Тип Кишечноплостные - пресноводная гидра

Определение экологии как науки. История развития экологии как науки. Задачи экологии. Разделы экологии: аутэкология, популяционная экология (демэкология), синэкология (биоценология).

Термин «экология» был предложен в 1866 г немецким зоологом Э.Геккелем (труд «Всеобщая морфология организмов»).

Экология — наука о взаимодействии живых организмов и их систем с окружающей средой (ОС), об их взаимовлиянии и взаимопроникновении, что позволяет определить пути оптимизации и возможного изменения условий для окружающей среды и живых организмов. Под окружающей средой понимается практически вся Вселенная. Очень часто термин ОС заменяют словом «природа».

Если же говорить проще, то экология изучает отношения организмов со средой их обитания, между которыми возникает множество разнообразных связей. Организмы же благодаря этим связям существуют в природе не как хаотичные скопления, а образуют определенные сообщества - (популяции, биоценозы, экосистемы), также являющиеся предметом экологии. Так как все живое организовано в экосистемы (вся биосфера в целом - это тоже экосистема высокого уровня), то человек также оказывается включенным в многочисленные экологические взаимосвязи. Наши сельскохозяйственные поля также представляют собой своеобразные экосистемы.

Цель: изучение законов функционирования экологических систем всех уровней и биосфер в целом

Задачи:

1. исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенными воздействиями,влияния на природную среду и биосферу

2. создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов

3. управление процессами протекающими в среде

4. сохранение сферы обитания человека

5. регулирование численности популяций

6. восстановление нарушенных природных систем

7. сохранение заповедных участков биосферы

8.создание устойчивого развития общества

История развития экологии как науки

Первый этап - зарождение и становление экологии как науки (до 1960-х годов), когда накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, были сделаны первые научные обобщения. В этот же период французский биолог Ламарк и английский священник Мальтус впервые предупреждают человечество о возможных негативных последствиях воздействия человека на природу.

Второй этап - оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (после 1960-х до 1950-х годов). Начало этапа ознаменовалось выходом в свет работ русских ученых К.Ф. Рулье, Н.А. Северцева, В.В. Докучаева, впервые обосновавших ряд принципов и понятий экологии. После исследований Ч. Дарвина в области эволюции органического мира немецкий зоолог Э. Геккель первый понял, что Дарвин называл «борьбой за существование», представляет собой самостоятельную область биологии, и назвал ее экологией (1866 г.).

Как самостоятельная наука экология окончательно оформилась в начале XX столетия. В этот период американский ученый Ч. Адаме создал первую сводку по экологии, публикуются и другие важные обобщения. Крупнейший русский ученый XX в. В.И. Вернадский создает фундаментальное учение о биосфере.

В 1930-1940-е годы сначала английский ботаник А. Тенсли (1935 г.) выдвинул понятие «экосистема», а несколько позже В. Я. Сукачев (1940 г.) обосновал близкое ему представление о биогеоценозе.

Третий этап (1950-е годы — до настоящего времени) — превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране окружающей человека среды. Одновременно с развитием теоретических основ экологии решались и прикладные вопросы, связанные с экологией.

В нашей стране в 1960-1980-е годы практически ежегодно правительство принимало постановления об усилении охраны природы; были изданы земельный, водный, лесной и иные кодексы. Однако, как показала практика их применения, они не дали требуемых результатов.

Аутэкология (аутоэкология) представляет собой раздел экологии, который изучает особенности реагирования и взаимодействия видов живых организмов с факторами окружающей среды. В настоящее время аутэкологии в качестве самостоятельной научной дисциплины выделилась популяционная экология, предметом научных исследований которой является популяция живых организмов, существующих в определенных условиях среды и под влиянием которых она развивается видоизменяется.

Синэкология - это раздел экологической науки, который изучает закономерности развития и существования сообществ живых организмов (биоценозов) в конкретных изменяющихся условиях среды обитания. В последние годы активно развивается такая отрасль экологии, как биогеоценология. Активизация научных поисков в рамках этого направления связана с выявленными значительными влияниями биогеоценотических факторов на особенности развития человеческих сообществ.

