După cum știți, în 1675, adică acum mai bine de trei sute de ani, A. Leeuwenhoek a descoperit „animalcule” (animale), care mai târziu au fost numite ciliati. Din 1820 s-a stabilit denumirea de Protozoare, care în greacă înseamnă „animale simple”. Zoologul K. Siebold le-a considerat un tip special al regnului animal și a distins două clase: ciliați și rizopode. El a stabilit, de asemenea, că simplitatea organizării lor corespunde unei singure celule. De atunci, unicelularitatea protozoarelor a devenit universal recunoscută, iar denumirile „unicelulare” și „protozoare” au devenit sinonime.

După nivelul de organizare, toate organismele vii sunt clasificate în două grupe. Împărțirea obișnuită în organisme unicelulare și multicelulare a necesitat clarificări după ce microscopul electronic a fost folosit pentru a studia structura organismelor și au apărut noi metode de cercetare. Au apărut întrebări despre principalele diferențe care determină nivelurile de dezvoltare, precum și despre planurile clădirii. Prin urmare, este necesar să se ia în considerare organizarea protozoarelor - un grup parafiletic care reunește reprezentanții lumii organice, atribuite anterior plantelor, animalelor și ciupercilor, dar având propriile caracteristici specifice.

Generatie spontana

Natura protozoarelor a fost mult timp un subiect de controversă. Unii oameni de știință le-au considerat molecule vii sau simple complexe de astfel de molecule care sunt capabile de generare spontană, adică apar pe cont propriu. Puține învățături au aderat la aceste puncte de vedere, mai ales după strălucitele experimente ale lui L. Spalanzani din secolul al XVIII-lea. L. Pasteur în secolul al XIX-lea a infirmat ideea de generație spontană.

Celularizare

Alți oameni de știință au considerat că protozoarele sunt creaturi foarte complex organizate, care pot fi comparate structural cu animalele foarte organizate. Ei au văzut motivul pentru aceasta în faptul că în organismul organismelor multicelulare există structuri care nu au diviziune în celule, de exemplu, sincitia. Pe baza unor astfel de opinii, zoologul J. Hadji în anii 50-60 ai secolului XX. chiar a înaintat teoria originii animalelor pluricelulare prin celularizare. După ce a descoperit asemănarea ciliatelor cu cei mai primitivi viermi ciliari, așa-numiții fără intestin, Hadji a sugerat că atunci când părțile corpului ciliatelor care conțin organele sunt separate și se formează partiții între ele, apare un organism multicelular. Prin urmare, prin natura sa, ciliatii sunt comparabili cu întregul organism al organismelor multicelulare inferioare. Cu toate acestea, în urma studiilor de microscopie electronică, s-a dovedit că teoria celularizării se bazează doar pe analogii externe și asemănări convergente.

Teoria celulară T. Schwann

Din punctul de vedere al teoriei celulare dezvoltate de M. Schleiden și T. Schwann, protozoarele sunt organisme unicelulare. Potrivit oamenilor de știință moderni care aderă la aceste opinii, protozoarele sunt celule care sunt organisme funcțional. Cu toate acestea, funcțiile nu pot exista separat de anumite structuri. Astfel, definiția modernă a protozoarelor ca animale unicelulare microscopice, care sunt organisme independente din punct de vedere fiziologic, nu corespunde nivelului actual de cunoaștere. O definiție satisfăcătoare a protozoarelor poate fi dată după răspunsul la următoarele întrebări: Protozoarele sunt doar organisme unicelulare? Sunt întotdeauna mici din punct de vedere microscopic? Sunt ele exclusiv animale? Sunt organisme doar în sens fiziologic?

Subregnul Unicelular (Protozoare) unește animalele al căror corp este format dintr-o celulă. Îndeplinește funcțiile unui organism independent. Celula celor mai simple este formată din citoplasmă, organite, unul sau mai mulți nuclei. În ea are loc un schimb de substanțe cu mediul extern, procesele de reproducere în dezvoltare.

Multe organisme unicelulare au organele speciale (mișcare, nutriție, excreție) care au apărut ca urmare a adaptării la mediu.

Celulă- aceasta este o formatiune autoreproducatoare, separata de mediul sau printr-o membrana plasmatica, care contribuie la reglarea schimbului dintre mediul intern si cel extern.

Cele mai simple animale sunt un grup înfloritor și divers (aproximativ 70.000 de specii) - locuitori ai corpurilor de apă și ai solului umed. În cea mai mare parte, fac parte din zooplancton - o colecție a celor mai mici animale care trăiesc în rezervoare marine și de apă dulce. Pe uscat, se găsesc și în mediul acvatic - în apa de picurare din sol, precum și în mediul lichid din interiorul animalelor și plantelor multicelulare. Deși protozoarele din sol pot afecta semnificativ numărul de bacterii, valoarea lor este încă incomparabil mai mică decât cea a protozoarelor din apele dulci și marine.

Multe dintre cele mai simple animale sunt la fel de mici și simple ca unele dintre celulele animalelor mari. Dar se deosebesc de ei prin faptul că sunt capabili să trăiască independent. Animalele unicelulare sunt un organism bine coordonat care asigură nutriția, respirația, excreția, reproducerea, creșterea, dezvoltarea și metabolismul. În protoplasma sa există, parcă, o diviziune a muncii: fiecare dintre formațiunile sale separate, mai mici, își îndeplinește propria sarcină specifică.

De exemplu, nucleul reglează activitatea vitală a întregului organism unicelular și se reproduce singur, datorită căruia se formează noi organisme fiice; în vacuola digestivă, alimentele sunt digerate; vacuola contractila elimina excesul de apa si substantele nocive organismului dizolvate in ea.

În condiții nefavorabile, multe protozoare încetează să mănânce, își pierd organele de mișcare, se acoperă cu o coajă groasă și formează un chist. Odată cu apariția condițiilor favorabile, cele unicelulare își capătă aspectul anterior.

Conform denumirii Protozoare, numai animalele ar trebui incluse în acest sub-regn. Dar sistemul modern de protozoare conține flagelate verzi (botanistii le consideră alge), mixomicete și plasmodioforide (conform micologilor, acestea sunt ciuperci) etc. În acest sens, protozoarele antice pot fi considerate cel mai probabil ca grupul inițial care a dat naștere. la și ciuperci, și plante și animale. Prin urmare, în prezent, ar trebui considerat recunoscut pentru a distinge un regat separat al protiștilor și a-l contrasta cu regnurile plantelor și animalelor. Alocarea regatului protiștilor aparține faimosului zoolog și evoluționist E. Haeckel (1866). Protozoarele, pe de altă parte, pot fi distinse ca un subreg în sistemul protist.

Organismele unicelulare au parcurs un drum lung de evoluție, în timpul căruia a apărut marea lor diversitate. În funcție de complexitatea structurii și a metodelor de mișcare, se disting mai multe tipuri de protozoare. material de pe site

• Sarkozhgutikontsy (Sarcomastigophores).
  • Sarcode.

Din vremea lui Linnaeus și până în zilele noastre, protozoarele au atras atenția oamenilor de știință din diverse motive. A existat chiar și o știință specială - protozoologie.

