Жұмыс бағдарламасы «Экология және тұрақты даму»

Жоспар:

1. 
   Экологияның анықтамалары.
   
2. 
   Экологияның қалыптасу тарихы.
   

Экология ғылымының даму кезеңдері:

І кезеңде (1707–1924 жж.) экология ғылымының алғышарттары қалыптасты;

ІІ кезеңде (1924–1980 жж.) экология ғылымы дара ғылым деңгейіне көтеріліп, өзінің зерттеу салаларын, мақсат-міндеттерін жетілдіре түсті;

ІІІ кезеңде (1980–2000 жж.) экология әлеуметтік, саяси-экономикалық, нарықтық жағдайлар мен мәселелерді зерттейтін деңгейіне жетті. 
Негізгі теоретикалық әдістерге сипаттама, жүйелік анализ, моделдеу жатады. 
2. Негізгі эмпирикалық әдістерге бақылау, салыстырмалы талдау, эксперимент (лабораториялық, далалық) және мониторинг жатады.
Қазіргі заманда экологияда математикалық әдістер, ақпарат теориясы мен кибернетика әдістері қолданылады. Кең қолданылатын ЭВМ көмегімен іске асырылатын модельдеу әдісі. Мониторинг ұғымы 20 ж. пайда болды, ғылымға 70 ж. енгізілді. Мониторинг – қоршаған орта жағдайларына бақылау жасау, ол 3 іс-әрекет жиынтығынан тұрады:1. Бақылау - қоршаған орта жағдайларына систематикалық бақылау;
2. Болжау - табиғат және антропогендік факторлар әсерінен қоршаған ортаның өзгеру күйін болжау;
3. Басқару – қоршаған орта жағдайларын реттеу іс-шаралары. 
Экологияның бөлімдері: аутэкология, демэкология, синэкология, ғаламдық экология.

Аутэкология-жек организмдер арасындағы қарым қатынастарды оның ортасымен байланыстыра отырып зерттеулер жүргізеді.

Демэкология-бір түрге жататын организмдер тобын, яғни популяцияларды оның табиғи ортасымен байланыстыра отырып зерттеулер жүргізеді.

Синэкология-бірлестіктер экологиясы ретінде әр түрлі түрлерге жататын популяциялар жиынтығын біртұтас организмдер деңгейінде зерттейді.

Ғаламдық экология-табиғи және табиғи іс-әрекетінен туындайтын биосфера шегіндегі, күн жүйесіндегі әлемдік өзгерістер мен құбылыстарды зерттейді.

1.Экология деген ұғымды қалай түсінесіз?

2.Экологияның негізгі міндеттері мен мәні қандай?

3. Қандай экологиялық бөлімдерді білесіз?

4.Адамның күнделікті қызметінде экологаялық білім қажет пе? Өзіңіздің айтқандарыңызды мысалдармен дәлелдеңіз.

5. Экологияның жеке ғылым ретінде қалыптасу кезеңі қай жылдарды қамтиды?

6. Қазақстанда қандай экологиялық проблемалар бара?

Дәріс №2. Дара организмдер экологиясы – аутэкология

Жоспар:

1. 
   Негізгі тіршілік ету орталары.
   
2. 
   Биологиялық ырғақ. Фотопериодизм.
   

1 Негізгі тіршілік ету орталары.

Суллы ортада тіршілік ететін организмдерді гидробионттар деп атайды. Судың қалың қабатын пелагиаль деп, оны 3 топқа бөледі нектон және планктон, бентос.

Планктон-судың беткі қабатында оның ағысымен қалқып жүретін ұсақ омыртқасыз жәндіктер. Олар зоопланктон және фитопланктон деп бөлінеді.

Нектон- судың терең қабаттарында еркін жүзіп жүретін балықтар, т.б. организмдер.

Бентос –судың түбіндегі шөгінділерде тіршілік ететін организмдердің жиынтығы. Бентостар: фитобентосжәне зообентос деп бөлінеді.

Жер - үсті ауалы орта организмдер үшін күрделі өзгерістер үздіксіз жүріп жататын, табиғаты сан қилы орта. Мұнда атмосферада газдың құрамы, ылғалдылығы, қысымы, т. б. факторлар жиынтығы литосфера қабатымен тығыз байланысып жатады.

Топырақта тіршілік ететін оргнизмдерді эдафабионттар деп атайды.

Оларды үш топқа бөлуге болады:

1. 
   Геобионттар-топырақтың тұрақты тіршілік иелері.
   
