Kuten tiedätte, vuonna 1675, eli yli kolmesataa vuotta sitten, A. Leeuwenhoek löysi "eläimet" (eläimet), jotka myöhemmin nimettiin ripset. Vuodesta 1820 lähtien on perustettu nimi alkueläin, joka kreikaksi tarkoittaa "yksinkertaisia ​​eläimiä". Eläintutkija K. Siebold piti niitä eläinkunnan erityislajina ja erotti kaksi luokkaa: ripset ja juurakajalkaiset. Hän totesi myös, että heidän organisaationsa yksinkertaisuus vastaa yhtä solua. Siitä lähtien alkueläinten yksisoluisuus on tullut yleisesti tunnustetuksi, ja nimistä "yksisoluinen" ja "alkueläin" on tullut synonyymejä.

Organisaation tason mukaan kaikki elävät organismit luokitellaan kahteen ryhmään. Tavanomainen jako yksi- ja monisoluisiin organismeihin vaati selvennystä, kun elektronimikroskoopilla tutkittiin organismien rakennetta ja uusia tutkimusmenetelmiä ilmaantui. Kysymyksiä heräsi tärkeimmistä kehitystasoja määrittävistä eroista sekä rakennuksen suunnitelmista. Siksi on tarpeen harkita alkueläinten järjestämistä - parafyleettistä ryhmää, joka yhdistää orgaanisen maailman edustajat, jotka aiemmin on katsottu kasveille, eläimille ja sienille, mutta joilla on omat erityispiirteensä.

Spontaani sukupolvi

Alkueläinten luonne on ollut pitkään kiistanalainen aihe. Jotkut tutkijat pitivät niitä elävinä molekyyleinä tai tällaisten molekyylien yksinkertaisina komplekseina, jotka pystyvät syntymään spontaanisti eli syntyvät itsestään. Harvat opetukset noudattivat näitä näkemyksiä, varsinkin L. Spalanzanin loistavien kokeiden jälkeen 1700-luvulla. L. Pasteur 1800-luvulla kumosi ajatuksen spontaanista sukupolvesta.

Solujen muodostuminen

Muut tutkijat pitivät alkueläimiä erittäin monimutkaisesti organisoituneina olentoina, joita voidaan rakenteellisesti verrata hyvin järjestäytyneisiin eläimiin. He näkivät syyn tähän siinä, että monisoluisten organismien organismissa on rakenteita, joilla ei ole jakautumista soluihin, esimerkiksi syncytia. Tällaisten näkemysten perusteella eläintieteilijä J. Hadji 1900-luvun 50-60-luvulla. jopa esitti teorian monisoluisten eläinten alkuperästä solujen muodostumisen kautta. Hadji havaitsi värpästen samankaltaisuuden primitiivisimpien, ns. suolettomien, värekaaristen matojen kanssa, ja ehdotti, että kun värpästen kehon osat, jotka sisältävät organelleja, erotetaan ja niiden välille muodostuu väliseinät, syntyy monisoluinen organismi. Siksi ripset ovat luonteeltaan verrattavissa alempien monisoluisten organismien koko organismiin. Elektronimikroskopiatutkimusten jälkeen kuitenkin osoitettiin, että solujen muodostumisteoria perustuu vain ulkoisiin analogioihin ja konvergentteihin yhtäläisyyksiin.

Soluteoria T. Schwann

M. Schleidenin ja T. Schwannin kehittämän soluteorian näkökulmasta alkueläimet ovat yksisoluisia organismeja. Nykyaikaisten tutkijoiden mukaan, jotka noudattavat näitä näkemyksiä, alkueläimet ovat soluja, jotka ovat toiminnallisesti organismeja. Toiminnot eivät kuitenkaan voi olla erillään tietyistä rakenteista. Siten nykyaikainen määritelmä alkueläimistä mikroskooppisiksi yksisoluisiksi eläimiksi, jotka ovat fysiologisesti itsenäisiä organismeja, ei vastaa nykyistä tietämystä. Alkueläimen tyydyttävä määritelmä voidaan antaa, kun vastaat seuraaviin kysymyksiin: Ovatko alkueläimet vain yksisoluisia organismeja? Ovatko ne aina mikroskooppisen pieniä? Ovatko ne yksinomaan eläimiä? Ovatko ne organismeja vain fysiologisessa mielessä?

Yksisoluinen alavaltakunta (alkueläimet) yhdistää eläimiä, joiden ruumis koostuu yhdestä solusta. Se suorittaa itsenäisen organismin tehtäviä. Yksinkertaisimman solu koostuu sytoplasmasta, organelleista, yhdestä tai useammasta ytimestä. Siinä tapahtuu aineiden vaihtoa ulkoisen ympäristön kanssa, lisääntymisprosessit kehittyvät.

Monilla yksisoluisilla organismeilla on erityisiä organelleja (liike, ravinto, erittyminen), jotka ovat syntyneet ympäristöön sopeutumisen seurauksena.

Cell- tämä on itseään toistuva muodostelma, joka on erotettu ympäristöstään plasmakalvolla, mikä myötävaikuttaa sisäisen ja ulkoisen ympäristön välisen vaihdon säätelyyn.

Yksinkertaisimmat eläimet ovat kukoistava ja monipuolinen ryhmä (noin 70 000 lajia) - vesistöjen ja kostean maaperän asukkaita. Useimmiten ne ovat osa eläinplanktonia - kokoelma pienimpiä eläimiä, jotka elävät meren ja makean veden säiliöissä. Maalla niitä löytyy myös vesiympäristöstä - maaperän tippuvedessä sekä nestemäisessä väliaineessa monisoluisten eläinten ja kasvien sisällä. Vaikka maaperän alkueläimet voivat vaikuttaa merkittävästi bakteerien määrään, niiden arvo on silti verrattomasti pienempi kuin makean ja meriveden alkueläimet.

Monet yksinkertaisimmista eläimistä ovat yhtä pieniä ja yksinkertaisia ​​kuin jotkin suurten eläinten solut. Mutta he eroavat heistä siinä, että he pystyvät elämään itsenäisesti. Yksisoluiset eläimet ovat hyvin yhteensovitettu organismi, joka tarjoaa ravintoa, hengitystä, eritystä, lisääntymistä, kasvua, kehitystä ja aineenvaihduntaa. Hänen protoplasmassaan on ikään kuin työnjako: jokainen sen erillinen, pienempi muodostelma suorittaa oman erityistehtävänsä.

Esimerkiksi ydin säätelee koko yksisoluisen organismin elintärkeää toimintaa ja lisääntyy itse, minkä seurauksena muodostuu uusia tytärorganismeja; ruoansulatusvakuolissa ruoka sulatetaan; supistuva tyhjiö poistaa ylimääräisen veden ja siihen liuenneet elimistölle haitalliset aineet.

Epäsuotuisissa olosuhteissa monet alkueläimet lopettavat syömisen, menettävät liikeelimensä, peittyvät paksulla kuorella ja muodostavat kystan. Suotuisten olosuhteiden ilmaantumisen myötä yksisoluiset saavat entisen ulkonäkönsä.

Alkueläinten nimen mukaan vain eläimet tulisi sisällyttää tähän osakuntaan. Mutta nykyaikainen alkueläinjärjestelmä sisältää vihreitä siimoja (kasvitieteilijät pitävät niitä levinä), myksomykeettejä ja plasmodioforideja (mykologien mukaan nämä ovat sieniä) jne. Tältä osin muinaisia ​​alkueläimiä voidaan todennäköisimmin pitää alkuperäisenä ryhmänä, joka synnytti sienille, kasveille ja eläimille. Siksi tällä hetkellä on katsottava tunnustetuksi erottaa erillinen protistien valtakunta ja verrata sitä kasvien ja eläinten valtakuntiin. Protistien valtakunnan jako kuuluu kuuluisalle eläintieteilijälle ja evolutionistille E. Haeckelille (1866). Alkueläimet sen sijaan voidaan erottaa protistijärjestelmän alivaltakunnaksi.

Yksisoluiset organismit ovat kulkeneet pitkän evoluution tien, jonka aikana niiden suuri monimuotoisuus on syntynyt. Rakenteen ja liikkumismenetelmien monimutkaisuudesta riippuen erotetaan useita alkueläintyyppejä. materiaalia sivustolta

• Sarkozhgutikontsy (Sarcomastigophores).
  • Sarcode.

