Tópico da aula: Leis das relações competitivas na natureza. Objetivo da aula: estudar as leis das relações competitivas na natureza; conhecer o significado do conceito de “competição” - apresentação. Leis e consequências das relações alimentares Leis e consequências das relações tróficas

Professor de ecologia,

Instituição educacional municipal "Escola Secundária Privolnenskaya"

Tópico da aula: “Leis e consequências das relações alimentares na natureza”

Objetivo: Estudar as leis e consequências das relações alimentares na natureza.

Tarefas:

1. Familiarize-se com a diversidade e descubra o papel das relações alimentares na natureza.

2. Prove que as conexões alimentares unem todos os organismos vivos em um único sistema e são um dos fatores mais importantes da seleção natural.

Durante as aulas.

I. Momento organizacional.

II. Verificando o dever de casa.

III. Aprendendo novo material

1. Fornecendo as necessidades energéticas dos organismos.

A vida na Terra existe devido à energia solar, que é transmitida a todos os outros organismos que criam cadeia alimentar ou trófica : dos produtores aos consumidores, e assim 4-6 vezes de um nível trófico para outro.

Nível trófico – o lugar de cada link em a cadeia alimentar. O primeiro nível trófico são os produtores, todos os demais são consumidores: o segundo nível são os consumidores herbívoros, o terceiro são os consumidores carnívoros, etc. Consequentemente, os consumidores podem ser divididos em níveis: 1ª, 2ª, etc.

Os custos energéticos estão associados principalmente à manutenção dos processos metabólicos (custos respiratórios), menos ao crescimento, e o restante é excretado na forma de excrementos. Eventualmente, o máximo de energia é convertida em calor e dissipada em ambiente, e o próximo, mais alto nível transmitido não mais que 10% da energia do anterior.

No entanto, um quadro tão estrito da transição de energia de um nível para outro não é inteiramente real, uma vez que as cadeias tróficas se entrelaçam, formando redes tróficas.

Exemplo: lontras marinhas– ouriços-do-mar – algas marrons.

Existem dois tipos de cadeias tróficas: 1) cadeias de pastoreio (pasto), 2) cadeias detríticas (decomposição).

Assim, o fluxo de energia radiante em um ecossistema é distribuído em dois tipos de cadeias tróficas. O resultado final é a dissipação e perda de energia, que deve ser renovada para que a vida exista.

2. Grupos tróficos.

As relações nutricionais não fornecem apenas as necessidades energéticas dos organismos. Eles brincam na natureza e em outros papel importante- segurar tipos V comunidades, regulam seus números e influenciam o curso da evolução. As conexões alimentares são extremamente diversas.

Preenchendo a tabela " Características comparativas grupos tróficos" (Apêndice 1.2)

2. Discussão.

Pergunta . Em que direção está indo a evolução das espécies no caso dos predadores típicos?

Exemplo de resposta : A evolução progressiva de predadores e presas visa a melhoria sistema nervoso: órgãos dos sentidos e sistema muscular, já que a seleção mantém aquelas propriedades que os ajudam a escapar dos predadores, e nos predadores - aquelas que auxiliam na obtenção de alimento.

Pergunta : Em que direção vai a evolução no caso da coleta?

Exemplo de resposta : A evolução das espécies segue o caminho da especialização: a seleção nas presas mantém características que as tornam menos perceptíveis e menos convenientes para a recolha, nomeadamente coloração protetora e de alerta, semelhança imitativa, mimetismo.

Por exemplo, os menores rotíferos aquáticos desenvolvem longos espinhos na presença de outros rotíferos predadores. Esses espinhos impedem muito que os predadores engulam suas presas, pois ficam literalmente em suas gargantas. A mesma defesa ocorre nos pacíficos crustáceos Daphnia - contra outros crustáceos predadores. O predador, tendo capturado a dáfnia, pega-a com as pernas e vira-a para comê-la pelo lado ventral macio. Os espinhos atrapalham e muitas vezes a presa se perde. Descobriu-se que as vítimas desenvolveram espinhos em resposta à presença de produtos metabólicos de predadores na água. Se não houver inimigos no lago, os espinhos não aparecerão nas vítimas.

4. Regulação dos números populacionais.

A primeira consequência das relações alimentares é a regulação do número populacional.

Na década de 20 Século XX Ch. Elton processou dados de longo prazo de uma empresa de peles sobre a extração de peles de lebre e lince no norte do Canadá. Descobriu-se que após os anos “frutíferos” para as lebres, houve um aumento no número de linces. Elton descobriu o padrão dessas flutuações, a sua repetibilidade.

Ao mesmo tempo, independentemente um do outro, dois matemáticos, A. Lotka e V. Volterra, calcularam que, com base nas interações entre predador e presa, poderiam surgir ciclos oscilatórios no número de ambas as espécies.

Esses dados precisavam de verificação experimental, que foi o que assumi.

Demonstração.

Em sua pesquisa, Gause estudou como o número de dois tipos de ciliados mudava em tubos de ensaio com infusão de feno - um dos tipos de ciliados de chinelo que se alimentam de bactérias, e o ciliado de didínio que come os próprios chinelos. No início, o número do chinelo (presa) cresceu mais rápido que o número do Didinium (predador). Porém, com um bom suprimento de alimentos, o didínio logo também começou a se multiplicar rapidamente. Quando a taxa de consumo de sapatos se tornou igual à taxa de reprodução, o crescimento do número dessa espécie cessou. O número de sapatos nos tubos de ensaio começou a diminuir drasticamente. Depois de algum tempo, tendo prejudicado o suprimento de alimentos, pararam de se dividir e os didínios começaram a morrer. Quando o número de predadores diminuiu tanto que quase não teve efeito no número de vítimas, a reprodução desimpedida dos chinelos sobreviventes levou novamente a um aumento no seu número. O ciclo se repetiu. Assim, ficou provado que as interações predador-presa podem levar a flutuações cíclicas regulares em seus números.

