Материал воспроизводит главу из книги академика Галазия Г. И. "Байкал в вопросах и ответах" (1989). Сквозная нумерация вопросов по книге сохранена.
Биосфера — это область активной жизни на Земле, в которой проявляется влияние живого вещества (живых организмов). В биосфере живые организмы и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом. Биосфера охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биохимическими циклами миграции веществ и энергии (биогенная миграция атомов по В. И. Вернадскому). Начальный момент этих циклов заключен в трансформации солнечной энергии и биогенных элементов из неживой природы растениями и синтез ими органических веществ на Землю, служащих источником и условиями жизни на нашей планете. Учение о биосфере создано в 20—30-е гг. нашего века выдающимся русским ученым В. И. Вернадским, развившим идеи В. В. Докучаева о комплексном естественно-историческом анализе взаимодействующих разнокачественных объектов и явлений в природе. Вещество биосферы, по В. И. Вернадскому, состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое, биогенное, косное, биокосное, радиоактивное вещество, рассеянные атомы, вещество космического происхождения. Элементарной структурой активной части современной биосферы является биогеоценоз на суше и биогидроценоз в водной среде.
Наука об условиях жизни организмов и их взаимных связях со средой. Экология — это наука об организмах «у себя дома», наука о взаимоотношениях между живыми организмами и их сообществами, с окружающей их живой и неживой средой обитания.
Термин экология впервые предложил в 1866 г. зоолог Э. Геккель. Он же дал ее определение как науки об отношении организмов к окружающей среде.
Наука об экологии особей отдельных видов.
Наука об экологии популяции организмов того или иного вида. Ее синоним — популяционная экология, например, экология северо-байкальской популяции омуля и т. п.
Синэкология — синоним биоценологии. Это наука об экологии биоценозов (совокупности видов), групп организмов, составляющих определенные единства.
Это совокупность биокосных элементов, взаимодействующих друг с другом и объединенных в единое целое выполнением общей функции, то есть это природный комплекс, состоящий из определенных групп живых организмов (биоценозов) и среды их обитания (биотопов). Экосистема — это структурно-функциональная единица биосферы. Примером экосистемы может служить Байкал со всеми организмами, населяющими этот водоем, где наиболее полно выражено взаимодействие как между организмами, так и организмов со средой, Экосистема — безразмерная единица. Поэтому экосистемами являются как отдельные озера, так и их части, — например, экосистема дельты Селенги, обособленного залива, например, Чивыркуйского, Баргузинского и др. В экосистемах живые и неживые природные компоненты взаимосвязаны и выступают в качестве единого целого. Экосистемы отличаются между собой по своим физико-химическим характеристикам, составу населения и особенностям (спецификой) внутрисистемных взаимодействий.
Биомы (биологическая часть экосистемы) — совокупность видов животных и растений, составляющих живое население экосистемы или района, например биом Байкала. Однако в зарубежной литературе бытует и другое значение термина биом. Под биомами подразумеваются более крупные экосистемы или их совокупности, существующие в близких климатических условиях и имеющие сходный характер животного мира и растительности. Примерами биома в этом понимании являются, например, арктические тундры, прерии, Саргассово море и т. п.
Среди лимнологов отдается предпочтение первому значению понятия биом. А примеры биомов зарубежных ученых скорее следует считать элементами биосферы.
При системном подходе изучают возможности приложения общей теории систем и ее методов к водной экологии; рассматривают проблемы организации биосистем в гидросфере, их поведение, самоорганизацию, саморегуляцию; разрабатывают моделирование как специфический подход к изучению и описанию биосистем, управлению ими и прогнозированию их состояния при различных изменениях окружающей среды.
Системный анализ — это комплексное, последовательное изучение организации и функциональных связей организменных и надорганизменных структур как внутри себя, так и их взаимодействия с окружающей средой. Такими исследованиями занимается, например, биогеоценология па суше или биогидроценология (гидробиология) при изучении водных экосистем.
Системы бывают организменные и надорганизменные (популяционные, биоценотические и т. п.). Для рационального использования ресурсов живой природы необходимо знать закономерности существования и взаимодействия этих систем, их структуру и функции.
