Войти
Закрыть

Екосистеми та їхня стабільність

9 Клас

СТАБІЛЬНІСТЬ (СТІЙКІСТЬ) ЕКОСИСТЕМИ - здатність екосистеми зберігати свою структуру й функціонування під дією зовнішніх чинників. Будь-яка екосистема, чи трухлявий пеньок, чи велика річка, має внутрішні механізми саморегуляції для підтримання сталості складу й функціонування, тобто екологічного гомеостазу, але у різних екосистем він буде різним. Виникає запитання, чому? Основною умовою стабільності екосистем є видове різноманіття. Види-продуценти забезпечують утворення великої кількості первинної органічної речовини, від якої залежать наступні ланки ланцюгів живлення. Велика кількість їжі сприяє існуванню консументів декількох порядків, серед яких є взаємозамінні види, подібні за своїми екологічними функціями. Завдяки цьому виникають розгалужені трофічні мережі, що забезпечують функціонування екосистеми, якщо зменшується кількість окремих видів. І нарешті, значна кількість видів-редуцентів здійснює повну мінералізацію органічних решток до неорганічних сполук, що їх можуть знову використовувати продуценти. Таким чином, чим більша різноманітність видів у екосистемі, тим більшими будуть її стабільність й тривалість існування. Екосистеми є динамічними структурами із багатьох видів продуцентів, консументів, редуцентів, пов’язаних між собою трофічними ланцюгами. Рівновага у системах «хижак - жертва», «запилювачі - квіткові рослини», «фітофаг - рослина», «паразит - хазяїн» установлюється як еволюційні відносини упродовж багатьох тисяч років. За цей час види адаптуються один до одного і до середовища існування. Екосистема тільки прагне до стабільності, але ніколи її не досягає: по-перше, змінюються зовнішні умови, по-друге, види змінюють середовище існування. Залежно від здатності екосистем підтримувати свою динамічну рівновагу їх поділяють на динамічно стійкі (екосистема стійко функціонує в широкому діапазоні змін навколишніх впливів і має багато взаємозамінних видів) і динамічно нестійкі (екосистема функціонує в обмеженому діапазоні змін навколишніх впливів і має небагато взаємозамінних видів). Так, кораловий риф, струмок, ставок є прикладами нестійких екосистем, а широколистий ліс, степ, тайга, буковий карпатський праліс - стійких (іл. 161)....

Середовище існування

9 Клас

СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ - це частина простору, в якому мешкають особини, популяції й угруповання організмів різних видів. Середовище існування утворене певними екологічними чинниками, що чинять прямий або опосередкований вплив на організми. Температура, солоність води, світло, вітер, вологість є екологічними чинниками, що створюють умови існування організмів. А такі чинники, як їжа, вода, гумус, кисень, що їх організми використовують для життєдіяльності, є ресурсами середовища існування. Найголовнішою закономірністю у взаємодії організмів із середовищем їхнього життя є нерозривний стійкий двобічний зв’язок. Середовище існування є джерелом речовин, енергії та інформації, змінює живе, формує адаптації, сприяє виникненню нових популяцій й видів. Водночас й організми змінюють середовище існування, і роль їх у цьому є надзвичайно великою. Ґрунтоутворення, біофільтрація, азотофіксація, утворення осадових порід, мінералізація решток - це лише незначний перелік тих процесів, які впливають на ресурси та умови середовища існування. Ця закономірність називається законом єдності середовища та організмів. Її автор - видатний український науковець В. І. Вернадський (1863-1945). Основними типами середовищ існування для організмів нашої Землі у природі є наземно-повітряне, водне, ґрунтове та гостальне (організм хазяїна). Організми можуть жити в одному або декількох середовищах. Наприклад, риби пристосовані до водного середовища, амфібії живуть на суходолі, а розмножуються у воді, пінгвіни чи ластоногі живляться у воді, а розмножуються на суходолі. Багато комах і амфібій починають життя в одному середовищі, а продовжують в іншому. У подібних умовах середовища існування в різних видів виробляються подібні адаптаційні комплекси, що є основою для виділення життєвих форм організмів. У вищих рослин розрізняють такі життєві форми, як дерева, кущі, трави, а у тварин - наземні, підземні, деревні, повітряні та водяні....

