3. Цилиндрический - клетки высокие, узкие. Выстилает ЖКТ, полость матки, желчный пузырь

Дата: 2025-04-30; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

4. Реснитчатый или мерцательный - клетки цилиндрические, со множеством ресничек. Выстилает дыхательные пути, яйцеводы, желудочки головного мозга.

Эпителий бывает ороговевающий и неороговевающий.

Ороговевающий - верхний слой образует чащуйки.

Неороговевающий - чащуйки не доходят до верхнего слоя клетки.

Неороговевающий эпителий состоит из трех слоев:

1-й слой - на базальной мембране – цилиндрические клетки

2-й слой - шиповатые клетки - многоотросчатые, отростки имеют вид

шипов.

3-й слой - плоские клетки. Плоские клетки отмирают и постепенно отпадают с поверхности эпителия.

1-й и 2-й слой - это ростковый слой. Они способны к делению пополам и способствуют росту эпителия в ширину. Топография - роговица глаза, полость рта, пищевод.

Функция многослойного неороговевающего эпителия:

1. Защитная.
2. Секреторная.
3. Обменная.

Многослойный ороговевающий эпителий (эпидермис):

1-й слой – цилиндрический.

2-й слой – шиповатый.

3-й слой – зернистый.

4-й слой - блестящих клеток.

5-й слой - чащуйчатый (этот слой смывается), замена происходит через 8-12 дней.

Между цилиндрическим и базальным находятся клетки, которые накапливают меланин, черный цвет кожи. Меланоциты защищают подлежащие ткани от ультрафиолетового излучения.

1-й и 2-й слой - ростковый. При сохранении росткового слоя раны заживают путем грануляции. Местоположение - эпидермис кожи.

Функции:

1. Защитная.

Обменная.

Есть эпителий который дает видимость то однослойного, то многослойного - это переходный. Межклеточного вещества мало, почти что одни клетки. Выстилает органы мочевыделительной системы, стенки которых растягиваются при заполнении мочей. Состоит из базального и покровного слоя.

Железистый эпителий - существуют экзо и эндокринные клетки. Экзокринные выделяют секрет на поверхность эпителия (желудка, кишечника, дыхательных путей), а эндокринные выделяют в кровь или лимфу (гипофиз, щитовидная, вилочковая железы, надпочечники).

Соединительная ткань

Соединительная ткань является самой распространенной тканью во всем организме (более 50%). Она имеет мезодермальное происхождение. Особенность этой ткани – большой объем межклеточного вещества со сравнительно небольшим объемом клеток. В состав межклеточного вещества может входить коллаген, эластин и минеральные вещества. Соединительная ткань организма находится в нескольких состояниях:

· твердая (кость);

· гелеобразная (хрящ);

· волокнистая (связки);

жидкая (кровь и лимфа)

Соединительная ткань имеет сложную классификацию (рис. 8). К ней относят кровь, лимфу, кроветворные ткани, кости, хрящи, связки, жировую ткань и т.д. Разнообразное строение и расположение позволяет ей выполнять разнообразные функции:

· транспортная (перемещение газов, питательных веществ, организма в пространстве);

· питательная;

· защитная (от потери крови, иммунитет);

· опорная;

· структурообразующая;

· энергетическая;

· теплоизолирующая.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань располагается преимущественно по ходу кровеносных и лимфатических сосудов, нервов, образует строму многих внутренних органов, а также подслизистую, подсерозную и адвентициальную оболочку.

Плотная волокнистая соединительная ткань благодаря хорошо развитым волокнистым структурам выполняет в основном опорную и защитную функции. В ее межклеточном веществе преобладают волокна. Соединительнотканные волокна могут переплетаться в разных направлениях (неоформленная плотная волокнистая ткань), или располагаться параллельно друг другу (оформленная плотная волокнистая ткань).

Неоформленная плотная волокнистая соединительная ткань оплетает нервы и окружает органы. Эта ткань образует склеру глаза, надкостницу и надхрящницу, волокнистый слой суставных капсул, сетчатый слой дермы, клапаны сердца, перикард и твердую мозговую оболочку. Оформленная плотная волокнистая соединительная ткань образует сухожилия, связки, фасции, межкостные мембраны.

Жировая ткань (рис. 12) состоит из клеток (адипоцитов), в которых запасены жировые капли и развитого слабо межклеточного вещества (коллагеновые и эластические волокна, аморфное вещество). В цитоплазме адипоцита имеется одна большая капля жира, а ядро и органоиды оттеснены к периферии. Белая жировая ткань составляет 15-20% — у мужчин и 20-25% — у женщин от массы тела.

