Эволюция биосферы. Развитие живых организмов

2. Температура окружающей среды. Пределы обитания живых существ на Земле значительно уже: чаще всего от - 200°С до + 100 °С. Большая часть организмов имеет гораздо более узкий диапазон температур, причем наибольший диапазон имеют самые низкоорганизованные существа микроорганизмы, в частности, бактерии. Бактерий обнаруживают в горячих источниках при температуре около 90 °С и даже 250 °С, тогда как самые устойчивые насекомые погибают, если температура окружающей среды превышает 50 °С. Существование бактерий в широком диапазоне температур обеспечивается их способностью переходить в такие формы, как споры, имеющие прочные клеточные стенки, выдерживающие неблагоприятные условия среды. Диапазон толерантности у наземных животных в целом больше, чем у водных (не считая микроорганизмов). Живые организмы приспосабливаются к различным температурным условиям; одни могут жить при постоянной или относительно постоянной температуре, другие лучше адаптированы к колебаниям температуры. Воздействие температурного фактора на организмы сводится к его влиянию на скорость обмена веществ, которая зависит от температуры нелинейно. Все организмы делят на два типа: гомойотермных (имеют постоянную температуру и поддерживают ее, несмотря на изменение температуры в окружающей среде) и пойкилотермных (не тратят энергию на поддержание постоянной температуры тел). Такое разделение относится к животному миру; иногда животных подразделяют на теплокровных и холоднокровных. НО: Многие пресмыкающиеся, рыбы и насекомые (пчелы, бабочки, стрекозы) могут в течение определенного времени регулировать температуру тела, а млекопитающие при необычно низких температурах ослабляют или приостанавливают эндотермическую регуляцию температуры тела (зимняя спячка. Адаптации у пойкилотермных организмов происходят на уровне обменных процессов: оптимум активности ферментов соответствует режиму температур. У гомойотермных организмов имеется комплекс приспособлений к меняющимся условиям температуры среды, участвует нервная система. Большинство видов живых организмов являются пойкилотермными.

3. Влажность. Водный обмен протекает в двух направлениях: поступление воды в организм и выделение воды из организма. Многие организмы способны получать и отдавать воду через кожные покровы или специализированные участки кожи. Выделяют характеристики, важные для описания воды как лимитирующего фактора в экосистеме: влажность, количество осадков, иссушающие свойства воздуха, доступная площадь водного запаса. Наземным организмам приходится экономить воду, но их способности в этом отношении сильно варьируют. В неблагоприятных условиях животные часто сами регулируют свое поведение так, чтобы избежать недостатка влаги: переходят в защищенные от иссушения места, ведут ночной образ жизни. Многие животные не покидают пределов переувлажненных местообитаний. Растения лишены способности передвигаться.

Вода, поступающая из почвы в растения, почти полностью испаряется через поверхность листьев в процессе транспирации. Влажность почвы, которая в значительной мере зависит от количества атмосферных осадков, имеет первостепенное значение для растений. Сочетание дефицита воды и высоких температур атмосферного воздуха ужесточает условия жизни и сужает диапазон толерантности. Растения, которые приспособились к жизни в зонах недостаточного увлажнения, относятся к ксерофитам. Их способность переносить неблагоприятные условия и сохранять активность зависит от комплекса адаптации, по типу которых их подразделяют на суккуленты (имеющие мясистые наземные части предназначенные для запасания и экономного расходования воды) и склерофиты (способности переносить обезвоживание. Это - жесткие, сухие растения, имеющие развитую корневую систему, насасывающую влагу из почвы).

