Биогеоценология и учение об экосистемах. Разнообразие, стабильность и устойчивость экосистем. Сукцессия и ее модели

Сообщества организмов связаны с неорг средой тесными материально-энергетическими связями. Растения м/существовать только за счет постоянного поступления в них CO2, О2, мин солей. В любом конкретном местообитании запасов неорг соед, необходимых для поддержания жизнедеятельн населяющих его орг, хватало бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись. Возврат биогенных элементов в среду происходит как в течении жизни орг (дыхание, экскреция), так и после смерти (разложение трупов). Таким образом сообщество образует с неорг средой определенную сист, в кот поток атомов, вызываемый жизнедеятельн орг, имеет тенденцию замыкаться в круговорот.

Экосистема -это совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой м/осуществляться круговорот веществ (термин предложил Тенсли в 1935, он говорил, что неорг и орг факторы выступают как равноправные компоненты, и мы не можем отделить организмы от окр ср.).

Для поддержания круговорота вещ в сист необходимо наличие запаса неорг молекул в усвояемой форме и трех функционально различных экол групп орг: продуцентов, консументов, редуцентов.

В качестве отдельной экосистемы м/рассматривать водоем, луг, пень, подушку лишайников.

В некот типах экосист вынос вещ-ва за их пределы настолько велик, что их стабильность поддерживается в основном за счет притока такогоже кол-ва вещ-ва извне, тогда как внутренний круговорот малоэффективен(проточные водоемы, реки, ручьи). Другие экосист имеют более полный круговорот вещ и относительно автономны(леса, луга). Однако ниодна экосистема Земли не имеет полностью замкнутого круговорота.

Учение о биогеоценозах:

Параллельно с развитием концепции экосистем развивается учение о бгц, автор- Сукачев(1942). Экосист и бгц близкие по сути понятия, но если первое приложимо для обозначения систем, обеспечивающих круговорот любого ранга, ото бгц- понятие территориальное, относимое к таким участкам суши, кот заняты определенными ед растительного покрова- фитоценозами. Наука биогеоценология направлена на изучение функционирования экосистем в конкретных условиях ландшафта в зависимости от сво-в почвы, рельефа, окружения бгц и составляющих его первичных компонентов- горной породы, жив, раст, микроорг.

Поток энергии:

Поддержание жизнедеятельности орг и круговорот вещ-ва в экосист возможны только за счет постоянного притока Е. гетеротрофы получают Е с пищей. Все жив сущ-ва явл объектами питания др, т.е связаны м/д собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах- это мех-мы передачи Е от одного орг к др. Е м/передаваться не более чем через 4-6 звеньев ряда. Передаче Е в хим реа-х в орг происходит согласно 2 закону термоденамики, с потерей частиее в виде тепла. Осн часть потребляемой с пищей Е идет у жив на поддержание их жизнедеятельности и лищь часть на построение тела, рост и размножение. Иными словами большая часть Е при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, т.к к следующему потребителю м/поступить только та часть Е, кот заключается в массе поедаемого орг.

Динамика экосист:

Любой биоценоз динамичен, в нем происходят изменения в состоянии и жизнедеят-ти его членов и соотношении популяций. Изменения:1)циклические 2)поступательные

1)отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешн усл и появления эндогенных ритмов орг-ов.

2)приводят к смене этого сообщества др. с иным набором видов. Причиной смен м/б внешние по отношению к ценозу факторы, длительное время действующие в одном направлении(загрязнение водоемов, осушение болот, усиленный выпас скота).

Сукцессии (лат. Сукцесио- преемственность, наследование)- это проц саморазвития сообщества. В основе лежит неполнота биол круговорота в данном ценозе. Каждый живой орг в результ жизни имеет во круг себя среду, изымая из нее часть вещ и выделяя в нее прод метаболизма.при длительном существовании попул они меняют свое окружение в неблагоприятную сторону и врезульт оказываются вытесненными попул др видов, для кот преодразования среды оказываются выгодными.

Так в сообществе сменяются виды. Долгое существование биоценоза возможно если изменения среды, вызванные деят-ю одних орг, компенсируется дея-ю других. В ходе сукцессии на основе конкурентных взаимодействий видов происходит постепенное формирование более устойчивых комбинаций, соответствующих абиотич усл ср. Пример: в пустыни сначала селить злак арестида→некот насекомые→ ящерицы→песчаная осока→кустарники джузгун и белый саксаул, эфемерные злаки.

Сукцессии м/б в лужах, пнях, листовой опад в лесу.

2 типа сукцессионных смен:

1)с участием гетеротрофов (совершается при условиях наличия и поступления орг соединений, за счет кот существует сообщество: в загрязненных водоемах, в кучках навоза).

2)с участие автотрофов и гетеротрофов:

а)первичные: начинаются на лишенных жизни местах- скалах, обрывах. При заселении орг меняют местообитание и сменяют др др.

б)вторичные: это восстановительные смены. Они начинаются в том случае, если в уже сложившихся сообществах нарушены взаимосвязи орг-в (вырубка лесов, пожар)б) осуществляется быстрее и легче чем а), т.к в нарушенном местообитании сохраняются почвенный профиль, семена и часть прежнего населения.