Linnaeuksen ajoista nykypäivään alkueläimet ovat herättäneet tutkijoiden huomion eri syistä. Oli jopa erityinen tiede - protozoologia.

Elämä maapallolla ilmestyi miljardeja vuosia sitten, ja siitä lähtien elävistä organismeista on tullut monimutkaisempia ja monipuolisempia. On olemassa paljon todisteita siitä, että kaikella elämällä planeetallamme on yhteinen alkuperä. Vaikka tiedemiehet eivät vielä täysin ymmärrä evoluution mekanismia, sen tosiasia on kiistaton. Tämä postaus kertoo tiestä, jolla elämän kehitys maan päällä kulki yksinkertaisimmista muodoista ihmisiin, kuten kaukaiset esi-isämme olivat miljoonia vuosia sitten. Joten keneltä ihminen tuli?

Maa syntyi 4,6 miljardia vuotta sitten Aurinkoa ympäröivästä kaasu- ja pölypilvestä. Planeettamme olemassaolon alkuvaiheessa sen olosuhteet eivät olleet kovin mukavat - ympäröivään ulkoavaruuteen lensi paljon enemmän roskia, jotka pommittivat jatkuvasti Maata. Uskotaan, että 4,5 miljardia vuotta sitten Maa törmäsi toiseen planeettaan, jonka seurauksena Kuu syntyi. Aluksi Kuu oli hyvin lähellä Maata, mutta siirtyi vähitellen pois. Tällä hetkellä toistuvien törmäysten vuoksi Maan pinta oli sulassa tilassa, sen ilmakehä oli erittäin tiheä ja pinnan lämpötila ylitti 200 °C. Jonkin ajan kuluttua pinta kovetti, maankuori muodostui, ensimmäiset maanosat ja valtameret ilmestyivät. Vanhimpien tutkittujen kivien ikä on 4 miljardia vuotta.

1) Vanhin esi-isä. Archaea.

Elämä maapallolla ilmestyi nykyaikaisten käsitteiden mukaan 3,8-4,1 miljardia vuotta sitten (varhaisimmat löydetyt bakteerit ovat 3,5 miljardia vuotta vanhoja). Kuinka tarkalleen elämä maapallolla syntyi, ei ole vielä luotettavasti määritetty. Mutta luultavasti jo 3,5 miljardia vuotta sitten oli yksisoluinen organismi, jolla oli kaikki nykyaikaisille eläville organismeille ominaiset piirteet ja joka oli niiden kaikkien yhteinen esi-isä. Tältä organismilta kaikki sen jälkeläiset ovat perineet rakenteellisia piirteitä (ne kaikki koostuvat kalvon ympäröimistä soluista), tavan tallentaa geneettistä koodia (kaksoiskierteisissä DNA-molekyylissä), tavan varastoida energiaa (ATP-molekyyleihin) jne. Tästä yhteisestä esi-isästä lähtien Yksisoluisia organismeja on kolme pääryhmää, jotka ovat edelleen olemassa. Ensin bakteerit ja arkeat jakautuivat keskenään, ja sitten eukaryootit kehittyivät arkeista - organismeista, joiden soluissa on ydin.

Arkeat ovat tuskin muuttuneet miljardeja vuosia kestäneen evoluution aikana, luultavasti vanhimmat ihmisen esi-isät näyttivät suunnilleen samalta

Vaikka arkeat saivat aikaan evoluution, monet niistä ovat säilyneet lähes muuttumattomina tähän päivään asti. Ja tämä ei ole yllättävää - muinaisista ajoista lähtien arkeat ovat säilyttäneet kyvyn selviytyä äärimmäisissä olosuhteissa - ilman happea ja auringonvaloa, aggressiivisissa - happamissa, suolaisissa ja emäksisissä ympäristöissä, korkealla (jotkut lajit tuntevat olonsa mahtavaksi jopa kiehuva vesi) ja matalissa lämpötiloissa, korkeissa paineissa, ne pystyvät myös syömään monenlaisia ​​orgaanisia ja epäorgaanisia aineita. Heidän kaukaiset erittäin organisoidut jälkeläisensä eivät voi ylpeillä tästä.

2) Eukaryootit. Flagella.

Planeetan äärimmäiset olosuhteet estivät pitkään monimutkaisten elämänmuotojen kehittymisen, ja bakteerit ja arkeat hallitsivat sitä. Noin 3 miljardia vuotta sitten syanobakteerit ilmestyivät maan päälle. He alkavat käyttää fotosynteesiprosessia hiilen imemiseen ilmakehästä vapauttaen happea prosessissa. Vapautunut happi kuluu ensin kivien ja raudan hapettumiseen valtameressä ja alkaa sitten kertyä ilmakehään. 2,4 miljardia vuotta sitten tapahtui "happikatastrofi" - maapallon ilmakehän happipitoisuuden jyrkkä nousu. Tämä johtaa suuriin muutoksiin. Monille organismeille happi on haitallista, ja ne kuolevat pois ja korvautuvat sellaisilla, jotka päinvastoin käyttävät happea hengitykseen. Ilmakehän koostumus ja ilmasto muuttuvat, kasvihuonekaasujen putoamisen vuoksi on paljon kylmempää, mutta ilmaantuu otsonikerros, joka suojaa maapalloa haitallisilta ultraviolettisäteilyltä.

Noin 1,7 miljardia vuotta sitten eukaryootit kehittyivät arkeista - yksisoluisista organismeista, joiden soluilla oli monimutkaisempi rakenne. Erityisesti heidän solunsa sisälsivät ytimen. Tuloksena olevilla eukaryooteilla oli kuitenkin enemmän kuin yksi edeltäjä. Esimerkiksi mitokondriot, kaikkien monimutkaisten elävien organismien solujen tärkeitä rakennuspalikoita, kehittyivät vapaana elävistä bakteereista, jotka muinaiset eukaryootit valtasivat.

Yksisoluisia eukaryootteja on monia lajikkeita. Uskotaan, että kaikki eläimet ja siten myös ihminen polveutuvat yksisoluisista organismeista, jotka oppivat liikkumaan solun takana sijaitsevan siiman avulla. Siimat auttavat myös suodattamaan vettä etsiessään ruokaa.

Koanoflagellaatit mikroskoopin alla, tutkijoiden mukaan, kaikki eläimet ovat aikoinaan peräisin tällaisista olennoista

Jotkut siimalajit elävät yhdistymällä pesäkkeiksi; uskotaan, että ensimmäiset monisoluiset eläimet olivat aikoinaan peräisin tällaisista alkueläinpesäkkeistä.

3) Monisoluisen kehittyminen. Bylateria.

Ensimmäiset monisoluiset organismit ilmestyivät noin 1,2 miljardia vuotta sitten. Mutta evoluutio etenee edelleen hitaasti, lisäksi elämän kehittyminen on estetty. Joten 850 miljoonaa vuotta sitten globaali jäätikkö alkaa. Planeetta on ollut jään ja lumen peitossa yli 200 miljoonaa vuotta.

Monisoluisten organismien evoluution tarkkoja yksityiskohtia ei valitettavasti tunneta. Mutta tiedetään, että jonkin ajan kuluttua ensimmäiset monisoluiset eläimet jaettiin ryhmiin. Tähän päivään ilman erityisiä muutoksia säilyneillä sienillä ja lamellisienillä ei ole erillisiä elimiä ja kudoksia ja ne suodattavat ravinteita vedestä. Coelenteraatit ovat hieman monimutkaisempia, ja niissä on vain yksi ontelo ja primitiivinen hermosto. Kaikki muut kehittyneemmät eläimet matoista nisäkkäisiin kuuluvat bilateria-ryhmään, ja niiden erottuva piirre on kehon kahdenvälinen symmetria. Kun ensimmäinen bilateria ilmestyi, sitä ei tiedetä varmasti, se tapahtui luultavasti pian maailmanlaajuisen jääkauden päättymisen jälkeen. Kahdenvälisen symmetrian muodostuminen ja ensimmäisten kahdenvälisten eläinryhmien ilmaantuminen tapahtui luultavasti 620-545 miljoonaa vuotta sitten. Ensimmäisten bilaterioiden fossiiliset jäljet ​​ovat peräisin 558 miljoonan vuoden takaa.

