Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Общие принципы экологической классификации организмов



По улице идут два человека, похожих как две капли воды. Ваши предположения? Скорее всего, вы подумаете об их близком родстве, и вероятность правильного ответа будет высока. Всегда ли подобные гипотезы оправдываются в мире растений и животных, грибов и бактерий? Принимая во внимание формообразующую роль среды, приходится признать, что у разных по происхождению организмов должны появляться сходные черты строения, если они обитают пусть и в различных уголках земного шара, но в сходных условиях, т. к. адаптации формируются в ходе естественного отбора к конкретной среде. Как понять, в каком случае сходство организмов зависит от их родства, а в каком - определяется адаптациями к аналогичным условиям?

Когда говорят о родственных связях в биологии, то подразумевают историческое развитие (эволюцию) вида. В теории эволюции принято различать гомологичные и аналогичные органы.

Гомологичные органы имеют общее происхождение и по этому общий план внутреннего строения. Внешнее сходство при этом может отсутствовать: копательная конечность крота, крыло летучей мыши и рука человека передние конечности позвоночных, имеют общий план скелета, но отличаются внешне, потому что различаются выполняемые ими функции. Главная причина гомологии – дивергенция или "дивергентный путь эволюции" (от лат. "диверго" - отклоняюсь, отхожу). Это расхождение признаков организмов, произошедших от общего предка, в ходе эволюции.

Аналогичные органы не имеют общего происхождения и общего плана строения, но обладают внешним сходством, т.к. выполняют сходные функции. Крылышки бабочек - выросты хитинового покрова, крылья птиц - видоизмененные передние конечности позвоночных. Главная причина аналогии конвергенция (от лат. "конверго" - приближаюсь, схожусь): независимое развитие сходных признаков у неродственных групп организмов, проявляющееся как адаптации к сходным условиям среды.

Какие пары органов вы считаете гомологичными, а какие аналогичными? Почему?

жабры ракообразных - жабры рыб;

ласты китообразных - ласты ластоногих;

глаза млекопитающих - глаза головоногих моллюсков

листья дуба - колючки кактусов.

Приведите собственные примеры дивергенции и конвергенции признаков.

 

Классификация организмов, знакомая вам из курсов ботаники и зоологии, основана на родственных связях между организмами; в ее рамках важно выявление гомологичных органов. Единица этой систематической классификации - вид.

Для эколога существенна иная классификация, основанная на формообразующей роли среды. В ее рамках необходимо выявить конвергентно возникающие аналогичные органы. Единица экологической классификации - жизненная форма.

 

Жизненная форма – морфологически сходная группа организмов, адаптированная к сходным условиям местообитания и образа жизни, возникающая путем конвергенции.

 

Экологическая классификация может проводиться по различным критериям и поэтому она сложнее систематической. Давайте познакомимся с некоторыми способами экологической классификации.

Формозов А.Н. предложил классификацию млекопитающих по пяти основным адаптивным типам: наземные, подземные, древесные, воздушные и водные. В пределах типов критерием систематизации организмов является способ передвижения.

Кристиан Раункиер – датский эколог и ботаник – положил в основу своей классификации растений высоту расположения почек возобновления или верхушечных побегов над поверхностью почвы в неблагоприятный сезон. В результате растения были разделены на 5 типов. Сочетание различных жизненных форм автор считал важной характеристикой природных зон: во влажных тропиках преобладают фанерофиты, в умеренно-континентальном поясе - гемикриптофиты.

Проиллюстрируйте типы и подтипы жизненных форм растений по Раункиеру (см. таблицу) своими примерами.

Вверху - черным показаны зимующие почки возобновления (пунктирная линия - уровень их "расположения);

внизу - соотношение отмирающих и перезимовывающих частей (черным - остающиеся, белым - отмирающие на зиму).

Фанерофиты

1a - тополь,

1б - омела;

Хамефиты

2а - брусника,

2б - черника,

2в - барвинок;

3 - геми­криптофиты

3а - одуванчик, розеточный гемикриптофит,

3б - лютик,

3в - кустовой злак,

3г - вербейник обыкновенный, «протогемикриптофит»;

Криптофиты

4а - ветреница, корне­вищный геофит,

4б - тюльпан, луковичный геофит;

5 - теро­фиты

5а - мак-самосейка.