4. Соленость. У большинства морских организмов внутриклеточная концентрация солей близка к таковой в морской воде. Любые изменения внешней концентрации приводят к пассивному изменению осмотического тока. Внутриклеточное осмотическое давление меняется соответственно изменению концентрации солей в водной среде. Такие организмы называют пойкилосмотическими. К ним относятся все низшие растения (в том числе сине-зеленые водоросли - цианобактерии), большинство морских беспозвоночных животных. К другой группе водных организмов относятся так называемые гомойоосмотические. Они способны активно регулировать осмотическое давление и поддерживать его на определенном уровне независимо от изменений концентрации солей в воде, поэтому их называют также осморегуляторами. К ним относятся высшие раки, моллюски, водные насекомые. Водно-солевой обмен у рыб происходит по следующей схеме: вода поступает в организм осмотическим путем через жабры и слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, избыток ее выводится через почки. Фильтрационно-реабсорбционная функция почек может меняться в зависимости от соотношения осмотических давлений водной среды и жидкостей организма. Для растений аридных (засушливых) зон большое значение в ксерофитных условиях имеет повышенное содержание солей в почве: галофиты - растения, которые переносят большие концентрации солей. Некоторые растения выводят избыток солей через специальные образования на поверхности листа, другие обладают способностью связывать соли с органическими веществами в протопластах.

5. Реакция среды (рН) Распространение и численность популяций существенно зависит от реакции почвы или водной среды. Выпадение таких "кислотных дождей" вызывает закисление различных объектов окружающей среды. Снижение рН ниже 3, также как повышение выше 9, приводит к повреждению протоплазмы корней большинства сосудистых растений. Изменение рН в почве вызывает ухудшение условий питания: снижается доступность биогенных элементов для растений.

Пределы устойчивости к закислению почвы у разных растений различны, но только немногие растения могут расти и размножаться при рН ниже 4,5. При высоких значениях рН, т е. при подщелачивании, также создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности растений. Резко отрицательное воздействие оказывает на биоту закисление водных экосистем. Повышенная кислотность действует негативно в трех направлениях: 1) нарушения осморегуляции, активности ферментов (они имеют оптимумы рН), газообмена; 2) токсического воздействия ионов металлов; 3) нарушений в пищевых цепях, изменения пищевого рациона и доступности пищи.

6. Газовый состав среды обитания. Для многих видов организмов концентрация кислорода и двуокиси углерода, которые составляют в атмосферном воздухе 21% и 0,03% по объему соответственно, являются лимитирующими факторами. При этом в наземных экосистемах состав внутренней воздушной среды - атмосферного воздуха - относительно постоянен. В водных экосистемах количество и состав газов, растворенных в воде, сильно варьирует. В воде содержится значительно меньше кислорода, чем в атмосферном воздухе (в воде: из атмосферного воздуха (путем диффузии) и из растений (как продукт фотосинтеза)). Диоксид углерода в водных экосистемах образуется в результате дыхания живых организмов, разложения отмерших остатков животных и растений. Концентрации кислорода, необходимые для дыхания, достаточно постоянны и закрепились в ходе эволюции. Гомеостаз обеспечивается постоянством параметров внутренней среды организмов; содержание кислорода и углекислого газа в различных тканях и органах поддерживается на относительно постоянном уровне. Карбонатная система жидкостей организма служит хорошим буфером, обеспечивающим гомеостаз.

13. Экологическая структура популяций

1. Плотность и численность популяции. Влияние популяции на сообщество и экосистему зависит не только от того, из каких организмов она состоит, но и от их численности (N), которая означает общее количество организмов, населяющих ту или иную территорию. Кроме численности, важным показателем является плотность популяции - отношение количества особей к единице пространства. Она измеряется числом особей или биомассой популяций на единицу площади или объема. Например, 400 деревьев на 1 га. Различают среднюю плотность, то есть число особей на единицу всего пространства, и экологическую, или специфическую, плотность - число особей на единицу заселенного пространства (доступной площади или объема, которые могут быть заселены популяцией).

Верхний предел плотности популяции определяется потоком энергии в экосистеме, трофическим уровнем, к которому относится организм, а также объемом и интенсивностью его метаболизма. Нижний предел выделить значительно сложнее, особенно в стабильных экосистемах, в которых, как правило, действуют механизмы, поддерживающие плотность обычных или доминирующих организмов в довольно ограниченных пределах.