Новорожденные и дети первых месяцев жизни помимо белой, имеют бурую жировую ткань. С возрастом бурая жировая ткань подвергается атрофии. У взрослых она встречается: между лопатками, около почек и около щитовидной железы. Ядро бурых жировых клеток расположено по центру клетки, а в цитоплазме имеется много мелких капелек жира.

Ретикулярная соединительная ткань образует селезенку, лимфатические узлы и красный костный мозг. Она является остовом для кроветворных клеток и лимфоцитов. Участвует в регуляции гемопоэза и иммунитета.

Слизистая соединительная ткань состоит из слабодифференцированных клеток – фибробластов и большого количества межклеточного вещества (волокна и аморфное вещество с гиалуроновой кислотой). Она входит в состав пупочного канатика зародыша. Обеспечивает тургор (упругость) тканей пупочного канатика и предотвращают возможность пережима кровеносных сосудов, питающих зародыш.

Пигментная соединительная обогащена пигментными клетками - меланоцитами. Пигментной ткани много в радужной оболочке глаза, в коже сосков молочных желез, вокруг заднепроходного отверстия. Защищают от повреждающего действия ультрафиолета.

Скелетные соединительные ткани делят на костные и хрящевые.

Костная ткань отличается твердостью и прочностью. Эта ткань является важной частью скелета. Она состоит из костных клеток – остеобластов, которые откладывают большое количество межклеточного вещества и, замуровывая себя, утрачивают способность к делению, и превращаются в остеоциты. Пространство вокруг остеоцита называют лакуной. Межклеточное вещество содержит коллагеновые волокна, пропитанные неорганическими соединениями, среди которых превалируют фосфаты кальция. Костные клетки располагаются концентрически вокруг Гаверсова канала, в котором проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Гаверсов канал с расположенными вокруг клетками называется остеон и является структурной единицей кости (рис. 13, 14). Направление остеонов зависит от нагрузки, действующей на кость.

Костная ткань обновляется в течение всей жизни. Разрушение старой кости осуществляют остеокласты, мигрирующие по гаверсову каналу. Новую костную ткань строят остеобласты.

Хрящевая ткань, по сравнению с костью, содержит больше воды и органических веществ, и меньше минералов. Клетки хрящевой ткани, или хондроциты, расположены в полостях (лакуны) и окружены межклеточным веществом. Различают три вида хряща:

· гиалиновый хрящ (рис. 15а) образует реберные и суставные хрящи;

· эластический хрящ (рис. 15б) содержит много эластических волокон и образует хрящи гортани и ушную раковину;

волокнистый хрящ (рис. 15в) содержит много коллагеновых волокон и образует фиброзные кольца межпозвоночных дисков, суставные диски и мениски.

Мышечная ткань

Мышечные ткани выполняют двигательную функцию. Важным их свойством является способность к возбуждению и сокращению. Мышечные ткани имеют мезодермальное происхождение. Различают три типа мышечных тканей: скелетные, гладкие и сердечные.

Скелетные мышцы образованы цилиндрическими волокнами длиной 1-40 мм и толщиной 0,1 мкм. Клетки многоядерные и имеют поперечно-полосатую исчерченность (рис. 16). Исчерченность появляется благодаря упорядоченному расположению сократительных волокон в клетке. В совокупности они образуют саркомер – функциональную и сократительную единицу мышцы (рис. 17). Тонкие волокна называются актин, толстые – миозин. Актин прикрепляется к Z-пластинке и является пассивной частью саркомера. Миозин обладает АТФазной активностью и активно участвует в сокращении. Он имеет головки, с помощью которых он прикрепляется к актину и сближает актиновые волокна во время сокращения. Такое строение ткани позволяет совершать быстрые и сильные сокращения, однако, скелетная мускулатура относительно быстро утомляется. Под действием импульсов из ЦНС она сокращается и позволяет осуществлять произвольные движения и перемещения тела в пространстве.

Гладкие мышцы – это одноядерные клетки веретенообразной формы, не имеющие исчерченности. Сокращение этих клеток осуществляется за счет актина и миозина, однако, их распределение отличается от скелетных мышц (рис. 18). Сократительные фибриллы в клетках гладких мышц расположены по диагонали и прикрепляются к плотным тельцам. Из-за отсутствия параллельного расположения сократительных волокон, поперечно-полосатая исчерченность в этих клетках отсутствует. В отличие от скелетной мускулатуры, энергия АТФ расходуется не на каждый гребок миозина, что позволяет расходовать энергию более экономно.

Гладкие мышцы располагаются преимущественно в стенках органов и сосудов и управляются с помощью непроизвольной вегетативной нервной системы.