Популяционная экология

Популяция - группа организмов одного вида, про­живающих в определенном районе. Примерами попу­ляций являются все окуни в пруду, белки обыкновен­ные или дубы белые в лесах, население в отдельной стра­не или население Земли в целом. Популяции - это динамичные группы организмов, адаптирующиеся к изменениям условий окружающей среды путем из­менения своих размеров, распределения возрастных групп (возрастной структуры), генетического состава.

Биогеоценология - Однородные участки суши или воды, заселенные живыми организмами, называются биотопами (места­ми жизни). Исторически сложившееся сообщество орга­низмов разных видов, населяющих биотоп, называется биоценозом, или биомом.

 

Экологические факторы среды. Абиотические факторы (свет, вода, тепло, воздух, почва). Биотические факторы. Антропологические факторы. Приспособленность растений и животных к сезонно меняющимся факторам внешней среды.

Среда обитания организма - совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям. Земной биотой освоены три среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная.

Экологические факторы среды делятся на абиотические (факторы неживой природы) и биотические (факторы живой природы). Абиотические факторы - совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические, эдафические. Физические факторы: источник - физическое состояние или явление. Химические факторы: происходят от химического состава среды. Эдафические факторы (почвенные): совокупность химических, физических и механических свойств почв оказывающих воздействие на организмы, живущие в них, так и на корневую систему растений. По классификации экологических факторов среды Пономаревой: Абиотические: 1) Климатические: свет, температура, влажность, движение воздуха, давление. 2) эдафогенные: механический состав, влагоемкость, воздуха проницаемость, плотность. 3) орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона. 4) химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность, состав почвенных растворов;

Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, также на неживую среду обитания (в посл. случае речь идёт о способности самих организмов в опр-й степени влиять на условия обитания).

Внутривидовые взаимод-я м/у особями одного вида складываются из групповых и массовых эффектов и внутривидовой конкуренции. Групповой и массовый эффекты – термины, предложенные Грассе, - обозначают объединение животных одного вида в группы по 2 и более особи и эффект, вызванный перенаселением среды. В наст.время эти эффекты называются демографическими факторами. Они характеризуют динамику численности и плотность групп организмов на популяционном уровне, в основе которой лежит внутривидовая конкуренция, которая в корне отличается от межвидовой.

Внутривидовая конкуренция проявляется в основном в территориальном поведении животных, которые защищают места своих гнездовий и известную площадь в округе (многие птицы, рыбы).

Межвидовые взаимодействия разнообразны: 1. Нейтрализм (оба вида ни как не влияют друг на друга). 2. Конкуренция (взаимное неблагоприятное воздействие). 3. Мутуализм (виды не могут существовать друг без друга). 3. Протокооперация (оба вида образуют сообщество, но могут сущ-вать и раздельно). 4. Комменсализм (один – комменсал (сожитель, извлекает пользу), другой (хозяин – не имеет ни какой выгоды)). 4.Аменсализм (один испытывает угнетение роста и размножения, другому – пофиг). 5. Паразитизм (паразит тормозит рост и развитие хозяина, может вызвать летальный исход). 6. Хищничество

22. Общая характеристика царства животных. Простейшие. Характеристика классов простейших: Саркодовые, Жгутиковые, Инфузории. Низшие многоклеточные животные. Кишечнополостные. Черви. Типы: Плоские, Круглые, Кольчатые. Моллюски .

Особенности жизнедеятельности простейших: Обитают простейшие в воде, влажной почве, в других организмах. Для большинства из них характерно гетеротрофное питание: некоторые представители (эвгленовые) питаются смешанным способом. Днем они могут фотосинтезировать, ночью поглощают готовые органические вещества. Поглощают пищу эти животные разными способами: путем фагоцитоза и пиноцитоза, а также путем диффузии. Продукты обмена удаляются через сократительные вакуоли или же путем диффузии. Свободноживущие простейшие дышат кислородом, растворенным в воде или атмосферным воздухом. Паразитические простейшие живут в бескислородной среде и извлекают энергию для своей жизнедеятельности путем гликолиза Простейшие обладают раздражимостью. Они реагируют на изменение химического состава окружающей среды, на свет. Размножаются бесполым и половым способами. Бесполое размножение осуществляется путем митотического деления клеточных ядер; половое – путем копуляции или конъюгации. Неблагоприятные условия переживают в виде цисты.