A segunda consequência das relações alimentares é que as flutuações populacionais ocorrem ciclicamente.

As adaptações de predadores e presas surgiram durante a evolução como resultado da seleção. Essas adaptações poderiam ter surgido se o predador e a presa não tivessem interagido? ( Respostas.) Assim, as mudanças evolutivas ocorrem em conjunto, ou seja, a evolução de uma espécie depende parcialmente da evolução de outra - isso é chamado de coevolução.

A terceira consequência das relações alimentares é que a coevolução ocorre entre populações de espécies biologicamente relacionadas.

Coevolução – desenvolvimento conjunto; a ocorrência de dois processos paralelos que têm uma influência mútua significativa.

Treinamento de atribuição: caracterizar as espécies listadas na lista como participantes de relações alimentares e identificar entre elas pares que possam estar relacionados por relações coevolutivas. Lista de espécies ( pode ser escrito em um quadro, ditado ou impresso em cartões): tigre, joaninha, javali, mosca, sanguessuga, dourada, antílope, pulgão, verme do porco, vaca.

Pergunta: Em que situações uma pessoa age como um típico predador? Forrageira em relação a outras espécies?

Na natureza, quando o suprimento de alimento familiar se esgota, o predador muda para o novo tipo comida. O homem “persegue” obstinadamente uma espécie até que ela desapareça da face da Terra. Há muitos exemplos tristes: bisões, auroques, dodôs... Nos anos 70-80. Século XX A pesca global do bacalhau excedeu significativamente a sua reprodução, como resultado, a produção caiu 7 a 10 vezes; Ao mesmo tempo, o número de capelim (principal vítima do bacalhau) aumentou acentuadamente. Os pescadores mudaram para ele e exageraram novamente. O bacalhau começou a ficar sem comida e os adultos começaram a comer os seus alevins. O número de bacalhau continua a diminuir.

Um “ser razoável” – uma pessoa – não consegue avaliar as consequências das suas atividades?! Há um efeito bumerangue ecológico – quando os resultados são diretamente opostos à direção inicial da influência.

Portanto, é importante saber prever as consequências de suas atividades e organizá-las de forma a não prejudicar as reservas naturais.

Um dos primeiros exemplos do uso bem-sucedido de um predador para suprimir o número de pragas é o uso da joaninha Rhodolia na luta contra o inseto australiano.

Postagem do aluno sobre o uso da joaninha Rhodolia

contra a cochonilha australiana.

4. Fixando o material.

Você acha que precisamos de conhecimento das leis biológicas? Para que? Que padrões biológicos e ecológicos identificamos hoje? ( Os alunos repetem as consequências notadas das relações alimentares.)

Como uma maçã em uma bandeja
Temos uma Terra.
Não tenha pressa, pessoal
Retire tudo até o fundo.
Não é de admirar que chegue lá
Para esconderijos escondidos,
Saqueie toda a riqueza
Nos séculos futuros.
Nós vida comum grãos,
Parentes com o mesmo destino.
É vergonhoso engordarmos
Por conta do dia seguinte!
Entenda esse povo
Como seu próprio pedido
Caso contrário não haverá Terra
E cada um de nós. (Mikhail Dudin)

V. Casa. exercício: Cap. - § 9, Cr. - cláusula 3.3

Anexo 1.

Características comparativas de grupos alimentares

Apêndice 2.

Predadores pastando

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Data de publicação: 13.09.16

Litnevskaya Anna Andreevna Instituição educacional municipal - escola secundária de Orlovskoye, distrito de Marksovsky

Professor de ecologia

Tópico da lição:

LEIS E CONSEQUÊNCIAS DAS RELAÇÕES ALIMENTARES

Alvo: estudar as leis e consequências das relações alimentares.

Tarefas: enfatizar a universalidade, a diversidade e o papel extraordinário das relações alimentares na natureza. Mostre que são as conexões alimentares que unem todos os organismos vivos em um único sistema e são também um dos os fatores mais importantes seleção natural.

Equipamento: gráficos que refletem flutuações nos números na relação predador-presa; espécimes de herbário de plantas insetívoras; preparações úmidas (tênias, vermes do fígado, sanguessugas); coleções de insetos (joaninha, formiga, moscardo, mutuca); imagens de roedores herbívoros, mamíferos (águia, tigre, vaca, zebra, baleias de barbatanas).

EU. Tempo de organização.

P. Testando conhecimento. Controle de teste.

1. Ervas que gostam de luz crescendo sob abetos são típicas
representantes dos seguintes tipos de interações:

a) neutralismo;

b) amenalismo;

c) comensalismo;

d) protocooperação.

2. Tipo de relacionamento entre os seguintes representantes
do novo mundo pode ser classificado como “aproveitador”:

a) caranguejo eremita e anêmona do mar; b) crocodilo e cowbird;

V)tubarão e peixe pegajoso;

d) lobo e corço.

3. Um animal que ataca outro animal, mas
come apenas parte de sua substância, raramente causando a morte, relativamente
vai para o número:

a) predadores;

b) carnívoros;

d) onívoros.

4. A coprofagia ocorre:
a) em lebres; b) em hipopótamos;

c) em elefantes;

d) em tigres.
5. A alelopatia é uma interação com a ajuda de substâncias biologicamente ativas, características dos seguintes organismos:

a) plantas;

b) bactérias;
c) cogumelos;
e) insetos.

