Биология. Словарь-справочник школьника для подготовки к ЕГЭ

Биология. Словарь-справочник школьника для подготовки к ЕГЭ. В словаре-справочнике, адресованном выпускникам и абитуриентам, в полном объёме дан материал курса «Биологии». Краткое и точное определение терминов и понятий, а также вопросы к темам, аналогичные вопросам экзаменационной работы ЕГЭ, и ответы к ним позволяют легко и быстро обобщить, систематизировать и повторить материал школьного курса биологии. Словарь-справочник окажет неоценимую помощь при подготовке к урокам, контрольным работам и промежуточной аттестации, в том числе и для подготовки к единому государственному экзамену.

Биология. Словарь-справочник школьника для подготовки к ЕГЭ

Биология. Словарь-справочник школьника для подготовки к ЕГЭ

Функциональные группы организмов в экосистеме, их роль
Экологическая система — это живая открытая система и поэтому, как и живые организмы, требует для своего существования постоянного притока энергии. Единственным источником энергии для жизни на Земле является солнечный свет. Но энергию, приносимую этим светом, могут непосредственно использовать далеко не все организмы, а только автотрофные фотосинтетики (в основном это растения и цианобактерии (сине-зеленые водоросли), которые называются производителями, или продуцентами. Продуценты потребляют около 1% падающей на Землю солнечной энергии и превращают ее в энергию органических соединений. Они образуют первый трофический уровень. Продуцентами питаются растительноядные организмы. Эти организмы называются первичными консументами. Они образуют второй трофический уровень. Их в свою очередь поедают вторичные потребители (консументы второго порядка), которыми могут питаться консументы третьего порядка. Они образуют, соответственно, третий и четвертый трофические уровни. Такая последовательность организмов представляет собой цепь питания (трофическую цепь), точнее, один из ее видов, называемый пастбищной цепью, или цепью выедания. Пример трофической цепи: нектаром цветка растения (продуцент, первый уровень) питается муха (первичный консумент, второй уровень), ее съедает насекомоядная птица (консумент второго порядка, третий уровень), а ту — хищная птица (консумент третьего порядка, четвертый уровень).
Второй тип трофических цепей носит название детритных, или цепей разложения. Детритом называются тела погибших животных и растений и их прижизненные выделения. Они еще содержат достаточное количество энергии и веществ, которые используются, во-первых, детритофагами (животные, питающиеся падалью, жуки-навозники и т.д.), а во-вторых, редуцентами — грибами и бактериями, разлагающими органические вещества. В итоге детритной цепи в экосистеме восстанавливается запас неорганических веществ, которые необходимы растениям, так как они не могут поглощать органические соединения.
Практически всегда любой из видов организмов, входящих в какую-либо пищевую цепь, входит также и в состав других. Так, например, птица может съесть растительноядную муху, и в этом случае она будет консументом второго порядка. Но она может съесть и хищного паука, и тогда ее следует считать консументом третьего порядка. Всеядные животные являются одновременно консументами первого, второго, а иногда и третьего порядка. Можно привести и более сложные примеры. Комар, питающийся кровью человека и хищных животных, находится на очень высоком трофическом уровне. Но комарами питается болотное растение росянка, которая таким образом представляет собой и продуцент, и консумент высокого порядка. Соединение многих трофических цепей образует пищевую сеть экосистемы, а значительные изменения в любом из ее звеньев неизбежно отразятся на состоянии экосистемы в целом.
Причины устойчивости экосистем, их смена.
Антропогенные изменения экосистем
Биогеоценоз является целостной самовоспроизводящейся системой. Друг на друга влияют биотические и абиотические факторы. Абиотическая среда регулирует существование и жизнедеятельность популяций. Основным источником энергии в экосистеме является Солнце. Потоки веществ и энергии, связывающие организмы друг с другом и средой обитания, обеспечивают целостность биогеоценозов.
Сложившиеся в ходе эволюции биогеоценозы находятся в равновесии со средой. Свойство биогеоценоза выдерживать изменения внешней среды (изменение температуры, уровня влажности и т.д.) называется устойчивостью. Устойчивость биогеоценоза гарантируется способностью организмов переносить неблагоприятные условия и их высоким потенциалом размножения.
В устойчивых экосистемах происходит естественный процесс саморегуляции. Саморегуляция — это свойство экосистемы автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне численность популяций, соотношение полов, рождаемость и смертность и т.д. В основе поддержания относительно стабильной численности популяции лежат трофические связи в пищевых сетях (например, хищник — жертва, паразит — хозяин и пр.).
Массовое размножение видов в экосистеме регулируется с помощью прямых и обратных связей, формирующихся в пищевых цепях. При благоприятных погодных условиях сильно возрастает биомасса растений, ими питаются травоядные животные, и их число также возрастает. Травоядные животные служат пищей хищникам, а чем больше пищи, тем более многочисленное потомство производит хищник. Массовое развитие хищников приводит к резкому снижению числа жертв, что в итоге выражается в снижении числа хищников. В результате равновесие в системе хищник— жертва восстанавливается. Таким образом, процесс саморегуляции заключается в том, что все многообразие живых организмов существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь регулируя численность особей каждого вида.
