лаб_раб_1

Цель работы: изучить классификацию экологических факторов, основные законы и закономерности их действия на организм, основные факторы среды и их влияние на живые организмы

Среда обитания (жизненная среда, внешняя среда) –
все, что окружает организмы и прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение
(Н. П. Наумов (1963), )
Условия существования или условия жизни —
это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может

Экологические факторы –
компоненты среды, которые прямо или косвенно воздействуют на живые организмы

Абиотические факторы –
–это свойства неживой природы (совокупность условий неорганической природы), которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Биотические факторы —
совокупность взаимоотношений живых организмов, а также их взаимовлияний на среду обитания. Действие биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов.
Биотические факторы
Фитогенные факторы
Зоогенные факторы
Микробогенные факторы

Антропогенные факторы –
отражают интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы. К ним относятся все формы деятельности человека и человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни.
Антропогенные факторы
Сознательные
распашка земель, создание сельскохоз.угодий, вывод высокопродуктивных и устойчивых к заболеваниям форм, расселение и уничтожение видов
Случайные (неосознанные)
непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например осушением болот, постройкой плотин, распашкой целины и др.

Все факторы в природе воздействуют на организм одновременно. Причем это не простая их сумма, а взаимодействующее соотношение.
Лимитирующий фактор – фактор, который может замедлять
потенциальный рост как отдельного организма, так и экосистемы в целом, или фактор, недостаток или избыток которого оказывается близким к пределам выносливости данного организма.
Толерантность (от гр. tolerantia – терпение, выносливость) – способность организмов выдерживать изменения условий жизни (например, колебания температуры, влажности, света и др.). На рис. 1 представлена кривая, характеризующая скорость того или иного процесса в зависимости от одного из факторов внешней среды.
Закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов

Зависимость результата действия экологического фактора от его интенсивности

Justus Freiherr von Liebig
(12 May 1803 – 18 April 1873)
Автор: неизвестен - http://ihm.nlm.nih.gov/images/B17480, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19141954
Закон минимума (Ю.Либих) – экологические факторы, значения которых приближаются к минимуму (лимитирующие факторы), наиболее существенно ограничивают развитие организмов, несмотря на оптимальное значение остальных факторов

Rübel Eduard August (1876–1960)
Автор: неизвестен - http://ihm.nlm.nih.gov/images/B17480, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19141954
Закон компенсации факторов (Э.Рюбель) –
отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другими, функционально или физически близкими факторами.

Закон Вильямса – отсутствие фундаментальных экологических факторов (света, воды, углекислого газа, кислорода, азота, калия и др.) не может быть компенсировано другими факторами
Автор: неизвестен - http://www.cnshb.ru/AKDiL/akad/base/RV/000738.shtm, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30124175
Вильямс Василий Робертович

Закон толерантности (В.Шелфорд) – лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия
Shelford Victor Ernest
(1877– 1968)
Автор: неизвестен - http://ihm.nlm.nih.gov/images/B17480, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19141954

Закон экологической индивидуальности организмов и видов -
любой вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распределений разных видов перекрываются, но их оптимумы различаются.

Задание 1. Влияние температуры на жизнеспособность листьев разных экологических групп

Лист из стакана поместить в чашку Петри в холодной водой
В чашку Петри добавить холодную воду
Вылить воду из чашки Петри добавить в нее 0,2% раствор HCl
(лист должен быть полностью погружен в раствор!!!)
Выдержать лист в чашке Петри с 0,2% раствором HCl 7-10 минут
Определить процент побуревшей поверхности листьев
____ %

Таблица 1 - Влияние температуры на жизнеспособность листьев растений разных экологических групп
Жизнеспособность листьев = 100% - степень повреждения листьев, %

Рис.1 - Влияние разных температур на жизнеспособность листьев

Вывод (задание 1):
закономерности действия температуры на жизнеспособность листьев:
оптимальные и пессимальные зоны действия температурного фактора для каждого вида:
вид, имеющий более высокое значение экологической толерантности

