Размножение организмов и основы экологии: конспект по биологии

Размножение и развитие организмов

§ 29. Бесполое размножение

• Деление, почкование, фрагментация, спорообразование, вегетативное.
• Участвует одна родительская особь.
• Потомки — генетические копии (клоны).
• Преимущество: быстрое увеличение численности.

§ 30. Половое размножение

• Участвуют две особи (или гаметы от разных особей).
• В основе — слияние гамет → зигота.
• Потомство генетически уникально.
• Значение: комбинативная изменчивость.

§ 31. Осеменение у животных

• Наружное: в воде, много гамет, оплодотворение вне тела.
• Внутреннее: на суше, мало яйцеклеток, защита зародыша.
• Гермафродиты: две половые системы в одном организме (дождевой червь).
• Раздельнополые: ♂ и ♀ особи отдельно.

§ 32. Чередование поколений у растений

• Спорофит (2n) → споры (n) → гаметофит (n) → гаметы (n).
• Слияние гамет → зигота (2n) → спорофит.
• У мхов доминирует гаметофит.
• У цветковых доминирует спорофит.

§ 33. Эмбриональное развитие

• Зигота → дробление → бластула (шар с полостью).
• Гаструла: 2–3 зародышевых листка (эктодерма, мезодерма, энтодерма).
• Нейрула: закладка нервной трубки и осевых органов.
• Эктодерма → кожа и нервная система.

§ 34. Постэмбриональное развитие

• Прямое: новорождённый похож на взрослую особь.
• Непрямое с полным метаморфозом: яйцо → личинка → куколка → имаго.
• Неполный метаморфоз: нет стадии куколки (кузнечик).
• Метаморфоз снижает конкуренцию личинок и взрослых.

§ 35. Онтогенез человека

• Включает эмбриональный и постэмбриональный периоды.
• Периоды: новорожденность, детство, подростковый, зрелость, старение.
• Гормоны регулируют рост и половое созревание.
• Старение — снижение регенерации и обмена веществ.

Популяции и виды

§ 36. Вид и его критерии

• Морфологический, физиологический, генетический (кариотип).
• Географический (ареал), экологический (ниша).
• Главный — генетический: репродуктивная изоляция от других видов.
• Остальные критерии относительны.

§ 37. Популяция

• Группа особей одного вида на общей территории, свободное скрещивание.
• Основная единица эволюции.
• Свойства: рождаемость, смертность, плотность.
• Демографические показатели отражают состояние популяции.

§ 38. Структура популяции

• Возрастная: соотношение молодых, зрелых и старых особей.
• Половая: соотношение самцов и самок.
• Пространственная: равномерная, случайная, мозаичная.
• Иерархическая структура у социальных животных.

§ 39. Механизмы сохранения популяции

• Гомеостаз — поддержание оптимальной численности.
• Самоизреживание у растений при загущении.
• Миграции и территориальное поведение у животных.
• Стресс-реакция снижает плодовитость при перенаселении.

Экосистемы и биоценозы

§ 40. Биоценоз и биотоп

• Биоценоз — все живые организмы участка.
• Биотоп — абиотическая среда биоценоза.
• Связи: трофические, топические, форические, фабрические.
• Биоценоз + Биотоп = Экосистема.

§ 41. Взаимоотношения организмов

• Хищничество (+/–), паразитизм (+/–).
• Конкуренция (–/–) за ресурс.
• Мутуализм (+/+), комменсализм (+/0).
• Аменсализм (–/0): ель затеняет травы.

§ 42. Видовая структура

• Доминанты — преобладают по численности.
• Эдификаторы — создают среду для других (ель в ельнике).
• Видовое разнообразие повышает устойчивость.
• Виды-индикаторы указывают на состояние среды (лишайники — чистота).

§ 43. Пространственная структура

• Ярусность: вертикальное расслоение (деревья → кусты → травы → мхи).
• Мозаичность: горизонтальное распределение пятнами.
• Снижает конкуренцию между видами.
• Позволяет большему числу видов сосуществовать.