Сердечная мышца состоит из одноядерных клеток, имеющих поперечно-полосатую исчерченность. Миофибриллы располагаются вдоль клеток и образуют саркомеры. Для быстрой и эффективной передачи электрического импульса с одной клетки на другую, на границе клеток располагаются щелевые контакты, или коннексоны. Они соединяют цитоплазмы соседних клеток каналом так, что ионы могут свободно перемещаться из клетки в клетку. Концентрируясь на полюсах, щелевые контакты образуют вставочные диски

Нервная ткань.

Нервная ткань образует все отделы нервной системы. Она имеет эктодермальное происхождение. Основные характеристики нервной ткани – это способность к восприятию, проведению и передаче нервных импульсов. Она состоит из нервных клеток, или нейронов, и клеток нейроглии

Нейрон является структурно-функциональной единицей нервной системы. Он состоит из (рис. 21):

· тела нейрона, или сомы, в которой располагаются ядро и органоиды клетки;

· дендритов, по которым импульс идет к клетке от других клеток;

аксона, по которому импульс идет от сомы и передается на другие клетк

Таким образом, нейрон может передавать импульс только в одном направлении. Он получает множество сигналов по дендритам, затем, они передаются на тело, и, далее, на аксон. Аксон с дендритом образует специальный контакт, который называют синапсом

24вопрос

Происхождение многоклеточных животных

Понятиеомногоклеточныхживотных

Многоклеточные животные (царство Animalia) характеризуются следующими чертами:

тело состоит из множества клеток и их производных; клетки дифференцированы как по строению, так и по функциям. Это части сложного организма;

целостность организма поддерживается путем межклеточного взаимодействия; тело многоклеточных состоит из 2–3 слоев;

жизненный цикл с преобладанием диплоидной фазы. Характерно сложное индивидуальное развитие. Онтогенез многоклеточных включает дробление яйца, образование бластомеров и последующуюих дифференциацию; открытый ортомитоз; кинетосома с поперечно-исчерченными корешками;

митохондрии с пластинчатыми кристами.

Происхождениемногоклеточныхживотных

Относительно происхождения многоклеточных животных существует несколько гипотез. Гипотезы подразделяются на две группы: колониальные и полиэнергидные.

Колониальные гипотезы базируются на признании предками многоклеточных колониальных простейших:

1.Гипотеза «гастреи» Э. Геккеля (1874 г.). В процессе эволюции происходит впячивание стенки однослойного бластулоподобного предка. Такой двухслойный организм плавал, питался и стал предком кишечнополостных животных.

2.Гипотеза «фагоцителлы» И. И. Мечникова (1882 г.). Многоклеточные возникли из колоний жгутиконосцев, образование внутреннего пласта

происходит вследствие вползания отдельных клеток стенки колонии в ее внутреннюю полость. Этот процесс связан с внутриклеточным пищеварением. Такой организм напоминает паренхимулу губок.

3.Гипотеза «плакулы» О. Бючли (1884 г.). Согласно его представлениям предком была пластинчатая колония одноклеточных животных. Путем расщепления пластинки на два слоя возникает плакула, а гастрея образуется путем прогибания двухслойной пластинки.

4.Гипотеза «синзооспоры» А. А. Захваткина (1949 г.). Многоклеточные возникли из колониальных простейших с голозойным типом питания и имели гаметическую редукцию хромосом. Фагоцителла И. И. Мечникова является личинкой многоклеточного – синзооспорой. Взрослые являлись сидячими колониальными животными, подобными губкам.

5.А. В. Иванов (1967 г.) за основу принимает гипотезу фагоцителлы. Предком многоклеточных является колония воротничковых жгутиконосцев с голозойным способом питания. Моделью фагоцителлы является трихоплакс. Фагоцителла дала начало двум типам: губкам и пластинчатым животным.

Полиэнергидные гипотезы.

6.Гипотеза «целлюляризации» И. Хаджи (1963 г.). Впервые высказана Иорингом. Многоклеточные животные возникли из одноклеточных полиэнергидных животных (типа инфузорий) путем образования клеточных границ вокруг ядер и прилегающих к ним участков цитоплазмы.

25вопрос экология

Экология и практическая деятельность человека.

экология как научная основа природопользования. Ноосфера. Антропогенное воздействие на атмосферу, гидросферу, недры, почвы, растительный и животный мир. Их рациональное использование и охрана. Основные экологические проблемы в Европе, в Балтийском регионе, в России, в Калининградской области, в г.Калининграде.

