§ 17. Apdzīvota teritorija kā specifiska ekosistēma
Kur vien cilvēks parādās, viņš rada sev unikālu biotopu – apdzīvotas vietas. Tās ir atsevišķas apdzīvotas vietas, ciemati, pilsētas un, visbeidzot, pilsētas: mazas, vidējas, lielas un megapilsētas. Apdzīvotu vietu attīstība ir saistīta ar ērtu dzīves apstākļu radīšanu cilvēkiem un viņu saimnieciskajai darbībai. Apdzīvotā vietā tiek izbūvēti mājokļi, ceļi un citas komunikācijas, tiek celti rūpniecības uzņēmumi un dažādi objekti saimnieciskai lietošanai. Būvniecības rezultātā cilvēki būtiski pārveido vidi: iznīcina augsnes segumu un dabisko veģetāciju, iznīcina izveidojušās dzīvnieku sabiedrības, izjauc teritorijas hidroloģisko režīmu, piesārņo atmosfēru un kopumā maina apkārtējo ainavu. Šo izmaiņu mērogs galvenokārt ir atkarīgs no apdzīvotās vietas lieluma, ekonomiskās darbības jomām, iedzīvotāju blīvuma un attīstības rakstura.
Apdzīvotās vietās vides faktoru ietekme atšķiras no dabiskās ekosistēmās. Piemēram, temperatūras režīms lielā mērā ir atkarīgs no siltuma emisijām, ainavas pakāpes, platības un citām apvidus iezīmēm. Papildus dabiskajiem organismu dzīvības aktivitāti ietekmē arī specifiski abiotiskie faktori: elektromagnētiskais starojums, trokšņa iedarbība, cilvēka izraisītu avāriju sekas un citi. Apdzīvotās vietās sociālos faktorus nevar ignorēt. Piemēram, palielinoties iedzīvotāju blīvumam, palielinās infekcijas slimību skaits, pasliktinās augu un dzīvnieku dzīves apstākļi.
Daudzas apdzīvotām vietām raksturīgās vides izmaiņas negatīvi ietekmē cilvēkus. Lai mazinātu nevēlamās sekas, cilvēks cenšas daļēji atjaunot dzīves apstākļus, kas līdzinās dabiskajiem. Tas ietver apdzīvotu vietu labiekārtošanu, mākslīgo ūdenskrātuvju un zooloģisko dārzu, botānisko dārzu izveidi un mājdzīvnieku audzēšanu. Rezultātā apmetne ir mākslīgu būvju un dabisko dabas elementu “raibs” savienojums.
Apdzīvoto vietu ekosistēmas attīstība un to ekoloģiskais stāvoklis lielā mērā ir atkarīgs no varas iestāžu sociāli ekonomiskās politikas un iedzīvotāju ekoloģiskās kultūras.
Jāpiebilst, ka apdzīvoto vietu ekosistēmas ir nestabilas kā mākslīgi objekti. Tas izpaužas ļoti straujās pārmaiņās kopienu struktūrā. Piemēram, atklātas teritorijas ātri pārvēršas par tuksnešiem, kas aizaug ar augstu zāli. Cilvēks var izcirst parku, apbūvēt teritoriju, mainīt dekoratīvo augu sortimentu, no kā lielā mērā ir atkarīgs apdzīvotas vietas izskats.
Apdzīvotās vietās ir raksturīgi noteiktu sugu uzliesmojumi, kuriem cilvēki rada labvēlīgus apstākļus. Spilgts piemērs ir žurku bari, baložu un vārnu kopas, kvinojas un nātru biezokņi.
Tāpat kā citviet mūsu reģionā, apmetnes atšķiras pēc vecuma un lieluma, veidošanās vēstures un atrašanās vietas. Tas rada daudzveidību viņu ekosistēmās. Cilvēku apmetnēm ir daudzpusīga ietekme uz apkārtējām dabas kopienām. Galvenā negatīvā ietekme ir vērsta uz ūdens un mežu ekosistēmām, jo lielākā daļa apdzīvoto vietu atrodas tikai ūdenstilpēs, un to veidošanās laikā tika izcirsti meži. Apkārtne tiek izmantota atpūtai, vasarnīcu celtniecībai, sēņošanai, ogošanai un ārstniecības augi. Apdzīvotā vieta ir piesārņotāju, atkritumu, svešzemju augu un dzīvnieku avots. Īpaši liela ietekme ir lielām pilsētām, piemēram, Čerepovecai, kuru ietekme sniedzas simtiem kilometru.
Ciemu ietekme, kas ir visizplatītākais apdzīvoto vietu veids Vologdas reģionā, ir saistīta ar lauksaimniecisko ražošanu un meža apsaimniekošanu. Šobrīd vērojams lauksaimnieciskās ražošanas kritums un mežizstrādes pieaugums. Mūsu novadā pēdējās desmitgadēs daudzi ciemi ir kļuvuši tukši, un teritorijas ap tiem kļuvušas pamestas. Būdas pamazām tiek izpostītas, dārzi aizaug, ceļi tik tikko redzami. Tas ir skumjš skats cilvēkiem. Šādas emocijas dabai nav raksturīgas. Kad teritorijā parādās kāds resurss, patērētāji to nekavējoties izmanto.
Kopienu attīstība pamestos ciematos labi ilustrē cilvēku apmetņu ietekmi uz vidi. Šeit daba netiek atjaunota sākotnējā formā, un kopienu veidošanās notiek pa citu ceļu. Konkurences attiecības skaidri izpaužas, jo biotopus, piemēram, aizņem kultivētie augi, tver citas sugas. Daudzus gadus augu pasaulē dominē nezāļainas daudzgadīgās sugas. Tie ir ložņu kviešu zāle, lauka dadzis un austrumu sverbiga. Tiek saglabāti kultivētie koki un krūmi (ābele, ķirši, ceriņi, papeles, ērkšķogas, upenes un avenes). Vecos pamestos sakņu dārzos jau izsenis aug zālaugu augi - ķeburs, mārrutki, turku krustnagliņas, daudzgadīgās margrietiņas, Kanādas zeltstienis un citas ziemcietes. Dažkārt tikai pēc šo sugu klātbūtnes augu sabiedrībās var konstatēt, ka šeit kādreiz bijusi apmetne.
Neapdzīvotajos ciemos dzīvnieku sugu sastāvs un skaits ir atkarīgs no tā, cik sen tie tika pamesti, to platības, kā arī no veģetācijas un vides īpašībām.
Pamestos ciematus pakāpeniski pamet cilvēku ierastie "biedri". No putniem pirmie pazūd mājas zvirbulis un koku zvirbulis, kas pēc dažiem gadiem nespēj izturēt “vientulību”. Akmens baloži turpina ligzdot būdu bēniņos. Viņi lido labāk nekā zvirbuļi un var atrast barību tālu no ciema, kur parasti viss ir aizaudzis ar augstu zāli un ir grūti savākt sēklas no zemes. Un ziemā, kad visu klāj sniegs, baloži lido uz lielām apdzīvotām vietām, īpaši tām, kur ir fermas. Tur ir siltāks un var atrast ēdienu. Diezgan ilgu laiku var dzīvot ciemos, apdzīvojot atlikušās augstās ēkas - parasti saimniecības šķūņus, siena novietnes un baznīcas. Tie barojas īsās zāles pļavās, bet dod priekšroku lidot fermās un ganībās. Ziemā viņi, tāpat kā baloži, pārceļas uz lielām apmetnēm. Strazdi paliek ciemos tik ilgi, kamēr tur paliek putnu mājas. Kad viņu mākslīgās mājas sabrūk no nolietošanās, viņi ir spiesti meklēt jaunu dzīvesvietu. Ja nav nekā līdzīga putnu mājām, putni pamet ciematu. Bezdelīgas paliek visilgākās cilvēku pavadoņu vidū pamestos ciemos, veidojot ligzdas nopostītās ēkās. Ir daudz mazāk zīdītāju, kas ir cieši saistīti ar cilvēkiem. Mājas peles diezgan ātri pazūd, nespējot izturēt konkurenci ar “savvaļas” grauzējiem. Bet pelēkās žurkas nelielā skaitā saglabājas ciemos līdz 20 gadiem.
Tajā pašā laikā šeit parādās jauni iedzīvotāji. Kļūst izplatīti mazi putni, kas dod priekšroku krūmiem un augstām zālītēm, piemēram, straumes un stīgas. Iedzīvojas baltās cielavas un strazds. Samazinoties traucējumiem, apmetas arī piesardzīgākas sugas. Daži piekūni un pūces ligzdo uz nolietotām baznīcām un augstiem kokiem. Un maijā un jūnija sākumā rubeņi uz būdiņu jumtiem - skats ir labs, un tēviņš ir redzams visā savā krāšņumā. Zīdītāji parādās vecos ciemos. Pamestos sakņu dārzos kuiļi bieži uzar augsni – tur augsne ir irdena un barībai bagāta. Pļavu un mežu mazo grauzēju ir daudz. Lapsas veido savas bedres ēkās - tur ir gandrīz gatavas nojumes.
Tādējādi šobrīd pārstāv pamesti ciemi savdabīgs tips biotopi ar sarežģītu augu un dzīvnieku sastāvu. Šīs kopienas ļoti atšķiras no vietējām taigas organismu kopienām.
Jautājumi un uzdevumi
Kā ekosistēmas apdzīvotās vietās atšķiras no dabiskajām ekosistēmām?
Kāda ir vides faktoru izpausmes specifika apdzīvotā vietā?
H Aprakstiet savas apvidus ekosistēmas iezīmes.
§ 18. Ekosistēmu iezīmes pilsētās
Lai kā cilvēki centās... izkropļot zemi, uz kuras viņi spiedās, lai cik smagi viņi akmeņiem nomētāja zemi, lai uz tās nekas neaugtu... Pavasaris bija pavasaris pat pilsētā. Saule sildīja, zāle, atdzīvojoties, auga un zaļoja visur... ne tikai bulvāru zālienos, bet arī starp akmeņu plāksnēm, un bērzs, papele un putnu ķirsis ziedēja savu lipīgo un smaržīgo lapas...
L.N. Tolstojs "Augšāmcelšanās"
Pieaugot iedzīvotāju skaitam un rūpniecībai, dabiskā vide apdzīvotās vietās tiek pārveidota līdz nepazīšanai. Mūsdienās cilvēki bieži runā par “pilsētu vidi”, kas daudzējādā ziņā krasi atšķiras no dabiskās vides. Cilvēku ieskauj daudzstāvu ēkas un trokšņainas ielas, piesārņots gaiss, karsts asfalts... Pilsēta “ierobežo” un “izdzen” dabu. Bet joprojām ir diezgan grūti iedomāties pilsētvidi, kas ir pilnīgi brīva no dabas.
Dārzeņu pasaule. Daba pilsētā iekļūst ne tikai spontāni, bet arī pēc cilvēka gribas (zaļās zonas, puķu dobes pagalmos). Rezultātā pilsētas veido pašas savu biotopu. Tas tik ļoti atšķiras no savvaļas dabas ne sastāva, ne sugu bagātības un daudzveidības ziņā. Cilvēka ikdienas “zaļo vidi” pilsētā veido pilsētvides augi ielās, pagalmos, parkos un skvēros.
Apdzīvoto vietu teritorijām, kā likums, ir skaidri noteikta telpiskā struktūra, kas atbilst dažādiem sugu kompleksiem. Telpiskā struktūra ietver pašu pilsētu un tās tuvāko apkārtni, neapbūvētu vai ar lauku tipa apbūvi. Pilsētas iekšienē ir dažādas veco, jauno un jaunāko ēku zonas. Dabiskās vides izmaiņu pakāpe samazinās no centra uz perifēriju. Attiecīgi mainās arī floristikas daudzveidība: tā ir maksimāla pilsētas nomalēs un minimāla uz jaunas un nesenās attīstības zonu robežas.
Pilsētu biotopus parasti iedala divos veidos:
1. Biotopu grupa, kas reprezentē bijušās ainavas paliekas;
2. Ar cilvēka darbību saistīta biotopu grupa.
Pirmajā ietilpst mežu un pļavu traucētās teritorijas, kā arī piekrastes zonas pilsētās, caur kurām plūst upes. Otrajā grupā ietilpst kultivētie biotopi (parki, skvēri, dārzi, bulvāri, zālāji, puķu dobes utt.). Tas ietver arī teritorijas, kurās veidojas spontānas (nemērķtiecīgas) augu sabiedrības:
· erozijas grupa – atsegumi, uzbērumi, tuksneši;
· ceļmalu grupa – biotopi pie lielceļiem;
· dzelzceļu grupa – biotopi gar dzelzceļa sliedēm;
· spraugu grupa – plaisas uz asfalta un betona virsmām u.c.;
· poligonu grupa – poligoni, atkritumu kaudzes, drupas;
· sienu grupa – sienas un jumti;
· pārblīvēta grupa - pagalmi, stadioni, takas, bērnu un sporta laukumi.
Pilsētas biotopi nodrošina neparastus un sarežģītus apstākļus augu augšanai. Tie ir īpašs gaismas un siltuma režīms, mitruma trūkums, mākslīgie substrāti, kas pēc īpašībām ir tālu no dabīgām augsnēm, gāzes piesārņojums un putekļi gaisā.
Pilsētas augi ir “izrauts” no dabiskās bioloģisko savienojumu sistēmas. Izzūd abpusēji izdevīgi savienojumi ar blakus augiem, kā arī ar sēnītēm, kas veido mikorizu, augsnes baktērijām un apputeksnētājiem kukaiņiem. Gluži pretēji, pilsētvidē kaitēkļu kukaiņu un patogēno sēņu skaits dažkārt sasniedz lielu skaitu.
Pilsētu floras iezīme ir tā, ka tās maina vietējo un svešzemju sugu attiecību. Šeit dominē svešzemju sugas. Lielākā daļa vietējo augu tiek “izraidīti” no floras jau pilsētu dibināšanas laikā - mežu izciršanas laikā, attīrot teritorijas apdzīvošanai. Un vēlāk viņiem ir grūti atgriezties pilsētā - pilsētas apstākļi pārāk atšķiras no tiem, kas pazīstami vietējai florai. Svešzemju sugas ieplūst pilsētās plašās straumēs, jo tieši šeit koncentrējas galveno svešzemju sugu izplatības ceļu krustojumi. Cilvēka loma šo sugu izplatībā ir saistīta ar viņu ekonomisko un sociālo darbību. Liela nozīme Sava nozīme svešzemju augu izplatībā ir transportam un tirdzniecībai.
Liela loma pilsētu floras veidošanā ir cilvēka darbībai, ieviešot audzēšanā augus no citām dabiskajām zonām un pārnesot sugas no vietējās floras audzēšanā. Pilsētu apdzīvotās vietās ārzemju sugas galvenokārt izmanto ainavu veidošanai un dekorēšanai. Pilsētnieku uzmanību vienmēr ir piesaistījuši koki un krūmi ne tikai ar ēdamiem augļiem, bet arī ar augstām dekoratīvām īpašībām. Pilsētas “ziedu” dizains ir gandrīz pilnībā balstīts uz svešām sugām. Tajā izmanto zālaugu, skaisti ziedošus viengadīgus un daudzgadīgus augus un ļoti reti vietējās sugas.
Dzīvnieku pasaule apmetnes. Bieži vien valda maldīgs priekšstats, ka cilvēku tuvumā apdzīvotās vietās – ciemos, pilsētās un pilsētās – ir ļoti mazs dzīvnieku skaits. Faktiski cilvēku apmetnēs un to tuvākajā apkārtnē dzīvnieki ir daudzveidīgi un bieži vien daudzskaitlīgāki, salīdzinot ar dabiskajām dzīvotnēm. 19. gadsimtā krievu dabaszinātnieks Modests Nikolajevičs Bogdanovs, raksturojot dzīvniekus, kas dzīvo cilvēku tuvumā, rakstīja: “ Viņi ir tepat ap jums, netālu no jums, virs jums un zem jums un, visbeidzot, pie jums.
Cilvēku apmetnēm ir vairākas pazīmes, kas piesaista dzīvniekus.
Cilvēku apmetnes piedzīvo ļoti dažādus apstākļus. Galu galā tuvumā var būt koka un akmens ēkas, stādījumi, brīvas zemes platības un daudzi citi objekti. Tāpēc daudzas dzīvnieku sugas dzīvo nelielā teritorijā.
Apdzīvotās vietās mikroklimats (temperatūra, mitrums) atšķiras no dabas ainavām un ir ļoti labvēlīgs daudziem dzīvniekiem. Vidēja lieluma pilsētās, tostarp Vologdā un Čerepovecā, temperatūra centrā ir par 1-2 grādiem augstāka nekā priekšpilsētās, un tas jau ir izdevīgi dzīvniekiem.
Visēdāji (vārnas, pelēkās žurkas) tiek nodrošināti ar neizsīkstošu barības daudzumu cilvēku mājās, saimniecības ēkās, poligonos, atkritumu konteineros.
Salīdzinot ar dabiskajām ekosistēmām, dzīvniekiem ir jāpielāgojas traucējošiem faktoriem (transports, tehnikas darbība, troksnis). Lielākā daļa cilvēku nepievērš uzmanību dzīvniekiem un netraucē tiem.
Apmetnes fauna mainās. No vienas puses, attīstoties apdzīvotai vietai, pakāpeniski samazinās sugu daudzveidība un bagātība vietējās sugas dzīvnieki. Tikai daži no tiem izdzīvo cilvēku tuvumā. Pamatā tās ir plaši izplatītas sugas, kas spēj dzīvot dažādos apstākļos (lielzīlīte, zīle, kapuvārna). Viņi bieži apmetas apgabalos, kuros ir saglabājušās dabiskas vai mākslīgi izveidotas augu sabiedrības (parki, skvēri, tuksneši, ūdenskrātuvju krasti). Nelielos ciematos dominē vietējās dzīvnieku sugas.