6. Não entre em relações simbióticas:

a) árvores e formigas;

b) leguminosas e bactérias rizóbias;

c) árvores e fungos micorrízicos;

d) árvores e borboletas.

a) requeima;

b) vírus do mosaico do tabaco;

c) champignon, fungo do mel;

d) dodder, vassoura.

a) comer apenas o tegumento externo da vítima;

b) ocupar nicho económico semelhante;

c) atacar principalmente indivíduos debilitados;

d) possuem métodos semelhantes de caça às presas.

9. As vespas são:

b) predadores com características de decompositores;

c) nematóides do caule;

d) fungos de ferrugem.

a) cogumelos; b) vermes;

b) vassoura;

c) visco branco;

d) obscenidade.

a) ameba - opalina - sapo;

b) sapo -> queimadura - ameba;

c) cogumelos - * sapo -> queimar;

d) sapo - * ameba - queimadura.

III. Aprendendo novo material. 1.O narrador.

A vida na Terra existe devido à energia solar, que é transmitida através das plantas a todos os outros organismos que criam uma cadeia alimentar, ou trófica: dos produtores aos consumidores, e assim por diante 4-6 vezes de um nível trófico para outro.

O nível trófico é a localização de cada elo da cadeia alimentar. O primeiro nível trófico são os produtores, todos os demais são consumidores. O segundo nível são os consumidores herbívoros; o terceiro são consumidores carnívoros que se alimentam de formas herbívoras; o quarto são consumidores que consomem outros carnívoros, etc.

Consequentemente, os consumidores podem ser divididos em níveis: consumidores de primeira, segunda, terceira ordem, etc.

Os custos energéticos estão associados principalmente à manutenção dos processos metabólicos, chamados custos respiratórios; uma parte menor das despesas vai para o crescimento e o resto dos alimentos é excretado na forma de excrementos. Em última análise, a maior parte da energia é convertida em calor e dissipada no meio ambiente, e não mais que 10% da energia do anterior é transferida para o próximo nível trófico superior.

No entanto, um quadro tão estrito da transferência de energia de um nível para outro não é totalmente realista, uma vez que as cadeias tróficas dos ecossistemas estão complexamente interligadas, formando redes tróficas.

Por exemplo, as lontras marinhas comem ouriços-do-mar que comem algas marrons; A destruição de lontras pelos caçadores levou à destruição de algas devido ao crescimento da população de ouriços. Quando a caça às lontras foi proibida, as algas começaram a regressar aos seus habitats.

Uma parte significativa dos heterótrofos são saprófagos e sa-profitos (fungos), que utilizam a energia dos detritos. Portanto, distinguem-se dois tipos de cadeias tróficas: cadeias de pastoreio, ou cadeias de pastoreio, que se iniciam com o consumo de organismos fotossintéticos, e cadeias de decomposição detrítica, que se iniciam com a decomposição de restos de plantas mortas, cadáveres e excrementos de animais. Assim, o fluxo de energia radiante em um ecossistema é distribuído por dois tipos de redes tróficas. O resultado final: dissipação e perda de energia, que deve ser renovada para que a vida exista.

2. TrabalhoComlivro didáticoVpequenogrupos.

Tarefa 2. Indique as características das relações alimentares de predadores típicos. Dar exemplos.

Tarefa 3. Indique as características das relações alimentares dos coletores de animais. Dar exemplos.

Tarefa 4. Indique as características das relações alimentares das espécies herbáceas. Dar exemplos.

Nota: o professor deve chamar a atenção dos alunos para o fato de que na literatura de língua estrangeira o termo que denota relações como

Nesse sentido, é necessário ter em mente que o termo “predador” é utilizado na literatura sobre ecologia em sentido estrito e amplo.

Resposta à tarefa 1.

Utilizar o proprietário como local de residência permanente ou temporária;

Resposta à tarefa 2.

Predadores típicos gastam muita energia procurando, rastreando e capturando presas; Eles matam a vítima quase imediatamente após o ataque. Os animais desenvolveram um comportamento especial de caça. Exemplos - representantes da ordem Carnivora, Mustelidae, etc.

Resposta à tarefa 3.

Os animais coletores gastam energia apenas procurando e coletando pequenas presas. As forrageadoras incluem muitos roedores granívoros, galinhas, abutres carniceiros e formigas. Coletores peculiares - filtradores e comedores de solo de corpos d'água e solos.

Resposta à tarefa 4.

As espécies que pastam se alimentam de alimentos abundantes, que não exigem uma longa busca e são de fácil acesso. Geralmente são organismos herbívoros (pulgões, ungulados), bem como alguns carnívoros ( joaninhas em colônias de pulgões).

3. D e s k u s s i .

Pergunta. Em que direção está indo a evolução das espécies?

com predadores típicos? Exemplo de resposta.

A evolução progressiva tanto dos predadores quanto de suas presas visa melhorar o sistema nervoso, incluindo os órgãos sensoriais, e o sistema muscular, uma vez que a seleção mantém nas presas aquelas propriedades que as ajudam a escapar dos predadores, e nos predadores aquelas que ajudam na obtenção de alimento.

Pergunta. Em que direção vai a evolução no caso da coleta?

Exemplo de resposta.

A evolução das espécies segue o caminho da especialização: a seleção nas presas mantém características que as tornam menos perceptíveis e menos convenientes para a recolha, nomeadamente coloração protetora ou de advertência, semelhança imitativa e mimetismo.

V o P R Ó Com. Em que situações uma pessoa age como um predador típico?

Exemplo de resposta.

Ao utilizar espécies comerciais (peixes, caça, animais peludos e ungulados);

Ao destruir pragas.

