите научными фактами и примерами).

Задание 2. Подтвердите или опровергните следующее утверждение (свое согласие или несогласие с этим утверждением подтвердите научными фактами и примерами).

«Для жизни не существует никаких температурных границ».

Задание 3. Подтвердите или опровергните следующее утверждение (свое согласие или несогласие с этим утверждением подтвердите научными фактами и примерами).

«У животных большое значение имеют нарушения деятельности нервной системы и ее регуляторных функций. Поэтому у большинства животных тепловая гибель наступает раньше, чем начинают коагулировать белки».

Задание 4. Из чего складывается температура тела? Теплообмен организма со средой складывается из двух противоположных процессов. Каких?

Задание 5. Посмотрите на рисунок. Какой тип температурной адаптации проиллюстрирован на рисунке? К какой группе организмов относят пустынную ящерицу?

Задание 6. Правильно ли подобраны названия для двух групп живых организмов? Какие характерные свойства организмов отражены в названиях? Приведите примеры представителей двух групп.

Брадиметаболические = эндотермные = пойкилотермные.

Тахиметаболические = эктотермные = гомойотермные.

Задание 7. Подтвердите или опровергните следующее утверждение. Свое научными фактами и примерами.

«Скорость изменения температуры тела пойкилотермов связана обратной зависимостью с их размерами. Это прежде всего определяется соотношением массы и поверхности: у более крупных форм относительная поверхность тела уменьшается, что ведет к уменьшению скорости потери тепла».

Задание 8. Подтвердите или опровергните следующее утверждение. Свое научными фактами и примерами.

«У пойкилотермных организмов приспособления к меняющимся температурным условиям среды основаны на функционировании комплекса активных регуляторных механизмов поддержания теплового гомеостаза внутренней среды организма. Благодаря этому биохимические и физиологические процессы всегда протекают в оптимальных температурных условиях».

Задание 9. Подтвердите или опровергните следующее утверждение. Свое «Химическая терморегуляция – комплекс морфофизиологических механизмов, связанных с регуляцией теплоотдачи».

«Физическая терморегуляция – процесс рефлекторного усиления теплопродукции в ответ на снижение температуры окружающей среды».

Задание 10. Выберите правильное утверждение.

«Значение теплоизоляции состоит в том, что уменьшая теплопотери, она способствует поддержанию гомойотермии с меньшими энергетическими затратами».

«Теплоизолирующие покровы обеспечивают постоянство внутренней среды организма».

Задание 11. Подберите соответствующее свойству название, используемое для характеристики организмов. Распределите их по двум Свойства • Устойчивость температуры тела • Источники тепловой энергии • Механизмы терморегуляторного теплообразования • Выраженность терморегуляторных механизмов Характеристика организма пойкило-, гомойотермные; экто-, эндотермные; бради-, тахиметаболические;

терморегуляторные механизмы хорошо выражены и находятся всегда в активном состоянии, существуют отдельные механизмы терморегуляции).

Литература Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Вода и минеральные соли. Их роль в жизни организма Ответьте на вопросы.

Какие организмы называют пойкилоосмотическими?

Каких животных называют осмоконформерами?

осморегуляторами?

Задание 1. В таблице размещены типичные представители двух разных стратегий водно-солевого обмена. Охарактеризуйте каждую Каких животных называют изотоничными? Чем определяется способность таких животных переносить изменения солености среды?

Каких животных называют гипертоничными?

Каких животных называют гипотоничными? В каких водоемах обитают такие организмы?

Задание 2. Посмотрите на рисунки и ответьте на следующие вопросы:

Основная функция клубочковой почки – ультрафильтрация. В чем заключается биологический смысл этого процесса?

В чем заключается биологический смысл процесса реабсорбции?

• Опишите процесс образования мочи у человека.

Задание 3. Заполните таблицу Основные черты Пресноводная осморегуляция Осморегуляция в море Задачи осморегуляции Характер водносолевого обмена Различия двух типов осморегуляции Представители Ответьте на вопросы.

• Какие осморегуляторные адаптационные механизмы пресноводных рыб обеспечивают им возможность выходить в море?

• С чем связана остановка в эстуарных зонах рек, характеризующихся промежуточной соленостью, морских рыб, идущих на нерест к устьям • При миграциях из моря в реки механизм осморегуляции у круглоротых и рыб преобразуется, что обеспечивает им возможность жить в водоемах с различной соленостью?

Какой гормон регулирует интенсивность клубочковой фильтрации?

• Регуляция гидратуры протоплазмы у гомойогидрических растений может достигаться двумя путями. Какими?

Чем различаются экстенсивный и интенсивный типы корневых систем у • Причиной больших водных потерь у земноводных является кожа.

Почему зеленая жаба, которая обитает в аридных зонах, охотится лишь ночью, пустынная австралийская лягушка Chiroleptes активна и размножается только в период дождей?

Задание 4. Подберите соответствующее описание для экологических групп растений: гидрофиты, гидатофиты, гигрофиты, мезофиты.

А) Широкий круг видов растений, относящихся к различным жизненным формам и занимающих различные местообитания, в том числе и не отличающиеся сильным увлажнением.

Б) Растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и обеспеченные почвенным водоснабжением.

В) Наземные растения, укореняющиеся на дне водоема.

Г) Растения, тело которых полностью погружено в воду, корневая система редуцирована, поглощение воды и солей идет по всей поверхности.

Задание 5. Подберите соответствующее определение растениям двух экологических групп. Приведите примеры.

А) Не способны запасать воду в органах и тканях, отличаются слабой обводненностью.