Хотя биогеоценозы являются саморегулируемыми системами, устойчивое состояние их никогда не достигается полностью. Сообщества организмов изменяются во времени, при этом изменения затрагивают видовое разнообразие, количественные показатели, структуру пищевых сетей, продуктивность и т.д. Изменчивость биогеоценоза в основном проявляется в изменении численности отдельных видов и в смене биогеоценозов.
Численность популяции зависит от соотношения рождающихся и погибающих особей. Оба этих показателя зависят от многих экологических факторов, которые действуют разнонаправленно. Поэтому численность популяции постоянно колеблется. Колебания численности для разных видов различны. Для изучения колебания численности необходимо детально знать биологию вида и экологические факторы, а также определить ограничивающий фактор. Значительные колебания численности наблюдаются в более простых экосистемах. (Например, на севере размножение леммингов приводит к увеличению численности песцов, волков и т.п.) При вспышке снижение численности наступает лишь после истощения пищевых ресурсов или после эпизоотии. В тропических лесах таких колебаний численности не наблюдается, так как все экологические ниши заняты и вспышек численности нет.
Смена биогеоценозов — длительный процесс. В этом состоит его главное отличие от сезонных колебаний популяционных показателей. В определенном местообитании происходит закономерная смена популяций различных видов в строго определенной последовательности. Этот процесс называется экологической сукцессией.
Устойчивое сообщество характеризуется равновесием. Это означает, что суммарная продукция автотрофных организмов в энергетическом выражении точно соответствует энергозатратам, которые идут на обеспечение жизнедеятельности входящих в сообщество организмов. Поэтому биомасса в такой системе остается постоянной, а сама система — равновесной. Если затраты в экосистеме станут меньше валовой первичной продукции, то будет происходить накопление органического вещества, если больше — его исчезновение. В любом случае нарушение равновесия будет вызывать изменения сообщества — популяции одних видов будут сменяться популяциями других видов. Это и определяет сущность экологической сукцессии. Особенность процесса сукцессии состоит в том, что изменения в сообществах всегда направлены на достижение равновесного состояния в системе.
Саморегуляция в биогеоценозе основана на взаимодействии организмов в звеньях пищевой цепи. К нарушению саморегуляции часто приводит деятельность человека, нарушившего структуру сообщества, проводя бесконтрольную вырубку лесов, загрязнение воды и воздуха, интродуцируя в биогеоценоз чужеродные виды растений и животных и т.д.
Человек влияет на различные составляющие биогеоценоза. Влияние на окружающую среду проявляется в загрязнении атмосферы, почв, воды. Влияние человека на живые организмы биогеоценоза может быть опосредованным (использование ядов против насекомых-вредителей уничтожило и многих хищников, питающихся этими насекомыми) и непосредственным (неограниченная охота привела к полному уничтожению ценных промысловых зверей и птиц).
Многообразне видов в природе. Сохранение видового разнообразия как основа устойчивого развития биосферы
Вид— совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биологических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособившихся к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенный ареал.
Многообразие видов в природе и повышение организации живых существ является результатом органической эволюции. Эволюционный процесс в целом непрерывно идет в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды; движущей силой этого процесса является естественный отбор. Однако естественный отбор не поднял все виды на высшую ступень организации по следующим причинам: каждый вид приспособлен к своим условиям существования; при условиях, достаточных для существования простых форм, усложнение не имеет преимущества; при стабильных условиях существования образуются не изменяющиеся миллионы лет виды — тупиковые ветви эволюции.
Эволюция произвела огромное число видов живых организмов. Все они приняли участие в создании облика нашей планеты и в формировании биосферы. По подсчетам биологов, сейчас на Земле существует около 5 млн видов, и каждый из них уникален. В наши дни чрезвычайно быстро идет уменьшение биологического разнообразия на Земле. Это происходит под прямым (охота, рыболовство, вырубка леса) или косвенным (распашка земель, уничтожение мест обитания) воздействием человека. Скорость вызванного человеком уменьшения биологического разнообразия в тысячи раз превосходит естественную убыль видов. Анализ причин и изучение состояния видов показали, что организмы любых видов могут быть сохранены на Земле лишь в том случае, если они останутся на той территории, в той природной обстановке, в которой они исторически обитают. Таким образом, современное понимание целостности биоразнообразия обязывает организовать повсеместную охрану всех существующих видов. Охрана природы предполагает следующее: сохранение привычной среды обитания; сохранение генофонда организмов, популяций и видов; сохранение сообществ. В 1966 г. появилась Красная книга, содержащая перечень и описание редких и исчезающих видов, которые находятся под международной защитой. В 1992 г. была принята Конвенция о биологическом разнообразии, подписанная представителями 179 государств, в которой была разработана всемирная стратегия охраны разнообразия видов, существующих на Земле.