Viața pe Pământ a apărut cu miliarde de ani în urmă, iar de atunci organismele vii au devenit mai complexe și mai diverse. Există multe dovezi că toată viața de pe planeta noastră are o origine comună. Deși mecanismul evoluției nu este încă pe deplin înțeles de către oamenii de știință, însăși faptul lui este dincolo de orice îndoială. Această postare este despre calea pe care a parcurs-o dezvoltarea vieții pe Pământ de la cele mai simple forme la oameni, așa cum au fost strămoșii noștri îndepărtați cu multe milioane de ani în urmă. Deci, de la cine a venit omul?

Pământul a apărut acum 4,6 miliarde de ani dintr-un nor de gaz și praf care înconjura Soarele. În perioada inițială a existenței planetei noastre, condițiile de pe aceasta nu erau foarte confortabile - multe alte resturi au zburat în spațiul exterior din jur, care au bombardat constant Pământul. Se crede că în urmă cu 4,5 miliarde de ani, Pământul s-a ciocnit cu o altă planetă, ca urmare a acestei coliziuni s-a format Luna. Inițial, Luna a fost foarte aproape de Pământ, dar s-a îndepărtat treptat. Din cauza ciocnirilor frecvente în acest moment, suprafața Pământului era în stare topită, avea o atmosferă foarte densă, iar temperatura suprafeței depășea 200°C. După ceva timp, suprafața s-a întărit, s-a format scoarța terestră, au apărut primele continente și oceane. Vârsta celor mai vechi roci explorate este de 4 miliarde de ani.

1) Cel mai vechi strămoș. Arheea.

Viața pe Pământ a apărut, conform conceptelor moderne, cu 3,8-4,1 miliarde de ani în urmă (cele mai vechi urme găsite de bacterii au o vechime de 3,5 miliarde de ani). Cum exact a apărut viața pe Pământ nu este încă stabilit în mod fiabil. Dar, probabil, cu 3,5 miliarde de ani în urmă, a existat un organism unicelular care avea toate trăsăturile inerente tuturor organismelor vii moderne și era un strămoș comun pentru toate. Din acest organism, toți descendenții săi au moștenit trăsături structurale (toți constau din celule înconjurate de o membrană), o modalitate de stocare a codului genetic (în molecule de ADN cu dublu helix), o modalitate de a stoca energie (în molecule de ATP), etc. Din acest strămoș comun Au existat trei grupuri principale de organisme unicelulare care există și astăzi. Mai întâi, bacteriile și arheile s-au împărțit între ele, iar apoi eucariotele au evoluat din arhee - organisme ale căror celule au un nucleu.

Archaea s-a schimbat cu greu de-a lungul miliardelor de ani de evoluție, probabil cei mai vechi strămoși umani arătau cam la fel

Deși arheea a dat naștere evoluției, multe dintre ele au supraviețuit până în zilele noastre aproape neschimbate. Și acest lucru nu este surprinzător - încă din cele mai vechi timpuri, arheile și-au păstrat capacitatea de a supraviețui în cele mai extreme condiții - în absența oxigenului și a razelor solare, în medii agresive - acide, sărate și alcaline, la mare (unele specii se simt grozav chiar și în apă clocotită) și temperaturi scăzute, la presiuni mari, se pot hrăni și cu o mare varietate de substanțe organice și anorganice. Descendenții lor îndepărtați, extrem de organizați, nu se pot lăuda cu asta deloc.

2) Eucariote. Flagelii.

Pentru o lungă perioadă de timp, condițiile extreme de pe planetă au împiedicat dezvoltarea formelor complexe de viață, iar bacteriile și arheile au domnit suprem pe ea. Cu aproximativ 3 miliarde de ani în urmă, cianobacteriile au apărut pe Pământ. Ei încep să folosească procesul de fotosinteză pentru a absorbi carbonul din atmosferă, eliberând oxigen în acest proces. Oxigenul eliberat este cheltuit mai întâi pentru oxidarea rocilor și a fierului în ocean, apoi începe să se acumuleze în atmosferă. Cu 2,4 miliarde de ani în urmă a avut loc o „catastrofă de oxigen” - o creștere bruscă a conținutului de oxigen din atmosfera Pământului. Acest lucru duce la mari schimbări. Pentru multe organisme, oxigenul este dăunător, iar acestea se sting, fiind înlocuite cu cele care, dimpotrivă, folosesc oxigenul pentru respirație. Compoziția atmosferei și a climei se schimbă, se răcește mult din cauza scăderii gazelor cu efect de seră, dar apare un strat de ozon care protejează Pământul de radiațiile ultraviolete dăunătoare.

Cu aproximativ 1,7 miliarde de ani în urmă, eucariotele au evoluat din arhee - organisme unicelulare ale căror celule aveau o structură mai complexă. Celulele lor, în special, conțineau un nucleu. Cu toate acestea, eucariotele rezultate au avut mai mult de un predecesor. De exemplu, mitocondriile, blocuri importante ale celulelor tuturor organismelor vii complexe, au evoluat din bacterii care trăiesc liber preluate de eucariotele antice.

Există multe varietăți de eucariote unicelulare. Se crede că toate animalele și, prin urmare, oamenii, au descins din organisme unicelulare care au învățat să se miște cu ajutorul unui flagel situat în spatele celulei. Flagelii ajută și la filtrarea apei în căutarea hranei.

Coanoflagelatele la microscop, conform oamenilor de știință, toate animalele au provenit odată din astfel de creaturi.

Unele specii de flagelate trăiesc prin unirea în colonii; se crede că primele animale multicelulare au provenit odată din astfel de colonii de protozoare.

3) Dezvoltarea multicelulară. Bylateria.

Cu aproximativ 1,2 miliarde de ani în urmă, au apărut primele organisme multicelulare. Dar evoluția avansează încă încet, în plus față de dezvoltarea vieții este împiedicată. Deci, acum 850 de milioane de ani, începe glaciația globală. Planeta a fost acoperită cu gheață și zăpadă de mai bine de 200 de milioane de ani.

Detaliile exacte ale evoluției organismelor pluricelulare sunt, din păcate, necunoscute. Dar se știe că după ceva timp primele animale multicelulare au fost împărțite în grupuri. Bureții și bureții lamelari care au supraviețuit până în prezent fără modificări speciale nu au organe și țesuturi separate și filtrează nutrienții din apă. Celenteratele sunt puțin mai complicate, având o singură cavitate și un sistem nervos primitiv. Toate celelalte animale mai dezvoltate, de la viermi la mamifere, aparțin grupului de bilaterie, iar trăsătura lor distinctivă este simetria bilaterală a corpului. Când a apărut prima bilateria nu se știe cu siguranță, probabil că s-a întâmplat la scurt timp după sfârșitul glaciației globale. Formarea simetriei bilaterale și apariția primelor grupuri de animale bilaterale au avut loc probabil între 620 și 545 de milioane de ani în urmă. Descoperirile amprentelor fosile ale primilor bilateriani datează de acum 558 de milioane de ani.