Б) В своих приспособлениях к дефициту влаги исходят из принципа запасания.

Ответьте на вопросы.

• Среди беспозвоночных животных наиболее полно освоили наземную среду обитания насекомые и пауки. Каковы адаптации этих организмов к недостатку воды?

Некоторые беспозвоночные способны переживать засуху и недостаток питьевой воды используя метаболическую воду. Как образуется метаболическая вода?

• Каким образом уменьшается водопроницаемость покровов у высших позвоночных?

• Адаптивные к аридности климата формы поведения животных.

Какова задача солевых желез у рептилий и птиц?

Для многих видов животных характерно солонцевание. Что это такое?

• Как животные восполняют недостаток кальция?

Литература Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Задание 1. Ответьте на следующие вопросы:

• Какие виды излучений, известны науке настоящего времени?

• В каком интервале лежат длины волн, создаваемые колебанием и вращением молекул?

• Какими приборами можно зарегистрировать флуктуации электрического и магнитного полей?

• Какое место занимает видимый свет на полной шкале электромагнитных излучений?

• С чем связаны негативные воздействия на животный и растительный мир различных видов электромагнитного излучения?

Задание 2. Расшифруйте фразу: «Свет как фактор фотосинтеза».

Задание 3. Назовите экологические группы растений по отношению к свету и опишите их адаптивные особенности.

Задание 4. Опишите световой режим водоемов.

Задание 5. Как свет используется для ориентации животных в пространстве?

Задание 6. Биолюминесценция. Её роль в жизни живых организмов.

Задание 7. Придумайте название рисунку.

Литература Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Задание 1. Заполните таблицу Количество кислорода в среде Факторы, повышающие количество кислорода в среде Факторы, понижающие количество кислорода в среде Задание 2. Заполните таблицу Таблица. Черты сходства и различия специализированных органов водного и Строение Функционирование Задание 3. Заполните таблицу Таблица. Адаптации к гипоксии у водных организмов и обитателей воздушной Литература Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Задание 1. В таблице приведены данные по росту численности популяций двух видов после их вселения в новую среду обитания. По этим данным постройте графики роста первой и второй популяций популяции популяции • Тип кривой роста численности популяции 1_ • Тип кривой роста численности популяции 2_ Задание 2. В таблице приведены данные по росту численности популяции фазанов на о.Протекшн. По этим данным Кол-во 1420 1430 1435 1430 1430 1445 1435 1435 особей Время 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 наблюдения Тип динамики – стабильный • Какие характеристики популяции обусловливают стабильный тип динамики? Задание 3. В таблице приведено усредненное за месяц число трипсов на одном цветке. По этим данным постройте особей наблюдения Тип динамики – эфемерный • Какие характеристики популяции обусловливают эфемерный тип динамики? _ Задание 4. В таблице приведено изменение численности грызунов. По этим данным постройте график роста особей наблюдения Тип динамики – флюктуирующий • Какие характеристики популяции обусловливают флюктуирующий тип динамики?

Задание 5. Динамика численности непарного шелкопряда особей наблюдения Тип динамики – взрывной • Какие характеристики популяции обусловливают взрывной тип динамики? Литература Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Экологические взаимоотношения организмов Задание 1. Заполните таблицу Таблица. Типы экологических взаимоотношений • Что ищут комменсалы во взаимоотношениях с хозяином?

• Чем можно объяснить длительное сосуществование конкурирующих • Какие свойства популяций создают им преимущества в конкурентной • Какие факторы ограничивают воздействие хищника на жертву?

• В чем состоит положительная роль хищника в природе?

• В природе отношения «хищник – жертва» между конкурирующими видами существуют миллионы лет. Современный человек быстро подрывает их численность. Почему так происходит? Может ли изменить эти результаты знание и применение экологических правил?

Задание 2. Подберите правильные пары: какой тип взаимоотношения характерен для организмов, указанных в правой колонке.

4. Конкуренция внутривидовая Клубеньковые бактерии и клевер 5. Конкуренция межвидовая Львы и гиены 7. Протокооперация Серая и черная крысы Задание 3. Эксперимент, проведенный Г. Гаузе. В пробирку были помещены два сходных вида инфузорий Paramecium caudatum (1) и Результаты эксперимента привели к формулировке закона Ответьте на вопросы.

• Как человек использует явления хищничества и паразитизма в мире животных для борьбы с сельскохозяйственными вредителями?

Назовите известные вам способы.

• Как действует естественный отбор в системе «хищник-жертва»?

Какие адаптации у жищника_ жертвы_ Как называется этот эволюционный процесс?_ Литература Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

Заполните таблицу круговорота 1. Форма существования элемента в неорганической среде.

2.Форма элемента, вовлекающаяся в биологический круговорот.

3. Организмы, участвующие в вовлечении элемента в биологический круговорот.

4.Степень совершенства (замкнутости) биологического цикла элемента.

5.Реакции превращения элемента внутри биологического круговорота.

6. Какие организмы принимают участие в таких превращениях.

7.Процесс, благодаря которому элемент возвращается в неорганическую среду.

8. Организмы, участвующие в процессе выхода элемента из биологического круговорота.

Литература Степановских, А.С. Экология / А.С. Степановских – Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. -616 с.