Видовое разнообразие может рассматриваться как показатель благополучия сообщества или экосистемы в целом. Видовое разнообразие — признак устойчивости сообщества. В сообществах с большим видовым разнообразием изменение условий жизни под действием, например, изменений климата может привести к исчезновению одного вгида, однако эта потеря будет компенсироваться за счет других видов, близких к выбывшему по своей специализации. То же происходит и в биосфере, если она включает в себя много различных биогеоценозов, способных длительное время существовать устойчиво в меняющихся условиях окружающей среды.
Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы находится в прямой зависимости от того, насколько много в ней компонентов (видов и биогеоценозов), способных поддерживать ее функционирование при изменении тех или иных условий. Эта устойчивость определяется множеством взаимосвязей и взаимодействий организмов как между собой, так и с косным веществом.
Искусственные сообщества — агроэкосистемы, роль человека в них
Агроценозами (агроэкосистемами) называются искусственные биоценозы, создаваемые человеком для своих целей путем посева или посадки и дальнейшего культивирования возделываемых растений, а также использования территорий для интенсивного выпаса домашних животных. В настоящее время агроценозами занято около 10% суши. Хотя в агроценозе, как и в природных экосистемах, существуют продуценты, консументы и редуценты, образующие типичные трофические сети, между этими двумя типами сообществ имеются довольно большие различия. Одним из главных является то, что, во-первых, явно преобладает один (в полях) или очень небольшое количество (в садах и парках) видов растений. Соответственно, в них снижено видовое разнообразие животных, так как здесь могут обитать только виды, питающиеся определенными растениями. Не имея биологических конкурентов, эти животные могут интенсивно размножаться и становятся вредителями, угрожающими существованию агроценоза. Поэтому для его сохранения требуется вмешательство человека с использованием мер для уничтожения этих животных. Кроме того, человек, собирая урожай, изымает из агроценозов большую часть продукции, которая из-за этого не поступает в детритные цепи питания. В результате этого почва обедняется минеральными веществами, необходимыми для жизнедеятельности растений. Следовательно, снова необходимо вмешательство человека в виде внесения удобрений.
В агроценозах ослаблено действие естественного отбора и действует в основном искусственный отбор, направленный на максимальную продуктивность растений, нужных человеку, а не тех, которые лучше приспособлены к окружающим условиям. Таким образом, аг-роценозы в отличие от природных экосистем не являются саморегулирующимися системами, а регулируются человеком. Задачей такой регуляции является повышение продуктивности агроценоза. Для этого орошаются засушливые и осушаются переувлажненные земли, уничтожаются сорняки и поедающие урожай животные, меняются сорта культивируемых растений и вносятся удобрения. Все это создает преимущества только для культивируемых растений.
В отличие от природной экосистемы агроценоз неустойчив. Если его постоянно не поддерживать, он быстро разрушится, так как культурные растения не выдержат конкуренции с дикорастущими и будут ими вытеснены.
Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем
Живое вещество распределено на планете неравномерно. Однородные участки территории, заселенные живыми организмами, называют биотопами (участок леса, степи, озера). Исторически сложившееся сообщество организмов, населяющее биотоп, — биоценоз. В него входят тысячи видов, но только несколько играют роль основного регулирующего фактора. Компоненты биоценоза и окружающая их неживая природа тесно связаны обменом веществ и энергии и составляют единую систему — биогеоценоз. Биогеоценозы характеризуются своим круговоротом веществ, трансформацией ссшнечной энергии и продуктивностью биомассы. Экосистемы и биогеоценоз— понятия сходные, но не тождественные. Биогеоценоз — это экосистема, границы которой определены фитоценозом. Фитоценоз — растительное сообщество — сочетание различных видов растений, исторически сложившееся на данной территории и обусловленное экологическими условиями. Он является главенствующим компонентом биогеоценоза, предопределяющим возможность существования в нем других организмов, так как состоит из автотрофних организмов, поставщиков энергии и органического вещества для других форм живых существ.
В структуре биогеоценоза можно выделить четыре звена.
1. Абиотическое окружение — неживая природа.
2. Продуценты — зеленые растения и бактерии автотрофы (фото-и хемосинтетики).
3. Консументы — потребители (живут за счет веществ, созданных продуцентами, — плотоядные и травоядные животные).
4. Редуценты — организмы, разлагающие органические соединения до минеральных веществ (бактерии, грибы).
Биосфера — глобальная экосистема.

[свернуть]

Похожие страницы

Предложения интернет-магазинов