Kimberella (amprentă, aspect) - una dintre primele specii de bilateria descoperite

La scurt timp după apariția lor, bilateria sunt împărțite în protostomi și deuterostomi. Aproape toate nevertebratele — viermi, moluște, artropode etc. — descind din protostomi.Evoluția deuterostomilor duce la apariția echinodermelor (cum ar fi aricii de mare și stelele), hemicordatelor și cordatelor (care includ și oamenii).

Recent, rămășițele unor creaturi numite Saccorhytus coronarius. Au trăit în urmă cu aproximativ 540 de milioane de ani. După toate indicațiile, această creatură mică (de doar aproximativ 1 mm în dimensiune) a fost strămoșul tuturor deuterostomelor și, prin urmare, al omului.

Saccorhytus coronarius

4) Apariția acordurilor. Primul pește.

În urmă cu 540 de milioane de ani, are loc „explozia Cambriană” - într-o perioadă foarte scurtă de timp, apar un număr imens de diverse tipuri de animale marine. Fauna acestei perioade a fost bine studiată datorită șisturilor Burgess din Canada, unde s-au păstrat rămășițele unui număr imens de organisme din această perioadă.

Unele dintre animalele din perioada Cambriană găsite în șistul Burgess

Multe animale uimitoare au fost găsite în ardezie, din păcate dispărute de mult. Dar una dintre cele mai interesante descoperiri a fost descoperirea rămășițelor unui mic animal numit pikaya. Acest animal este cel mai timpuriu reprezentativ găsit pentru tipul cordate.

Pikaya (rămășițe, desen)

Pikaya avea branhii, un intestin și un sistem circulator simplu și tentacule mici lângă gură. Acest animal mic, de aproximativ 4 cm în dimensiune, seamănă cu lancetele moderne.

Apariția peștelui nu a întârziat să apară. Primul animal găsit care poate fi atribuit peștilor este Haikouichthys. Era chiar mai mic decât pikaya (doar 2,5 cm), dar avea deja ochi și creier.

Așa arăta haikouichthys

Pikaya și Haikouichthys au apărut între 540 și 530 de milioane de ani în urmă.

În urma lor, în mări au apărut în curând mulți pești mai mari.

Primul pește fosil

5) Evoluția peștilor. Pești blindați și primii osoși.

Evoluția peștilor a continuat destul de mult timp și la început ei nu au fost deloc grupul dominant de creaturi vii din mări, așa cum sunt astăzi. Dimpotrivă, au trebuit să scape de prădători atât de mari precum scorpionii. A apărut peștele, în care capul și o parte a corpului erau protejate de o cochilie (se crede că craniul s-a dezvoltat ulterior dintr-o astfel de cochilie).

Primii pești erau fără fălci, probabil hrănindu-se cu organisme mici și resturi organice prin aspirarea și filtrarea apei. Cu doar 430 de milioane de ani în urmă au apărut primii pești cu fălci - placodermele sau peștii blindați. Capul și o parte a corpului lor erau acoperite cu o coajă de os acoperită cu piele.

pește blindat antic

Unii dintre peștii blindați au devenit mari și au început să ducă un stil de viață prădător, dar un pas suplimentar în evoluție a fost făcut datorită apariției peștilor osoși. Probabil, strămoșul comun al peștilor cartilaginoși și osoși care locuiesc în mările moderne a descins din peștii blindați, iar peștii blindați înșiși, care au apărut aproximativ în același timp cu acantozii, precum și aproape toți peștii fără fălci, s-au stins ulterior. .

Entelognathus primordialis - o formă intermediară probabilă între peștele blindat și cel osos, a trăit acum 419 milioane de ani

Guiyu Oneiros, care a trăit acum 415 milioane de ani, este considerat primul dintre peștii osoși descoperiți și, prin urmare, strămoșul tuturor vertebratelor terestre, inclusiv al oamenilor. În comparație cu peștii blindați răpitori, ajungând la o lungime de 10 m, acest pește era mic - doar 33 cm.

Guiyu Oneiros

6) Peștii vin la pământ.

În timp ce peștii au continuat să evolueze în mare, plantele și animalele din alte clase și-au făcut deja drumul spre uscat (urme ale prezenței lichenilor și artropodelor pe ea au fost găsite încă de acum 480 de milioane de ani). Dar până la urmă, peștii au preluat și dezvoltarea terenului. Două clase au provenit din primii pești osoși - cu aripioare raze și cu aripioare lobice. Majoritatea peștilor moderni au înotătoare cu raze și sunt perfect adaptați vieții în apă. Dimpotrivă, cu aripioare lobice s-au adaptat vieții în ape puțin adânci și în corpuri mici de apă dulce, drept urmare înotătoarele lor s-au alungit, iar vezica natatoare s-a transformat treptat în plămâni primitivi. Drept urmare, acești pești au învățat să respire aer și să se târască pe uscat.

Eustenopteron ( ) este unul dintre peștii fosili cu aripioare lobice, care este considerat strămoșul vertebratelor terestre. Acești pești au trăit acum 385 de milioane de ani și au ajuns la o lungime de 1,8 m.

Eusthenopteron (reconstrucție)

- un alt pește cu aripioare lobe, care este considerată o formă intermediară probabilă de evoluție a peștilor în amfibieni. Putea deja să respire cu plămânii și să se târască pe uscat.

Panderichthys (reconstrucție)

Tiktaalik, ale cărui rămășițe găsite datează de acum 375 de milioane de ani, era și mai aproape de amfibieni. Avea coaste și plămâni, își putea întoarce capul departe de trunchi.

Tiktaalik (reconstrucție)

Unul dintre primele animale, care nu mai sunt clasificate ca pești, ci ca amfibieni, au fost ihtiostegi. Au trăit în urmă cu aproximativ 365 de milioane de ani. Aceste animale mici, lungi de aproximativ un metru, deși aveau deja labe în loc de aripioare, cu greu se puteau mișca pe uscat și duceau un stil de viață semi-acvatic.

Ichthyostega (reconstrucție)

La momentul apariției vertebratelor pe uscat, a avut loc o altă extincție în masă - Devonianul. A început cu aproximativ 374 de milioane de ani în urmă și a dus la dispariția aproape a tuturor peștilor fără fălci, a peștilor blindați, a multor corali și a altor grupuri de organisme vii. Cu toate acestea, primii amfibieni au supraviețuit, deși le-a luat mai mult de un milion de ani să se adapteze mai mult sau mai puțin la viața de pe uscat.

7) Primele reptile. sinapside.

Perioada carboniferă, care a început cu aproximativ 360 de milioane de ani în urmă și a durat 60 de milioane de ani, a fost foarte favorabilă pentru amfibieni. O parte semnificativă a pământului era acoperită cu mlaștini, clima era caldă și umedă. În astfel de condiții, mulți amfibieni au continuat să trăiască în sau lângă apă. Dar acum aproximativ 340-330 de milioane de ani, unii dintre amfibieni au decis să stăpânească locurile mai uscate. Au dezvoltat membre mai puternice, au apărut plămâni mai dezvoltați, pielea, dimpotrivă, s-a uscat pentru a nu pierde umiditatea. Dar pentru a trăi cu adevărat departe de apă pentru o perioadă lungă de timp, a fost nevoie de încă o schimbare importantă, deoarece amfibienii, precum peștii, s-au născut, iar urmașii lor au trebuit să se dezvolte într-un mediu acvatic. Și acum aproximativ 330 de milioane de ani au apărut primele amniote, adică animale capabile să depună ouă. Coaja primelor ouă era încă moale, nu tare, cu toate acestea, puteau fi deja depuse pe uscat, ceea ce înseamnă că urmașii puteau să apară deja în afara rezervorului, ocolind stadiul mormoloc.