Это часть биосферы, заключенная в водной оболочке Земли.
Это раздел биологии, изучающий водные организмы и их жизнь в единстве с окружающей средой. Гидробиология оформилась в самостоятельную науку в конце XIX века. Ее рождение связано с запросами хозяйственной жизни человека. Гидробиология изучает но только отдельные водные организмы, но и их популяции и биоценозы в пределах водных экосистем и их взаимодействие как между собой, так и с окружающей средой.
Познание абиотических компонентов гидробиосферы, закономерности их существования и превращения — задача наук не биологических. Гидробиология помогает разработке научных основ рационального использования биологических ресурсов водоемов, а также научному обоснованию прогнозов возможных изменений состояния гидросферы, способов управления ими и планирования интенсивности эксплуатации биологических ресурсов водоёмов.
Наука об исследовании способов оценки количественного и качественного приращения биомассы гидробионтов, их популяции, гидробиоценозов и водных экосистем, путей улучшения их продукции и ее качественного состава и структуры.
Исследует биологические процессы в водоемах, ответственные за формирование качества воды, и возможные пути управления ими в интересах охраны здоровья людей и использования водоемов как источников питьевого водоснабжения, для рекреационных и других целей.
Наука о взаимосвязях водных организмов с окружающей средой. Особое внимание в промысловой биологии уделяется тем характеристикам среды, от которых зависят экономически рентабельные концентрации рыб и других промысловых организмов. Специалисты по промысловой биологии изучают экологию и динамику популяций рыб, что необходимо для обеспечения устойчивых уловов. Промысловая биология изучается, главным образом, в высших рыбных технических училищах, а также в некоторых университетах.
Изысканием мер борьбы и предотвращения обрастания гидротехнических и портовых сооружений, кораблей, каналов: а также зарастания водохранилищ, трубопроводов; коррозией металлов; защитой от древоточцев, камнеточцев и др.
Изучает формирование водных организмов на временно затопляемых участках возделывания полуводных культур, например риса, и выясняет пути управления этими процессами для повышения урожайности полей и биологической продуктивности таких временных водных экосистем.
Это часть общей гидробиологии. Она изучает биологические явления в воде, с которыми приходится считаться в судоходстве — искажение данных эхолокации и других измерений из-за присутствия гидробионтов; биолюминесценцию; биологические преграды и др. В современной гидробиологии развиваются трофологическое, энергетическое, токсикологическое, этологическое, радиоэкологическое, палеогидробиологическое, системное и др. исследования.
При трофологическом подходе изучается питание и пищевые взаимоотношения гидробионтов, причинные связи и механизмы продукционного процесса в их динамике.
Это исследование биологической трансформации вещества и энергии и их круговорот, результаты которых выражены в энергетических единицах (например, калориях).
При токсикологических исследованиях изучают критерии токсичности, предельно допустимые для гидроби-онтов концентрации отдельных токсикантов или совокупности нескольких, их трансформацию и аккумуляцию в организмах по трофической цени и механизмы их токсического действия.
При этологических исследованиях изучают закономерности поведения гидробионтов и их популяций в естественной и измененной антропогенными воздействиями среде.
При радиоэкологических исследованиях изучают пути миграции, процессы накопления и выведения радионуклеидов в процессе жизнедеятельности гидробионтов и их влияние на водное население.
Исследуют донные отложения, выявляют содержание в них ископаемых водных организмов и по ним изучают историю формирования населения водоемов по субфоссильным (окаменелым, пропитанным минеральными растворами и др.) остаткам гидробионтов.
Место в экосистеме, биоценозе или сообществе, которое занимает та или иная группа организмов одного вида (популяции). Термин предложен американским ученым Дж. Гриннелем в 1917 г.
Продуценты — это организмы первого уровня трофических ступеней, создающие своей биомассой пищу для организмов последующих трофических ступеней. Водоросли являются продуцентами для пастбищного зоопланктона и зообентоса. Зоопланктон и зообентос служат продуцентами для более крупных беспозвоночных животных и рыб. Рыбы планктоноядные — продуценты для хищных рыб и т. д.