2. Динамика популяций. Популяция изменчива во времени, и при ее изучении определенный интерес представляют не только ее состав и величина в каждый определенный момент, но также и то, как она изменяется. Зная скорость изменения популяции, можно судить о многих ее особенностях, условиях развития и, косвенно, о состоянии экосистемы в целом. Скорость изменения численности популяции можно определить путем деления величины изменения количества особей на период времени, за который оно произошло.

3. Рождаемость - способность популяции к увеличению численности за счет размножения. Этот термин используется и для популяции человека. Он характеризует частоту появления новых особей вида. Различают максимальную и экологическую рождаемость. Максимальная, или абсолютная, физиологическая, рождаемость - появление теоретически максимально возможного количества новых особей в идеальных условиях, то есть при отсутствии лимитирующих факторов. Этот показатель - постоянная величина для данной популяции. Экологическая, или реализуемая, рождаемость обозначает увеличение популяции при фактических, или специфических, условиях среды. Она зависит от состава, размера популяции и фактических условий среды. Рождаемость обычно выражают в виде скорости, определяемой путем деления числа вновь образовавшихся особей за определенный промежуток времени ([dNn / dt] - абсолютная рождаемость) или числом новых особей в единицу времени на единицу популяции ([dNn / Ndt] - специфическая, удельная рождаемость), где N - размер популяции или только части, способной к размножению. Например, для высших организмов рождаемость выражают в расчете на одну самку, а для популяции человека - в расчете на 1000 человек. Рождаемость может быть нулевой или положительной, но никогда - отрицательной. Максимальная рождаемость - это теоретический верхний предел, который популяция могла бы достичь в идеальных условиях.

4. Смертность. Этот показатель характеризует гибель особей популяций за определенный период времени. Так же, как и в случае с рождаемостью, смертность можно выразить числом особей, погибших за определенный период. Различают специфическую смертность - число смертей по отношению к числу особей, составляющих популяцию; экологическую или реализуемую, смертность - гибель особей в конкретных условиях среды (величина непостоянная, изменяется в зависимости от 18(2). состояния природной среды и состояния популяции). Существует некая минимальная величина, характеризующая гибель особей в идеальных условиях, когда на популяцию не воздействуют лимитирующие факторы. В этих условиях максимальная продолжительность жизни особей равна их физиологической жизни, которая в среднем выше экологической продолжительности жизни.

Специфическую смертность обычно выражают числом особей, погибших за определенное время, выраженным в процентах от начальной численности популяции. Как и в случае с рождаемостью, необходимо принять минимальную смертность за теоретическую константу. Смертность, как и рождаемость, особенно у высших организмов, сильно варьируется с возрастом, поэтому при изучении смертности организмов популяцию целесообразно разделить на возрастные группы. На основании анализа демографических таблиц можно строить кривые выживаемости особей в популяции, которые могут быть достаточно информативны. Выделяют три типа кривых выживаемости: 1. сильновыпуклые кривые - характерны для видов организмов в популяциях, смертность которых почти до конца жизненного цикла остается низкой. Такой тип кривых выживания характерен для многих видов крупных животных, в том числе и для человека; 2. сильновогнутые кривые - характерны для видов организмов в популяциях, смертность которых чрезвычайно высока на ранних стадиях развития, а в дальнейшем становится низкой. Например, семена дуба при прорастании погибают в больших количествах, а гибель укоренившихся растений остается чрезвычайно низкой; 3. кривые промежуточного типа относятся к тем видам, у которых смертность для каждой возрастной группы - величина постоянная.

5. Возрастная структура популяции. Это соотношение особей в популяции по возрастным группам. По отношению к популяции можно выделить три экологических возраста - предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный, поэтому следует ожидать, что в зависимости от соотношения количества особей, относящихся к различным экологическим возрастам, способность популяции к изменению численности будет неодинаковой. Как правило, в быстро растущих популяциях преобладают особи младших возрастных групп, в стабильных - распределение между возрастными группами относительно равномерное, а в популяциях с уменьшающейся численностью преобладают особи старших возрастов. Следует отметить, что возрастная структура популяции может изменяться и без заметных колебаний общей численности.