Savukārt, pieaugot apdzīvotai vietai, palielinās no citām dabiskajām zonām ienākošo sugu skaits. Viņi arī apdzīvo pilnīgi izmainītas teritorijas, kurās ir izzudušas dabiskās kopienas. Migrējošiem dzīvniekiem apstākļi apdzīvotā vietā var būt līdzīgi viņu “vietējiem” dzīves apstākļiem. Tādējādi mūra ēkas izskatās kā akmeņi ātrajiem, pilsētas bezdelīgai un citiem. Diezgan bieži šīs sugas kļūst daudzas. Ārpus apdzīvotas vietas tādas bieži sastopamas sugas kā žagars, klints, akmens balodis, mājas un koku zvirbuļi, pelēkā žurka, mājas pele, sarkanais tarakāns “mežonīgās” vietās neizdzīvo. Tikai vasarā putni var baroties pļavās un ūdenstilpju krastos. Viņi gandrīz vienmēr atgriežas apdzīvotā vietā nakšņot.
Dzīvnieki apdzīvotā vietā, tāpat kā jebkura cita ekosistēma, ir iekļauti barības ķēdēs un piedalās vielu apritē. Starp dzīvniekiem apdzīvotās vietās ir zālēdāji, plēsēji, mirušo organisko vielu patērētāji un visēdāji. Parkos, skvēros, personīgajos zemes gabalos, augu biezokņos ir daudz dzīvnieku, kas barojas ar augiem. Viņu barība ir lapotne, skujas (kukaiņi, grauzēji), koksne (kukaiņi), saknes (kukaiņi, augsnes apaļtārpi), nektārs (apputeksnētāji), augļi un sēklas (kukaiņi, putni, grauzēji). Dzīvnieku izplatība apmetnē ir nevienmērīga. Pilsētas centrālajās daļās ir maz kukaiņu - apputeksnētāju un zālēdāju.
Tādējādi pilsētu ekosistēmas ir vienas no mainīgākajām un sarežģītākajām struktūrā. Tās vairāk nekā citas cilvēku apmetnes ietekmē apkārtējās teritorijas. Var teikt, ka pasaule attīstās uz pilsētu. Kā teikts ANO Ilgtspējīgas attīstības programmā: “ Jaunajā tūkstošgadē puse pasaules iedzīvotāju dzīvos pilsētās; Valdībām jācenšas samazināt pilsētu nabadzīgo skaitu, samazināt iedzīvotāju pieplūdumu pilsētās, uzlabojot dzīves apstākļus laukos un attīstot lauku infrastruktūru. Ir nepieciešama stingra pilsētu paplašināšanas pārvaldība».
Jautājumi un uzdevumi
Kā atšķiras augu un dzīvnieku dzīves apstākļi apdzīvotās vietās un dabiskajās ekosistēmās?
Kādos veidos augi un dzīvnieki apdzīvo apdzīvotas vietas?
Kādas augu grupas var atšķirt pēc dzīvotnes apdzīvotā vietā?
Kādas dzīvnieku grupas var atšķirt pēc dzīvotnes apdzīvotā vietā?
H Izveidojiet diagrammu par iespējamām biežāk sastopamo dzīvnieku barības attiecībām apdzīvotā vietā.
19.§ Vides stāvoklis apdzīvotās vietās.
Vides stāvoklis apdzīvotā vietā ir tieši atkarīgs no saimnieciskās darbības veidiem un apjomiem. Vides kvalitāte mazās apdzīvotās vietās atšķiras mazāk. Lielākā daļa nopietnas problēmas, kas saistīti ar cilvēka vides pasliktināšanos, ir raksturīgi lieliem rūpniecības centriem. Tie ir dažāda veida vides, īpaši atmosfēras gaisa un augsnes piesārņojums.
Vides piesārņojums apdzīvotās vietās
Atmosfēras gaisa stāvoklis cilvēku apmetnēs ir svarīgākais dzīves vides kvalitātes rādītājs. Organismus, kas dzīvo uz zemes virsmas, ieskauj gaiss un tie ir atkarīgi no tā sastāva. Ārpus gaisa eksistēt vienkārši nav iespējams!
Gaisa īpašības ir tādas, ka gandrīz neiespējami izolēt sevi no piesārņojuma. Gaiss atrodas pastāvīgā kustībā, un visas vielas, kas tajā nonāk, tiek pārnestas lielos attālumos. Cilvēki, augi un dzīvnieki cieš no putekļiem un gaisa piesārņojuma. Pat mazos ciematos gaiss ir pastāvīgi piesārņots. Šeit ceļu putekļi, dūmi no skursteņiem un ugunsgrēki traucē apkārtnes sakoptību. Pilsētās gaisa piesārņojuma avotu ir nesalīdzināmi vairāk. Pašlaik milzīgs daudzums piesārņojošo vielu nonāk atmosfērā no daudziem uzņēmumiem, transporta, būvlaukumiem un citiem avotiem.
Problemātiskākās vietas - paaugstināta dzīvības riska zonas pilsētās - ir uzņēmumu apkārtne, transporta maršruti un centrālās teritorijas.
Augi ir sava veida dzīvs filtrs, kas absorbē putekļus un visa veida ķīmiskos piesārņotājus no gaisa. Tāpēc apdzīvoto vietu veģetācijai ir svarīga sanitāri higiēniska nozīme. Daudzas koku sugas izdala gaisā gaistošas organiskās vielas – fitoncīdus. Tie ir destruktīvi mikrobiem, kuru dēļ mikroorganismu saturs tiek samazināts vairākas reizes. Turklāt pilsētas apstākļos augi rada unikālu mikroklimatu. Vasarā zaļajās pilsētas “oāzēs” (laukumos, parkos, bulvāros) gaisa temperatūra ir vidēji par 2-3 o C zemāka. Gaisa mitrums šeit ir augstāks nekā atklātās vietās un ielās. Zaļo zonu prettrokšņu efekts ir saistīts ar koku lapotnes augsto skaņu atstarojošo spēju.
Tikpat svarīgi, lai augi cilvēkam dotu "dvēseli". “Zaļās salas” uzlabo “dzīves kvalitāti”, īpaši pilsētniekiem, un palielina izturību pret stresu un stresu.
Vologdas reģionā apdzīvoto vietu apzaļumošanas tempi ievērojami atpaliek no to attīstības tempiem. Turklāt stādījumi neatbilst sanitārajām, higiēnas un estētiskajām prasībām ne kvantitātes, ne kvalitātes ziņā. Visur tiek atzīmēta izmantoto augu klāsta vienveidība un nabadzība. Vologdas apgabala florā ir 75 vietējās koku sugas, no kurām lielākā daļa tiek izmantota apdzīvotu vietu ainavu veidošanā. Tie ir kārpainais bērzs, pūkains bērzs, raupja goba, gludā goba, mazlapu liepa, cirtainais ozols, Sibīrijas lapegle un citi.
Vologdas apgabala teritorijā reģistrētas 155 cilvēku ievestas kokaugu sugas. Lielākajai daļai no tiem ir ierobežots pielietojums: stādīšana pie mājām, vasarnīcās. Saglabājušās 19. gadsimta parku kultūru paliekas. Kā pozitīvu piemēru var minēt neseno Kuriļu tējas, smaržīgo aveņu, Maksimoviča vilkābeles, Veimutas priedes un sēņu priedes plašāko izplatību. Vislielākā kokaugu sugu daudzveidība raksturīga reģiona centram (ap 120 sugas).
Augi un citi organismi apdzīvotās vietās ir ļoti atkarīgi arī no cita vides elementa – augsnes. Ķīmiskās izmaiņas augsnes sastāvā ir saistītas ar vielu nogulsnēšanos no gaisa un kaitīgo vielu iekļūšanu ar nokrišņiem. Piesārņojošo vielu koncentrācija augsnē, īpaši rūpniecības centros un pie lielceļiem, var būt tik augsta, ka tā kļūst “mirusi”. Šādās vietās ir ļoti bīstami audzēt dārzeņus un augļus, kā arī bērniem spēlēties. Turklāt apdzīvotās vietās augsnes ir ļoti sablīvētas. Tas izjauc to mitruma un gāzes režīmu un neļauj augsnes organismiem normāli eksistēt. Sāls maisījumu izmantošana apledojuma apkarošanai uz ceļiem ir izraisījusi ceļmalu augsnes pārsāļošanos. Tas būtiski ietekmēja dienvidu sāli mīlošo augu izplatīšanos tālu uz ziemeļiem.
Apdzīvotās vietās ūdens ir viens no svarīgākajiem resursiem. Pat Thales no Milētas, lielais senatnes gudrais, pasludināja ūdeni par visu sākumu. Cilvēkam ir četri būtiski uzdevumi saistībā ar ūdeni: to atrast, nēsāt, savākt un uzglabāt. Organismi nevar pastāvēt bez ūdens. Cilvēkam tas ir vajadzīgs visu mūžu, mājās, darbā. Atpūtas zonas atrodas netālu no ūdenskrātuvēm. Dīķu klātbūtne būtiski uzlabo teritorijas estētisko izskatu.
Ūdens ekosistēmas ir viena no visneaizsargātākajām ekosistēmām. Reljefa zemākās vietas aizņem ūdenskrātuves. Tas noved pie tā, ka ūdenī nokļūst piesārņotāji no visas teritorijas notekūdeņu, piesārņotu nogulumu, putekļu un gružu veidā. Ūdenī tie nav vienā vietā. Līdz ar ūdens plūsmu piesārņotāji izplatās tālu no piesārņojuma avota. Tāpēc viena no svarīgākajām vides problēmām ir ūdenstilpju tīrības uzturēšana no avota līdz lielai upei un ezeram.
Arī bioloģiskie objekti ietekmē cilvēka vides kvalitāti. Daudzi organismi nav droši veselībai vai rada būtisku ekonomisku kaitējumu. Tādējādi zālēdāju dzīvnieku sugas (gliemeži, kukaiņi, grauzēji), vairojoties lielā skaitā, var kaitēt kultivētie augi. Apdzīvotās vietās ainavu veidošanā plaši izplatītās papeles bojā papeļu kodes, kuru kāpuri grauž lapas no iekšpuses. Putnu ķiršu ermīna kode milzīgā daudzumā attīstās uz putnu ķiršu kokiem. Daudzas sugas savas dzīves aktivitātes rezultātā rada bojājumus ēkām. Piemēram, pelēkās žurkas var košļāt cauri gandrīz visam. Putni bieži veido ligzdas elektroierīcēs, kas var radīt bojājumus. Vairāki dzīvnieki var izraisīt slimības vai pārnēsāt patogēnus (utis, blusas, tarakāni, mušas, grauzēji, putni).
Tajā pašā laikā lielākajai daļai dzīvnieku ir pievilcīgs izskats un interesanta uzvedība. Dzīvojot mums blakus, viņi piedzīvo pozitīvas emocijas un padara mūsu dzīvi ērtāku.
Cilvēku apmetņu pastāvēšanas rezultātā rodas daudzas vides problēmas. Pirmkārt, tiek pārkāpti organismu eksistences abiotiskie apstākļi. Tās ir zemes virsmas izmaiņas apdzīvotas vietas teritorijā (reljefa izlīdzināšana, drenāža, upju kanālu izmaiņas u.c.). Dabisko komponentu kvalitāte pasliktinās gaisa, ūdens un augsnes piesārņojuma dēļ. Teritorija ir kaisīta ar sadzīves un rūpnieciskajiem atkritumiem. Gleznainās ainavas tiek zaudētas.
Biotiskās attiecības būtiski mainās, jo apdzīvotā vietā cilvēks kļūst par galveno sugu, kas ietekmē citu organismu dzīvi. Vietējo augu un dzīvnieku sugu sugu daudzveidība samazinās. Viņu vietu apmetņu kopienās aizņem migrantu sugas. Tādā veidā tiek izjaukta dabisko ekosistēmu struktūra, un nereti veidojas pilnīgi jaunas organismu kopienas. Tiek novērotas izmaiņas attiecībās ar pārtiku kopienās. Mēs varam teikt, ka cilvēki "baro" dažas sugas un atņem citām sugām "pārtiku un pajumti". Atkritumu izgāztuvēs mītošās sugas (kaijas, vārnas, kvinoja un citas) ir kļuvušas izplatītas.
Apdzīvotā vieta it kā izslēdz dabu. Biržu un pļavu vietā parādās ēkas, ko ieskauj betons un asfalts.
Daudzas izmaiņas vidē un paātrinātais dzīves ritms ietekmē cilvēku kā bioloģisku un sociālu būtni (no mikroklimata līdz psiholoģiski nozīmīgiem darba, atpūtas un sabiedriskās dzīves apstākļiem).
Izlīgumam nevajadzētu veidoties spontāni. Ir jāveido zinātniskas pieejas pilsētvides veidošanai harmonijā ar dabu.
Jautājumi un uzdevumi
Kāpēc apdzīvotā vietā ir daudz piesārņojuma avotu?
Kāpēc apdzīvotās vietās ir jāsaglabā “zaļās salas”?
Kāda loma ir dzīvniekiem apdzīvotā vietā?
Kā piesārņotāji “savieno” gaisu, augsni un ūdeni?
Pierādi, ka nevar izveidot videi draudzīgu vidi tikai savas mājas vidē.
0Iepriekš tika atzīmēta organismu aktīvā loma to attiecībās ar vidi. Tāpēc ir jāņem vērā dzīvnieku un augu ekoloģiskās īpašības.
Abiotiskajiem un biotiskajiem faktoriem, kas vienoti iedarbojas uz dzīvo organismu jebkuros apstākļos, ir raksturīga noteikta regulāra izpausme dažādās dzīves vidēs. Bet katra suga, būdama kvalitatīvi definēts dzīvās dabas stāvoklis, atšķiras pēc savām prasībām. vidējs. Tajā pašā laikā var identificēt sugu grupas, kurām vienā vai otrā veidā ir ekoloģiska līdzība.
Mikroorganismu ekoloģija. Lai gan mikrobi būtībā pieder augiem, vairākās savās īpašībās tie ir tik unikāli, ka parasti tiek klasificēti kā īpaša organismu grupa, un zinātne, kas tos pēta - mikrobioloģija - jau sen ir izolēta kā neatkarīga bioloģiskā disciplīna.
Baktērijas ir mazi augi, kas nav redzami ar neapbruņotu aci un sastāv no vienas vai vairākām šūnām. Baktērijas nav ahromatinobionti, “primitīvi citodi” Hekela izpratnē. Baktēriju, kā salīdzinoši primitīvu organisku būtņu, īpatnība ir pastāvīga nukleīnvielu klātbūtne šūnā.
Mikrobu lielums svārstās no 100 līdz 2-5 mikroniem, un vīrusiem to aprēķina milimikronos (Peterson, 1953). Pamatojoties uz to formu, baktērijas tiek iedalītas trīs galvenajās grupās: nūjiņveida - baciļi, sfēriski - cocci ("ķēdes" - streptokoki) un korķviļķis - spirilla ("komats" - vibrios).
Baktērijas lielā skaitā ir atrodamas gaisā, ūdenī, augsnē, uz virsmas un organismu iekšienē. Baktēriju skaitu dažādās vidēs raksturo šādi skaitļi: gaiss 0,01 kopija. /cm 3 ūdens 10-20 miljoni /cm 3 augsne 100 tūkstoši - 1 miljards /cm 3
Baktērijas vairojas dalīšanās ceļā. Labvēlīgos temperatūras apstākļos un pārtikas klātbūtnē dalīšanās var notikt ik pēc 0,5 stundām. Šīs reprodukcijas progresēšanas rezultātā viens īpatnis katru dienu ražo 115 000 miljardus baktēriju. Baktērijas vairojas ātrāk nekā jebkura cita dzīva būtne.
Baktēriju ražotās vielas var būt kaitīgas (toksīni) vai labvēlīgas cilvēkiem (enzīmi). Bakterioloģija un imunoloģija risina jautājumus par organismu aizsardzību pret baktērijām, un vairākas nozares (pārtika, āda utt.) un lauksaimniecība izmanto baktēriju labvēlīgo darbību.
Baktēriju loma dabā sastopamo vielu apritē ir milzīga. Zaļie augi jeb ražotāji, piedaloties saules enerģijai, no minerālsāļiem (augsne un ūdens) un oglekļa dioksīda (gaiss, ūdens) sintezē sarežģītas organiskās vielas – olbaltumvielas, taukus un ogļhidrātus. Patērētāji, t.i., dažādi zālēdāji un gaļēdāji, šo primāro produkciju pārvērš starpproduktos un galaproduktos. Pēc tam, kad augi un dzīvnieki nomirst, viņu līķi tiek pakļauti puves un fermentācijas procesam, kurā piedalās baktērijas jeb sadalītāji.
Rezultātā atkal veidojas minerālsāļi un gāzes, kas organismu sadalīšanās laikā izdalās atpakaļ neorganiskā dabā. Tādējādi baktērijas ir nepieciešamais posms vispārējā vielu ciklā, kas padara iespējamu reālas augu un dzīvnieku dzīves pastāvēšanu un attīstību uz Zemes. Mikroorganismu kā augu produktivitātes faktora nozīme ir zināma.
Augsnes auglība ir atkarīga ne tikai no minerālvielām, bet arī no mikrofloras, kas aktīvi piedalās visos svarīgākajos augsnē notiekošajos procesos un radot labvēlīgus apstākļus augu barošanai. Mikroorganismi ir iesaistīti augu barības sagatavošanā, apstākļu radīšanā, lai augi to absorbētu, un, visbeidzot, tie ir tieši iesaistīti augu apgādē ar barības vielām.
Mikrobu ķermeņu, galvenokārt baktēriju, svars 1 hektāra auglīgas augsnes virskārtā ir aptuveni 5-7 tonnas, un, ja ņemam vērā šīs populācijas nepārtrauktu vairošanos un atjaunošanos, tad veģetācijas periodā tās svars sasniegs. desmitiem tonnu uz hektāru (Samoilovs, 1957).