Екологічні чинники

9 Клас

Тихохідки, або водяні ведмедики, поширені повсюдно і витримують температури від -273 до +150 °С, дози радіації - у 570 тисяч рентгенів. Науковці пояснюють таку витривалість тим, що тихохідки «напозичали» близько 18 % ДНК у організмів-екстремофілів - архей, бактерій, мохів й грибів. На вашу думку, чи є якісь екологічні чинники, впливи яких вони не витримують? ЗМІСТ Чим визначається різноманітність екологічних чинників? ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ - це усі компоненти навколишнього середовища, які впливають на живі організми та їх угруповання. Прикладом екологічних чинників є світло, температура, взаємний вплив організмів тощо. Чинники середовища називають екологічними лише в тому випадку, якщо вони для живих систем мають певне значення. Яке ж біологічне значення екологічних впливів? Під дією чинників середовища відбуваються формування пристосувань на різних рівнях організації життя (адаптаційне значення), зміни пристосувань у відповідь на зміни середовища (модифікаційне значення). Дія світла чи звука є джерелом інформації про стан середовища (сигнальне значення), магнітні впливи забезпечують визначення місцеперебування чи напрямків переміщення у просторі (біонавігаційне значення), температурний вплив сприяє або навпаки обмежує поширення тощо. Уся сукупність впливів екологічних чинників є основною причиною генетичного, видового й екосистемного біорізноманіття. В екології виокремлюють кілька груп екологічних чинників, що класифікують: за походженням (космічні, техногенні), за середовищем виникнення (атмосферні, гідрологічні, едафічні, або ґрунтові), за характером впливу (фізичні, хімічні, біологічні) та ін. Залежно від особливостей змін екологічні чинники поділяють на: періодичні (наприклад, добові зміни температури), неперіодичні (наприклад, виверження вулканів). Але найпоширенішою є класифікація екологічних чинників за природою впливу: абіотичні (вплив чинників неживої природи), біотичні (вплив чинників живої природи) та антропічні (прямий та опосередкований вплив діяльності людини)....

Екосистеми та їх функціонування

9 Клас

Всередині екосистеми обмін речовин, енергії та інформації здійснюється завдяки діяльності продуцентів, консументів й редуцентів, пов’язаних між собою харчовими зв’язками. Наприклад, у лісі гусінь споживає листя, їх поїдають синиці, на яких полює яструб. Така послідовність називається ланцюгом живлення, а кожна його ланка - трофічним рівнем. Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) - це послідовний ряд живих організмів, пов’язаних харчовими зв’язками, який відображає передачу речовини та енергії в екосистемі. Термін «ланцюг живлення» запропонував Ч. Елтон у 1934 р. Першою ланкою більшості ланцюгів живлення є продуценти, якими є автотрофні організми. Наступні ланки трофічних ланцюгів займають гетеротрофні консументи: рослиноїдні, м’ясоїдні та всеїдні тварини. Рештки організмів ще містять органічні речовини й енергію, тому можуть бути використані редуцентами. Це сапротрофні бактерії, гриби й тварини. Таким чином, функціональними компонентами екосистем є продуценти, консументи й редуценти. За джерелом надходження енергії до консументів ланцюги живлення поділяють на пасовищні та детритні. Пасовищні, або ланцюги виїдання (іл. 150), - це ряд організмів, який починається із зелених рослин (наприклад, трава - зелений коник - ящірка - яструб). Детритні, або ланцюги розщеплення (іл. 151), — це ряд організмів, що починається з мертвої органічної речовини (наприклад, опале листя - дощовий черв’як - кріт - лисиця). У будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а взаємопереплетені, оскільки один і той самий вид одночасно може бути ланкою різних ланцюгів живлення. Переплітаючись, ланцюги живлення формують мережу живлення (трофічну мережу) (іл. 152)....