Nota: o professor deve focar no facto de que num caso ideal, com a utilização competente de objectos comerciais (peixes no mar, javalis e alces na floresta, madeira), é importante ser capaz de prever as consequências de esta atividade, a fim de permanecer na linha tênue entre o uso aceitável e o uso excessivo de recursos. O objetivo da atividade humana é preservar e aumentar o número de “vítimas” (recurso).

4. Consolidaçãonovo material.

Livro didático,§9, questões 1-3. Resposta à pergunta 1.

Nem sempre. O território de nidificação só pode acomodar um certo número de aves. O tamanho das parcelas individuais determina quantos ninhos suspensos serão ocupados. A taxa de reprodução da praga pode ser tão alta que o número disponível de aves não será capaz de reduzir significativamente o seu número.

Resposta à pergunta 2.

Uma simplificação do modelo é a seguinte: eles não levaram em conta que as presas podem correr e se esconder dos predadores, e os predadores podem se alimentar de presas diferentes; na realidade, a fertilidade dos predadores não depende apenas do abastecimento alimentar, etc., ou seja, as relações na natureza são muito mais complexas.

Resposta à pergunta 3.

O abastecimento de alimentos para os alces melhorou e a mortalidade por predadores diminuiu. A permissão para caça moderada é concedida se um grande número de alces começar a afetar negativamente a restauração florestal.

V/Trabalho de casa:§ 9, tarefa 1; Informações adicionais.

Na natureza, eles desempenham outro papel importante - mantêm as espécies em comunidades, regulam o seu número e influenciam o curso da evolução. As conexões alimentares são extremamente diversas.

Predadores típicos gastam muita energia rastreando a presa, capturando-a e capturando-a (Fig. 40). Eles desenvolveram um comportamento especial de caça.

Arroz. 40. Chita em busca de uma presa

Eles precisam de muitos sacrifícios ao longo de suas vidas. Geralmente são animais fortes e ativos.

Coletores de animais gastam energia procurando sementes ou insetos, ou seja, pequenas presas. Dominar a comida que encontram não é difícil para eles. Eles desenvolveram atividade de busca, mas nenhum comportamento de caça.

pastando as espécies não gastam muito esforço em busca de alimento; geralmente há bastante alimento por aí e a maior parte do tempo é gasta absorvendo e digerindo alimentos.

EM ambiente aquático Este método de dominar a comida é muito difundido, pois filtragem I, abaixo - ingestão e passagem de terra junto com partículas de alimentos pelo intestino.

Os efeitos das conexões alimentares são mais pronunciados nos relacionamentos. predador - presa(Fig. 41).

Se um predador se alimenta de presas grandes e ativas que podem fugir, resistir e se esconder, então aqueles que fazem isso melhor que os outros, ou seja, têm olhos mais aguçados, ouvidos sensíveis, sistema nervoso desenvolvido e força muscular, sobrevivem. Assim, o predador seleciona para a melhoria das vítimas, destruindo os doentes e fracos. Por sua vez, entre os predadores também há seleção pela força, agilidade e resistência. A consequência evolutiva dessas relações é o desenvolvimento progressivo de ambas as espécies em interação: predador e presa.

Se os predadores se alimentam de espécies inativas ou pequenas que não conseguem resistir-lhes, isso leva a um resultado evolutivo diferente. Aqueles indivíduos que o predador consegue perceber morrem. As vítimas que são menos visíveis ou de alguma forma inconvenientes para capturar vencem. É assim que funciona seleção natural para coloração protetora, conchas duras, espinhos e agulhas protetoras e outras armas de salvação dos inimigos. A evolução das espécies caminha para a especialização nessas características.

O resultado mais significativo das relações tróficas é a contenção crescimento número de espécies. A existência de relações alimentares na natureza se opõe progressão geométrica reprodução.

Para cada par de espécies de predadores e presas, o resultado de sua interação depende principalmente de suas relações quantitativas. Se os predadores capturam e destroem as suas presas aproximadamente à mesma taxa a que as suas presas se reproduzem, então podem restringir o crescimento da sua população. Estes são os resultados destas relações que são mais frequentemente característicos de comunidades naturais estáveis. Se a taxa de reprodução das presas for superior à taxa de consumo dos predadores, ocorre um surto da espécie. Predadores não podem mais contê-lo número. Isso às vezes também ocorre na natureza. O resultado oposto - a destruição completa da presa por um predador - é muito raro na natureza, mas em experimentos e em condições perturbadas pelo homem ocorre com mais frequência. Isso se deve ao fato de que com a diminuição do número de qualquer tipo de presa na natureza, os predadores mudam para outras presas mais acessíveis. Caça apenas para especies raras consome muita energia e se torna inútil.

No primeiro terço deste século, descobriu-se que as relações predador-presa poderiam ser a causa de flutuações periódicas regulares no número de cada uma das espécies em interação. Esta opinião foi especialmente fortalecida após os resultados da pesquisa do cientista russo G. F. Gause. Em seus experimentos, G. F. Gause estudou como o número de dois tipos de ciliados, conectados por uma relação predador-presa, muda em tubos de ensaio (Fig. 42). A vítima era uma das espécies de ciliados de chinelo que se alimenta de bactérias, e o predador era um ciliado de didínio que come chinelos.

No início, o número do chinelo cresceu mais rápido que o número do predador, que logo recebeu uma boa oferta de alimento e também começou a se multiplicar rapidamente. Quando a taxa de consumo de sapatos se tornou igual à taxa de reprodução, o crescimento da espécie cessou. E como os didínios continuaram a pegar chinelos e a se reproduzir, logo o consumo das vítimas excedeu em muito a sua reposição, e o número de chinelos nos tubos de ensaio começou a diminuir drasticamente. Depois de algum tempo, tendo prejudicado o suprimento de alimentos, pararam de se dividir e os didínios começaram a morrer. Com algumas modificações no experimento, o ciclo se repetiu desde o início. A reprodução desimpedida dos chinelos sobreviventes aumentou novamente sua abundância e, depois deles, a curva populacional do didínio subiu. No gráfico, a curva de abundância de predadores segue a curva de presas com um deslocamento para a direita, de modo que as mudanças em sua abundância são assíncronas.

