ТЕОРИТИЧЕСКОЕ задание (письменный ответ)

Самостоятельная работа по ЭКОЛОГИИ 10 класс
К какому сроку
#10
ТЕОРИТИЧЕСКОЕ задание (письменный ответ):
1. Чем можно объяснить эффективность применения чеснока и лука для лечения
простудных заболеваний?
2. Какими биологическими причинами можно объяснить возникновение каннибализма
в первобытных племенах человека?
3. *** В современном обществе существует серьезная медицинская и социальная
проблема — увеличение частоты стрессов у горожан. Каковы, по вашему мнению,
биологические причины и последствия этого явления?
4. *** Могут ли сигнальные факторы действовать на популяции человека при
увеличении их численности и плотности?
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ (заполнить форму ответа):
1. Ультимативным не является
популяции, как:
а) количество пиши;
в) изменение климата;
такой
фактор
регуляции
численности
б) стресс;
г) паразитизм.
2. У многих животных при повышении плотности популяции можно наблюдать:
а) снижение плодовитости;
б) увеличение аппетита;
в) снижение агрессивности;
г) линьку.
3. Появление крылатых самок в популяции тлей можно объяснить:
а) реализацией полового инстинкта;
б) реализацией пищевого поведения;
в) снижением плодовитости;
г) увеличением плотности популяции.
4. В природном сообществе «хищники»:
а) уничтожают популяцию «жертв»;
б) способствуют росту численности популяции «жертв»;
в) оздоравливают популяцию «жертв», регулируют ее численность;
г) не влияют на численность популяции «жертв».
5. Реакцию животных на присутствие особей своего вида называют:
а) принципом конкурентного исключения;
б) эффектом массы;
в) эффектом группы;
г) принципом Олли.
http://kld-bio.jimdo.com/ http://[email protected]
Самостоятельная работа по ЭКОЛОГИИ 10 класс
К какому сроку
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ: МЕХАНИЗМЫ СНИЖЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОПУЛЯЦИИ
Выселение части особей из популяции
Выселение особей из состава размножающихся группировок — широко известное явление. По
существу, это первая реакция животных на возрастание плотности популяции. За счет расширения
территории, занятой популяцией, оптимальная плотность поддерживается без снижения численности. Для одних животных выселение — это регулярное явление, для других — нет. Такая реакция
популяции обусловлена генетически закрепленной программой поведения. Как правило, из
родительской группировки уходят молодые особи (у сидячих форм прежние местообитания
покидают личинки). Дисперсия молодняка ненаправленная и носит случайный характер.
У канадских дикуш (рис. 3.33) осеннее расселение, приуроченное к
распаду выводков, происходит без каких-либо агрессивных
взаимодействий — птицы одного выводка постепенно
утрачивают взаимосвязи Сходным образом у млекопитающих
молодые особи расселяются при возникновении миграционного
инстинкта, часто — без видимых признаков агрессии со стороны
взрослых особей.
Рис. 3.33. Канадская дикуша
Для многих животных характерно направленное выселение особей, следующее за
увеличением плотности популяции.
У представителей саранчовых в таких случаях возникает
стадная фаза. Насекомые массово покидают районы избыточной
плотности (рис. 3.34), Они имеют стадную окраску — черные
пятна на желтом фоне — и характеризуются беспокойным
поведением. При низкой плотности особи имеют зеленую окраску
и ведут одиночный образ жизни,
Рис. 3.34. мигрирующая стая саранчи
У тлей при перенаселении рождаются крылатые партеногенетически размножающиеся
самки, перелетающие на другое дерево. V низших позвоночных стимулом к выселению особей часто
служит накопление в среде метаболитов (продуктов метаболизма) и феромонов — биологически
активных веществ, выделяемых организмами и влияющих на их поведение, физиологическое и
эмоциональное состояние.
У многих млекопитающих при возрастании плотности также может происходить
направленное выселение взрослых особей. Если на территории, занимаемой популяцией, возрастает
количество запаховых территориальных меток это может, стимулировать миграционную активность
животных.