Шилов, И.А. Экология / И.А. Шилов – М.: Высш. шк., 1997. -512 с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Работа считается выполненной, если студент:

• индивидуально выполнил практическую работу;

• аккуратно оформил в тетради ответы на задания;

• сформулировал правильные выводы и дал письменные ответы на

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

2. Выберите из списка животное, у которого отсутствует суточный ритм:

а) собака; г) рыба — глубоководный удильщик;

3. Выберите из списка те местообитания, в которых животные не имеют суточных ритмов (при условии, что они обитают только в пределах одной конкретной среды): озеро, река, воды пещер, поверхность почвы, дно океана на глубине 6000 м, горы, кишечник человека, лес, воздух, грунт на глубине 1,5м, дно реки на глубине 10 м, кора живого дерева, почва на глубине 10 см.

Предложите свои варианты таких местообитаний.

4. Назовите типы биологических ритмов (приливно-отливные — А; суточные — Б; годовые — В), определяющих следующие явления:

1) перелеты птиц с мест гнездования в южные районы;

2) спячка бурых медведей;

3) утреннее раскрывание цветков растений;

4) линька соболя;

5) периодичность открывания и запирания раковин устриц в прибрежной зоне;

6) цветение покрытосеменных растений умеренных широт;

7) сон и бодрствование у человека;

8) наибольшая восприимчивость кожи человека к косметическому уходу;

9) авитаминозы у человека;

10) осенний листопад.

5. Выберите из предложенного списка месяц, в котором приносит потомство антарктический пингвин Адели в европейских зоопарках:

а) май; б) июнь; в) октябрь; г) февраль. Объясните свой выбор.

6. Объясните, почему животных Южного полушария практически невозможно акклиматизировать в сходных климатических условиях Северного полушария в первом поколении.

7. Поясните, почему окончился неудачей эксперимент с акклиматизацией южноамериканской ламы в горах Тянь-Шаня (где климат похож на привычные условия родных мест животного).

8. Школьникам хотелось, чтобы всю зиму зеленела березка у них в классе.

Летом они выкопали молодую березку, перенесли в комнату и поставили около солнечного окна. Деревце прижилось. Осенью, несмотря на заботливый уход, листья пожелтели и опали. Ответьте почему.

9. Почему еще в августе, когда достаточно и тепла, и влаги, у многих листопадных деревьев появляются желтые листья?

10. Укажите, какой фактор регуляции сезонных ритмов учитывают растениеводы при выращивании растений на круглосуточном искусственном освещении:

а) холодовое закаливание; в) фотопериодизм;

11. Объясните, почему у глухарей и тетеревов, как и у многих других птиц, ток (брачные песни и турниры) происходит весной и осенью, хотя спаривание и выведение потомства наблюдается исключительно весной.

12. Растения петунии, высаженные на балконе в середине лета, несмотря на оптимальную температуру, влажность, подкормку, плохо растут и поздно зацветают. Объясните почему.

13. В умеренных широтах редис хорошего качества получается обычно весной и в сентябре. Если это растение культивировать в июне—июле, то качество корнеплодов ухудшается, они становятся деревянистыми, жесткими. Однако на юге России на рынке все лето редис сочный и вкусный. Объясните почему.

14. Что такое фотопериод?

15. Какие ритмы называются циркадными? Приведите примеры.

16. Какие ритмы называются цирканными? Приведите примеры.

1. В каком случае два разных по происхождению вида будут иметь сходную жизненную форму? Приведите примеры.

2. Из приведенного списка выберите пары организмов, имеющих сходную жизненную форму: акула, ласточка, волк, ясень, крот европейский, хмель, лещина, касатка, медведка, сумчатый волк, бузина, стриж, дуб, виноград.

3. Заполните таблицу. В центральную колонку впишите названия организмов, принадлежащих к тем или иным жизненным формам. Выберите названия из предлагаемого списка. В правую колонку впишите общую характеристику внешнего облика группы выбранных животных.

Название жизненных Названия животных Характеристика внешнего Четвероногие скоростные бегуны «Двуногие»

скоростные бегуны Скоростные пловцы Лазающие по деревьям Роющие в земле Планирующие в воздухе Быстро летающие.

Список названий животных: дельфин-белобочка, белка-летяга, тушканчик, кенгуру, серая акула, антилопа, крот европейский, сокол-сапсан, тюлень, куница, кальмар, гепард, африканский прыгунчик, лошадь, сумчатая летяга, стрекоза, рыба тунец, летучая мышь, ящер ихтиозавр, сумчатый крот, оса, ящерица летучий дракон.

Предложите и внесите в таблицу другие известные вам названия животных.

Запишите их другим цветом.

4. Описаниям некоторых особенностей строения рыб определите, у каких из них скорость плавания должна быть выше. Расположите группы рыб в порядке возрастания скорости их движения.

А. Акула, скумбрия, тунец имеют обтекаемую форму тела, заостренную голову, хорошо развитые хвост и мышцы, изгибающееся туловище.

Б. Рыба-луна, иглобрюх, кузовок — обладатели округлого тела и сравнительно небольшого хвоста. В. Для бычков и налимов характерно плоское брюхо, длинный хвост и длинное тело.

5. Какие растения и животные вашей местности относятся к влаго- или сухолюбивым? Приведите примеры.

6. Баобаб— представитель флоры африканских саванн. В сезон дождей дерево покрыто пальчатыми листьями и крупными цветками; в засушливый период на дереве можно увидеть только плоды. Объясните данный факт.

7. Объясните, почему у рыб, мечущих икру на быстром течении, икра клейкая и тяжелая, тогда как у пелагических рыб (обитающих и нерестящихся в толще воды вдали от берегов) икринки могут содержать много жира или иметь поверхность с многочисленными выростами.

8. Бионика — наука, использующая в технике формы и решения, которые уже «создали» в ходе эволюции организмы. Назовите организмы, у которых инженеры «подсмотрели» технические решения при конструировании:

А. Останкинской телебашни. Г. Шагающих машин.