Консументы — это организмы, потребляющие продуцентов, то есть ту органическую пищу, которую создают организмы предыдущих (более низких) трофических ступеней. Зоопланктон — консумент, потребитель фито-планктона; рыбы —консумент но отношению к зоопланктону; хищные рыбы — консумент по отношению к рыбам планктоноядным и т. п.
Это последовательное превращение элементов неорганической природы (биогенных и др.) с помощью растений и света в органические вещества (первичную продукцию), а последних — животными организмами на последующих трофических (пищевых) звеньях (ступенях) в их биомассу. В пищевую цепь входят все растения и животные, а также содержащиеся в воде химические элементы, необходимые для фотосинтеза. В воде пищевая цепь начинается с мельчайших растительных организмов — водорослей, живущих в эвфотической зоне и использующих солнечную энергию для синтеза органических веществ из растворенных в воде неорганических химических питательных веществ и углекислоты. В процессе переноса энергии пищи от ее источника — растений через ряд организмов, происходящих путем поедания одних организмов другими, наблюдается рассеивание энергии, часть которой переходит в тепло. При каждом очередном переходе от одного трофического звена (ступени) к другому теряется до 80—90% потенциальной энергии. Это ограничивает возможное число этапов, или звеньев цепи, обычно до четырех—пяти. Чем короче пищевая цепь, тем большее количество энергии сохраняется.
В Байкале пищевая цепь в пелагиали состоит, как было сказано, из пяти звеньев: водоросли — эпишура — макрогектопус — рыбы — нерпа или хищные рыбы (ленок, таймень, взрослые особи омуля и др.). Человек участвует в этой цепи как последнее звено, но он может потреблять продукцию и более низких звеньев, например рыб или даже беспозвоночных при использовании в пищу ракообразных, водных растений и т. п. Короткие трофические цепи менее устойчивы и подвержены большим колебаниям, чем длинные и сложные по структуре.
Начальным уровнем (звеном) всякой трофической (пищевой) цепи в водоеме являются растения (водоросли). Растения никого не поедают (за исключением небольшого числа видов насекомоядных растений — росянка, жирянка, пузырчатка, непентес и некоторые другие), напротив, они являются источником жизни для всех животных организмов. Поэтому первой ступенью цепи хищников являются травоядные (пастбищные) животные. Следом за ними идут мелкие плотоядные, питающиеся травоядными, затем звено более крупных хищников. В цепи каждый последующий организм крупнее предыдущего. Цепи хищников способствуют устойчивости трофической цепочки.
Это организмы, питающиеся за счет других организмов, называемых хозяевами. Но в цепи паразитов, в отличие от хищников, каждый последующий трофический уровень (звено) состоит из организмов по размерам меньших, чем организмы предыдущего уровня, на котором или в котором они паразитируют.
Это растения, питающиеся органическими веществами отмерших организмов или продуктами их метаболизма. По типу питания сапрофиты относят к гетеротрофным организмам. Сапрофиты способствуют ускорению разложения трупов и выделений животных до исходных веществ — воды, двуокиси углерода, аммиака и других неорганических соединений — и тем самым играют важную роль в круговороте вещества и энергии в природе. Сапрофиты встречаются, главным образом, среди грибов, актиномицетов и бактерий. Среди водорослей они есть в семействе протококковых (прототена), хламидомонадовых (политомы) и др. Сапрофиты могут переходить к питанию на живых организмах, то есть паразитировать. А некоторые фотосинтезирующие виды из зеленых водорослей могут питаться и как сапрофиты.
Цепь паразитов, с энергетической точки зрения, принципиально не отличается от цепи хищников, так как и паразиты и хищники являются консументами. В цепи паразитов могут быть растительные и животные организмы. Паразит растения на диаграмме потоков энергии будет занимать то же положение, что и травоядные животные, а паразиты животных попадут в категорию хищников. Размеры организмов в цепи паразитов в каждом последующем звене не увеличиваются, а мельчают. Цепи паразитов в среднем короче цепей хищников, так как с уменьшением размеров организма быстро увеличивается интенсивность метаболизма, в результате чего резко сокращается та биомасса, которую можно поддержать при данном количестве пищи. Например, на растения нападают нематоды, а на них могут нападать бактерии и другие мелкие паразиты паразитов (нематод).