Kimberella (jälki, ulkonäkö) - yksi ensimmäisistä löydetyistä bilaterialajeista

Pian ilmestymisensä jälkeen bilateria jaetaan protostomiin ja deuterostomiin. Melkein kaikki selkärangattomat – madot, nilviäiset, niveljalkaiset jne. – ovat protostomien jälkeläisiä. Deuterostomien evoluutio johtaa piikkinahkaisten (kuten merisiilit ja tähdet), hemihordaattien ja chordaattien (myös ihmiset) ilmaantumiseen.

Äskettäin olentojen jäännökset kutsuivat Saccorhytus coronarius. He elivät noin 540 miljoonaa vuotta sitten. Kaikkien viitteiden mukaan tämä pieni (koko vain noin 1 mm) olento oli kaikkien deuterostomien ja siten myös ihmisen esi-isä.

Saccorhytus coronarius

4) Sointujen ulkonäkö. Ensimmäinen kala.

540 miljoonaa vuotta sitten tapahtuu "kambrian räjähdys" - hyvin lyhyessä ajassa ilmestyy valtava määrä erilaisia ​​merieläimiä. Tämän ajanjakson eläimistö on tutkittu hyvin Kanadassa sijaitsevan Burgess Shalen ansiosta, jossa on säilynyt valtavan määrän tämän ajanjakson organismien jäänteitä.

Joitakin kambrikauden eläimiä löydettiin Burgessin liuskeesta

Liuskeilta löydettiin monia hämmästyttäviä eläimiä, jotka olivat valitettavasti kauan sukupuuttoon kuolleita. Mutta yksi mielenkiintoisimmista löydöistä oli pikaya-nimisen pienen eläimen jäänteiden löytäminen. Tämä eläin on varhaisin löydetty sointutyypin edustaja.

Pikaya (jäännös, piirtää)

Pikayalla oli kidukset, yksinkertainen suolisto ja verenkiertojärjestelmä sekä pienet lonkerot suun lähellä. Tämä pieni, noin 4 cm eläin muistuttaa nykyaikaisia ​​lansetteja.

Kalan ilmestyminen ei odottanut kauaa. Ensimmäinen löydetty eläin, jonka voidaan katsoa johtuvan kaloista, on Haikouichthys. Hän oli jopa pikayaa pienempi (vain 2,5 cm), mutta hänellä oli jo silmät ja aivot.

Tältä haikouichthys näytti

Pikaya ja Haikouichthys ilmestyivät 540-530 miljoonaa vuotta sitten.

Niiden jälkeen meriin ilmestyi pian monia suurempia kaloja.

Ensimmäinen fossiilinen kala

5) Kalojen evoluutio. Panssaroidut ja ensimmäiset luiset kalat.

Kalojen evoluutio jatkui melko pitkään, eivätkä ne aluksi olleet lainkaan hallitseva elävien olentojen ryhmä merissä, kuten ne ovat nykyään. Päinvastoin, heidän täytyi paeta sellaisia ​​suuria saalistajia kuin skorpioneja. Ilmestyi kaloja, joissa pää ja kehon osa suojattiin kuorella (kallon uskotaan kehittyneen myöhemmin sellaisesta kuoresta).

Ensimmäiset kalat olivat leuattomat, luultavasti ruokkivat pieniä organismeja ja orgaanista jätettä imemällä ja suodattamalla vettä. Ensimmäiset leualliset kalat ilmestyivät vasta noin 430 miljoonaa vuotta sitten - plakodermit eli panssaroidut kalat. Heidän päänsä ja osa ruumiistaan ​​oli peitetty nahalla päällystetyllä luukuorella.

muinaiset panssaroidut kalat

Osa panssaroiduista kaloista kasvoi suuriksi ja alkoi elää saalistusvaltaista elämäntapaa, mutta evoluution edistyminen otettiin edelleen luisten kalojen ilmaantumisen ansiosta. Oletettavasti nykymerillä asuvien rustoisten ja luisten kalojen yhteinen esi-isä polveutui panssaroiduista kaloista, ja itse panssarikalat, jotka ilmestyivät suunnilleen samaan aikaan kuin akantodit, sekä lähes kaikki leuattomat kalat kuolivat myöhemmin sukupuuttoon. .

Entelognathus primordialis - todennäköinen välimuoto panssaroitujen ja luisten kalojen välillä, eli 419 miljoonaa vuotta sitten

Guiyu Oneirosta, joka eli 415 miljoonaa vuotta sitten, pidetään ensimmäisenä löydetyistä luista kaloista ja siksi kaikkien maaselkärankaisten, myös ihmisten, esi-isänä. Verrattuna petollisiin panssaroituihin kaloihin, joiden pituus oli 10 m, tämä kala oli pieni - vain 33 cm.

Guiyu Oneiros

6) Kalat tulevat maihin.

Kun kalat kehittyivät edelleen meressä, muiden luokkien kasvit ja eläimet olivat jo päässeet maihin (jäkälän ja niveljalkaisten esiintymisen jälkiä siitä löydettiin jo 480 miljoonaa vuotta sitten). Mutta lopulta kala otti myös maakehityksen. Kaksi luokkaa syntyi ensimmäisistä luisista kaloista - rauskuevä ja keilaevä. Useimmat nykyiset kalat ovat rauskueväisiä, ja ne ovat täydellisesti sopeutuneet elämään vedessä. Eväeväiset päinvastoin sopeutuivat elämään matalassa vedessä ja pienissä makeissa vesistöissä, minkä seurauksena niiden evät pidentyivät ja uimarakko muuttui vähitellen primitiivisiksi keuhkoksi. Tämän seurauksena nämä kalat ovat oppineet hengittämään ilmaa ja ryömimään maassa.

Eustenopteron ( ) on yksi fossiilisista lohkoeväkaloista, jota pidetään maaselkärankaisten esi-isänä. Nämä kalat elivät 385 miljoonaa vuotta sitten ja saavuttivat 1,8 metrin pituuden.

Eusthenopteron (jälleenrakennus)

- toinen lohkoeväkala, jota pidetään todennäköisenä kalojen sammakkoeläimiksi kehittymisen välimuotona. Hän pystyi jo hengittämään keuhkoillaan ja ryömimään maalle.

Panderichthys (jälleenrakennus)

Tiktaalik, jonka löydetyt jäännökset ovat peräisin 375 miljoonan vuoden takaa, oli vielä lähempänä sammakkoeläimiä. Hänellä oli kylkiluut ja keuhkot, hän pystyi kääntämään päänsä erilleen vartalostaan.

Tiktaalik (jälleenrakennus)

Yksi ensimmäisistä eläimistä, joita ei enää luokitella kaloiksi, vaan sammakkoeläimiksi, olivat ichthyostegit. He elivät noin 365 miljoonaa vuotta sitten. Nämä noin metrin pituiset pienet eläimet, vaikka niillä oli jo tassut evien sijasta, pystyivät silti tuskin liikkumaan maalla ja viettivät puoliksi vedessä elävää elämäntapaa.

Ichthyostega (jälleenrakennus)

Selkärankaisten ilmaantuessa maalle tapahtui toinen massasukupuutto - devoni. Se alkoi noin 374 miljoonaa vuotta sitten ja johti lähes kaikkien leuattomien kalojen, panssaroitujen kalojen, monien korallien ja muiden elävien organismien ryhmien sukupuuttoon. Siitä huolimatta ensimmäiset sammakkoeläimet selvisivät, vaikka niiltä kesti yli miljoona vuotta sopeutua enemmän tai vähemmän elämään maalla.

7) Ensimmäiset matelijat. synapsidit.