Положение человека в биосфере двояко. Как биологические объекты, мы тесно зависим от физических факторов среды и связаны с нею через питание, дыхание, обмен веществ. Человеческий организм имеет свои приспособительные возможности, которые выработались в ходе биологической эволюции. Изменения физической среды – газового состава воздуха, качества воды и пищи, климата, потока солнечной радиации и другие факторы отражаются на здоровье и работоспособности людей. В отклоняющихся, экстремальных условиях затрачивается много сил и средств на искусственное создание и поддержание «комфортной» среды. Однако главной особенностью человека, отличающей его от других видов, является новый способ взаимодействия с природой через создаваемую им культуру. Как мощная социальная система, человечество создает на Земле свою, интенсивно развивающуюся культурную среду, передавая от поколения к поколению трудовой и духовный опыт.

Процесс этот противоречив. Масштабы взаимодействия современного общества с природой определяются в основном небиологическими потребностями человека. Они связаны с непрерывно нарастающим уровнем технического и социального развития. Техническая мощь человека достигла масштабов, соизмеримых с биосферными процессами. Так, строительная и горнодобывающая техника ежегодно «перемещает на поверхности Земли больше материала, чем сносится в моря всеми реками мира в результате водной эрозии. Человеческая деятельность на планете изменяет климат, влияет на состав атмосферы и Мирового океана.

В настоящее время эта опасность грозит всему человечеству. В условиях современной хозяйственной деятельности человека реальна возможность полного подрыва естественных воспроизводительных сил природы, множатся примеры безвозвратных потерь отдельных популяций и видов живых организмов, ухудшается экологическая обстановка на нашей планете. К. Маркс указывал, что «культура, если она развивается стихийно, а не направляется сознательно… оставляет после себя пустыню».

Однако вместе с техническим оснащением растет и научная вооруженность человеческого общества. Одним из успехов естествознания XX в. явилось осознание неразрывного диалектического единства общества и природы, необходимости перехода от концепции господства человека над природой к концепции взаимодействия с ней.

Развитие экологии как науки, изучающей взаимоотношения организмов с окружающей средой, привело к пониманию того, что человеческое общество в своих связях с природой также должно подчиняться экологическим законам. Это резко изменило роль экологии, которая приобрела особую ответственность за решение многих проблем, связанных со способами хозяйствования человека на планете. Главные из них – проблемы рационального использования природных ресурсов и обеспечение устойчивости среды жизни.

Задача современного естествознания – разработать такую систему мероприятий, которая обеспечила бы функционирование биосферы в новых условиях и неограниченно долгое существование человечества на нашей планете.

В сложной иерархической организации живой природы заложены огромные резервы саморегуляции, но для вскрытия этих резервов необходимо грамотное вмешательство в процессы, протекающие в биосфере. Стратегию такого вмешательства может определить экология, опирающаяся на достижения естественных и социальных наук.

Глобальный характер экологических проблем приводит к тому, что при их решении сталкиваются интересы различных общественных групп, социальных институтов, отдельных стран, регионов, социально-экономических систем, поэтому они становятся объектом острой идеологической и политической борьбы, столкновения мировоззренческих установок. Дискуссии, которые ведутся вокруг экологических проблем, все больше выходят за чисто научные рамки и привлекают активное внимание мировой общественности.

Экологические проблемы вызванные деятельностью человека:

Ионосфера

Стратосфера (доля азота и кислорода снижается, увелич. Водорода, гелия и др. газов).

Тропопауза

Тропосфера

Истончение озонового слоя

26 вопрос

Среда обитания. Основные среды обитания. Пути приспособления к условиям среды

Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды очень разнообразны и постоянно меняются. Поэтому живые организмы вынуждены приспосабливаться к этим меняющимся условиям, чтобы обеспечить себе оптимальное существование. Процесс приспособления живых организмов к условиям окружающей среды называется адаптацией.

Выделяют четыре основные среды обитания живых организмов:

– вода;

– наземно-воздушная среда;

– почва;

– среда, образуемая самими живыми организмами.

*ВОДА. первая среда обитания, которую заселили живые организмы.

Вода обладает свойством накапливать и удерживать тепло (теплоемкостью). По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые характерны для суши.

Одним из наиболее важных свойств воды является способность растворять в себе другие вещества, которые могут использоваться водными организмами для дыхания и питания. И в первую очередь водным организмам необходим кислород.

Активные пловцы (рыбы и пр.) имеют характерную обтекаемую форму тела и конечности в виде плавников. Их быстрое плавание облегчается также особенностями внешнего покрова их тела и наличием специальной смазки – слизи, снижающей трение тела о воду. Дыхание водных организмов может осуществляться как всей поверхностью тела, так и специальными органами – жабрами.

*Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позднее водной. более высокий уровень морфофизиологической организации живых организмов, ее населяющих.

Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани – внутренний и наружный скелет. температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах. Поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие колебания температур или вовсе избегать их. Замечательным приспособлением является развитие теплокровности. здесь слабее выражены перепады давления, но часто возникает недостаток влаги. Поэтому у наземных обитателей развиты приспособления, связанные с обеспечением организма водой, особенно в засушливых условиях. У растений это мощная корневая система, водонепроницаемый слой на поверхности листьев и стеблей, способность к регуляции испарения воды через устьица. У животных помимо особенностей строения внешних покровов это и особенности поведения, способствующие поддержанию водного баланса, например миграции к водопоям. Большое значение для жизни наземных организмов имеет состав воздуха (79 % азота, 21 % кислорода и 0,03 % углекислого газа), который обеспечивает химическую основу жизни. Углекислый газ является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.

*ПОЧВА Почва как среда обитания – верхний слой суши, образованный минеральными частицами, переработанными в результате активной деятельности живых организмов, обитающих в почве. В почве сглажены температурные колебания, она богата питательными веществами. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и воздуходышащие организмы. Еще одной особенностью почвы является то, что даже на небольшой глубине в ней царит полная темнота. Кроме того, по мере погружения в почву содержание в ней кислорода уменьшается, а углекислого газа увеличивается. Поэтому на значительной глубине могут обитать лишь анаэробные бактерии, в то время как в верхних слоях почвы помимо бактерий в обилии встречаются грибы, простейшие, черви, членистоногие и даже крупные животные, прокладывающие ходы и строящие в почве убежища и жилища

* специфической средой обитания является сам живой организм. Тела многих живых организмов могут служить жизненной средой для других организмов. Это относится не только к паразитизму, но и к некоторым другим формам взаимоотношений между организмами. Жизнь внутри другого организма характеризуется большим постоянством по сравнению с жизнью в открытой среде. Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и даже системы, необходимые свободно живущим

видам. У поселившихся внутри других организмов не развиты органы чувств или органы движения, взамен которых возникают приспособления для удержания себя в теле хозяина и эффективного размножения.

27вопрос

. Биосфера. Строение и принципы их функционирования.

Около 60 лет назад выдающийся русский ученый академик В.И. Вернадский разработал учение о биосфере – оболочке Земли, населенной живыми организмами. В.И. Вернадский распространил понятие биосферы не только на организмы, но и на среду обитания. Он выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты. Он писал: “На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом”. Более правильно, поэтому определять биосферу как оболочку Земли, которая населена и преобразуется живыми существами.

В составе биосферы различают:

· живое вещество, образованное совокупностью организмов;

· биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др. );

· косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты);

биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Эволюция биосферы обусловлена тесно взаимосвязанными между собой тремя группами факторов: развитием нашей планеты как космического тела и протекающих в ее недрах химических преобразований, биологической эволюции живых организмов и развитием человеческого общества.

Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и отграничена слоем озона, который задерживает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10-11км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.

Атмосфера . Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,003 %) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза.

Гидросфера . Вода – важный компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70 % поверхности Земного шара и содержит 1 300 млн. км.

Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их содержание широко варьируется в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. В воде содержится в 60 раз больше диоксида углерода, чем в атмосфере.

Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара.

Литосфера. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества – продукты жизнедеятельности организмов.

Живые организмы (живое вещество). Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана.

В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21 % приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99 %. Среди животных 96 % видов беспозвоночные и только 4% позвоночные, из которых только десятая часть – млекопитающие.

Таким образом, в количественном отношении преобладают формы, состоящие на относительно низком уровне эволюционного развития.

Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, одна она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются.

Ежегодно благодаря жизнедеятельности растений и животных воспроизводится около 10 % биомассы.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.

28вопрос

Экосистемы. Строение и принципы их функционирования.

Термин "экосистема" впервые был предложен в 1935 г. английским экологом А.Тэнсли. Само же представление об экосистеме возникло значительно раньше. Экологическая система - совокупность совместно обитающих pазных видов оpганизмов и условий их существования, находящихся в закономеpной связи дpуг с дpугом таким образом, что вся эта совокупность может сохраняться неопределенно долгое время.

Экосистема - основная функциональная единица в экологии, поскольку в нее входят и организмы, и неживая среда - компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле. Примечательно, что публикации об исследованиях экосистем появились почти одновременно в американской, европейской и русской науке. так немецкий ученый Карл Мебиус в 1877 г. писал о биоценозе устричной банки, американский биолог С7Форбс в 1887 г. опубликовал свой труд об озере как экосистеме. В 1883-95 гг. выходят в свет основные работы по почвоведению В.В. Докучаева и чуть позже - его ученика Г.Ф. Морозова о биоценозе леса.