Гипотетически можно представить три типа возрастных пирамид:

- пирамида, отражающая высокий процент молодых особей в популяции (растущая популяция);

- пирамида, отражающая умеренное соотношение молодых и старых особей (стабильная популяция);

- пирамида, отражающая низкий процент молодых особей (старая или уменьшающая свою численность популяция).

14. Пространственная структура популяций.

Каждая популяция может иметь и сложную пространственную структуру, подразделяясь на более или менее крупные иерархические группы - от географической до элементарной (микропопуляции).

15. Биоценоз

Сообщество - совокупность популяций разных видов на определенной территории. Обычно специалисты (ботаники, зоологи, микробиологи) выделяют в сообщества объекты определенной категории: растительное сообщество - фитоценоз, сообщество животных - зооценоз, микроорганизмов - микробоценоз. Тогда совокупность всех совместно обитающих сообществ разных видов, представленных на ареале отдельными популяциями, образует высшее сообщество - биоценоз. Популяции разных видов в сообществе или биоценозе тесно взаимодействуют на основе разделения пищи и ярусов, взаимного использования продуктов обмена, отношений хищник-жертва, паразит-хозяин и т.д. Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношений друг с другом. Термин «биоценоз» в современной экологической литературе чаще употребляют применительно к населению территориальных участков, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности (обычно по границам растительных ассоциаций), например, биоценоз ельника-кисличника. При этом имеется в виду вся совокупность живых существ, растений, животных микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на данной территории. В водной среде различают биоценозы, соответствующие экологическим подразделениям частей водоемов, например, больших прибрежных галечных, песчаных или илистых грунтов, абиссальных глубин, пелагических больших крупных водоворотов водных масс и т.п. По отношению к более мелким сообществам (населению стволов или листвы деревьев, моховых кочек на болотах, нор, муравейников и т.д.) применяют разнообразные термины: «микросообщества», «биоценотические группировки», «биоценотические комплексы» и др. Принципиальной разницы между биоценотическими группировками разных масштабов нет. Более мелкие сообщества входят составной, хотя и относительно автономной частью в более крупные, а те, в свою очередь, являются частями сообществ еще больших масштабов. Так, все живое население моховых и лишайниковых подушек на стволе дерева - это часть более крупного сообщества организмов, связанных с данным деревом и включающего его подкоровых и наствольных обитателей, население кроны, ризосферы и т.п. В свою очередь эта группировка - лишь одна из составных частей лесного биоценоза. Последний входит в более сложные комплексы, образующие в конечном счете весь живой покров Земли. Для поддержания круговорота веществ в системе необходимо наличие запаса неорганических молекул в усвояемой форме и трех функционально различных групп организмов: Продуцентами выступают автотрофные (использующие в качестве источника для построения своего тела неорганические соединения) организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений. Консументы - это гетеротрофные организмы (все живые существа, нуждающиеся в пище органического происхождения), потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов и трансформирующих его в новые формы. Редуценты живут за счет мертвого органического вещества, переводя его в неорганические соединения. Роль консументов выполняют в природе в основном животные, их деятельность по поддержанию и ускорению циклических миграций атомов в экосистемах сложна и многообразна. На участках, где функционируют, например, сообщества, сформированные только из микроорганизмов, круговорот атомов может осуществляться без консументов, за счет деятельности двух других групп.