Пищевая цепь сапрофитов — это замыкающее звено трофической цепочки. Сапрофиты питаются мертвыми организмами. Химические вещества, образующиеся при разложении мертвых организмов, снова потребляются растениями — организмами-продуцентами, с которых начинаются все трофические цепи.
Это самоорганизующаяся совокупность биологических элементов, взаимодействующих между собой и объединенных выполнением общей функции. Биосистемы взаимодействуют с внешним миром как единое целое, сохраняя общую структуру взаимодействия элементов внутри нее при изменении внешних условий и своего внутреннего состояния. Биосистемы способны к самовоспроизведению в условиях, оптимальных для их существования.
Термин, применяемый биологами для характеристики меры состояния самоорганизации биосистемы, нанравленной к достижению устойчивого термодинамического равновесия при накоплении энергии, и, следовательно, удалению от упорядоченного состояния (организованность и упорядоченность биосистем определяется степенью их отклонения от максимально неупорядоченного состояния системы молекул, находящихся в термодинамическом равновесии).
Все биосистемы относятся к классу вероятностных, в результаты их взаимодействия точно не предсказуемы, поэтому попытка заменить математическими моделями натурные исследования биосистем заведомо обречены на неудачу.
Все системы с небольшим числом взаимодействующих элементов обычно неорганической природы или некоторые организованные системы в живой природе, результаты взаимодействия которых возможно предсказать.
Большой подвижностью связей между элементами. Надорганизменные биосистемы не обладают жестко запрограммированным развитием, имеют много ярусов управления (популяционный, видовой, биоценотический, экосистемный и др.), которые построены на статическом типе, то есть на случайных взаимоотношениях элементов. Организменные биосистемы имеют структурированное управление, осуществляющееся по определенным каналам связи.
Это совокупность пространства и тех элементов внешнего мира, с которыми данная биологическая система взаимодействует непосредственно и к воздействию которых адаптирована исторически.
Совокупность пространства и всех элементов внешнего мира, окружающего живое (а не только тех, с которыми оно связано прямыми приспособительными связями).
Элементы среды, оказывающие то или иное непосредственное влияние на существование организмов, — например, температура воды, соленость, прозрачность, рН и др.
Это физико-химические и механические воздействия неживой среды (минерализация, прозрачность, температура, реакция, мутность и т. п.).
Воздействия одних элементов живого населения на другие (численность и биомасса продуцентов и консу-ментов, наличие паразитов и хищников и т. п.).
Сознательное и невольное влияние человека и его деятельности на живую природу — загрязнение водоемов сточными водами, засорение нерестилищ сплавляемой древесиной, перелов рыбы сверх допустимого и т. п.
Организмы с широкой экологической валентностью, например такие, которые способны жить как в пресной, так и в соленой воде, теплой и прохладной, прозрачной и мутной, на мелководье и на значительных глубинах, в прибрежной части и в открытом водоеме и т. п.
Организмы с узкой экологической валентностью (stenos — узкий). Например, голомянка в Байкале может жить при температуре воды не ниже +2° и не выше + 8°С, примерно в таких же температурных границах может жить эпишура и др.
Организмы, которые могут жить и воспроизводиться на различных глубинах водоема.
Организмы с очень высокой степенью эврибионтности (ubique — везде). Такие организмы способны жить практически в любых природных условиях, существующих на территории их распространения (ареала).
Организмы, приспособленные к жизни с очень узкой амплитудой температурных изменений в среде.
Организмы, живущие в условиях с широкой амплитудой изменения температуры среды, например, гольяны могут жить от +4, +5 до +30°С, примерно в таких же температурных пределах встречаются караси.
Организмы, предпочитающие жить в условиях с более высокой температурой, чем в окружающей среде (fileo — люблю), например коралловые полипы, способны жить при температуре не ниже +22, +25°С, поэтому встречаются они только в тропических водах.
Организмы, предпочитающие жить в условиях с более низкой температурой, чем другие организмы (krios — холод).
Организмы, избегающие повышенного осолонения воды (fobos — боязнь).