Выделяют несколько типов экосистем:

1) микpоэкосистемы (стволгниющего деpева),

2) мезоэкосистемы (лес, озеpо),

3) макpоэкосистемы (континенты, океан).

Глобальной экосистемой называют биосфеpу в целом.

Сининомом теpмина экосистема является биогеоценоз. Этот теpмин был пpедложен акад. В.Сукачевым в 1944 г. Слово биогеоценоз пpоисходит от гpеч. биос - жизнь, гe - земля, ценоз - сообщество.

Биогеоценозы - сугубо наземные образования, имеющие свои четкие границы.

Выделяют 3 группы природных экосистем: наземные (биомы), пресноводные и морские.

Примером 1 группы могут служить тайга, степь, саванна и т.д. Ко 2 группе относят реки, ручьи (лотические), озера, пруды, водохранилища (лентические), болота. К 3 группе – открытый океан, воды шельфа, рифовые зоны и др.

Hесмотpя на pазнообpазие экосистем в их строении можно выделить общее.

Экосистема (биогеоценоз) включает две главные составляющие: совокупность абиотических фактоpов (экотоп) и совокупность живых оpганизмов (биоценоз). В свою очеpедь, экотоп состоит из совокупности климатических (климатоп) и почвенных фактоpов (эдафотоп), а биоценоз включает сообщества pастений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микpооpганизмов (микpобоценоз).

Важнейшее свойство экосистемы - взаимосвязь и взаимозависимость всех его компонентов (на pис 4 они обозначены стpелками). Они связяны каналами передачи вещества, энергии, информации.

Человек своей деятельностью часто пpямо или косвенно искажает пеpедачу инфоpмации, пpеpывает эти каналы. Антpопогенное влияние, пpежде всего, напpавлено на биогеоценозы, котоpые следует считать стpуктуpными единицами биосфеpы.

Пpактически любой из фактоpов, влияющих на один компонент экосистемы, будет опосpедованно воздействовать на дpугие за счет существующих в экосистеме взаимосвязей.

С pазвитием человеческого общества люди создали отличную от естественной экосистему человека. Ее возникновение позволило pезко увеличить численность населения, так как способности человека мыслить и тpудиться позволили ему пpеодолеть действие обычных лимитиpующих фактоpов: недостаток пищи, воды, конкуpенция с дpугими видами, хищники, паpазиты и т.п. В pезультате этого человеческая экосистема pаспpостpанилась по всему свету, более того, человек пpодолжает pазpушать естественные экосистемы, чтобы занять все большие пpостpанства. Hи одна экосистема на Земле не избежала опpеделенного влияния человека, а многие из них, небольшие по pазмеpам, уже уничтожены.

К свойствам экосистем относятся иерархичность, неоднородность, гомеоатичность, сукцессия, Иеpаpхичность - функциональное соподчинение экосистем pазличного уpовня оpганизации, вхождение более мелких и пpостых экосистем в более кpупные и сложные.

Иеpаpхический pяд экосистем пpедставлен следующим обpазом:

Биогеоценоз - биоценотический комплекс - ландшафт - пpиpодный пояс - биогеогpафическая область - биосфеpа.

Hа каждом уpовне иеpаpхического pяда экосистемы имеют свой кpуговоpот веществ.

Hаземные и водные экосистемы неодноpодны. Одной из хаpактеpных особенностей их стpоения является многояpусность, т. е. pасслоение по веpтикали на pазновысокие стpуктуpные части. Так, в лесу можно выделить деpевья пеpвой величины, подлесок из кустаpника и молодых деpевьев, надпочвенный тpавяной покpов, мхи. Животный, обитающие в лесу, занимают pазличные яpусы, в котоpых pазмещаются их экологические ниши. В пpеделах одного яpуса наблюдается достаточно тесная взаимосвязь обитающих здесь pастений, животных, микpооpганизмов.

Создавая в своих интеpесах искусственные экосистемы, человек должен следовать объективным закономеpностям существования и функциониpования пpиpодных экологических систем. Естественные экосистемы существуют в течение длительного вpемени и обладают опpеделенной стабильностью во вpемени и пpостpанстве. Для поддеpжания этой стабильности необходимы сбалансиpованность потоков вещества и энеpгии, пpоцессов обмена веществ между живыми оpганизмами и окpужающей сpедой.

