Екологічна ніша як наслідок адаптацій організмів певного виду до існування в екосистемі. Поняття про спряжену еволюцію (коеволюцію) та коадаптацію.
Біологія і екологія
21 група
Урок 15-16
Тема:
Екологічна ніша як наслідок адаптацій організмів певного
виду до існування в екосистемі.
Поняття про спряжену еволюцію (коеволюцію) та
коадаптацію.
Завдання
на урок:
1.
Ознайомитися
з матеріалом уроку
1.1. презентацію
https://www.youtube.com/watch?v=-qBBMaev72c
1.2. відео
https://www.youtube.com/watch?v=OxbJSTD28rQ
https://www.youtube.com/watch?v=SVII5AcAt_A
2.3. Теоретичний
матеріал
Термін «екологічна ніша» запропонував
американський натураліст Джозеф Грінелл (1877-1939) ще у 1917 р. для
характеристики екологічних умов існування та просторового місцерозміщення
каліфорнійських пересмішників, які найбільш відомі своєю здатністю відтворювати
голосові сигнали.
Дещо пізніше англійський еколог
Чарлз Елтон (1900-1991) визначив нішу як «місце
організму в біотичному угрупованні, його відносини з їжею та ворогами»,
акцентувавши увагу на функціональному статусі організмів виду в
угрупованні. Повніше
уявлення про екологічну нішу дає багатовимірна модель, яку розробив у 1957 р.
англо-американський учений Евелін Хатчінсон (1903-1991). Він запропонував
розглядати еконішу як увесь діапазон чинників середовища, в якому певний вид
упродовж тривалого часу проживає й розмножується. Американський еколог Юджин
Одум (1913-2002) назвав екологічну нішу «професією» виду, що є наслідком
адаптацій організмів виду до існування в екосистемі.
У
сучасній екології під екологічною нішею розуміють місце організму, популяції
або виду в природі, що визначається трьома складниками:
1) просторовим розташуванням в екосистемі;
2) взаємозв'язками з абіотичними й біотичними чинниками місць існування;
3) екологічними функціями в екосистемі.
Отже, ЕКОЛОГІЧНА НІША - це просторове
й функціональне багатовимірне місце виду (організмів, популяції) в екосистемі,
що визначається їхнім біотичним потенціалом і сукупністю чинників довкілля, до
яких він пристосований.
Екологічна
ніша — це сукупність факторів середовища, у межах яких існує той чи інший вид
організмів, місце в природі, в межах якого цей вид може існувати необмежено
довго. Більшість видів рослин та тварин можуть існувати тільки в
спеціальних нішах, в яких підтримуються певні фізико-хімічні фактори,
температура і та джерела харчування. Екологічні ніші у тварин різняться більш
чітко, ніж у рослин, оскільки різні тварини споживають різну їжу (біомасу або
детрит різних видів рослин, комах, риб, птахів чи ссавців). Тварини розді ляють
територію на полювальні ділянки або живуть та харчуються в різних частинах
однієї екосистеми (наприклад, птахи гніздяться та харчуються в різних частинах
деревного ярусу). Є тварини, що полюють удень, а інші — тільки вночі (пугачі,
сови, кажани, соми).
У
перелітних птахів ніші різні в різні пори року і містяться в різних
екосистемах, розташованих на відстані у тисячі кілометрів. У рослин ніші
розмежовані не настільки чітко, оскільки більшість рослин мають схожій тип
живлення — за допомогою фотосинтезу. Вони чітко відокремлені у тих видів, що за
живленням різняться:
сапрофітів
(підялинник, гніздівка),
паразитів
(вовчок,повитиця, рафлезія),
напівпаразитів
(дзвінець, перестріч, омела),
комахоїдних
(росичка, пухирник, непентес).
Екологічні
ніші зелених автотрофних рослини у фітоценозах визначаються:
різним
розташуванням органів у повітрі та в ґрунті;
різним
часом і тривалістю вегетації;
різними
термінами цвітіння та утворення плодів;
різними
способами запилення та поширення насіння;
різною
потребою у світлі;
різними
потребами у елементах мінерального живлення тощо.
Екологічні
ніші видів можуть змінюватись у просторі та часі. Вони можуть бути різко
відокремлені у індивідуальному розвитку залежно від стадії онтогенезу.
Приклади: гусениці та імаго метеликів, личинки та жуки хруща, пуголовки та
дорослі жаби. За цих випадків змінюється і середовище існування, і все
оточення.
У інших
видів екологічні ніші, що займають молоді та дорослі форми, є більш близькими.