Baktērijām ir liela nozīme ūdenstilpju bioloģiskajā produktivitātē. Tas noteikts zivsaimniecības ziņā nozīmīgajai Kaspijas jūras ziemeļu daļai (Osņitskaja, 1954; Žukova, 1955 utt.) un citiem baseiniem. Upes plūsma Volga ietekmē baktēriju izplatību, daudzumu un biomasu jūrā. Jūras deltiskajā daļā baktēriju skaits sasniedz 2-2,5 miljonus uz 1 ml ūdens, un, tām nonākot atklātā jūrā, tas samazinās līdz 100-300 tūkstošiem uz 1 ml. Baktēriju biomasa: Volgas deltas reģionā ir 470–600 mg uz 1 m 3.
Baktēriju skaits uz 1 g augsnes Ziemeļu Kaspijas jūrā svārstās no simtiem miljonu līdz vairākiem miljardiem. Baktēriju biomasa vislielāko vērtību sasniedza Volgas un Urālu upju deltās un uzreiz pēc 1951. gada plūdiem tā bija 50-52 g/m2 dibena 1 cm biezā slānī.Dūņainā, organiskām vielām bagātākā augsnē vielu, baktēriju skaits ir lielāks nekā smilšainā augsnē.
Jautājumā par mikrobu veidu un saistību ar vidi mikrobioloģijā ir divi pretēji virzieni: monomorfisms un pleomorfisms.
Monomorfisma un pleomorfisma teorijas vienpusēji un ideālistiski aplūko organismu specifikācijas un mainīguma jautājumus. Konservatīvo ideju dominēšana mikrobioloģijā kavēja šīs zinātnes attīstību. Taču jau no pagājušā gadsimta beigām sāka uzkrāties materiāli par mikrobu mainīgumu, kas ļāva pārvarēt šo pretējo jēdzienu vienpusību.
L.Pasters parādīja mērķtiecīgu mikroorganismu īpašību izmaiņu iespējamību un uz tā pamata izstrādāja metodes vakcīnu pagatavošanai. N. F. Gamaleja 1888. gadā atklāja ievērojamu Mechnikovsky vibrio mainīgumu, ko viņš atklāja. Pievēršot lielu uzmanību mainīguma un specifikācijas problēmai, Gamaleja bija viena no pirmajām, kas pierādīja iespēju pārveidot viena veida mikrobus citā. I. I. Mečņikovs noskaidroja mikrobu asociāciju nozīmi, to simbiozi un antagonismu. 1909. gadā viņš rakstīja: "Tieši mikrobioloģijas jomā tika pierādīta iespēja mainīt baktēriju dabu, mainot ārējos apstākļus, un var panākt ilgstošas izmaiņas, kuras var mantot." Līdzīgi apgalvojumi ir atrodami S. N. Vinogradska, L. S. Cenkovska, D. I. Ivanovska, V. L. Omeļjanska un citu pašmāju mikrobiologu darbos, taču tikai pēc I. V. Mičurina uzskatu uzvaras bioloģijā sākās patiesa mikrobioloģijas pārstrukturēšana uz dialektiski materiālistisku pamatu.
Mikrobiologu nesen veiktais darbs ir ļāvis identificēt vairākus modeļus un cēloņus, kas nosaka mainīguma un specifikācijas procesus, un izdarīt dažus vispārīgus secinājumus par šo problēmu. Liela nozīme šajā sakarā ir 1951. gada beigās Krievijas Zinātņu akadēmijas rīkotajai konferencei par virzītu mikroorganismu mainīgumu un selekciju.
A. A. Imšeņeckis (1952) pārliecinoši parāda, ka iepriekšējās un mūsdienu buržuāziskās mikrobioloģijas neveiksmes pamatā ir bioloģijas pamatlikuma nozīmes nenovērtēšana. Jaunas mikrobu formas tika pētītas morfoloģiski, taču netika pievērsta uzmanība to fizioloģijai vai prasībām noteiktos dzīves apstākļos (pēdējie laboratorijā palika vienoti).
Mikrobu iedzimtību un mainīgumu raksturo vairākas pazīmes, kas tos atšķir no augstākajiem augiem. Vissvarīgākie ir šādi (pēc Imšeņecka):
1. Lielākajā daļā mikroorganismu, tajā skaitā baktērijas un praktiski svarīgas rauga veida un veidnes, nav seksuāla procesa. Notiek organismu veģetatīvā pavairošana, kuras īpašības var mainīties veģetatīvās hibridizācijas procesos.
2. Mikroorganismu iedzimtība ir ne mazāk stabila kā augstākajos augos, un, tā kā lielākajai daļai baktēriju pilnībā nav kodola un hromosomu, šis fakts pats par sevi lieliski ilustrē hromosomu iedzimtības teorijas neatbilstību.
3. Izcilais reproducēšanas ātrums pieļauj atkārtotu ekspozīciju
piemērot izmainītus ārējos apstākļus jaunām šūnām un ļauj iegūt īsā laikā liels skaits paaudzes (svarīgi atlasei).
4. Starp mikroorganismu šūnām un ārējo vidi pastāv ārkārtīgi ciešs kontakts. Mikrobu šūnas mazā izmēra dēļ tā ir vairāk pakļauta ārējai videi nekā daudzšūnu organisms. Mikroorganismu lielā pielāgošanās spēja ir novedusi pie tādu formu rašanās, kas dabā ir pielāgotas ļoti dažādiem ārējiem faktoriem.
Vislielākie pierādījumi par mainīgumu ir konstatēti mikrobiem, kas izraisa kuņģa-zarnu trakta slimības cilvēkiem un dzīvniekiem, jo ar šiem mikrobiem ir veikts visvairāk pētījumu (Muromtsev, 1952). Daudzas reizes ir pierādīts, ka, piemēram, vēdertīfa mikrobu īpašības krāna ūdenī var mainīties tik dziļi, ka šie mikrobi kļūst neatšķirami no E. coli vai sārmu veidojošiem līdzekļiem, daži celmi pat iegūst īpašības, kas tos pārsniedz vēdertīfa grupu. .
No mēra izraisītāja kultūrām tika iegūts mikrobs, kuram piemīt visas grauzēju viltus tuberkulozes izraisītāja īpašības. Tajā pašā laikā mēra un pseidotuberkulozes mikrobi ir neatkarīgas sugas, kas atšķiras pēc morfoloģiskām, kultūras un fermentatīvām īpašībām, un to savstarpējās attiecībās tiek novērotas starpsugu konkurences parādības.
Dizentērijas mikrobu sugu mainīgumu eksperimentālos apstākļos nenoliedzami demonstrēja G. P. Kalina, kura ieguva paratīfisko mikrobu.
Daudzi pētnieki ir aprakstījuši pneimokoku, hemolītisko un zaļo streptokoku savstarpējās pārejas gan eksperimentos ar mākslīgo barotni, gan eksperimentos ar dzīvniekiem.
Kā norāda V.D.Timakovs (1953), kultivējot zarnu vēdertīfa grupas mikroorganismus apstākļos, kuros to uztura avots ir citu radniecīgu baktēriju sabrukšanas produkti, iespējams iegūt kultūras, kurām gandrīz pilnībā piemīt tās kultūras īpašības, uz kurām atrodas sabrukšanas produkti, ko tā audzēja. Autore nonāk pie secinājuma, ka "mikroorganismu pasaulē ir iespējams mērķtiecīgi mainīt un radīt jaunas, cilvēkam noderīgas baktēriju formas un veidus." S. N. Muromcevs (1952) raksta: “Par nezinātnisku jāatzīst mikrobiologu vidū plaši izplatītā ideja, ka esošās sugas mikroorganismi radās tikai senos laikos un mūsdienu apstākļos vairs nerodas. Mūsdienu apstākļos notiek arī mikroorganismu specifika.
Kā mēs norādījām iepriekš, baktēriju esamība ir cieši saistīta ar augiem un dzīvniekiem. Dabā nav iespējams atrast vietas, kur būtu citi organismi, bet baktēriju nebūtu. Jebkurā biocenozē kā komponenta elements Mikroorganismi vienmēr ir klāt. Bet var būt biotopi, kuros dzīvnieku un augu pastāvēšana nav iespējama, un baktērijas ir vienīgie dzīvo būtņu pārstāvji (piemēram, Melnās jūras sērūdeņraža zonā).
Priekšstatu par mikrobu dzīvi okeāna dzīlēs sniedz jaunākie pētījumi par Klusā okeāna Kuriļu-Kamčatkas baseinu (Kriss un Biryuzova, 1955). Paraugi ņemti 9000 m dziļumā.. Izrādījās, ka lielāko daļu heterotrofo mikrobu pārstāv sporas nenesoši nūjiņas, tad sporas nesošās nūjiņas un koki, kā arī raugs; aktinomicīti ir reti sastopami. 0-250 m dziļumā tika konstatēts vairāk nekā 10 000 šūnu uz 1 ml; izteiktas fotosintēzes zonā - līdz 100 000 šūnu; 300-400 m dziļumā - tūkstošiem un simtiem šūnu uz ml, bet dziļākajās vietās - desmitiem šūnu. Mikroorganismu biomasa: 10-80 mg uz 1 m 3 ūdens 0-25 m slānī; 1 -10 mg - līdz 300 m dziļumam; zem 400 m - desmitdaļas un simtdaļas, un gandrīz apakšā - miligrama tūkstošdaļas. Okeāna augsnē tika atrasti desmiti, simti un tūkstoši, reti vairāk nekā 10 000 šūnu uz 1 g dūņu. Mikrobu populācijas izplatība augsnē nav atkarīga no okeāna dziļuma un ir acīmredzami saistīta ar asimilējamo izplatību. organiskās vielas augsnes biezumā un ūdenī virs tās.
Mikrobu evolūcija ir gājusi un turpinās dažādos virzienos un ir saistīta ar to aizņemšanu visos iespējamos biotopos.
Augu ekoloģija. Augi (kopā ar baktērijām) veido vienu no divām lielajām dzīvās dabas daļām. Mūsdienu botānika sadala visu augu pasauli divos stumbros: zemākajos (slāņainajos) un augstākajos (lapu) augos.
Zemāko augu (baktērijas, aļģes, sēnes, ķērpji) pārstāvji lielākajā daļā pamattipu saglabājas sākotnējā ūdens vidē, kur daudzi līdz mūsdienām saglabājuši primitīvas organizācijas iezīmes. Agrāk zemākie augi vispirms bija vienīgie, pēc tam dominējošie augu pasaules pārstāvji, bet tagad tie ieņem pakārtotu pozīciju salīdzinājumā ar augstākajiem.
Augstākos augus (sūnas, papardes, kosas, sūnas, ģimnosēkļus, segsēkļus) pārstāv aptuveni 300 000 sugu. Lielākā daļa dzīvo uz sauszemes (izmanto gaisu un augsni), mazāka daļa - ūdenī.
Starp ziedošajiem augiem ir vairāki simti sekundāro ūdens sugu (dažādās sistemātiskās grupās). Ūdens dzīvesveids izraisa pastiprinātu augšanu, salīdzinot ar sauszemes augiem, un dzimumvairošanās aizstāšanu ar veģetatīvo vairošanos (elodeja, pīle, telores). Daudzos ūdensaugos saknes zaudē savu nozīmi kā barības vielu uzsūkšanas orgāni, jo šis process notiek tieši caur ādu. Rezultātā koksne ūdensaugu asinsvadu saišķos ir nepietiekami attīstīta. Ķermeņa aizsardzība pret izskalošanos liekā ūdens dēļ notiek tāpēc, ka gļotas bagātīgi pārklāj zemūdens daļas. Mehāniskie audi ūdensaugos neattīstās, jo pats ūdens, blīva vide, tiem ir labs ķermeņa atbalsts. Dažas ūdensaugu sugas ir viengadīgas, pārziemo sēklu veidā (staipeknis, mazais naids u.c.). Lielākā daļa, pateicoties pozitīvo temperatūru saglabāšanai zem ledus ziemā, pārziemo atsevišķu veģetatīvo daļu veidā - sakneņi (ūdensrozes, olu kapsulas), bumbuļi (bultas uzgalis, ķemmes dīķzāle), ziemojošie pumpuri (pūslzāle, ūdenszāle) vai pilnībā (pīļzāle, purvazāle, dažas dīķzāles).
Augu evolūcijas laikā notika dažādas adaptācijas dzīves apstākļiem – abiotiskas un biotiskas. Piemēram, evolūcija no zemākiem augiem uz augstākiem bija saistīta ar pāreju no ūdens uz gaisa dzīvesveidu, bet pēc tam starp augstākajiem tika pamanīts hidrosfēras sekundāras iekarošanas process.
Aļģes iedala vientuļās un koloniālās formās (Volvox). Aļģēs, tāpat kā sūnās, notiek sarežģīta paaudžu mija, ko raksturo mainīgas prasības dzīves apstākļiem atsevišķos indivīda attīstības posmos.
Daudzas sēnes ir ieņēmušas ļoti unikālu vietu dabā, pielāgojoties abpusēji izdevīgai simbiozei ar citiem organismiem. Pateicoties “savstarpējai palīdzībai”, ķērpji (sēnītes un aļģes) var dzīvot uz visneauglīgākajām augsnēm un kailajiem akmeņiem, kur ne sēnītes, ne aļģes nevar dzīvot atsevišķi. Sēņu nogulsnēšanās uz augstāko augu saknēm veido mikorizu, kas veicina augu pilnīgāku augsnes barības vielu uzsūkšanos. Smilšainās vietās augošajos viršos embrijs pat neattīstās bez mikorizas.
Sēklu augu uzplaukums ir saistīts ar to pilnīgu zemes iekarošanu un pakāpenisku atbrīvošanos no ūdens vides līdzdalības seksuālās vairošanās procesā. Sēklā esošais embrijs ir bagātīgi apgādāts ar pārtikas materiālu un spēj ilgstoši izturēt gan sausumu, gan aukstumu. Tāpēc tikai ziedoši augi varēja kļūt par īstiem sauszemes organismiem, savukārt sūnas un papardes palika amfībijas.
Sēklu būtiskā priekšrocība salīdzinājumā ar ģimnosēkļiem ir augļu veidošanās, kas pilnīgāk nodrošina sēklu nogatavošanos un izplatīšanos (piedaloties dzīvniekiem). Gimnosēkļu mikrosporas ir pielāgotas pārvadāšanai ar vēju. Lielākajai daļai segsēklu ir izstrādāti pielāgojumi ziedu apputeksnēšanai ar kukaiņu palīdzību (spilgti apaugļi, nektāra un aromāta sekrēcija, lipīgi ziedputekšņi). Šī apputeksnēšanas metode labāk nodrošina savstarpēju apaugļošanu, kas ir bioloģiski noderīga.
Tādējādi svarīgs faktors Sēklu evolūcija ir to saistība ar dzīvnieku pasauli ar apputeksnētājiem kukaiņiem, ar putniem un zīdītājiem, kas veicina sēklu izplatīšanos. Kā redzam, evolūcijai progresējot, saikne starp augiem un dzīvniekiem pastiprinās. Tajā pašā laikā tie ne tikai savstarpēji kalpo viens otram barošanās procesā, bet augi, sniedzot patvērumu dzīvniekiem, nereti iekļauj tos savos attīstības apstākļos.
Kā pareizi atzīmē B. A. Kellers (1938), augu attiecībām ar vidi ir unikālas iezīmes, īpašas īpašības, kas saistītas ar šiem organismiem raksturīgo uztura veidu. Zaļie augi izmanto barību, kas ir ap tiem ārkārtīgi retā veidā. Piemēram, gaisā šī barība ir oglekļa dioksīds, kura ir tikai 0,03%, augsnē - barojoši minerālsāļi, parasti vājā šķīdumā. Turklāt lapas kā enerģijas avots uztura laikā uztver saules gaismu. Šajā sakarā augu evolūcijas attīstība kopumā sekoja spēcīgai ārējai sadalīšanai, ļoti bagātīgas ārējās absorbējošās virsmas (lapu un sakņu) attīstībai. Rezultātā augi izrādās īpaši cieši saistīti ar savu vidi, kas nosaka to palielināto starpsugu mainīgumu.
Augu kā ražotāju loma individuālajā dzīves vidē ir atšķirīga. Ūdenī galveno autotrofu masu veido aļģes, bet uz sauszemes - augstāki augi.
Pievienotais augu dzīvesveids nosaka vertikālo slāņošanos to izplatībā. Labvēlīgos apstākļos populācijas blīvuma rezultātā (pīle dīķī, mežā utt.) tuvums ir tikai augiem.
Apvienojumā ar klimatu un augsnēm veģetācija veido raksturīgas vertikālas joslas kalnu apvidos un platuma ainavu zonās ziemeļu un dienvidu puslodē (no ekvatora līdz poliem), kuru neatņemama sastāvdaļa ir tiem raksturīgās dzīvnieku pasaules pārstāvji.
Virszemes augu masas ikgadējā pieauguma vērtība, pēc E. M. Lavrenko pētījumiem, tundras, stepju un tuksneša reģioniem svārstās no 4 līdz 56 c/ha. Virszemes augu masas bruto krājums (biomasa) savas lielākās vērtības sasniedz meža sabiedrībās (900 centneri/ha ziemeļu taigā, 1300 centneri/ha vidējā taigā, 2600 centneri/ha lapu koku mežos). Tundrā šis rādītājs ir 6-32 c/ha, meža tundrā 73 c/ha. Stepēm ikgadējais augu masas pieaugums (produkcija) ir gandrīz vienāds ar tās bruto rezervi (biomasu) virszemes daļu ikgadējā bojāejas dēļ. Tuksneša stepes un daļēji krūmu kopienas. tuksneši nodrošina vismazāko bruto krājumu (5-10 c/ha).
Mēs nerunājam par augu dzīvē nepieciešamajiem faktoriem: katrai sugai atkarībā no vides un dzīves apstākļiem “katrā tās ontoģenēzes stadijā ir nepieciešami īpaši pastāvēšanas un attīstības apstākļi. Rokasgrāmatās par augu ekoloģiju ir ar to saistīti materiāli, lai gan tās nebūt nav visaptverošas, lai aptvertu šo jautājumu.