Екосистема. Різноманітність екосистем

9 Клас

Сучасні екологічні дослідження здійснюються в таких напрямах: вивчення впливу екологічних чинників на організми (факторальна екологія), дослідження екологічних взаємозв’язків на рівні популяцій (популяційна екологія), пізнання закономірностей існування та розвитку природних угруповань та біосфери в цілому (біогеоценологія, або синекологія). Як окремий розділ екології синекологію було виділено на Міжнародному ботанічному конгресі у 1910 р. Синекологія - це розділ екології, об’єктом і предметом пізнання якої є екосистеми та їхні внутрішні й зовнішні зв’язки. А що таке екосистеми? ЕКОСИСТЕМА - сукупність організмів різних видів та середовища їхнього існування, що пов’язані з обміном речовин, енергії та інформації. Визначальним чинником існування екосистеми є автотрофні організми, що засвоюють енергію Сонця з ефективністю близько 1 %. Прикладами екосистем, що можуть мати різні розміри, є краплина води, домашній акваріум, ставок, широколистий ліс (іл. 148). Але в будь-якій екосистемі виокремлюють дві частини - абіотичну і біотичну. Абіотична частина (або біотоп) є комплексом чинників неживої природи, неорганічних й органічних речовин, що в загальній взаємодії формують певні кліматичні, ґрунтові, рельєфні, гідрологічні умови екосистеми. Біотичну частину (біоценоз) формують живі організми, що проживають в екосистемі. Її утворюють угруповання рослин (фітоценози), угруповання тварин (зооценози) та угруповання мікроорганізмів (мікробіоценози)....

Узагальнення теми 7. Біорізноманіття

9 Клас

БІОРІЗНОМАНІТТЯ - це розмаїття організмів, видів та їхніх угруповань. Вивченням біорізноманіття займається диверсикологія. Основними типами біорізноманіття є: генетичне, видове та екосистемне. Всі типи біорізноманіття пов’язані між собою (табл. 15, 16)....

Еукаріоти

9 Клас

Перед вами на ілюстраціях тварина, гриб і рослина: псатірела водяна, губка-ліра, стапелія жовто-пурпурова. За якими ознаками можна визначити їхню належність до трьох основних груп еукаріотів? ЗМІСТ Які особливості будови, життєдіяльності та еволюції рослин? ЕУКАРІОТИ (Eukaryota) - одно- та багатоклітинні організми, які в своїх клітинах мають ядро та мембранні органели. До одноклітинних еукаріотів належать одноклітинні твариноподібні, одноклітинні водорості, одноклітинні грибоподібні організми, яких можна об’єднати в групу Протисти (від грец. протистос - найперший). Багатоклітинними еукаріотами є рослини, гриби і тварини. У процесі еволюції предки еукаріотів виникли завдяки симбіогенезу бактеріальних клітин й формуванню двомембранних органел. Через те геном еукаріотичних клітин може бути ядерним, пластидним та мітохондріальним. РОСЛИНИ (Plantae) - багатоклітинні еукаріотичні організми, найзагальнішими особливостями яких є пластиди, фотоавтотрофне живлення та прикріплений спосіб життя. Майже в усіх рослин клітини є тригеномними - з ядерним, мітохондріальним та пластидним геномами. Окрім того, у рослинних клітин є клітинна стінка з целюлози та запасливі включення у вигляді крохмальних зерен. Вищі рослини мають твірні, провідні, механічні, основні та покривні тканини, що утворюють вегетативні та генеративні органи. Реагують рослинні організми на впливи середовища за допомогою тропізмів і настій, а регуляція процесів життєдіяльності відбувається за участю фітогормонів. Предками рослин були джгутикові прокаріоти, які вступили у симбіоз із ціанобактеріями. Від них близько 1,5 млрд років тому виникли одноклітинні глаукофітові водорості (іл. 146). Науковці вважають, що глаукофіти (від грец. глаукос - синьо-зелений і фітос - рослина) є підтвердженням походження рослин від бактерій. Ці водорості мають унікальні хлоропласти (ціанели) з досить примітивними ознаками: шар муреїну між мембранами, яскраве синьо-зелене забарвлення, здатність до азотофіксації та ін. Від глаукофітових водоростей утворилися одноклітинні зелені й золотисті водорості. Вони вже мали ядро, пластиди і статеве розмноження. Згодом виникли багатоклітинні водорості, від яких відокремилися мохи. Першими наземними рослинами вважаються риніофіти, які походять від зелених або бурих водоростей. Від риніофітів окремими еволюційними гілками відійшли плауни, хвощі, папороті й голонасінні. Згодом від насінних папоротей утворилися голонасінні, від...