Hiilikausi, joka alkoi noin 360 miljoonaa vuotta sitten ja kesti 60 miljoonaa vuotta, oli sammakkoeläimille erittäin suotuisa. Merkittävä osa maasta oli soiden peitossa, ilmasto oli lämmin ja kostea. Tällaisissa olosuhteissa monet sammakkoeläimet jatkoivat elämäänsä vedessä tai sen lähellä. Mutta noin 340-330 miljoonaa vuotta sitten jotkut sammakkoeläimistä päättivät hallita kuivempia paikkoja. He kehittivät vahvemmat raajat, kehittyneemmät keuhkot ilmestyivät, iho päinvastoin kuivui, jotta se ei menetä kosteutta. Mutta voidakseen todella elää kaukana vedestä pitkään, tarvittiin vielä yksi tärkeä muutos, koska sammakkoeläimet, kuten kalat, kuteivat ja niiden jälkeläisten piti kehittyä vesiympäristössä. Ja noin 330 miljoonaa vuotta sitten ilmestyivät ensimmäiset amniootit, eli eläimet, jotka pystyivät munimaan. Ensimmäisten munien kuori oli vielä pehmeä, ei kova, mutta ne voitiin jo munida maalle, mikä tarkoittaa, että jälkeläiset saattoivat ilmestyä jo säiliön ulkopuolelle, ohittaen nuijapäiden vaiheen.

Tutkijat ovat edelleen hämmentyneitä hiilikauden sammakkoeläinten luokittelusta sekä siitä, pitäisikö joitakin fossiilisia lajeja pitää jo varhaisina matelijoina vai vielä sammakkoeläiminä, jotka ovat saaneet vain osan matelijoiden piirteistä. Tavalla tai toisella nämä joko ensimmäiset matelijat tai matelija sammakkoeläimet näyttivät tältä:

Vestlotiana on pieni noin 20 cm pitkä eläin, jossa yhdistyvät matelijoiden ja sammakkoeläinten piirteet. Asui noin 338 miljoonaa vuotta sitten.

Ja sitten varhaiset matelijat erosivat, jolloin syntyi kolme suurta eläinryhmää. Paleontologit erottavat nämä ryhmät kallon rakenteen mukaan - niiden reikien lukumäärän mukaan, joiden läpi lihakset voivat kulkea. Kuva kallon ylhäältä alas anapsis, synapsidi ja diapsida:

Samaan aikaan anapsidit ja diapsidit yhdistetään usein ryhmään sauropsidit. Vaikuttaa siltä, ​​että ero on melko merkityksetön, mutta näiden ryhmien jatkokehitys eteni täysin eri tavoin.

Kehittyneemmät matelijat kehittyivät sauropsideista, mukaan lukien dinosaurukset ja sitten linnut. Synapsidit synnyttivät myös eläinmäisiä liskoja ja sitten nisäkkäitä.

Permikausi alkoi 300 miljoonaa vuotta sitten. Ilmasto muuttui kuivemmaksi ja kylmemmäksi, ja varhaiset synapsidit alkoivat hallita maata - pelycosaurukset. Yksi pelykosauruksista oli Dimetrodon, joka oli jopa 4 metriä pitkä. Hänen selässään oli suuri "purje", joka auttoi säätelemään ruumiinlämpöä: jäähtymään nopeasti ylikuumeneessaan tai päinvastoin lämmittämään nopeasti paljastamalla selkänsä auringolle.

Uskotaan, että valtava Dimetrodon on kaikkien nisäkkäiden ja siten ihmisen esi-isä.

8) Kynodontit. Ensimmäiset nisäkkäät

Permikauden puolivälissä terapeutit polveutuivat pelykosauruksista, jotka muistuttivat jo enemmän eläimiä kuin liskoja. Terapsidit näyttivät tältä:

Permikauden tyypillinen terapeuttinen terapia

Permin aikana syntyi monia suuria ja pieniä terapeuttisia lajeja. Mutta 250 miljoonaa vuotta sitten tapahtui voimakas kataklysmi. Tulivuoren toiminnan jyrkän lisääntymisen vuoksi lämpötila nousee, ilmasto muuttuu erittäin kuivaksi ja kuumaksi, laava tulvii suuria maa-alueita ja haitalliset vulkaaniset kaasut täyttävät ilmakehän. Tapahtuu suuri permilainen sukupuutto, suurin lajien massasukupuutto maapallon historiassa, jopa 95 % merilajeista ja noin 70 % maalajeista kuolee sukupuuttoon. Kaikista terapeutteista vain yksi ryhmä selviää - kynodontit.

Kynodontit olivat enimmäkseen pieniä eläimiä, muutamasta sentistä 1-2 metriin. Heidän joukossaan oli sekä petoeläimiä että kasvinsyöjiä.

Cynognathus on saalistava kynodonttilaji, joka eli noin 240 miljoonaa vuotta sitten. Se oli noin 1,2 metriä pitkä, yksi mahdollisista nisäkkäiden esivanhemmista.

Ilmaston parantumisen jälkeen kynodonttien ei kuitenkaan ollut tarkoitus vangita planeettaa. Diapsidit tarttuivat aloitteeseen - dinosaurukset kehittyivät pienistä matelijoista, jotka valloittivat pian suurimman osan ekologisista markkinaraoista. Kynodontit eivät voineet kilpailla heidän kanssaan, ne murskautuivat, heidän piti piiloutua reikiin ja odottaa. Kostoa ei otettu pian.

Kynodontit selvisivät kuitenkin parhaansa mukaan ja jatkoivat kehitystään, muuttuen yhä enemmän nisäkkäiksi:

Kynodonttien evoluutio

Lopulta ensimmäiset nisäkkäät kehittyivät kynodonteista. Ne olivat pieniä ja oletettavasti yöllisiä. Vaarallinen olemassaolo suuren määrän petoeläinten keskuudessa vaikutti kaikkien aistien vahvaan kehitykseen.

Megazostrodonia pidetään yhtenä ensimmäisistä todellisista nisäkkäistä.

Megazostrodon eli noin 200 miljoonaa vuotta sitten. Sen pituus oli vain noin 10 cm. Megazostrodon ruokkii hyönteisiä, matoja ja muita pieniä eläimiä. Todennäköisesti hän tai muu vastaava eläin oli kaikkien nykyaikaisten nisäkkäiden esi-isä.

Tarkastelemme jatkokehitystä - ensimmäisistä nisäkkäistä ihmisiin.

Ravintoketjut ja trofiatasot

Harkitse ekosysteemin bioottista rakennetta. Ekosysteemissä autotrofiset organismit tuottavat energiaa sisältäviä orgaanisia aineita, jotka toimivat ravinnoksi (aineen ja energian lähteeksi) heterotrofeille.

Toisiaan ruokkivat elävät organismit suorittavat energian ja aineen siirtoa ja muodostavat ravintoketjuja. Ravitsemussuhteita kutsutaan myös trofeiksi (kreikkalaisesta pokaalista - elämä)

Troofinen (ruoka)ketju – tämä on ketju, jossa peräkkäinen aineen ja sitä vastaavan energian siirto organismista toiseen, ja jokainen sen linkki on trofinen taso(kreikaksi trophos - ruoka). Ensimmäisellä troofisella tasolla ovat autotrofit eli niin sanotut alkutuottajat. Toisen troofisen tason organismeja kutsutaan ensisijaisiksi kuluttajiksi, kolmatta - toissijaisiksi kuluttajiksi jne. Troofisia tasoja on yleensä neljä tai viisi ja harvoin enemmän kuin kuusi.

Viimeinen troofinen taso - hajottajat - ne suorittavat mineralisaatiota ja voivat hajottaa kaikki troofiset tasot 2:sta alkaen.

Ruokaketjuja on 2 tyyppiä:

Laidunketjut (laitumet) - aloita elävistä fototrofeista. esimerkiksi

Ruoho → hiiri → pöllö → haukka

Hajoamisketjut (detritaali) - alkavat detrituksella. Esimerkiksi,

Kuollut eläin → kärpäsen toukat → sammakko → jo.

Nuoli osoittaa energian siirtymisen.

Syömisketjut vallitsevat vesiekosysteemeissä, kun taas lahoamisketjut vallitsevat maaekosysteemeissä.

Todellisuudessa ravintoketjut ovat paljon monimutkaisempia, koska eläin voi ruokkia erityyppisiä organismeja. Jotkut eläimet syövät muita eläimiä ja kasveja, kaikkiruokaisia ​​(ihminen, karhu). Ketjut kietoutuvat toisiinsa monimutkaisella tavalla ja muodostavat ravintoverkkoja. esimerkiksi

Ravintoketjuja voidaan pitää ekologisina pyramideina, joissa on tason ekologista tehokkuutta kuvaavat suorakulmiot päällekkäin. Lohkojen korkeus on sama, ja kunkin pituus on verrannollinen kunkin tason tuottavuuteen (lukumäärä, massa, energiamäärä). Pyramidin korkeus vastaa ravintoketjun pituutta.