Oamenii de știință sunt încă confuzi cu privire la clasificarea amfibienilor din perioada Carboniferului, precum și dacă să ia în considerare unele specii fosile deja reptile timpurii, sau încă amfibieni, care au dobândit doar unele trăsături ale reptilelor. Într-un fel sau altul, acestea fie primele reptile, fie amfibienii reptilieni arătau cam așa:

Vestlotiana este un animal mic de aproximativ 20 cm lungime, care combină caracteristicile reptilelor și amfibienilor. A trăit în urmă cu aproximativ 338 de milioane de ani.

Și apoi reptilele timpurii s-au despărțit, dând naștere la trei grupuri mari de animale. Paleontologii disting aceste grupe în funcție de structura craniului - în funcție de numărul de găuri prin care pot trece mușchii. Figura de sus în jos a craniului anapsis, sinapsidși diapsida:

În același timp, anapsidele și diapsidele sunt adesea combinate într-un grup sauropside. S-ar părea că diferența este destul de nesemnificativă, totuși, evoluția ulterioară a acestor grupuri a mers în moduri complet diferite.

Reptilele mai avansate au evoluat din sauropside, inclusiv dinozauri și apoi păsări. Sinapsidele au dat naștere, de asemenea, unei ramuri de șopârle asemănătoare animalelor și apoi mamiferelor.

Perioada Permiană a început acum 300 de milioane de ani. Clima a devenit mai uscată și mai rece, iar sinapsidele timpurii au început să domine pe uscat - pelicozauri. Unul dintre pelicozauri a fost Dimetrodon, care avea până la 4 metri lungime. Avea o „vela” mare pe spate, care ajuta la reglarea temperaturii corpului: să se răcească rapid la supraîncălzire sau, dimpotrivă, să se încălzească rapid expunând spatele la soare.

Se crede că uriașul Dimetrodon este strămoșul tuturor mamiferelor și, prin urmare, al omului.

8) Cinodonti. Primele mamifere

La mijlocul perioadei Permian, terapsidele descindeau din pelicozauri, deja mai mult ca animale decât șopârle. Terapsidele arătau astfel:

Terapida tipică a perioadei Permian

În perioada permiană, au apărut multe specii de terapside, mari și mici. Dar acum 250 de milioane de ani a existat un cataclism puternic. Datorită creșterii puternice a activității vulcanice, temperatura crește, clima devine foarte uscată și fierbinte, lava inundă suprafețe mari de pământ, iar gazele vulcanice dăunătoare umplu atmosfera. Are loc Marea Extincție a Permianului, cea mai mare extincție în masă a speciilor din istoria Pământului, până la 95% din speciile marine și aproximativ 70% din speciile terestre. Dintre toate terapsidele, doar un grup supraviețuiește - cinodonti.

Cinodonții erau în mare parte animale mici, de la câțiva centimetri până la 1-2 metri. Printre ei se numărau atât prădători, cât și ierbivore.

Cynognathus este o specie de cinodonți prădători care a trăit în urmă cu aproximativ 240 de milioane de ani. Avea aproximativ 1,2 metri lungime, unul dintre posibilii strămoși ai mamiferelor.

Cu toate acestea, după ce clima s-a îmbunătățit, cinodonții nu au fost destinați să captureze planeta. Diapsidele au preluat inițiativa - dinozaurii au evoluat din reptile mici, care au ocupat în curând majoritatea nișelor ecologice. Cinodonții nu puteau concura cu ei, erau zdrobiți, trebuiau să se ascundă în găuri și să aștepte. Răzbunarea nu a fost luată curând.

Cu toate acestea, cinodonții au supraviețuit cât au putut și au continuat să evolueze, devenind din ce în ce mai mult ca mamiferele:

Evoluția cinodonților

În cele din urmă, primele mamifere au evoluat din cinodonți. Erau mici și probabil că erau nocturne. Existența periculoasă în rândul unui număr mare de prădători a contribuit la dezvoltarea puternică a tuturor simțurilor.

Megazostrodon este considerat unul dintre primele mamifere adevărate.

Megazostrodon a trăit în urmă cu aproximativ 200 de milioane de ani. Lungimea sa era de numai aproximativ 10 cm. Megazostrodon se hrănea cu insecte, viermi și alte animale mici. Probabil, el sau un alt animal similar a fost strămoșul tuturor mamiferelor moderne.

Evoluția ulterioară - de la primele mamifere la oameni - vom lua în considerare în.

Lanțurile trofice și nivelurile trofice

Luați în considerare structura biotică a unui ecosistem. În cadrul ecosistemului, substanțele organice care conțin energie sunt create de organismele autotrofe și servesc drept hrană (sursă de materie și energie) pentru heterotrofe.

Hrănindu-se unele cu altele, organismele vii efectuează transferul de energie și materie și formează lanțuri trofice. Relațiile nutriționale se mai numesc și trofice (de la grecescul trofeu - viață)

Lanț trofic (alimentar). – acesta este un lanț de transfer succesiv de materie și energie echivalent cu acesta de la un organism la altul și fiecare dintre verigile sale este nivel trofic(trophos grecesc - mâncare). Primul nivel trofic este ocupat de autotrofi, sau așa-numiții producători primari. Organismele de al doilea nivel trofic sunt numite consumatori primari, al treilea - consumatori secundari etc. Există de obicei patru sau cinci niveluri trofice și rareori mai mult de șase.

Ultimul nivel trofic - descompunetorii - efectuează mineralizarea și pot descompune toate nivelurile trofice, începând de la 2.

Există 2 tipuri de lanțuri trofice:

Lanțuri de pășunat (pășune) - începe cu fototrofii vii. de exemplu

Iarbă → șoarece → bufniță → șoim

Lanțuri de descompunere (detritică) - încep cu detritus. De exemplu,

Animal mort → larve de muște → broască comună → deja.

Săgeata arată transferul de energie.

Lanțurile alimentare predomină în ecosistemele acvatice, în timp ce lanțurile de descompunere predomină în ecosistemele terestre.

În realitate, lanțurile trofice sunt mult mai complexe, pentru că un animal se poate hrăni cu organisme de diferite tipuri. Unele animale mănâncă alte animale și plante, omnivore (om, urs). Lanțurile se împletesc într-un mod complex și formează rețele trofice. de exemplu

Lanțurile trofice pot fi considerate piramide ecologice, dreptunghiuri reprezentând eficiența ecologică a nivelului stivuite unul deasupra celuilalt. Înălțimea blocurilor este aceeași, iar lungimea fiecăruia este proporțională cu productivitatea fiecărui nivel (număr, masă, cantitate de energie). Înălțimea piramidei corespunde lungimii lanțului trofic.