Assim, ficou comprovado que as interações entre predador e presa podem, sob certas condições, levar a flutuações cíclicas regulares nos números de ambas as espécies. O curso desses ciclos pode ser calculado e previsto conhecendo algumas das características quantitativas iniciais da espécie. As leis quantitativas de interação entre as espécies em suas relações alimentares são muito importantes para a prática. Na pesca, na extração de invertebrados marinhos, na pesca de peles, na caça esportiva, na coleta de plantas ornamentais e medicinais - sempre que uma pessoa reduz o número de espécies de que necessita na natureza, do ponto de vista ecológico ela atua em relação a essas espécies como um predador. Portanto, é importante saber prever as consequências de suas atividades e organizá-las de forma a não prejudicar as reservas naturais.

G. F. Gause (1910 -1986) " Cientista russo

Na pesca e na pesca, é necessário que quando o número de espécies diminui, as taxas de pesca também diminuam, como acontece na natureza quando os predadores mudam para presas mais facilmente acessíveis (Fig. 43).

Se, pelo contrário, nos esforçarmos com todas as nossas forças para obter uma espécie em declínio, ela poderá não restaurar o seu número e deixar de existir. Assim, em consequência da sobrepesca, por culpa das pessoas, uma série de espécies que outrora eram muito numerosas já desapareceram da face da Terra: Bisonte americano, Passeios europeus, pombos passageiros e outros.

Quando um predador de qualquer espécie é destruído acidental ou intencionalmente, ocorrem primeiro surtos no número de suas vítimas. Isto também leva a um desastre ambiental, quer como resultado da espécie prejudicar o seu próprio abastecimento alimentar, quer como resultado da propagação de doenças infecciosas, que são muitas vezes muito mais destrutivas do que as actividades dos predadores. O fenômeno do bumerangue ecológico ocorre quando os resultados são diretamente opostos à direção inicial do impacto. Portanto, o uso competente das leis ambientais naturais é a principal forma de interação do homem com a natureza.

Exemplos e informações adicionais

1. Pela primeira vez, flutuações regulares no sistema predador-presa foram observadas e descritas na década de 20. do nosso século, o famoso ecologista inglês Charles Elton. Ele processou muitos anos de dados de uma empresa de peles sobre a produção de lebres e linces no norte do Canadá. Descobriu-se que após os anos “frutíferos” para as lebres, houve aumentos no número de linces, e essas flutuações tiveram um caráter claramente natural, repetindo-se através certos períodos. Ao mesmo tempo, independentemente um do outro, dois matemáticos, A. Lotka e V. Volterra, calcularam que, com base nas interações entre predador e presa, poderiam surgir ciclos oscilatórios no número de ambas as espécies. Esses dados calculados exigiram verificação experimental, que G.F. Gause empreendeu, comprovando a ocorrência dos ciclos correspondentes usando o exemplo do predador ciliado didínio e sua vítima, o chinelo. Então, como resultado de pesquisas de cientistas países diferentes uma das importantes leis ecológicas foi descoberta.

2. A pesca mundial do bacalhau ocorreu em grande parte de forma espontânea e não se justificou características biológicas. Produção total atingiu 1,4 milhão de toneladas por ano. Isto acabou por ser significativamente mais do que poderia ser reproduzido, pelo que tanto o número de bacalhau como a sua produção caíram 7 a 10 vezes. Quando a unidade populacional de bacalhau no Mar de Barents entrou em declínio (anos 70-80), o número de capelim, principal vítima do bacalhau, aumentou acentuadamente. Os pescadores mudaram para este peixe, capturando cerca de dois terços do seu peso total. Como resultado da pesca excessiva, o número de capelim também caiu. Bacalhau, como todo mundo peixe predador, alimenta-se de todos os peixes pequenos, incluindo os seus próprios alevins. Com o pequeno número de capelim, ele começou a comer seus filhotes, fazendo com que o rebanho perdesse a oportunidade de se recuperar.

3. Durante a evolução, as presas desenvolvem uma variedade de adaptações para se protegerem dos predadores. Por exemplo, os menores rotíferos aquáticos desenvolvem longos espinhos na presença de outros rotíferos predadores.

Esses espinhos impedem muito que os predadores engulam suas presas, pois ficam literalmente em suas gargantas. A mesma defesa ocorre nos pacíficos crustáceos Daphnia - contra outros crustáceos predadores. O predador, tendo capturado a dáfnia, pega-a com as pernas e vira-a para comê-la pelo lado ventral macio. Os espinhos atrapalham e muitas vezes a presa se perde. Descobriu-se que as vítimas desenvolveram espinhos em resposta à presença de produtos metabólicos de predadores na água. Se não houver inimigos no lago, os espinhos não aparecerão nas vítimas.

4. Um dos primeiros exemplos do uso bem-sucedido de um predador para suprimir a população de uma praga é o uso da joaninha rodólia na luta contra o percevejo australiano (Fig. 44, 45).