Бактерії. Археї

9 Клас

Роль модельних об’єктів у біології важко переоцінити - на них тримається вся наука. Багато з цих біологічних об’єктів є загальновідомими - практично всі знають горох посівний, дрозофілу, жабу чи мишей. Однак є й такі, про які й зовсім не чули. Це кишкова паличка (Escherichia coli). До якої групи організмів вона належить? БАКТЕРІЇ (Bacteria) - група мікроскопічних, одноклітинних організмів, у яких немає ядра та мембранних органел. Уперше ці мікроскопічні організми побачив під мікроскопом А. ван Левенгук (1632-1723). З того часу й розпочався розвиток науки мікробіології. Вихідними предками бактерій та усіх існуючих організмів були архебіонти - анаеробні гетеротрофні прокаріотичні організми, які виникли близько 3,5-3 млрд років тому. Які ж найзагальніші особливості будови та життєдіяльності бактерій? Клітинна стінка містить полісахариди (муреїн), плазматична мембрана утворює внутрішньоклітинні впинання (фотомембрани, мезосоми), з органел у цитоплазмі є рибосоми, замість ядра - нуклеоїд, у багатьох - плазміди (маленькі кільцеві молекули ДНК). За формою клітин їх поділяють на групи: кулясті, паличкоподібні, звивисті (іл. 143). Для бактерій характерна надзвичайна різноманітність типів й способів живлення: фотоавтотрофне (ціанобактерії), хемоавтотрофне (залізо-, сіркобактерії), фотогетеротрофне (пурпурні несірчані бактерії), хемогетеротрофне (сапротрофні, симбіотрофні бактерії). Більшість прокаріотів є аеробами, але є й численна група анаеробів, які дістають енергію, необхідну для життя, завдяки процесам бродіння. Рухаються за допомогою слизу або джгутиків. Розмножуються нестатево - поділом клітини навпіл, іноді брунькуванням, дуже швидко (кожні 20-30 хв). У багатьох прокаріотів відбувається утворення спор для життя за несприятливих умов, деякі здатні до інцистування для захисту й поширення....

