Ako viete, v roku 1675, teda pred viac ako tristo rokmi, objavil A. Leeuwenhoek „animalcules“ (zvieratá), ktoré boli neskôr pomenované nálevníky. Od roku 1820 sa zaviedol názov Protozoa, čo v gréčtine znamená „jednoduché zvieratá“. Zoológ K. Siebold ich považoval za zvláštny typ živočíšnej ríše a rozlíšil dve triedy: nálevníky a rizopody. Tiež určil, že jednoduchosť ich organizácie zodpovedá jednej bunke. Odvtedy sa jednobunkovosť prvokov stala všeobecne uznávanou a názvy „jednobunkové“ a „protozoá“ sa stali synonymami.

Podľa úrovne organizácie sú všetky živé organizmy rozdelené do dvoch skupín. Zvyčajné delenie na jednobunkové a mnohobunkové organizmy si vyžiadalo objasnenie po použití elektrónového mikroskopu na štúdium štruktúry organizmov a objavení sa nových metód výskumu. Vznikli otázky o hlavných rozdieloch, ktoré určujú úrovne rozvoja, ako aj o plánoch budovy. Preto je potrebné zvážiť organizáciu prvokov - parafyletickej skupiny, ktorá spája predstaviteľov organického sveta, predtým pripisovaných rastlinám, zvieratám a hubám, ale majúce svoje špecifické črty.

Spontánna generácia

Povaha prvokov je už dlho predmetom sporov. Niektorí vedci ich považovali za živé molekuly alebo jednoduché komplexy takých molekúl, ktoré sú schopné spontánnej tvorby, t.j. vznikajú samy od seba. Len málo učení sa držalo týchto názorov, najmä od brilantných experimentov L. Spalanzaniho v 18. storočí. L. Pasteura v 19. storočí vyvrátil myšlienku spontánnej generácie.

Celularizácia

Iní vedci považovali prvoky za veľmi zložito organizované tvory, ktoré možno štrukturálne prirovnať k vysoko organizovaným živočíchom. Dôvod videli v tom, že v organizme mnohobunkových organizmov existujú štruktúry, ktoré sa nedelia na bunky, napríklad syncytia. Na základe takýchto názorov zoológ J. Hadji v 50.-60. rokoch XX. dokonca predložil teóriu o vzniku mnohobunkových živočíchov celularizáciou. Po objavení podobnosti nálevníkov s najprimitívnejšími ciliárnymi červami, takzvanými bezčrevnými, Hadji navrhol, že keď sa časti tela nálevníkov, ktoré obsahujú organely, oddelia a vytvoria sa medzi nimi priečky, vznikne mnohobunkový organizmus. Preto sú nálevníky svojou povahou porovnateľné s celým organizmom nižších mnohobunkových organizmov. Po štúdiách elektrónovej mikroskopie sa však dokázalo, že teória celularizácie sa spolieha iba na vonkajšie analógie a konvergentné podobnosti.

Bunková teória T. Schwann

Z hľadiska bunkovej teórie vyvinutej M. Schleidenom a T. Schwannom sú prvoky jednobunkové organizmy. Podľa moderných vedcov, ktorí sa držia týchto názorov, prvoky sú bunky, ktoré sú funkčne organizmy. Funkcie však nemôžu existovať oddelene od určitých štruktúr. Moderná definícia prvokov ako mikroskopických jednobunkových živočíchov, ktoré sú fyziologicky nezávislými organizmami, teda nezodpovedá súčasnej úrovni poznania. Uspokojivú definíciu prvokov možno poskytnúť po zodpovedaní nasledujúcich otázok: Sú prvoky iba jednobunkové organizmy? Sú vždy mikroskopicky malé? Sú to výlučne zvieratá? Sú to organizmy len vo fyziologickom zmysle?

Podkráľovstvo Jednobunkové (Protozoa) združuje živočíchy, ktorých telo pozostáva z jednej bunky. Vykonáva funkcie nezávislého organizmu. Bunka najjednoduchších pozostáva z cytoplazmy, organel, jedného alebo viacerých jadier. V ňom dochádza k výmene látok s vonkajším prostredím, k procesom reprodukcie vo vývoji.

Mnohé jednobunkové organizmy majú špeciálne organely (pohyb, výživa, vylučovanie), ktoré vznikli v dôsledku prispôsobenia sa prostrediu.

Bunka- ide o samoreprodukujúci sa útvar, oddelený od okolia plazmatickou membránou, ktorý prispieva k regulácii výmeny medzi vnútorným a vonkajším prostredím.

Najjednoduchšie zvieratá sú prosperujúcou a rôznorodou skupinou (asi 70 000 druhov) - obyvateľmi vodných plôch a vlhkej pôdy. Väčšinou sú súčasťou zooplanktónu - zbierky najmenších živočíchov, ktoré žijú v morských a sladkovodných nádržiach. Na súši sa nachádzajú aj vo vodnom prostredí – v pôdnej kvapkovej vode, ako aj v tekutom prostredí vo vnútri mnohobunkových živočíchov a rastlín. Pôdne prvoky síce môžu výrazne ovplyvniť počet baktérií, no ich hodnota je stále neporovnateľne menšia ako u prvokov v sladkých a morských vodách.

Mnohé z najjednoduchších zvierat sú také malé a jednoduché ako niektoré bunky veľkých zvierat. Ale líšia sa od nich tým, že sú schopní žiť samostatne. Jednobunkové živočíchy sú dobre koordinovaný organizmus, ktorý zabezpečuje výživu, dýchanie, vylučovanie, rozmnožovanie, rast, vývoj a metabolizmus. V jeho protoplazme je akoby deľba práce: každá z jej samostatných menších formácií plní svoju špecifickú úlohu.

Napríklad jadro reguluje životnú aktivitu celého jednobunkového organizmu a reprodukuje sa, vďaka čomu sa vytvárajú nové dcérske organizmy; v tráviacej vakuole sa jedlo trávi; kontraktilná vakuola odvádza prebytočnú vodu a v nej rozpustené telu škodlivé látky.

V nepriaznivých podmienkach mnohé prvoky prestanú prijímať potravu, stratia pohybové orgány, pokryjú sa hrubou škrupinou a vytvoria cystu. S nástupom priaznivých podmienok získavajú jednobunkové svoj bývalý vzhľad.

Podľa názvu Protozoa by sa do tohto podkráľovstva mali zaradiť iba zvieratá. Ale moderný systém prvokov obsahuje zelené bičíkovce (botanici ich považujú za riasy), myxomycéty a plazmodioforidy (podľa mykológov ide o huby) atď. V tomto ohľade možno staroveké prvoky s najväčšou pravdepodobnosťou považovať za počiatočnú skupinu, ktorá dala vznik a hubám, rastlinám a zvieratám. Preto by sa v súčasnosti malo považovať za uznávané rozlišovať samostatné kráľovstvo protistov a kontrastovať s ríšami rastlín a zvierat. Pridelenie kráľovstva protistov patrí slávnemu zoológovi a evolucionistovi E. Haeckelovi (1866). Na druhej strane prvoky možno rozlíšiť ako podkráľovstvo v protistovom systéme.

Jednobunkové organizmy prešli dlhú cestu evolúcie, počas ktorej vznikla ich veľká rozmanitosť. V závislosti od zložitosti štruktúry a spôsobov pohybu sa rozlišuje niekoľko druhov prvokov. materiál zo stránky

• Sarkozhgutikontsy (Sarcomastigophores).
  • Sarcode.