Piramida ecologică este un lanț trofic. Cu cât lanțul este mai lung, cu atât mai puțin importante din punct de vedere al biomasei, numărului sau energiei sunt frugivorele din vârful piramidei. Doar aproximativ 0,1% din energia primită de la Soare este legată în procesul de fotosinteză. Datorită acestei energii, se sintetizează câteva mii de grame de materie organică uscată la 1 m3 pe an. Mai mult de jumătate din energia asociată cu fotosinteza este imediat consumată în procesul de respirație al plantelor înseși. O altă parte a acesteia este transportată de o serie de organisme de-a lungul lanțurilor trofice. Când animalele mănâncă plante, cea mai mare parte a energiei conținute în alimente este cheltuită în diferite procese de viață, transformându-se în căldură și disipând. Doar 5-20% din energia alimentară trece în substanța nou construită a corpului animalului. Să ilustrăm: cu piramidele numerelor, biomaselor și energiilor, un lanț alimentar uman foarte simplu.

Piramida numerelor (piramida lui Elton):

Sarcini și exerciții pentru cursul școlar de ecologie generală 1

Continuare. Vezi Nr. 15/2002

(Tipărit cu abrevieri)

Modalități de impact al organismelor asupra mediului

1. A plouat. Un soare fierbinte a ieșit din spatele norilor. În ce teritoriu umiditatea solului va fi mai mare după cinci ore (tipul de sol este același): a) într-un câmp proaspăt arat; b) într-un câmp de grâu copt; c) într-o poiană nepăsunată; d) într-o poiană de pășunat? Explică de ce.
(Răspuns:în. Cu cât stratul de vegetație este mai gros, cu atât solul se încălzește mai puțin și, prin urmare, cu atât se va evapora mai puțină apă.)

2. Explicați de ce ravenele se formează mai des în zonele naturale non-păduri: stepe, semi-deșerturi, deșerturi. Ce activitate umană duce la formarea ravenelor?
(Răspuns: sistemele radiculare ale copacilor și arbuștilor, într-o măsură mai mare decât vegetația ierboasă, rețin solul atunci când este spălat de curgerile de apă, prin urmare, în locurile în care crește vegetația de pădure și arbuști, ravenele se formează mai rar decât în ​​câmpuri, stepe și deșerturi. . În absența completă a vegetației (inclusiv ierboase), orice debit de apă va provoca eroziunea solului. Atunci când vegetația este distrusă de om (arat, pășunat, construcții etc.), se va observa întotdeauna o eroziune crescută a solului.)

3.* S-a stabilit că vara după căldură, peste pădure cad mai multe precipitații decât peste câmpul vast din apropiere. De ce? Explicați rolul naturii vegetației în modelarea nivelului de ariditate al anumitor zone.
(Răspuns: peste spatii deschise, aerul se incalzeste mai repede si mai puternic decat peste o padure. Ridicându-se, aerul fierbinte transformă picăturile de ploaie în abur. Drept urmare, atunci când plouă, mai puțină apă curge peste un câmp vast decât peste o pădure.
Zonele cu vegetație rară sau lipsite deloc de aceasta sunt mai puternic încălzite de razele soarelui, ceea ce provoacă o evaporare crescută a umidității și, ca urmare, epuizarea rezervelor de apă subterană, salinizarea solului. Aerul cald se ridică. Dacă zona deșertică este suficient de mare, atunci acest lucru poate schimba semnificativ direcția curenților de aer. Ca urmare, precipitațiile cad mai puține pe zonele goale, ceea ce duce la și mai multă deșertificare a teritoriului.)

4.* În unele țări și insule, importul de capre vii este interzis prin lege. Autoritățile motivează acest lucru prin faptul că caprele pot dăuna naturii țării și pot schimba clima. Explicați cum poate fi.
(Răspuns: caprele mănâncă nu numai iarbă, ci și frunze, precum și coaja de copac. Caprele se pot reproduce rapid. După ce au atins un număr mare, ei distrug fără milă copacii și arbuștii. În țările cu precipitații insuficiente, acest lucru provoacă uscarea în continuare a climei. Drept urmare, natura este sărăcită, ceea ce afectează negativ economia țării.)

Forme adaptative ale organismelor

1.* De ce formele fără aripi predomină printre insectele de pe insulele oceanice mici, în timp ce cele înaripate predomină pe continentul sau insulele mari din apropiere?
(Răspuns: micile insule oceanice sunt suflate de vânturi puternice. Drept urmare, toate animalele mici zburătoare, incapabile să reziste vântului puternic, sunt aruncate în ocean și mor. În cursul evoluției, insectele care trăiesc pe insule mici și-au pierdut capacitatea de a zbura.)

Ritmuri de viață adaptative

1. Enumerați factorii de mediu abiotici cunoscuți de dvs., ale căror valori se modifică periodic și regulat în timp.
(Răspuns: iluminarea în timpul zilei, iluminarea în timpul anului, temperatura în timpul zilei, temperatura în timpul anului, umiditatea în timpul anului și altele.)

2. Selectați din listă acele habitate în care animalele nu au ritmuri diurne (cu condiția să trăiască doar într-un anumit mediu): lac, râu, ape peșteri, suprafața solului, fundul oceanului la o adâncime de 6000 m, munți, intestine umane, pădure, aer, pământ la o adâncime de 1,5 m, fundul râului la o adâncime de 10 m, scoarță de copac viu, pământ la o adâncime de 10 cm.
(Răspuns: apele peșterii, fundul oceanului, sol la o adâncime de 1,5 m.)

3. În ce lună se reproduc de obicei pinguinii Adelie cu barbie în grădinile zoologice europene - mai, iunie, octombrie sau februarie? Explicați răspunsul.
(Răspuns: Octombrie este perioada primăverii în emisfera sudică.)

4. De ce experimentul de aclimatizare a lamei sud-americane în munții Tien Shan (unde clima este similară cu condițiile obișnuite din locurile natale ale animalului) s-a încheiat cu un eșec?
(Răspuns: nepotrivirea ciclurilor anuale - puii de animale s-au născut într-un nou habitat toamna (în patria animalelor în acest moment este primăvară) și au murit în iarna rece de foame.)

CAPITOLUL 2. COMUNITĂȚI ȘI POPULAȚII

Tipuri de interacțiuni cu organismele

2. Din lista propusă, alcătuiți perechi de organisme care în natură pot fi în relații mutualiste (de beneficii reciproce) între ele (numele organismelor pot fi folosite o singură dată): albină, ciupercă hribi, anemonă de mare, stejar, mesteacăn, pustnic crab, aspen, geai, trifoi, ciuperci hribi, tei, bacterii nodulare fixatoare de azot.
(Răspuns: albină - tei; ciuperca boletus - mesteacăn; actinia - crab pustnic; stejar - geai; ciuperca boletus - aspen; trifoi - bacterii nodulare fixatoare de azot.)

