Экология коротко

• Закон оптимума
• Эврибионты и стенобионты
• Закон ограничивающего фактора. Бочка Либиха
• Закон толерантности Шелфорда
• Правило Аллена
• Правило Бергмана
• Правило Глогера
• Типы биотических отношений
• Сукцессии
• Типы пищевых цепей
• Сравнение агроэкосистем и природных экосистем
• Основные среды жизни и их характеристики
• Особенности водной среды обитания
• Адаптации к уменьшению удельного веса тела в воде.
• Свет как экологический фактор
• Типы веществ по Вернадскому
• Природные ресурсы: исчерпаемые и неисчерпаемые
• Функции живого вещества

Самое важное по экологии для подготовки к ЕГЭ по биологии. Основные законы, правила, понятия с закреплением. Данный материал подходит для быстрого повторения перед экзаменом.

Закон оптимума

Любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на жизнедеятельность организма.

Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности.

Зона нормальной жизнедеятельности – диапазон действия фактора, при котором могут нормально существовать большинство особей вида.

Зона угнетения – диапазоны за пределами нормы (отклоняющейся как в большую, так и в меньшую строну от зоны нормальной жизнедеятельности). В таких условиях часть организмов исследуемого вида погибает, оставшиеся испытывают значительное угнетение жизнедеятельности.

За пределами зоны угнетения действие фактора становится губительным и все, даже самые устойчивые организмы, погибают.

Графики по экологии

Графики по экологии

Эврибионты и стенобионты

Эврибионты способны выдерживать значительные отклонения фактора от зоны оптимума, стенобионты имеют узкие пределы выносливости, для них незначительные изменения среды приводят к гибели.

Закон ограничивающего фактора. Бочка Либиха

Наиболее значим тот фактор, что больше всего отклоняется от нормы.

Бочка Либиха – это образ, позволяющий нам понять, как влияет ограничивающий фактор при его недостаточности. Так, если бочка сколочена из досок разной длины, вода будет наливаться по границе самой короткой доски, то есть она будет ограничивать набор воды. Приведем грубый, но понятный пример: если в почве хватает фосфора на 5 морковок, кальция на 10, а калия на 3, то вырастет 3 морковки.

1. Избыток одного компонента среды не может компенсировать недостаток другого компонента.

Пример: избыток еды не компенсирует для рыбы недостаток кислорода, она все равно погибнет.

Пример: если рыба живет в благоприятной для вида температуре и имеет достаточное количество пищи, но кислорода в воде недостаточно, то рыба погибнет.

Закон толерантности Шелфорда

Толерантность – способность организмов переносить отклоняющиеся от оптимальных условия жизни.

Существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Так, практически для любого организма будут губительны как чрезмерно высокие температуры, так и чрезмерно низкие (относительно нормальных для этого вида). Таким образом, закон толерантности дополняет закон ограничивающего фактора тем, что рассматривает не только губительное влияние недостаточности фактора, но и его избыточности.

Пример: если растение живет в условиях подходящей влажности и освещенности, но в почве для этого вида слишком много минеральных веществ – растение погибнет.

2. В разное время у организмов могут быть разные потребности, поэтому в разное время ограничивающие факторы могут быть разными.

Правило Аллена

Правило Аллена справедливо для сходных форм теплокровных животных. Чем холоднее среда, в которой живет животное, тем меньше у него выступающие части тела: хвост, нос, уши.

Примеры правила Аллена:

1) Пустынная лиса фенек имеет огромные уши, а полярная лиса – песец имеет маленькие уши.

2) Калифорнийский заяц и полярный заяц имеют разный размер ушей: калифорнийский заяц, живущий в полупустынях, имеет огромные уши, тогда как уши полярного зайца совсем небольшие.

Правило Бергмана

Правило Бергмана справедливо для теплокровных животных. Если говорить просто, то, чем холоднее условия, тем крупнее будет животное. Самым популярным примером служит распределение роста и массы среди пингвинов, живущих в разных условиях.