Od čias Linného až po súčasnosť prvoky priťahujú pozornosť vedcov z rôznych dôvodov. Existovala dokonca špeciálna veda - protozoológia.

Život na Zemi sa objavil pred miliardami rokov a odvtedy sa živé organizmy stali zložitejšími a rozmanitejšími. Existuje množstvo dôkazov, že všetok život na našej planéte má spoločný pôvod. Hoci mechanizmus evolúcie vedci ešte úplne nepochopili, jeho samotná skutočnosť je nepochybná. Tento príspevok je o ceste vývoja života na Zemi od najjednoduchších foriem k ľuďom, akými boli naši vzdialení predkovia pred mnohými miliónmi rokov. Od koho teda prišiel človek?

Zem vznikla pred 4,6 miliardami rokov z oblaku plynu a prachu, ktorý obklopoval Slnko. V počiatočnom období existencie našej planéty na nej neboli príliš pohodlné podmienky – v okolitom kozmickom priestore poletovalo oveľa viac trosiek, ktoré neustále bombardovali Zem. Predpokladá sa, že pred 4,5 miliardami rokov sa Zem zrazila s inou planétou, v dôsledku čoho sa vytvoril Mesiac. Spočiatku bol Mesiac veľmi blízko k Zemi, no postupne sa vzďaľoval. V dôsledku častých zrážok v tomto čase bol povrch Zeme v roztavenom stave, mal veľmi hustú atmosféru a povrchová teplota presahovala 200°C. Po určitom čase povrch stvrdol, vytvorila sa zemská kôra, objavili sa prvé kontinenty a oceány. Vek najstarších preskúmaných hornín je 4 miliardy rokov.

1) Najstarší predok. Archaea.

Život na Zemi sa podľa moderných predstáv objavil pred 3,8 až 4,1 miliardami rokov (najskoršie nájdené stopy baktérií sú staré 3,5 miliardy rokov). Ako presne život na Zemi vznikol, stále nie je spoľahlivo stanovené. Ale pravdepodobne už pred 3,5 miliardami rokov existoval jednobunkový organizmus, ktorý mal všetky vlastnosti vlastné všetkým moderným živým organizmom a bol ich spoločným predkom. Od tohto organizmu všetci jeho potomkovia zdedili štrukturálne znaky (všetky pozostávajú z buniek obklopených membránou), spôsob uloženia genetického kódu (v molekulách DNA s dvojitou špirálou), spôsob skladovania energie (v molekulách ATP) atď. Od tohto spoločného predka Existujú tri hlavné skupiny jednobunkových organizmov, ktoré dodnes existujú. Najprv sa baktérie a archea medzi sebou rozdelili a potom sa z archeí vyvinuli eukaryoty – organizmy, ktorých bunky majú jadro.

Archaea sa za miliardy rokov evolúcie takmer nezmenila, pravdepodobne najstarší ľudskí predkovia vyzerali približne rovnako

Hoci archaea dala podnet k evolúcii, mnohé z nich prežili dodnes takmer bez zmeny. A nie je sa čomu čudovať – archaea si od pradávna zachovali schopnosť prežiť aj v tých najextrémnejších podmienkach – pri nedostatku kyslíka a slnečného žiarenia, v agresívnom – kyslom, slanom a zásaditom prostredí, pri vysokej teplote (niektoré druhy sa cítia skvele aj v vriacou vodou) a nízkymi teplotami, pri vysokých tlakoch, sú tiež schopné živiť sa širokou škálou organických a anorganických látok. Ich vzdialení vysoko organizovaní potomkovia sa tým vôbec nemôžu pochváliť.

2) Eukaryoty. Flagella.

Extrémne podmienky na planéte dlho bránili rozvoju zložitých foriem života a kraľovali na nej baktérie a archaea. Približne pred 3 miliardami rokov sa na Zemi objavili sinice. Začínajú využívať proces fotosyntézy na absorbovanie uhlíka z atmosféry, pričom sa uvoľňuje kyslík. Uvoľnený kyslík sa najskôr minie na oxidáciu hornín a železa v oceáne a potom sa začne hromadiť v atmosfére. Pred 2,4 miliardami rokov došlo k „kyslíkovej katastrofe“ – prudkému zvýšeniu obsahu kyslíka v zemskej atmosfére. To vedie k veľkým zmenám. Pre mnohé organizmy je kyslík škodlivý a vymierajú a sú nahradené tými, ktoré kyslík naopak využívajú na dýchanie. Mení sa zloženie atmosféry a klíma, výrazne sa ochladzuje v dôsledku poklesu skleníkových plynov, no objavuje sa ozónová vrstva, ktorá chráni Zem pred škodlivým ultrafialovým žiarením.

Asi pred 1,7 miliardami rokov sa eukaryoty vyvinuli z archaea – jednobunkových organizmov, ktorých bunky mali zložitejšiu štruktúru. Najmä ich bunky obsahovali jadro. Výsledné eukaryoty však mali viac ako jedného predchodcu. Napríklad mitochondrie, dôležité stavebné kamene buniek všetkých zložitých živých organizmov, sa vyvinuli z voľne žijúcich baktérií, ktoré prevzali staré eukaryoty.

Existuje mnoho druhov jednobunkových eukaryotov. Predpokladá sa, že všetky zvieratá, a teda aj človek, pochádzajú z jednobunkových organizmov, ktoré sa naučili pohybovať pomocou bičíka umiestneného za bunkou. Bičíky tiež pomáhajú filtrovať vodu pri hľadaní potravy.

Choanoflagelates pod mikroskopom, podľa vedcov práve z takýchto tvorov kedysi pochádzali všetky zvieratá

Niektoré druhy bičíkovcov žijú zjednotením v kolóniách; predpokladá sa, že prvé mnohobunkové zvieratá kedysi vznikli z takýchto kolónií prvokov.

3) Vývoj mnohobunkových. Bylateria.

Približne pred 1,2 miliardami rokov sa objavili prvé mnohobunkové organizmy. No evolúcia stále pomaly napreduje, navyše rozvoju života bráni. Takže pred 850 miliónmi rokov začína globálne zaľadnenie. Planéta je pokrytá ľadom a snehom už viac ako 200 miliónov rokov.

Presné detaily evolúcie mnohobunkových organizmov sú, žiaľ, neznáme. Je však známe, že po určitom čase boli prvé mnohobunkové zvieratá rozdelené do skupín. Špongie a lamelárne špongie, ktoré prežili dodnes bez zvláštnych zmien, nemajú oddelené orgány a tkanivá a filtrujú živiny z vody. Koelenteráty sú o niečo komplikovanejšie, majú len jednu dutinu a primitívny nervový systém. Všetky ostatné vyvinutejšie živočíchy, od červov až po cicavce, patria do skupiny bilaterií a ich charakteristickým znakom je obojstranná symetria tela. Kedy sa objavila prvá bilatéria, nie je s určitosťou známe, pravdepodobne sa to stalo krátko po skončení globálneho zaľadnenia. K vzniku obojstrannej symetrie a objaveniu sa prvých skupín obojstranných živočíchov došlo pravdepodobne pred 620 až 545 miliónmi rokov. Nálezy fosílnych odtlačkov prvých bilateriánov sa datujú do obdobia pred 558 miliónmi rokov.