Але тим не менш між ними завжди є відмінності. Приклад: дорослі окуні та їхні
мальки, що живуть в одному озері, споживають різні види їжі та входять до
різних ланцюгів живлення.
Параметри екологічної ніші. Правило обов’язкового
заповнення
екологічної ніші
Екологічні
ніші існують за певними правилами:
·
чим
ширші вимоги (межі толерантності) виду до будь-якого або багатьох екологічних
чинників, тим більше той простір, який може він займати в природі, а отже — тим
більшим є його поширення;
·
кожен
вид має певну, тільки йому притаманну екологічну нішу;
·
якщо
режим хоча б одного екологічного фактору у місці існування особин одного виду
змінився таким чином, що його значення виходять за межі ніші, це означає
руйнування ніші (тобто обмеження або неможливість збереження виду в цьому місці
існування);
·
в
кожній екосистемі є види, що претендують на одну й туж нішу або її елементи
(їжу, схованки) — в цьому випадку неминучою є конкуренція, боротьба за
володіння нішею.
Розрізняють
також потенціальну та реалізовану екологічну нішу. Потенціальна екологічна ніша
— це весь набір умов, за яких вид може успішно існувати та розмножуватись.
Реалізована екологічна ніша — положення виду в конкретному угрупованні, де його
обмежують складні біоценотичні відносини.
Характеристиками
екологічної ніші є:
·
поведінкова
характеристика —
описує спосіб добування їжі, способи захисту від ворогів, засоби боротьби з
несприятливими абіотичними факторами; вона включає в себе вимоги до кількісного
та якісного складу їжі, а також наявність природних ворогів та конкурентів;
·
просторова
характеристика —
описує місце існування виду; включає характеристику видів, які необхідні
безпосередньо для проживання або забезпечення будівельним матеріалом симбіонтів
та коменсалів;
·
часова
характеристика — описує добову, річну та сезонну активність.
Наслідки значного перекривання екологічних ніш конкуруючих видів
Перекривання
екологічної ніші виникає, якщо різні види при спільному існуванні
використовують ті самі ресурси. Перекривання може бути повним або частковим, по
одному чи кількох параметрах екологічної ніші.
За
законом конкурентного виключення: два види не можуть займати одну й ту ж
екологічну нішу. Такі види мають бути обов’язково розмежовані в часі або
просторі. Типовий приклад — поділ тварин на активних вдень та вночі. Серед
рослин також є такі, що розкривають квітки вдень (більшість дикорослих видів)
та вночі
(любка дволиста, запашний тютюн).
У
близькоспоріднених видів, що мешкають разом, зазвичай дуже тонкі розмежування
екологічних ніш. Так, африканські копитні по-різному використовують пасовищний
корм у саванах: зебри обривають в основному верхівки трав, антилопи гну
живляться тим, що їм залишають зебри, обираючи при цьому певні групи рослин.
Газелі вищипують найнижчі трави, а антилопи споживають сухі стебла, що
лишаються від інших травоїдних.
Інший
приклад: дрібна антилопа дікдік обкушує нижні гілочки, антилопа імпала та
чорний носоріг — об’їдають кущі та висоти приблизно 1 м, а антилопа
геренук — на висоті 2 м. Африканський слон обламує та обдирає гілки дерев
на висоті 2–4 м, однак може також пастися, захоплюючи хоботом та видираючи з
коренем пучки трави. На ще більшій висоті добуває собі їжу жирафа — її зріст
сягає 5 м. Бегемоти харчуються водними рослинами. У підсумку споживання
рослинної біомаси є повним і таким, що не порушує екологічну рівновагу.
Поняття
спряженої еволюції, або коеволюції.
