«Биология» мамандығы үшін Құрастырғандар

БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

ШӘКӘРІМ атындағы СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ


ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

ОҚУ ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
Өсімдіктер және жануарлар экологиясы

«050113» – «Биология» мамандығы үшін


Құрастырғандар:

Мукаева Г.Т.

Семей 2014ж

ГЛОССАРИЙ

Галоксерофиттер - галоксерофиты. Тұздылыққа, қуаңшылыққа бірдей төзімді өсімдіктер.

2. 
   Дәрістер конспектісі
   

1. 
   Биосфера. Заттар айналымы, организмдердің көптүрлілігі.
   
2. 
   Орта және факторлар. Ортаның өзгергіштігі.
   
3. 
   Факторлар әсер етуінің заңдылықтары.
   

1.3 ҚОРШАҒАН ОРТА, ТІРШІЛІК ЖАҒДАЙЛАРЫ МЕН ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОРЛАР ЖӨНІНДЕГІ ТҮСІНІК

Әрбір жеке ағзаның ортасы атқарылатын қызметтердің нәтижесінде түзілген көптеген органикалық және бейорганикалық элементтерден тұрады. Кейбір элементтер ағзаға қажетті болып табылады, кейбіреулерінің қажеттілігі жоқ, ал үшінші біреулері зиянды әсерін тигізеді.

Қоршаған ортаға барлық табиғи және техногенді орталар жатады. Табиғи орта – жер бетіндегі адамдардың байланысынсыз пайда болған және бұрынғы ұрпақтардан қалған орта. Техногенді орта – адамның көмегімен түзілген орта.

«Қоршаған орта» түсінігін экологияға биолог Я.Юкскюл (1864-1944) енгізген. Ол, тірі ағза мен олардың тіршілік ортасы, субъект және объект (кім, нені, кімді, зерттейді), бір-бірімен өзара байланысты және олардың барлығы бір жүйені – қоршаған ортаны түзеді деп есептеген. Қоршаған ортаға ағза бейімделу үрдісінде онымен байланысып және одан әртүрлі заттар, энергия, ақпараттар қабылдайды және береді.

«Қоршаған орта», «тіршілік ортасы», «өмір сүру ортасы», «тіршілік орыны» мағыналары жағынан өте ұқсас болғанымен, олардың бір-бірінен айырмашылықтары бар. Қоршаған орта – ағзаларды қоршайтын және олардың құрылысымен қызметіне тікелей немесе жанама әсер ететіндер. Жердегі ағзалардың тіршілігін қамтамасыз ететін әртүрлі орталар бар. Біздің планетамызда негізгі төрт тіршілік ортасы: су, жер, ауа, топырақ және тірі ағза денесі болып бөлінеді.

Көптеген ағзалар өздерінің тіршіліктерін тек бір тіршілік ортасында өткізеді. Мысалы: адамдар, құстар, сүтқоректілер, ашық және жабық тұқымды өсімдіктер жер, ауа ортасында, кейбір бунақденелілер (маса, инелік) мен қосмекенділер дамуының бір кезеңін суда, келесі кезеңін – жер-ауа ортасында өткізеді. Тіршілік ортасының өзі алуан түрлі болады. Мысалы, тіршілік ортасы – судың өзінің өмір сүру ортасы туралы айтатын болсақ, оның өзі тұщы немесе теңіз суы, ағынды немесе тоған суы болуы мүмкін. Өз кезегінде мекен ету ортасы тіршілік орнына бөлінеді. Сонымен, су – тіршілік ортасы, өзен - өмір сүру ортасы, ал су түбі, су беті және су ортасы – тіршілік орны болады.

1. Ағзалар мен олардың тіршілік ортасының байланыстарын зерттейтін Көне замандағы ойшылдардың (Аристотель, Гиппократ т.б.) экологиялық сипаттағы жазба хабарлары және орта ғасырлардағы хабар-ошарлармен танысып зерттеу.

2. Өсімдіктер экологиясының басқа ғылымдармен байланысын ашып көрсету.

3. ХҮІ-ХҮ111 ғғ. Ботаниктердің экологиялық сипаты бар хабарлары. Жандану кезеңіндегі ұлы жағрафиялық жаңалықтар. Сол замандағы ірі ботаниктердің еңбектері: Чезальпино, Турнефор, Дж. Рей, К. Линней т.б. ХҮ111-Х1Х ғғ.

4. Ботаниктердің еңбектері: А.Гумбольд, О.Декандоль, А.Декандоль, Ч.Дарвиннің эволюциялық ілімі.

5. Х1Х ғ. аяғы, өсімдіктер экологиясындағы негізгі 2 бағытты оқып талдау жасау.

ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОРЛАР КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
Шығу тегі және әсер ету сипатына байланысты барлық экологиялық факторларды абиотикалық (ортаның бейорганикалық немесе тірі емес факторлары) және биотикалық (тірлік иелерінің әсерімен болатын) деп бөледі. Экологиялық факторлар табиғатта азды-көпті күрделі кешендерге біріктіріледі. Олардың біреуінің өзгерісі басқаларының да өзгерісіне әкеліп соғады.

І. Абиотикалық экологиялық факторларды келесідей топтарға бөледі:

а) Климаттық факторлар: ауа, оның қозғалысы, жарық, жылу, жауын-шашын, ауа және топырақ ылғалдылығы, электрлік құбылыстар.

ә) Эдафикалық немесе топырақ-грунттарының факторлары: механикалық құрамы, физикалық қасиеті, грунт пен топырақтың микробиологиясы және химизмі.

б) Топографиялық (немесе орографиялық) факторлар: рельеф, айнала қоршаған орта.

Кейбір авторлар жеке химиялық факторлар тобына бөледі, мысалы, су ағзалары үшін судың тұздылығы және т.б.. Бірақ бұндай жағдайда осы топқа эдафикалық факторлардың бөліктерін де енгізу керек болады (топырақтың тұздылығы, олардағы қоректік элементтердің болуы), яғни тек қана топырақ ортасының әртүрлі қасиеттерінің өсімдіктерге әсерін бөлу дәлелді емес.

Аталған абиотикалық факторлардың классификациясы негізінен жер үсті өсімдіктеріне қолданылады. Су өсімдіктеріне басқадай факторлар кешені әсер етеді, тіршілік ортасы су болғандықтан судың қасиеттерімен анықталады. Мысалы, олар үшін гидрофизикалық және гидрохимиялық факторлар маңызды болып табылады.

а) фитогенді - өсімдіктердің бірге тіршілік ететіндердің тура (механикалық контакт, симбиоз, паразитизм, эпифиттердің қоныстануы) және жанама (тіршілік ортасының өсімдіктер үшін фитогенді өзгерістері);

ә) зоогенді – жануарлардың әсері (қоректенуі, таптауы, басқа да механикалық әсерлері, тозаңдану, ұрықтарды таратуы, сонымен бірге ортаға жанама әсерлері).

Биотикалық факторлар тобына микроағзалардың (микробогенді факторлар) өсімдіктерге әсерлері де енеді. Соңғы кездерде саңырауқұлақтарды жеке тірі табиғи патшалық деп бөліп қарастырылуына байланысты, өсімдіктерге микогенді факторлар әсерлерін қарастырып, олар жайлы да жеке айтуға болады.

Биотикалық факторлар тобына кейде адамзаттың өсімдіктерге әсерлерін де қосады. Бірақ спецификалық формадағы әсерлеріне, мысалы, ортада өсімдіктерді саналы түрде өзгерту немесе шаруашылық іс-әрекеттері арқылы өзгерту және кең көлемдегі салдарларын ескере отырып, адамзаттың әсерлерін ерекше топқа антропогендік факторлар деп бөлу маңызды болып табылады.

Антропогендік факторлар: адамдардың әртүрлі іс-әрекеттерінің жан-жануар, өсімдік және басқа барлық экологиялық факторларға әсері.

Алғашқы үш экологиялық факторлар тобын физика-географиялық факторлар тобына жатқызады. Климаттық факторларды жиі географиялық деп те атайды. Себебі, жергілікті орынның координатасына байланысты, теңіз деңгейінен биіктігі барлығы осы жердің климатын құрайды. Оның ішінде жарық, жылу, күн сәулесімен шағылысуы – басты энергетикалық фактор болып табылады.

Грунтты-топырақ факторларын жиі эдафикалық (грекше эдафос - топырақ) деп атайды.

ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОРЛАР ӘСЕРІНІҢ ЗАҢДЫЛЫҚТАРЫ

Қоршаған ортаның өзгерістеріне қабілетті қарсы тұратын оптимальды қолдаушы сиымдылық максимальды сиымдылықтан теориялық жағынан екі есе төмен деп есептелінеді. Мамандардың айтуы бойынша жердің оптимальды қолдаушы сиымдылығында 8,5-13,5 млрд. адам бар. Қазіргі кезде біздің планетамыздың халықтарының орналасу саны шамамен 6,0 млрд. адамды құрайды. Ал 2010 жылы БҰҰ-ның есебі бойынша ол шамамен 6,3-6,5 млрд. адамды құрауы мүмкін.