Условия, при которых организмы могут жить и размножаться, не снижая своей численности, биомассы и продуктивности. Живые организмы встречаются в самых разнообразных условиях — от арктических пустынь, где вечный холод, до термальных источников с температурой, превышающей +80°С, и даже в атомных реакторах в условиях сильного ядерного облучения.
Условия, при которых нормальное функционирование биосистемы в целом осуществляется при минимальных затратах вещества и энергии и наибольшей ее продуктивности.
Условия, при которых организмы находятся в наихудшем состоянии и не способны к воспроизводству и поддержанию биомассы и продукции (pessimus — наихудший).
Перенапряженное состояние организма, необходимое для поддержания жизнедеятельности, возникающее при резких воздействиях на организмы или биосистемы (температурный, солевой стрессы и др.) или резких изменениях факторов среды.
Факторы среды, исключающие или ограничивающие процветание вида, называются лимитирующими. Закон минимума, сформулированный Ю. Либихом в 1840 г., также говорит о том, что благополучие биосистемы (например, урожайность популяции) определяется теми факторами, которые находится в минимуме. Но для сложных неустойчивых систем этот закон неприложим, он не абсолютный.
Закон, сформулированный Е. Митчерлихом, говорит, что при совокупном действий многих факторов возможна взаимозаменяемость отдельных компонентов, — например, недостаток кальция для построения раковин моллюсков может замениться стронцием и др.
Лимитирующее влияние на развитие организма может оказывать фактор, находящийся не только в минимуме, но и в максимуме (избыток каких-то веществ, высокие температуры и т. п.). Закон толерантности сформулирован в 1913 г. В. Шелфордом.
Правило, сформулированное в 1926 г. А. Тинеманом, гласит, что лимитирующее значение факторов может про-являться не на всех, а только на некоторых стадиях развития организма, когда их экологическая валентность минимальна.
Это степень чувствительности и адекватности реакции организма на изменение факторов среды. Наименьшая экологическая валентность у гидробнонтов обычно наблюдается на ранних стадиях развития и лимитирующая роль абиотических факторов в это время наибольшая.
Факторы, изменяющиеся периодически (закономерно), обусловливают формирование у видов (популяций) характерных для них биологических циклов (суточных, сезонных, годовых и др.), специфических типов динамики численности и др. видовых признаков.
Факторы непериодические (незакономерные) влияют, главным образом, на распространение вида и его численность.
Биотические факторы оказывают более сильное влияние при более высокой плотности популяции. Абиотические факторы влияют, как правило, на население вне зависимости от плотности.
Место в пределах экологической пищи, где встречаются и живут организмы данного вида. Исследователь Ю. Одум говорит, что местообитание — это как бы «адрес» организма, а экологическая ниша — его биологическая «профессия», то есть где и как он работает на жизненной арене, какое место занимает в биотической системе.
Это подразделения гидросферы, как арены жизни, на более или менее отграниченные друг от друга участки.
Это биотоп, охватывающий толщу воды водоема (pelaqos —открытое море). Организмы, его населяющие, называются пелагосом.
Это биотоп, охватывающий дно и прилегающий непосредственно к нему слой воды, в котором живут донные организмы — бентос.
Это биотоп, охватывающий поверхностный слой воды, граничащий с атмосферой (nein — плавать). Организмы, живущие в нем, называются нейстоном.
Стремление водных животных находиться в контакте с субстратом (thigmo — прикосновение, контакт).
Стремление животных ориентировать положение тела или двигаться навстречу течению (rheo — течение, taxis — расположение).
834. Что такое пелагобентос?
Так называют организмы, способные вести как пелагический, так и бентоносный образ жизни. Часто они попеременно живут то в одной, то в другой среде.
Это растительные организмы, живущие на том или ином субстрате, в том числе и на живых телах; их еще называют организмами обрастаний.
Пелагические организмы, часть тела которых находится в воде, а часть над ее поверхностью (ряска и др., plein — плавать на корабле).
Это совокупность взвешенных в воде органоминеральных частиц и отмерших организмов.
Это совокупность детрита и планктонных организмов (seston — просеянный).