Kimberella (odtlačok, vzhľad) - jeden z prvých objavených druhov bilaterií

Krátko po ich objavení sa bilatérie rozdeľujú na protostómy a deuterostómy. Takmer všetky bezstavovce – červy, mäkkýše, článkonožce atď. – pochádzajú z prvokov.Vývoj deuterostómov vedie k objaveniu sa ostnatokožcov (ako sú ježovky a hviezdy), polostruncov a strunatcov (vrátane ľudí).

V poslednom čase pozostatky tvorov tzv Saccorhytus coronarius.Žili asi pred 540 miliónmi rokov. Podľa všetkého bol tento malý (len asi 1 mm veľký) tvor predchodcom všetkých deuterostómov, a teda aj človeka.

Saccorhytus coronarius

4) Vzhľad strunatcov. Prvá ryba.

Pred 540 miliónmi rokov nastáva „kambrický výbuch“ – vo veľmi krátkom čase sa objaví obrovské množstvo rôznych druhov morských živočíchov. Fauna tohto obdobia bola dobre prebádaná vďaka Burgess Shale v Kanade, kde sa zachovali pozostatky obrovského množstva organizmov z tohto obdobia.

Niektoré zo zvierat z obdobia kambria nájdené v Burgess Shale

V bridliciach sa našlo veľa úžasných zvierat, bohužiaľ už dávno vyhynutých. No jedným z najzaujímavejších nálezov bol objav pozostatkov malého živočícha zvaného pikaya. Toto zviera je najskorším nájdeným zástupcom strunatcového typu.

Pikaya (pozostatky, kresba)

Pikaya mal žiabre, jednoduché črevo a obehový systém a malé chápadlá blízko úst. Toto malé zvieratko, veľké asi 4 cm, pripomína moderné lancety.

Objavenie sa rýb na seba nenechalo dlho čakať. Prvým nájdeným živočíchom, ktorý možno pripísať rybám, je Haikouichthys. Bol ešte menší ako pikaya (len 2,5 cm), no mal už oči a mozog.

Takto vyzeral haikouichthys

Pikaya a Haikouichthys sa objavili pred 540 až 530 miliónmi rokov.

Po nich sa čoskoro v moriach objavilo mnoho väčších rýb.

Prvá fosílna ryba

5) Evolúcia rýb. Pancierové a prvé kostnaté ryby.

Evolúcia rýb prebiehala pomerne dlho a spočiatku vôbec neboli dominantnou skupinou živých tvorov v moriach, ako je tomu dnes. Naopak, museli uniknúť pred takými veľkými predátormi, ako sú škorpióny. Objavili sa ryby, v ktorých bola hlava a časť tela chránená škrupinou (predpokladá sa, že z takejto škrupiny sa následne vyvinula lebka).

Prvé ryby boli bez čeľustí, pravdepodobne sa živili malými organizmami a organickým odpadom nasávaním a filtrovaním vody. Len asi pred 430 miliónmi rokov sa objavili prvé ryby s čeľusťami – placodermy, čiže pancierové ryby. Ich hlavu a časť tela pokrývala kostená škrupina potiahnutá kožou.

starodávna obrnená ryba

Niektoré z obrnených rýb sa stali veľkými a začali viesť dravý životný štýl, ale ďalší krok vo vývoji bol urobený vďaka vzhľadu kostnatých rýb. Spoločný predok chrupavčitých a kostnatých rýb, ktoré obývajú moderné moria, pravdepodobne pochádza z pancierových rýb a samotné pancierové ryby, ktoré sa objavili približne v rovnakom čase ako akantódy, ako aj takmer všetky ryby bez čeľustí následne vyhynuli. .

Entelognathus primordialis - pravdepodobná prechodná forma medzi obrnenými a kostnatými rybami, žila pred 419 miliónmi rokov

Guiyu Oneiros, ktorý žil pred 415 miliónmi rokov, je považovaný za úplne prvú z objavených kostnatých rýb, a teda za predka všetkých suchozemských stavovcov vrátane človeka. V porovnaní s dravými pancierovými rybami, dosahujúcimi dĺžku 10 m, bola táto ryba malá – len 33 cm.

Guiyu Oneiros

6) Ryby prichádzajú na súš.

Zatiaľ čo sa ryby v mori ďalej vyvíjali, rastliny a živočíchy iných tried sa už dostali na pevninu (stopy po prítomnosti lišajníkov a článkonožcov na nej boli nájdené už pred 480 miliónmi rokov). Ale nakoniec sa na rozvoji krajiny chytili aj ryby. Z prvých kostnatých rýb vznikli dve triedy – lúčoplutvé a laločnaté. Väčšina moderných rýb sú lúčoplutvé a sú dokonale prispôsobené životu vo vode. Naopak, laločnaté plutvy sa prispôsobili životu v plytkej vode a v malých sladkých vodách, v dôsledku čoho sa im predĺžili plutvy a plávací mechúr sa postupne zmenil na primitívne pľúca. Vďaka tomu sa tieto ryby naučili dýchať vzduch a plaziť sa po súši.

Eustenopteron ( ) patrí medzi fosílne laločnaté ryby, ktoré sa považujú za predchodcu suchozemských stavovcov. Tieto ryby žili pred 385 miliónmi rokov a dosahovali dĺžku 1,8 m.

Eusthenopteron (rekonštrukcia)

- ďalšia laločnatá ryba, ktorá sa považuje za pravdepodobnú prechodnú formu evolúcie rýb na obojživelníky. Už mohla dýchať pľúcami a vyliezť na zem.

Panderichthys (rekonštrukcia)

K obojživelníkom mal ešte bližšie Tiktaalik, ktorého nájdené pozostatky pochádzajú z obdobia pred 375 miliónmi rokov. Mal rebrá a pľúca, vedel odvrátiť hlavu od trupu.

Tiktaalik (rekonštrukcia)

Jedným z prvých zvierat, ktoré sa už neklasifikujú medzi ryby, ale medzi obojživelníky, boli ichtyostegy. Žili asi pred 365 miliónmi rokov. Tieto malé živočíchy, dlhé asi meter, hoci už mali namiesto plutiev labky, sa na súši ešte len ťažko pohybovali a viedli polovodný životný štýl.

Ichthyostega (rekonštrukcia)

V čase objavenia sa stavovcov na súši nastalo ďalšie hromadné vymieranie - devón. Začalo to asi pred 374 miliónmi rokov a viedlo k vyhynutiu takmer všetkých rýb bez čeľustí, obrnených rýb, mnohých koralov a iných skupín živých organizmov. Napriek tomu prvé obojživelníky prežili, hoci im trvalo viac ako jeden milión rokov, kým sa viac-menej prispôsobili životu na súši.

7) Prvé plazy. synapsidy.

Obdobie karbónu, ktoré sa začalo asi pred 360 miliónmi rokov a trvalo 60 miliónov rokov, bolo pre obojživelníky veľmi priaznivé. Značnú časť krajiny pokrývali močiare, podnebie bolo teplé a vlhké. V takýchto podmienkach mnoho obojživelníkov naďalej žilo vo vode alebo v jej blízkosti. Ale asi pred 340-330 miliónmi rokov sa niektorí z obojživelníkov rozhodli zvládnuť suchšie miesta. Vyvinuli sa im silnejšie končatiny, objavili sa vyvinutejšie pľúca, koža sa naopak vysušila, aby nestrácala vlhkosť. Ale aby sme naozaj žili dlho od vody, bola potrebná ešte jedna dôležitá zmena, pretože obojživelníky sa podobne ako ryby vytierali a ich potomstvo sa muselo vyvíjať vo vodnom prostredí. A asi pred 330 miliónmi rokov sa objavili prvé amnioty, teda zvieratá schopné znášať vajíčka. Škrupina prvých vajec bola ešte mäkká, nie tvrdá, ale už mohli byť znesené na súši, čo znamená, že potomstvo sa už mohlo objaviť mimo nádrže a obísť štádium pulca.