Биосферадағы тірі заттардың тұрақтылық заңын (закон константности) В.Вернадский былай тұжырымдайды: биосфераның белгілі геологиялық дәуіріндегі тірі заттардың мөлшері (барлық ағзалардың биомассасы) тұрақты.

Қолайлылық немесе оптимум заңы. Факторлардың белгілі бір мәндерінде ағзалардың тіршілік етуі үшін ең қолайлы жағдайлар туады. Қолайлы аймақта немесе фактордың қолайлы мәнінде ағза белсенді өседі, қоректенеді және көбейеді. Фактордың мәні және оңға немесе солға ауытқыған жағдайлар, яғни әсер ету күшінің азаю немесе көбею жағына ауытқуы ағзалар үшін қолайсыз.

Ағза тіршілік ете алатын факторлардың төменгі мәні минимум, ал жоғарғы мәні – максумим деп аталады. Ағза тіршілік ететін, бірақ нашар, әлсіз, қажыған жағдайдағы фактордың мәні – пессимум, ал ағзаның тіршілігіне қолайлы жағдайды немесе фактордың мәні – оптимум деп аталады.

Фактордың қолайлы мәні популяция түзетін ағзалардың санының көбеюіне әкеледі. Факторлар мәнінің пессимумында ағзаның тіршілік белсенділігі төмендейді. Экологиялық дискомфорт ағзаларды қолайсыз жағдайлардан қашуына немесе оларға бейімдейді. Егер фактордың өзгеруі минимум және максимумнан асып кетсе, ағзалардың жаппай өлуі басталады.

1840 жылы Ю.Либих (1803-1873) ағзалардың өміршеңдігі мен төзімділігі оның экологиялық қажеттіліктер тізбегінің ең әлсіз звеносына байланыстылығын байқап, былай тұжырымдады: «минимумда болатын заттармен, егістік басқарылады және уақытпен оның төзімділігі және көлемі анықталады». Ғалым астықтың өнімін тек көп мөлшерде қажет ететін заттар тежеп қана қоймай, сонымен бірге аз мөлшерде керек және топырақта жеткіліксіз болатын (мысалы бор) заттар тежейтінін дәлелдеді. Қазіргі кезде Либих ережесі шектеулі факторлар заңы немесе Либихтің минимум заңы деп аталады.

Кейіннен максимум заңы тек өсімдіктер үшін ғана емес, басқа да ағзалардың осындай экологиялық факторлардың әсерінен өзгеріске ұшырауын «шектеулі фактор» деп атап кеткен. Шектеулі фактор тек жетіспеушіліктен ғана емес, сонымен бірге артық болған жағдайда да болатындығы анықталды. Бұл экологиялық максимумның экологиялық минимум әсерімен теңдес шектеулі әсері туралы түсінікті 1913 жылы Шелфорд тұжырымдады.

«Шелфордтың толеранттық немесе төзімділік заңы» бойынша: дамудың тежеулі факторы болып экологиялық факторлардың минимумы мен қатар максимумы бола алады, ал олардың аралығында диапозоны факторға ағзаның төзімділігін, толеранттық шамасын (Tolerantia - шыдамдылық, төзімділік) анықтайды.

Сонымен, әрбір тірі ағзаның экологиялық факторларға төзімділік шегі бар, оның ең жоғары шегі (максимум) және ең төменгі шегі (минимум) деп аталып, осы екі шектің арасында ағзаның өсіп - өнуіне, көбеюіне қолайлы шек (оптимум) жатады. Әрбір түр өзінің толеранттылығымен – оптимальды экологиялық факторлардан ауытқуды бастан кешіруге қабілеттілігімен сипатталады.

1. Қоршаған орта, тіршілік жағдайлары жайлы оқып танысып, мысалдар келтіру.

2. Экологиялық факторлар жөніндегі түсінікті оқып игеру.

3. Экологиялық факторларды жүйелеу негіздерін дәлелдеу.

4. Экологиялық оптимумдер. Өсімдіктердің тіршілік аралығындағы маңызды үш нүкте.

5. Экологиялық факторлардың әсер ету аралығы. Ю.Либихтың Минимум заңы.

6. Блэкманның шектеуші факторлар заңдылығы.

7. Шелфордтың толеранттық заңын оқып талдау жасау.

8. Өсімдіктердің қоршаған ортаға келтірер өзгерістерін анықтап, дәлел келтіру.


Лекция №2. Жылу алмасу және температураның жануарлар тіршілігіндегі маңызы.

1. 
   Ортаның температурасының маңызы.
   
2. 
   Пойкилотермді жануарлар.
   
