Экология: биология взаимодействия. Приложение I. Программа курса экологии (=«биоэкологии»)

Українська / Русский

6.24. Экоконверсия

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Приложения

Приложение II. Вопросы для зачета (экзамена)

Приложение I. Программа курса экологии (=«биоэкологии»)

В билетах для зачета или экзамена по курсу экологии, принятых в ХНУ им. В.Н. Каразина, приведены формулировки, соответствующие основной части этой программы. В тестах могут быть использованы также вопросы, относящиеся к дополнительному программному материалу.

Часть I. Биосистемы. Биосфера

Тема 1. Экология и биосистемы, которые она изучает

Основной материал. Предмет и структура экологии. Значение экологических знаний для современного человечества. Разграничение понятий «экология» — «средоведение» — «охрана природы». Профанная и научная экология.

Концепция структурных уровней строения биосистем; уровни, которые изучаются в рамках экологии.

Морфологический, физиологический, экологический и эволюционно-исторический способы изучения биосистем. Холистический и редукционистский подходы к их описанию.

Понятия системы и регуляции. Положительные и отрицательные обратные связи. Регуляция и устойчивость биосистем. Эмергентные особенности сложных биосистем.

Дополнительный материал. История экологических знаний и экологии как науки. Научный метод; моделирование и его значение в экологии. Универсальные свойства биосистем. Отбор как причина адаптаций и устойчивости биосистем. Проблема ведущего уровня отбора; концепция многоуровневого отбора.

Тема 2. Биосферология

Основной материал. Особенности Земли как планеты, населенной жизнью. Гипотеза Геи Джеймса Лавлока. Понятия биосферы и ноосферы; их различные трактовки.

Источники энергии для биогеохимических круговоротов и способы ее трансформации. Биогеохимические функции живого вещества.

Источники энергии для биогеохимических циклов и способы ее трансформации. Биогеохимические функции живого вещества. Гидрологический цикл. Осадочный (горный) цикл. Биогеохимические циклы углеродаазотасерыфосфора, других биогенов. Механизмы регуляции биогеохимических циклов.

Дополнительный материал. Феномен жизни и попытки его определения. Возникновение жизни. Судьбы Венеры, Марса и Земли Основные этапы истории жизни на Земле, характерные изменения экосистем в ее ходе. Поиски внеземной жизни. Антропный парадокс.

Часть II. Биогеоценозы. Сообщества. Популяции

Тема 3. Биогеоценология

Основной материал. Соотношение понятий «экосистема» и «биогеоценоз». Компоненты экосистем. Биомная классификация биогеоценозов. Сравнение особенностей наземных и водных экосистем.

Функционирование экосистем. Экологический баланс. Трофические сети и трофические уровни. Экологические пирамиды и экологические эффективности. Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах. Способы оценки и меры продуктивности экосистем. Сравнение разных биомов по биомассе и продуктивности.

Сукцессии: автотрофные и гетеротрофные, первичные и вторичные. Серийные и климаксные сообщества. Динамика видового разнообразия в ходе сукцессии. Причины сукцессий.

Особенности агроэкосистем. Экологические субсидии в агроэкосистемы.

Дополнительный материал. Особенности отдельных биомов, характерные для них жизненные формы. Влияние особенностей биомов на приспособленные к ним человеческие культуры.

Тема 4. Экология популяций

Основной материал. Популяции, их статические и динамические характеристики. Демографическая характеристика популяций. Типы кривых смертности по Перлю.

Экспоненциальная и логистическая модели роста численности популяции. Модель Лотки-Вольтерра. Классификация типов взаимодействия между популяциями, основанная на этой модели. Математические модели в экологии, границы их применимости.

Типы взаимодействия между популяциями (и видами): интерференционная и эксплуатационная конкуренция, эксплуатация (истинное и пастбищное хищничество, паразитизм, паразитоидность), протокооперация, мутуализм, коменсализм, аменсализм, нейтрализм. Значение разных типов взаимодействия для регуляции численности популяций и поддержания биологического разнообразия в сообществах. Приспособления организмов к взаимодействию с особями других видов.

Регуляция численности популяций. Колебания численности популяций и их причины. Задержка реакции на действие регулирующих факторов как одна из причин колебаний численности популяций. Экологические стратегии по Мак-Артуру и Уилсону, а также по Раменскому и Грайму.

