Лекция "Саморегуляция. Смена экосистем."

Тема: Саморегуляция. Смена экосистем.

1. Саморегуляция.

Почему численность животных дубравы поддерживается на определенном уровне?

Саморегуляция — поддержание численности…. Примеры:

• к

  

  олебания численности леммингов;

• 1859 г. в Австралии выпустили 12 пар кроликов, через 40 лет их стало несколько сот миллионов. (Опунции в Австралии).

2. Саморазвитие.

1 этап — бактерии, сине-зеленые, водоросли, грибы, лишайники, образование почвы;

2 этап — развитие травянистых сообществ;

3 этап — травянисто-кустарниковые сообщества;

4 этап — лесные сообщества.

Сукцессия — закономерная смена растительных сообществ от менее устойчивых (незрелых) к более устойчивым, климаксным сообществам. Повышается видовое разнообразие и увеличивается биомасса органического вещества. Стратегия «львов», «шакалов», «верблюдов»? R-стратеги? k-стратеги?

3. Смена экосистем.

–

– Естественная смена: зарастание водоема, самовосстановление елового леса.

Г

Урок. Саморегуляция. Смена экосистем.

1. Саморегуляция

Для любого биогеоценоза характерна саморегуляция. Численность популяций любого вида в биогеоценозе контролируется «сверху» и «снизу». «Снизу» ее контролируют жизненные ресурсы, «сверху» — организмы следующего трофического уровня. В результате численность популяции подвергается изменениям, но эти изменения обычно закономерны и связаны или с сезонными изменениями абиотических факторов, или вызываются биотическими факторами. Если численность какого-либо вида начинает возрастать, возрастает численность хищников и паразитов, питающихся за его счет, а снижение численности приведет к снижению численности популяций тех видов, для которых он является основным пищевым ресурсом. Таким образом, численность популяций каждого вида за счет саморегуляции поддерживается на оптимальном для данных условий уровне. Причем, чем больше видов входит в состав биогеоценоза, тем сложнее сети питания, тем он устойчивее. Выпадение одного звена в такой экосистеме обычно не приводит к её гибели.

Исключение контроля «сверху» может привести к очень серьезным последствиям. Во-первых, хищники контролируют численность животных, которыми питаются, во-вторых, добычей хищников становятся в первую очередь больные и ослабленные животные. На Аляске, в одном из заповедников, чтобы защитить четыре тысячи оленей, был организован полный отстрел волков. В результате через 10 лет оленей стало 42 тысячи, они подорвали кормовую базу и стали вымирать. Для восстановления биологического равновесия и устойчивости пришлось завезти волков.

С другой стороны, введение в экосистему нового вида может привести к серьезным ее изменениям, особенно если у иммигранта не будет естественных врагов. Например, кролики, которые были завезены в Австралию, так размножились, что лишили корма овец и принесли фермерским хозяйствам огромные убытки. Справиться с ними смогли лишь с помощью вируса миксоматоза, который погубил около 98% кроликов.

Отсутствие естественных врагов у колорадского жука, снижает урожаи картофеля в Евразии.

Массовое размножение завезенной из Америки в качестве живой изгороди опунции в Австралии резко повлияло на качество пастбищ, не помогали никакие механические и химические способы борьбы. Недаром австралийцы установили памятник кактусовой огневке, завезенной в Австралию в 1928 году, с помощью гусениц которой удалось избавиться от нежелательного иммигранта.

Англичане завезли в Австралию коров, и вроде бы все было хорошо, но коровий навоз не понравился жукам-навозникам, которые перерабатывали фекалии кенгуру. Отсутствие консументов — сапротрофов привело к уменьшению полезной площади, с проблемой справились с помощью жука-навозника, завезенного из Африки.

Зверобой, завезенный из Европы, превратился в страшный бич Северной Америки — скот его не ел, зверобой начал вытеснять кормовые травы и справиться с ним смогли только с помощью завезенных из Европы насекомых—фитофагов.

2. Смена экосистем

Несмотря на то, что биогеоценозы являются устойчивыми и саморегулирующимися системами, происходит постепенная смена менее устойчивых биогеоценозов на более устойчивые. Такую закономерную смену биогеоценозов называют сукцессией. Первичная сукцессия начинается с голого места, например, на вулканических островах. Вторичная – на месте ранее существовашего сообщества. Например, после пожара или вырубки елового леса происходит его самовосстановление через ряд менее устойчивых экосистем: сначала развивается сообщество светолюбивых травянистых растений, затем подрастают светолюбивые древесные породы, под их защитой появляются всходы ели и примерно через сто лет ели вытесняют светолюбивые породы деревьев. В результате сукцессий формируются климаксные растительные сообщества, сообщества растений, наиболее приспособленных для совместного произрастания в конкретных климатических зонах. С севера на юг формируются фитоценозы тундры, затем тайги с преобладанием хвойных пород, далее — смешанные и широколиственные леса; в условиях недостатка влаги доминируют степные сообщества растений; в наиболее благоприятных климатических зонах образуются субтропические и тропические растительные сообщества.