3. 
   Гомойотермді жануарлар.
   
4. 
   Жануарлардың бейімділік мінез-құлықтары.
   
5. 
   Температураның жануарлардың көбеюіне және өліміне әсері.
   

Жылу орта температурасы тікелей немесе жанама түрде жануарлардың дамуына, күйіне, тірі қалуына көбеюіне соған сәйкес - саны мен таралуына әсеррганизмдердің биохимиялық етеді. Тікелей әсері жылудың жануарлар денесімен сіңірілуі және шығарылуымен тікелей байланысты. Организмдегі биохимилық процестердің барлық химиялық реакциялар жылдамдығы сияқты, температура 10^оС-қа жоғарылағанда жылдамдық 2-3 есе артады.

«Температуралық апппарат» арнайы мүше терморецепторлармен қабылданып, жануарлардың қоршаған орта бағдарына, қоныс аударуына, көбеюіне сигнал болады. сонымен қатар миграция бағыты мен уақытын анықтауға көмектеседі. Жылу энергияясын бөлу мен реттеу жүйке жүйесінің рефлекторлық қызметі.

Жылу алмасудың негізгі екі типі бар: 1) пойкилотермия немесе суыққандылық және 2) гомотермия – жылықандылық. Пойкилотермді организмдерге зат алмасу деңгейінің тұрақсыздығы, тұрақсыз дене температурасының болуы және оны реттеу механизмінің мүлде болмауы тән. Гомоитермді организмдерге сүтқоректілер мен құстар жатады. Қысқы ұйқыға кететін сүтқоректілерді, ұйқы кезінде зат алмасу деңгейі төмендеп, дене температуралары сыртқы орта температурасынан сәл ғана жоғары болып тұрады.

Пойкилотермді жануарлар. Жануарлардың ең жоғары температура мәні әр түрлі. Одан жоғары температурада организмнің тіршілік етуі мүмкін болмайды. ондай жағдайда тіршілік процесінің дисгормониясы және тыныс алу мүшелер жұмісінің жетіспеушілігі және организмнің зат алмасу өнімдерімен улануы, жүйке жүйесінің сал болуына әкеледі. Мұнда әр түрлі организмдердің ұлпаларының жылуға тұрақтылығы маңызды рөл атқарады. Көпшілік теңіз омыртқасыздары 70-32⁰С дене қызуына ғана шыдайды. Тұщы су жануарлары 41 -44 ⁰С-қа дейін ыси алады. шыбынның дернәсілі (Ephidridae) 55-65 ⁰C cу температурасында тірі қалады. Құрлықтағы жануарлар одан жо,арытемператураларға шыдай алады.

Жануарлардың жоғары температураға тұрақтылықтары, олардың денесіндегі ылғалдың төмендеуінен артады. Қарапайымдылардың кей түрінің цистасы 3 күге дейін 100 ⁰С температураға шыдай алады.

Пойкилотермді жануарлардың төменгі темпеатура шегі әр түрлі. жануарлардың сцықтан өлуі – мұз кристалдарының түзілуімен, ұлпаларының дегидратациясымен, клеткааралық және клеткаішілік құрылымдарының бұзылуымен және метаболизм дисгормониясы нәтижесінде болуы мүмкін. Пойкилотермді жануарлар өздері 1) эвритермді; 2) Стенотермді жануарлар болып бөлінеді. Стенотермді жануарлар 1) криофильдер – қоңыржай және таулы жерлерде тіршілік ететін; 2) термофильдер – тропиктік белдеулерде тіршілік ететін жануарларға бөлінеді. Төмен температуралы ортада тіршілік ететін мысалы, шаяндардың мөлшері үлкенірек және ұзағырақ өмір сүреді және популяция баяуалмаса, одан үш есе жылы температуралық ортада тіршілік ететін шаяндардың мөлшері кіші, популяция тұрақсыз және тез көбеюі тән.

Гомотермді жануарлар. Бұлардың миында жылу реттегіш механизмі болады. Бұл механизм кейбір клоакалылар мен төменгі сатыдағы сүтқоректілерде (қалталыларда) нашар дамыған. Организмның жылу өндіруінің орташа шкаласын оттегінің жұмсалуы бойынша анықтауға болады. жануарлардың мөлшері кіші болған сайын, жылу беру (термоотдача) жоғары болады. Ұсақ жануарлардың масса бірлігіне сыртқы беті (үлкен жануарларға қарағанда) салыстырмалы үлкен болып келеді (Бергмен ережесі). Сонымен қатар жоғары температуралы ортадытіршілік ететін жануарлардың жүрек соғысы салыстырмалы тез соғады, осыған байланысты олардың жүрегі суық ортадағы жануарларға қарағанада үлкенірек болады.