Ekologinen pyramidi on troofinen ketju. Mitä pidempi ketju, sitä vähemmän tärkeitä biomassan, lukumäärän tai energian kannalta ovat pyramidin huipulla olevat hedelmänsyöjät. Vain noin 0,1 % Auringosta saadusta energiasta sitoutuu fotosynteesiin. Tämän energian ansiosta syntetisoituu useita tuhansia grammaa orgaanista kuiva-ainetta per 1 m3 vuodessa. Yli puolet fotosynteesiin liittyvästä energiasta kuluu välittömästi kasvien itsensä hengitysprosessissa. Toisen osan siitä kuljettavat useat organismit ravintoketjuissa. Kun eläimet syövät kasveja, suurin osa ruoan sisältämästä energiasta kuluu erilaisiin elämänprosesseihin, muuttuen lämmöksi ja haihtuen. Vain 5-20 % ravinnon energiasta siirtyy eläimen kehon äskettäin rakennettuun aineeseen. Havainnollistetaan: lukujen, biomassojen ja energioiden pyramideilla hyvin yksinkertainen ihmisen ravintoketju.

Numeroiden pyramidi (Eltonin pyramidi):

Tehtävät ja harjoitukset yleisen ekologian koulukurssille 1

Jatkoa. Katso nro 15/2002

(Painettu lyhenteillä)

Eliöiden vaikutusta ympäristöön

1. Vettä on satanut. Kirkas kuuma aurinko tuli esiin pilvien takaa. Millä alueella maaperän kosteuspitoisuus on korkeampi viiden tunnin kuluttua (maaperä on sama): a) vastakynnetyllä pellolla; b) kypsällä vehnäpellolla; c) laiduntamattomalla niityllä; d) laidunniityllä? Selitä miksi.
(Vastaus: sisään. Mitä paksumpi kasvillisuus on, sitä vähemmän maaperä lämpenee ja näin ollen sitä vähemmän vettä haihtuu.)

2. Selitä, miksi rotkoja muodostuu useammin ei-metsäisille luonnonvyöhykkeille: aroille, puoliaavikolle, aavikolle. Mikä ihmisen toiminta johtaa rotkojen muodostumiseen?
(Vastaus: puiden ja pensaiden juuristo, enemmän kuin ruohokasvillisuus, pidättelee maaperän vesivirtojen huuhtoutuessaan pois, joten metsä- ja pensaskasvillisuuden kasvupaikkoihin muodostuu rotkoja harvemmin kuin pelloilla, aroilla ja aavikoilla . Jos kasvillisuutta (mukaan lukien ruohoinen) ei ole kokonaan, vesivirta aiheuttaa maaperän eroosiota. Kun ihminen tuhoaa kasvillisuuden (kyntö, laiduntaminen, rakentaminen jne.), maaperän eroosio lisääntyy aina.

3.* On todettu, että helteen jälkeisellä kesällä sataa enemmän metsän ylle kuin läheiselle laajalle peltolle. Miksi? Selitä kasvillisuuden luonteen rooli tiettyjen alueiden kuivuustason muokkaamisessa.
(Vastaus: avoimissa paikoissa ilma lämpenee nopeammin ja voimakkaammin kuin metsän päällä. Nouseva kuuma ilma muuttaa sadepisarat höyryksi. Seurauksena on, että kun sataa, valtavan pellon yli virtaa vähemmän vettä kuin metsän yli.
Auringon säteet lämmittävät alueet, joilla on harvaa kasvillisuutta tai ilman sitä ollenkaan, mikä lisää kosteuden haihtumista ja seurauksena pohjavesivarantojen ehtymistä, maaperän suolaantumista. Kuuma ilma nousee. Jos autiomaa-alue on tarpeeksi suuri, tämä voi muuttaa merkittävästi ilmavirtojen suuntaa. Tämän seurauksena paljaille alueille sataa vähemmän sadetta, mikä johtaa alueen entisestään aavikoitumisen lisääntymiseen.)

4.* Joissakin maissa ja saarilla elävien vuohien tuonti on kielletty lailla. Viranomaiset perustelevat tätä sillä, että vuohet voivat vahingoittaa maan luontoa ja muuttaa ilmastoa. Selitä miten se voi olla.
(Vastaus: vuohet syövät ruohon lisäksi myös lehtiä sekä puun kuorta. Vuohet voivat lisääntyä nopeasti. Saavutettuaan suuren määrän ne tuhoavat armottomasti puita ja pensaita. Maissa, joissa sademäärä on riittämätön, tämä aiheuttaa ilmaston kuivumista entisestään. Tämän seurauksena luonto köyhtyy, mikä vaikuttaa negatiivisesti maan talouteen.)

Eliöiden mukautuvat muodot

1.* Miksi siivettömät muodot ovat vallitsevia hyönteisten keskuudessa pienillä valtameren saarilla, kun taas siivekkäät vallitsevat läheisellä mantereella tai suurilla saarilla?
(Vastaus: pieniä valtameren saaria puhaltaa voimakkaat tuulet. Tämän seurauksena kaikki lentävät pienet eläimet, jotka eivät kestä voimakkaita tuulia, lentävät valtamereen ja kuolevat. Pienillä saarilla elävät hyönteiset ovat evoluution aikana menettäneet lentokyvyn.)

Mukautuvat elämänrytmit

1. Listaa tunnetut abioottiset ympäristötekijät, joiden arvot muuttuvat ajoittain ja säännöllisesti ajan myötä.
(Vastaus: valaistus päivän aikana, valaistus vuoden aikana, lämpötila päivän aikana, lämpötila vuoden aikana, kosteus vuoden aikana ja muut.)

2. Valitse luettelosta ne elinympäristöt, joissa eläimillä ei ole vuorokausirytmejä (edellyttäen, että ne elävät vain yhdessä tietyssä ympäristössä): järvi, joki, luolavedet, maan pinta, valtameren pohja 6000 metrin syvyydessä, vuoret, ihmisen suolet, metsä, ilma, maaperä 1,5 m syvyydessä, joen pohja 10 m syvyydessä, elävän puun kuori, maaperä 10 cm syvyydessä.
(Vastaus: luolavedet, valtameren pohja, maaperä 1,5 metrin syvyydessä.)

3. Missä kuussa leukahihna-Adélie-pingviinit yleensä lisääntyvät Euroopan eläintarhoissa – touko-, kesä-, loka- tai helmikuussa? Selitä vastaus.
(Vastaus: Lokakuu on kevään aikaa eteläisellä pallonpuoliskolla.)

4. Miksi Etelä-Amerikan laaman sopeuttamiskoe Tien Shanin vuoristossa (jossa ilmasto on samanlainen kuin eläimen alkuperäisten paikkojen tavanomaiset olosuhteet) päättyi epäonnistumiseen?
(Vastaus: vuosisyklien yhteensopimattomuus - eläinten pennut syntyivät uuteen elinympäristöön syksyllä (eläinten kotimaassa tällä hetkellä on kevät) ja kuolivat kylmänä talvena nälkään.

LUKU 2. YHTEISÖT JA VÄESTÖT

Organismien vuorovaikutuksen tyypit

2. Muodosta ehdotetusta luettelosta organismipareja, jotka luonnossa voivat olla keskinäisissä (molemminkin hyödyllisissä) suhteissa keskenään (eliöiden nimiä voidaan käyttää vain kerran): mehiläinen, tattisieni, merivuokko, tammi, koivu, erakko rapu, haapa, jay, apila, tattisieni, lehmus, kyhmy typpeä sitovat bakteerit.
(Vastaus: mehiläinen - lehmus; tattisieni - koivu; aktinia - erakkorapu; tammi - jay; boletus sieni - haapa; apila - kyhmyinen typpeä sitova bakteeri.)