Система органічного світу. Віруси

9 Клас

Новий вірус, відкритий у 2011 р. неподалік від побережжя Чілі, отримав назву Megavirus chilensis. Його геном містить 1 259 197 пар нуклеотидів, розміри - близько 680 нм. За цими показниками вірус є рекордсменом серед неклітинних форм життя. В 2003 р. описано мімівірус, що паразитує в клітинах амеб. Його геном містить 1,2 млн пар нуклеотидів, а розміри становлять близько 600 нм (іл. 139). Яке ж місце цих форм життя в системі органічного світу? СИСТЕМА ОРГАНІЧНОГО СВІТУ - це розподіл на групи всіх живих істот з урахуванням їхньої спорідненості та використанням систематичних категорій. Створення системи органічного світу є головним завданням біосистематики. Вочевидь завершеною така система ніколи не буде, але це не означає, що цього не потрібно прагнути. Основними принципами побудови системи органічного світу є такі. 1. Принцип філогенетичності. В системі органічного світу живі істоти класифікуються не тільки за комплексом морфологічних, фізіологічних, біохімічних та молекулярно-генетичних ознак, а й з урахуванням філогенетичної спорідненості організмів. 2. Принцип ієрархічності. Систематичні категорії нижчого порядку об’єднуються в категорії вищого порядку. 3. Принцип номенклатурної упорядкованості. Усі назви таксонів мають подаватися за правилами, прописаними у спеціальних міжнародних кодексах біологічної номенклатури. Загальновизнаної системи органічного світу в сучасній біологічній класифікації немає. Найчастіше трапляються Система двох імперій (Прокаріоти та Еукаріоти) та Система трьох доменів (Бактерії, Археї та Еукаріоти). Згідно з однією з класифікацій всі живі організми (Biota) поділяють на чотири групи: Неклітинні (Aphanobionta), Бактерії (Bacteria), Археї (Archaea) та Еукаріоти (Eukaryota). Отже, система органічного світу створюється на основі принципів філогенетичності, ієрархічності та номенклатурної упорядкованості. Які особливості та значення вірусів? Неклітинні - сукупність форм життя, що не мають клітинної будови. Цей термін з’явився після відкриття найбільших вірусів, якими є мімівіруси, мегавіруси й пандоравіруси. Окрім вірусів до групи Неклітинні відносять й субвірусні частинки - віроїди та пріони. ВІРУСИ (від. лат. virus - отрута) - це неклітинні форми життя, які є внутрішньоклітинними абсолютними паразитами. Віруси вражають усі клітинні організми.Знайдено також віруси, які здатні відтворюватися лише в присутності інших вірусів (віруси-сателіти). Відкрито віруси в 1892...

Основи еволюційної філогенії та систематики

9 Клас

Скільки ж усього видів живих істот живе на Землі? Згідно з дослідженнями 2016 р. на Землі існує близько 1 трильйона видів, з яких вивчено лише 0,001 %. Автори дослідження підкреслюють, що підрахунок кількості видів є одним із найскладніших завдань біології. Які причини такого різноманіття видів? ЗМІСТ Яке значення для Землі має її біорізноманіття? БІОРІЗНОМАНІТТЯ - це розмаїття організмів, видів та їхніх угруповань. Поняття біорізноманіття застосовується з 1988 р., коли відомий американський біолог Е. Вілсон видав книжку «Біорізноманіття». Вивченням закономірностей формування та еволюції біорізноманіття займається диверсикологія. Основними типами біорізноманіття є: генетичне (різноманітність генів усіх організмів), видове (різноманітність видів клітинних організмів) та екосистемне (різноманітність біотопів й біоценозів у різних ділянках Землі). Всі типи біорізноманіття пов’язані між собою. Нині внаслідок антропогенного впливу людини біорізноманіття скорочується. Більшість вчених вважають, що в наш час відбувається шосте - найбільше - вимирання видів, спровоковане людським чинником. Вимирання видів - нормальне явище природи, але, за оцінками науковців, його нинішні темпи перевищують природні в 2 - 10 разів. Не менш вразливою є різноманітність природно-кліматичних зон. З метою привернення уваги громадськості до проблем скорочення біорізноманіття Генеральна Асамблея ООН проголосила 22 травня Міжнародним днем біорізноманіття. Основними чинниками, що загрожують біорізноманіттю, є: 1) скорочення ареалів існування через діяльність людини; 2) надмірна експлуатація біоресурсів (наприклад, рибальство знищило до 80 % рибної біомаси); 3) забруднення середовища (наприклад, тисячі морських птахів і черепах щорічно гинуть через дрібне пластмасове сміття); 4) вторгнення чужорідних видів (наприклад, азійський короп у водоймах Європи)....

Навігація