Роль простейших в природе и жизни человека:

– являются непременными участниками круговорота веществ и энергии в экосистемах, выступая в роли микро–консументов и редуцентов;

– образуют геологические залежи известняка, мела;

– являются объектами научного исследования;

– многие являются паразитами человека и животных, а также возбудителями заболеваний.

Многообразие простейших. Класс Саркодовые. Свободноживущие представители: амеба обыкновенная, фора– миниферы, радиолярии. Размер клетки 0,2—0,7 мм. Амеба живет в пресноводных, илистых водоемах. Цитоплазма образует выросты – псевдоподии, или ложноножки, служащие для передвижения и фагоцитоза. Клетка типичного эукариотического строения. Есть пищеварительные и сократительные вакуоли. Выполняет все функции самостоятельного организма. К патогенным простейшим этого типа относится дизентерийная амеба, вызывающая амебную дизентерию у человека. Паразитирует в кишечнике человека.

Класс Жгутиковые. Представители этого класса имеют постоянную форму тела, благодаря наличию уплотненной клеточной оболочки.

Животные передвигаются с помощью одного или нескольких жгутиков. Свободноживущие формы обитают в воде, влажной почве. Среди них есть как фотосинтезирующие, так и нефотосинтезирующие организмы. Паразитические простейшие (лямблия печеночная, трипаносома) и другие обитают в других организмах.

Эвглена зеленая имеет веретенообразную форму тела. Размер клетки около 0,05 мм. Передвигается эвглена с помощью жгутика – цитоплазматического выроста, состоящего из тонких фибрилл. На переднем конце находится светочувствительный глазок. В цитоплазме, помимо всех, характерных для животных клеток, органелл, находятся хроматофоры, содержащие хлорофилл. На свету эвглена способна к фотосинтезу. Поэтому ее относят к промежуточным, между растениями и животными, эволюционным формам. Размножается эвглена бесполым путем, делением надвое по продольной оси. Половое размножение осуществляется путем копуляции (слияния клеток).

К колониальным формам жгутиковых относится вольвокс.

Тип Споровики. К этому типу относятся паразитические простейшие, представителем которых является малярийный паразит. Его жизненный цикл протекает со сменой хозяев (комар – человек), которые, заражая друг друга, способствуют распространению паразита. При укусе человека самкой малярийного комара в его кровь проникают возбудители малярии – малярийный плазмодий. Он начинает активно размножаться в клетках печени человека. После размножения паразиты превращаются в другую стадию, поселяющуюся в эритроцитах крови. Бесполое размножение паразита в крови сопровождается массовой гибелью эритроцитов, выходом в кровь новых паразитов и токсичных продуктов их обмена, вызывающих лихорадку. Этот процесс цикличен, поэтому и лихорадка носит характер периодических приступов. Для дальнейшего развития возбудители должны попасть в желудок комара, где происходит их половое размножение и снова в слюнные железы самки.

Тип Инфузории. Класс ресничные инфузории. Тип насчитывает около 6 тыс. видов.

Представители – инфузория-туфелька, инфузория-трубач.

Инфузория-туфелька – животное размером 0,1—0,3 мм.

Ее клеточная оболочка покрыта ресничками, служащими для передвижения. В клетке два ядра – вегетативное, полиплоидное и генеративное, диплоидное. Ротовое углубление на теле образует ротовую воронку, переходящую в клеточный рот, ведущий в глотку. В глотке формируются пищеварительные вакуоли, переваривающие пищу. Непереваренные остатки пищи удаляются через отверстие – порошицу.

У инфузории-туфельки две сократительные вакуоли, расположенные в противоположных концах тела. Через них выводится избыток воды и продукты обмена веществ.

Размножение инфузории происходит как бесполым, так и половым путями. При бесполом размножении происходит продольное деление клетки. При половом процессе между двумя инфузориями образуется цитоплазматический мостик. Полиплоидные (большие) ядра разрушаются, а диплоидные (малые) ядра делятся мейозом с образованием четырех гаплоидных ядер, три из которых погибает, а четвертое делится пополам, но уже митозом. Образуется два ядра. Одно – стационарное и другое – мигрирующее. Затем между инфузориями происходит обмен мигрирующими ядрами. Потом стационарное и мигрировавшее ядра сливаются, особи расходятся и в них снова образуются большое и малое ядра.

К паразитическим инфузориям относится паразит толстого кишечника человека – инфузория-балантидий.