3. Tee ehdotetusta luettelosta organismipareja, joiden välille voi muodostua trofisia (ravinto)yhteyksiä luonnossa (eliöiden nimiä voidaan käyttää vain kerran): haikara, paju, kirva, ameba, jänis, muurahainen, vesibakteerit, villisika, sammakko, herukka, auringonkukka, muurahaisleijona, hyttynen, tiikeri.
(Vastaus: haikara - sammakko; jänis-jänis - paju; kirva - herukka; ameba - vesibakteerit; muurahaisleijona - muurahainen; tiikeri - villisia; sundew - hyttynen.)

4. Jäkälät ovat esimerkki bioottisesta suhteesta:

(Vastaus: a.)

5. Organismiparit eivät voi toimia esimerkkinä peto-saalissuhteesta (valitse oikea vastaus):

a) hauki ja ristikarppi;
b) leijona ja seepra;
c) makean veden ameba ja bakteerit;
d) muurahaisleijona ja muurahainen;
e) sakaali ja korppikotka.

(Vastaus: e.)

6.

V. Kahden tai useamman yksilön vuorovaikutus, jonka seuraukset ovat kielteisiä joillekin ja välinpitämättömiä toisille.
B. Kahden tai useamman yksilön vuorovaikutus, jossa jotkut käyttävät muiden ruoan jäännöksiä vahingoittamatta niitä.
B. Kahden tai useamman yksilön molempia osapuolia hyödyttävä vuorovaikutus.
D. Kahden tai useamman yksilön vuorovaikutus, jossa toinen tarjoaa suojaa toiselle, ja tämä ei aiheuta vahinkoa tai hyötyä omistajalle.
D. Kahden henkilön avoliitto, jotka eivät ole suoraan vuorovaikutuksessa keskenään.
E. Kahden tai useamman yksilön vuorovaikutus, joilla on samanlaiset tarpeet samoihin rajallisiin resursseihin, mikä johtaa vuorovaikutuksessa olevien yksilöiden elintärkeiden indikaattoreiden vähenemiseen.
G. Kahden tai useamman organismin vuorovaikutus, jossa jotkut syövät toisten eläviä kudoksia tai soluja ja saavat heiltä pysyvän tai väliaikaisen asuinpaikan.
H. Kahden tai useamman yksilön vuorovaikutus, jossa toinen syö toisen.

(Vastaus: 1 - B; 2 - D; 3 - E; 4 - A; 5 - G; 6 - B; 7 - F; 8 - Z.)

7. Miksi luulet, että edistykselliset tekniikat puiden istuttamiseksi huonoon maaperään sisältävät maaperän saastumisen tietyntyyppisillä sienillä?
(Vastaus: näiden sienten ja puun välille muodostuu symbioottinen suhde. Sienet muodostavat nopeasti hyvin haaroittuneen rihmaston ja punovat puiden juuret hyfeillään. Tämän ansiosta kasvi saa vettä ja kivennäissuoloja valtavalta alueelta maan pintaa. Tällaisen vaikutuksen saavuttamiseksi ilman rihmastoa puun olisi käytettävä paljon aikaa, ainetta ja energiaa niin laajan juurijärjestelmän muodostumiseen. Uuteen paikkaan istutettaessa symbioosi sienen kanssa lisää merkittävästi puun mahdollisuuksia juurtua turvallisesti.)

8.* Nimeä organismit, jotka ovat ihmisen symbiontteja. Mikä rooli heillä on?
(Vastaus: ihmisen suolistossa elävien bakteerien ja alkueläinten edustajat. 1 grammassa paksusuolen sisältöä on 250 miljardia mikro-organismia. Monet aineet, jotka joutuvat ihmiskehoon ruoan kanssa, pilkotaan heidän aktiivisella osallistumisellaan. Ilman suoliston symbiontteja normaali kehitys on mahdotonta. Tautia, jossa suolen symbioottisten organismien määrä vähenee, kutsutaan dysbakterioosiksi. Mikro-organismit elävät myös kudoksissa, onteloissa ja ihmisen ihon pinnalla.)

9.* Esimerkkinä aikuisen kuusen ja viereisen tammen taimen suhde:

(Vastaus: a.)

Ruokasuhteiden lait ja seuraukset

1. Yhdistä ehdotetut käsitteet ja määritelmät:

A. Organismi, joka aktiivisesti etsii ja tappaa suhteellisen suurta saalista, joka voi paeta, piiloutua tai vastustaa.
B. Organismi (yleensä pienikokoinen), joka käyttää toisen organismin eläviä kudoksia tai soluja ravinnon ja elinympäristön lähteenä.
B. Organismi, joka kuluttaa lukuisia, yleensä kasviperäisiä, ruoka-aineita, joiden etsimiseen se ei kuluta paljon energiaa.
D. Vesieläin, joka suodattaa vettä itsensä läpi lukuisten pienten organismien kanssa, jotka toimivat sen ravinnoksi.
C. Organismi, joka etsii ja syö suhteellisen pieniä, ei pysty pakenemaan ja vastustamaan ruoka-aineita.

(Vastaus: 1 - B; 2 - G; 3 - A; 4 - D; 5 - B.)

2. Selitä miksi Kiinassa 1900-luvun puolivälissä. varpusten tuhon jälkeen viljasato laski jyrkästi. Loppujen lopuksi varpuset ovat viljaa syöviä lintuja.
(Vastaus: aikuiset varpuset syövät pääasiassa siemeniä, mutta poikaset tarvitsevat proteiiniruokaa kehittyäkseen. Jälkeläisiä ruokkivat varpuset keräävät valtavan määrän hyönteisiä, mukaan lukien viljelykasvien tuholaiset. Varpusten tuhoaminen aiheutti tuholaisten puhkeamista, mikä johti sadon vähenemiseen.)

Kilpailusuhteiden lait luonnossa

1. Valitse kullekin ehdotetulle organismiparille resurssi (seuraavista), josta ne voivat kilpailla: kielo - mänty, pelhohiiri - myyrä, susi - kettu, ahven - hauki, hiirihaukka - tappipöllö, mäyrä - kettu, ruis - sininen ruiskukka, saxaul - kamelin piikki, kimalainen - mehiläinen.
Resurssit: kaivo, nektari, vehnän siemenet, vesi, jänikset, valo, pieni särki, kaliumionit, pienet jyrsijät.
(Vastaus: kielo ja mänty - kalium-ionit; peltohiiri ja tavallinen myyrä - vehnän siemenet; susi ja kettu ovat jäniksiä; ahven ja hauki - pieni särki; hiirihaukka ja tappipöllö ovat pieniä jyrsijöitä; mäyrä ja kettu - reikä; ruis ja ruiskukka - kevyt; saksaulin ja kamelin piikki - vesi; kimalainen ja mehiläinen - nektari.)

2.* Lähisukulaiset lajit elävät usein yhdessä, vaikka on yleisesti hyväksyttyä, että niiden välillä on tiukinta kilpailua. Miksi näissä tapauksissa yksi laji ei syrjäydy?
(Vastaus: 1 – hyvin usein yhdessä elävät lähisukulaiset lajit ovat eri ekologisia markkinarakoja (ne eroavat suosimansa ravinnon koostumuksesta, ravinnonhankinnasta, käyttävät erilaisia ​​mikroelinympäristöjä ja ovat aktiivisia eri vuorokaudenaikoina); 2 - kilpailu voi puuttua, jos resurssi, josta laji kilpailee, on ylimääräinen; 3 - siirtymistä ei tapahdu, jos saalistaja tai kolmas kilpailija rajoittaa jatkuvasti kilpailullisesti vahvemman lajin määrää; 4 - epävakaassa ympäristössä, jossa olosuhteet muuttuvat jatkuvasti, ne voivat vuorotellen tulla suotuisiksi yhdelle tai toiselle lajille.)

3.* Luonnossa mänty muodostaa metsiä suhteellisen huonolle maaperälle suoisissa tai päinvastoin kuivissa paikoissa. Ihmiskäsin istutettu se kasvaa hyvin runsaalla maaperällä, jossa on keskikosteus, mutta vain jos henkilö huolehtii istutuksista. Selitä miksi näin tapahtuu.
(Vastaus: yleensä näissä olosuhteissa kilpailussa voittaa muuntyyppiset puut (olosuhteista riippuen haapa, lehmus, vaahtera, jalava, tammi, kuusi jne.). Istutuksia hoitaessaan ihminen heikentää näiden lajien kilpailukykyä kitkemällä, leikkaamalla jne.)