Б. Подводной лодки. Д. Гусеничных тракторов.

В. Парашюта.

9. Ответьте, какова роль опушения стеблей, листьев, плодов и семян растений.

10. Перечислите адаптации теплокровных животных пустынь к переживанию жары.

11. Объясните, почему на мелких океанических островах среди насекомых преобладают бескрылые формы, тогда как на близлежащем материке или крупных островах — крылатые.

12. Объясните следующие особенности волосяного покрова выхухоли (зверька из отряда насекомоядных): мех плотный, густой, хорошо смазан жировым секретом, остевые волосы вверху шире, чем в основании, подпушь извитая, на брюхе волосы густые, как на спине; сильный хвост шерстью не покрыт.

13. Перечислите приспособления, которые имеют наземные растения, обитающие в условиях избыточного увлажнения (постоянные дожди, высокая влажность воздуха и почвы, периодическое затопление).

14. Растения болот (клюква, багульник, пушица), обитающие в условиях большой влажности, имеют ряд признаков, характерных для растений засушливых мест (опушенность, восковой налет, мелкие кожистые листья).

Объясните такие особенности строения листьев болотных растений.

15. Назовите характерные особенности животных, способных передвигаться по вертикальным поверхностям.

16. Перечислите особенности строения, позволяющие верблюду жить в жаркой пустыне.

17. Назовите моллюсков, у которых нет раковины. Почему она у них отсутствует? Какой образ жизни они ведут?

18. Самое маленькое водное растение— ряска— имеет своеобразное строение: у него уплощенный зеленый стебелек в форме лепешки, лежащий на поверхности воды. Листьев нет а корень, отходящий вниз от центра стебелька, имеет на конце утолщение. Расскажите, каким образом обеспечиваются у ряски такие функции, как фотосинтез, поглощение воды и минеральных солей; в чем смысл особенного строения корня.

ПОПУЛЯЦИИ

в) 20 особей на 100 размножающихся самок; е) 20 особей в год.

2. Выберите единицу измерения, оценивающую показатель рождаемости (или смертности) населения популяции:

б) 100 особей в год; г) 100.

3. Выберите правильное утверждение.

Пеночки-теньковки и пеночки-веснички, обитающие в одном лесу, составляют:

а) одну популяцию одного вида;

б) две популяции двух видов;

в) две популяции одного вида;

г) одну популяцию разных видов.

4. Перечислите показатели, которые характеризуют популяцию и дают возможность сравнивать разные популяции.

5. На территории площадью 100 км2 ежегодно производили частичную рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов.

Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80—110 голов.

Определите численность и плотность поголовья лосей:

а) на момент создания заповедника;

б) через 5 лет после создания заповедника;

в) через 15 лет после создания заповедника.

Объясните, почему сначала численность лосей резко возросла, а позже упала и стабилизировалась.

6. Укажите термин, которым называется территория, занимаемая видом:

б) пространство; д) ареал;

7. Какие типы биотических внутривидовых взаимоотношений наиболее распространены между особями в популяциях? Выберите правильные ответы:

а) мутуализм; д) комменсализм;

б) нейтрализм; е) паразитизм;

в) конкуренция; ж) хищничество.

г) аменсализм;

8. От чего будет зависеть большая или меньшая расчлененность вида на популяции? Назовите правильные ответы:

а) доступность корма;

б) расчлененность занимаемой территории на неоднородные участки;

в) обилие конкурентов;

г) степень подвижности отдельных особей или расселения зачатков организмов (икры, семян, пыльцы, спор и т. д.);

д) обилие хищников.

9. Охотоведы установили, что весной на площади 20км2 таежного леса обитало 8 соболей, из которых 4 самки (взрослые соболи не образуют постоянных пар). Ежегодно одна самка в среднем приносит трех детенышей. Средняя смертность соболей (взрослых и детенышей) на конец года составляет 10%. Определите: численность соболей в конце года; плотность весной и в конце года; показатель смертности за год; показатель рождаемости за год.

10. Используя материал предыдущего задания, постройте график роста осенней численности соболей на территории 20 км2 за 4 года (на оси абсцисс откладывайте время в годах, на оси ординат — численность).

Отношение родившихся и погибших самцов и самок условно принимайте как 1:1. Показатель смертности, начиная со второго года, составил 20%.

Как вы думаете, будет ли на самом деле через 4 года численность соболей на этой территории такой, которая соответствует расчетной? Какие внутрипопуляционные процессы будут способствовать стабилизации численности соболей?

11. Определите, какие группы организмов являются популяцией:

а) группа гепардов Московского зоопарка; б) семья волков; в) окуни в озере;

г) пшеница на поле; д) улитки одного вида в одном горном ущелье; е) птичий базар; ж) бурые медведи на острове Сахалин; з) стадо (семья) оленей;

и) благородные олени в Крыму; к) колония грачей; л) все растения ельника.

Ответ обоснуйте.

12. Назовите организмы, которые имеют островной тип распределения популяций:

а) среди водных организмов;

б) среди сухопутных организмов.

13. Многие животные (вороны, синицы, волки) летом живут парами, а зимой образуют стаи. Объясните, с чем это связано.

14. Чем объяснить то, что, если в борьбе двух (небойцовых) собак одна подставит незащищенную шею, другая не станет за нее хватать, в то время как в борьбе рыси и собаки такое поведение окажется роковым для подставившей шею собаки?

15. Определите, какую этологическую структуру популяции (А — одиночный образ жизни; Б — семья; В — стая; Г — стадо; Д — колония) имеют следующие организмы:

1) паук-крестовик; 12) олень;

11) ласточка-береговушка;

Некоторые виды могут в разные периоды жизни формировать разные это логические структуры.