2. 
   Геофильдер-тіршілігінің біраз бөлігі топырақпен байланысты организмдер.
   
3. 
   Геоксендер-топырақ қабаттарын уақытша мекені ретінде пайдаланушылар.
   

Организмдердің тіршілігінде жыл сайын бұлжымай қайталанып отаратын өзгерістерді биологиялық ырғақ деп атайды.

Шектеуші факторлар.

Тіршілікке анықтама берудің бір жолы – олардың негізгі қасиеттерін жүйелеп баяндау. 

1. Тірішіліктің құрылымы. 

2. Қоректену. Ағзалар өмір сүруіне қажетті энергия мен заттарды қоректену арқылы алады. Жануарлар мен саңырауқұлақтар басқа ағзалардағы органикалық заттарды ферменттердің көмегімен ыдыратып қорытады, оны қоректену дейді. 

3. Тынысалу. Ағзалар тыныс алғанда кейбір көп энергиялы қосылыстар ыдырап, соның нәтижесінде энергия бөлінеді. Бұл энергия аденозинтрифосфот (АТФ) молекуласы түрінде сақталады. 

4. Өсу. Өлі табиғат (мысалы, кристалдар) сыртқы қабатына жаңа заттар қосу арқылы өссе, тірі ағзалар қоректік заттардың есебінен өседі. 

Әрбір организмге әсер ететін факторлардың төменгі және жоғарғы шегі болады және бір фактор шешуші роль атқарады. Бұл заңдылықты неміс химигі Ю.Либих (1948 ж) ашқан. Оны «Минимум заңы» дейді. 

Төзімділік немесе толеранттылық заңы В.Шельфордтың есімімен аталады.Заңның негізі организмдердің факторларға деген талғамының шектелуі. 

Мекен ету ортасында тірі ағзаға әсер ететін экологиялық факторлардың көптүрлігіне қарамай, олардың ағзаға әсер ету сипаты мен тірі ағзалардың жауап ретінде беретін реакциялары бойынша бірқатар жалпы заңдылықтарды көрсетуге болады. Тірі ағзаларға экологиялық факторлардың әсерінің қолайлы немесе қолайсыз болуы, ең алдымен оның әсер ету күшіне байланысты. Фактордың жетіспеуі немесе шектен тыс көп болуы ағзалардың тіршілігіне қолайсыз әсер етеді.

Ағзаның тіршілігі үшін анағұрлым қолайлы болатын экологиялық фактордың интенсивтілігі оптимум деп атайды. Көптеген түрлердің гүлденуі, көбеюі үшін оптималды температуралар белгілі.

Түрлердің мекен ерту ортасының факторларының қандай да бір диапазонына бейімделуге қабілетін экологиялық валенттілік деп атайды.

Әр түрдің өкілдері оптимум шамасына және экологиялық валенттілігіне қарай ерекшеленеді. Фактордың бір әсер ету шамасы бір тр үшін оптималды, екіншісі үшін зиянды, ал үшіншісі үшін төзімділік шегінен тыы болуы мүмкін.

Экологиялық валенттілігі төмен түрлерді стенобионтты( грек тілінен аударғанда stenos- тар), ал төзімділігі жоғары түрлер- эврибионтты (грек тілінен аударғанда eyros- кең) деп атайды. Стенобионттылық пен эврибионттылық ағзада өзінің тіршілігін сақтауда пайда болатын әр түрлі бейімделу типтерін сипаттайды. Мысалы, температураға қатысты эври және стенотермді ағзалар; тұздардың концентрациясы эври және стеногалилі; жарыққа- эфри және стенофотты; тамақ түріне байланысты эфри және стенофагты ағзаларды бөліп көрсетуге болады.

Эврибионттылық түрдің кең таралуына жағдай жасайды. Көптеген қарапайымдылар, саңырауқұлақтар эфрибионттарға жатады да олар барлық мекен ету ареалында мекен етеді.

1840 жылы Ю.Либих (1803-1873) ағзалардың төзімділігі оның экологиялық қажеттіліктерінің тізбегіндегі ең әлсіз звеносымен анықталатынын дәлелдеді. Ол ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігін анықтауда қоректік заттарға деген сұранысын зерттеуде бағытталған тәжірибелер жүргізді. Ю. Либих бидайдың өнімділігі оған көп мөлшерде қажет(СО2 және Н2О және т.б.) жеткілікті мөлшерде бар қоректік заттарға емес, оған аз мөлшерде қажет және топырақта жеткіліксіз ( мысалы, бор) заттарға тәуелді екенін анықтады.

