Основные законы аутэкологии.

Аутэкология изучает взаимодействия отдельной особи (организма) со средой обитания (окружающей средой).

В биосфере выделяют четыре среды обитания:

- водная,

- воздушная (наземная),

- почвенная,

- тело другого организма.

1. Закон биологической устойчивости (реакции особи на экологический фактор): физиологическая активность особи (скорость роста, размножения и т.д.) достигает наивысших значений при оптимальных параметрах среды (в зоне оптимума экологических факторов) и угнетается при значениях, близких к экстремальным (в зоне пессимума).

2. Закон лимитирующего фактора (Ю.Либиха):результирующую устойчивость особи определяет самое слабое звено его потребностей, т.е. фактор, значение которого ближе к экстремальному.

3. Закон равнозначности факторов среды:все экологические факторы одинаково важны для жизнедеятельности организма, нельзя игнорировать ни одного из них.

4. Закон совместного действия экологических факторов (является следствием из закона Либиха): физиологическая активность особи зависит от действия всех факторов среды одновременно, оказывающих комплексное влияние (потенцирование или ингибирование действия друг друга).

5. Закон оптимальности: параметры системы (экосистемы, организма) всегда строго отвечают ее функциям. Или, любая экосистема с максимальной эффективностью функционирует в определенных пространственных и временных границах, при определенных ее размерах и других характеристиках.

Следствия:

правило Бергмана: в пределах биовида, распространенного от тропиков до Полярного круга, масса и размеры особей растут в направлении от теплых зон к холодным.

правило Аллена:конечности и выступающие части тела животных тем меньше, чем меньше средняя температура среды. Целью является уменьшение (увеличение) теплоотдачи.

Популяция. Основные характеристики. Кривые выживания. Популяцией называют наименьшую экологическую единицу вида = совокупность особей одного вида, живущих на одной территории длительное время и свободно скрещивающихся.

Основные характеристики:

- полная численность,

- плотность расселения,

- генетическая структура,

- данные о вероятности выживания,

- тип пространственного распределения особей,

- возрастное распределение особей (демографическая пирамида),

- способ размножения и плодовитость,

- социальная организация.

Кривыми выживания называются зависимости количества выживших особей популяции от их возраста. Бывают трех типов:

Тип 1 характерен для видов с низкой детской смертностью, комфортными условиями жизни (дрозофилы в лабораторных условиях, жители развитых стран Запада), и лишь в старости смертность резко возрастает.

Тип 2 (популяция гидры) характеризуется постоянно высокой смертностью потомства на протяжении всей жизни.

Тип 3 (с высокой смертностью молодых организмов (рыбы, насекомые, паразиты) и стабильным выживанием взрослых особей.

Основы теории динамики популяций. Одной из основных задач экологии является прогноз изменений состояния популяций, расчеты их численности в будущем. Этим занимается популяционная экология.

Колебания численности dN популяций характеризуются такими показателями, как коэффициент рождаемости a, коэффициент смертности b, эмиграция и иммиграция. Пренебрегая двумя последними факторами, уравнение динамики численности можно представить так:

dN = aNdt - b Ndt, или dN / dt = aN - b N,

где aNdt – прирост в результате размножения,

b Ndt – убыль в результате смертности.

При равных коэффициентах a и b изменение численности представляет собой экспоненту:

N(t) = N₀ exp (a - b) t,

где N₀ – исходная численность популяции.

При улучшении условий среды численность возрастает до тех пор, пока не достигнет максимума (количество особей, которое способна прокормить среда обитания популяции). После полного исчерпания ресурсов среды наступает падение численности (коллапс), завершающееся достижением популяцией минимальной численности. С этого момента вследствие уменьшившейся нагрузки ресурсные возможности среды обитания возрастают и происходит увеличение численности до нового максимального значения (более низкого, т.к. среда не успевает восстановиться полностью). Подобные колебания численности продолжаются до тех пор, пока не достигается равновесная численность. Таким образом, динамку численности популяции в условиях изменения условий среды можно представить так: рост численности ® коллапс ® … ® стабилизация.