Для того, чтобы понять правило Бергмана, нужно понимать, что:

1. Площадь поверхности тела – это площадь поверхности теплоотдачи, так как через кожу, нос и рот животное теряет наибольшее количество тепла.
2. Объем тела (а также масса тела) – определяет теплопродукцию организма, так как в каждой клетке осуществляется обмен веществ и выделение энергии.

Рассмотрим правило на простой задаче, которую мы разбирали в спонсорском контенте в ВК. Задача, для наглядности, дана уже с решением, весь рабочий лист без решений можно скачать по подписке ВК Donut в группе «Методические посиделки: Биология и химия».

Как видно из расчетов, чем крупнее организм, тем меньше он будет терять тепло относительно того тепла, что этот организм производит. Поэтому говорят, что с увеличением размера животного площадь теплоотдачи растет медленнее, чем объем теплопродукции.

Правило Бергмана тесно связано с правилом Клайбера, которое утверждает, что чем крупнее животное, тем меньше его основной обмен. Этим объясняется разница в сердцебиении у крупных и мелких животных.

Правило Глогера

Те животные, которые обитают в условиях тёплого и влажного климата, обычно окрашены ярче, чем те, которые обитают в условиях холодного и сухого климата.

В условиях жаркого климата окраска кожи часто темнее (например, кожа человека).

Задание в формате ЕГЭ с ответом:

Типы биотических отношений

Мутуализм (++) – взаимовыгодные отношения

• Гидра и зоохлорелла. Гидра получает кислород от хлореллы. А водоросль получает мочевину (доступный для построения своих аминокислот азот).

• Термиты и организмы микрофлоры их кишечника. Организмы в кишечнике получают питание, постоянную температуру, защиту, а термиты получают переваренную клетчатку.
• Шмель и клевер
• Актиния и рак-отшельник
• Воловья птица и копытные
• Гриб и растение при образовании микоризы

Комменсализм (+0) – постоянное или временное сожительство, при котором один организм получает выгоду, не нанося вреда другому.

• Рыбы-прилипалы и акула (нахлебничество)
• Песец и белый медведь (нахлебничество)
• Карапус и голотурия (квартирантство)
• Эпифиты на деревьях (квартирантство) – бромелия, орхидеи, некоторые папоротники.

Конкуренция (--) – отношения между организмами со сходными потребностями.

• Сосна и береза
• Песец и лиса
• Сорняки и культурные растения

Аменсализм (0-) – один вид подавляет жизнедеятельность другого без явной выгоды для себя.

• Ели и светолюбивые растения (ели затеняют светолюбивые растения без явной выгоды для себя).
• Пеницилл и некоторые бактерии (продукты обмена веществ пеницилла убивают некоторые виды бактерий).
• pic:amensalizm
  picname:Аменсализм
  alt:Аменсал и ингибитор

Нейтрализм (00) – организмы живут в одной экосистеме, но их действие друг на друга несущественно.

• Хищная птица и грибы
• Дождевой червь и бабочки
• Куница и мох

Паразитизм (+-) – один организм живет за счет ресурсов другого, угнетая его жизнедеятельность.

• Пиявка и лошадь
• Человек и аскарида
• Печеночный сосальщик и корова

Пример задания из КИМ ЕГЭ:

Сукцессии

Сукцессия – смена экологического сообщества или его появление в местности, где ранее не было других сообществ.

Первичные – формирование новых экосистем на субстрате, где до этого не было других экологических сообществ.

Вторичные – возникновение нового экологического сообщества на месте старого из-за стихийного бедствия или изменения условий среды, при которых старое сообщество перестало быть устойчивым.

Задание по образцу ФИПИ:

Типы пищевых цепей

Пищевые цепи отличаются первичным источником энергии. Для пастбищных пищевых цепей первым звеном является продуцент, ассимилирующий энергию света и производящий органические вещества из неорганических.

Детритные цепи питания отличаются тем, что первым звеном в них выступают останки (детрит).

Пастбищные цепи – основополагающие на нашей планете, без них не было бы детритных.

