Биологиялық экология ПӘні бойынша оқыту бағдарламасы

2 Оқытушы туралы мәліметтер және байланысу ақпараттары:

Биология ғылымдарының кандидаты, доцент

Химиялық технология және жаратылыстану факультеті

Биология және экология кафедрасы, А-бас корпус (Ломов көшесі 64)

Тел. (8-7182) 67-36-49 (ішкі.12-57)

Қабылдау сағаттары сәрсенбі – сағат 14⁰⁰-16⁰⁰ № ауд.417

тірі ағзалардың биологиясын қарастыру.

биология мен экологияны ұштастыру.

биохимиялық айналымдар мен таныстыру.

әртүрлі факторлардың биологиялық және экологиялық әсерлерін білуді үйрету

4 Білімге, икемділікке және дағды машықтарға қойылатын талаптар

студент білу керек:

биологиядағы ұғымдарды экологияда пайдалана білу.

-экологияның негізгі заңдарын.

-биологиялық және экологиялық міндеттерді шешудегі іргелі негіздерді қолдануды.

биологиялық және экологиялық мәселелерді және ондағы процестерді зерттеуде жаңа әдістерді пайдалану.

биологиялық және экологиялық жағдайды бағалауды.

биологиялық қоректі тізбекті, экологиялық қоректі тізбекпен ұштастырып, қолдануды.

• 
  экологиялық талаптар сәйкес;
  

Өсімдіктер географиясына экологиялық бағытты Александр Гумбольдттың еңбектері салды. Экологиялық ойларға орыс зоологтары К.Ф.Рулье (1814-1858) мен Н.А.Северцовтың (1827-1885) және т.б. ғалымдар еңбектері зор үлес қосты.

Ғылым ретінде экология тарихындағы ерекше күн – 1866 жылдың 14-қыркүйегі болды, сол күні Э.Геккель өзінің «Ағзалардың жалпы морфологиясы» деген кітабын бітіріп, онда осыған ең алғаш рет анықтама берді: «Экологияның астарынан біз ағзалардың қоршаған ортаға қарым-қатынасы туралы жалпы ғылымды ұғынамыз».

Экология тірі ағзалардың ішінде популяция, қауымдастық және экожүйені қарастырады. Популяция деп бір түрдің топтарын айтамыз, олар басқа топтардан оқшауланған. Қауымдастық бұл әртүрлі топтардың түрлері, олар бір аймақта өмір сүріп, бір-бірімен қарым-қатынаста болады. Экологиялық жүйе (биогеоценоз) – ағзалардың қауымдастығы олардың абиотикалық ортамен қатынасы. Маржанды риф – экожүйенің бір мысалы.

- популяциялық экология (популяция санының динамикасы оның ішкі фактормен байланысы);

- синэкология (табиғи бірлестіктерді оқу);

- өмірсүру орнын оқу;

- экожүйені (оның ішінде зат айналым және табиғаттағы энергия);

- Эволюциялық экология (алғашқы табиғи қауымдастықты қалпына келтіру және қауымдастықтың өзгеруін болжау), сонымен қатар тарихи экология (адамның қатысы арқылы өзгерістерді оқып білу).

Экологиялық жүйеге абиотикалық және биотикалық компоненттер жатады. Кейде биогеоценоздың абиотикалық компоненттерін биотоп деп атайды, ал биотикалықты биоценоз деп атайды. Абиотикалық компонентке жататын топырақты, экожүйенің жеке бөлігі ретінде қарастырады.

Биотоптар биохораға қосылады, ал соңғысы биоциклдерге. Тасты, құмды, сазды шөлейтті биохораға қосылады; шөлейтті биохора, ормандар мен жазық дала құрғақтық биоциклдерге қосылады.

Үш биоцикл: құрғақ, теңіз және ішкі сулар- биосфераны құрастырады. Экологиялық түсініктердің ең маңыздысы энергия ағымы. Экологиялық жүйелерге энергия күннен беріледі; оның ішінде автотроптылар күн сәулесін пайдаланады, ал гетеротрофтылар автотрофтылардан дайын органикалық заттарды қорек ретінде алады.
Әдебиеттер: 1-7.
Тақырып 2. Биоэкология негіздері. Организм және орта. Орта факторлары және олардың классификациясы.

Сабақтың мақсаттары мен міндеттері: Организм және орта, экологиялық факторлар ұғымын қалыптастыру.

Сабақтың жоспары:

1. Организм және орта.