1. 
   Бағдар туралы жалпы түсінік.
   
2. 
   Жарықсезгіштік және көру.
   
3. 
   Дыбыс және есту.
   
4. 
   Химиялық сезгіштік.
   

Жануарлар кеңістіктік бағдар арқылы өздеріне қолайлы химиялық және гидрохимиялық жағдайлар, ұя салу орнын, басқа қонысты, қорегінғ жұптарын тауып алады және қонысаудару кезінде пайдаланады. Бағдар негізінде сезім мүшелерінің функциялары жатыр: көру, есту, иіс сезу, дәм және сипап сезу.

Бағдар кезіндегі бірінші маңызды рөлді нерв жүйесінің қызметі – инстинкт және еске сақтау атқарады. Инстинкт пен шартты рефлекстердің қызметі неғұрлым жоғары болған сайын, бағдар қызметі соғұрлым жоғары болады. Бағдардың жоғары формасы жоғары дамыған жануарларға: бунақденелілерге, омыртқалылардан – құстар мен сүтқоректілерге тән. Бағдардың қалыптасуына ең алдымен ортаның физиклық және химиялық қасиеттері әсер етеді. Ол әр түрлі ортада жануарлар үшін әр түрлі. Мысалы, суда оның оптикалық қасиеттеріне байланысты көру мүшелерінің қызметі төменде, есесіне дыбыс толқынын сезу мүшесі есту анализаторларымен қатар бүкіл денесімен сезу мүшесі күшйеді. Судың электр өткізгіштік қасиетінің жоғары болуымен байланысты кейбір жануарларда шабуыл жасау және қорғану мақсатында электртогын шығару қасиеті дамиды. Дыбыс және электрлік эхолокация бағдары жақсы дамиды. Ал құрлыққа шыққанда маңызды анализатор көру мүшесі жақсы дамиды. Жер астында тіршілік ететін жануарларда көру мүшесі редукцияға ұшырап, орнына есту және сипап сезу бағдары жақсы қалыптасады.

Құрлық жануарларының бағдар тәсілдері кең ауқымды. Маңыздыларына «уақытты сезу» оның негізінде физиологиялық ырғақ және «кинестетикалық еске сақтау» (бұлшықеттердің сезгіштігі) жатады.

Жарық сізгіштік және көру. Гидроидты полиптер мен сцифоидты медузалардан бастап арнайы жарық сезу мүшелері пайда бола бастайды. жарық және көру бағдары комплексті құбылыс. Ол жарық интенсивтілігі, қабылдауға, еске сақтауға (заттардың түсі, олардың кеңістіктегі орны, ол заттардың басқа заттармен қатысы) негізделген.

Жарыққа реакция фотопериодизм құбылысы негізінде жатыр. Жануарлар жарық пен қараңғылықты және жарықтықтың түрлі деңгейін ғана сезуге қабілетті. Жарық сезгіштік ең жақсы жетілгені түнде ұшатын құстарда. Насекомдардың көпілігі тек қозғалатын денеге ғана назар аударады. Алыстан жақсы көретіндер – жыртқыштар мен тұяқтылар.

Түстерді сезу. Балықтар көбінесе ультракүлгін сәулелердісезеді. Бауырмен жорғалаушылар 5-8 түске дейін ажырата алады. құстар адамдар сияқты.

Дыбыс және есту. Биогенді дыбыстар жануарлардың өзімен шығарылатын дыбыстар. олкөбінесе өз особьтарын тану және ажырату үшін қажет. Олар сонымен қатар, ультрадыбыстар мен инфрадыбыстарды қабылдауға қабілетті. Дыбыс әдетте есту мүшелері арқылы, балықтарда бүйір сызығы арқылы қабылданады. Дыбыс шығару мүшелері: торсылдақ, қанаттары, жұтқыншақ және тістер арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Қосмекенділердің өкпшілігі дыбыс шығармайды, көбінесе дыбыс резонаторлары болады. Құстар өте күрделі дыбыстар шығарады. Суда ауаға қарағанда дыбыс толқынының жылдамдығы ауауға қарағанда 5 есе жоғары. Насекомдардың көпшілігі естімеді. Құстар сүтқоректілер сияқты 20 000 герц, ал дельфиндер 80000 герц жиіліктегі ультрадыбыстардықабылдай алады.

1. 
   Химиялық сезгіштік.
   
2. 
   Терінің сезгіштік қабілеті.
   
3. 
   Электрлік және электромагниттік сезгіштік.
   
4. 
   Бағдар бүтін процесс ретінде.