Vedci sú stále zmätení, pokiaľ ide o klasifikáciu obojživelníkov z obdobia karbónu, ako aj to, či zvážiť niektoré fosílne druhy už skorých plazov alebo ešte stále obojživelníkov, ktorí získali iba niektoré znaky plazov. Tak či onak, tieto prvé plazy alebo plazivé obojživelníky vyzerali asi takto:

Vestlotiana je malé zviera asi 20 cm dlhé, spájajúce v sebe znaky plazov a obojživelníkov. Žil asi pred 338 miliónmi rokov.

A potom sa prvé plazy oddelili, čím vznikli tri veľké skupiny zvierat. Paleontológovia rozlišujú tieto skupiny podľa stavby lebky – podľa počtu otvorov, ktorými môžu svaly prejsť. Postava zhora nadol v lebke anapsiu, synapsid a diapsida:

Zároveň sa anapsidy a diapsidy často spájajú do skupiny sauropsidy. Zdalo by sa, že rozdiel je celkom nepatrný, no ďalší vývoj týchto skupín sa uberal úplne inými cestami.

Pokročilejšie plazy sa vyvinuli zo sauropsidov, vrátane dinosaurov a potom vtákov. Synapsidy tiež viedli k vzniku vetvy jašterov podobných zvieratám a potom k cicavcom.

Permské obdobie začalo pred 300 miliónmi rokov. Klíma sa stala suchšou a chladnejšou a na súši začali dominovať skoré synapsidy - pelykosaury. Jedným z pelykosaurov bol Dimetrodon, ktorý bol dlhý až 4 metre. Na chrbte mal veľkú „plachtu“, ktorá pomáhala regulovať telesnú teplotu: pri prehriatí sa rýchlo ochladiť alebo naopak rýchlo zahriať vystavením chrbta slnku.

Verí sa, že obrovský Dimetrodon je predkom všetkých cicavcov, a teda aj človeka.

8) Cynodonty. Prvé cicavce

V polovici permského obdobia pochádzajú terapsidy z pelykosaurov, ktorí sa už viac podobali zvieratám ako jašterám. Terapsidy vyzerali takto:

Typický terapeut permského obdobia

Počas permského obdobia vzniklo mnoho druhov terapsidov, veľkých aj malých. Ale pred 250 miliónmi rokov došlo k silnej kataklizme. V dôsledku prudkého nárastu sopečnej činnosti sa teplota zvyšuje, klíma sa stáva veľmi suchou a horúcou, láva zaplavuje veľké plochy pôdy a škodlivé sopečné plyny zapĺňajú atmosféru. Nastáva veľké permské vymieranie, najväčšie masové vymieranie druhov v histórii Zeme, vymiera až 95 % morských a asi 70 % suchozemských druhov. Zo všetkých terapeutov prežije iba jedna skupina - cynodonti.

Cynodonty boli väčšinou malé zvieratá, od niekoľkých centimetrov do 1-2 metrov. Boli medzi nimi dravce aj bylinožravce.

Cynognathus je druh dravého cynodonta, ktorý žil asi pred 240 miliónmi rokov. Bol dlhý asi 1,2 metra, jeden z možných predkov cicavcov.

Po zlepšení klímy však cynodonti neboli predurčení na zachytenie planéty. Iniciatívy sa chopili diapsidy – dinosaury sa vyvinuli z malých plazov, ktoré čoskoro obsadili väčšinu ekologických výklenkov. Cynodonti im nemohli konkurovať, boli rozdrvení, museli sa skrývať v dierach a čakať. Pomsta nebola vykonaná skoro.

Cynodonti však prežili, ako sa len dalo, a pokračovali vo vývoji, čím sa čoraz viac podobali na cicavce:

Evolúcia cynodontov

Nakoniec sa prvé cicavce vyvinuli z cynodontov. Boli malé a boli pravdepodobne nočné. Nebezpečná existencia medzi veľkým počtom predátorov prispela k silnému rozvoju všetkých zmyslov.

Megazostrodon je považovaný za jedného z prvých skutočných cicavcov.

Megazostrodon žil asi pred 200 miliónmi rokov. Jeho dĺžka bola len asi 10 cm. Megazostrodon sa živil hmyzom, červami a inými malými živočíchmi. Pravdepodobne bol on alebo iné podobné zviera predkom všetkých moderných cicavcov.

Ďalší vývoj – od prvých cicavcov po človeka – zvážime v.

Potravinové reťazce a trofické úrovne

Zvážte biotickú štruktúru ekosystému. V rámci ekosystému organické látky obsahujúce energiu vytvárajú autotrofné organizmy a slúžia ako potrava (zdroj hmoty a energie) pre heterotrofy.

Živé organizmy, ktoré sa navzájom živia, uskutočňujú prenos energie a hmoty a tvoria potravinové reťazce. Výživové vzťahy sa tiež nazývajú trofické (z gréckeho trophy - život)

Trofický (potravinový) reťazec – je to reťaz postupného prenosu hmoty a energie, ktorá je s ňou ekvivalentná, z jedného organizmu do druhého a každý z jeho článkov je trofická úroveň(grécky trophos – jedlo). Prvú trofickú úroveň zaberajú autotrofy, čiže takzvaní prvovýrobcovia. Organizmy druhej trofickej úrovne sa nazývajú primárni spotrebitelia, tretia - sekundárni spotrebitelia atď. Zvyčajne existujú štyri alebo päť trofických úrovní a zriedkavo viac ako šesť.

Posledná trofická úroveň - rozkladače - vykonávajú mineralizáciu a môžu rozložiť všetky trofické úrovne, počnúc 2.

Existujú 2 typy potravinových reťazcov:

Pastvové reťazce (pasienok) – začínajú živými fototrofmi. napríklad

Tráva → myš → sova → jastrab

Reťazce rozkladu (detrit) - začínajú detritom. Napríklad,

Mŕtve zviera → larvy muchy → žaba obyčajná → už.

Šípka ukazuje prenos energie.

Potravné reťazce prevládajú vo vodných ekosystémoch, zatiaľ čo v suchozemských ekosystémoch prevládajú rozkladné reťazce.

V skutočnosti sú potravinové reťazce oveľa zložitejšie, pretože zviera sa môže živiť organizmami rôznych typov. Niektoré zvieratá jedia iné zvieratá a rastliny, všežravce (človek, medveď). Reťazce sa zložito prepletajú a vytvárajú potravinové siete. napríklad

Potravinové reťazce si možno predstaviť ako ekologické pyramídy, s obdĺžnikmi reprezentujúcimi ekologickú účinnosť úrovne naskladaných jeden nad druhým. Výška blokov je rovnaká a dĺžka každého z nich je úmerná produktivite každej úrovne (počet, hmotnosť, množstvo energie). Výška pyramídy zodpovedá dĺžke potravinového reťazca.