Попробуйте решить задание ЕГЭ:

Сравнение агроэкосистем и природных экосистем

Агроэкосистема – экологическая система, созданная человеком и зависящая от него.

Основные среды жизни и их характеристики

Среды жизни в значительной мере влияют на адаптации, формирующиеся у организмов. Разные среды имеют разные физические свойства: плотность, теплопроводность и т.д., из-за чего и организмы должны иметь разные приспособления, чтобы выжить в той или иной среде.

Особенности водной среды обитания

Абиотические факторы в водной среде:

1. Повышенная (по сравнению с воздухом) удельная теплоёмкость. Вода среди жидкостей обладает наибольшей теплоёмкостью, то есть способностью принимать тепло. Именно поэтому вода в течение лета хорошо прогревается, а затем медленно отдает тепло в холодное время года, поэтому климат около морей более мягкий: лето не такое жаркое, а зима не такая холодная, как в зонах без морей. В воде человек и другие животные замерзают гораздо быстрее, чем на суше.
2. Низкое содержание кислорода. Количество кислорода, растворенного в воде, прямо пропорционально её температуре. Для увеличения поверхности газообмена жабры рыб имеют множество лепестков, растения прибегают к такой же адаптации – подводные листья стрелолиста и водяного лютика имеют небольшой диаметр, но количество листьев очень большое. Водные млекопитающие, например кит, не вернулись к жаберному дыханию, а дышат атмосферным воздухом, так как только большое количество кислорода может обеспечить высокий уровень обмена веществ.
3. Большее, чем в воздухе, содержание углекислого газа. Он участвует в образовании известковых скелетов и в поддержании определенной pH воды. Растворенный в воде углекислый газ важен для фотосинтеза водных растений.
4. Плотность водной среды выше, чем плотность воздуха. Поэтому вторично-водные растения (например, покрытосеменные, которые вернулись в воду) теряют механическую ткань.

Адаптации к уменьшению удельного веса тела в воде.

Отлично известно, что птицы, освоившие полет, отказались от части органов, чтобы уменьшить свой вес, но это актуально и для животных, обитающих в воде, особенно для тех, кто стремится пассивно держаться у поверхности.

1. Отказ от некоторых органов и структур, например, некоторые гетероподы отказались от раковин.
2. Плавательные колокола сифонофор (морской кораблик) – эта целая особь из колонии, наполненная воздухом.
3. Жировые капли в клетках радиолярий, жир морских млекопитающих. Жир имеет небольшую плотность, поэтому способствует увеличению плавучести.
4. Множество выростов для парения в воде (характерно для зоопланктона, например, радиолярий).

Свет как экологический фактор

Организмами используются все виды излучения, но наиболее важным на планете называют видимое излучение, так как именно оно используется фотосинтезирующими организмами.

Видимое излучение разделяют по длинам волн. Чем короче волна, тем она несет больше энергии и может проникать глубже в океан. Поэтому наземные растения используют красно-оранжевый спектр, а глубоководные красные водоросли используют сине-фиолетовый спектр.

Типы веществ по Вернадскому

Природные ресурсы: исчерпаемые и неисчерпаемые

Если говорить просто, неисчерпаемые природные ресурсы – это то, что человек не может набрать в сосуд, например, в ведро. Соответственно и потратить полностью не может. Эти ресурсы являются не физическими телами, а явлениями, которые человечество может использовать для своих нужд: течение воды, энергия света и т.д.

Исчерпаемые ресурсы можно взвесить, измерить, то есть это – физические тела и их можно потратить.

Некоторые из исчерпаемых ресурсов возобновимы, например, чистый воздух восстанавливается при использовании более экологичных видов топлива, озеленении городов.

Уголь, нефть и газ являются невозобновимыми ресурсами так как условия, при которых они образовались, и организмы, из которых или благодаря которым они образовались, уже исчезли.

Функции живого вещества

Функций живого вещества достаточно много, однако мы рассмотрим те, что чаще всего встречаются на ЕГЭ.