Қазір Либих ережесі шектеуші факторлар заңы немесе Либихтың минимум заңы деп аталады. Бұл заңды былай тұжырымдауға болады.: экологиялық факторлар жиынтығында төзімділік шегіне ең жақын фактор күшті әсер етеді.

Экологиялық фактордың тек жетіспеуі (минимум) ғана емес, оның артық мөлшері де( максимум) шектеуші әсер ете алады.

Минимуммен қатар максимумның да шектеуші әсері туралы түсінікті дамытқан 1913 жылы В.Шелфорд болды. Шелфордтың толеранттылық заңы:

Экологиялық фактордың минимумы ғана емес, оның максимумы да шектеуші фактор бола алады, ал олардың арасындағы ауытқу диапазоны толеранттылық шамасы ( латын тілінен аударғанда tolerantio-шыдау, төзімҚ яғни ағзаның белгілі бір факторға төзімділігін анықтайды.

Салыстырмалы түрде тұрақты жағдайда ұзақ уақыт тіршілік еткен түрлер өзінің экологиялық серпімділігін жоғалтып, қоршаған ортаға стенобионттылық қалыптасады. Ал, орта факторларының айтарлықтай ауытқымалы жағдайында тіршілік еткен ағзалардың экологиялық серпімділігі жоғары болады да олар эврибионтты болады.

Тірі ағзалардың жеке дамуында, олардың қоршаған орта орта факторларының өзгеруіне сезімталдығы жоғары болатын кезеңдері белгілі. Мұндай кезеңдерді қауіпті кезеңдер деп атайды. Бұл кезеңдер көбіне көбею кезеңдеріне және онтогенездің бастапқы кезеңіне сай келеді. Бұл кезде қоршаған ортаның көптеген факторлары шектеуші болып табылады. Ересек крабтар мен көптеген теңіз жануарлары тұздылығы төмен немесе тұщы суда да тіршілік ете алады, ал олардың дернәсілдері үшін міндетті түрде тек өте тұзды су қажет.

Негізгі абиотикалық факторларға жарық, температура және ылғалдылық жатады.

Жарық. Белгілі француз астрономы К. Фламмарион (1842-1925) «Біздің планетамызда жүрген, қозғалған, өмір сүретін нәрселердің барлығы күннен жаралған»- деді.

Биосферадағы ең маңызды процесс-фотосинтез тек жарықта ғана жүзеге асырылады.

Альбедо-әр түрлі денелердің бетінің шағылыстыруға қабілеті. Ол радиацияның жалпы мөлшерінен пайызбен шаққандағы мөлшері.

Экологиялық фактор ретінде жарыққа қатысты өсімдіктердің төмендегі топтарын бөліп көрсетуге болады.: гелиофиттер сциофиттер және көлеңкеге төзімді өсімдіктер.

Температура. Тірі ағзалардың жер бетінде таралуын анықтайтын факторлардың бірі- температура. Жылудың тек абсолюттік мөлшері ғана емес, сондай-ақ оның уақыт бойынша таралуы, яғни жылулық режим маңызды болып табылады.

Бергаман ережесі (1847 ж.) бойынша түрдің немесе біртекті жақын түрлердің тобында дене мөлшері ірі жылықанды жануарлар анағұрлым салқын аудандарда таралған.

Термодинамика тұрғысынан ағзаның жылуды жоғалтуы оның салмағына емес, бетінің ауданына тура пропорционал болады.

Неғұрлым жануарлар ірі және денесі шағын болған сайын оған тұрақты температураны ұстап тұру жеңіл. Ал неғұрлым жануар ұсақ болса, оның салыстырмалы ауданы жоғары және жылу жоғалтуы да, зат алмасу деңгейі де, энергия жоғалтуы да жоғары.

Аллень ережесі (1877ж.) бойынша дене температурасы тұрақты жануарлардың салқын климаттық белдеулерде денесінің шығыңқы бөліктері кішірейеді.

Мысалы, экологиялық жағынан бір-біріне жақын түрлердің құлақтарының мөлшерін салыстырсақ, тундарда мекендейтін поляр түлкісінің құлағы кіші, қоңыржай белдеуде мекендейтін кәдімгі түлкінің құлағы орташа, Африка шөлдерінде мекендейтін фенектің құлағы өте үлкен.