Dzīvnieku ekoloģija. Dzīvnieki, kurus pārstāv vairāk nekā 1,2 miljoni sugu, ir ļoti dažādi pēc savas organizācijas auguma un dzīvo visās dzīves vidēs.
Kā norādīja J. Lamarks, vides ietekme uz dzīvniekiem ir daudz sarežģītāka nekā uz augiem. Ja augi tieši izjūt ārējo apstākļu ietekmi, tad augsti organizētiem dzīvniekiem šī ietekme ir vairāk netieša nekā tieša. Šeit atšķirība nav tajā, kā darbojas vide, bet gan tajā, kā ķermenis reaģē uz šīm darbībām.
Nekustīgs augs jauna faktora ietekmē mirst vai paliek, pēdējā gadījumā notiek izmaiņas, organisms pielāgojas atbilstošai ārējai ietekmei. Kustīgs dzīvnieka organisms atrodas izdevīgākā stāvoklī, jo tas nesaskaras ar dilemmu — nomirt vai mainīties. Viņam iespējama trešā reakcija uz attiecīgo ietekmi - migrācija, izbraukšana uz labvēlīgākiem apstākļiem. Turklāt nervu sistēma ir ārkārtīgi svarīga kā nosacījums organisma saiknei ar vidi dzīvniekiem. Kā parādīja I. P. Pavlovs, dzīvniekiem vēsturiski ir izveidojusies pastāvīga ķermeņa reakcija uz ārējām ietekmēm ( beznosacījumu refleksi, instinkti) un īslaicīgas saiknes (nosacītas reakcijas), kurām ir liela nozīme saikņu nodibināšanā ar vidi.
Veidu dažādības dēļ nervu sistēma dzīvniekiem un vispārējās atšķirības Organizācijā un vielmaiņā ekoloģiski dzīvnieki ir ļoti dažādi. Atšķirības ir gan dzīves vidē, gan sistemātiskās grupās.
Tāpat kā augi, arī dzīvnieku pasaulē vide noteica evolūcijas virzienu un gaitu.
Ārējā hitīna seguma izveidošanās ūdens posmkājiem, kas aizkavēja iztvaikošanu, ļāva dažām šo mazo dzīvnieku grupām atstāt ūdens vidi uz sauszemes un pilnībā apgūt sauszemes eksistences apstākļus.
Daudzās sugas (līdz 1 miljonam) un posmkāju plašā izplatība visās dzīves vidēs liecina par šīs grupas uzplaukumu šobrīd. Nervu sistēmas augstās attīstības un ar to saistītās īpašās dzīves apstākļiem pielāgošanās parādību rezultātā posmkāju tips veidoja vienu no divām visas dzīvnieku pasaules virsotnēm.
Tikai augstākie mugurkaulnieki kopā ar zirnekļiem, tūkstoškājām un kukaiņiem spēja pilnībā apgūt gaisa vidi un iegūt līdzīgus pielāgojumus kustībai uz zemes (kājas, kas noliecas locītavās) un gaisā (spārni lidojumam). Tikai augstākiem posmkājiem un augstākiem mugurkaulniekiem sastopam tik tālejošu dažādu ķermeņa daļu un orgānu diferenciāciju, un, visbeidzot, abos viņu neiro-smadzeņu darbība (instinkti utt.) izrādās visattīstītākā. .
Dzīvnieku evolūcijā fundamentāli svarīgs posms ir saistīts ar protostomu un deuterostomu atšķirību, kas radīja divus lielus dzīvnieku pasaules atzarus. Šo grupu diverģences sākums ir saistīts ar faktu, ka viena sekoja pielāgošanās līnijai bentosa dzīvesveidam (protostomi - tārpi, mīkstmieši, posmkāji), bet otra radīja formas, kas spēj brīvi peldēt ūdenī ( deuterostomas – adatādaiņi un hordati).
Apakšējo mugurkaulnieku evolūcijā svarīga loma bija pielāgošanai uzturam, un tāpēc parādījās divas attīstības līnijas: bezžokļa (kas radīja bruņu un ciklostomas) un žokļains (progresīvs atzars, kas no īstām zivīm noveda pie zīdītājiem).
Sausie apstākļi, kas valdīja plašos apgabalos devona laikmetā, deva dzīvības priekšrocības tādām saldūdens zivīm, kuras varēja iztikt bez žaunu elpošanas un ūdens bojāšanās vai rezervuāra īslaicīgas izžūšanas gadījumā izmantot elpošanai atmosfēras gaisu. Šādas "plaušu zivis" piederēja divām dažādām grupām: plaušu zivīm un daivu zivīm. Devona beigās senie daivu abinieki radīja stegocefālijas, kuru ziedu laiki bija karbons, kam raksturīgs mitrs klimats.
Jaunās klimata pārmaiņas mitruma samazināšanās virzienā deva būtisku priekšrocību tiem modificētajiem seno abinieku pēctečiem, kuri attīstījās ragveida veidojumi uz ādas un kuru pavairošanai nebija nepieciešamas ūdenstilpes. Tādējādi ar sauso permu sākās rāpuļu attīstība, un juras laikmetā tie sasniedza lielu daudzveidību un ieņēma vadošo pozīciju uz sauszemes.
Mezozoja beigās no rāpuļiem - putniem un zīdītājiem atdalījās divi stumbri, kas neatkarīgi izstrādāja līdzīgu ierīci - pilnīgu arteriālo un venozo asins plūsmu atdalīšanu. Šī anatomiskā īpatnība, pateicoties lielākas elpošanas virsmas attīstībai plaušās, nodrošina enerģiskāku elpošanas apmaiņu un rada iespēju uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru.
Abu “siltasiņu” dzīvnieku grupu attīstība norisinājās gandrīz vienlaicīgi un bez savstarpējas iejaukšanās: tās sadalījās divās dažādās ekoloģiskās nišās un katra ieņēma savu īpašo vietu dabā. Putni pārcēlās no kāpšanas koku dzīvesveida (juras laika protoputni) uz gaisa kustību un ar to saistītajām barības iegūšanas metodēm. Zīdītājiem evolūcija galvenokārt ir gājusi virzienā dažādas iespējas eksistence un kustība uz zemes virsmas.
Zīdītāji no olu dēšanas pārgāja uz dzīvīgumu, kas nodrošināja ievērojami lielāku pēcnācēju izdzīvošanu.
Tādējādi dzīvnieku evolūciju, kas notika saistībā ar dzīves apstākļu izmaiņām, var saprast tikai ar noteiktu adaptāciju izcelsmes ekoloģisko analīzi. Un mūsdienu specifikācijas process, ko raksturo noteikta specifika atsevišķas grupas dzīvniekus, var arī pareizi saprast, tikai veicot materiāla ekoloģisko analīzi.
Apskatīsim dažas mugurkaulnieku ekoloģiskās iezīmes.
Ekoloģiski zivis diezgan ievērojami atšķiras no citiem mugurkaulniekiem. Kā zināms, zivis veido bagātāko (apmēram 20 000 sugu) mugurkaulnieku klasi. Zivīm raksturīga augsta intrasugas mainīguma pakāpe, kas prasīja izmantot īpaši diferencētu taksonomisko vienību sistēmu. Gandrīz katrā ūdenstilpē varam atrast vienas vai otras zivju sugas vietējās formas.
Kādi ir šīs palielinātās zivju mainīguma iemesli?
Tie ir vairāki, bet galvenais iemesls ir ūdens vides ārkārtējais dinamisms un vairāku faktoru darbība, ko sauszemes mugurkaulnieki nepiedzīvo (lielas spiediena svārstības, gaismas un skābekļa apstākļi, vides reakciju ietekme , dažāda mineralizācija utt.). Norādītā dzīves apstākļu daudzveidība ūdens vidē veicina zivju adaptīvo starojumu, nosakot esošo sugu daudzveidību un intensīvi notiekošo lokālo formu veidošanās procesu.
Izolācijas faktors zivis (īpaši ūdens) ietekmē daudz lielākā mērā nekā sauszemes dzīvniekus. Lai to apstiprinātu, pietiek atgādināt, ka ezeru skaits atšķiras pēc režīma globuss daudzkārt vairāk salu ar dažādiem dzīves apstākļiem. Nav grūti noteikt divus tuvumā esošus ezerus, kas atšķiras pēc ūdens dzīves apstākļiem, bet kaimiņu salas parasti ir līdzīgas pēc sauszemes dzīves veida. Jāpiebilst, ka sauszemes dzīvniekiem ir daudz lielāka mehānisko barjeru pārvarēšanas līdzekļu dažādība nekā zivīm.
Izolācijas faktoram ir divējāda ietekme - uz rezervuāru un uz zivīm. Izolētā ūdenskrātuvē ātri izveidojas īpašs dzīves režīms, kas sastāv no ūdenskrātuvei raksturīgajiem fiziskajiem un ģeogrāfiskajiem apstākļiem, tās attiecības ar apkārtējo ainavu un atkarībā no tajā iesprostoto hidrobiontu kompleksa. Nav iespējams atrast divas pilnīgi identiskas ūdenstilpes uz zemes virsmas, pat vienā un tajā pašā vietā, blakus viena otrai. Ūdenstilpju izolācija noved pie īpaša režīma izveidošanās, kas galu galā palielina ūdens dzīves apstākļu daudzveidību.
Savukārt zivju (populāciju) izolācija veicina visu to noviržu (lokālo formu) saglabāšanos, kurām ir iespēja attīstīties šajās dažādajās ūdenstilpēs un kuras, sazinoties savā starpā, tiktu izlīdzinātas. Izolācija veicina tādu formu saglabāšanos, kuras varētu tikt iznīcinātas starpsugu cīņā par eksistenci dažādu ūdenstilpju atklātā savienojumā. Visbeidzot, ilgstoša izolācija noved pie iedzimtības pasliktināšanās un deģenerācijas, jo nav brīvas krustošanās iespējas indivīdiem, kas attīstījušies dažādos apstākļos.
Zivju mainīguma palielināšanās ir atkarīga arī no to ievērojamās “pakļaušanās” ūdens videi. Sauszemes mugurkaulnieku iekšējā vide, kas veidojusies agrāk, iespējams, piedaloties ārējai ūdens videi, tagad krasi atšķiras no tās (gaisa). Gluži pretēji, zivju iekšējā vide (šķidrums) paliek līdzīga un pat dažos gadījumos tuvu to ārējai videi. Dzīvības gāzveida un šķidrā vide krasi atšķiras pēc to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, un tas, protams, rada fundamentālas atšķirības starp zivīm un sauszemes mugurkaulniekiem un nevar neietekmēt to mainīguma īpašības.
Atsevišķām zivju grupām evolūcijas procesā ir izveidojusies dažāda izolācijas pakāpe no ārējās vides, tomēr tajās ārējās un iekšējās vides līdzīgās dabas dēļ pirmajām izmaiņām būtu jārod lielāka atsaucība. otrais, salīdzinot ar sauszemes dzīvniekiem.
Visbeidzot, zivju mainīgumu nevar ietekmēt tikai fakts, ka tie acīmredzot ir vienīgie dzīvnieki, kam raksturīga augšana visu mūžu. Ir zināms, ka organismiem ir ievērojama plastiskums tieši veidošanās un augšanas periodā. Pieaugušie organismi, kas ir sasnieguši maksimālo augšanu, ir visizturīgākie un tāpēc ir mazāk uzņēmīgi pret dzīves apstākļu pārveidojošo ietekmi.
Zivju mūža pieaugums neapšaubāmi ir faktors, kas palielina mainīgumu. Augošajiem sauszemes mugurkaulniekiem var atšķirt izmēru un vecuma mainīgumu, bet pēc tam, kad tie sasniedz galīgos (galīgos) izmērus, paliek tikai vecuma mainīgums (papildus seksuālajai un sezonālai). Rezultātā taksonomists var strādāt ar absolūtajiem mērījumu datiem putniem un zīdītājiem, bet zivīm tie jāpārvērš salīdzināmos relatīvajos indeksos. Šis apstāklis, starp citu, ir netiešs pierādījums tam, ka ir jānošķir zivju vecuma un izmēra mainīgums.
Atkarībā no dzīves apstākļiem zivju augšana atsevišķos rezervuāros ir ļoti atšķirīga.
Putnu un zīdītāju ekoloģiskās īpatnības vispirms detalizēti pētīja D.N.Kaškarovs un V.V.Stančinskis (1929). Turpmākajos gados šajā jomā ir uzkrāts liels daudzums faktu materiālu. S. I. Ogņeva grāmatai “Esejas par zīdītāju ekoloģiju” (1951) ir liela vērtība, taču tā ir tālu no vispārīga kopsavilkuma, jo tajā nav apskatīti vairāki vides faktori, kas nosaka zīdītāju dzīvi.
D.N.Kaškarovs un V.V.Stančinskis, raksturojot putnu un zīdītāju atkarību no vides apstākļiem, ņem vērā klimatiskos, ekotopiskos un biocenotiskos faktorus.
Šie autori klimatiskos faktorus iedala siltumā, gaismā, spiedienā un mitrumā. Putni ir diezgan jutīgi pret visiem faktoriem. Būdami siltasiņu dzīvnieki, putni spēj izturēt dažādus temperatūras apstākļus un dzīvot visur, kur ir barība. Eiritermiskie ir: vārnas, žagatas, zīles utt., kas paliek pie mums ziemai; apgabalu ar izteiktu kontinentālu klimatu iedzīvotāji, piemēram, lazdu rubeņi, saji un kalnu tītari; paceļas, lidojot lielā augstumā - grifi un ērgļi.
Stenotermiskās formas ietver tropu valstu putnus ar plakanu piekrastes klimatu un mērenās joslas gājputnus. Lai pasargātu ķermeni no atdzišanas, tiek izmantots spalvu un dūnu apvalks. Dzesēšanas aparāta lomu, ja nav sviedru dziedzeru, pārņem elpošanas orgāni, iztvaicējot ūdeni.
Saistībā ar gaismas faktoru putnus iedala dienas putnos (lielākā daļa) un naktsputnos (pūces utt.). Attiecībā uz mitrumu putnus var iedalīt trīs grupās: hidrofili (ūdeni mīloši - ūdens baseinu un to krastu iemītnieki), higrofīli (mitrumu mīloši - piemēram, bridējputni) un kserofili (sausmīļi - tuksnešu iemītnieki) .
Runājot par ekotopiskajiem faktoriem, attiecībā uz putniem var izdalīt šādus raksturīgus biotopus: gaiss (spārniem, bezdelīgām, zīriņiem u.c., kas barojas tikai ar gaisā lidojošiem dzīvniekiem), ūdens (bumbuļi, kaijas u.c.), purvi. (briedēji, gārņi, stārķi, dzērves u.c.), klajas vietas - pļavas, stepes, tuksneši (strausi), koksnes veģetācija (dzeņi, riekstkoki).
Putnu biocenotiskās attiecības ir ļoti dažādas, pateicoties dažādu instinktu augstajai attīstībai.
Kaškarovs un Stančinekijs zīdītāju ekoloģiju raksturo līdzīgi, S. I. Ogņevs šim jautājumam pieiet atšķirīgi. Pēc pēdējā autora domām, Krievijas faunā ir 360 zīdītāju sugas. Ekoloģiskā ziņā tās ir pētītas ļoti nevienmērīgi un pilnīgi nepietiekami, ņemot vērā daudzu sugu lielo praktisko nozīmi.
S.I.Ogņevs galveno uzmanību pievērš zīdītāju adaptācijas apsvērumiem dažādiem dzīves apstākļiem - pazemē un atklātās vietās (ātra skriešana), kokos (kāpšana, plandīšanās) un gaisā (lidojumā), ūdenī un kalnos. Viņš sīkāk apraksta urvas un ligzdas, ziemas guļas, mēšanu, migrāciju, vairošanos, barošanos un populācijas svārstības. Diemžēl autors nevērtē dabas faktorus no to nozīmes zīdītāju dzīvē kā pastāvēšanas un attīstības apstākļus.
N.I.Kalabukhovs (1951) par sauszemes mugurkaulnieku pastāvēšanas nosacījumiem uzskata temperatūru, gaismu, termiskos un ultravioletos starus, mitrumu, nokrišņus, atmosfēras gāzu sastāvu un spiedienu. Tādējādi šis autors runā tikai par abiotiskajiem faktoriem, nepieskaroties biotiskiem. Nav šaubu, ka, neskatoties uz pirmās nozīmes nozīmi, dzīvnieku pastāvēšana bez barības joprojām ir pilnīgi neiespējama, un tāpēc biotiskajiem faktoriem ir tikpat svarīga loma.
Līdz ar to jāatzīst, ka vispārīgo dzīvnieku ekoloģijas jautājumu attīstība no radošā darvinisma viedokļa ir ārkārtīgi atpalikusi, lai gan ir virkne labu atsevišķu sugu ekoloģisko pētījumu saistībā ar to praktisko nozīmi (aklimatizācija, medības, iznīcināšana). ). Lielākā daļa ekoloģisko darbu ir veltīti adaptāciju (morfoloģisko, fizioloģisko, ekoloģisko) izpētei, kas veidojas atsevišķās sugās konkrētu dzīves apstākļu ietekmē.
Bet tagad ar to vairs nepietiek. Mičurina mācība neprasa, lai kurmja ķepas adaptīvā nozīme pazemes dzīves apstākļiem būtu atkal un atkal jāpierāda vai sikspārņa spārns jāapraksta kā adaptācija lidojumam. Un tieši tā S.I.Ogņevs prezentē ekoloģiju. Jāparāda, kādi faktori ir nepieciešami kurmja, sikspārņa un citu dzīvnieku pastāvēšanai un attīstībai un kādu ietekmi uz tiem atstāj citi vides apstākļi. Ar atbilstošām zināšanām ekoloģija kļūs par efektīvu zinātni.