Снижение плодовитости, скорости размножения и роста
При повышении плотности популяции у многих животных наблюдается снижение
плодовитости, замедление полового созревания особей, приостановка размножения.
В лабораторных опытах на плодовой мушке дрозофиле было выявлено
снижение плодовитости особей при увеличении плотности популяции. При
увеличении количества имаго (взрослых особей), полученных от одной пары,
до 128 плодовитость самок уменьшилась почти в 20 раз. Для многих видов
мышевидных грызунов характерно замедление скорости полового созревания
в условиях высокой плотности: молодые зверьки приступают к размножению
лишь на следующий год после своего рождения Такие данные были получены в
многочисленных полевых и лабораторных экспериментах на полевках,
хомячках, домовых мышах. У представителей семейства божьих коровок —
жуков рода Chilocorus (рис. 3.35) при увеличении плотности популяции взросРис. 3.35. Жук Chilocorus
лые особи перестают размножаться и впадают в состояние диапаузы.
В процессах размножения и развития большую роль играет химическая регуляция с помощью
выделяемых в среду метаболитов и феромонов. Особенно широко эта форма регулирования
представлена у рыб, земноводных, пресмыкающихся, а также у микроорганизмов.
Цианобактерии способны синтезировать и выделять в среду метаболиты, влияющие на рост и
http://kld-bio.jimdo.com/ http://[email protected]
Самостоятельная работа по ЭКОЛОГИИ 10 класс
К какому сроку
скорость деления клеток в культуре. В экспериментах с головастиками искусственно увеличивали
плотность лабораторных популяций. Под действием возрастающей концентрации метаболитов
темп роста некоторых особей ускорился, и они обогнали в развитии своих собратьев. Оказалось, что
метаболиты быстро растущих головастиков замедляют рост отстающих, а метаболиты последних
дополнительно стимулируют развитие «лидирующих» особей.
Высшим животным (млекопитающим и птицам) в большей мере свойственна поведенческая
регуляция размножения и развития. Таково, например, действие стресса. По определению канадского
биолога и врача Ганса Селье (1907-1982), стресс — адаптивная реакция животного, приводящая к
перестройке нервно-гуморальной и иммунной систем организма и возникающая в ответ на действие
стрессирующих факторов.
Стресс и стрессирующими факторами могут быть стычки особей за корм, места укрытия,
полового партнера. При повышении плотности в популяции чаще возникают конфликтные ситуации,
и вследствие этого возрастает общий уровень стресса. При этом в организме животных (в
надпочечниках) увеличивается синтез адреналина и кортикостероидов — гормонов стресса,
которые переводят организм в состояние повышенной активности и напряженности. Могут происходить и другие физиологические изменения, характерные для состояния стресса.
При изучении популяций грызунов ученые отметили, что у
пенсильванских полевок {Microtus pennsylvanicus) с увеличением
численности возрастала относительная масса надпочечников. У
полевок-экономок {Microtus oeconomus) и рыжих полевок (Clethrionomys glareolus) было зарегистрировано повышение среднего
уровня стресса в годы высокой численности. В исследованиях
аллигаторов, которых содержат на плотно заселенных фермах
(рис. 3.36), было выявлено, что уровень кортикостероидов в крови
этих животных выше, чем при низкой плотности.
Рис. 3.36. Крокодилова ферма
В результате развития стресс-реакции в популяции может снизиться рождаемость или
увеличиться смертность. «Передозировка» стрессовых гормонов иногда приводит к значительным
нарушениям в организме. В редких случаях патологический процесс, названный Г. Селье болезнью
адаптации, становится причиной гибели животного. Гораздо чаще причиной смерти является повышенная чувствительность стрессированных животных к действию неблагоприятных факторов
среды. Особенно подвержены стрессу молодые и полувзрослые особи. Стресс также может тормозить
способность животных к воспроизводству.