Организмы, адаптированные к жизни в воде, но способные значительное время жить вне ее в воздушной среде (лягушки, тритоны, а также земноводная гречиха, стрелолист, водный лютик и др.).
Организмы, жизнедеятельность которых связана с водой, но часть их тела находится в воде, а часть на воздухе (тростник, камыш, осока и др.).
Организмы, часть жизненного цикла которых проходит в воде, а часть — в воздушной среде, например насекомые, ведущие в личиночной стадии водный образ жизни, а в имагиальной — воздушный (хирономиды, симулиды и др.).
Организмы, местообитания которых приурочены к какому-либо одному грунтовому субстрату (edaphon — почва, грунт).
Организмы, местообитания которых встречаются на разных грунтах.
Стеноксидные — организмы, способные жить в условиях с очень незначительным колебанием содержания кислорода в воде, эвриоксидные — в условиях с широким колебанием содержания кислорода в воде.
Животные, питающиеся трупами других животных. Из водных животных сапрофаги встречаются среди ракообразных (донные бокоплавы, речные раки). Из млекопитающих трупами питаются гиены; из птиц — грифы, ворон; из насекомых — жуки мертвоеды и кожееды, личинки падальных и мясных мух.
Водные организмы, способные к самостоятельному активному передвижению в воде, в том числе и против течения. В нектон входят рыбы, тюлени, а в морях и китообразные, взрослые головоногие, морские черепахи и другие животные.
Это органические и минеральные частицы, выделяемые животными и растениями в процессе их жизнедеятельности и соответствующего обмена веществ. К метаболитам относятся и продукты разложения мертвых организмов. Продуктами метаболизма могут питаться бактерии и простейшие, а иногда и более высокоорганизованные животные; олйтохеты и другие бентосные организмы питаются детритом, осаждающимся на дно.
Это сокращенное название термина «биологическое потребление кислорода». Обозначает необходимое количество кислорода для окисления органического вещества в определенном объеме воды и за определенный срок. Обычно БПК выражается в миллиграммах кислорода для окисления органики, содержащейся в 1 л воды за 5 суток (БПК5). Но используется и для других сроков — БПК20, то есть окисление за 20 суток или БПК полное - до полного окисления всей содержащейся органики в воде. БПК определяется добавлением к воде марганцовокислого калия как окислителя и последующим титрованием его остатка гипосульфитом. Этим способом определяется легкоокисляемое органическое вещество. Трудноокисляемые органические вещества определяются по величине ХПК — химического потребления кислорода.
Совокупность уравнений, описывающих экосистему, популяцию организмов, природный процесс или явление, называют математической моделью. Изучение поведения организмов, их популяций, динамики экосистемы, изменение процессов или явлений при изменяющихся условиях путем решения этих уравнений называют математическим моделированием. К сожалению, удовлетворительной модели более или менее крупной экосистемы пока создать не удалось.
Вместе с тем разработаны хорошие модели распространения промстоков и различных примесей в озере, которые стали основой для вывода о невозможности стабилизации зоны загрязнений при непрерывном источнике их поступления, равно как и многих других явлений, физическое моделирование которых невозможно.
Пограничная между биологией и техникой наука. Изучает возможности использования человеком структуры и жизнедеятельности организмов, а также механизмов и приспособлений, выработанных живой природой, для решения инженерных задач. Эта идея принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями — орнитоптер.
Заимствование у природы различных устройств и конструкций человеком производится уже давно, вероятно еще на заре его становления. По древнегреческой легенде юноша Икар бежал из места заключения, улетев на крыльях из перьев, изготовленных ого отцом Дедалом. Перья были скреплены воском, а юноша слишком близко подлетел к солнцу. Солнечный жар расплавил воск, крылья развалились, и Икар упал в море.
Конструкция подвесных мостов, колонны, самолеты и вертолеты, ультразвуковые локаторы, ночное видение, принцип передвижения на гусеничном ходу, стрелы подъемных кранов, землеройные машины и многое другое подсмотрено или заимствовано у природы.
Гомоис (греч.) — подобный, одинаковый; стазис — состояние, неподвижность.
Это результат сложных координационных и регуляторных взаимоотношений, осуществляемых как в целом организме, так и на органном, клеточном и молекулярном уровнях.