Ekologická pyramída je trofický reťazec. Čím dlhší je reťazec, tým menej dôležité z hľadiska biomasy, počtu alebo energie sú frugivory na vrchole pyramídy. Len asi 0,1 % energie prijatej zo Slnka je viazaných v procese fotosyntézy. Vďaka tejto energii sa ročne syntetizuje niekoľko tisíc gramov sušiny organickej hmoty na 1 m3. Viac ako polovica energie spojenej s fotosyntézou sa okamžite spotrebuje v procese dýchania samotných rastlín. Ďalšiu jeho časť nesie množstvo organizmov pozdĺž potravinových reťazcov. Keď zvieratá jedia rastliny, väčšina energie obsiahnutej v potrave sa minie na rôzne životné procesy, mení sa na teplo a rozptyľuje sa. Len 5-20% energie potravy prechádza do novovybudovanej látky tela zvieraťa. Ilustrujme si to: s pyramídami čísel, biomasy a energií, veľmi jednoduchý ľudský potravinový reťazec.

Pyramída čísel (Eltonova pyramída):

Úlohy a cvičenia do školského kurzu všeobecnej ekológie 1

Pokračovanie. Pozri č. 15/2002

(Vytlačené so skratkami)

Spôsoby vplyvu organizmov na životné prostredie

1. Pršalo. Spoza mrakov vyšlo jasné horúce slnko. Na ktorom území bude obsah pôdnej vlhkosti po piatich hodinách vyšší (druh pôdy je rovnaký): a) na čerstvo zoranom poli; b) na zrelom pšeničnom poli; c) na nespásanej lúke; d) na pasienkovej lúke? Vysvetli prečo.
(odpoveď: v. Čím hrubší je vegetačný kryt, tým menej sa pôda zohrieva a tým menej vody sa teda vyparí.)

2. Vysvetlite, prečo sa rokliny častejšie tvoria v nelesných prírodných zónach: stepi, polopúšte, púšte. Aká ľudská činnosť vedie k vzniku roklín?
(odpoveď: koreňové systémy stromov a kríkov vo väčšej miere ako trávnatá vegetácia zadržiavajú pôdu, keď ju odplavujú vodné toky, preto sa na miestach, kde rastie lesná a krovitá vegetácia, rokliny tvoria menej často ako na poliach, stepiach a púšťach . Pri úplnej absencii vegetácie (vrátane trávnatej) akýkoľvek prietok vody spôsobí eróziu pôdy. Keď je vegetácia zničená človekom (orba, pastva, výstavba atď.), bude vždy pozorovaná zvýšená erózia pôdy.)

3.* Zistilo sa, že v lete po vlne horúčav spadne nad lesom viac zrážok ako na neďalekom rozľahlom poli. prečo? Vysvetlite úlohu charakteru vegetácie pri formovaní úrovne suchosti určitých území.
(odpoveď: na otvorených priestranstvách sa vzduch ohrieva rýchlejšie a silnejšie ako nad lesom. Horúci vzduch stúpa nahor a mení kvapky dažďa na paru. Výsledkom je, že keď prší, po rozľahlom poli tečie menej vody ako po lese.
Oblasti s riedkym porastom alebo tie, ktoré ho vôbec nemajú, sú vyhrievané slnečnými lúčmi, čo spôsobuje zvýšené vyparovanie vlahy a v dôsledku toho vyčerpávanie zásob podzemnej vody, zasoľovanie pôdy. Horúci vzduch stúpa. Ak je púštna oblasť dostatočne veľká, môže to výrazne zmeniť smer prúdenia vzduchu. Výsledkom je, že na holé oblasti padá menej zrážok, čo vedie k ešte väčšej dezertifikácii územia.)

4.* V niektorých krajinách a na ostrovy je dovoz živých kôz zakázaný zákonom. Úrady to motivujú tým, že kozy môžu škodiť prírode krajiny a meniť klímu. Vysvetlite, ako to môže byť.
(odpoveď: kozy jedia nielen trávu, ale aj listy, ako aj kôru stromov. Kozy sa môžu rýchlo rozmnožovať. Po dosiahnutí vysokého počtu nemilosrdne ničia stromy a kríky. V krajinách s nedostatočnými zrážkami to spôsobuje ďalšie vysušovanie klímy. V dôsledku toho je príroda ochudobnená, čo negatívne ovplyvňuje ekonomiku krajiny.)

Adaptívne formy organizmov

1.* Prečo medzi hmyzom na malých oceánskych ostrovoch prevládajú bezkrídle formy, zatiaľ čo na neďalekej pevnine alebo veľkých ostrovoch prevládajú okrídlené?
(odpoveď: malé oceánske ostrovy sú ošľahané silným vetrom. Výsledkom je, že všetky lietajúce malé zvieratá, ktoré nedokážu odolať silnému vetru, sú sfúknuté do oceánu a uhynú. V priebehu evolúcie hmyz žijúci na malých ostrovoch stratil schopnosť lietať.)

Adaptívne rytmy života

1. Uveďte zoznam abiotických environmentálnych faktorov, ktoré sú vám známe, ktorých hodnoty sa v priebehu času pravidelne a pravidelne menia.
(odpoveď: osvetlenie počas dňa, osvetlenie počas roka, teplota počas dňa, teplota počas roka, vlhkosť počas roka a iné.)

2. Vyberte zo zoznamu tie biotopy, v ktorých zvieratá nemajú denné rytmy (za predpokladu, že žijú iba v jednom konkrétnom prostredí): jazero, rieka, jaskynné vody, povrch pôdy, dno oceánu v hĺbke 6000 m, hory, ľudské črevá, les, vzduch, pôda v hĺbke 1,5 m, dno rieky v hĺbke 10 m, kôra živého stromu, pôda v hĺbke 10 cm.
(odpoveď: jaskynné vody, dno oceánu, pôda v hĺbke 1,5 m.)

3. V ktorom mesiaci sa tučniaky Adélie zvyčajne rozmnožujú v európskych zoologických záhradách - máj, jún, október alebo február? Vysvetlite odpoveď.
(odpoveď: Október je na južnej pologuli čas jari.)

4. Prečo sa experiment s aklimatizáciou juhoamerickej lamy v pohorí Tien Shan (kde je klíma podobná obvyklým podmienkam pôvodných miest zvieraťa) skončil neúspechom?
(odpoveď: nesúlad ročných cyklov - mláďatá zvierat sa narodili v novom prostredí na jeseň (v domovine zvierat je v tomto období jar) a zomreli v studenej zime od hladu.)

KAPITOLA 2. KOMUNITY A POPULÁCIE

Typy interakcií organizmov

2. Z navrhovaného zoznamu zostavte dvojice organizmov, ktoré môžu byť v prírode vo vzájomných (obojstranne výhodných) vzťahoch (názvy organizmov možno použiť len raz): včela, hríb, sasanka, dub, breza, pustovník krab, osika, sojka, ďatelina, hríb, lipa, uzlíkové baktérie viažuce dusík.
(odpoveď: včela - lipa; hríb hríb - breza; aktinia - krab pustovník; dub - sojka; hríb hríb - osika; ďatelina - nodulus viažuce baktérie.)

3. Z navrhovaného zoznamu vytvorte dvojice organizmov, medzi ktorými sa môžu v prírode vytvárať trofické (potravinové) spojenia (názvy organizmov možno použiť iba raz): volavka, vŕba, voška, ​​améba, zajac, mravec, vodné baktérie, diviak, žaba, ríbezľa, rosička, mravec lev, komár, tiger.
(odpoveď: volavka - žaba; zajac - vŕba; voška - ríbezle; améba - vodné baktérie; mravec lev - mravec; tiger - kanec; rosička - komár.)