Daži zinātnieki, jo īpaši lopkopji, cenšas atrast veidus, kā veikt pētījumus šajā virzienā. Padomju lopkopības speciālistu veiktais darbs pie Kostromas liellopu šķirnes izveides, pamatojoties uz Mičurina mācības sasniegumiem, ir dziļi zinātnisku vides pētījumu piemēri. Jaunas šķirnes dzīvnieku izveides darbs sastāv no divām daļām: 1) tēvu atlase un krustošanās (viena vai vairākas), lai vājinātu iedzimtību un uzlabotu vēlamās īpašības, 2) atbilstošs audzināšanas un barošanas režīms. Ja pirmā darba daļa ir ģenētiska, tad otrā ir vides. Zināšanas vislabākos apstākļus temperatūras režīms, vingrošana, barošana u.c., kurā jāaudzē jaunlopi, lai attīstītu jaunas šķirnes īpašības, ļauj plānveidīgi un īsā laikā izveidot augsti produktīvas lauksaimniecības dzīvnieku šķirnes.
Taču ne mazāk svarīga praktiskā nozīme ir precīzām zināšanām par dzīvnieku ekoloģiskām īpašībām, arī veicot aklimatizācijas darbus. vērtīgas sugas vai kaitīgo resursu iznīcināšana, racionālai krājumu izmantošanai medniecībā un zvejniecībā un citās nozarēs.
Pastāv būtiskas atšķirības augu un dzīvnieku attiecībās ar vidi un pielāgošanās dzīves apstākļiem attīstības būtībā.
Pirmkārt, augu dzīvības formas ir daudz mazāk dažādas, salīdzinot ar dzīvnieku biomorfu daudzveidību. Konverģence augos ir diezgan izplatīta parādība. Tas izskaidrojams ar augu vienmuļīgāko dzīvesveidu (fiksēta sakņošanās augsnē) un līdzīgākajām vitālajām vajadzībām (gaisma, oglekļa dioksīds, ūdens, augsnes minerālsāļi). Dzīvnieku pasaulē dažādu sugu dzīvības prasības ir daudzveidīgākas un sarežģītākas, to barības iegūšanas un pasargāšanās no ienaidniekiem metodes ir ļoti dažādas; Kustību metožu atšķirības ļoti spēcīgi atspoguļojas to struktūrā un izskatā.
Otrkārt, augu organismos dabiskā atlase ir attīstījusi ļoti plašu morfofizioloģisko plastiskumu, reaģējot uz ārējo apstākļu izmaiņām, t.i., iedzimtu spēju radīt adaptīva rakstura izmaiņas. Ir skaidrs, ka tad, kad augu organismi ir nekustīgi, šāda spēja tiem ir ļoti svarīga: augi, kuriem šī plastiskums ir atņemts, mainoties ārējiem apstākļiem, neizbēgami iet bojā, jo tiem nav aktīvas patvēruma spējas.
Rīsi. 1. Zemienē audzēta pienene.
Dzīvniekiem šāda rakstura plastika ir daudz mazāk attīstīta, un pielāgošanās dzīves apstākļu izmaiņām tiek panākta citādi - attīstot kustīgumu, nervu sistēmas un maņu orgānu komplikāciju. Mainoties ārējiem apstākļiem, dzīvnieks uz to reaģē ne tik daudz mainot savu organizāciju, cik ātri mainot savu uzvedību un ļoti daudzos gadījumos var diezgan ātri pielāgoties jauniem apstākļiem. Dabiskā atlase visaugstākajā līmenī veicina dzīvnieku pasaulē tos organismus, kuros līdz ar vispārēju organizācijas veida pieaugumu notika arī viņu garīgās aktivitātes pakāpeniska attīstība.
Tādējādi augu un dzīvnieku mijiedarbība ar vidi, lai arī tām ir daudz kopīga, tajā pašā laikā ievērojami atšķiras.
Izmantotā literatūra: Ekoloģijas pamati: Mācību grāmata. lit-ra./B. G. Johansens
Zem. red.: A. V. Kovaļenoks, -
T.: Tipogrāfija Nr.1, -58
Temats: Dzīvnieku ekoloģiskās īpašības saistībā ar temperatūru.
Mērķi:
- Parādiet dažādu dzīvnieku pielāgošanos temperatūrai kā vides faktoram.
- Iemācieties atšķirt aukstasiņu un siltasiņu dzīvniekus.
- Attīstīt kognitīvās intereses un loģisko domāšanu.
- Veidojiet pareizu attieksmi pret dabu.
Aprīkojums: karte “Pasaules dabas teritorijas”, multimediju projektors prezentācijas apskatei, uzdevumu kartītes, izdales materiāli.
Nodarbību laikā
1. Organizatoriskā daļa.
-Sveiki puiši! Apsēdies!
2. Paziņojiet nodarbības tēmu un mērķus.
–Iepriekšējās ekoloģijas stundās jau uzzinājāt, kas ir vides faktori, kā tie ietekmē dzīvos organismus, kādas īpašības piemīt dzīvniekiem saistībā ar šo vides faktoru ietekmi. Apskatiet mūsu nodarbības tēmu. Kādas asociācijas jums rodas, to lasot? Ko mēs šodien pētīsim?
(STUDENTU ATBILDES)
– Tu daudz zini! Un tas ir skaidrs, mans draugs,
Kāda jums tagad ir svarīga mācība!
– Mums priekšā ir vairāki uzdevumi! Jānoskaidro, kādi temperatūras apstākļi ir uz mūsu planētas, kādas dzīvnieku grupas izšķir temperatūras ietekmes dēļ, un galvenais, kā dzīvnieki pielāgojas dažādām temperatūrām.
– Atveriet piezīmju grāmatiņas un pierakstiet nodarbības datumu un tēmu.
III. Jauna materiāla apgūšana.
1. Skolotāja stāsts ar sarunas elementiem.
– Tātad, kādi ir temperatūras apstākļi uz mūsu planētas?
Kalni, tuksneši, savannas, meži,
Upes, ezeri, lauki un jūras.
Cik liela tu esi, mana planēta!
Cik noslēpumaina tu esi, mūsu Zeme!
– Apskatiet karti “Pasaules dabas apgabali”. No ģeogrāfijas stundām jūs jau zināt, ka ir dažādi dabas teritorijas. Padomājiet par to, kādi kritēriji tiek izmantoti, lai tos atšķirtu?
(STUDENTU ATBILDES)
– Tie ir attēloti dažādās krāsās. Karstākais teritorijas atrodas netālu no ekvatora - tie ir tropi un subtropi.
– Kādā krāsā tas ir parādīts kartē?
(APELSĪNS)
- Pa labi. Bet šī krāsa ir tēlotājmāksla tiek klasificēta kā siltās krāsas!
- Un šeit viņi tiek parādīti aukstākās zonas – netālu no poliem atrodas subpolārie reģioni. Kāda krāsa šeit izmantota?
(VIOLETS)
- Pa labi! Tas pieder pie vēsu ziedu grupas!
- Un starp viņiem guļ apgabalos ar mērenu temperatūru. Tās mums tiek rādītas zaļā krāsā.
Planēta ir milzīga!
Kur mitrs, kur karsts!
Kur aukstums ir briesmīgs
Un stiprs sals.
Un uz milzīgās planētas nav stūra
Kur kāds nemaz nespētu izdzīvot!
(DZEJOĻA LASĪŠANAS PROGRESĀ ES DEMONSTRĒJU DABAS SKATUS)
- Dzīvnieki dzīvo gandrīz visā temperatūras diapazonā, kāds ir uz planētas. Testāta amēbas ir sastopamas + 58 °C temperatūrā, daudzu divspārņu kāpuri var dzīvot temperatūrā ap + 50 °C. Augstu kalnos dzīvojošās saru astes, atsperes un ērces labi izdzīvo, ja nakts temperatūra ir aptuveni -10 °C. Zinātne zina par nelidojošu odu, jerku, kas dzīvo Himalaju nogāzēs. Tas paliek aktīvs pat –16 °C temperatūrā. Dzīvnieka ķermenī pastāvīgi notiek vielmaiņa. Tās intensitāte ir atkarīga no dzīvnieka ķermeņa temperatūras. Tajā pašā laikā vielmaiņa nodrošina dzīvnieku ar enerģiju. Dzīvnieku ķermeņa temperatūru ietekmē apkārtējās vides temperatūra. Ja karstums ir pārāk spēcīgs vai aukstums ir pārāk auksts, dzīvnieks nomirst.
2. Darbs ar mācību grāmatu.
– Temperatūra kā vides faktors, protams, ietekmē dzīvos organismus, un atkarībā no tā izšķir divas dzīvnieku grupas: aukstasiņu un siltasiņu.
(UZ DAĻAS VEIDOJU SHĒMU)
- Puiši, pierakstiet diagrammu savā piezīmju grāmatiņā.
– AUKSTASINĪGS...SILTASINĪGS
– Tie ir salikti īpašības vārdi, kas izveidoti, pievienojot divas saknes: auksts un asinis, silts un asinis.
– Ko šie termini nozīmē?
(STUDENTU ATBILDES)
–Un kā tas ir teikts mācību grāmatā? Niks?
- Atver savas mācību grāmatas. Atrodiet 12. § 31. lappusē 4 rindkopu no augšas. Izlasi definīciju.
(STUDENTU ATBILDES)
- Pa labi. Aukstasiņu grupā ietilpst visi bezmugurkaulnieki, zivis, abinieki un rāpuļi.
– Pāršķiriet mācību grāmatas lapu un atrodiet 2. rindkopu no apakšas. Izlasiet definīciju slīprakstā. (STUDENTU ATBILDES)
– Siltasiņu dzīvnieku grupā ietilpst tikai putni un zīdītāji. (PASKAIDROJUMA TURPMĀKĀ ESMU PIEPILDINĀJUMS IEPRIEKŠ VEIDOTĀS DIAGRAMMAS). Pierakstiet to savā piezīmju grāmatiņā.
– Pievērsiet uzmanību diagrammai. Kāpēc es izmantoju zilu, lai apzīmētu aukstasiņu dzīvniekus, un sarkanu, lai apzīmētu siltasiņu dzīvniekus?
(STUDENTU ATBILDES)
– Tieši tā, šodien klasē mēs izmantosim zilu, lai attēlotu zemas temperatūras un aukstasiņu dzīvniekus, un sarkano, lai attēlotu augstu temperatūru un siltasiņu dzīvniekus.
– Paņemiet zīmuļus un iezīmējiet terminus savā piezīmju grāmatiņā.
– Nosauciet dzīvniekus, kurus varam klasificēt kā siltasiņus.
– Kā ir ar dzīvniekiem, kurus var klasificēt kā aukstasiņu?
3. Darbs mazās grupās.
– Puiši, es ierosinu apvienoties 5 cilvēku grupās. Lai to izdarītu, puišiem no trešā galdiņa būs jāpārsēžas. Uz jūsu galdiem ir uzdevumu paketes. Jums ir jānosaka, kurai grupai šie dzīvnieki pieder. Ir 5 kārtis, piemēram, jūs, un ir arī 5 apļi ap dzīvnieku. Katrs cilvēks aizpilda 1 apli un nodod to nākamajam. Uzrakstiet savus vārdus uz iepakojuma un atcerieties sērijas numuru. Katrs cilvēks krāso tikai apli ar savu sērijas numuru. Siltasiņu dzīvniekiem izmantojam krāsas – sarkanu, bet aukstasiņu – zilu. Pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem, jūs pieņemsit vienīgo pareizo lēmumu. Turklāt jums ir jādomā par to, kur dzīvnieks dzīvo. Darbs jāpadara ātri! Es došu jums minūti, lai apspriestu! Sāc! Laiks pagājis!
(TOStarp MŪZIKA UN DABAS VIDEOATTĒLI)
– Grupa, kas pabeidz darbu, pacel roku.
(DARBA REZULTĀTU APSPRIEŠANA)
– Tagad novietosim savus dzīvniekus kartē.
(PUIŠI NOSAKA DZĪVNIEKU, PASAKIET, KURAI GRUPAI TAS IR PIEŠĶIRTS, NOSAUKI TĀ DZĪVNIEKU VIETAS UN NOVĒROJIET TO KARTĒ).
– Tagad paskatieties uz karti, puiši! Apgabalos ar zemu temperatūru dzīvo gan siltasiņu, gan aukstasiņu dzīvnieki. Un arī šo divu grupu pārstāvji dzīvo apgabalos ar augstu temperatūru.
4. Darbs ar multimediju projektoru.
– Kā dzīvnieki pielāgojas dzīvei dažādos apstākļos?
1. SOLIS.
Ekrānā parādās ķirzakas attēls.
– Kāds dzīvnieks šeit ir parādīts? Kurai grupai viņš pieder?
(STUDENTU ATBILDES)
– No rītiem, kad vēl nav karsts, tuksneša iguāna iekrāsojas tumšākos toņos, un, palielinoties saules siltumam, tā kļūst bāla. Kāpēc, jūsuprāt, tas notiek?
(TUMŠĀ KRĀSA PALĪDZ UZSŪT ĀRĒJĀ SILTUMU, KAMĒR GAIŠĀ KRĀSA ATSTARO SAULES STAROJUMU.)
– Tādējādi, mainot krāsu visas dienas garumā, bruņurupucis pielāgojās temperatūras izmaiņām. To pašu ierīci izmanto arī tuksneša bruņurupucis.
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Mainīt korpusa krāsu.
2. SOLIS.
Ekrānā parādās vardes un krokodila attēls.
– Kas ir attēlots uz ekrāna? Kurai grupai pieder šie dzīvnieki?
(STUDENTU ATBILDES)
– Kur šie dzīvnieki var dzīvot? Tā kā šie dzīvnieki ir aukstasinīgi, tiem arī jāpielāgojas temperatūras izmaiņām visas dienas garumā. Viņi to dara, mainot fiziskās aktivitātes. Temperatūrai pazeminoties, aukstasiņu dzīvnieki kļūst aktīvāki.
(STUDENTU ATBILDES)
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Fiziskās aktivitātes izmaiņas dienas temperatūras svārstību dēļ.
3. SOLIS.
Ekrānā parādās bruņurupuča attēls.
-Un šis ir tuksneša bruņurupucis. Spēcīgi paaugstinoties gaisa temperatūrai, viņas siekalošanās strauji palielinās. No mutes plūstot, tas saslapina galvas apakšējo daļu, kaklu un ekstremitātes – tā bruņurupucis atdziest. Lai izvairītos no pārkaršanas, daudzi dzīvnieki ierok sevi smiltīs vai, gluži pretēji, mēģina atrast kādu kalnu un uzkāpt tajā, jo Smiltis kļūst ļoti karstas. Tādējādi šeit palīgā nāk uzvedības manevri.
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Uzvedības manevri.
4. SOLIS.
Ekrānā parādās vīnogu gliemeža un lāča attēls.
– Paskatieties uz šo attēlu, kas var vienot tik dažādus dzīvniekus? Un visa būtība ir izvairīties no viņiem nelabvēlīgas temperatūras, viņi iekrīt ziemas guļas stāvoklī un satricina. Papildus mīkstmiešiem var nonākt arī zivis un abinieki. Kādi dzīvnieki, kas dzīvo mūsu apkārtnē, spēj pārziemot ziemā? ( Eži, ķirbji, āpši, goferi utt.)
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Hibernācija, satricinājumi sezonālu temperatūras izmaiņu dēļ.
5. SOLIS.
Ekrānā parādās pingvīnu grupas attēls.
– Paskaties uz attēlu. Tie ir pingvīni.
(STUDENTU ATBILDES)
– Tagad man vajag 10 drosmīgākos palīgus. Lūdzu, puiši, nāciet pie tāfeles!
(IZNĀK PUIŠU GRUPA, DOD CEPURES UN VISI KOPĀ MĒĢINĀS DEMONSTRĒT PINGVĪNU KUSTĪBAS).
– Tagad mēs attēlosim uzvedību pingvīnu grupā.
Puiši, stāviet tuvu viens otram un veidojiet ārējo un iekšējo apli.
Šādi tiek būvēti pingvīni. Kādu laiku viņi tā stāv, pārejot no kājas uz pēdu. Pēc tam viņi pārvietojas pa apli, kāpjot pa kreisi vai pa labi. Vēlāk tie pingvīni, kas atradās grupā, iziet ārējā aplī, un šie pingvīni nonāk grupā. Un atkal viņi stāv un atzīmējas un atkal pēc noteikta laika mainās vietām. Tā viņi iesildās.
– Kādu secinājumu var izdarīt par to, kāda veida ierīce šī ir?
(STUDENTU ATBILDES)
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Dzīvnieku grupu veidošanās temperatūrai pazeminoties.
6. SOLIS.
Ekrānā parādās polārlāča un brūnā lāča attēls un uzreiz uzraksts: Jo karstāks klimats, jo mazāks ķermeņa svars.
– Šeit jūs redzat vienas šķiras un pat vienas kārtas pārstāvjus, bet viņi dzīvo dažādos apstākļos. Tas, protams, atspoguļojas viņu izskatā. Šīs īpašības tika formulētas šādi: Jo karstāks klimats, jo mazāks ķermeņa svars! Ekoloģijā to sauc par Bergmaņa likumu pēc zinātnieka vārda, kurš to formulēja.
7. SOLIS.
Uz ekrāna parādās lapsu un arktiskās lapsas attēls un uzreiz parādās uzraksts: Jo aukstāks klimats, jo īsākas ir izvirzītās ķermeņa daļas (ausis, aste, ķepas). Alena likums.
– Šeit arī ir noteikums, bet kurš no tiem? Uz brīdi iedomāsimies sevi kā pētniekus un mēģināsim formulēt šo noteikumu. Šeit ir redzama feneka lapsa, sarkanā lapsa un arktiskā lapsa. Viņi dzīvo dažādos klimatiskajos apstākļos. ES SAUCU PAR TEMPERATŪRAS IEROBEŽOJUMIEM,
– Ko var teikt par šo dzīvnieku izskata īpatnībām?
(STUDENTU ATBILDES)
– Puiši, vai šajā gadījumā ir spēkā Bergmaņa likums?
8. SOLIS.
Ekrānā parādās putna, lāča vai valzirgu attēls.