Ылғалдылық. Су тірі ағзалардың өмірінде маңызды экологиялық факторы және олардың тұрақты құрам бөлігі болып табылады.

Ылғалды қажетсінулеріне қарай өсімдіктер төмендегідей топтарға бөлінеді: гидатофиттер, гидрофиттер, гигрофиттер, мезофиттер, ксерофиттер.

Сонымен, мекен ету ортасында тірі ағзаға әсер ететін экологиялық факторлардың көптүрлігіне қарамай, олардың ағзаға әсер ету сипаты мен тірі ағзалардың жауап ретінде беретін реакциялары бойынша бірқатар жалпы заңдылықтарды көрсетуге болады. Либихтің минимум заңы, Шелфордтың толеранттылық заңы және т.б.
&&&

$$$002-002-000$3.2.2 2 Биологиялық ырғақ. Фотопериодизм.
Фотопериодизм –күннің ұзақтығына жауап беру реакциясы.

Өсімдіктер өз денесінің әрбір грамын түзу үш 200—800 грамга дейін су жұмсайды. Фотосинтезге қажетті заттарды өсімдіктер топырақтан, судан және ауадан алады.

Мұндай жылдамдықпен бейорганикалық табиғаттан тірі заттарға қажетті биогенді элементтердің ағзасы жүріп отыратын болса, Жердегі олардыц қорыәлдеқашан таусылар еді.

Бірақ, биогенді элементтердің

үнемі қоршаған ортаға қайтарылып отыруы байланысты, өмір жалғасып келеді. Биоценозда түрлердің арасындағы қоректік қатынастардың нәтижесінде өсімдіктер синтездеген органикалық заттар өсімдіктер қайта пайдалана алатын қосылыстарға дейін ыдырайды. Бұл процесс биологиялық зат алмасу деп аталады.

Биоценоз қоршаған ортамен заттық энергиялық байланыссыз тіршілік ете алмайды.

Экожүйеде төмендегі төрт негізгі құрам бөлік болған жағдайда ғана зат алмасуды қамтамасыз ете алады. Олар - биогенді элементтердің қоры, өндірушілер, консументтер және редуценттер.

Тірі ағзалардың қоректену типтері мен энергиялық зеттеу механизмдер. Қоректену өдісіне байланысты барлық ағзаалар автотрофтар және гетеротрофтар болып бөлінеді.

Автотрофтар (грек тілінен аударғанда autos -өздігінен бейорганикалық заттардың органикалық заттарға айналуын жүзеге асырады (жасыл өісімдіктер мен көптеген микроорганизмдер).

Гетеротрофтар (грек тілінен аударғанда heteros әр түрлі) — дайын органикалық заттармен қоректенеді (жоғары сатыдағы паразит өсімдіктер)

Кұлақтар, кейбір микроорганизмдер, барлық жануарлар мен адам).

Аралас қоректену әдісі тән тірі ағзаларды II. ІІфеффер миксотрофтар (агылшын тілінен аударғанда шіх — араластыру) деп атады. Бейорганикалық заттарды органикалық затқа айналдыру механизмі бойынша автотрофтарды фототрофтар мен хемотрофтарға бөледі.

Фототрофтар (фотосинтез) - жасыл өсімдіктер, көк жасыл балдырлар.

Хемотрофтар (хемосинтез) - күкірт бактериялары Дж. М. Андерсонның қазіргі кездегі жүйеленулеріне сай гетеротрофтарды үш категорияға бөледі: некротрофтар, биотрофтар мен сапротрофтар.

НекроТрофтар (грек тілінен аударғанда nekros — өлді} қоректену объектісін өлтіреді (адам, жыртқыш).

Биотрофтар (грек тілінен аударғанда biosis — тірі) басқа тірі Оалар есебінен қоректенетін агзалар (паравиттвр).

Сапротрофтар (грек тілінен аударғанда sapros -өлі) өлген органикалық затпен қоректенеді. Жерде пайда болған алғашқы ағзалар гетеротрофтар болған, егер автотрофтар пайда болмағанда олар өзін-өзі жойып жіберетін еді. Осы топтардың пайда болуы қарапайым зат алмасудың болуына мүмкіндік береді.

Автотрофтар органикалық затты синтездейді, ал гетеротрофтар оларды пайдаланады Бұл процестің барысында органикалың заттың ыдырауы жүреді.