3. Din lista propusă, faceți perechi de organisme între care se pot forma în natură legături trofice (alimentare) (denumirile organismelor pot fi folosite o singură dată): stârc, salcie, afidă, amibe, iepure de câmp, furnică, bacterii acvatice, mistreț, broasca, coacaze, roata, furnica leu, tantar, tigru.
(Răspuns: stârc - broască; hare-hare - salcie; afidă - coacăz; ameba - bacterii de apă; furnică leu - furnică; tigru - mistreț; roză - țânțar.)

4. Lichenii sunt un exemplu de relație biotică:

(Răspuns: A.)

5. Perechile de organisme nu pot servi ca exemplu de relație prădător-pradă (alegeți răspunsul corect):

a) stiuca si carasul;
b) leul și zebra;
c) amibe și bacterii de apă dulce;
d) furnică leu și furnică;
e) şacal şi vultur.

(Răspuns: e.)

6.

A. Interacțiunea a doi sau mai mulți indivizi, ale căror consecințe sunt negative pentru unii și indiferente pentru alții.
B. Interacțiunea a doi sau mai mulți indivizi, în care unii folosesc resturile hranei altora fără a le face rău.
B. Interacțiune reciproc avantajoasă a doi sau mai mulți indivizi.
D. Interacțiunea a doi sau mai mulți indivizi, în care unul oferă adăpost celuilalt, iar aceasta nu aduce prejudicii sau beneficii proprietarului.
D. Coabitarea a doi indivizi care nu interacționează direct unul cu celălalt.
E. Interacțiunea a doi sau mai mulți indivizi cu nevoi similare pentru aceleași resurse limitate, ceea ce duce la scăderea indicatorilor vitali ai indivizilor care interacționează.
G. Interacțiunea a două sau mai multe organisme, în care unele se hrănesc cu țesuturi vii sau celule ale altora și primesc de la ele un loc de reședință permanentă sau temporară.
H. Interacțiunea a doi sau mai mulți indivizi, în care unul îl mănâncă pe celălalt.

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

7. De ce credeți că tehnologiile progresive de plantare a arborilor în sol sărac implică contaminarea solului cu anumite tipuri de ciuperci?
(Răspuns:între aceste ciuperci și copac se formează o relație simbiotică. Ciupercile formează rapid un miceliu foarte ramificat și împletesc rădăcinile copacilor cu hifele lor. Datorită acestui fapt, planta primește apă și săruri minerale dintr-o zonă imensă a suprafeței solului. Pentru a obține un astfel de efect fără miceliu, copacul ar trebui să petreacă mult timp, materie și energie pentru formarea unui sistem de rădăcină atât de extins. Când plantați într-un loc nou, simbioza cu o ciupercă crește semnificativ șansele ca un copac să prindă rădăcini în siguranță.)

8.* Numiți organismele care sunt simbioți umani. Ce rol joacă ei?
(Răspuns: reprezentanți ai bacteriilor și protozoarelor care trăiesc în intestinul uman. În 1 g din conținutul intestinului gros, există 250 de miliarde de microorganisme. Multe substanțe care intră în corpul uman cu alimente sunt digerate cu participarea lor activă. Fără simbioți intestinali, dezvoltarea normală este imposibilă. O boală în care numărul de organisme simbiotice ale intestinului scade se numește disbacterioză. Microorganismele trăiesc, de asemenea, în țesuturi, cavități și pe suprafața pielii umane.)

9.* Relația dintre un molid adult și un răsad de stejar vecin este un exemplu:

(Răspuns: A.)

Legile și consecințele relațiilor alimentare

1. Potriviți conceptele și definițiile propuse:

A. Un organism care caută în mod activ și ucide prada relativ mare care poate fugi, ascunde sau rezista.
B. Un organism (de obicei de dimensiuni mici) care folosește țesuturile vii sau celulele unui alt organism ca sursă de hrană și habitat.
B. Un organism care consumă numeroase obiecte alimentare, de obicei de origine vegetală, pentru care nu cheltuie multă energie căutând.
D. Un animal acvatic care filtrează apa prin el însuși cu numeroase organisme mici care îi servesc drept hrană.
C. Un organism care caută și mănâncă relativ mic, incapabil să scape și să reziste obiectelor alimentare.

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

2. Explicați de ce în China la mijlocul secolului al XX-lea. în urma distrugerii vrăbiilor, recolta de cereale a scăzut brusc. La urma urmei, vrăbiile sunt păsări care mănâncă cereale.
(Răspuns: vrăbiile adulte se hrănesc în principal cu semințe, dar puii au nevoie de hrană proteică pentru dezvoltarea lor. Hrănind urmașii, vrăbiile colectează un număr mare de insecte, inclusiv dăunători ai culturilor. Distrugerea vrăbiilor a provocat focare de dăunători, ceea ce a dus la o reducere a culturilor.)

Legile relaţiilor concurenţiale în natură

1. Pentru fiecare pereche de organisme propusă, selectați o resursă (dintre următoarele) pentru care să poată concura: lacramioare - pin, șoarece de câmp - volbi, lup - vulpe, biban - știucă, sopar - bufniță, bursucul - vulpe, secară - floarea de colț albastru, saxaul - spin de cămilă, bondar - albină.
Resurse: vizuina, nectar, semințe de grâu, apă, iepuri de câmp, lumină, gândac mic, ioni de potasiu, rozătoare mici.
(Răspuns: lacramioare și pin - ioni de potasiu; șoarece de câmp și vole comun - semințe de grâu; lupul și vulpea sunt iepuri de câmp; biban și știucă - gândac mic; soparul și bufnița sunt mici rozătoare; bursucul și vulpea - gaură; secară și floarea de colț - ușoare; saxaul si spin de camila - apa; bondar și albină - nectar.)

2.* Speciile strâns înrudite trăiesc adesea împreună, deși este în general acceptat că există cea mai intensă competiție între ele. De ce, în aceste cazuri, nu există nicio deplasare de către o specie a alteia?
(Răspuns: 1 – de foarte multe ori speciile strâns înrudite care trăiesc împreună ocupă nișe ecologice diferite (diferă prin compoziția hranei preferate, prin modul în care obțin hrană, folosesc diferite microhabitate și sunt active în diferite momente ale zilei); 2 - concurența poate fi absentă dacă resursa pentru care specia concurează este în exces; 3 - deplasarea nu are loc dacă numărul unei specii competitiv mai puternice este limitat în mod constant de un prădător sau un al treilea concurent; 4 - într-un mediu instabil în care condițiile sunt în continuă schimbare, pot deveni alternativ favorabile pentru una sau alta specie.)

3.* În natură, pinul silvestru formează păduri pe soluri relativ sărace în locuri mlăștinoase sau, dimpotrivă, uscate. Plantat de mâna omului, crește bine pe soluri bogate, cu umiditate medie, dar numai dacă o persoană are grijă de plantări. Explicați de ce se întâmplă acest lucru.
(Răspuns: de obicei în aceste condiții, în competiție câștigă alte tipuri de arbori (în funcție de condiții, aceștia pot fi aspen, tei, paltin, ulm, stejar, molid etc.). Când are grijă de plantări, o persoană slăbește puterea competitivă a acestor specii prin plivitul, tăierea etc.)