Это такое относительное постоянство состояния организма, при котором поддерживаются все параметры деятельности как внутренних органов, так и тканей, обмена веществ, кровоснабжения на постоянном, точно дозируемом уровне. В физиологии — это относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма животных и растений.
Понятие гомеостаза применимо также к сообществам организмов, например, сохранение постоянства видового состава и числа особей в биоценозах. Под гомеостазом у растений подразумевают сохранение постоянства оводненности листьев путем открывания и закрывания устьиц.
Гомеостаз — понятие безразмерное, широко применяется там, где требуется подчеркнуть постоянство состояния какого-либо организма, сообщества организмов, состава и структуры популяций или какого-либо явления.
Выделяют понятие генетического гомеостаза. Это способность популяции поддерживать динамическое равновесие генетического состава, что обеспечивает ее максимальную жизнеспособность. Термин предложен в 1929 г. американским физиологом У. Кенноном.
В последнее время термин гомеостаз применяют и в кибернетике по отношению к любому саморегулирующему механизму.
Термин предложен голландским физиком Г. Каммарлинг-Оннесом для оценки теплосодержания в веществе, системе. Биологи используют его для характеристики состояния гидробиоценоза при антропогенном эвтрофи-ровании водоема и нарастании количества продуктов обмена — биологической продукции и накапливающихся илов и детрита. Для борьбы с антропогенным эвтрофированием и постоянным ростом энтальпии следует разработать методы изъятия из природных вод избытка илов и биологической продукции — рыбы, зоо- и фитопланктона, макрофитов, моллюсков и др. организмов.
853. Что такое генотип?
Это носитель наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению или совокупность всех признаков организма — его общего облика и элементарных признаков, т. е. его фенотипа и наследственных факторов как ядерных (геном), так и неядерных, внехромосомных — цитоплазматических и пластидных наследственных факторов.
Генотип — единая система взаимодействующих генов, в которой проявление каждого гена зависит от генотипической среды, где он находится. Генотип определяет норму реакции организма на все возможные условия среды и контролирует развитие, строение и жизнедеятельность организма. Естественный отбор действует не на отдельные гены или свойства, а на целые генотипы, в силу чего в анализе генетических основ эволюционного процесса необходимо использование широкого общебиологического подхода.
Изменение поведенческих реакций организмов является реакцией всего генотипа на изменение экосистемы. Поэтому при разработке правил охраны окружающей среды и, в частности, поверхностных вод, предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в сточных водах не должны превышать тех концентраций этих веществ, при которых возможны не только изменения структуры и видового состава, но и поведенческих реакций организмов гидробионтов.
Количественный состав и относительная численность разных форм (аллелей) различных генов в популяциях того или иного вида организмов. Термин введен русским ученым Л. С. Серебровским в 1928 г., которым он обозначал аллельный состав различных генов в популяциях или всего населения вида, включая все варьирующие признаки и свойства вида или же ту или иную, интересующую исследователя, выборку из них. Инвентаризация наследственно варьирующих признаков изучаемого вида организмов (рыб, сельскохозяйственных животных, растений и др.) совместно с определением частоты различных аллелей имеет большое практическое значение в селекции.
Для того, чтобы сохранить генофонд экосистемы, нужно сохранить саму экосистему. Одним из признаков ее неблагополучия является изменение поведенческих реакций организмов, входящих в экосистему. Это один из первых внешних сигналов о нарушении ее гармонии, а следовательно, и устойчивости.
Это биологическое приспособление, обусловливающее существование популяций, развитие и процветание видов, формирование, воспроизводство и устойчивость биоценозов.
Термин обычно применяется к животным и обозначает способность организмов регулярно давать свойственное каждому виду количество нормального развитого приплода. По отношению к растениям принят термин урожайность, а сам процесс воспроизводства плодов или потомства называют плодоношением.
