Етологічна структура популяцій

Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу життя виду форми спільного існування особин у популяції надзвичайно різноманітні. Розрізняють одинокий спосіб життя, при якому особини популяції незалежні і відокремлені один від одного, але лише тимчасово, на певних стадіях життєвого циклу. Повністю ізольоване існування організмів у природі не зустрічається, оскільки було б неможливим здійснення їхньої життєвої функції – розмноження. У видів з ізольованим способом життя часто утворюються тимчасові угрупування особин у місцях зимівлі (сонечка) або в період, який передує розмноженню.

В основі формування більш-менш великих об’єднань тварин (зграя, стадо, колонія) лежить ускладнення поведінки, а отже і зв”язків у популяції.

Зграя – це тимчасове об’єднання тварин, які виявляють біологічно корисну організованість дій (для захисту від ворогів, добування харчування, міграції та ін.). Найбільше зграї поширені серед риб, птахів, рідше зустрічаються у ссавців (зграя собак).

Стадо – тривале або постійне об”єднання тварин, в якому здійснюються всі основні функції життя виду: добування корму, захист від хижаків, міграції, розмноження, виховання молодняку. Для стада характерна наявність тимчасового або постійного лідера, який зумовлює поведінку інших особин і часто стада в цілому.

Колонія – це групове поселення осілих тварин. Колонії можуть існувати довго або виникати на період розмноження (чайки, мідії, ластівки, грачі, терміти, бджоли).

ЛЕКЦІЯ 4

ПЛАН

1. Будова атмосфери.

2. Газовий склад атмосфери.

3 Глобальні проблеми атмосфери

4 Методи очищення викидів

Атмосфера – зовнішня газова оболонка Землі, є складовою частиною біосфери і складається з суміші газів. Загальна маса атмосфери досягає приблизно 5.15×10¹⁵ т. Біля 50 % всієї маси атмосфери зосереджено в шарі до висоти 5.5 км і 99 % - в шарі до висоти 40 км.

Функції атмосфери:

- регулює клімат Землі та добові коливання температури (якби атмосфери не існувало, то коливання добової температури на Землі досягло б ±200 ⁰С);

- пропускає теплове випромінювання Сонця;

- зберігає тепло, та виконує роль транспортника вологи;

- є середовищем поширення світла та звуку (без повітря на планеті була б мертва тиша);

- джерело кисню для живих організмів;

- через неї відбуваються фотосинтез і обмін енергією – головні процеси біосфери.

Атмосферне повітря є одним з головних джерел життя на Землі. Людина не може прожити без повітря більше 5 хв. Потреба людини в повітрі залежить від його стану, умов роботи і лежить в межах від 15 до 150 тис. л на добу.

Історія виникнення та розвитку атмосфери досить складна й тривала, вона налічує близько 3 млрд. років. За цей період склад і властивості атмосфери неодноразово змінювались, але протягом останніх 50 млн. років, як вважають вчені, вони стабілізувались.

З висотою різко зменшуються щільність і тиск атмосфери, а температура змінюється нерівномірно й складно. В відношенні цих змін в вертикальному напрямку атмосферу поділяють на:

- тропосферу;

- стратосферу;

- мезосферу;

- термосферу;

- екзосферу;

- геокорона.

Тропосфера – приповерхневий шар атмосфери товщиною в середньому 11 км (над полюсами 8-10 км, над екватором – 16-18 км). На неї припадає ¾ маси всієї атмосфери. Повітря тут перебуває в молекулярному стані. Тропосфера нагрівається від Землі. З висотою температура знижується в середньому на 0.5 ⁰С на кожні 100 м. В тропосфері міститься до 80 % всієї вологи, в ній дуже інтенсивний вертикальний та горизонтальний рух повітря.

Стратосфера (до висоти 40 км) характеризується постійною температурою – 90 … –70 ⁰С, низьким вмістом вологи та малим барометричним тиском повітря. В стратосфері спостерігається підвищення вмісту озону, а тому її ще називають озоносферою, що захищає біосферу від ультрафіолетового випромінювання. Максимум озону сконцентровано на висоті 23-25 км. В стратопаузі ( на висоті »50 км) розташований ще один озоновий екран, який захищає біосферу від іонізованого випромінювання.

Мезосфера (до 80 км). В мезосфері температура спочатку зростає з висотою (до 50-60 км), а потім знижується до –100 ⁰С.

Термосфера (іоносфера) на висоті від 80 до 1000-1200 км. Тут спостерігається висока концентрація електронів і позитивних іонів. Температура коливається в інтервалі 1000-1400 ⁰С. Захищає від ультрафіолетового та рентгенівського випромінювання біосферу.