16. В лесу ученые равномерно расставили ловушки на зайцев-беляков.

Всего было поймано 50 зверьков. Их пометили и отпустили. Через неделю отлов повторили. Поймали 70 зайцев, из которых 20 были уже с метками.

Определите, какова численность зайцев на исследуемой территории, принимая во внимание, что меченые в первый раз зверьки равномерно распределились по лесу.

17. Назовите две причины, от которых зависит возрастная структура популяции любого вида. Выберите правильные ответы:

а) особенности жизненного цикла вида;

б) численность популяции;

в) смертность популяции;

г) внешние условия.

18. Перечислите отрасли народного хозяйства, в которых необходимы знания о возрастной структуре популяций организмов.

19. Назовите организмы, имеющие простую и сложную возрастную структуру популяции.

20. Промысел оказывает большое влияние на плотность популяций ряда млекопитающих. Объясните, почему из популяции кабана, без риска ее уничтожить, можно изъять до 30% особей, тогда как допустимый отстрел лосей не должен превышать 15% численности популяции.

21. Почему комнатные мухи способны быстрее, чем галапагосские черепахи, приспособиться к изменяющимся условиям внешней среды.

Выберите правильный ответ:

а) имеют меньшие размеры;

б) хорошо летают;

в) имеют больше врагов;

г) имеют быструю смену поколений.

22. Постройте весеннюю возрастную пирамиду популяции обыкновенной землеройки-бурозубки, состоящей из 980 особей прошлого года рождения и 20 особей позапрошлого года рождения. При построении пирамиды на оси абсцисс откладывают численность (или долю, в процентах) той или иной возрастной группы, а на оси ординат — возрастные группы.

23. Постройте осеннюю возрастную пирамиду популяции обыкновенной землеройки-бурозубки (исходные данные — см. задание 205). К осени смертность перезимовавших особей составила: для прошлогодних — 90%, для двухлетних — 100%. С весны в популяции родилось 3000 особей.

24. Объясните, почему значительная весенняя гибель взрослых землероекбурозубок приведет к резкому и продолжительному спаду численности популяции, в то время как полное уничтожение всех вылетевших весной взрослых майских жуков не приведет к катастрофическому сокращению их популяции.

25. Постройте весеннюю возрастную пирамиду популяции грачей, если исходная численность составила 10 000 особей, из них 60% родилось в прошлом году; 20% — в позапрошлом; 15% — трехлетние птицы; 3% — четырехлетние; 2% — старше четырех лет. Постройте летнюю возрастную пирамиду, учитывая, что численность возросла в 4 раза (40 000 особей) за счет родившихся сеголеток. Условно считайте, что смертность взрослых грачей в этот период отсутствует.

26. Какой из перечисленных факторов не оказывает непосредственного влияния на плодовитость самки? Выберите правильный ответ:

а) возраст самки при первом размножении;

б) доля самцов в популяции;

в) продолжительность периода размножения у самки;

г) обилие корма.

27. Известно, что гектар 20-летнего сосняка поглощает в год до 9 т углекислоты, гектар 60-летнего — 13 т, 80-летнего-— 11т. По правилам рубки можно вырубать только зрелые деревья, оставляя средневозрастные.

Объясните, на чем основаны эти правила. Почему своевременная рубка леса дает не только получение древесины высокого качества, но и является экологически важным мероприятием?

28. Постройте возрастные пирамиды трех популяций лисиц обыкновенных на конец сезона размножения. Первая популяция обитает в лесопарке крупного города. Десять процентов ее численности составляют лисы, родившиеся летом этого года, 30% — двухлетки, 50% — трехлетки и 10% — старше четырех лет. Другая популяция обитает в заповеднике. Сеголетки составляют в ней 30% от численности, двухлетние лисы — 25%, трехлетние — 30%, старше четырех лет — 15%. Третья популяция обитает на территории охотничьего хозяйства, где регулярно проводится отстрел лис. Сеголетки в ней составляют 50% от численности, двухлетние — 30%, трехлетние — 15%, и 5% составляет доля лис, которым более четырех лет. Рассмотрите построенные возрастные пирамиды. Какую из популяций вы бы назвали растущей, какую — стабильной, а какую — сокращающейся?

29. Начертите возрастную пирамиду популяции большой синицы, если весной, до вылупления птенцов, 60% популяции составляют птицы прошлого года рождения, участвующие в размножении первый раз, на двухлетних приходится 20%, трехлетних — 8%, четырехлетних — 5%, пятилетних — 4%, 3% составляет доля особей в возрасте от 6 до 10 лет. Как изменится возрастная пирамида популяции большой синицы после вылета птенцов из гнезда, если численность до гнездования составляла особей, а кладка в среднем состоит из 8 яиц при соотношении полов 1:1?

Условно считайте, что все особи на этом этапе выжили.

Рост численности и плотность популяций 30. Какая среда будет более емкой? Выберите правильный ответ:

а) для пшеницы: орошаемое поле, лес, луг, пустошь, вырубка, поле;

б) для бобра: река, протекающая по степи, река, протекающая по еловому лесу, река, протекающая по осиновому лесу, река, протекающая по тундре;

в) для лося: лиственный лес, хвойный лес, поле, болото;

г) для колорадского жука: хвойный лес, луг, картофельное поле;

д) для окуня: озеро, болото, подземный водоем;

е) для рыжего таракана: лес, чистая комната, поле, кухня;

ж) для больших синиц: поле, озеро, лес, лес с кормушками.