Экологическая ниша. Фундаментальная и реализованные ниши, влияние конкуренции на ширину экологической ниши. Принцип конкурентного исключения Гаузе.

Дополнительный материал. Неоднородность особей в популяциях, типы их взаимодействия. Стратегии поведения; эволюционно стабильные стратегии.

Часть III. Организмы и среда

Тема 5. Аутэкология и основы средоведения

Основной материал. Окружающая среда и экологическая среда: различия в подходе к рассмотрению. Классификация факторов среды по их происхождению. Классификации экологических факторов. Сравнение условий и ресурсов.

Основные среды существования: наземно-воздушная, водная, почвенная, а также иные организмы; особенности этих сред обитания. Адаптации видов и организмов к неблагоприятной среде, их типы. Жизненные формыЭкологические субсреды, некоторые особенности приспособления к ним. 

Закон минимума Либиха и случаи его неприменимости. Правило толерантности Шелфорда. Стено- и эврибионты; понятия, характеризующие толерантность организмов.

Размерные классы организмов, особенности влияния на них различных экологических факторов. Аллометрический рост организмов и его причины.

Солнечная радиация, ее спектральный состав и поглощение атмосферой. Парниковый эффектРазличные биологические эффекты, вызванные действием солнечной радиации. Адаптации организмов к взаимодействию с солнечным излучением. Фотопериодизм, его причины и проявления. Адаптивные биоритмы.

Температура и ее влияние на организмы. Термобиологические типы организмов. Тепловой баланс организмов и различные способы его регуляции. Правила Бергмана, Аллена, Глогера, границы их применимости. Концепция эффективных температур.

Регуляция водного баланса. Экологические значение влажности и солености.

«Взаимодействие» экологических факторов (реакции организмов на одновременное действие различных факторов). Концепция адаптивного компромисса.

Дополнительный материал. Влияние среды на онтогенез. Стабилизирующий отбор. Особенности видов как отражение их предыстории и характерного для них в прошлом и в современности образа жизни.

Часть IV. Человечество

Тема 6. Экология человека и охрана природы

Основной материал. Уникальные экологические особенности Homo sapiens Linnaeus, 1758 как вида: чрезвычайно ускоренная благодаря культурному наследованию эволюция; частичный выход из зависимости от внутриэкосистемных механизмов регуляции численности и количества потребляемых ресурсов; экстрасоматическое использование ресурсов с помощью техносферы; использование ископаемой и атомной энергии; критичная зависимость от невозобновляемых ресурсов; глобальность в межпопуляционном перераспределении ресурсов и обмене информацией; производство ксенобиотиков и веществ, слабо вовлеченных в биогеохимические круговороты. Человек как биосоциальное существо. Биологические предпосылки социального поведения человека. Сравнение культурного и генетического наследования.

Общее и уникальное в механизмах регуляции численности человеческих популяций. Глобальность современного человечества. Гиперболическое возрастание численности человечества, его причины. Демографический переход. Регуляция численности человечества: достижения и перспективы.

Главные природоохранные проблемы современности: избыточная численность населения; недостаток продовольствия, энергии и воды; разрушение естественных экосистем, снижение биоразнообразия и глобальное вымирание биоты; загрязнение; изменение климата; деградация почв; военная угроза. Основные ресурсы, которые использует человечество; возобновляемые и невозобновляемые ресурсы. Источники энергии современного человечества; «альтернативная» энергетика. Проблемы антропического воздействия на содержание парниковых газов в атмосфере, разрушения озонового экрана, кислотных дождей, биогенного и пестицидного загрязнений; возможные пути решения этих проблем. Ключевые проблемы современного сельского хозяйства.

Основные этапы развития отношений человеческих популяций со своими местообитаниями. Неустойчивость современного состояния отношений человечества и биосферы. Концепции рационального использования природных ресурсов, натуроцентризма, устойчивого (неистощающего) развития. Возможное будущее: сценарии истощения и расцвета. Поиск оптимального способа действий для отдельного человека, человеческих групп и человечества в целом на современном этапе нашего развития.

Дополнительный материал. Ключевые этапы антропогенеза. Биологические и социальные особенности человека, связанные с его эволюционной предысторией. Эволюция механизмом поведения человека. Различные взгляды на природоохранную («экологическую») этику.

 

 

6.24. Экоконверсия

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Приложения

Приложение II. Вопросы для зачета