Populaatiot

1. Valitse arvo, joka arvioi väestön väestötiheysindeksin:

a) 20 henkilöä;
b) 20 yksilöä hehtaaria kohden;
c) 20 yksilöä 100 siitosnaaraasta kohti;
d) 20 %;
e) 20 yksilöä 100 ansoja kohden;
e) 20 henkilöä vuodessa.

(Vastaus: b.)

2. Valitse arvo, joka arvioi väestön väestön syntyvyyden (tai kuolleisuuden):

a) 100 henkilöä;
b) 100 yksilöä vuodessa;
c) 100 yksilöä hehtaaria kohden;
d) 100.

(Vastaus: b.)

3. Samalla alueella asuvat valkojäniset ja ruskeajäniset ovat:

a) yhden lajin yksi populaatio;
b) kahden lajin kaksi populaatiota;
c) kaksi saman lajin populaatiota;
d) yksi eri lajien populaatio.

(Vastaus: b.)

4. Metsähakkuita tehtiin vuosittain 100 km2:n alueella. Varantoa järjestettäessä tällä alueella havaittiin 50 hirveä. Viiden vuoden kuluttua hirvien määrä nousi 650 päähän. Toisen 10 vuoden kuluttua hirvien määrä väheni 90:een ja vakiintui seuraavina vuosina 80–110 pään tasolle.
Määritä hirvikannan tiheys: a) suojelualueen perustamishetkellä; b) 5 vuotta varannon perustamisesta; c) 15 vuotta varannon perustamisesta. Selitä, miksi hirvien määrä ensin kasvoi jyrkästi ja sitten putosi ja vakiintui myöhemmin.
(Vastaus: a – 0,5 yksilöä/km2; b – 6,5 yksilöä/km2; c – 0,9 yksilöä/km2. Hirven määrä on lisääntynyt suojelualueen suojelun ansiosta. Myöhemmin määrä väheni, koska hakkuut ovat kiellettyjä suojelualueilla. Tämä johti siihen, että 15 vuoden kuluttua vanhoilla avoimilla kasvaneet pienet puut kasvoivat ja hirven ravinto väheni.)

5. Metsästäjät havaitsivat, että keväällä taigametsän 20 km2:n alueella asui 8 soopelia, joista 4 oli naaraita (aikuiset soopelit eivät muodosta pysyviä pareja). Joka vuosi yksi naaras tuo keskimäärin kolme pentua. Soopelien (aikuisten ja vasikoiden) keskimääräinen kuolleisuus vuoden lopussa on 10 %. Määritä soopelien lukumäärä vuoden lopussa; tiheys keväällä ja vuoden lopussa; kuolleisuusaste vuodessa; syntyvyys vuodessa.
(Vastaus: soopelien lukumäärä vuoden lopussa on 18 yksilöä; jousitiheys - 0,4 yksilöä / km2; tiheys vuoden lopussa 0,9 yksilöä/km2; kuolleisuus vuodessa - 2 yksilöä (laskelmien mukaan - 1,8, mutta todellinen arvo tietysti ilmaistaan ​​aina kokonaislukuna); syntyvyys vuodessa - 12 henkilöä.)

6.* Onko väestö: a) gepardiryhmä Moskovan eläintarhassa; b) susiperhe; c) ahvenet järvessä; d) vehnä pellolla; e) saman lajin etanat yhdessä vuoristorotossa; e) lintutori; g) ruskeat karhut Sahalinin saarella; h) hirvilauma (perhe); i) punapeura Krimillä; j) vankkurien siirtokunta; k) kaikki kuuset? Perustele vastaus.
(Vastaus: kyllä ​​- c, e, f, i. Populaatio on ryhmä saman lajin yksilöitä, jotka ovat yhteydessä toisiinsa ja elävät samalla alueella pitkään (useita sukupolvia). Populaatio on luonnollinen ryhmä, jolla on tietty sukupuoli, ikä ja tilarakenne.)

7.* Miten voidaan selittää se tosiasia, että jos kahden (ei-taistelevan) koiran taistelussa toinen kääntää suojaamattoman niskansa, toinen ei tartu siihen, kun taas ilveksen ja koiran välisessä taistelussa tällainen käytös on koiralle kohtalokasta. joka käänsi niskan?
(Vastaus: Saman lajin yksilöiden välinen aggressio tähtää pääsääntöisesti väestön hierarkkisen ja alueellisen rakenteen ylläpitämiseen, ei heimotovereiden tuhoamiseen. Populaatio, kuten laji, on yksi kokonaisuus, ja yhden yksilön hyvinvointi määrää suurelta osin populaation, lajin, hyvinvoinnin. Ilves yksinkertaisesti syö koiran.)

8.* Metsään tutkijat asettivat ansoja tasaisesti valkojänisille. Kaikkiaan 50 eläintä saatiin kiinni. Heidät merkittiin ja vapautettiin. Viikkoa myöhemmin sieppaus toistettiin. Saimme 70 jänistä, joista 20 oli jo merkitty. Määritä jänisten lukumäärä tutkimusalueella olettaen, että ensimmäistä kertaa merkityt eläimet olivat jakautuneet tasaisesti koko metsään.
(Vastaus: 50 merkittyä yksilöä oli tarkoitus jakaa tutkimusalueella asuvien jänisten kokonaismäärän (X) kesken. Heidän osuutensa uudelleennäytteenotossa tulee myös heijastaa heidän osuuttaan koko väestöstä, ts. 50 on X, kuten 20 on 70.
Ratkaisemme suhteet:
50: X = 20:70; X \u003d 70x 50: 20 \u003d 175.
Näin ollen arvioitu jänisten lukumäärä tutkimusalueella on 175 yksilöä.
Tätä menetelmää (Lincoln-indeksi tai Petersen-indeksi) käytetään sellaisten salailevien eläinten lukumäärän määrittämiseen, joita ei voida suoraan laskea. Laskelmien tuloksella voi olla murto-osa, mutta on muistettava, että todellinen eläinten lukumäärä ilmaistaan ​​aina kokonaislukuna. Lisäksi tällä menetelmällä on omat virheensä, jotka on myös otettava huomioon. On loogisempaa puhua esimerkiksi 170-180 yksilön määrästä.)

Väestön demografinen rakenne

1. Selitä, miksi villisikakannasta voidaan poistaa jopa 30 % yksilöistä ilman sen tuhoutumisvaaraa, kun taas hirvien ampuminen ei saisi ylittää 15 % populaatiosta?
(Vastaus: naarasvillisika tuo keskimäärin 4-8 (joskus jopa 15) porsasta ja naarashirvi - 1-2. Siksi villisikakannan elpyminen etenee kiihtyvällä vauhdilla.)

2. Millä organismeilla on yksinkertainen ja millä monimutkainen populaatioiden ikärakenne?
(Vastaus: populaatioiden yksinkertainen ikärakenne erottuu eliöistä, joiden elinkaari ei ylitä yhtä vuotta, ja lisääntyminen tapahtuu kerran elämässä ja on ajoitettu ympäristön vuodenaikojen vaihteluihin. Näitä ovat esimerkiksi yksivuotiset kasvit, monet hyönteislajit jne. Muuten populaatioiden ikärakenne voi olla monimutkainen.)

3. Selitä, miksi aikuisten räskien merkittävä kevätkuolema johtaa populaation voimakkaaseen ja pitkäkestoiseen vähenemiseen, kun taas kaikkien keväällä esiin tulleiden täysikasvuisten toukokuukuoriaisten täydellinen tuhoutuminen ei johda vastaavaan tulokseen.
(Vastaus: kevään räkäpopulaatiota edustavat yksinomaan viimeisen syntymävuoden aikuiset eläimet. Toukokuoriaisilla, joiden toukat kehittyvät maaperässä 3–4 vuotta, on monimutkainen kannan ikärakenne. Kun aikuiset kuolevat eräänä keväänä seuraavana vuonna, ne korvataan kovakuoriaisilla, jotka ovat kehittyneet toisen sukupolven toukista.)