16. Отношения организмов в биоценозах

Сосуществование различных видов и популяций в экосистеме приводит к образованию связей, в основе которых лежит питание и местообитание. Соответственно их называют трофическими и топическими. На этой основе возникают различные типы отношений между видами; они могут быть прямыми (например, трофические связи) или косвенными (например, святи между элементами далеко отстоящих друг от друга трофических уровней). 1. Трофические. Каждый биоценоз с необходимостью включает представителей всех трех принципиальных экологических групп организмов - продуцентов, консументов и редуцентов. Функционально же все виды распределяются на несколько групп в зависимости от их места в общей системе круговорота веществ и потока энергии. Равнозначные в этом смысле виды образуют определенный трофический уровень, а взаимоотношения между видами разных уровней - систему цепей питания. Совокупность трофических цепей в их конкретном выражении, включающем прямые и косвенные взаимоотношения составляющих их видов, формирует целостную трофическую структуру биоценоза. 2. Топические. К этой категории взаимоотношений относится борьба за место для поселения, конкуренция животных за убежища. Как и в случае пищевой конкуренции, эволюция биоценотических систем приводила либо к вытеснению ряда видов из состава сообщества, либо к формированию отношений, снижающих силу конкуренции. В принципе и в этом случае основа сосуществования может определяться либо расширением круга пригодных для заселения биотопов (эвритопность), что облегчает пространственное размещение, либо высокой степенью специализации (стенотопностъ), что уменьшает число конкурентов. Например, пищухи строят гнезда в узких клинообразных щелях в стволах деревьев и потому практически не имеющие конкурентов по линии выбора мест для гнездования. С другой стороны, на почве использования пространства возникает сложная система топических связей позитивного характера, создающих возможность формирования более полночленных и разнообразных по видовой структуре биоценозов. Речь идет, прежде всего, о средообразующей роли отдельных видов и их группировок в экосистемах. Известна роль растительности в формировании мезо- и микроклимата. Лесная опушка, например, резко снижает силу ветра, что прямо сказывается на температурных условиях и режиме влажности в глубине леса. Кроны деревьев, перехватывая солнечные лучи, также влияют на температурный режим, освещенность и влажность. Заросли тростников и водной растительности, снижая течение и ту ветра, также создают условия для поселения ряда видов животных, и которых существование на открытых водоемах невозможно. Нора млекопитающих привлекает целый ряд видов членистоногих, амфибий и других животных, использующих их наряду с хозяевами (синойкия).

Строительная деятельность животных в существенной степени определяется особыми межвидовыми отношениями, которые известный эколог В.Н. Беклемишев назвал фабрическими связями (от лат. fabrico - изготовлять, производить). Они выражаются в использовании для создания различных сооружений частей тела других организмов, их выделений, а иногда и целых живых особей - использование в строительной деятельности различных растительных материалов: стеблей трав, мха, лишайников, веток деревьев и т.д. Некоторые тропические древесные лягушки сворачивают крупные листья в виде воронки, в которой накапливается дождевая влага, и используют их для откладки икры. Тесные фабрические связи характерны для муравьев и хвойных деревьев, спад которых составляет основу строительного материала муравейников. В.Н. Беклемишев в системе биоценотических отношений выделил также форические связи, выражающиеся в расселении (распространении) одного вида другим. Такие связи формируются, например, между крупными водными позвоночными и поселяющимися на их теле организмами-обрастателями (гидроидные полипы, некоторые моллюски, водоросли и др.). Летающие насекомые могут переносить на себе большие скопления гамазовых клещей. Рак-отшельник "транспортирует" своего сожителя-актинию. Описаны и другие формы форических связей. Так, наблюдения в эстуарии Пунта-Моралес (Коста-Рика) показали, что целый ряд организмов связан с плавающими мангровыми листьями. Особенно многочисленны были крабы креветки и др., что уменьшает риск гибели от хищников и минимизирует затраты энергии на переселение из одного биотопа в другой.

17. Формы биологических отношений в сообществах

Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основное условие жизни в сообществе, возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства. Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. По направленности действия на организм все воздействия подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные.

Позитивные отношения. Симбиоз - сожительство (от греческого sym - вместе, bios - жизнь) - форма взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Есть несколько форм симбиоза: 1. Кооперация. Общеизвестное сожительство раков-отшельников с мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой падает на дно и поедается раком. 2. Мутуализм (от латинского mutuus - взаимный). Форма взаимовыгодных отношений видов - от временного, необязательного контакта до симбиоза - неразделимой полезной связи двух видов. Лишайники - это сожительство гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гиф гриба извлекает воду и минеральные соли. Кишечные симбионты участвуют в переработке грубых растительных кормов у многих жвачных животных. Менее обязательны, но чрезвычайно существенны мутуалистические отношения, например, между сибирской кедровой сосной и птицами - кедровкой, поползнем и кукшей, которые, питаясь семенами сосны и запасая корма, способствуют самовозобновлению кедровников.[1]