В формировании экосистем срабатывают различные стратегии растительных и животных организмов, русский ученый Л.Г.Раменский образно назвал их «львами», «верблюдами» и «шакалами». «Львы» — организмы, обитающие в благоприятных условиях и всегда сильные конкуренты, например, дубы в дубраве — средообразующие растения, они доминируют и рядом с ними произрастают те растения, которые могут приспособиться к жизни рядом с «львами». «Верблюды» нетребовательны, приспособлены к жизни в экстремальных условиях, именно «верблюжья» стратегия помогает выжить в суровых условиях. «Шакалы» предпочитают обилие ресурсов, но имеют слабую конкурентную способность и доминируют в отсутствии «львов». К «шакалам», например, относятся сорные растения и культурные растения полей.

Письменная работа с карточками на 10 мин:

1. Почему на границах государств существует санитарно-биологический контроль?

2. Как осуществляется саморегуляция в биогеоценозе?

3. Приведите примеры саморазвития и смены экосистем.

4. Дайте определения терминам или раскройте понятия: контроль «сверху», контроль «снизу», первичная сукцессия, вторичная сукцессия, климаксное сообщество

Карточка у доски:

1. Кем первоначально аккумулируется солнечная энергия?

2. От каких организмов, в основном, зависит численность песцов в тундре?

3. Запишите основные этапы саморазвития экосистем на скальных породах.

4. Что такое климаксное сообщество? Определение, устно.

5. Что такое сукцессия? Определение, устно.

6. С чем было связано уменьшение полезной площади пастбищ в Австралии при интродукции коров?

7. С чьей помощью в Австралии справились с опунцией — кактусом, завезенным с Американского континента.

8. К какой стратегии можно отнести культурные растения согласно классификации Л.Г.Раменского?

Тестовое задание:

**Тест 1. Численность каждой популяции животных в биогеоценозе контролируется:

1. «Сверху» — хищниками и паразитами.

2. «Снизу» — пищевыми ресурсами.

3. Внутривидовыми взаимоотношениями.

4. Абиотическими факторами.

Тест 2. Численность песцов в тундре обычно находится в зависимости:

1. От численности полярных сов.

2. От численности волков.

3. От численности леммингов.

4. От абиотических факторов.

Тест 3. Вспышки численности леммингов в тундре обычно находятся в зависимости:

1. От численности полярных сов.

2. От кормовой базы.

3. От численности песцов.

4. От абиотических факторов.

Тест 4. Для саморазвития экосистем на скальных породах характерна следующая смена сообществ:

1. Травы→кустарники→древесная растительность→лишайники.

2. Травы→кустарники→древесная растительность.

3. Лишайники→травы→ древесная растительность.

4. Лишайники→травы→кустарники→древесная растительность.

Тест 5. Климаксное сообщество:

1. Сообщество организмов, первыми поселяющихся в новых условиях обитания.

2. Сообщество, наиболее устойчивое для данных условий.

3. Сообщество организмов, обитающих в почве.

4. Сообщество растений в биогеоценозе.

Тест 6. Сукцессия:

1. Смена одного растительного сообщества на другое, более устойчивое.

2. Перемещение биогенных элементов по цепям питания.

3. Географическая зональность биогеоценозов.

4. Сезонное изменение климатических факторов.

Тест 7. Смена сообществ при самовосстановлении елового леса происходит в следующем порядке: светолюбивые травы (кипрей) → всходы березы и сосны → береза, сосна и всходы ели → еловый лес. Климаксным сообществом является:

1. Светолюбивые травы (кипрей).

2. Всходы березы и сосны.

3. Береза, сосна и всходы ели.

4. Еловый лес.

Тест 8. Появление в Австралии коров привело к уменьшению полезной площади пастбищ. Это было связано с тем, что:

1. Коровам нужно больше корма, чем овцам.

2. Коровы крупнее.

3. Не было консументов — сапротрофов, разлагавших коровий навоз.

4. Коровы вытаптывали пастбища.

Тест 9. С кактусом — опунцией в Австралии справились с помощью:

1. Вирусов.

2. Бабочки-огневки.

3. Кроликов.

4. Жабы-аги.

Тест 10. Культурные растения по стратегии, согласно классификации Л.Г.Раменского, относятся:

1. К «львам».

2. К «шакалам».

3. К «верблюдам».

4. Культурные растения не входят в данную классификацию.