Populațiile

1. Selectați o valoare care estimează indicele de densitate a populației al unei populații:

a) 20 persoane;
b) 20 de persoane la hectar;
c) 20 de indivizi la 100 de femele reproducătoare;
d) 20%;
e) 20 de indivizi la 100 de capcane;
e) 20 de persoane pe an.

(Răspuns: b.)

2. Alegeți o valoare care estimează rata natalității (sau rata mortalității) a populației populației:

a) 100 persoane;
b) 100 de persoane pe an;
c) 100 de indivizi la hectar;
d) 100.

(Răspuns: b.)

3. Iepurii albi și iepurii bruni care trăiesc pe același teritoriu sunt:

a) o populație dintr-o specie;
b) două populații a două specii;
c) două populații ale aceleiași specii;
d) o populație de specii diferite.

(Răspuns: b.)

4. Pe o suprafață de 100 km2 s-a efectuat anual tăierea pădurilor. La momentul organizării rezervației, pe acest teritoriu erau remarcați 50 de elani. După 5 ani, numărul elanilor a crescut la 650 de capete. După alți 10 ani, numărul elanilor a scăzut la 90 și s-a stabilizat în anii următori la nivelul de 80-110 capete.
Determinați densitatea populației de elani: a) la momentul creării rezervației; b) 5 ani de la crearea rezervei; c) 15 ani de la crearea rezervei. Explicați de ce numărul de elani a crescut mai întâi brusc, apoi a scăzut și s-a stabilizat mai târziu.
(Răspuns: a – 0,5 indivizi/km2; b – 6,5 indivizi/km2; c – 0,9 indivizi/km2. Numărul elanilor a crescut datorită protecției din rezervație. Ulterior, numărul a scăzut, deoarece exploatarea forestieră este interzisă în rezerve. Acest lucru a condus la faptul că, după 15 ani, copacii mici care creșteau pe luminiști vechi au crescut, iar aprovizionarea cu hrană a elanului a scăzut.)

5. Vânătorii au constatat că în primăvară, pe o suprafață de 20 km2 a pădurii de taiga locuiau 8 sabeli, dintre care 4 femele (saburile adulte nu formează perechi permanente). În fiecare an, o femelă aduce în medie trei pui. Mortalitatea medie a zibelilor (adulti și viței) la sfârșitul anului este de 10%. Determinați numărul de sable la sfârșitul anului; densitatea primăvara și la sfârșitul anului; rata mortalității pe an; natalitatea pe an.
(Răspuns: numarul sabelilor la sfarsitul anului este de 18 persoane; densitatea primăverii - 0,4 indivizi / km2; densitate la sfârşitul anului 0,9 indivizi/km2; rata mortalității pe an - 2 indivizi (conform calculelor - 1,8, dar valoarea reală, desigur, va fi întotdeauna exprimată ca număr întreg); rata natalității pe an - 12 persoane.)

6.* Populația este: a) un grup de gheparzi din Grădina Zoologică din Moscova; b) o familie de lupi; c) bibani în lac; d) grâu la câmp; e) melci din aceeași specie într-un defileu montan; e) piata de pasari; g) urși bruni pe insula Sakhalin; h) o turmă (familie) de căprioare; i) cerbul roșu în Crimeea; j) o colonie de turme; k) toate plantele de molid? Justificați răspunsul.
(Răspuns: da - c, e, f, i. O populație este un grup de indivizi din aceeași specie, interconectați, care trăiesc pe același teritoriu o perioadă lungă de timp (mai multe generații). O populație este o grupare naturală care are un anumit sex, vârstă și structură spațială.)

7.* Cum se poate explica faptul că, dacă într-o luptă între doi câini (neluptați), unul își întoarce gâtul neprotejat, celălalt nu îl apucă, în timp ce într-o luptă între un râs și un câine un astfel de comportament va fi fatal pentru câine care și-a întors gâtul?
(Răspuns: agresiunea dintre indivizii aceleiași specii vizează, de regulă, menținerea structurii ierarhice și spațiale a populației, și nu distrugerea colegilor de trib. O populație, ca și o specie, este un întreg unic, iar bunăstarea unui individ determină în mare măsură bunăstarea populației, a speciei. Râsul va mânca pur și simplu câinele.)

8.* În pădure, oamenii de știință au plasat uniform capcane pentru iepuri albi. Au fost prinse în total 50 de animale. Au fost marcați și eliberați. O săptămână mai târziu, captura s-a repetat. Am prins 70 de iepuri de câmp, dintre care 20 erau deja etichetate. Determinați numărul de iepuri de câmp din zona de studiu, presupunând că animalele marcate pentru prima dată au fost distribuite uniform în întreaga pădure.
(Răspuns: 50 de indivizi marcați urmau să fie repartizați în numărul total de iepuri (X) care trăiesc în zona de studiu. Ponderea lor în reeșantionare ar trebui să reflecte, de asemenea, ponderea lor în populația totală, adică 50 este la X, așa cum 20 este la 70.
Să rezolvăm proporția:
50: X = 20: 70; X \u003d 70x 50: 20 \u003d 175.
Astfel, numărul estimat de iepuri de câmp din zona de studiu este de 175 de indivizi.
Această metodă (indicele Lincoln sau indicele Petersen) este utilizată pentru a determina numărul de animale secrete care nu pot fi numărate direct. Rezultatul calculelor poate avea o valoare fracțională, dar trebuie amintit că numărul real de animale este întotdeauna exprimat ca valoare întreagă. În plus, această metodă are propriile erori, care trebuie să fie luate în considerare. Este mai logic să vorbim, de exemplu, despre numărul de 170-180 de indivizi.)

Structura demografică a populației

1. Explicați de ce până la 30% dintre indivizi pot fi scoși din populația de mistreți fără riscul de a o distruge, în timp ce împușcarea permisă de elan nu trebuie să depășească 15% din populație?
(Răspuns: femela mistreț aduce în medie de la 4 la 8 (uneori până la 15) purcei, iar femela elan - 1-2. Prin urmare, recuperarea populației de mistreți se desfășoară într-un ritm mai rapid.)

2. Care organisme au o structură de vârstă simplă și care au o structură complexă de vârstă a populațiilor?
(Răspuns: o structură simplă de vârstă a populațiilor se distinge prin organisme al căror ciclu de viață nu depășește un an, iar reproducerea are loc o dată în viață și este cronometrată la schimbările sezoniere ale mediului. Acestea sunt, de exemplu, plante anuale, o serie de specii de insecte etc. În caz contrar, structura de vârstă a populațiilor poate fi complexă.)

3. Explicați de ce o moarte semnificativă de primăvară a scorpiei adulți va duce la o scădere bruscă și prelungită a populației, în timp ce distrugerea completă a tuturor gândacilor de mai adulți care au apărut în primăvară nu va duce la un rezultat similar.
(Răspuns: populatia de scorpie primavara este reprezentata exclusiv de animale adulte din ultimul an de nastere. Gândacii de mai, ale căror larve se dezvoltă în sol timp de 3-4 ani, au o structură complexă de vârstă a populației. Când adulții mor într-o primăvară a anului următor, ei vor fi înlocuiți cu gândaci care s-au dezvoltat dintr-o altă generație de larve.)