3. Коменсализм - нахлебничество (от латинского com - вместе, mensa - трапеза). Одна из форм симбиоза- взаимоотношения, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи. Рыбы-лоцманы сопровождают акул, дельфинов, двигаясь вместе с ними в слое воды, примыкающей непосредственно к поверхности тела этих животных, и не затрачивая поэтому усилий на такую большую скорость и питаясь остатками пищи, экскрементами и паразитами сопровождаемых животных. В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество членистоногих, использующих микроклимат жилищ и находящих там пищу за счет разлагающихся остатков или других видов сожителей. Многие виды вне нор не встречаются совсем. Отношения типа комменсализма очень важны в природе, способствуя более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов. 4. Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз. В гнездах птиц, норах грызунов живут членистоногие. Растения также используют другие виды как места обитания: эпитафы (водоросли, мхи, лишайники). Древесные растения служат им местом прикрепления. Питаются же эпитафы за счет отмирающих тканей, выделений хозяина и за счет фотосинтеза.

Негативные отношения. 1). Антибиотическая форма взаимоотношений, при которой обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывают отрицательное влияние. Отношения хищник - жертва, паразит - хозяин - это прямые пищевые связи, по существу к этому типу экологических взаимодействий можно отнести все варианты пищевых связей. Хищничество - одна из самых распространенных форм, имеющих большое значение в саморегуляции биоценозов. Хищниками называют животных (а также некоторые растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Объекты охоты хищников разнообразны.

Например, лисы поедают плоды; медведи собирают ягоды и любят мед лесных пчел. Естественный отбор, действующий в популяции хищников, увеличивает эффективность средств поиска и ловли добычи, вырабатывают сложное поведение, например, согласованные действия стаи волков при охоте на оленей. Жертвы в процессе отбора тоже совершенствуют средства защиты и избегания хищников. Паразитизм. Организмы могут использовать другие виды не только как место обитания, но и как постоянный источник питания. По существу паразитический характер имеют связи насекомых-вредителей с растениями. Известно несколько десятков тысяч видов паразитических форм, из них около 500 - паразиты человека, поэтому изучение паразитов необходимо для предупреждения и лечения заболеваний. Формы паразитизма: Паразиты могут быть временными, когда организм-хозяин подвергается нападению на короткий срок, лишь на время питания. Таковы слепни, клопы, блохи, мухи-жигалки. Организмы, способные длительное время использовать хозяина, не приводя его к слишком ранней гибели и обеспечивая себе тем самым наилучшее существование. К числу постоянных паразитов относятся: простейшие (дизентерийная амеба, малярийный плазмодий), плоские черви (цепни, сосальщики), круглые черви (власоглав, аскарида), членистоногие (чесоточный зудень). С гибелью хозяина погибает и паразит. Гнездовой паразитизм свойственен позвоночным животным. Обыкновенная кукушка откладывает свои яйца в гнезда более 100 видов птиц, преимущественно мелких воробьиных. Птенцы паразитического вида вылупливаются быстрее, чем птенцы хозяина. Вылупившийся кукушонок выталкивает яйца и птенцов своих хозяев и получает всю пищу от приемных родителей. Паразитические отношения встречаются и у растений. Особенно распространены паразитические бактерии и грибы. Один из самых процветающих паразитов высших растений - гриб рода фитофтора. Некоторые виды этого рода поражают любые растения. [3]