У некоторых мелких грызунов при увеличении плотности популяции происходит прерывание
беременности в присутствии чужого самца. В экспериментах с серыми полевками, леммингами и
домовыми мышами было показано, что при содержании беременных самок с незнакомыми им самцами
в 55-87 % случаев развитие зародышей прекращалось, Механизм этого явления связан с реакцией самок
на стресс: у подопытных особей был зарегистрирован повышенный уровень свободных
кортикостероидов в крови.
Увеличение смертности
Иногда при перенаселении в популяции возрастает смертность особей, особенно молодых и
ослабленных животных.
В
экспериментах
террариумы
заселяли
ящерицами.
Лабораторные популяции различались по плотности в 15 раз. В
уплотненных группах смертность эмбрионов составила около 86
%, а в группах меньшей плотности — только 20 %.
Существенную роль в увеличении смертности некоторых
популяций играет химическая регуляция. Большое количество
экспериментов по ее изучению было поставлено на рыбах. Оказалось, что при повышении концентрации метаболитов в воде
возрастает смертность и особи перестают размножаться. Усач
(рис. 3.37) довольно плодовит, но при содержании его в
аквариумах малого объема смертность мальков заметно выше,
Рис. 3.36. Усач
чем в природных условиях. По мере развития мальков выживают
только наиболее крупные особи, а мелкие прекращают питаться,
несмотря на наличие корма, и вскоре погибают.
У многих животных при увеличении частоты прямых контактов особей появляется
специфическая форма поведения — каннибализм.
http://kld-bio.jimdo.com/ http://[email protected]
Самостоятельная работа по ЭКОЛОГИИ 10 класс
К какому сроку
Мучные хрущаки при увеличении плотности популяции поедают яйца, личинок и куколок своего вида.
Так же поступают личинки златоглазок {род Chrysops), гусеницы капустной совки (Barathra brassicae).
В опытах с гуппи (Poecilia reticuiata) было показано, что при нарастании численности каннибализм
проявляется даже при избытке корма Так, если особи первых трех выводков в массе выживают,
четвертый приплод бывает полностью съеден матерью, которая приступает также и к
интенсивному «изреживанию» прежних выводков.
Наблюдения за белыми аистами в Европе показали, что в годы высокой численности многие птицы не
могут выбрать место для гнездования и не приступают к размножению. Холостые особи беспокоят
своих сородичей, бродя вокруг их гнезд и подчас вступая в драки. Этим они стимулируют нарушение
родительского поведения у гнездящихся птиц вплоть до полного прекращения заботы о потомстве В
результате в такие годы родители чаще выкидывают птенцов из гнезда и общий прирост популяции
уменьшается.
Реакция на повышение плотности популяции у растений
Растительные организмы тоже реагируют на увеличение плотности популяции. Например,
при скученности изменяется распределение питательных веществ, идущих на образование различных органов.
У мари белой (лебеды) почти все взошедшие семена развиваются
во взрослые растения, но в зависимости от плотности
популяции размеры последних варьируют от нескольких
сантиметров до двух метров (рис. 3.40).
Рис. 3.40. Марь белая
При повышении плотности может происходить замедление общего роста растений, задержка
в развитии генеративных органов, снижение продуктивности. Интересно, что однолетние и
многолетние растения реагируют на избыточную скученность по-разному: рост и развитие
однолетников ускоряется, а многолетников — наоборот, замедляется.
Задание (Подумайте, каковы причины этого явления)
Наиболее
распространенный
механизм
регуляции
численности
растений
—
самоизреживание, которое происходит при критической нагрузке организмов на ресурсы среды. В
популяции возрастает смертность, причем обычно первыми гибнут наиболее слабые растения.
Выживают те, которые способны более интенсивно использовать почвенные ресурсы и могут быстро
отреагировать на изменение условий, ускорив рост.
В популяциях дуба деревья с возрастом самоизреживаются,
поэтому независимо от числа посаженных семян количество
взрослых растений будет примерно одинаковым. Процесс
самоизреживания также можно наблюдать в искусственно
загущенных посадках сосны и ели (рис. 3.41).
Рис. 3.41. Загущенные посадки ели
http://kld-bio.jimdo.com/ http://[email protected]