Essa cochonilha, inseto sedentário que suga frutas cítricas, foi introduzida acidentalmente na Califórnia em 1872, onde não existia. inimigos naturais. Multiplicou-se rapidamente e tornou-se uma praga perigosa, fazendo com que os jardineiros sofressem enormes perdas. Para combater a cochonilha, foi importada da Austrália inimigo natural- pequena joaninha rodólia. Em 1889, cerca de 10 mil besouros foram dispersos em centenas de jardins no sul da Califórnia. Depois de apenas alguns meses, a infestação de árvores por cochonilhas caiu drasticamente. A joaninha criou raízes na Califórnia e a reprodução em massa de cochonilhas não foi mais observada. Esse sucesso se repetiu em cinquenta países ao redor do mundo, em Azda, onde a rodólia foi liberada contra a cochonilha estriada. A Rodólia é mais sensível aos pesticidas do que às cochonilhas! Portanto, onde as frutas cítricas eram tratadas com venenos contra outras pragas, o número de cochonilhas logo atingiu proporções gigantescas.

5. As formigas vermelhas da floresta se alimentam de muitos tipos de animais invertebrados, mas a base de suas presas é sempre a mais espécies em massa. Durante um surto de pragas florestais, as formigas se alimentam principalmente delas. Estima-se que nas florestas siberianas os habitantes de um grande formigueiro destroem até 100 mil larvas da pequena mosca-serra e 10-12 mil borboletas do rolo de folhas de larício cinza. Isso significa que se houver de 5 a 8 formigueiros grandes por hectare, você não precisa se preocupar com o fato de as árvores serem danificadas por essas pragas, pois as formigas restringirão o crescimento de seu número;

Questões.

1. Os pássaros atraídos pelas árvores por meio de ninhos artificiais são sempre capazes de reduzir o número de insetos nocivos?

2. Criando modelo matemático mudanças no número de predadores e presas, A. Lotka e V. Volterra assumiram que o número de predadores depende apenas de duas razões: o número de vítimas (quanto maior a oferta de alimentos, mais intensa a reprodução) e a taxa de natural morte de predadores. Ao mesmo tempo, compreenderam que haviam simplificado muito as relações existentes na natureza. Indique o que é essa simplificação.

3. O alce é o maior cervo moderno. Vive em áreas florestais, alimenta-se de brotos árvores caducifólias e grama alta. No início do século XX, o seu número na Europa diminuiu bastante. Porém, a partir da década de 20. e especialmente na década de 40. começou a se recuperar como resultado da conservação dos alces, do rejuvenescimento da floresta e do declínio no número de lobos. Indique quais conexões alimentares desempenharam um papel na restauração das espécies. Por que a caça moderada de alces é permitida atualmente?

Tarefas.

Tópicos para discussão.

1. Embora cálculos e experimentos indiquem que na natureza podem ocorrer ciclos oscilatórios entre cada par de espécies predador-presa, tais ciclos raramente são observados na natureza. Por que?

2. Nas florestas do Extremo Oriente existe uma pesca intensiva de valiosos planta medicinal- ginseng A espécie está à beira da extinção. Que medidas você tomaria para preservá-lo? O que a compreensão das conexões predador-presa tem a ver com esses eventos?

3. Por muito tempo No nosso país, a caça ao lobo era incentivada e era atribuído um bónus por cada animal morto. Então a caça ao lobo foi completamente proibida. Atualmente, em várias áreas esta proibição foi novamente levantada e alguns lobos podem ser fuzilados. Como você acha que podemos explicar tal inconsistência nas ordens das autoridades ambientais?

4. Na natureza, as relações predador-presa entre espécies específicas existem há milhões de anos. Homem moderno, entrando nas mesmas relações com as espécies animais selvagens(caça, pesca, coleta de plantas medicinais e alimentícias, flores, etc.), rapidamente prejudica seu número. Por que isso está acontecendo? O conhecimento e a aplicação das regulamentações ambientais podem alterar estes resultados?

5. Suponha que você precise definir uma taxa de captura para uma espécie valiosa de peixe. Que informações sobre esta espécie você deve ter para calcular essa taxa? O que acontece se a taxa de captura for superestimada? seu eufemismo?

Chernova N.M., Fundamentos de Ecologia: Livro Didático. dias 10 (11) série. Educação geral livro didático instituições/ N. M. Chernova, V. M. Galushin, V. M. Konstantinov; Ed. N. M. Chernova. - 6ª ed., estereótipo. - M.: Abetarda, 2002. - 304 p.

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Benefício mútuo
5

Saudável-neutro
8

benéfico-prejudicial
12

Mutuamente prejudicial
14

2. LEIS E CONSEQUÊNCIAS DAS RELAÇÕES ALIMENTARES
Todos os organismos vivos estão interligados e não podem existir separados uns dos outros.
uns aos outros, formando uma biocenose que inclui plantas, animais e microrganismos.
Os componentes do ambiente que cercam a biocenose (atmosfera, hidrosfera e litosfera) formam
biótopo Os organismos vivos e seu habitat formam um único complexo natural -
sistema ecológico.
Troca constante de energia, matéria e informação entre biocenose e biótopo
forma um conjunto deles que funciona como um todo único - a biogeocenose.
A biogeocenose é um sistema ecológico estável e autorregulado, em
em que componentes orgânicos (animais, plantas) estão inextricavelmente ligados a
inorgânico (ar, água, solo) e representa o componente mínimo
parte da biosfera.
O termo "biocenose" foi introduzido pelo zoólogo e botânico alemão K. Möbius em 1877 para descrever
todos os organismos que habitam determinado território e seus relacionamentos.
O conceito de biótopo foi apresentado pelo zoólogo alemão E. Haeckel em 1899, e ele próprio
o termo “biótopo” foi introduzido em 1908 pelo professor do Museu Zoológico de Berlim F. Dahl.
O termo “biogeocenose” foi introduzido em 1942 por um geobotânico, engenheiro florestal e geógrafo russo
V. Sukachev.
17