31. Из приведенного списка факторов выберите те, которые способствуют росту численности популяций: обилие пищи, болезни, обилие паразитов, отсутствие хищников, обилие конкурентов, низкая плотность населения, высокая плотность населения, нехватка территории, неблагоприятные климатические условия, избыток территории, благоприятные условия жизни.

32. При росте плотности популяции любого вида наступает время, когда дальнейший прирост замедляется, а затем практически останавливается.

Укажите основные факторы, обусловливающие это явление.

33. Выберите правильное утверждение. Численность популяции может расти экспоненциально в случае:

а) когда пищевые ресурсы являются единственным ограничивающим фактором;

б) когда организмы впервые попадают в подходящую незанятую среду;

в) только при отсутствии хищников;

г) только в лабораторных условиях.

34. Представьте, что вам необходимо разработать программу биологической защиты растений от какого-либо вредителя. Каких врагов этого вредителя вы будете использовать: специализированных или неспециализированных?

Объясните почему.

35. Назовите некоторые виды, избыточная численность которых нежелательна для человека.

36. Человечество встревожено сокращением численности ряда видов, которые находятся на пути к вымиранию. Назовите некоторые из этих видов.

Подумайте, должна ли нас беспокоить возможность их вымирания. Если да, то почему? Если нет, то почему?

37. Спады численности мышевидных грызунов и неблагоприятная погода часто становятся причиной голодания сов. При остром голоде они могут съедать своих ослабевших птенцов. В бескормные годы совы не откладывают яиц. Объясните поведение сов.

38. На пне срубленной осины часто появляются быстрорастущие порослевые побеги. Однако порослевая осина в большей степени, чем осина семенного происхождения, подвержена гнилостным заболеваниям. Объясните быстрый рост порослевой осины и большую подверженность ее заболеваниям.

39. В 70-х гг. XIX в. на Вест-Индские острова были завезены 9 мангустов для борьбы с расплодившимися крысами — вредителями плантаций сахарного тростника. Зверьки прижились и стали размножаться. Со временем количество мангустов возросло до сотен тысяч. Крыс стало меньше, однако вместе с ними стали исчезать местные виды лягушек, птиц, ящериц, крабов. На этом фоне значительно размножились насекомые, потребляющие сахарный тростник. Как вы думаете, почему люди не получили ожидаемого эффекта от акклиматизации мангустов и повышения урожайности тростника? Почему численность мангустов резко возросла?

Почему размножились насекомые, потребляющие сахарный тростник?

40. На основе данных таблицы «Выживание птенцов скворцов в зависимости от числа яиц в кладке» решите, почему скворцам может быть невыгодно откладывать небольшое или слишком большое число яиц. Рассчитайте средние значения вылетевших из гнезд птенцов в зависимости от величины кладки.

Впишите эти значения в соответствующую колонку таблицы. Какие родители (по порядковому номеру) оставят в популяции наибольшее число своих потомков? Среднее значение вылетевших из гнезда птенцов рассчитывается путем умножения доли выживших птенцов на величину кладки и деления получившегося числа на 100.

Таблица. Выживание птенцов скворцов в зависимости от числа яиц в кладке Порядковы Величина кладки Доля Среднее значение Численность популяций и ее регуляция в природе 41. Какие виды имеют более стабильную динамику численности? Выберите правильный ответ:

а) с простой возрастной структурой;

б) со сложной возрастной структурой;

в) с переменной возрастной структурой.

42. Какой ученый является основоположником экологии популяций?

Выберите правильный ответ:

а) Ф. Клементе; в) К. Линней;

б) Н. Северцов; г) Ч. Элтон.

43. Из приведенных факторов выберите те, которые способны регулировать численность популяции, то есть увеличивать силу воздействия при росте ее плотности.

Хищники, температура среды, паразиты, дожди, пожары, давление, солнечная радиация, ветер (буря, ураган), снег, конкуренты своего вида, конкуренты других видов, наводнение, цунами, обеспеченность пищей, убежища, внутривидовая агрессия, землетрясение.

44. Из приведенных примеров выберите те, в которых отражены случаи взрывов численности так называемых видов-вселенцев из-за отсутствия врагов-регуляторов.

Американский клен в Европе, колорадские жуки в Европе, кролики в Австралии, волнистые попугайчики в Европе, кукуруза в Европе, домовые воробьи в Америке, канадская элодея в Европе, канадская голубая ель в Старом Свете.

45. Среди лесных птиц и млекопитающих наиболее резким колебаниям подвержена численность семеноядных животных — клестов, кедровок, белок, мышей. Объясните, с чем это связано.

46. Постройте график изменения заготовок шкурок зайца-беляка на севере европейской части России последовательно за 27 лет (объем заготовок приводится в баллах).

Баллы: 2, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 15, 30, 80, 100, 60, 55, О, 1, 1, 1, 2, 8, 90, 100, 100, 130, 10, 2, 1, 2.

А. Сколько лет длится один цикл в динамике численности зайца-беляка?

В. Какой прогноз для заготовок шкурок будет более точным? Выберите правильный ответ:

а) на 1 год вперед;

б) средний на 5 лет вперед;

в) средний на 10 лет вперед.

47. Экологи установили интересный факт: как только в водоемах люди истребят выдр, рыбы в них становится больше, но потом ее численность заметно уменьшается. Если снова в тех реках и озерах расплодятся выдры, то количество рыбы в них опять возрастет. Объясните почему.