У
сучасній біологічній науці для позначення механізму взаємозумовлених змін
складників угруповання, що розвивається, використовують термін спряжена
еволюція, або коеволюція.Рослина й комаха-запилювач-залежні один від одного
видиЧ. Р. Дарвін описав дію взаємного добору особин рослини та її
комахи-запилювача, за якого «... квітка і бджола поступово одночасно або
послідовно змінюватимуться і пристосовуватимуться одна до одної найдосконаліше,
шляхом безперервного збереження цих особин, які відзначаються у своїй будові незначними
взаємно корисними ухиленнями».Спряжена еволюція (коеволюція)-це тип еволюції
угруповання, що полягає у взаємодії великих груп організмів, які перебувають у
тісному екологічному взаємозв'язку.Коеволюційні взаємовідносини пов'язують
будь-який вид організмів з видами -найближчими його партнерами в екосистемі,
наприклад: види рослин з видами рослиноїдних тварин, які ними живляться; види
хижих тварин з видами тварин, якими вони живляться; паразитів з їхніми
хазяїнами; комах з комахозапильними рослинами тощо. Спряжена еволюція є
важливою формою розвитку, тому що приводить до тривалого взаємного
вдосконалення багатьох груп організмів. Результатом коеволюції є взаємні
адаптації (коадаптації) двох видів, що забезпечують можливість їхнього
спільного існування та підвищення стійкості екосистеми як цілісної біологічної
системи.Коадаптація-взаємна адаптація різних видів унаслідок спряженої еволюції
(коеволюції).Існування спряженої еволюції нині не викликає заперечень з огляду
нанакопичення великої кількості наукових фактів.Явище спряженої еволюції можна
проілюструвати прикладами коадаптацій у парі видів хижак -жертва. У хижаків і
тварин, якими вони живляться, виробилося захисне забарвлення, що робить їх
непомітними на місцевості. У хижаків воно закріпилося завдяки тому, що вони
могли непомітно підкрастися до здобичі, а в здобичі -унаслідок того, що жертва
залишалася менш помітною для хижаків.
Захисне
забарвлення тваринВиди отруйних комах часто мають яскраве застережливе
забарвлення, яке слугує попередженням хижакам (оси, джмелі, сонечка,
колорадські жуки тощо).У деяких тварин виробилися адаптації, за яких форма тіла
та його забарвлення роблять їх схожими на листя, сучки, гілки, кору, колючки
рослин і навіть квітки. Часто маскування трапляється в комах,що живуть на рослинах.
Цікавою формою захисних адаптацій у тварин є мімікрія, за якої незахищені види
імітують своїм забарвленням і формою тіла захищені види. Наприклад, цикади і
цвіркуни нагадують великих мурах, дзюрчалка схожа на отруйну осу, неотруйні
змії схожі на отруйних Маскування тварин: а -листохвостий гекон; б
-метелик-листовидка; в -богомол звичайний; г -індійський квітковий богомол Мімікрія:
а -кораловий аспід (отруйний) і королівська змія (неотруйна); б -двокрила
комаха з роду дзюрчалка та оса звичайна
Незважаючи
на уявний антагонізм подібних пар видів,у процесі коеволюції складаються такі
взаємовідносини, за яких види-партнери стають певною мірою взаємно необхідними.
Наприклад, хижаки, вибраковуючи з-поміж своїх жертв неповноцінних особин,
стають важливими регуляторами їхньої чисельності. Природний добір в
угрупованнях часто приводить до збереження ознак, сприятливих для популяцій і
угруповань загалом, але не вигідних для окремих особин усередині популяцій.
Зокрема, концепція коеволюції пояснює факти альтруїзму у тварин: турботу про
нащадків, взаємодопомогу, співробітництво тощо Альтруїстична поведінка
тваринАльтруїзм-безкорисливе прагнення до діяльності на благо інших. Поняття
альтруїзму ввів французький філософ і засновник соціології Огюст Конт.Згідно з
Контом, принцип альтруїзму звучить: «Живи для інших».Слони підтримують хворих
або поранених особин свого виду, допомагаючи їм дихати та йти. З'ясувалося, що
слони здатні виявляти турботу про молодих особин та особин старшого
покоління.
2.Створити
конспект теми, відповівши на питання:
2.1.
Дайте означення поняття екологічна ніша.
2.2.
Наведіть приклади видів з різними екологічними нішами, які живуть на одній
території.
2.3.
Сформулюйте та поясніть правило обов'язкового заповнення екологічної ніші.
2.4.
Схарактеризуйте параметри екологічної ніші.
2.5. Поясніть що називають спряженою еволюцією.
3. Ознайомитися з матеріалом
§ 6-7 підручника
(стор.21-26) https://uahistory.co/pidruchniki/sobol-biology-and-ecology-11-class-2019-standard-level/3.php
4. Фотозвіт чекаю за посиланням nataalex088@gmail.com
Хімія
на 20.04.22
60
група
Урок
57
Тема:
Принцип «мінімальної енергії».
Завдання
на урок:
1.Ознайомтесь з відеоматеріалами
https://www.youtube.com/watch?v=w3AAAhKk9tk
https://www.youtube.com/watch?v=xV3xsK22x_A
та матеріалами §1-2 (стор.4-12) підручника за посиланням https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-11-class-2019-standard-level/
2.Опрацюйте матеріал уроку та
складіть опорний конспект
Місткість орбіталей
На кожній орбіталі
максимально можуть розміститися два електрони, що мають однакову енергію, але
які відрізняються особливою властивістю — спіном.