4. Lišajníky sú príkladom biotického vzťahu:

(odpoveď: a.)

5. Páry organizmov nemôžu slúžiť ako príklad vzťahu predátor-korisť (vyberte správnu odpoveď):

a) šťuka a karas;
b) lev a zebra;
c) sladkovodné améby a baktérie;
d) mravec lev a mravec;
e) šakal a sup.

(odpoveď: e.)

6.

A. Interakcia dvoch alebo viacerých jednotlivcov, ktorej dôsledky sú pre niektorých negatívne a pre iných ľahostajné.
B. Interakcia dvoch alebo viacerých jedincov, pri ktorej niektorí využívajú zvyšky potravy iných bez toho, aby im ublížili.
B. Vzájomne výhodná interakcia dvoch alebo viacerých jednotlivcov.
D. Interakcia dvoch alebo viacerých jedincov, v ktorej jeden poskytuje druhému úkryt, a to neprináša majiteľovi škodu ani úžitok.
D. Spolužitie dvoch jedincov, ktorí spolu priamo neinteragujú.
E. Interakcia dvoch alebo viacerých jedincov s podobnými potrebami na rovnaké obmedzené zdroje, čo vedie k zníženiu životne dôležitých ukazovateľov interagujúcich jedincov.
G. Interakcia dvoch alebo viacerých organizmov, v ktorej sa niektoré živia živými tkanivami alebo bunkami iných a dostávajú od nich miesto trvalého alebo dočasného pobytu.
H. Interakcia dvoch alebo viacerých jedincov, v ktorej jeden požiera druhého.

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

7. Prečo si myslíte, že progresívne technológie výsadby stromov v chudobnej pôde zahŕňajú kontamináciu pôdy určitými druhmi húb?
(odpoveď: medzi týmito hubami a stromom vzniká symbiotický vzťah. Huby rýchlo vytvoria veľmi rozvetvené mycélium a svojimi hýfami opletú korene stromov. Vďaka tomu rastlina prijíma vodu a minerálne soli z obrovskej plochy povrchu pôdy. Na dosiahnutie takéhoto účinku bez mycélia by strom musel vynaložiť veľa času, hmoty a energie na vytvorenie takého rozsiahleho koreňového systému. Pri výsadbe na novom mieste symbióza s hubou výrazne zvyšuje šance stromu na bezpečné zakorenenie.)

8.* Vymenuj organizmy, ktoré sú ľudskými symbiontmi. Akú úlohu zohrávajú?
(odpoveď: zástupcovia baktérií a prvokov, ktorí žijú v ľudskom čreve. V 1 g obsahu hrubého čreva sa nachádza 250 miliárd mikroorganizmov. Mnohé látky, ktoré vstupujú do ľudského tela s jedlom, sú trávené s ich aktívnou účasťou. Bez črevných symbiontov je normálny vývoj nemožný. Ochorenie, pri ktorom klesá počet symbiotických organizmov čreva, sa nazýva dysbakterióza. Mikroorganizmy tiež žijú v tkanivách, dutinách a na povrchu ľudskej kože.)

9.* Príkladom je vzťah dospelého smreka a susedného dubového sadenice:

(odpoveď: a.)

Zákonitosti a dôsledky potravinových vzťahov

1. Spojte navrhované pojmy a definície:

A. Organizmus, ktorý aktívne vyhľadáva a zabíja relatívne veľkú korisť, ktorá môže utiecť, skrývať sa alebo klásť odpor.
B. Organizmus (zvyčajne malých rozmerov), ktorý využíva živé tkanivá alebo bunky iného organizmu ako zdroj potravy a biotopu.
B. Organizmus, ktorý konzumuje početné potravinové predmety, zvyčajne rastlinného pôvodu, na hľadanie ktorých nevynakladá veľa energie.
D. Vodný živočích, ktorý cez seba filtruje vodu početnými malými organizmami, ktoré mu slúžia ako potrava.
C. Organizmus, ktorý vyhľadáva a požiera relatívne malé, neschopné uniknúť a odolávať potravinovým predmetom.

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

2. Vysvetlite prečo v Číne v polovici 20. storočia. po zničení vrabcov úroda obilia prudko klesla. Koniec koncov, vrabci sú vtáky, ktoré sa živia zrnom.
(odpoveď: dospelé vrabce sa živia hlavne semenami, ale kurčatá potrebujú pre svoj vývoj bielkovinovú potravu. Vrabci, ktorí kŕmia potomstvo, zbierajú obrovské množstvo hmyzu vrátane škodcov plodín. Ničenie vrabcov spôsobilo prepuknutie škodcov, čo viedlo k zníženiu úrody.)

Zákonitosti konkurenčných vzťahov v prírode

1. Pre každý navrhnutý pár organizmov vyberte zdroj (z nasledujúcich), o ktorý môžu súťažiť: konvalinka - borovica, poľná myš - hraboš obyčajný, vlk - líška, ostriež - šťuka, syseľ - sova obyčajná, jazvec - líška, žito - nevädza modrá, saxaul - tŕň ťavy, čmeliak - včela.
Zdroje: nora, nektár, semená pšenice, voda, zajace, svetlo, plotica, draselné ióny, drobné hlodavce.
(odpoveď: konvalinka a borovica - draselné ióny; myšiak poľný a hraboš obyčajný - semená pšenice; vlk a líška sú zajace; ostriež a šťuka - malá plotica; myšiarka a sova obyčajná sú malé hlodavce; jazvec a líška - diera; raž a chrpa - svetlo; saxaul a tŕň ťavy - voda; čmeliak a včela - nektár.)

2.* Blízko príbuzné druhy často žijú spolu, hoci sa všeobecne uznáva, že medzi nimi je najintenzívnejšia konkurencia. Prečo v týchto prípadoch nedochádza k premiestneniu jedného druhu iným druhom?
(odpoveď: 1 – veľmi často spolu žijúce blízko príbuzné druhy zaberajú rôzne ekologické niky (líšia sa v zložení preferovanej potravy, v spôsobe získavania potravy, využívajú rôzne mikrobiotopy, sú aktívne v rôznych denných dobách); 2 - konkurencia môže chýbať, ak je zdroj, o ktorý druh súťaží, prebytočný; 3 - k premiestneniu nedochádza, ak je počet konkurenčne silnejšieho druhu neustále obmedzovaný predátorom alebo tretím konkurentom; 4 - v nestabilnom prostredí, v ktorom sa podmienky neustále menia, sa môžu striedavo stať priaznivými pre jeden alebo iný druh.)

3.* Borovica lesná v prírode tvorí lesy na pomerne chudobných pôdach na bažinatých alebo naopak suchých miestach. Vysadená ľudskou rukou dobre rastie na bohatých pôdach so strednou vlhkosťou, ale iba vtedy, ak sa o výsadby človek stará. Vysvetlite, prečo sa to deje.
(odpoveď: zvyčajne za týchto podmienok vyhrávajú v súťaži iné druhy stromov (v závislosti od podmienok to môže byť osika, lipa, javor, brest, dub, smrek a pod.). Pri starostlivosti o výsadby človek oslabuje konkurenčnú silu týchto druhov burinou, výrubom a pod.)