4. Rakenna ikäpyramidit Venäjälle (140 miljoonaa) ja Indonesialle (190 miljoonaa) käyttämällä annettuja tietoja.

Jatkuu

1 Merkit "*" ja "**" merkitsevät monimutkaisempia tehtäviä, jotka ovat luonteeltaan kognitiivisia ja ongelmallisia.

Missään troofisessa ketjussa kaikkea ruokaa ei käytetä yksilön kasvuun, ts. biomassansa keräämiseksi. Osa siitä käytetään kattamaan kehon energiakustannukset (hengitys, liike, lisääntyminen, kehon lämpötilan ylläpitäminen).

Samanaikaisesti yhden linkin biomassaa ei voida täysin käsitellä seuraavalla, ja jokaisessa seuraavassa troofisen ketjun linkissä tapahtuu biomassan vähenemistä.

Keskimäärin uskotaan, että vain noin 10 % biomassasta ja siihen liittyvästä energiasta siirtyy jokaiselta troofiselta tasolta toiselle, ts. kunkin seuraavan troofisen tason organismien tuotanto on aina keskimäärin 10 kertaa vähemmän kuin edellisen tason tuotanto.

Joten esimerkiksi keskimäärin 100 kg kasvissyöjäeläinten (ensimmäisen asteen kuluttajat) biomassaa muodostuu 1000 kg:sta kasveja. Kasvinsyöjiä syövät lihansyöjät (toisen asteen kuluttajat) voivat syntetisoida tästä määrästä 10 kg biomassastaan, kun taas lihansyöjiä syövät saalistajat (kolmannen luokan kuluttajat) syntetisoivat vain 1 kg biomassastaan.

Täten , kokonaisbiomassa, sen sisältämä energia sekä yksilöiden lukumäärä pienenevät asteittain trofiatasoja noustessa.

Tämä malli on nimetty ekologisen pyramidin säännöt.

Tätä ilmiötä tutki ensimmäisenä C. Elton (1927) ja nimesi hän numeropyramidi tai Eltonin pyramidi.

ekologinen pyramidi - tämä on graafinen esitys eri tilausten tuottajien ja kuluttajien välisestä suhteesta biomassayksiköissä ilmaistuna (biomassan pyramidi), yksilöiden määrä (väestöpyramidi) tai elävän aineen massan sisältämää energiaa (energiapyramidi) ( kuva 6).

Kuva 6. Ekologisen pyramidin kaavio.

Ekologinen pyramidi ilmaisee ekosysteemien troofista rakennetta geometrisessa muodossa.

Ekologisia pyramideja on kolme päätyyppiä: numeropyramidi (numerot), biomassapyramidi ja energiapyramidi.

1) numeroiden pyramidit, joka perustuu kunkin troofisen tason organismien määrään; 2) biomassapyramidit, jotka käyttävät organismien kokonaismassaa (yleensä kuivana) kullakin troofisella tasolla; 3) energiapyramidit, ottaen huomioon kunkin troofisen tason organismien energiaintensiteetin.

energiapyramidit pidetään tärkeimpänä, koska ne viittaavat suoraan ravitsemussuhteiden perustaan ​​- minkä tahansa organismin elämään tarvittavaan energiavirtaan.

Numeroiden pyramidi (numerot)

Numeroiden pyramidi (numerot) tai Eltonin pyramidi heijastaa yksittäisten organismien määrää kullakin troofisella tasolla.

Väestöpyramidi on yksinkertaisin approksimaatio ekosysteemin trofisen rakenteen tutkimukselle.

Samalla lasketaan ensin organismien määrä tietyllä alueella, ryhmittelemällä ne trofiatasojen mukaan ja esittämällä ne suorakulmiona, jonka pituus (tai pinta-ala) on verrannollinen tietyllä alueella elävien organismien määrään ( tai tietyssä tilavuudessa, jos kyseessä on vesiekosysteemi).

Väestöpyramidilla voi olla säännöllinen muoto, ts. kartio ylöspäin (oikea tai suora), ja se voi olla käännetty yläosa alaspäin (käännetty tai käänteinen) kuva 7.

oikea (suora) ylösalaisin (käänteinen)

(lampi, järvi, niitty, steppi, laidun jne.) (leuto metsä kesällä jne.)

Kuva 7. Numeroiden pyramidi (1 - oikein; 2 - käänteinen)

Väestöpyramidi on muodoltaan säännöllinen, ts. kapenee siirryttäessä tuottajien tasolta korkeammalle trofiselle tasolle, vesiekosysteemeille (lammi, järvi jne.) ja maaekosysteemeille (niityt, arot, laitumet jne.).

Esimerkiksi:

1000 kasviplanktonia pienessä lammessa voi ruokkia 100 pientä äyriäistä - ensiluokkaisia ​​kuluttajia, jotka puolestaan ​​ruokkivat 10 kalaa - toisen asteen kuluttajat, mikä riittää ruokkimaan 1 ahven - kolmannen asteen kuluttajat.

Joidenkin ekosysteemien, kuten lauhkean vyöhykkeen metsien, runsauspyramidi on käänteinen.

Esimerkiksi:

lauhkean vyöhykkeen metsässä kesällä pieni määrä suuria puita - tuottajat toimittavat ruokaa suurelle määrälle pienikokoisia kasvifagihyönteisiä ja lintuja - ensiluokkaisia ​​kuluttajia.

Ekologiassa populaatiopyramidia käytetään kuitenkin harvoin, koska jokaisella troofisella tasolla on suuri määrä yksilöitä, joten biokenoosin rakenteen näyttäminen samassa mittakaavassa on erittäin vaikeaa.

biomassapyramidi

Biomassapyramidi heijastaa täydellisemmin ekosysteemin ravitsemussuhteita, koska se ottaa huomioon kunkin troofisen tason organismien kokonaismassan (biomassan).

Suorakulmiot biomassapyramideissa näyttää kunkin troofisen tason organismien massa pinta-ala- tai tilavuusyksikköä kohti.

Biomassapyramidit, kuten myös runsauspyramidit, voivat olla paitsi säännöllisen muotoisia myös käänteisiä (käänteisiä) Kuva 8.

Kolmannen tilauksen kuluttajat

Toisen tilauksen kuluttajat

Ensimmäisen tilauksen kuluttajat

Tuottajat

oikea (suora) ylösalaisin (käänteinen)

(maanekosysteemit: (vesiekosysteemit: järvi,

niitty, pelto jne.) lampi ja erityisesti meri

ekosysteemit)

Kuva 7. Biomassapyramidi (1 - oikein; 2 - ylösalaisin)

Useimmissa maaekosysteemeissä (niityt, pelto jne.) ravintoketjun jokaisen seuraavan troofisen tason kokonaisbiomassa pienenee.

Tämä luo biomassapyramidin, jossa tuottajat ovat merkittävästi hallitsevassa asemassa, ja niiden yläpuolelle sijoittuu vähitellen laskevia kuluttajien trofiatasoja, ts. biomassapyramidi on muodoltaan säännöllinen.

Esimerkiksi:

keskimäärin 1000 kg:sta kasveja muodostuu 100 kg kasvinsyöjäeläinten kehoa - ensimmäisen luokan kuluttajia (fytofagit). Lihansyöjäeläimet - toisen luokan kuluttajat, jotka syövät kasvinsyöjiä, voivat syntetisoida tästä määrästä 10 kg biomassastaan. Ja petoeläimet - kolmannen luokan kuluttajat, jotka syövät lihansyöjiä, syntetisoivat vain 1 kg biomassastaan.

Vesiekosysteemeissä (järvi, lampi jne.) biomassapyramidi voidaan kääntää ylösalaisin, jolloin kuluttajien biomassa ylittää tuottajien biomassan.

Tämä selittyy sillä, että vesiekosysteemeissä tuottaja on mikroskooppinen kasviplankton, joka kasvaa ja lisääntyy nopeasti), joka toimittaa jatkuvasti riittävän määrän elävää ruokaa paljon hitaammin kasvaville ja lisääntyville kuluttajille. Eläinplankton (tai muut kasviplanktonia ruokkivat eläimet) kerää biomassaa vuosien ja vuosikymmenten aikana, kun taas kasviplanktonilla on erittäin lyhyt elinikä (useita päiviä tai tunteja).