Тип Кишечноплостные - пресноводная гидра

В озерах, речках или прудах с чистой, прозрачной водой на стеблях водных растений встречается маленькое полупрозрачное животное - полип гидра. (здесь можно посмотреть видеосюжет о пресноводной гидре) Это прикрепленное или малоподвижное кишечнополостное животное с многочисленными щупальцами. Тело обыкновенной гидры имеет почти правильную цилиндрическую форму. На одном конце находится рот, окруженный венчиком из 5-12 тонких длинных щупалец, другой конец вытянут в виде стебелька с подошвой на конце. При помощи подошвы гидра прикрепляется к различным подводным предметам. Тело гидры вместе со стебельком обычно длиной до 7 мм, зато щупальца способны вытягиваться на несколько сантиметров.

Общая характеристика представителей типа Кишечнополостных:

1. Тело состоит из двух слоев клеток эктодермы и энтодермы, между ними располагается студенистое вещество - мезоглея;

2. Лучевая симметрия тела;

3. Наличие кишечной полости;

4. Стрекательные клетки;                                                

5. Нервная система диффузного типа;

6. Чередование двух жизненных форм - полипа (малоподвижен) и медузы (активно плавающая форма).

На одном конце тела расположен рот, окруженный щупальцами. Ими гидра захватывает пищу и направляет в рот. Из него пища поступает в кишечную полость. Другим концом тела – подошвой – гидра прикрепляется к подводным предметам. Основную массу эктодермы составляют кожно-мускульные клетки. В каждой такой клетке есть сократимое мускульное волоконце. При сокращении всех волокон тело гидры сжимается в комочек. Оно изгибается в сторону, когда сокращаются мускульные волокна только на этой стороне.

 

На щупальцах расположены стрекательные клетки со стрекательной нитью в капсулах. Из каждой такой клетки наружу выступает чувствительный волосок. Если проплывающее мимо небольшое животное коснется этого волоска, стрекательная нить выбрасывается из него и вонзается в животное. Жгучая ядовитая жидкость из стрекательной клетки парализует добычу, и гидра щупальцами направляет ее в рот. Стрекательные клетки выполняют и защитную функцию.

Нервные клетки гидры, соприкасаясь между собой отростками, образуют диффузную нервную систему. Гидра воспринимает внешние раздражения, например прикосновение, изменение температуры. Реакцию организма на раздражение называют рефлексом. Он состоит из восприятия раздражения, передачи возбуждения по нервным клеткам и ответной реакции организма.

Основная функция энтодермы – переваривание пищи. Оно происходит внутри кишечной полости, которая выстлана эпителиально-мускульными и железистыми клетками. Железистые клетки выделяют пищеварительный сок. Под его влиянием происходит размельчение и частичное переваривание пищи. Другие клетки энтодермы имеют от одного до трех жгутиков и способны образовывать ложноножки. Жгутики постоянно движутся и подгребают к клеткам частицы пищи, которую они захватывают ложноножками и переваривают в пищеварительных вакуолях. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот. Таким образом, для гидры характерно как внутриклеточное, так и внутриполостное пищеварение.

При дыхании гидра усваивает кислород, растворенный в воде, и выделяет в воду углекислый газ. Газообмен осуществляется всей поверхностью тела гидры.

Размножаются гидры и бесполым, и половым способами. Бесполое размножение – почкование. При благоприятных условиях на теле гидры образуется выпячивание, или почка. Она постепенно увеличивается, на ее вершине прорывается ротовое отверстие и появляются щупальца. Почка превращается в молодую гидру, которая через некоторое время отделяется и начинает жить самостоятельно.

С наступлением неблагоприятных условий, обычно осенью, гидры размножаются половым способом. При этом на теле гидр образуются бугорки, в которых у одних особей развиваются сперматозоиды – мелкие подвижные клетки, похожие на жгутиковых простейших, в у других крупные, похожие на амеб яйцеклетки. Созревшие сперматозоиды подплывают к яйцеклетке и проникают в нее. После этого ядра половых клеток сливаются и происходит оплодотворение. Оплодотворенная яйцеклетка покрывается оболочкой и превращается в яйцо. С наступлением холодов гидра отмирает, а яйцо падает на дно водоема и там зимует. Весной из яйца развивается маленькая гидра.