Таблица жизненных форм растений по Раункиеру (М.Бигон и др. "Экология", М.: Мир, 1989, т.1, стр.41)
Фанерофиты фанерос (греч.) - видимый, явный Почки возобновления или верхушечные точки роста расположены на воздушных побегах (выше 30 см)
п/типы:   - вечнозеленые растения с почечными чешуями или без них выше 2 м., - листопадные растения с почечными чешуями выше 2 м., - растения высотой до 2 м.
Хамефиты хамаи (греч.) - на земле Почки возобновления или верхушечные точки роста расположены на приземных побегах или на приземных частях побегов (от 0 см до 30 см)
п/типы   - полукустарниковые хамефиты: прямостоячие побеги ежегодно отмирают от вершины до почек возобновления; - пассивные хамефиты: со слаборазвитыми неотмирающими, стелющимися или лежащими побегами; - активные хамефиты: с активно растущими в горизонтальном направлении неотмирающими, стелющимися побегами; - подушковидные растения.
Гемикриптофиты геми (греч.) наполовину, криптос (греч.) скрытый Почки возобновления или верхушечные точки роста расположены непосредственно под поверхностью почвы (в подстилке).
п/типы     - протогемикриптофиты: с нормально развитой листвой воздушных побегов, верхние листья несколько недоразвиты - полурозетковидные растения: большая часть листьев расположена в приземной части побегов с укороченными междоузлиями, - розетковидные растения: все листья которых сосредоточены в прикорневой розетке.
Криптофиты Почки возобновления или верхушечные точки роста находятся в глубине почвы или в воде.
п/типы   -геофиты - наземные корневищные, луковичные, стеблеклубневые и корнеклубневые растения; - гелофиты - болотные растения; - гидрофиты - водные растения;
Терофиты терос (греч.) лето Однолетние растения, возобновление которых идет только семенами, т.е. почки возобновления не закладываются.

И.Г. Серебряков предложил классификацию покрытосеменных и хвойных растений на базе совокупности соподчиненных признаков. Известное вам из курса ботаники разделение растений на деревья, кустарники и травы является упрощенным вариантом этой классификации.

Эколого-морфологическая классификация жизненных форм растений И. Г. Серебрякова:

Проиллюстрируйте варианты жизненных форм растений по И. Г. Серебрякову своими примерами.

I отдел Древесные растения

Деревья – имеют хорошо выраженный главный ствол (реже несколько стволов), который сохраняется в течение всей жизни растения

Кустарники – имеют множество сменяющих друг друга стволиков высотой от 1 м, срок жизни которых ограничен и варьирует от 2 до 40-60 лет

Кустарнички – низкорослые, высотой до 20-50 см, древесные растения, наземные побеги которых формируют многочисленные сравнительно недолговечные (живут до 5-10 лет) кустики, связанные под землей длинными корневищами

II отдел Полудревесные растения

Полукустарники – одревеснение происходит на высоту не менее 20-30 см

Полукустарнички – одревеснение происходит до высоты 10 см

III отдел Наземные травы

Поликарпические – многолетники, плодоносят многократно в течении жизни

Монокарпические – однолетники, двулетники, мало- или многолетники, плодоносят однажды в жизни

IV отдел Водные травы

Земноводные – обитают по берегам водоемов, частично погружены в воду

Плавающие – плавают на поверхности воды

Подводные – ведут погруженный в воду образ жизни

 

Существуют и другие подходы к экологической классификации.

Краткое содержание § 7

Сочетание всех абиотических факторов, при котором возможны наиболее быстрые темпы роста и размножения организмов, называется физиологическим оптимумом. Совокупность биотических факторов, при которой организмы определенного вида испытывают наименьшее негативное воздействие со стороны врагов и конкурентов, называется синэкологическим оптимумом. Эти два показателя далеко не всегда совпадают, т.к. условия физиологического оптимума вида могут оказаться благоприятны не только для него самого, но и для его врагов или конкурентов. В сходных условиях существования путем конвергенции у неродственных организмов формируются аналогичные органы, т.е. органы, имеющие сходное внешнее строение.

В экологии используются различные варианты классификации, основанные на конвергентном сходстве организмов. Единицы экологических классификаций называются жизненными формами.

 

Бабенко Евгений Борисович

Экология. Часть 1 Аутэкология

Учебное пособие

Редактор - А.В. Жердев

Подготовка оригинал-макета - В.С. Попов

Подписано в печать 29.04.2003 Объем печ.л. Тираж 1500 экз.

Открытый лицей Всероссийская заочная многопредметная школа при Московском Государственном университете им. М.В. Ломоносова

119234, Москва, Воробьевы горы, МГУ, ОЛ ВЗМШ, Биологическое отделение




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.