Qualquer biogeocenose é um sistema ecológico Qualquer
a biogeocenose é um sistema ecológico, porém não é
todo sistema ecológico é uma biogeocenose
(um sistema ecológico não pode incluir solo ou
plantas, por exemplo, colonizadas durante o processo de decomposição
vários organismos tronco de árvore ou morto
animal).
Existem dois tipos de sistemas ecológicos:
1) natural - criado pela natureza, sustentável em
tempo e independente do homem (prado, floresta, lago, oceano,
biosfera, etc.);
2) artificial - criado pelo homem e instável durante
tempo (horta, terra arável, aquário, estufa, etc.).
18

A propriedade mais importante do ambiente natural
sistemas é a sua capacidade de auto-regulação
- eles estão em um estado de dinâmica
equilíbrio, mantendo seus parâmetros básicos em
tempo e espaço.
Com qualquer influência externa que remova
sistema ecológico de um estado de equilíbrio nele
processos que enfraquecem isso estão se intensificando
impacto e o sistema se esforça para retornar ao estado
equilíbrio - Princípio de Le Chatelier-Brown.
O sistema ecológico natural do estado
equilíbrio traz a mudança em sua energia, em média, para
1% (regra de um por cento).
A conclusão mais importante da regra acima
é limitar o consumo da biosfera
recursos a um valor relativamente seguro de 1%, com
que atualmente este indicador
19
cerca de 10 vezes maior.

Em sistemas ecológicos organismos vivos B
sistemas ecológicos, os organismos vivos estão conectados entre
por conexões tróficas (alimentares), de acordo com seu lugar na
em que estão divididos:
1) produtores que produzem a partir de substâncias inorgânicas
orgânico primário (plantas verdes);
2) consumidores que não são capazes de produzir de forma independente
matéria orgânica de inorgânico e consumindo
substâncias orgânicas preparadas (todos os animais e
a maioria dos microorganismos);
3) decompositores que decompõem matéria orgânica e
transformando-os em inorgânicos (bactérias, fungos,
alguns outros organismos vivos).
20

Conexões tróficas garantindo a transferência de energia e matéria
entre organismos vivos, formam a base do trófico (alimento)
cadeia formada por níveis tróficos preenchidos com seres vivos
organismos que ocupam a mesma posição no geral
cadeia trófica. Para cada comunidade de organismos vivos
caracterizado por sua própria estrutura trófica, que é descrita
pirâmide ecológica, cada nível da qual reflete as massas
organismos vivos (pirâmide de biomassa), ou seus números (pirâmide
Números de Elton), ou a energia contida nos organismos vivos
(pirâmide de energias).
De um nível trófico da pirâmide ecológica para o próximo,
maior, em média, não mais que 10% da energia é transferida - lei
Lindeman (regra dos dez por cento). Portanto, cadeias tróficas
via de regra, eles não incluem mais do que 4–5 links e, nas extremidades
cadeias tróficas não podem ser localizadas grande quantidade grande
organismos vivos.
Modelos gráficos em forma de pirâmides foram desenvolvidos em 1927 pelos britânicos
21
ecologista e zoólogo Ch.

Ao estudar a estrutura biótica dos ecossistemas torna-se
É óbvio que uma das relações mais importantes
entre os organismos são alimentos, ou tróficos,
comunicações.
O termo "cadeia de energia" foi proposto por C. Elton em 1934.
Cadeias alimentares, ou cadeias tróficas, são formas
transferindo energia alimentar de sua fonte (verde
plantas) através de uma série de organismos para níveis superiores
níveis tróficos.
O nível trófico é a totalidade de todos os seres vivos
organismos pertencentes ao mesmo elo da cadeia alimentar.
22

3. LEIS DAS RELAÇÕES COMPETITIVAS NA NATUREZA
Viver juntos no mesmo território de áreas semelhantes
espécies com necessidades semelhantes leva inevitavelmente a
repressão ou extinção completa um dos tipos.
Nos experimentos de G.F. Gause, foram utilizados dois tipos de ciliados:
chinelo de cauda e chinelo de orelhas. Essas duas espécies se alimentam
suspensão bacteriana, e se estiverem em tubos diferentes,
eles se sentem ótimos. Gause colocou essas espécies semelhantes em
um tubo de ensaio com infusão de feno e chegou ao próximo
resultados:
- se os ciliados receberam uma suspensão bacteriana, então gradualmente
indivíduos do chinelo caudado desapareceram (são mais sensíveis a
resíduos de bactérias), o número de chinelos
orelhudos também diminuíram em comparação com o controle
tubo de ensaio;
- se levedura foi usada em vez de bactérias em tubos de ensaio, então
indivíduos dos ciliados orelhudos desapareceram.
33

GF Gause (1910–1986)
Experiência Gause: exclusão competitiva
34

G.F. Gause derivou a lei da exclusão competitiva:
entes queridos
tipos
com
semelhante
ambiental
requisitos não podem funcionar juntos por muito tempo
existir.
Segue-se disso que em comunidades naturais vai
só aqueles sobrevivem
espécies que possuem
vários requisitos ambientais. Especialmente
casos interessantes de aclimatação humana daqueles
espécies que, sob determinadas condições ambientais,
Não estava lá antes. Geralmente esses casos levam a
desaparecimento espécies semelhantes.
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No entanto, na natureza, o sucesso conjunto
habitat de espécies completamente semelhantes: chapins após a eclosão
os descendentes se unem em bandos conjuntos em busca de alimento.
Acontece que os peitos usam vários
lugares - chapins de cauda longa examinam as pontas dos galhos,
peitos - chapins bases grossas de galhos, peitos grandes
Eles examinam a neve, os tocos e os arbustos.
Além disso, se os ecossistemas forem ricos em espécies, então os surtos
espécies separadas não ocorrem. A situação é pior naqueles
ecossistemas onde os humanos, ao destruir uma espécie, tornam possível
outra espécie se reproduza indefinidamente.
A competição é um dos principais tipos
interdependência de espécies que afetam a composição do natural
comunidades.
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Bibliografia
1. Stepanovskikh A.S. Ecologia Geral: Um Livro Didático para
universidades M.: UNIDADE, 2001. 510 p.
2. Radkevich V.A. Ecologia. Minsk: Escola Superior,
1998. 159 pág.
3.Bigon M., Harper J., Townsend K. Ecologia. indivíduos,
populações e comunidades / Trad. do inglês M.: Mundo, 1989.
Volume. 2..
4.Shilov I.A. Ecologia. M.: Ensino Superior, 2003. 512 p.
(LUZ, ciclos)

Alvo: estudar as leis e consequências das relações alimentares.