Populácie

1. Vyberte hodnotu, ktorá odhaduje index hustoty obyvateľstva populácie:

a) 20 osôb;
b) 20 jedincov na hektár;
c) 20 jedincov na 100 chovných samíc;
d) 20 %;
e) 20 jedincov na 100 pascí;
e) 20 osôb ročne.

(odpoveď: b.)

2. Vyberte hodnotu, ktorá odhaduje pôrodnosť (alebo úmrtnosť) populácie populácie:

a) 100 jednotlivcov;
b) 100 jednotlivcov ročne;
c) 100 jedincov na hektár;
d) 100.

(odpoveď: b.)

3. Biele zajace a hnedé zajace žijúce na tom istom území sú:

a) jedna populácia jedného druhu;
b) dve populácie dvoch druhov;
c) dve populácie toho istého druhu;
d) jedna populácia rôznych druhov.

(odpoveď: b.)

4. Na ploche 100 km2 sa každoročne vykonávala ťažba lesa. V čase organizácie rezervácie bolo na tomto území zaznamenaných 50 losov. Po 5 rokoch sa počet losov zvýšil na 650 hláv. Po ďalších 10 rokoch sa počet losov znížil na 90 a v ďalších rokoch sa ustálil na úrovni 80–110 kusov.
Určte hustotu populácie losa: a) v čase vytvorenia rezervácie; b) 5 rokov po vytvorení rezervy; c) 15 rokov od vytvorenia rezervy. Vysvetlite, prečo sa počet losov najprv prudko zvýšil, potom klesol a neskôr sa stabilizoval.
(odpoveď: a – 0,5 jedincov/km2; b – 6,5 jedincov/km2; c – 0,9 jedincov/km2. Počet losov sa zvýšil kvôli ochrane v rezervácii. Neskôr sa počet znížil, keďže ťažba dreva je v rezerváciách zakázaná. To viedlo k tomu, že po 15 rokoch vyrástli malé stromy rastúce na starých čistinách a ponuka losov sa znížila.)

5. Poľovníci zistili, že na jar žilo na ploche 20 km2 tajgy 8 sobolov, z toho 4 samice (dospelé sobole netvoria trvalé páry). Každý rok privedie jedna samica v priemere tri mláďatá. Priemerná úmrtnosť sobolov (dospelých jedincov a teliat) na konci roka je 10 %. Určte počet sobolov na konci roka; hustota na jar a na konci roka; miera úmrtnosti za rok; pôrodnosť za rok.
(odpoveď: stav sobolia na konci roka je 18 jedincov; hustota prameňa - 0,4 jedincov / km2; hustota ku koncu roka 0,9 jedincov/km2; úmrtnosť za rok - 2 jedinci (podľa prepočtov - 1,8, ale skutočná hodnota bude samozrejme vždy vyjadrená ako celé číslo); pôrodnosť za rok - 12 jedincov.)

6.* Je populácia: a) skupina gepardov v moskovskej zoo; b) rodina vlkov; c) bidlá v jazere; d) pšenica na poli; e) slimáky rovnakého druhu v jednej horskej rokline; e) trh s vtákmi; g) hnedé medvede na ostrove Sachalin; h) črieda (čeľaď) jelenej zveri; i) jeleň na Kryme; j) kolónia vežov; k) všetky smreky? Odpoveď zdôvodnite.
(odpoveď:áno - c, e, f, i. Populácia je skupina jedincov toho istého druhu, vzájomne prepojených, žijúcich na tom istom území dlhodobo (niekoľko generácií). Populácia je prirodzené zoskupenie, ktoré má špecifické pohlavie, vek a priestorovú štruktúru.)

7.* Ako sa dá vysvetliť fakt, že ak sa pri súboji dvoch (nebojujúcich) psov jeden otočí nechráneným krkom, druhý ho nechytí, kým pri súboji rysa so psom bude takéto správanie pre psa osudné? to otočilo krkom?
(odpoveď: agresia medzi jednotlivcami toho istého druhu je spravidla zameraná na udržanie hierarchickej a priestorovej štruktúry populácie, a nie na zničenie spoluobčanov. Populácia, podobne ako druh, je jeden celok a blaho jedného jedinca do značnej miery určuje blahobyt populácie, druhu. Rys jednoducho zožerie psa.)

8.* V lese vedci rovnomerne umiestnili pasce na biele zajace. Celkovo bolo odchytených 50 kusov zvierat. Boli označení a prepustení. O týždeň neskôr sa odchyt opakoval. Ulovili sme 70 zajacov, z toho 20 už bolo označených. Určte počet zajacov v skúmanej oblasti za predpokladu, že zvieratá označené prvýkrát boli rovnomerne rozmiestnené po celom lese.
(odpoveď: 50 označených jedincov malo byť rozdelených medzi celkový počet zajacov (X) žijúcich v skúmanej oblasti. Ich podiel na resamplingu by mal odrážať aj ich podiel na celkovej populácii, t.j. 50 je na X ako 20 na 70.
Poďme vyriešiť pomer:
50 : X = 20 : 70; X \u003d 70 x 50: 20 \u003d 175.
Odhadovaný počet zajacov na skúmanom území je teda 175 jedincov.
Táto metóda (Lincoln index alebo Petersenov index) sa používa na určenie počtu tajných zvierat, ktoré nemožno priamo spočítať. Výsledok výpočtov môže mať zlomkovú hodnotu, ale treba si uvedomiť, že skutočný počet zvierat je vždy vyjadrený ako celé číslo. Okrem toho má táto metóda svoje vlastné chyby, ktoré je tiež potrebné vziať do úvahy. Logickejšie je hovoriť napríklad o počte 170-180 jedincov.)

Demografická štruktúra obyvateľstva

1. Vysvetlite, prečo je možné z populácie diviakov odstrániť až 30 % jedincov bez rizika ich zničenia, pričom povolený odstrel losov by nemal presiahnuť 15 % populácie?
(odpoveď: samica diviaka v priemere prináša 4 až 8 (niekedy až 15) prasiatok a samica losa - 1-2. Obnova populácie diviakov preto napreduje rýchlejším tempom.)

2. Ktoré organizmy majú jednoduchú a ktoré zložitú vekovú štruktúru populácií?
(odpoveď: jednoduchá veková štruktúra populácií sa vyznačuje organizmami, ktorých životný cyklus nepresahuje jeden rok a rozmnožovanie prebieha raz za život a je načasované na sezónne zmeny prostredia. Ide napríklad o jednoročné rastliny, množstvo druhov hmyzu a pod. V opačnom prípade môže byť veková štruktúra populácie zložitá.)

3. Vysvetlite, prečo výrazný jarný úhyn dospelých piskorov povedie k prudkému a dlhodobému poklesu populácie, zatiaľ čo úplné zničenie všetkých dospelých májových chrobákov, ktoré sa objavili na jar, nevedie k podobnému výsledku.
(odpoveď: populáciu piskorov na jar predstavujú výlučne dospelé zvieratá posledného roku narodenia. Májové chrobáky, ktorých larvy sa v pôde vyvíjajú 3–4 roky, majú zložitú vekovú štruktúru populácie. Keď dospelí zomrú na jar budúceho roka, nahradia ich chrobáky, ktoré sa vyvinuli z inej generácie lariev.)