Егер ыдырау өнімдердің қайтадан автотрофтар пайдаланса, онда экожүйедегі ағзалар арасында зат пен энергия айналымы түзіледі. Күн энергиясын пайдалана отырып атмосфера, су және топырақ заттарынан өсімдіктер органикалық қосылыстар түзеді. Бұл қосылыстар өсімдіктер үшін құрылыс материалы болып табылады. Олардан өсімдіктердің ұлпалары құралады және олар өсімдіктердің тіршілік функцияларын қамтамасыз ететін энергия көзі болып табылады.

Гетеротрофтар органикалық заттарды бастапқы компоненттерге: көмірқышқыл газы (IV), су, нитраттар, фосфаттар және т.б. дейін ыдырата отырып, оларда қорға жиналған химиялық энергияны босатып шығарады.

Экожүйедегі агзалар трофтық (қоректік) байланыстарына қарай өндірушілер, консументтер мен редуценттерге бөлінеді.

Өндірушілер (бірінші ретті өнімді өндірушілер) -автотрофты агзалар — планеталық бүкіл тірі дүниесін органикалық затпен қамтамасыз ететін жасыл өсімдіктердің жинағы.

Консументтер (латын тілінен аударғанда consumo -пайдалану) — гетеротрофты ағзалар, өндірушілер түзген органикалық заттармен қоректенеді. Оларга жануарлар, микроорганизмдердің көпшілігі, бунақдене қоректі өсімдіктер жатады. Консументтер бейорганикалық заттардан органикалық зат түзбейді, бірақ бір органикалық затты басқа затқа айналдырады.

Редуценттер (латын тілінен аударганда reduceus, -қалпына келтіруші, деструкторлар) органикалық заттарды ыдыратушы және оларды бейоргаыикалық заттарға айналдырушы ағзалар. Редуценттерге бактериялар, саңырауқұлақтар, сапрофагтар, копрофаттар, некрофаттар және т.б. жатады. Олар заттардың биологиялың айналымының соңғы звеносы болып табылады.
Өзін-өзі тексеру тест сұрақтары
Сулы ортада мекендеушілер калай аталады?

Су тұбінде тіршілік етуші ағзалар калай аталады?

Жоспары:

• 
  Өсу
  
• 
  Даму
  
• 
  Көбею
  
• 
  Орта жағдайларының өзгерісіне бейімділігі
  
• 
  Генетикалық шығу тегі
  
• 
  Экологиялық жағдайлары жатады
  

• 
  Жергілікті популяция- табиғаты бірдей кішігірім аумақтарды мекендейтін бір түрге жататын особьтар жиынтығы. Жергілікті популяциялардың табиғаттағы саны, даму эволюциясы мен ұзақтығы биоценоздың күрделі немесе қарапайымдылығына, бірегейлігіне байланыты болады.
  
• 
  Экологиялық популяция - жергілікті популяциялардың жиынтығы негізінде қалыптасады. Олар негізінде түр ішіндегі топтар болғандықтан белгілі бір биоценозда тіршілік етуге бейімделген.
  
• 
  Географиялық популяция- географиялық жағдайлары бірдей аумақты қамтитын, особьтар топтарын құрайтын экологиялық популяциялардан тұрады. Географиялық популяциялар салыстырмалы түрде бір-бірімен нақты шектелген әрі өсімталдығы, особьтар формасы, экологиялық қатарлары, физиологиялық мінез құлқы және басқа да қасиеттері арқылы ерекшеліненді.
  

белгілі бір көлемдегі немесе кеңістіктегі ообьтардың аны мен биомасасының салмағымен өлшенеді.

Популяцияның тығыздығы олардың санына байланыты өзгеріп отырады. орташа мөлшерде алынған особьтар саны (кейде сабақтарының саны) алынады. Жануарлардың тығыздығы олардың особьтарының санына байланысты болады. Популяцияның тығыздығы температураның, ылғалды ауаның маусымдық климаттың өзгеруіне сәйкес өтіп отырады.
Өзін-өзі тексеру тест сұрақтары:

Популяцияға тән касиеттер:

Туылу саны өлім- жітім санымен шамамен теңелсе популяция калай

аталады? '

Популяция ұғымы қандай мағынаны білдіреді?

Абиотикалық факторларға нелер жатады?

Экологиялық валенттіліктерді төмен түрлер не деп аталады?

Эврибионтты грек тілінен аударғанда қандай мағынаны білдіреді?