-Varbūt kāds ir uzminējis, kāpēc šie dzīvnieki šeit ir apvienoti? Paskaties uz fonu. tas ir zils, kas nozīmē, ka mēs šeit skatāmies uz pielāgošanos zemām temperatūrām.
(STUDENTU ATBILDES)
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Aizsargvāka klātbūtne.
9. SOLIS.
Ekrānā parādās suņa attēls.
- Puiši, kas ar jums parasti notiek, kad skrienat krosu?
(STUDENTU ATBILDES)
– Tieši tā, jūs svīdat, bet suņiem to fizioloģisko īpašību dēļ nav sviedru dziedzeru. Kā viņiem izkļūt no šīs situācijas? Kādi pielāgojumi tiem ir, lai izturētu augstu temperatūru?
(IZCELT MĒLI)
Ekrānā tiek parādīts šāds ziņojums: Iztvaikošana palielinās, palielinoties temperatūrai.
10. SOLIS.
– Tātad, pārbaudot dzīvnieku pielāgošanos dažādiem temperatūras apstākļiem, mēs formulējām šādus secinājumus:
Visas tēzes tiek parādītas ekrānā.
– Tātad esam paveikuši visus nodarbības sākumā izvirzītos uzdevumus.
Bija daudz uzdevumu
Bet viss ir izlemts!
Bet cik daudz tev vēl priekšā?
Ir tik daudz ko zināt!!!
Ko tu zini - neesi slinks.
Jūs vienmēr cenšaties izprast pasauli!
IV. Jauna materiāla konsolidācija.
– Tagad pārbaudīsim mūsu kopīgā darba rezultātus!
– Atgādiniet mums, kādu krāsu mēs šodien izmantojām, lai apzīmētu siltasiņu dzīvniekus un aukstasiņu dzīvniekus.
– Paskaties uz ekrānu. Nosakiet, kurš šeit ir dīvainais un kāpēc?
- Uz jūsu galdiem ir kartītes ar dzīvnieku nosaukumiem; siltasiņus iezīmējiet sarkanā krāsā un aukstasiņus zilā krāsā.
V. Nodarbības kopsavilkums.
(PLANĒTAS ATTĒLS IR APGAISMOTS UN SKAŅAS MŪZIKA)
Cik skaista ir mūsu pasaule!
Meži un dārzi, strauts kūsā,
Klusas upes ūdeņi!
Ciemi, ceļi, lauki apklusa,
Un Zeme guļ Visuma šūpulī.
Neesi, mans draugs, tu esi nežēlīgs pret planētu,
Rūpējieties par katru ziedu un lapu,
Aizsargā viņu, palīdzi darbā...
Zeme starp zvaigznēm ir mūsu vienīgā mājvieta.
- Tātad, puiši, mūsu stunda tuvojas beigām. Paskatieties vēlreiz kartē un atcerieties, ka mūsu planētas temperatūras režīms ir ļoti daudzveidīgs, apskatiet diagrammu savā piezīmju grāmatiņā un atcerieties, kurus dzīvniekus mēs klasificējam kā siltasiņu un aukstasiņu, un, visbeidzot, atcerieties, kādi dažādi pielāgojumi ir dzīvniekiem. lai izturētu dažādu temperatūru iedarbību.
VI. Mājas darbs:§12.
Novērtēšana.
_________________________ šodien labi strādāja klasē.
Ekoloģija ir zinātne, kas pēta dažādu organismu dzīvi to dabiskajā vidē jeb vidē. Vide ir viss dzīvais un nedzīvais mums apkārt. Jūsu vide ir viss, ko redzat, un liela daļa no tā, ko neredzat sev apkārt (piemēram, tas, ko elpojat). Tas būtībā ir nemainīgs, bet tā individuālās detaļas pastāvīgi mainās. Jūsu ķermenis savā ziņā ir arī vide daudziem tūkstošiem sīku radījumu - baktēriju, kas palīdz jums sagremot pārtiku. Jūsu ķermenis ir viņu dabiskā dzīvotne.
Ekoloģijas kā vispārējās bioloģijas un kompleksās zinātnes nozares vispārīgie raksturojumi
Pašreizējā civilizācijas attīstības stadijā ekoloģija ir sarežģīta integrēta disciplīna, kuras pamatā ir dažādas cilvēka zināšanu jomas: bioloģija, ķīmija, fizika, socioloģija, vides aizsardzība, dažāda veida tehnoloģijas utt.
Jēdzienu “ekoloģija” zinātnē pirmo reizi ieviesa vācu biologs E. Hekels (1886). Šī koncepcija sākotnēji bija tīri bioloģiska. Burtiski tulkojot, “ekoloģija” nozīmē “mājokļu zinātne”, un tas nozīmēja dažādu organismu attiecību izpēti dabiskos apstākļos. Šobrīd šis jēdziens ir kļuvis ļoti sarežģīts, un dažādi zinātnieki šim jēdzienam piešķir dažādas nozīmes. Apskatīsim dažus no piedāvātajiem jēdzieniem.
1. Pēc V. A. Radkeviča domām: “Ekoloģija ir zinātne, kas pēta organismu dzīves modeļus (visās tās izpausmēs, visos integrācijas līmeņos) to dabiskajā vidē, ņemot vērā cilvēka darbības radītās izmaiņas vidē.” Šis jēdziens atbilst bioloģijas zinātnei, un to nevar uzskatīt par pilnībā atbilstošu zināšanu jomai, ko pēta ekoloģija.
2. Pēc N.F.Reimersa: “Ekoloģija (universālā, “lielā”) ir zinātnisks virziens, kas aplūko noteiktu dabas un daļēji sociālu (cilvēkiem) parādību un objektu kopumu, kas ir nozīmīgs analīzes centrālajam dalībniekam (subjektam, dzīvs objekts) no šī centrālā subjekta vai dzīvā objekta interešu viedokļa (ar vai bez pēdiņām). Šis jēdziens ir universāls, taču to ir grūti uztvert un reproducēt. Tas parāda vides zinātnes daudzveidību un sarežģītību pašreizējā posmā.
Pašlaik ekoloģija ir sadalīta vairākās jomās un zinātnes disciplīnās. Apskatīsim dažus no tiem.
1. Bioekoloģija ir bioloģijas zinātnes nozare, kas pēta organismu savstarpējās attiecības; biotopu un cilvēka darbības ietekmi uz šiem organismiem un to dzīvotni.
2. Populāciju ekoloģija (demogrāfiskā ekoloģija) - ekoloģijas nozare, kas pēta organismu populāciju funkcionēšanas modeļus to dzīvotnē.
3. Autekoloģija (autoekoloģija) - ekoloģijas sadaļa, kas pēta organisma (indivīda, sugas) attiecības ar vidi.
4. Sinekoloģija ir ekoloģijas nozare, kas pēta populāciju, kopienu un ekosistēmu attiecības ar vidi.
5. Cilvēka ekoloģija ir sarežģīta zinātne, kas pēta vispārīgos biosfēras un antroposistēmas attiecību likumus, dabiskās vides (arī sociālās) ietekmi uz indivīdu un cilvēku grupām. Šī ir vispilnīgākā cilvēka ekoloģijas definīcija, to var attiecināt gan uz indivīda ekoloģiju, gan uz cilvēku populāciju ekoloģiju, jo īpaši uz dažādu etnisko grupu (tautu, tautību) ekoloģiju. Sociālajai ekoloģijai ir liela nozīme cilvēka ekoloģijā.
6. Sociālā ekoloģija ir daudzvērtīgs jēdziens, no kuriem viens ir šāds: ekoloģijas sadaļa, kas pēta cilvēku sabiedrības mijiedarbību un attiecības ar dabisko vidi, attīstot racionālas vides pārvaldības zinātniskos pamatus, iesaistot dabas aizsardzību. un cilvēka dzīves vides optimizācija.
Ir arī lietišķā, rūpnieciskā, ķīmiskā, onkoloģiskā (kancerogēnā), vēsturiskā, evolucionārā ekoloģija, mikroorganismu, sēņu, dzīvnieku, augu ekoloģija u.c.
Viss iepriekšminētais liecina, ka ekoloģija ir zinātnisku disciplīnu komplekss, kuru izpētes objekts ir daba, ņemot vērā dzīvās pasaules atsevišķu komponentu savstarpējo saistību un mijiedarbību indivīdu, populāciju, atsevišķu sugu veidā, savstarpējās attiecības starp cilvēkiem. ekosistēmas, indivīdu un cilvēces loma kopumā, kā arī racionālas vides pārvaldības veidi un līdzekļi, dabas aizsardzības pasākumi.
Attiecības
Ekoloģija ir pētījums par to, kā augi un dzīvnieki, tostarp cilvēki, dzīvo kopā un ietekmē viens otru un savu vidi. Sāksim ar tevi. Apsveriet, kā esat saistīts ar vidi. Ko jūs ēdat? Kur jūs izmetat atkritumus un atkritumus? Kādi augi un dzīvnieki dzīvo jūsu tuvumā. Veids, kā jūs ietekmējat vidi, ietekmē jūs un visus, kas dzīvo jums apkārt. Attiecības starp jums un viņiem veido sarežģītu un plašu tīklu.
Dzīvotne
Augu un dzīvnieku grupas dabisko vidi sauc par biotopu, bet grupu, kas tajā dzīvo, sauc par kopienu. Apgrieziet akmeni un redziet, kas dzīvo uz grīdas virs tā. Jaukas mazās kopienas vienmēr ir daļa no lielākām kopienām. Tādējādi akmens var būt daļa no strauta, ja tas atrodas tā krastā, un strauts var būt daļa no meža, kurā tas plūst. Katrs lielākais biotops ir mājvieta dažādiem augiem un dzīvniekiem. Mēģiniet atrast sev apkārt vairākus dažādus biotopu veidus. Paskatieties apkārt: uz augšu, uz leju - visos virzienos. Bet neaizmirstiet, ka jums ir jāatstāj dzīve, kā jūs to atradāt.
Pašreizējais vides zinātnes stāvoklis
Termins “ekoloģija” pirmo reizi tika lietots 1866. gadā vācu biologa E. Hekela darbā “Organisma vispārējā morfoloģija”. Sākotnējais evolūcijas biologs, ārsts, botāniķis, zoologs un morfologs, Čārlza Darvina mācību atbalstītājs un propagandists, viņš ne tikai ieviesa jaunu terminu zinātniskajā lietošanā, bet arī izmantoja visus savus spēkus un zināšanas jauna zinātniskā virziena veidošanā. . Zinātnieks uzskatīja, ka "ekoloģija ir zinātne par organismu attiecībām ar vidi". Uzstājoties Jēnas Universitātes Filozofiskās fakultātes atklāšanā ar lekciju “Zooloģijas attīstības ceļš un uzdevumi” 1869. gadā, E. Hekels atzīmēja, ka ekoloģija “pēta dzīvnieku vispārējās attiecības gan ar to organisko, gan neorganisko vidi. viņu draudzīgie un naidīgas attiecības citiem dzīvniekiem un augiem, ar kuriem tie nonāk tiešā un netiešā saskarē, jeb, vārdu sakot, visām tām sarežģītajām mijiedarbībām, kuras Čārlzs Darvins nosacīti apzīmēja kā cīņu par eksistenci. Ar vidi viņš saprata apstākļus, ko rada neorganiskā un organiskā daba. Hekels kā neorganiskos apstākļus iekļāva dzīvo organismu biotopu fizikālās un ķīmiskās īpašības: klimatu (siltums, mitrums, gaisma), sastāvu un augsni, īpašības, kā arī neorganisko pārtiku (minerālvielas un ķīmiskos savienojumus). Ar organiskiem apstākļiem zinātnieks domāja attiecības starp organismiem, kas pastāv vienā sabiedrībā vai ekoloģiskajā nišā. Ekoloģijas zinātnes nosaukums cēlies no diviem grieķu vārdiem: "ekoe" - māja, mājoklis, dzīvotne un "logos" - vārds, doktrīna.
Jāpiebilst, ka E. Hekels un daudzi viņa sekotāji jēdzienu “ekoloģija” lietoja nevis, lai aprakstītu mainīgos vides apstākļus un laika gaitā mainīgās attiecības starp organismiem un vidi, bet gan tikai, lai fiksētu esošos, nemainīgos vides apstākļus un parādības. Kā uzskata S.V.Klubovs un L.L.Prozorovs (1993), faktiski tika pētīts dzīvo organismu attiecību fizioloģiskais mehānisms, to attiecības ar vidi tika izceltas tikai fizioloģisko reakciju ietvaros.
Ekoloģija bioloģijas zinātnes ietvaros pastāvēja līdz 20. gadsimta vidum. Uzsvars tajā tika likts uz dzīvās vielas izpēti, tās funkcionēšanas modeļiem atkarībā no vides faktoriem.
Mūsdienu laikmetā ekoloģiskās paradigmas pamatā ir ekosistēmu jēdziens. Kā zināms, šo terminu zinātnē 1935. gadā ieviesa A. Tanslijs.Ekosistēma nozīmē funkcionālu vienotību, ko veido biotops, t.i. abiotisko apstākļu kopums un tajā apdzīvojošie organismi. Ekosistēma ir galvenais vispārējās ekoloģijas izpētes objekts. Tās zināšanu priekšmets ir ne tikai ekosistēmu struktūras veidošanās, funkcionēšanas, attīstības un nāves likumi, bet arī sistēmu integritātes stāvoklis, jo īpaši to stabilitāte, produktivitāte, vielu aprite un enerģijas bilance.
Tādējādi bioloģijas zinātnes ietvaros vispārējā ekoloģija veidojās un beidzot radās kā patstāvīga zinātne, kuras pamatā ir veseluma īpašību izpēte, ko nevar reducēt uz vienkāršu tā daļu īpašību summu. Līdz ar to ekoloģija šī termina bioloģiskajā saturā nozīmē zinātni par augu un dzīvnieku organismu attiecībām un kopienām, kuras tie veido savā starpā un ar vidi. Bioekoloģijas objekti var būt gēni, šūnas, indivīdi, organismu populācijas, sugas, kopienas, ekosistēmas un biosfēra kopumā.
Formulētie vispārējās ekoloģijas likumi tiek plaši izmantoti tā sauktajās privātajās ekoloģijās. Līdzīgi kā bioloģijā, arī vispārējā ekoloģijā attīstās unikāli taksonomijas virzieni. Dzīvnieku un augu ekoloģija, atsevišķu augu un dzīvnieku pasaules pārstāvju ekoloģija (aļģes, kramaļģes, noteiktas aļģu ģintis), Pasaules okeāna iedzīvotāju ekoloģija, atsevišķu jūru un ūdenstilpņu kopienu ekoloģija, atsevišķu ūdenstilpņu zonu ekoloģija, sauszemes dzīvnieku un augu ekoloģija, saldūdens ekoloģija pastāv neatkarīgi.atsevišķu upju un ūdenskrātuvju kopienas (ezeri un ūdenskrātuves), kalnu un pauguru iedzīvotāju ekoloģija, atsevišķu ainavu kopienu ekoloģija vienības utt.
Atkarībā no ekosistēmu dzīvās vielas organizācijas līmeņa kopumā tiek noteikta indivīdu ekoloģija (autoekoloģija), populāciju ekoloģija (demekoloģija), asociāciju ekoloģija, biocenožu ekoloģija un kopienu ekoloģija (sinekoloģija). izcili.
Apsverot dzīvās vielas organizācijas līmeņus, daudzi zinātnieki uzskata, ka tās zemākās pakāpes - genomu, šūnu, audu, orgānu - pēta tīri bioloģijas zinātnes - molekulārā ģenētika, citoloģija, histoloģija, bet augstākās pakāpes - organisms (indivīds), sugas, populācijas, asociācijas un biocenoze - gan bioloģija un fizioloģija, gan ekoloģija. Tikai vienā gadījumā tiek aplūkota atsevišķu indivīdu un to veidoto kopienu morfoloģija un sistemātika, bet otrā - attiecības savā starpā un ar vidi.
Līdz šim vides virziens ir aptvēris gandrīz visas esošās zinātnes atziņu jomas. Ne tikai dabaszinātnes, bet arī tīri humanitārās zinātnes, pētot savus objektus, sāka plaši lietot vides terminoloģiju un, galvenais, pētniecības metodes. Ir radušās daudzas “ekoloģijas” (vides ģeoķīmija, vides ģeofizika, vides augsnes zinātne, ģeoekoloģija, vides ģeoloģija, fiziskā un radiācijas ekoloģija, medicīniskā ekoloģija un daudzas citas). Šajā sakarā tika veikta noteikta strukturēšana. Tā savos darbos (1990-1994) N. F. Reimers veica mēģinājumu prezentēt mūsdienu ekoloģijas struktūru.
Ekoloģijas zinātnes struktūra izskatās vienkāršāka no citām metodoloģiskām pozīcijām. Strukturēšanas pamatā ir ekoloģijas iedalījums četrās lielākajās un vienlaikus fundamentālajās jomās: bioekoloģija, cilvēka ekoloģija, ģeoekoloģija un lietišķā ekoloģija. Visās šajās jomās tiek izmantotas gandrīz vienādas vienotas ekoloģijas zinātnes metodes un metodoloģiskie pamati. Šajā gadījumā var runāt par analītisko ekoloģiju ar tai atbilstošo iedalījumu fizikālajā, ķīmiskajā, ģeoloģiskajā, ģeogrāfiskajā, ģeoķīmiskajā, radiācijas un matemātiskajā jeb sistēmiskajā ekoloģijā.