4. Postavte vekové pyramídy pre Rusko (140 miliónov) a Indonéziu (190 miliónov) pomocou poskytnutých údajov.

Pokračovanie nabudúce

1 Značky „*“ a „**“ označujú úlohy so zvýšenou zložitosťou, ktoré majú kognitívnu a problematickú povahu.

V žiadnom trofickom reťazci nie je všetka potrava využitá na rast jedinca, t.j. na akumuláciu jeho biomasy. Časť sa vynakladá na pokrytie energetických nákladov organizmu (dýchanie, pohyb, rozmnožovanie, udržiavanie telesnej teploty).

Zároveň biomasa jedného článku nemôže byť úplne spracovaná ďalším a v každom nasledujúcom článku trofického reťazca dochádza k poklesu biomasy.

V priemere sa predpokladá, že z každej trofickej úrovne do ďalšej, t.j. produkcia organizmov každej nasledujúcej trofickej úrovne je vždy v priemere 10-násobne nižšia ako produkcia predchádzajúcej úrovne.

Takže napríklad z 1000 kg rastlín sa v priemere vytvorí 100 kg biomasy bylinožravých živočíchov (konzumentov prvého rádu). Mäsožravce (konzumenti druhého rádu), ktoré jedia bylinožravce, dokážu z tohto množstva syntetizovať 10 kg biomasy, kým dravce (konzumenti tretieho rádu), ktorí sa živia mäsožravcami, syntetizujú iba 1 kg biomasy.

Teda , celková biomasa, energia v nej obsiahnutá, ako aj počet jedincov postupne klesajú, keď človek stúpa na trofické úrovne.

Tento vzor bol pomenovaný pravidlá ekologickej pyramídy.

Tento jav prvýkrát študoval C. Elton (1927) a pomenoval ho pyramída čísel alebo Eltonova pyramída.

ekologická pyramída - ide o grafické znázornenie vzťahu medzi výrobcami a spotrebiteľmi rôznych rádov, vyjadrené v jednotkách biomasy (pyramída z biomasy), počet jednotlivcov (populačná pyramída) alebo energia obsiahnutá v hmote živej hmoty (energetická pyramída) ( Obr.6).

Obr.6. Schéma ekologickej pyramídy.

Ekologická pyramída vyjadruje trofickú štruktúru ekosystémov v geometrickej forme.

Existujú tri hlavné typy ekologických pyramíd: pyramída čísel (čísel), pyramída biomasy a pyramída energie.

1) pyramídy čísel na základe počtu organizmov každej trofickej úrovne; 2) pyramídy z biomasy, ktoré využívajú celkovú hmotnosť (zvyčajne suchú) organizmov na každej trofickej úrovni; 3) energetické pyramídy berúc do úvahy energetickú náročnosť organizmov každej trofickej úrovne.

energetické pyramídy sú považované za najdôležitejšie, pretože priamo odkazujú na základ potravinových vzťahov - tok energie potrebnej pre život akýchkoľvek organizmov.

Pyramída čísel (čísla)

Pyramída čísel (čísel) alebo Eltonova pyramída odráža počet jednotlivých organizmov na každej trofickej úrovni.

Populačná pyramída je najjednoduchším priblížením k štúdiu trofickej štruktúry ekosystému.

Zároveň sa najprv vypočíta počet organizmov v danej oblasti, zoskupí ich podľa trofických úrovní a prezentuje ich ako obdĺžnik, ktorého dĺžka (alebo plocha) je úmerná počtu organizmov žijúcich v danej oblasti ( alebo v danom objeme, ak ide o vodný ekosystém).

Populačná pyramída môže mať pravidelný tvar, t.j. sa zužuje nahor (správne alebo rovno) a môže byť obrátený zhora nadol (obrátený alebo obrátený) Obr.7.

vpravo (rovno) obrátený (obrátený)

(rybník, jazero, lúka, step, pasienok atď.) (mierny les v lete atď.)

Obr.7. Pyramída čísel (1 - správne; 2 - obrátené)

Populačná pyramída má pravidelný tvar, t.j. zužuje pri prechode z úrovne producentov do vyšších trofických úrovní, pre vodné ekosystémy (rybník, jazero a pod.) a suchozemské ekosystémy (lúka, step, pasienky a pod.).

Napríklad:

1 000 fytoplanktónu v malom jazierku dokáže nakŕmiť 100 malých kôrovcov – konzumentov prvého rádu, čím sa zase nakŕmi 10 rýb – konzumentov druhého rádu, čo bude stačiť na nakŕmenie 1 ostrieža – konzumentov tretieho rádu.

Pyramída hojnosti pre niektoré ekosystémy, ako sú lesy mierneho pásma, je obrátená.

Napríklad:

v lese mierneho pásma v lete malý počet veľkých stromov - producenti zásobujú potravou obrovské množstvo drobného fytofágneho hmyzu a vtákov - konzumentov I. rádu.

V ekológii sa však populačná pyramída používa zriedka, pretože vzhľadom na veľký počet jedincov na každej trofickej úrovni je veľmi ťažké zobraziť štruktúru biocenózy v rovnakej mierke.

biomasová pyramída

Pyramída biomasy plnšie odráža nutričné ​​vzťahy v ekosystéme, pretože berie do úvahy celkovú hmotnosť organizmov (biomasu) každej trofickej úrovne.

Obdĺžniky v pyramídach z biomasy zobraziť hmotnosť organizmov každej trofickej úrovne na jednotku plochy alebo objemu.

Pyramídy z biomasy, ako aj pyramídy hojnosti môžu byť nielen pravidelného tvaru, ale aj obrátené (obrátené) Obr.8.

Spotrebitelia 3. rádu

Spotrebitelia 2. rádu

Spotrebitelia 1. rádu

Výrobcovia

vpravo (rovno) obrátený (obrátený)

(suchozemské ekosystémy: (vodné ekosystémy: jazero,

lúka, pole a pod.) rybník a najmä morský

ekosystémy)

Obr.7. Pyramída biomasy (1 - správne; 2 - obrátené)

Pre väčšinu suchozemských ekosystémov (lúka, pole atď.) celková biomasa každej nasledujúcej trofickej úrovne potravinového reťazca klesá.

Vzniká tak pyramída biomasy, kde výrazne prevažujú producenti a nad nimi sa nachádzajú postupne klesajúce trofické úrovne konzumentov, t.j. pyramída z biomasy má pravidelný tvar.

Napríklad:

v priemere z 1000 kg rastlín sa tvorí 100 kg tela bylinožravých živočíchov - konzumentov I. rádu (fytofágov). Mäsožravé živočíchy – konzumenti druhého rádu, požierajúce bylinožravce, dokážu z tohto množstva syntetizovať 10 kg svojej biomasy. A predátori - konzumenti tretieho rádu, živiaci sa mäsožravcami, syntetizujú iba 1 kg svojej biomasy.

Vo vodných ekosystémoch (jazero, rybník a pod.) môže byť pyramída biomasy obrátená, kde prevažuje biomasa konzumentov nad biomasou producentov.

Vysvetľuje to skutočnosť, že vo vodných ekosystémoch je producentom mikroskopický fytoplanktón, ktorý rýchlo rastie a rozmnožuje sa), ktorý nepretržite dodáva živú potravu v dostatočnom množstve spotrebiteľom, ktorí rastú a rozmnožujú oveľa pomalšie. Zooplanktón (alebo iné živočíchy, ktoré sa živia fytoplanktónom) akumuluje biomasu v priebehu rokov a desaťročí, zatiaľ čo fytoplanktón má extrémne krátku životnosť (niekoľko dní alebo hodín).