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Tópico da aula: LEIS E CONSEQUÊNCIAS DAS RELAÇÕES ALIMENTARES

Alvo : estudar as leis e consequências das relações alimentares.

Tarefas: enfatizar a universalidade, a diversidade e o papel extraordinário das relações alimentares na natureza. Mostre que são as conexões alimentares que unem todos os organismos vivos em sistema unificado e também são um dos fatores mais importantes da seleção natural.

Equipamento: gráficos que refletem as flutuações nos números na relação predador-presa; espécimes de herbário de plantas insetívoras; preparações úmidas (tênias, vermes do fígado, sanguessugas); coleções de insetos (joaninha, formiga, moscardo, mutuca); imagens de roedores herbívoros, mamíferos (águia, tigre, vaca, zebra, baleias de barbatanas).

I. Momento organizacional.

P. Testando conhecimento. Controle de teste.

1. Ervas que gostam de luz crescendo sob abetos são típicas
representantes dos seguintes tipos de interações:

a) neutralismo;

b) amensalismo;

c) comensalismo;

d) protocooperação.

2. Tipo de relacionamento entre os seguintes representantes
do novo mundo pode ser classificado como “aproveitador”:

a) caranguejo eremita e anêmona do mar; b) crocodilo e cowbird;

c) tubarão e peixes pegajosos;

d) lobo e corço.

3. Um animal que ataca outro animal, mas
come apenas parte de sua substância, raramente causando a morte, relativamente
vai para o número:

a) predadores;

b) carnívoros;

d) onívoros.

4. A coprofagia ocorre:
a) em lebres;

b) em hipopótamos;

c) em elefantes;

d) em tigres.
5. A alelopatia é uma interação com a ajuda de substâncias biologicamente ativas, características dos seguintes organismos:

a) plantas;

b) bactérias;
c) cogumelos;
e) insetos.

6. Não entre em relações simbióticas:

a) árvores e formigas;

b) leguminosas e bactérias rizóbias;

c) árvores e fungos micorrízicos;

d) árvores e borboletas.

a) requeima;

b) vírus do mosaico do tabaco;

c) champignon, fungo do mel;

d) dodder, vassoura.

a) comer apenas o tegumento externo da vítima;

b) ocupar nicho económico semelhante;

c) atacar principalmente indivíduos debilitados;

d) possuem métodos semelhantes de caça às presas.

9. As vespas são:

b) predadores com características de decompositores;

a) pulgas;

b) piolhos;

c) nematóides do caule;

d) fungos de ferrugem.

a) cogumelos; b) vermes;

c) peixe;

e) pássaros.

b) vassoura;

c) visco branco;

d) obscenidade.

a) ameba - opalina - sapo;

b) sapo -> queimadura - ameba;

c) cogumelos - * sapo -> queimar;

d) sapo - * ameba - queimadura.

III. Aprendendo novo material. 1. História do professor.

Consequentemente, os consumidores podem ser divididos em níveis: consumidores de primeira, segunda, terceira ordem, etc.

Por exemplo, as lontras marinhas se alimentam de ouriços-do-mar, que comem algas marrons; A destruição de lontras pelos caçadores levou à destruição de algas devido ao crescimento da população de ouriços. Quando a caça às lontras foi proibida, as algas começaram a regressar aos seus habitats.

2. Trabalhe com o livro em pequenos grupos.

Tarefa 2. Indique as características das relações alimentares de predadores típicos. Dar exemplos.

Tarefa 3. Indique as características das relações alimentares dos coletores de animais. Dar exemplos.

Tarefa 4. Indique as características das relações alimentares das espécies herbáceas. Dar exemplos.

Nota: o professor deve chamar a atenção dos alunos para o fato de que na literatura de língua estrangeira o termo que denota relações como

Nesse sentido, é necessário ter em mente que o termo “predador” é utilizado na literatura sobre ecologia em sentido estrito e amplo.

Resposta à tarefa 1.

Resposta à tarefa 2.

Resposta à tarefa 3.

Resposta à tarefa 4.

3. D e s k u s s i .

Pergunta. Em que direção está indo a evolução das espécies?

com predadores típicos? Exemplo de resposta.

Pergunta. Em que direção vai a evolução no caso da coleta?

Exemplo de resposta.

Pergunta Com. Em que situações uma pessoa age como um predador típico?

Exemplo de resposta.

Ao utilizar espécies comerciais (peixes, caça, animais peludos e ungulados);
ao destruir pragas.

Nem sempre. O território de nidificação só pode acomodar um certo número de aves. As dimensões das parcelas individuais determinam quantos ninhos suspensos serão ocupados. A taxa de reprodução da praga pode ser tão alta que o número disponível de aves não será capaz de reduzir significativamente o seu número.

Resposta à pergunta 2.

Resposta à pergunta 3.

Trabalho de casa:§ 9, tarefa 1; Informações adicionais.