Этапы сукц.: 1.возникновение не занятого жизнью участка 2.миурация на него орг или их зачатков 3.проживание их на одном участке 4.конкуренция их м/д собой 5.преобразование живыми орг местообитания, постепенной стабилизации усл и отношений.

В любой сукц темпы происходящих изменен постепенно замедляются. Конечным явл относительно устойчивая стадия-климакса.они способны к длительному самоподдержинию в соответствующем диапазоне усл.

В ходе сукц сначала общая биомасса возрастает, но затем темпы ее прироста снижаются, а на стадии климакса он стабилизируется.

20.84. Типы гаструляционных движений. Гаструляция - сложное перемещение клеток и клеточных пластов, в рез-те кт обр-ся гастула. Зародыш сост. из зародышевых листков: экто- и энтодермы; || или после возник. мезодерма. Кл-ки нач. дифференцироваться. У больш-ва организмов набл-ся разл. типы дв-й, но есть 1 ведущий. Типы: 1. ивагинация (впячивание) – на нач. этапах у всех, кубич. кл-ки стан-ся бокаловидными2. иммиграция (у морск.ежа) – в бластодерме наруш-ся клет. контакты и кл-ки мигрируют в бластоцель: · униполярная (кл. мигр. с 1 полюса); · бипольрная; · мультиполярная. 3. эпиболия (=обрастание) – обрастание кл-ок вегет. полюса кл-ми аним.полюса =>амфибластула.. деляминация (=расслоение) – бластомеры расслаиваются на 2 пласта

 

21. 57.Строение и функции цитоплазматической мембраны.

Строение и функции мембраны:

Мембр-белк- липоидные полужидкостного мозаичной и асиммеитричной структуры. Толщина мембр. 8-12 нм. Осн. компаненты белки и липиды. В различных мембр.процентное соотношение белков и липидов варьирует (содержание липлдов может составлять от 20% до 80%. Макс. Кол-во липидов содержит мембрана швановских клеток, образует миелиновые области вокруг аксоновых нервных клеток. Минимальное количество липидов содержит мембраные митохондрии. Кроме белков и липидов в состав мембраны входят углеводы. Максимальное содержание углеводов до 10% сухого веса мем-н. Большинство мембран содержат 4-5% углеводов. Липиды в составе мембран представлены фосфолипидами в таких мол-х одна из жирных к-т замещается на остаток фосфорной к-ты. К фосфорной к-те могут дополнительно присоед-ся спирты, а/к-ты и др сложные соед-я, кт имеют в гидрофильные и гидрофобные участки. В состав гидрофильного участка – глицил фосфорной к-ты, аминок-ты, спирт. Здесь содержатся атомы отриц. заряда. Так как вода имеет дипольный момент, поэтому она может взаимодействовать с этой частью молекулы. Жирные к-ты гидрофобные, так как здесь многократное повторение –CH₂-. У большиства фосфолипидов одна из жирных к-т насыщенная, вторая насыщенная или полиненасыщенная. Жиры образуют в составе мембран биомолекулярый слой. Гидрофильные участки обращены в сторону цитоплазмы (окружение клеточной среды). Гидрофобные обращены дуг к другу. Все фосфолипиды постоянно перемещаются в составе мембран. Каждая молекула вращается вокруг собственной оси, перемещается в пределе своего слоя (латеральная), переходит из одного слоя в другой. Такие переходы редки (флипфлуп-перехды). Некоторые мембраны характеризуются высокой скоростью флифлуп-перехода. Мембрано-эндоплазматической сети происходит синтез фосфолипида с внутреней стороны мембраны. Они сначала встраиваются во внутренюю часть фосфолипидного слоя, здесь присутствуют ферменты транслоказы, которые ускоряют переход их внутренней мембраны во внешнюю.

В состав мембраны входят белки: поверхностные – распологаются на внутренней и внешней поверхности липидного слоя, слабо с ней связаны и легко отделяются, полуэнтегральные – наполовину погружены в липидный слой, содержат два участка один гидрофобный домен, он погружен в липидный слой и др. гидрофильный, он погружен в ц/му. Интегральные белки- полностью погруженны в липидный слой, они могут проходить через него несколько раз, имеют гидрофобные и гидрофильныедомены.

Св-ва мем-н: полупроницаемость, избирательность (состав ц/мы отличается от состава окружающей среды), способность сливаться с др другом образуя общую мембрану, пластичность (могут сокращать или увеличивать площадь), в клетке происходит самообновление мембран, построение новых мембран происходит на ЭПС.

Функции мембран: пограничная – отделяет ц/му от окружающей среды; транспортная – обмен в-тв между ц/мой и средой явл. условием поддержки жизнидеятельности клетки, диффузия и облегченная диффезия (за счет транспортных белков), активный транспорт (за счет энергии АТФ, унипорт – перенос одного типа молекул, антипорт – перенос однох в-тв за счет выхода других, симпорт – перенос двух в-тв вместе), эндоцитоз (поглощение в-тв клеткой) и экзоцитоз (выход в-тв из клетки); регуляторная – во многом обусловлена

наличием в них спец.рецепторов.