Bioekoloģijas ietvaros ir divas vienlīdz svarīgas un svarīgas jomas: endoekoloģija un eksoekoloģija. Saskaņā ar N. F. Reimers (1990) endoekoloģija ietver ģenētisko, molekulāro, morfoloģisko un fizioloģisko ekoloģiju. Eksoekoloģija ietver šādas jomas: autoekoloģija jeb indivīdu un organismu kā noteiktas sugas pārstāvju ekoloģija; demekoloģija vai atsevišķu grupu ekoloģija; populācijas ekoloģija, kas pēta uzvedību un attiecības konkrētas populācijas ietvaros (atsevišķu sugu ekoloģija); sinekoloģija vai organisko kopienu ekoloģija; biocenožu ekoloģija, kas ņem vērā biocenozi veidojošo organismu kopienu vai populāciju attiecības savā starpā un ar vidi. Eksoekoloģiskā virziena augstākais rangs ir ekosistēmu izpēte, biosfēras un globālās ekoloģijas izpēte. Pēdējais aptver visas dzīvo organismu eksistences jomas - no augsnes seguma līdz troposfērai ieskaitot.
Neatkarīga vides pētījumu joma ir cilvēka ekoloģija. Faktiski, ja mēs stingri ievērojam hierarhijas noteikumus, šim virzienam vajadzētu būt neatņemamai bioekoloģijas sastāvdaļai, jo īpaši kā autoekoloģijas analogam dzīvnieku ekoloģijas ietvaros. Tomēr, ņemot vērā milzīgo lomu, ko cilvēce spēlē mūsdienu biosfēras dzīvē, šis virziens tiek izcelts kā neatkarīgs. Cilvēka ekoloģijā vēlams izdalīt cilvēka evolucionāro ekoloģiju, arheoekoloģiju, kurā aplūkotas cilvēka attiecības ar vidi kopš primitīvās sabiedrības laikiem, etnosociālo grupu ekoloģiju, sociālo ekoloģiju, vides demogrāfiju, kultūrainavu ekoloģiju. un medicīnas ekoloģija.
20. gadsimta vidū. Saistībā ar padziļinātiem cilvēka vides un organiskās pasaules pētījumiem radās ekoloģiskās orientācijas zinātniskie virzieni, kas cieši saistīti ar ģeogrāfiskajām un ģeoloģijas zinātnēm. To mērķis ir pētīt nevis pašus organismus, bet tikai to reakciju uz mainīgajiem vides apstākļiem un izsekot cilvēku sabiedrības un biosfēras darbības pretējai ietekmei uz vidi. Šie pētījumi tika apvienoti ģeoekoloģijas ietvaros, kam tika dots tīri ģeogrāfisks virziens. Tomēr šķiet lietderīgi gan ģeoloģiskās, gan ģeogrāfiskās ekoloģijas ietvaros nošķirt vismaz četras neatkarīgas jomas – ainavu ekoloģiju, ekoloģisko ģeogrāfiju, ekoloģisko ģeoloģiju un kosmosa (planētu) ekoloģiju. Īpaši jāuzsver, ka ne visi zinātnieki piekrīt šim sadalījumam.
Lietišķās ekoloģijas ietvaros, kā norāda tās nosaukums, tiek aplūkoti daudzdimensionāli vides jautājumi, kas saistīti ar tīri praktiskām problēmām. Tas ietver komerciālo ekoloģiju, t.i., vides izpēti, kas saistīta ar noteiktu bioloģisko resursu (vērtīgu dzīvnieku sugu vai koksnes) ieguvi, lauksaimniecības ekoloģiju un inženierekoloģiju. Pēdējai ekoloģijas nozarei ir daudz aspektu. Inženierekoloģijas izpētes objekti ir urbanizēto sistēmu stāvoklis, pilsētu aglomerācijas, kultūrainavas, tehnoloģiskās sistēmas, megapilsētu, zinātnes pilsētu un atsevišķu pilsētu ekoloģiskais stāvoklis.
Sistēmekoloģijas jēdziens radās, intensīvi attīstot eksperimentālo un teorētisko pētījumu ekoloģijas jomā 20. gadsimta 20. un 30. gados. Šie pētījumi parādīja nepieciešamību pēc integrētas pieejas biocenozes un biotopa pētījumos. Šādas pieejas nepieciešamību pirmais formulēja angļu ģeobotāniķis A. Tanslijs (1935), kurš ekoloģijā ieviesa terminu “ekosistēma”. Ekosistēmas pieejas galvenā nozīme ekoloģiskajā teorijā slēpjas obligātā attiecību, savstarpējās atkarības un cēloņu-seku attiecību klātbūtnē, t.i., atsevišķu komponentu apvienošanā funkcionālā veselumā.
Zināmu loģisku ekosistēmu jēdziena pilnīgumu izsaka to izpētes kvantitatīvais līmenis. Izcila loma ekosistēmu izpētē pieder austriešu teorētiskajam biologam L. Bertalanfijam (1901-1972). Viņš izstrādāja vispārīgu teoriju, kas ļauj aprakstīt dažāda veida sistēmas, izmantojot matemātiskos rīkus. Ekosistēmas koncepcijas pamatā ir sistēmas integritātes aksioma.
Neskatoties uz visu vides pētījumu klasifikācijas rubrikas pilnīgumu un dziļumu, kas ietver visus mūsdienu cilvēku sabiedrības dzīves aspektus, nav tik svarīgas zināšanu saites kā vēsturiskā ekoloģija. Patiešām, pētot pašreizējo vides situācijas stāvokli, pētniekam ir jāsalīdzina esošais vides situācijas ar vēsturiskās un ģeoloģiskās pagātnes vides stāvokli. Šī informācija ir koncentrēta vēsturiskajā ekoloģijā, kas vides ģeoloģijas ietvaros ļauj, izmantojot ģeoloģiskās un paleoģeogrāfiskās metodes, noteikt ģeoloģiskās un vēsturiskās pagātnes fiziskos un ģeogrāfiskos apstākļus un izsekot to attīstībai un izmaiņām līdz pat mūsdienu laikmets.
Sākot ar E. Hekela pētījumiem, jēdzieni “ekoloģija” un “ekoloģijas zinātne” ir kļuvuši plaši lietoti zinātniskajos pētījumos. 20. gadsimta otrajā pusē. ekoloģija tika sadalīta divos virzienos: tīri bioloģiskajā (vispārējā un sistēmu ekoloģija) un ģeoloģiski-ģeogrāfiskajā (ģeoekoloģija un vides ģeoloģija).
Ekoloģiskā augsnes zinātne
Ekoloģiskā augsnes zinātne radās 20. gadsimta 20. gados. Dažos darbos augsnes zinātnieki sāka lietot terminus “augsnes ekoloģija” un “pedoekoloģija”. Taču terminu būtība, kā arī galvenais vides pētījumu virziens augsnes zinātnē atklājās tikai pēdējos gadu desmitos. G.V.Dobrovolskis un E.D.Ņikitins (1990) zinātniskajā literatūrā ieviesa jēdzienus “ekoloģiskā augsnes zinātne” un “lielo ģeosfēru ekoloģiskās funkcijas”. Pēdējo virzienu autori interpretē saistībā ar augsnēm un uzskata par doktrīnu par augsnes ekoloģiskajām funkcijām. Tas attiecas uz augsnes seguma un augsnes procesu nozīmi un nozīmi ekosistēmu un biosfēras rašanās, saglabāšanas un evolūcijas procesā. Ņemot vērā augšņu ekoloģisko lomu un funkcijas, autori uzskata par loģisku un nepieciešamu apzināt un raksturot citu gliemežvāku ekoloģiskās funkcijas, kā arī biosfēru kopumā. Tas dos iespēju apsvērt cilvēka vides un visas esošās biotas vienotību, labāk izprast atsevišķu biosfēras komponentu nedalāmību un neaizstājamību. Visā Zemes ģeoloģiskajā vēsturē šo komponentu likteņi ir bijuši ļoti savstarpēji saistīti. Viņi iekļuva viens otrā un mijiedarbojas caur matērijas un enerģijas cikliem, kas nosaka to attīstību.
Tiek izstrādāti arī ekoloģiskās augsnes zinātnes lietišķie aspekti, kas galvenokārt saistīti ar augsnes segas stāvokļa aizsardzību un kontroli. Šī virziena darbu autori cenšas parādīt tādu augsnes īpašību saglabāšanas un veidošanas principus, kas nosaka to augsto ilgtspējīgu un kvalitatīvu auglību, neradot kaitējumu saistītajām biosfēras sastāvdaļām (G.V. Dobrovolsky, N.N. Grishina, 1985).
Šobrīd atsevišķās augstskolās tiek pasniegti speciālie kursi “Augsnes ekoloģija” vai “Ekoloģiskā augsnes zinātne”. Šajā gadījumā mēs runājam par zinātni, kas pēta augsnes un vides funkcionālo attiecību modeļus. No ekoloģiskā viedokļa tiek pētīti augsnes veidošanās procesi, augu vielu uzkrāšanās un trūdvielu veidošanās procesi. Tomēr augsnes tiek uzskatītas par "ģeosistēmas centru". Ekoloģiskās augsnes zinātnes lietišķā nozīme ir saistīta ar pasākumu izstrādi racionāla izmantošana zemes resursi.
Plūstošais dīķis
Dīķis ir lielāka biotopa piemērs, kas ir ideāli piemērots ekosistēmas novērošanai. Tā ir mājvieta lielai dažādu augu un dzīvnieku kopienai. Dīķis, tā kopienas un nedzīvā daba ap to veido tā saukto ekoloģisko sistēmu. Dīķa dziļums ir laba vide, lai izpētītu tā iemītnieku kopienas. Uzmanīgi pārvietojiet tīklu dažādās dīķa vietās. Pierakstiet visu, kas nonāk tīklā, kad to izņemat. Ielieciet interesantākos atradumus burkā, lai tos izpētītu sīkāk. Izmantojiet jebkuru rokasgrāmatu, kurā aprakstīta dīķa iemītnieku dzīve, lai noteiktu atrasto organismu nosaukumus. Un, kad esat pabeidzis eksperimentus, neaizmirstiet palaist dzīvās radības atpakaļ dīķī. Jūs varat iegādāties tīklu vai izgatavot to pats. Paņemiet biezas stieples gabalu un salieciet to gredzenā un ielieciet galus vienā no garas bambusa nūjas malām. Pēc tam pārklājiet stieples gredzenu ar neilona zeķēm un piesieniet to apakšā ar mezglu. Mūsdienās dīķi ir daudz retāk nekā pirms četrdesmit gadiem. Daudzas no tām ir kļuvušas seklas un aizaugušas. Tas negatīvi ietekmēja dīķu iemītnieku dzīvi: tikai dažiem no viņiem izdevās izdzīvot. Kad dīķis izžūst, iet bojā arī tā pēdējie iemītnieki.
Uztaisi pats dīķi
Izrokot dīķi, var izveidot sev mežonīgas dabas stūrīti. Tas piesaistīs daudzas dzīvnieku sugas un nekļūs jums par apgrūtinājumu. Tomēr dīķis būs pastāvīgi jāuztur labā stāvoklī. Tā izveide prasīs daudz laika un pūļu, taču, ja reiz tajā dzīvo dažādi dzīvnieki, tos varēsi pētīt jebkurā laikā. Paštaisīta caurule zemūdens novērojumiem ļaus labāk iepazīt dīķa iemītnieku dzīvi. Uzmanīgi nogrieziet kaklu un apakšējo daļu plastmasas pudele. Vienā galā novietojiet caurspīdīgu plastmasas maisiņš un piestipriniet to pie kakla ar elastīgo joslu. Tagad caur šo cauruli var vērot dīķa iemītnieku dzīvi. Drošības nolūkos vislabāk ir pārklāt caurules brīvo malu ar līmlenti.
Vītolu augšanas apstākļi ir ļoti dažādi, un šis apstāklis, protams, atstāj unikālu nospiedumu auga ķermenī.
Lielākā daļa kārklu – gan sugu sastāva, gan aizņemtās platības ziņā – aug upju palienēs. Bet paliene atšķiras dažādas daļas. Tāpēc kārklu sugu sastāvs šeit nav visur vienāds.
A.P.Šeņņikovs attīstītajā upju palienē izšķir trīs ekoloģiskās zonas: upju, vidējo un kontinentālo. Šīs zonas atbilst augsnes veidošanās un augu dzīves ekoloģisko apstākļu upju-zonālajiem, viduszonālajiem un kontinentālajiem-zonālajiem režīmiem.
Upju joslai raksturīgs attīstīts (ass) mezoreljefs, bagātīgi sanesu nogulumi, bieži plūdi un vispārēja biotopu apstākļu nestabilitāte; slāņainas augsnes ar neattīstītām smilšainām augsnēm; laba drenāža un līdz ar to nenozīmīga aizsērēšana; uz augstām krēpēm - zemes mitruma trūkums. Viduszonālajam režīmam ir raksturīga: plakana viļņota reljefs, auglīgākās smilšmāla un smilšainās velēnas augsnes, tendence uz mērenu ūdens aizsērēšanu un sāļošanos. Primārajiem apstākļiem raksturīgs vislielākais līdzenums, ko dažkārt traucē noteku izplūdes; periodiski vai pat pastāvīgi pārmērīgs mitrums; māla augšņu dominēšana; auglīgās augsnes ir purvainas un kūdras.
Katra no nosauktajām ekoloģiskajām zonām atbilst noteiktai kārklu sugu kopai, jo dažādi vides apstākļi nosaka arī augu atšķirīgo ekoloģisko pielāgošanās spēju, t.i., organisma reakciju uz apkārtējiem ārējiem apstākļiem.
Sāksim ar upju palieņu zonu. Palienes specifiskie apstākļi ir ūdens applūšanas ilgums un ikgadējā atjaunošana (apaugļošanās) ar aluviālajiem nogulumiem. Šajā zonā aug šādi vītoli: kaņepju vītols, vilnas dzinumu vītols, trīsputekšņu vītols, baltais vītols un sarkanais vītols.
Pirmās trīs sugas bieži veido tīraudzes vai aug maisījumā. Baltais vītols pārsvarā aug pa vienam. Papildus vītoliem koku sugas šeit var atrast gobu, grīšļus, baltās papeles un starp krūmiem - mežrozīšu gurnus.
Palienes vidējā ekoloģiskajā zonā mainās ekoloģiskais režīms. Tas rada izmaiņas kārklu sugu sastāvā. Kaņepju, trīsputekšņu un vilnas vītolu tīraudzes pamazām nomaina pelēko kārklu tīraudzes. Šis vītols upes gultnē mazūdens periodos ieņem aizaugušu ezeru, veco ezeru un citu rezervuāru vietu ar stāvošiem ūdeņiem un pakāpeniski atdalās no galvenā kanāla un centrālās palienes. Starp upju un vidusjoslu tīraudzēm var redzēt veselu virkni pāreju caur jauktām audzēm ar dažāda sastāva kaņepju, trīsputekšņu un pelēko vītolu. Mainoties apstākļiem no upes gultnes uz vidējo joslu, pirmie pazūd kaņepju vītoli un vilnas vītoli, bet pēdējie ir trīsputekšņu vītoli, pilnībā piekāpjoties pelēkajam vītolam. Šāda kārklu maiņa ir viegli novērojama plašās upju palienēs.
Kontinentālajā zonā pārmērīga mitruma vietās tiek radīti apstākļi kūdras purvu veidošanai. Attiecīgi mainās kārklu sugu sastāvs. Šeit sastopami rozmarīna vītolu un sporādisko vītolu biezokņi, vietām ar seklu kūdras kārtu, piecu putekšņu vītolu, bet gar purvu malām - melno vītolu, kā arī lappu un sauso kārklu.
Pārejot uz sausāku biotopu apstākļiem, pelēkais vītols tiek sajaukts ar smiltsērkšķiem, apsi un bērzu, kas vēlāk šo vītolu aizstāj. Tādu bildi novērojām pie ezera. Šito, netālu no Višnij Voločokas, Kaļiņinas apgabalā, kur tīra bērza plantācija aizstāja pelēko vītolu, kas dažviet joprojām bija saglabājies pamežā. Šī ezera kūdras krasti ir pilnībā aizauguši ar rozmarīna vītolu.
Visbeidzot, palienes terases apstākļos uz ūdensšķirtnēm kazas vītols sastopams meža zonā kā piejaukums skujkoku platlapju mežiem: jaunaudzēs - lielākos, pieaugušajos stādījumos - sporādiski. Šāda veģetācijas maiņas aina vērojama, piemēram, Donas ielejā.
M.V.Markovs pareizi saskata centrālās palienes veģetācijas izmaiņu modeļu cēloņus vides faktoru izmaiņās. Vienas vai otras sugas dalību stādījumā nosaka atbilstošie pastāvēšanas apstākļi. Biotopa faktora paaugstinātā spriedze izraisa dažādu ekoloģisko augu grupu izzušanu no stādījuma sastāva un izraisa augsti specializētu formu pārsvaru tajā.
Papildus sugu sastāva izmaiņām ekoloģiskā režīma izmaiņas izraisa atbilstošas izmaiņas kārklu iekšējā struktūrā un fizioloģiskās īpašības.
Vītoli, kas aug palienēs, kas ilgstoši ir applūst ar ūdeni, izceļas ar unikālu mizas anatomisko uzbūvi. Baltā vītola, vilnas vītola, sarkanā vītola, kaņepju vītola u.c. mizā ir īpašas dzīvo parenhīmas šūnu grupas, kas spēj tālāk sadalīties un veidot saknes, tā sauktās “sakņu primordijas”. Tas ļauj salīdzinoši viegli pavairot šādus vītolus ar stublāju spraudeņiem bez lapām un mietiem, kas ir veicinājusi to plašo izplatību kultūrā.
Tas, ka dažiem augiem ir sakņu pumpuri, bet citiem nav, ir izskaidrojams ar konkrētā auga iedzimtajām īpašībām. Kazas vītolu spraudeņiem nav sakņu pumpuru, un to pavairošana ar ziemas stublāju spraudeņiem nav iespējama. Bet, piemēram, kazas vītolu hibrīdiem ar kaņepju vītolu un sarkano mizu, ko ieguvis akadēmiķis V.N. Sukačovs, jau ir sakņu pirmatnītes, un tāpēc tie spēj vairoties ar stublāju spraudeņiem.