Конкуренция - одна из форм отрицательных взаимоотношений между видами. Ч.Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции видов. Конкуренция - это взаимоотношения, возникшие между видами со сходными экологическими требованиями. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении, т.к. присутствие другого уменьшает возможности в овладении ресурсами, убежищами и прочими средствами к существованию, которым располагает местообитание. Конкуренция - единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих партнерах. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до совместного существования. Тем не менее, рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Причины вытеснения одного вида другим могут быть различными. У растений подавление конкурентов происходит в результате перехвата питательных веществ и почвенной влаги корневой системой и солнечного света - листовым аппаратом, а также в результате выделения токсичных соединений. У животных встречаются случаи прямого нападения одного вида на другой в конкурентной борьбе. Например, личинки яйцееда diachasoma и tryonhi opius humilis, оказавшиеся в одном яйце хозяина, вступают друг с другом в схватку и убивают соперника, прежде чем приступить к питанию. [1]

18. Нейтральные отношения

Нейтрализм - форма взаимоотношений, при которых обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состава сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, не контактируют друг с другом, однако состояние леса сказывается на каждом из этих видов. [3]

При аменсализме для одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания отрицательны, тогда как другой от них не получает ни вреда, ни пользы, что чаще встречается у растений (например, светолюбивые травянистые виды, растущие под елью, испытывают угнетение в результате затенения, тогда как для самого дерева соседство может быть безразличным).

19. Определение жизни

Известно, что живые организмы и тела неживой природы состоят из одних и тех же химических элементов. Сходство органического и неорганического мира на атомном уровне на связь и единство живой и неживой природы. И, вместе с тем, в силу качественного своеобразия живого мы без труда одни тела относим к живым, а другие - к неживым.

К свойствам живого относят:

- обмен веществ - важный признак живых систем - использование внешних источников энергии в виде пищи, света и др. Через живые системы проходят потоки веществ и энергии, вот почему они открытые. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции, т.е. Процессы синтеза веществ в организме, и диссимиляции, в результате которых сложные вещества и соединения распадаются на простые и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма.

- способность к росту, индивидуальному развитию - расти -значит увеличиваться в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта. Развитие живой формы материи представлено индивидуальным и историческим развитием. На протяжении индивидуального развития постепенно и последовательно проявляются все свойства организмов.

- воспроизведению себе подобных - существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени; поддержание жизни связано с самовоспроизведением. Любой вид состоит из особей, каждая из которых рано или поздно перестанет существовать, но благодаря самовоспроизведению жизнь вида не прекращается. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте.

- способность к эволюционному развитию - историческое развитие сопровождается образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате исторического развития возникло все многообразие видов на Земле.

- раздражимость является выражением одного из общих свойств всех тел природы - свойства отражения. Оно связано с передачей информации из внешней среды любой биологической системе (организму, органу, клетке). Это свойство выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие. Благодаря свойству раздражимости организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды.

- подвижность

- изменчивость - свойство, противоположное наследственности. Оно связано с приобретением организмами новых признаков и свойств. В основе наследственной изменчивости лежат изменения биологических матриц - молекул ДНК. Изменчивость создает разнообразный материал для отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям существования организмов, что в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

- дискретность - от лат. diskretus - прерывистый, состоящий из отдельных частей) - всеобщее свойство материи. Любая биологическая система (например, организм, вид, биогеоценоз) состоит из отдельных, но тем не менее взаимодействующих частей, образующих структурно - функциональное единство.

- единство химического состава - в состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах 98% химического состава приходится на 4 элемента: углерод, кислород, азот и водород.

Наличие лишь некоторых из этих свойств не является достаточным для определения жизни. Лишь комплекс свойств может считаться необходимым для определения жизни. Энгельс дал определение жизни, ставшее классическим: «Жизнь - есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается жизнь.» «Наша дефиниция (краткое определение) жизни, разумеется весьма недостаточна, поскольку она далека от того, чтобы охватить все явления жизни». Только в 50-х годах стало известно, что жизнь связана не только с белками, но и снуклеиновыми кислотами - носителями наследственной информации. Современные биологи не могут дать однозначного ответа: что такое жизнь? Сторонники более древней концепции Опарина-Холдейна определяют жизнь как явление клеточного уровня, рассматривая в качестве ее основного проявления метаболизм; приверженцы модели Тролланда - Мюллера исходят из того, что жизнь - явление молекулярного уровня, а определяющая ее характеристика - самовоспроизведение структур.