4. Construiți piramide de vârstă pentru Rusia (140 milioane) și Indonezia (190 milioane) folosind datele furnizate.

Va urma

1 Semnele „*” și „**” marchează sarcini de complexitate crescută, având un caracter cognitiv și problematic.

În orice lanț trofic, nu toate alimentele sunt folosite pentru creșterea unui individ, adică. pentru acumularea biomasei sale. O parte din el este cheltuită pentru a acoperi costurile energetice ale corpului (respirație, mișcare, reproducere, menținerea temperaturii corpului).

În același timp, biomasa unei verigi nu poate fi procesată complet de către următoarea, iar în fiecare verigă ulterioară a lanțului trofic are loc o scădere a biomasei.

În medie, se crede că doar aproximativ 10% din biomasă și energia asociată cu aceasta trece de la fiecare nivel trofic la următorul, adică. producția de organisme din fiecare nivel trofic ulterior este întotdeauna mai mică în medie de 10 ori producția de la nivelul anterior.

Deci, de exemplu, în medie, din 1000 kg de plante se formează 100 kg de biomasă de animale erbivore (consumatori de ordinul întâi). Carnivorii (consumatorii de ordinul doi) care mănâncă ierbivore pot sintetiza 10 kg din biomasa lor din această cantitate, în timp ce prădătorii (consumatorii de ordinul trei) care se hrănesc cu carnivore sintetizează doar 1 kg din biomasa lor.

Prin urmare , biomasa totală, energia conținută în ea, precum și numărul de indivizi descresc progresiv pe măsură ce se urcă nivelurile trofice.

Acest model a fost numit regulile piramidei ecologice.

Acest fenomen a fost studiat pentru prima dată de C. Elton (1927) și numit de acesta piramida numerelor sau piramida lui Elton.

piramida ecologica - aceasta este o reprezentare grafică a relației dintre producători și consumatori de diferite ordine, exprimată în unități de biomasă (piramida biomasei), număr de indivizi (piramida populației) sau energia conținută în masa materiei vii (piramida energiei) ( Fig.6).

Fig.6. Diagrama piramidei ecologice.

Piramida ecologică exprimă structura trofică a ecosistemelor în formă geometrică.

Există trei tipuri principale de piramide ecologice: piramida numerelor (numerele), piramida biomasei și piramida energiei.

1) piramide de numere, pe baza numărului de organisme de la fiecare nivel trofic; 2) piramidele de biomasă, care utilizează masa totală (de obicei uscată) a organismelor la fiecare nivel trofic; 3) piramidele energetice, ținând cont de intensitatea energetică a organismelor din fiecare nivel trofic.

piramidele energetice sunt considerate cele mai importante, deoarece se referă direct la baza relațiilor nutriționale - fluxul de energie necesar pentru viața oricăror organisme.

Piramida numerelor (numerelor)

Piramida numerelor (numerelor) sau piramida lui Elton reflectă numărul de organisme individuale la fiecare nivel trofic.

Piramida populației este cea mai simplă aproximare a studiului structurii trofice a unui ecosistem.

În același timp, se calculează mai întâi numărul de organisme dintr-o anumită zonă, grupându-le pe niveluri trofice și prezentându-le ca un dreptunghi, a cărui lungime (sau zonă) este proporțională cu numărul de organisme care trăiesc într-o anumită zonă ( sau într-un volum dat, dacă este un ecosistem acvatic).

Piramida populației poate avea o formă regulată, adică. se îngustează în sus (corectă sau dreaptă) și poate fi un sus în jos inversat (inversat sau inversat) Fig.7.

dreapta (drept) inversat (inversat)

(iaz, lac, luncă, stepă, pășune etc.) (pădure temperată vara etc.)

Fig.7. Piramida numerelor (1 - corect; 2 - inversat)

Piramida populației are o formă regulată, adică. se îngustează la trecerea de la nivelul producătorilor la niveluri trofice superioare, pentru ecosistemele acvatice (baltă, lac etc.) și ecosistemele terestre (lunca, stepă, pășune etc.).

De exemplu:

1.000 de fitoplancton într-un iaz mic pot hrăni 100 de crustacee mici - consumatori de ordinul întâi, care la rândul lor vor hrăni 10 pești - consumatori de ordinul doi, care vor fi suficiente pentru a hrăni 1 biban - consumatori de ordinul trei.

Piramida abundenței pentru unele ecosisteme, cum ar fi pădurile temperate, este inversată.

De exemplu:

în pădurea din zona temperată vara, un număr mic de copaci mari - producătorii furnizează hrană unui număr mare de insecte și păsări fitofage de dimensiuni mici - consumatori de prim ordin.

Cu toate acestea, în ecologie, piramida populației este rar folosită, deoarece din cauza numărului mare de indivizi la fiecare nivel trofic, este foarte dificil să se afișeze structura biocenozei la aceeași scară.

piramida biomasei

Piramida biomasei reflectă mai pe deplin relațiile nutriționale din ecosistem, deoarece ia în considerare masa totală de organisme (biomasă) a fiecărui nivel trofic.

Dreptunghiuri în piramidele de biomasă afișează masa organismelor de la fiecare nivel trofic, pe unitatea de suprafață sau de volum.

Piramidele de biomasă, precum și piramidele abundenței, pot avea nu numai formă regulată, ci și inversate (inversate) Fig.8.

Consumatorii de ordinul 3

Consumatorii de ordinul 2

Consumatorii de ordinul 1

Producătorii

dreapta (drept) inversat (inversat)

(ecosisteme terestre: (ecosisteme acvatice: lac,

luncă, câmp etc.) iaz și mai ales marin

ecosisteme)

Fig.7. Piramida de biomasă (1 - corect; 2 - inversată)

Pentru majoritatea ecosistemelor terestre (lunca, câmp etc.), biomasa totală a fiecărui nivel trofic ulterior al lanțului trofic scade.

Se creează astfel o piramidă de biomasă, în care producătorii predomină în mod semnificativ, iar nivelurile trofice în scădere treptat ale consumatorilor sunt situate deasupra lor, adică. piramida biomasei are o formă regulată.

De exemplu:

în medie, din 1000 kg de plante se formează 100 kg din corpul animalelor erbivore - consumatori de prim ordin (fitofagi). Animalele carnivore - consumatorii de ordinul doi, care mănâncă ierbivore, pot sintetiza 10 kg din biomasa lor din această cantitate. Iar prădătorii - consumatori de ordinul al treilea, care mănâncă carnivore, sintetizează doar 1 kg din biomasa lor.

În ecosistemele acvatice (lac, iaz etc.), piramida biomasei poate fi inversată, unde biomasa consumatorilor predomină asupra biomasei producătorilor.

Acest lucru se explică prin faptul că în ecosistemele acvatice, producătorul este fitoplanctonul microscopic, care crește și se reproduce rapid), care furnizează continuu hrană vie în cantități suficiente consumatorilor care cresc și se reproduc mult mai lent. Zooplanctonul (sau alte animale care se hrănesc cu fitoplancton) acumulează biomasă de-a lungul anilor și deceniilor, în timp ce fitoplanctonul are o durată de viață extrem de scurtă (câteva zile sau ore).