Kā ņemt vērā sakņu primordiju klātbūtni palieņu kārklu mizā? Šī parādība, visticamāk, ir izskaidrojama ar auga iedzimto ekoloģisko pielāgošanās spēju ilgstošiem plūdiem un ievērojamas stublāja daļas ikgadēju apglabāšanu ar aluviālajiem nogulumiem. Visas plūdu noturīgās kārklu sugas, tāpat kā lielākā daļa koku sugu, ir ļoti jutīgas pret augsnes aerāciju. Upes palu laikā ar augstu ūdens līmeni augsnē tiek noslāpēta sakņu sistēma. Šajā laikā augiem attīstās nejaušas saknes, tādējādi nodrošinot ne tikai ūdens piegādi virsūdens stumbra daļai, bet arī nepieciešamo sakņu sistēmas aerāciju, kas atrodas tuvu ūdens virsmai. Spēja veidot nejaušu sakņu sistēmu, kad aluviālie nogulumi tiek nogulsnēti arvien augstāk un augstāk, padara vītolus ļoti izturīgus cīņā par eksistenci appludinātajās teritorijās. Vītoli spēj pārnest savu sakņu sistēmu jaunā aluviālo nogulumu slānī, līdzīgi kā augi ar gariem sakneņiem, piemēram, skābenes.
A.P.Šeņņikovs izsaka interesantu salīdzinājumu. Volgas meža-stepju daļā dzīvo vismaz 1200 augu sugas; lielākās daļas sēklas un augļi, protams, nonāk Volgas palienē. Tomēr plašajā Volgas palienē ir ne vairāk kā 300 sugas, tostarp pļavas, kokaugi un ūdens flora. Tas nozīmē, ka palienē, kas ik gadu applūst 1-1,5 mēnešus, ir spējīga dzīvot tikai ceturtā daļa no vietējās sugu kopas, taču pat no šīm 300 sugām lielākā daļa ir ārkārtīgi nenozīmīgas un reti sastopamas. Tikai 70-80 sugas izrādījās tik noturīgas, ka spēja stipri savairoties, veidojot palienes veģetācijas segumu. Šo 70 sugu vidū vienu no pirmajām vietām ieņem plūdu izturīgas kārklu sugas, kas plūdu laikā spēj veidot nejaušu sakņu sistēmu, jo to mizā ir sakņu primordia. Šo kārklu spēju plaši izmanto praksē, pavairojot kārklu stādījumos un izmantojot kārklu stublājus, lai nostiprinātu gravas, irdenas smiltis, erodētu upju krastu un citiem mērķiem.
A.D. Fursajevs lielu nozīmi piešķir arī palienes applūšanas ar ūdeni ilguma faktoram. Viņš uzskata, ka augs var pielāgoties unikālajiem palienes apstākļiem dažādos veidos: vai nu tas apmetas paaugstinātās vietās, kas nav pakļautas ilgstošai applūšanai; vai nu suga attīstās pirmsplūdu vai pēcplūdu periodā; vai, visbeidzot, augs var pārdzīvot plūdus bez būtiskas vitalitātes samazināšanās. Pēdējā augu kategorijā ietilpst pret palienēm izturīgas kārklu sugas.
Akadēmiķis N. G. Holodnijs arī saista poru veidošanos uz vītolu stumbriem ar ilgstošu applūšanu. Viņš skaidro piekrastes kārklu raudošo fenomenu ar to pašu iemeslu. Šo augu spēcīgās sakņu sistēmas ilgstoša uzturēšanās smilšainā augsnē, kas piesātināta ar ūdeni, lapu attīstība neparasti mitrā atmosfērā, kas izveidota plašās, ar ūdeni pārpludinātās telpās siltās maija dienās, un visbeidzot, iespējams, krasa temperatūras atšķirība. un gāzes režīms virszemes un pazemes orgānu augiem - tie, acīmredzot, ir apstākļi, kas ļāva vadošajai sistēmai pārplūst ar ūdeni un augsto spiedienu tajā, kas virzīja šo ūdeni augšā pa stublāju un ārā caur audiem no lapām." “Spiediens, zem kura ūdens atrodas šo augu traukos, sasniedz milzīgas vērtības un tiek mērīts desmitiem atmosfēru. Šīs spēcīgās strāvas galvenais virzītājspēks, protams, jāmeklē sakņu spiedienā. Ilgstoša ūdens iedarbība uz kārklu sakņu sistēmu ir faktors, kas veicina sakņu spiediena pieaugumu.
Rodas jautājums: cik izplatītas ir līdzīgas adaptācijas citās kārklu sugās un vai tās atkārtojas sugās, kas dzīvo tādos pašos apstākļos kā pret palieņu izturīgām sugām? Sakņu pumpurus mēs atrodam galvenokārt baltajos vītolos. Paredzētā sakņu sistēma uz tās stumbriem plūdu laikā attīstās tik bagātīgi, ka pēc ūdens norimšanas saknes izžūst un stumbru pārklāj it kā ar sūnām, no šejienes cēlies baltā vītola vietējais nosaukums Vidusvolgas reģionā - “sūnu vītols. ”
Tādu pašu, bet mazāk bagātīgu sakņu sistēmu konstatējām pēc ūdeņu norimšanas uz kaņepju vītolu un trīsputekšņu kārklu stumbriem, kas saaug kopā smilšu sēklī upes palienē. Belaya Tatāru Autonomajā Padomju Sociālistiskajā Republikā sakņu pumpuri tika atrasti upenēs. Attiecībā uz citām palieņu kārklu pavadošajām sugām, kuru kātos neveidojas nejauša sakņu sistēma, jāsaka, ka īpaši pamanāmas ir to stipri aizaugušās lēcas (gobai, baltajai papelei u.c.). Lēcas šeit, protams, spēlē saziņas orgānu lomu ne tikai ar gaisu, bet arī ar ūdens vidi. Plūdu laikā lēcu spraugās aug bagātīga aerenhīma. Tas labi attīstās uz dzinumiem ūdens vidē, piemēram, kazas vītolā. Daudzas kārklu un papeļu sugas, kuru mizā ir sakņu pumpuri, izkliedējas tikai pa ūdensceļiem. Palienes kātainajā ozolā, kas aug dienvidu taigas zonā, veidojas nejauša sakņu sistēma. Šo parādību labi izpētīja A. K. Deņisovs, kurš parādīja, ka viens no iemesliem, kas nosaka ozola spēju izturēt īslaicīgu applūšanu, ir nejaušu sakņu veidošanās uz tā stumbriem.
Bet pelēkā vītola mizā vairs nav sakņu pumpuru. Rezultātā pelēkais vītols ļoti slikti vairojas vai nevairojas vispār ar spraudeņiem bez lapām un mietiem. Un, ja arī pelēkais vītols nesāpīgi panes applūšanu, tad acīmredzot tam palīdz tās sakņu sistēmas strukturālās īpatnības vai kādas citas adaptīvās īpašības, kas vēl nav pietiekami izpētītas.
Vītoli, kas aug upju palienēs ar tik īsu palu periodu, ka tiem nav laika izveidot nejaušu sakņu sistēmu uz saviem stumbriem, vai nu šeit izplatījās no ilgstoši appludinātām palienēm, vai arī palika šeit no tālās pagātnes, kad šo upju palienes bija labi attīstītas.
Sugu ar raksturīgām ekoloģiskām iezīmēm sakņu pirmatnīšu veidā selekcija un izveidošanās varētu notikt tikai palienēs ar ilgstošu applūšanu.
E. A. Baranova, veicot salīdzinošo analīzi anatomiskā struktūra un nejaušo sakņu veidošanos dažādās ekoloģiskās augu grupās, pilnīgi pamatoti uzskata sakņu pirmatnītes par nejaušām saknēm, kuru attīstību aizkavēja nelabvēlīgie apstākļi. Tālā pagātnē šīs sakņu primordijas jeb to attīstībā apstājušās saknes bija normāli funkcionējošas nejaušas saknes, kuru ontoģenētiskā attīstība no saknes meristēmas uzsākšanas līdz pieaugušās saknes veidošanās noritēja nepārtraukti. Dabiska aizkavēšanās nejaušu sakņu attīstībā atsevišķām augu sugām, kas attīstījās īpatnējas pielāgošanās dzīves apstākļu periodiskai mainīgumam rezultātā. Tas ļauj augam ātri attīstīt nejaušas saknes tieši tad, kad tās kļūst nepieciešamas. Nejaušo sakņu attīstības aizkavēšanos izraisa ārējo vides apstākļu ietekme. Mainot ārējos apstākļus, ir iespējams izraisīt, no vienas puses, attīstībā aizkavētu sakņu augšanu, no otras puses, aizkavēt nejaušās saknes attīstību sakņu dīgļu fāzē. Lai sakņu primordia attīstītos par nejaušām saknēm, dažādām augu sugām ir nepieciešami dažādi apstākļi. Dažos gadījumos tas prasa kātu pārklāt ar ūdeni, citos tas prasa saskari ar mitru substrātu.
Pievēršoties vītolu ģints sistēmas apskatam no tās evolūcijas viedokļa un balstoties uz izteiktajiem apsvērumiem, acīmredzot ir jāatzīst divu zaru esamība, kas atdalījās tālā pagātnē: viena atzara evolūcijā attīstījās ne- palienes apstākļi (kazas vītols, garausu vītols utt.); otrs - paliene, kas veidojas ilgstoša applūšanas apstākļos (kaņepju vītols, sheluga, baltais vītols utt.).
Augi, kas pielāgojās pastāvēšanai ilgstošas palienes applūšanas apstākļos, tika izolēti no nepalieņu biotopu sugām ne tikai telpiski, bet arī fenoloģiski, kas vairākkārt atzīmēts literatūrā.
A.D.Fursajevs norāda uz atšķirību palieņu kārklu sugu fenoloģijā, salīdzinot ar tām, kas atrodas ārpus palienes un starp dažādām palienes sugām. Palieņu kārklu formām, salīdzinot ar nepalieņu, ziedēšana ir ievērojami aizkavēta, to ziedēšana tiek atlikta pēc ūdens nosēšanās, t.i., uz jūniju un jūliju. Tas tika novērots, piemēram, vītolu kaņepēs un vītolu tristamenā. Tajā pašā laikā ir pārsteidzoši, ka sugām, kas aug visaugstākajās vietās (shelyuga), ziedēšanas fāzē ir nenozīmīga laika atšķirība; lielāka atšķirība ir tiem, kas apdzīvo zemākas vietas (baltais vītols), un, visbeidzot, vislielākā atšķirība ir tiem, kas aug visdepresīvākajās vietās (trīsputekšņu vītols un kaņepju vītols).
Fursajevs saskata šādu ziedēšanas laika neatbilstību auga fizioloģiskās attīstības konsekvencei ar periodiskām biotopa apstākļu izmaiņām.
V. N. Sukačovs skaidro Volgas lejteces palienes ilgtermiņa applūšanas ietekmi un vēl vienu Gmelina vītola izstrādāto ekoloģisko iezīmi - vēlu lapu atvēršanos pavasarī un vēlu ziedēšanu. Šī īpašība izrādījās iedzimta. Iemesls šādas atšķirīgas iedzimtas īpašības attīstībai šajā formā var tikt uzskatīta par pielāgošanos ilgstošai kušanas ūdens stāvēšanai Volgas lejteces palienē, kas raksturīga Gmelinas vītolam, kas aug Volgas lejtecē. Volgu, V.N.Sukačovs uzskata par piemēru pilnīgi īpašai ekotipu kategorijai, ko var saukt par vēlo palieni (oect. tardiinundati), atšķirībā no citiem palieņu ekotipiem (oect. inundati), kas atbilst īpašiem augsnes apstākļiem un ir klasificējami. kā edafiskie ekotipi.
Vītolu ziedēšanas perioda sadrumstalotība rada grūtības šķērsot šīs sugas dabiskā vidē un sugās, kuru ziedēšanas periods ir stipri nošķirts (piemēram, vītolu, kaņepju vītolu vai vilnas dzinumu, no vienas puses, un pieci- putekšņveida vītols, no otras puses), un pilnīga neiespējamība . Tas liek mums, nosakot kārklu sugas, būt īpaši uzmanīgiem, klasificējot atsevišķus īpatņus kā hibrīdus, kuros ir daudz visu kārklu ģints noteicošo faktoru.
Dabiskos apstākļos kārkli izkliedējas galvenokārt ar sēklām.
Pirmais nosacījums sēklu dīgšanai ir vides mitrums. Dīgstošai sēklai pirmās dienas ir īpaši bīstamas, līdz tai ir sava sakņu sistēma. Pietiek ar īsu žāvēšanu, un visi stādi nomirst. Tas tika vairākkārt novērots, mākslīgi audzējot kārklu sēklas siltumnīcās un podos. Dabiskos apstākļos vītolu sēklu atjaunošanās galvenokārt notiek gar neapdzīvotām smilšu atradnēm, kāpām un seklumiem. Tas izskaidro piekrastes kārklu mežos bieži novēroto vecumu dažādību.
Vītolu atjaunošanās var būt ļoti bagātīga. 1937. gadā. pie mums upes smilšu krastā. Mologi, Ļeņingradas apgabals) uz 1 m2 viengadīgo stādu tika atrasti: vītola tristamen 54 eksemplāri, kas tulkoti uz 1 hektāru ir 540 tūkstoši, un vītola zariņš 37 eksemplāri, jeb, tulkojot uz 1 hektāru, 370 tūkst. gab., tikai 91 eksemplārs. , kas atbilst 910 tūkstošiem stādu uz 1 hektāru.
Pārrēķins tika veikts uz 12 m platas joslas.Stādu augstums pirmajā gadā sasniedza 0,5 m.
Skujkoku-lapkoku mežu zonā uz tikko nodedzinātām platībām kārklu atjaunošanās konstatēta šādos daudzumos: kazas vītols - 50 eksemplāri un vītolu piecputekšņlapas - 1 eksemplārs. uz 1 m 2, kas, pārrēķinot uz 1 hektāru, ir 500 tūkstoši plus 10 tūkstoši, kopā 510 tūkstoši gab.
Vītoli ir pirmie palienes smilšu un nogulumu kolonizatori; Tie ir tie paši pionieri kalnu daļu apmežošanā un skujkoku-lapkoku mežu zonā izdegušos apgabalos, kur tos pavada citas lapu koku sugas. Bet sēklu mazā izmēra un ļoti vājās dīgtspējas dēļ pirmajās dienās tās nespēj izturēt zāles seguma konkurenci. Šī īpašība nosaka plūdu izturīgo kārklu unikālo dzīvotni, kas aprobežojas tikai ar upju sistēmu, kur tiem palīdz viegla sēklu izkliedēšana ar ūdeni, zāles seguma konkurences trūkums uz svaigiem nogulumiem un to pielāgošanās spēja ilgtermiņā. plūdi.
Papildus pavairošanai ar sēklām vītoliem, tāpat kā lielākajai daļai lapu koku sugu, ir iespēja vairoties ar dzinumiem. Vara dzinumi veidojas no snaudošiem pumpuriem sakņu kaklā vai uz stumbra un apraktiem dzinumiem.
Tāpēc mizu vītoliem nav atļauts noņemt mizu, nenogriežot stumbru, jo ar šo metodi ir ļoti viegli noņemt mizu no sakņu kakla, un tad kārklu krūma augšanas spēja tiek pilnībā zaudēta un viss augs nomirst.
Vēl viena kārklu bioloģiskā īpašība ir vērts pieminēt.
Vītola zieda uzbūve ir plaši zināma: zieda pamatnē atrodas viens vai divi nektāri, kas izdala nektāru, ko bites viegli savāc. Dažas kārklu sugas ražo tik daudz nektāra, ka tās pamatoti klasificē kā medus augus. Ziemeļos labos laikapstākļos viena bišu saime, kas novietota pie vītola, no vītola var savākt 10-15 kg medus, t.i., tikpat daudz, cik vidējā joslā savāc no griķiem, āboliņa, ugunskura. Apstākļos netālu no Maskavas kārklu nektāra raža var sasniegt 150 kg medus no 1 ha, savukārt griķiem tādos pašos apstākļos nepārsniedz 70 kg no 1 ha. Īpaši vērtīgi ir tas, ka kārkli nezied vienlaikus, tāpēc medus vākšanas periods no tiem stiepjas līdz 20-30 dienām. Tā kā vītols ir agrā pavasara medusaugs un lapene, tas piešķir tam vēl lielāku vērtību.
Papildus nektāriem, kas atrodas ziedā, vītoliem ir arī nektāriji ārpus zieda, uz lapām. Šos nektārijus sauc par ekstraflorāliem vai ekstraflorāliem orgāniem. N. G. Holodnijs saistīja ekstraflorālus orgānus vītolā ar augstu sakņu spiedienu. Pirmo reizi šādi orgāni tika atklāti papeles. Vēlāk ekstrafloras nektāriji tika atklāti un pētīti kazas vītolā, kā arī šelugā un melnajā vītolā. To atrašanās vieta un struktūra ir šāda.
Pavasarī dzinumu augšanas un lapu plaukšanas sākumā kazu vītolam, piecputekšņvītlam, gliemežvītolam, melnajam vītlam u.c. pirmajās lapās ir dziedzeri, kas pārtop nektāros. Šie nektāriji uz vītolu lapām agrā pavasara lapu augšanas laikā, kad stomatālā iztvaikošana vēl ir nenozīmīga, paaugstināta sakņu spiediena dēļ izdala saldu šķidrumu – nektāru. Nektāra izdalīšanās no ārpusziedu nektāriem, kas atrodas uz pirmajām lapām, ātri apstājas, augot lapām un palielinoties stomatāla transpirācijai. Nektāru, ko izdala ārpusziedu lapu nektāriji, bites viegli savāc.
Ārziedošo nektāru klātbūtne vēl vairāk palielina kārklu kā medus augu nozīmi biškopībā.
Visbeidzot, jāatzīmē, ka, lai gan kārkli parasti tiek atzīti par divmāju augiem, starp to dažādajām sugām ir zināmi viendzimuma gadījumi, tas ir, vīrišķo un sievišķo ziedu klātbūtne uz viena koka dažādos auskaros vai vienā auskarā.
Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.