ЭКОСИСТЕМЫ

а) совокупность организмов и неорганических компонентов на определенной территории, в которой поддерживается круговорот веществ;

б) совокупность организмов разных видов, взаимосвязанных между собой, обитающих на определенной территории;

в) совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории;

г) совокупность организмов, обитающих на определенной территории, и неорганических компонентов.

2. Выберите три необходимых функциональных компонента экосистемы:

бактерии, животные, консументы, грибы, климат, редуценты, растения, биогенные вещества, продуценты, вода.

3. Какой ученый является основоположником биогеоценологии? Выберите правильный ответ:

в) В. Докучаев;

4. Какой ученый ввел в науку понятие «экосистема»? Выберите правильный ответ:

б) В. Докучаев; г) В. Иогансен.

экосистемы и царств живых существ.

Организмы, потребляющие органическое вещество и перерабатывающие его в новые формы, называют..........Они представлены в основном видами, относящимися к ………….. миру. Организмы, потребляющие органическое вещество и полностью разлагающие его до минеральных соединений, называют............. Они представлены видами, относящимися к.............

и.............. Организмы, которые потребляют минеральные соединения и, используя внешнюю энергию, синтезируют органические вещества, называют...…...... Они представлены в основном видами, относящимися к ………... миру.

6. Закончите утверждение. Все живые существа на Земле существуют благодаря органическому веществу, созданному в основном:

б) бактериями; г) растениями.

7. Вставьте пропущенные слова.

Сообщество организмов разных видов, тесно взаимосвязанных между собой и населяющих более или менее однородный участок, называют........... В его состав входят: растения, животные,.......... и........... Совокупность организмов и компонентов неживой природы, объединенных круговоротом веществ и потоком энергии в единый природный комплекс, называют........ или ………...

8. Кто из перечисленных организмов относится к продуцентам? Выберите правильный ответ: а) корова; б) белый гриб; в) клевер луговой; г) человек.

9. Какова роль редуцентов в экосистемах? Выберите правильный ответ:

а) уничтожают организмы;

б) обеспечивают продуцентов минеральным питанием, тем самым поддерживают круговорот элементов;

в) обеспечивают продуцентов водой, тем самым поддерживают круговорот воды;

г) поставляют в экосистему органические вещества и энергию;

д) трансформируют вещество из одного состояния в другое.

10. Выберите из списка названия животных, которых можно отнести к консументам второго порядка:

серая крыса, слон, тигр, дизентерийная амеба, скорпион, паук, волк, кролик, мышь, саранча, ястреб, морская свинка, крокодил, гусь, лисица, окунь, антилопа, кобра, степная черепаха, виноградная улитка, дельфин, колорадский жук, бычий цепень, кенгуру, божья коровка, белый медведь, медоносная пчела, кровососущий комар, стрекоза, яблоневая плодожорка, тля, серая акула.

11. Выберите из списка названия организмов, которых можно отнести преимущественно к редуцентам:

дуб, норка, клоп-черепашка, нерпа, пшеница, гнилостные бактерии, жужелица, гриб пеницилл, кокосовая пальма, росянка, опята, лишайник олений мох.

12. Из перечисленных названий организмов выберите продуцентов, консументов и редуцентов.

Медведь, бык, дуб, белка, подосиновик, шиповник, скумбрия, жаба, ленточный червь, гнилостные бактерии, баобаб, капуста, кактус, пеницилл, дрожжи.

13. Предположим, что вы соорудили аквариум с герметично закрытой прозрачной крышкой. Подобрали и поселили в аквариуме растения, бактерий и животных. Будет ли жизнь продолжаться в таком аквариуме неопределенно долго при условии, что он будет регулярно освещаться солнцем?

14. Выберите правильное утверждение. В экосистеме поток вещества и энергии передается:

а) от редуцентов к консументам и далее к продуцентам;

б) от консументов к продуцентам и далее к редуцентам;

в) от продуцентов к консументам и далее к редуцентам.

15. Выберите правильное утверждение. В экосистеме основной поток вещества и энергии передается:

а) от редуцентов к консументам и далее к продуцентам;

б) от консументов к продуцентам и далее к редуцентам;

в) от продуцентов к консументам и далее к редуцентам.

16. Объясните, почему существование жизни на Земле было бы невозможно без бактерий и грибов.

17. В августе в смешанном лесу можно заметить интересную особенность: в хвойных группировках под деревьями лежит много старой хвои, в лиственных — прошлогодних опавших листьев уже нет. Объясните такие отличия. Отражается ли это на составе почвы хвойного леса?

18. Оказывается, что в прудах-охладителях при тепловых электростанциях экономически выгодно содержать растительноядных рыб. Объясните почему.

19. Назовите как минимум три причины, по которым человечеству следует быть благодарным зеленому растению.

20. Назовите организмы, которые являются продуцентами, но не принадлежат к царству растений.

21. Какие организмы не являются абсолютно необходимыми в поддержании замкнутого круговорота биогенных элементов (азота, углерода, кислорода и др.)? Выберите правильный ответ:

а) продуценты; б) консументы; в) редуценты.

22. Предположим, что на Земле исчезли все организмы, кроме высших растений. Опишите дальнейшее развитие событий.

23. Определите правильно составленную пастбищную цепь питания:

а) леопард — газель — трава;

б) клевер — заяц — орел — лягушка;

в) перегной — дождевой червь — землеройка — горностай;

г) трава — зеленый кузнечик — лягушка — уж.

24. Составьте пять цепей питания. Все они должны начаться с растений (их частей) или мертвых органических остатков (детрита). Промежуточным звеном в первом случае должен быть дождевой червь, во втором — личинка комара в пресном водоеме, в третьем — комнатная муха, в четвертом — личинка майского жука, в пятом — инфузория-туфелька. Все цепи питания должны заканчиваться человеком. Предложите наиболее длинные варианты цепей. Почему количество звеньев не превышает 6—7?