Состояние подвижно-стабильного pавновесия экосистемы носит название гомеостаза (от гpеч. гомео - тот же, стазис - состояние). Гомеостатичность является важнейшим условием существования любой экосистемы. Гомеостаз естественных экосистем поддеpживается pегуляpным возобновлением основных стpуктуp, вещественно-энеpгетического состава и постоянной самоpегуляцией компонентов экосистемы. Это возможно в откpытой системе, т.е. в той, вещественный состав и энеpгетический запас котоpой изменяется вследствие матеpиальных и энеpгетических поступлений пpи взаимодействии со сpедой. Созданные человеком экосистемы, напpимеp, для биохимической очистки сточных вод с помощью микpооpганизмов, являются закрытыми и будут существовать и функциониpовать только пpи искусственном поддеpжании состояния гомеостаза.

Последовательную смену одного биоценоза другим, а вместе с ним смену экосистем, пpеемственно возникающих на одной и той же теppитоpии под влиянием пpиpодных фактоpов или влиянием человека, называют экологической сукцессией. Сукцессия ( от лат. сукцессио - преемственность, наследование) протекает по определенным законам. Каждая фаза сукцессии изменяет среду настолько, что как бы вытесняет сама себя. Одновременно меняется биотоп и сопутствующий ему биоценоз. Процесс смены биоценозов идет до тех пор, пока экосистема не достигнет равновесия со средой, которое носит название климакса.

Различают пеpвичную и втоpичную сукцессии. Пеpвичная пpедставляет собой пpоцесс pазвития и смены экосистем на незаселенных pанее участках. Втоpичная сукцессия - это восстановление экосистем, когда-то уже существовавших на этой теppитоpии.

Последовательную смену одного биоценоза другим, а вместе с ним смену экосистем, пpеемственно возникающих на одной и той же теppитоpии под влиянием пpиpодных фактоpов или влиянием человека, называют экологической сукцессией. Сукцессия ( от лат. сукцессио - преемственность, наследование) протекает по определенным законам. Каждая фаза сукцессии изменяет среду настолько, что как бы вытесняет сама себя. Одновременно меняется биотоп и сопутствующий ему биоценоз. Процесс смены биоценозов идет до тех пор, пока экосистема не достигнет равновесия со средой, которое носит название климакса.

Различают пеpвичную и втоpичную сукцессии. Пеpвичная пpедставляет собой пpоцесс pазвития и смены экосистем на незаселенных pанее участках. Втоpичная сукцессия - это восстановление экосистем, когда-то уже существовавших на этой теppитоpии.

Сукцессия сибиpского темнохвойного леса

после лесного пожаpа

Конечным pезультатом сукцессии являются более медленно pазвивающиеся экосистемы, котоpые получили название климаксовых. Климаксовые экосистемы - относительно устойчивые фазы сукцессии, наиболее соответствующие экологическим хаpактеpистикам данной местности в опpеделенный пеpиод геологического вpемени. Пpимеpами таких систем в жаpком и сухом климате являются пустыни, в жаpком и влажном - тpопические леса.

Как правило, сукцессия характеризуется прогрессивными процессами: формируется почва, развивается растительный покров, возрастает продуктивность экосистемы. Смена биоценозов сопровождается увеличением их видового разнообразия.

Сукцессионная смена биогеоценозов пpоисходит в стpогой последовательности, наpушение котоpой хозяйственным вмешательством, не всегда ведет к желаемому pезультату. Так, выpастить хвойный лес, котоpый дает сыpье для целлюлозно-бумажной пpомышленности, минуя фазу лиственного леса, для лесохозяйственников пpедставляет немалые тpудности. Таким обpазом, эксплуатиpуя пpиpодные pесуpсы, человек должен знать и учитывать закономеpности pазвития естественных экосистем.

Устойчивость экосистемы - способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности.

Например, в экосистеме количество осадков понижается на 50 % по сравнению со среднегодовыми значениями, но продукция растений уменьшается при этом только на 25 %, а численность популяции растительноядных организмов - всего на 10 %.

Устойчивость экосистем обусловлена сбалансированностью потоков энергии и круговоротами веществ, а также наличием в экосистемах развитыми информационными сетями, включающими потоки физических и химических сигналов, связывающих все части системы и управляющих ею как одним целым.

Выделяют два типа стабильности экосистем: резистентная устойчивость и упругая устойчивость. Резистентная устойчивость - это способность оставаться в устойчивом состоянии под нагрузкой, а упругая устойчивость - способность быстро восстанавливаться. Эти два типа стабильности связывает обратная зависимость.

Социально-экономическое развитие общества пришло в явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы, происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря различных видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем.

29вопрос

. Типы взаимосвязей и взаимоотношений организмов в биоценозах.

Отношения организмов в биоценозах

Разнообразные формы биотических отношений, в которые вступают те или иные виды организмов в биоценозе (конкуренция, комменсализм, мутуализм, хищник-жертва и т.д.), определяют основные условия их жизни в сообществе, возможности добывания пищи и завоёвания нового жизненного пространства.