Екзосфера (до 20000 км). Складається з іонізованого водню з незначними домішками гелію. Це екран, що захищає біосферу від електронів високої енергії. Температура досягає 1600 ⁰С.

Магнітосфера – простір, розташований вище атмосфери в якому формується магнітне поле Землі. Магнітосфера захищає біосферу від безпосередньої дії потоку високотемпературної сонячної плазми, в складі якої є частинки дуже високої енергії і сильні магнітні поля. Місяць і Марс не захищені своїм магнітним полем і постійно піддаються впливу сонячної плазми, яка сприяє спіканню поверхневого шару пилу і перетворенню його у відносно міцну губчасту масу.

Газовий склад атмосфери.

Атмосфера, яка є нині на Землі, не завжди мала такий склад. Первісна атмосфера Землі, як свідчать геологічні відомості, відрізнялась від теперішньої. Вона була схожа на атмосфери деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалась майже повністю з вуглекислого газу з домішками метану, аміаку та ін. Нинішня киснево-азотна атмосфера Землі є продуктом біосфери. Життя, що існує на нашій планеті, за мільйни років переробило первісну атмосферу.

Сучасна атмосфера складається з таких основних компонентів, %:

Азот – 78.084;

Кисень – 20.946;

Аргон – 0.934;

Вуглекислий газ – 0.027;

Малі домішки (водень, неон, гелій, метан, криптон та ін.) – 0.009.

Крім того, в атмосфері є пари води, вміст яких коливається від 0.2 % (в полярних широтах) до 3 %(поблизу екватора), а також аерозолі, тобто завислі в повітрі надзвичайно дрібні тверді й рідкі частки різних речовин, вміст яких сильно змінюється.

Основні складові частини атмосфери – азот, кисень, вуглекислий газ – відіграють дуже важливу роль в біосфері. За мільйони років існування біосфери склалися певні кругообіги цих газів.

Азот – основна складова частина атмосфери. Його маса становить 3.7×10¹⁵т. Азот є обов’язковим компонентом білків, де його міститься 15-19 %.Проте основна маса атмосферного азоту знаходиться в молекулярній формі. Деякі організми навчилися зв’язувати в хімічні сполуки молекулярний азот. Це азотфіксуючі бактерії, які живуть у особливих бульбочках на коренях бобових рослин. В основному ж, рослини споживають сполуки азоту, переважно нітрати. Деяка кількість сполук азоту надходить в атмосферу також у складі вулканічних газів. Велика кількість окисів азоту викидається в атмосферу внаслідок роботи автомобільних і авіаційних двигунів. Дуже багато цих сполук утворюється під час ядерних вибухів в атмосфері. Окиси азоту дуже шкідливі, їх наявність у вихлопних газах зумовлює утворення фотохімічного смогу в містах, кислотні дощі, руйнування озонового шару.

Кисень – активний окислювач, що бере участь у хімічних реакціях у біосфері. Його маса в атмосфері становить 1.5×10¹⁵ т. основне джерело кисню, яким ми дихаємо – фотосинтез зелених рослин. У клітинах рослин, де є активна сполука – хлорофіл, за допомогою сонячної енергії з води й вуглекислого газу виробляється органічна речовина, а побічним продуктом цієї реакції є вільний кисень, що виділяється в атмосферу. Підраховано, що близько 80 % усього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон – мікроскопічні водорості, які живуть у верхніх шарах океану, 20 % кисню виробляє наземна рослинність, переважно тропічні ліси.

Вуглекислий газ – активна складова атмосфери, яка є обов’язковим компонентом фотосинтезу рослин. Цей газ утворюється під час спалювання органічних речовин, гниття, виділяється з вулканічними газами. Діяльність людини (знищення лісів, урбанізація, а головне спалювання мінерального палива й забруднення океанів) призводить до збільшення кількості СО₂ в атмосфері. За останні 120 років вміст цього газу в повітрі збільшився на 17 % (у середньому на 0.14 % за рік). За останнє десятиріччя це зростання вже становило 0.36 % за рік. Більша частина вуглекислого газу, а саме 70 %, поглинається океанами та біосферою і лише 30 % залишається в атмосфері. Деякі вчені прогнозують подвоєння вмісту вуглекислого газу в атмосфері до середини ХХІ ст., що викличе зачне підвищення середньої температури за рахунок парникового ефекту.

Аерозолі, що містяться в атмосфері, ділять на 4 групи:

- сульфатні вулканічного та промислового походження (NH₂SO₄, H₂SO₄);

- морські (частки морських солей);

- мінеральні (пил із земної поверхні);

- вуглеводневі промислового походження (сажа).

В тропосфері аерозольні частки утримуються протягом днів та тижнів, а в стратосфері, куди вони потрапляють з висхідними течіями повітря, - роками.