Задание 2. Влияние солей тяжелых металлов на коагуляцию растительного и животного белка
Под коагуляцией понимают сближение и склеивание белковых частиц, в результате чего увеличивается их размер, и они легко выпадают в осадок.
Характер коагуляции белков:

1. Приготовить растворы белков
2. Приготовить путем последовательного разбавления в склянках серию растворов из сульфата меди и нитрата свинца путем последовательного разбавления из исходного 5%-ного раствора (2,5%; 1,25%, 0,63%)

3. В 8 пробирок пипеткой внести по 1 см3 животного белка, а в другие 8 – растительного белка (для обеих солей – всего 8 растворов). В каждую пробирку добавить по 2 капли испытуемого раствора соли. Рассмотреть характер коагуляции на темном фоне.
Таблица 2 – Результаты наблюдений за реакцией белка на соли тяжелых металлов

Вывод (задание 2):
концентрация раствора соли, при котором происходит коагуляция белка (при разном виде солей и при разном типе белков)__________________
на какой вид белков (животный, растительный) сильнее всего действуют: а) CuSO4, б) Pb(NO3)2;
- какая соль действует сильнее: а) на животный белок, б) на растительный белок. Почему?

Задача 1.
Экологические ниши видов
На рисунке в координатном пространстве двух осей:
ось Х – температура в диапазоне от 0 до 40°С,
ось Y – влажность в диапазоне от 20 до 100%)
построены округлые или овальные фигуры, являющиеся графическими моделями экологических ниш четырех видов (1, 2, 3 и 4). Ответьте на вопросы:
1) Какие виды не могут обитать на одной территории и почему?
2) Какой фактор в большей степени лимитирует распространение вида 3 – температура или влажность?
3) Какой из видов будет лучше других переносить диапазон условий, обозначенный на рисунке белым квадратом?
4) Какие виды являются эвритермными, а какие – стенотермными?

Задача 2.
Вредитель пищевых запасов – мучной клещик – может приносить колоссальный ущерб на зернохранилищах, приводя зерно в состояние полной непригодности для производства муки. Оптимальной для жизнедеятельности клещика является температура +20- 22°С, а температура ниже +5-7°С и выше +45°С для него губительна. При влажности зерна 10-12% он погибает от повышенной сухости, а при влажности зерна 70% и выше – из-за развития плесневых грибков. Оптимум влажности воздуха составляет 50-60%.
Задания:
В координатном пространстве основных микроклиматических параметров (ось Х – влажность, ось Y – температура) изобразите двухмерную экологическую нишу клещика.
Предложите безопасный способ защиты зерна от этих вредителей пищевых запасов без использования пестицидов.

Задача 3.
Зависимость выживаемости куколок яблоневой плодожорки от температуры и влажности
Ответьте на вопросы:
1) Какой из факторов для выживаемости куколок яблоневой плодожорки является лимитирующим при их сочетаниях, соответствующих точкам 1, 2 и 3?
2) Какой диапазон температуры и влажности являются для вида оптимальными?
3) Охарактеризуйте пределы выносливости вида по температуре и влажности.

Задача 4.
Сезонные изменения встречаемости основных пищевых объектов в рационе пёстрого дятла в лесах Костромской области
(по Осмоловской и Формозову, 1950).
Ответьте на вопросы:
1. Чем объяснить такое значительное изменение рациона питания большого пёстрого дятла в течение года?
2. В каком месяце рацион питания большого пёстрого дятла наиболее разнообразен?
3. Чем объясняется большая доля животных кормов в рационе дятла в мае-июле?

Задача 5.
Сезонные изменения характера суточной активности среднеазиатского пустынного грызуна – большой песчанки
(по Шеханову, 1952)
1. В чем причина столь существенных различий в характере суточной активности песчанки на протяжении года?
2. Какой экологический фактор лимитирует жизнедеятельность песчанки в летние месяцы; в марте?
3. В чем причина такой высокой и длительной активности песчанок на протяжении светового дня в сентябре?