Прямые и косвенные межвидовые отношения по значению жизненного пространства организмов, которые имеют виды для занятия в биогеоценозе определенного положения, подразделяются на следующие типы связей: трофические, топические, форические, фабрические и другие.

Трофические связи наблюдаются тогда, когда один вид питается другим видом либо живыми особями, либо их останками, либо продуктами их жизнедеятельности (птицы – червячки, волк – заяц, жук – экскременты копытных и т.д.).

Топические связи характеризуют любое физическое или химическое изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Топические связи заключаются в создании одним видом среды обитания для другого вида (например, внутренний паразитизм) в формировании такого субстрата, на котором поселяются или избегают поселяться организмы других видов. В биоценозе трофические и топические связи имеют наибольшее значение и составляют основу существования организмов. Эти типы отношений удерживают друг возле друга организмы различных видов, объединяя их в сравнительно стабильные сообщества разных масштабов (например, животное – гельминты, животное – личинки оводов и т.д.).

Форические связи – это участие одного вида организмов в распространении другого. В роли транспортников обычно выступают животные и птицы. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений именуют зоохорией. Перенос животными других животных называют форезией. Обычно перенос осуществляется с помощью специальных органов. Форезия животных широко распространена среди мелких членистоногих. Например, перенос разнообразных микроскопических клещей другим животным, что представляет собой один из способов пассивного расселения мелких организмов. Она свойственна тем видам, для которых перенос из одного биотопа в другой жизненно необходим для сохранения или процветания вида. Так, многие летающие насекомые  посетители скоплений быстроразлагающихся органических останков и остатков (трупов животных, гниющих куч растений и т.д.) несут на себе различных клещей, переселяющихся таким способом от одного скопления пищевых материалов к другому. Клещи и бактерии способствуют более интенсивному разложению органических веществ.

Фабрические связи – это такой тип биотических отношений, в которые вступает вид, используя для своих сооружений (фабрикаций) продукты выделения или останки (остатки), или даже живых особей другого вида. Например, птицы употребляют для сооружения своего гнезда ветки деревьев, листья, шерсть животных, пух, некоторые насекомые свои яйца кладут в организм другого насекомого, особенно хищники и т.д. В природе между организмами существуют и другие межвидовые связи.

ищничество ─ такой тип взаимоотношений, когда один вид живет за счет другого, нанося ему ущерб. В основе этих отношений лежат пищевые связи (жертва ─ хищник). Например, волк и травоядное животное или другой хищник, пригодный в пищу для следующего хищника.

Паразитизм ─ такое сосуществование, при котором один вид живет за счет другого вида (хозяина), поселяясь внутри или на поверхности тела (паразитизм животных, бактерии и организмы, паразит растения клевера ─ клеверная повилика и т.д.).

Мутуализм (или симбиоз) представляет собой обоюдовыгодное сожительство разных видов организмов. Например, у бобового растения на корнях поселяются азотфиксирующие бактерии. Растение даёт бактериям энергию в виде углеводов, а бактерии, в свою очередь, обеспечивают растение фиксированным из атмосферного воздуха экологически чистым азотом. На фиксацию каждого грамма азота бактерии затрачивают энергию, равную 10 г углеводов (17 Дж). Иногда полезные организмы, живущие внутри другого организма, у которых сложились свои взаимовыгодные отношения (например, бактерии в желудке жвачных животных, которые разлагают лигнин, за это им животное дает кров и пищу в виде биомассы и своего желудка)

Комменсализм (нейтрализм, нахлебничество) ─ это взаимоотношения на базе пищевых связей, при которых один из видов извлекает себе выгоду, а для другого они безразличны. Обычно мелкие организмы, поселяясь возле крупного животного (например, навозные жуки или различные мелкие птицы), находят пищу и место для проживания.

Аменсализм (аллелопатия) – взаимоотношения, при которых возникают отрицательные условия обитания для одной или нескольких популяций в результате интоксикации среды обитания (растения выделяют токсины, вредные для растений другого вида, такие же токсины выделяют бактерии и грибы, насекомые). Экологический закон жизни (по Ю.Н. Куражковскому): каждый вид организмов, поглощая из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в неё отходы своей жизнедеятельности, изменяет её таким образом, что среда становится непригодной для его существования.

У представителей одного и того же вида животных встречается такое явление, как каннибализм, то есть поедание себе подобных. Он наиболее развит у хищных рыб: щук, окуней, трески, наваги и т.д. Встречается иногда у высших животных и некоторых насекомых при неблагоприятных условиях жизни.

В природе отмечают два типа оптимального распространения вида: физиологический и синэкологический.