25. Назовите животных, которые в цепях питания могут занимать место консументов (потребителей) как первого, так и второго или даже третьего порядка.

26. Назовите растения, которые могут занимать место и продуцента (производителя), и консумента второго порядка.

27. Назовите животных, которые всегда занимают строго определенное место в цепях питания.

28. Укажите пастбищные (А) и детритные (Б) пищевые цепи:

а) диатомовые водоросли — личинка поденки — личинка ручейника;

б) бурая водоросль — береговая улитка — кулик — сорока;

в) мертвое животное — личинка падальной мухи — травяная лягушка — уж обыкновенный;

г) нектар — муха — паук — землеройка — сова;

д) коровий помет — личинка мухи — скворец — ястреб-перепелятник;

е) листовая подстилка — дождевой червь — землеройка — горностай.

29. Закончите фразу. Из общего количества энергии, передающейся в пищевой сети с одного трофического уровня на другой, примерно 10%:

а) изначально поступает от солнца;

б) расходуется в процессе дыхания;

в) идет на построение новых тканей;

г) превращается в бесполезное тепло;

д) выделяется в экскрементах.

30. В природе пищевая цепь редко превышает 6—7 звеньев, обычно она состоит из 4—5. Объясните, почему количество звеньев пищевых цепей в природе ограничено.

31. Как вы думаете, почему в прудовых хозяйствах выгоднее выращивать толстолобиков, а не щук? Выберите правильный ответ:

а) толстолобики быстрее растут;

б) щуки чаще гибнут от болезней и неблагоприятных условий;

в)толстолобики питаются энергетически дешевой растительной пищей, а щуки — дорогой, животной.

32. Сколько трофических уровней существует в следующих пищевых цепях:

А. Сок розового куста — тля — паук — насекомоядная птица — хищная птица.

Б. Ежевика — рыжая полевка — обыкновенная неясыть.

В. Диатомовые водоросли — веслоногие рачки — сельдь.

Г. Луговые растения — кузнечики — бурозубка — полевой лунь.

Д. Хвоя сосны — сосновый шелкопряд — большая синица — ястреб — пухоед.

33. Выберите правильное утверждение. Волк и лиса находятся на одном и том же трофическом уровне, потому что:

а) поедают растительноядных животных;

б) используют свою пищу примерно на 10% ;

в) живут на суше;

г) имеют сходные размеры;

д) кормовой рацион разнообразен.

34. Закончите утверждение.

А. Вещество в биогенном круговороте используется:

а) многократно;

б) однократно.

Б. Энергия в биогенном круговороте используется:

а) многократно;

б) однократно.

35. Известно, что на каждый последующий трофический уровень переходит примерно 10% энергии, заключенной в организме. Объясните, на что расходуются остальные 90%.

36. Приведите примеры видов, находящихся на вершинах экологических пирамид.

37. Где на суше расположены наименее продуктивные экосистемы?

Выберите правильные ответы:

а) в тропических лесах; д) в субтропических лесах;

б) в умеренных лесах; е) в жарких пустынях;

в) в степях и саваннах; ж) в горах, выше 3000 м.

г) в арктических пустынях;

38. Выберите правильные утверждения. В водных экосистемах самый высокий прирост первичной продукции имеют:

а) озера умеренных широт;

б) воды океана умеренных широт;

в) воды океана субтропиков;

г) воды океана тропиков;

д) устья рек в жарких районах Земли;

е) океанское мелководье коралловых рифов.

39. Выберите правильное утверждение. Примером экосистемы с умеренной биопродуктивностью (0,25—1,0 кг/м в год) является:

а) коралловый риф;

б) заросли тростника в дельте Волги;

в) сенокосные луга;

г) посевы кукурузы.

40. Компонентами экосистемы школьного аквариума являются: водоросли и высшие водные растения, простейшие (инфузории, жгутиковые, корненожки), дафнии, моллюски, рыбы (мальки и взрослые), бактерии.

Изобразите схемы цепей питания в данной экосистеме. Объясните, почему исключение из этой экосистемы моллюсков и простейших приводит к резкому нарушению ее равновесия.

41. Объясните, почему в наземных биоценозах биомасса консументов обычно меньше биомассы продуцентов, а в некоторых водных биоценозах наоборот.

42. Составьте схему цепи питания, характерную для болот. Ее компонентами являются: лягушка, водный детрит (органические вещества), комар, стрекоза, уж. Укажите, какие ком- поненты данной цепи могут наиболее часто включаться в другие цепи питания.

43. Назовите организмы, которые должны быть на пропущенном месте следующих пищевых цепей:

А. Нектар цветов — муха — ? — синица — ?

Б. Древесина — ? — дятел.

В. Листья — ? — кукушка.

Г. Семена — ? — гадюка — аист.

Д. Трава — кузнечик — ? — уж — ?

44. Постройте схему пищевой сети, включив в нее перечисленные ниже организмы:

травы, кролик, почвенные грибы, ягодный кустарник, жук-навозник, растительноядное насекомое, паук, воробей, ястреб.

45. Постройте схему пищевой сети, включив в нее перечисленные ниже организмы:

волк, лисица, сова-неясыть, уж обыкновенный, ястреб, травяная лягушка, заяц, полевка, тля, паук, божья коровка, дуб (с семенами, листьями, корой и древесиной), медуница, мухоловка, короед, дятел, муха-журчалка.