Спін електрона — це його внутрішня
властивість, що характеризує відношення електрона до магнітного поля. Наочно цю
властивість можна уявити як можливість обертання електрона навколо своєї осі
(мал. 2.1).
Мал.
2.1. Електрони з паралельними спінами (а) та антипаралельними спінами (б)
Графічно електрони зображують у вигляді
стрілок, спрямованих догори або донизу, що наочно показують напрямок спіну
електрона:
Одна орбіталь може містити лише два такі
електрони, спіни яких є антипаралельними. Це правило називають принципом
заборони Паулі:
• На одній орбіталі можуть
перебувати не більш ніж два електрони, причому їхні спіни мають бути
антипаралельними.
Розподіл електронів по орбіталях.
Принцип «мінімальної енергії»
Електрони займають орбіталі послідовно
починаючи з першого енергетичного рівня за порядком збільшення енергії рівня та
підрівня. Спочатку «заселяється» перший енергетичний рівень, потім — другий,
третій тощо. Це правило називають принципом найменшої енергії:
• В атомі кожний електрон
намагається зайняти орбіталь із мінімальним значенням енергії, що відповідає
найміцнішому його зв'язку з ядром.
Порівнювати енергії підрівнів слід з
урахуванням такого:
• енергія s-підрівня завжди менша за
енергію р-підрівня того самого енергетичного рівня, тобто s-підрівень
заповнюється електронами раніше за р-підрівень;
• енергія d-підрівня більша навіть за
енергію s-підрівня наступного енергетичного рівня.
Порядок заповнення електронами
енергетичних підрівнів можна ілюструвати так:
Якщо підрівень складається з кількох
орбіталей та містить більше одного електрона, то за можливості електрони займають
вільні орбіталі, а за відсутності вільної утворюють пару з іншим електроном у
напівзаповненій орбіталі. Це правило називають правилом Хунда:
• На одному енергетичному
підрівні електрони розподіляються по орбіталях таким чином, щоб число
неспарених електронів було максимальним.
Електронні та графічні формули атомів
s-, p-, d-елементів
Розподіл електронів по орбіталях в
атомах s- та р-елементів перших трьох періодів ви вже вивчали у 8 класі.
Пригадаємо основні принципи:
• число енергетичних рівнів, що
заповнюються в атомі певного елемента, визначають за номером періоду
Періодичної системи, у якому розташований цей хімічний елемент;
• число електронів на зовнішньому
енергетичному рівні s- та р-елементів дорівнює номеру групи Періодичної
системи, у якій розміщений елемент (за коротким варіантом), окрім Гелію;
• в атомах s-елементів останньою
заповнюється електронами орбіталь s-підрівня, в атомів р-елементів — орбіталі
р-підрівня тощо.
3.Дайте усну відповідь
на питання:
3.1. Скільки електронів
може максимально перебувати на: а) одній атомній орбіталі; б) s-підрівні; в)
р-підрівні; г) d-підрівні?
3.2. Дайте визначення
принципу найменшої енергії, правила Хунда, принципу Паулі. Схарактеризуйте їхнє
значення для визначення розподілу електронів в електронній оболонці атома.
4.Виконайте самостійну роботу. Пам'ятайте,
що складаючи електронні й графічні електронні формули, спершу на кожному
енергетичному підрівні в кожній енергетичній комірці позначають по одному
електрону ↑. Якщо вільних комірок не залишається, то позначають по два ⇅.
1. Визначте
валентність і ступені окиснення в сполуках, формули яких такі: НСl, FeS, Mg3N2, H2, H2S, Cl2. Поясніть
отриманий результат.
2. Визначте, користуючись періодичною системою,
максимальну валентність і ступені окиснення елементів: а) Фосфору; б) Хрому; в)
Мангану.
3. Визначте за розміщенням у періодичній системі
максимальні й мінімальні ступені окиснення неметалічних елементів: а) Силіцію;
б) Нітрогену; в) Хлору.
4.Складіть електронні й графічні
електронні формули атомів хімічних елементів другого періоду.
5.Дотримуючись
принципу «мінімальної енергії», складіть електронну й графічну електронну
формули атома, електронна оболонка якого має шість s-електронів і сім р-електронів. Назвіть елемент, дайте йому характеристику за
місцем у періодичній системі.
6.Знайдіть і виправте помилки в електронних
формулах атомів:
а) 1s22s12p4;
б) 1s12s2;
в) 1s22s12p7.
5.Самостійну роботу чекаю на пошту nataalex088@gmail.com
Комментарии
Отправить комментарий