Это количество икринок, отложенных одной особью данного вида за всю ее жизнь. Видовую плодовитость выражают в абсолютных (ВАП) и относительных величинах (ВОП) или через специальный показатель (ПВП), который по С. А, Северцову (1941) связывает количество потомства (r), возраст наступления половой зрелости (j), период между двумя сезонами размножения (р) и соотношение числа самок и самцов (S) и выражается формулой:
r=1/p*j*S
Это количество икринок, которое дает популяция тех или иных рыб в конкретных условиях местообитания. На величине ПП отражаются соотношения полов, возрастной состав стада и др. При преобладании в нерестовом стаде самок, особенно повторно нерестующих, ПП увеличивается. Существуют разные способы выражения ПП. Б. Г. Иоганзен считает, что удобнее всего оценивать ПП по количеству икринок у 100 особей популяции (без разбора по полу и возрасту).
Это количество икринок, выметываемое самкой за один нерестовый период (один сезон размножения).
Для существования рыб (их популяций) в изменчивых условиях у некоторых из них существует порционное икрометание, повышающее индивидуальную плодовитость в 2—3 раза (например, у леща), а, следовательно, и выживаемость данной популяции.
Индивидуальная плодовитость может выражаться в абсолютных (ИАП) или относительных (ИОП) величинах, или в особых показателях (ПИП). ИАП у рыб обычно увеличивается с возрастом особи, ее массой, длиной, упитанностью. У разных популяций рыб одного и того же вида средняя ИАП может существенно различаться.
Видообразование в условиях совпадающих или перекрещивающихся ареалов популяций организмов. Эволюция организмов, например, в Байкале в отличие от других водоемов и наземных биоценозов протекает у многих не смешивающихся популяций рыб преимущественно в условиях экологической изоляции и симпатрически, т. е. в условиях перекрывающихся или совпадающих ареалов биологических обособленных популяций (северобайкальская, селенгинская, большереченская популяции омуля и, др. организмов).
Видообразование, которое происходит у близких по таксономической принадлежности организмов, оказавшихся в географической изоляции, т. е. имеющих непрекрещивающиеся или разобщенные ареалы (например, глубоководные организмы южной котловины Байкала географически изолированы от таких организмов северной котловины, мермитиды Байкала и Хубсугула и др.). В случае тектонических и горнообразовательных процессов происходит разрыв ареалов одних и тех же видов и последующая их эволюция в изолированных участках (например, в западных районах Африки и восточных районах Южной Америки).
Разорванные ареалы реликтовых групп гидрофауны в Голарктике отмечаются для мшанок, планарий, пиявок, водяных осликов, ручейников, некоторых олигохет, низших ракообразных. Их представители встречаются в Западной Европе, в оз. Байкал, на Дальнем Востоке, в Японии и в Северной Америке.
Моллюски-байкалииды найдены в озерных отложениях в Западном Китае, на юге Западной Сибири, в Горном Алтае и в отложениях Долины озер и Нилгинской впадины в Монголии (Мартинсон, 1955, 1967 и др.). Выявлены родственные связи байкальских остракод с пещерной гидрофауной западного Закавказья и Крыма, а также установлено их сходство с нижнеплиоценовыми формами из мейомезогалинных отложений юго-восточной Европы и Армении.
Слабосоленые опресняющиеся водоемы — озера, которые были заселены своеобразной гидрофауной, способной переносить некоторую соленость воды и жить в пресной воде. Полагают, что такая фауна, возможно, и некоторые растения дали начало пресноводной фауне и флоре озер и, в частности, Байкала. Палеолимнологи предполагают, что предками байкальской фауны являются животные, населявшие, водоемы азиатского многоозерья. Остатками таких озер считают водоемы Долины озер и Нилгинской впадины Монголии. Озера этих долин имели переменную соленость. Организмы приспособились к таким условиям. Их потомки расселились по другим вновь образовавшимся пресноводным озерам и дали начало новой пресноводной озерной фауне.
Энциклопедии городов | Энциклопедии районов | Эти дни в истории | Все карты | Всё видео | Авторы Иркипедии | Источники Иркипедии | Материалы по датам создания | Кто, где и когда родился | Кто, где, и когда умер (похоронен) | Жизнь и деятельность связана с этими местами | Кто и где учился | Представители профессий | Кто какими наградами, титулами и званиями обладает | Кто и где работал | Кто и чем руководил | Представители отдельных категорий людей