§ 44. Экосистема и биогеоценоз

• Экосистема — любая система с круговоротом веществ.
• Биогеоценоз — экосистема на однородном участке суши (по Сукачёву).
• Компоненты: продуценты, консументы, редуценты + абиотическая среда.
• Обязательное условие — поток энергии и круговорот веществ.

§ 45. Цепи и сети питания

• Пастбищная цепь: растение → фитофаг → хищник.
• Детритная цепь: мёртвая органика → редуценты → хищники.
• Сеть питания — переплетение цепей в сообществе.
• Чем сложнее сеть, тем устойчивее экосистема.

§ 46. Экологические пирамиды

• Пирамида чисел, биомасс, энергии.
• Энергия всегда сужается к вершине.
• Правило Линдемана: на следующий уровень переходит ~10% энергии.
• Длинные цепи (более 5 звеньев) энергетически невозможны.

§ 47. Биомасса и продуктивность

• Биомасса — масса организмов на единицу площади в данный момент.
• Продукция — скорость создания биомассы.
• Первичная продукция — создана продуцентами.
• Вторичная продукция — прирост консументов.

§ 48. Сукцессия

• Последовательная смена сообществ на одной территории.
• Первичная: на голом субстрате (скалы, лава).
• Вторичная: после нарушения, где сохранена почва.
• Климакс — устойчивое равновесное сообщество.

§ 49. Агроценоз

• Искусственная экосистема, созданная человеком.
• Низкое видовое разнообразие (монокультура).
• Незамкнутый круговорот (изъятие урожая, удобрения).
• Без ухода человека быстро разрушается.

Биосфера и экологические проблемы

§ 50. Биосфера и её границы

• Учение о биосфере создал В.И. Вернадский.
• Границы: атмосфера — до озонового экрана.
• Гидросфера — вся толща океана.
• Литосфера — до 3–5 км (ограничена температурой недр).

§ 51. Компоненты биосферы

• Живое вещество — все организмы планеты.
• Косное — без участия жизни (гранит, вода, газы).
• Биокосное — результат взаимодействия (почва).
• Биогенное — созданное живыми организмами (нефть, известняк).

§ 52. Функции живого вещества

• Газовая: выделение O₂ при фотосинтезе.
• Концентрационная: накопление Ca, Si в скелетах.
• Окислительно-восстановительная: превращение веществ.
• Энергетическая: запасание солнечной энергии в органике.

§ 53. Круговорот веществ

• Углерод: CO₂ → фотосинтез → органика → дыхание/гниение → CO₂.
• Азот: N₂ атмосферы → бактерии-азотфиксаторы → растения → животные → аммонификация → N₂.
• Круговорот воды: испарение → облака → осадки → водоёмы.
• Биогенная миграция атомов обеспечивает замкнутость циклов.

§ 54. Эволюция и стабильность биосферы

• Стабильность — за счёт биоразнообразия и замкнутых круговоротов.
• Ноосфера — сфера разума (по Вернадскому).
• Человек становится геологической силой.
• Устойчивость биосферы зависит от сохранения природных сообществ.

§ 55. Экологические проблемы

• Лес: обезлесение, эрозия, пожары.
• Сельское хозяйство: истощение почв, пестициды.
• Город: смог, отходы, тепловое загрязнение.
• Пути решения: безотходные технологии, очистные сооружения.

§ 56. Причины утраты биоразнообразия

• Разрушение местообитаний (вырубка, осушение болот).
• Браконьерство и неконтролируемый промысел.
• Инвазивные виды, вытесняющие аборигенные.
• Загрязнение среды (нефть, пластик, тяжёлые металлы).

§ 57. Сохранение биоразнообразия

• Красные книги (международная и национальные).
• Разведение редких видов в питомниках.
• Восстановление нарушенных экосистем.
• Экологическое просвещение населения.

§ 58. Охраняемые территории

• Заповедник: полностью изъят из хоздеятельности.
• Заказник: охрана отдельных видов, временный режим.
• Национальный парк: охрана и регулируемый туризм.
• Памятник природы: уникальный объект (водопад, пещера, роща).