2. Орта факторлары және олардың классификациясы
1. Жердегі экологиялық қауымдастықтардың орналасуы ашық аймақты құрайды, ол жылу жағдайларының өзгеруіне байланысты (ең алдымен күн энергиясының түсуі) әртүрлі кеңістікте. Табиғи аймақтар кеңістіктік бағытта созылып, мередиан қозғалысымен бір-бірін ауыстырады. Өзіндік, жоғары, аймақтық таулы жүйеде қалыптасады; әлемдік мұхитта экологиялық қауымдастықтың ауысуы тереңінен жақсы көрінеді. Табиғи аймақтар ареал түсінігімен тығыз байланысты – ол ағзаның түрінің таралу облысын көрсетеді. Жер бетіндегі биогеоценоздың таралуы туралы заңдылықтарды биогеография оқытады.

Құрлық жерлер 13 негізгі белдеулерге бөлінген: арктикалық және антарктидалық, субарктикалық және субантарктидалық, қалыпты солтүстік және оңтүстік, солтүстік және оңтүстік субтропиктік, солтүстік және оңтүстік тропиктік , солтүстік және оңтүстік субэкваторлық, экваторлық.

Негізгі биогеографиялық құрғақ аймақтарды қарастырайық. Арктикалық шөлдердің жануарлары теңізбен тікелей байланысты – олар ақ аюлар,бұғылар, ескекаяқтылар,құндыздар, дала тышқандар, леммингтер, ал Антарктидада – пингвиндер.

Арктиканың оңтүстігіне қарай тундра орналасқан (фин. tunturi «ормансыз көтерілу»); Оңтүстік жартышарда тундра тек кейбір субантарктидалық аралдарда берілген. Суық климат пен топырақта мүктерді, қыналарды, шөптесін өсімдіктер мен бұталарды кездестіруге болады. Оңтүстікке қарай аздаған ағаштар кездеседі (мысалы, ергежейлі қайың), және тундра ормантундрасымен жалғасады. Тундраның фаунасы біркелкі және аз: солтүстік бұғылар, құндыздар, леммингалар и дала тышқандары, сонымен қатар құстардың әртүрлі түрлері кездеседі. Жәндіктерден масаларды көптеп кездестіруге болады.

Оңтүстік ормандытундра шектеулі аймақтап басталады; бірінші қылқанжапырақтылар (тайга), содан соң - аралас, (Оңтүстік белдеулерді әлемдік мұхит жауып жатыр). Ірі ағаштардың түрлері- қарағай, шырша, кедр, оңтүстікке қарай- емен, қайың кездеседі. Жануарлар арасында жыртқыштар (қасқыр, түлкі, аю), мүйізділер (бұғы, қабан), сайрағыш құстар, жәндіктердің жеке топтары.

Шектеулі ормандарды орманды жазық дала және жазқы дала ауыстырады. Климаты жылы және құрғақ, топырағы қарашірікті және каштанды. Астықтұқымдастары, жануарлардан – кеміргіштер, жыртқыштар (қасқыр, түлкі), жыртқыш құстар (бүркіт), бауырмен жорғалаушылар (жыландар), қоңыздар. Жазық дала АҚШ Орталық Батысда,Украинада, Поволжьеде және Қазақстанда.Шектеулі жартылай шөлді және шөлейт жерлер (Орталық Азия, Оңтүстік Американың бөлігі және Аргентина). Шөлді жерлерді сулар кездеспейді, кейбір жерлерде ірі өзендер кездеседі (Хуанхэ, Сырдарья, Амударья).

Экваторға жақындай келе шектеулі белдеу субтропикке ауысады. Субтропиктің жануарлар әлемі тропикалық түрлердің шектеуші түрлермен араласуына әкеледі.

Тропикалық ылғалды ормандар (Оңтүстік Флорида, Вест-Индия, Оңтүстік Америка, Мадагаскар, Шығыс Австралия). Ірі жануарлардың көпшілік түрі жойылған. Батыс Индостан, Шығыс Австралия, Оңтүстік Америкдағы бассейн Паран және Оңтүстік Африка – құрғақ тропикалық саванна. Тропикалық белдеудің аумақты аймағы – шөл болып саналады (Сахара, Аравия шөлі, Пакистан, Орталық Австралия, Батыс Калифорния, Калахар, Намиб, Атакам). Құрғақ аудандарды саванналар алмастырады (Оңтүстік-Шығыс Бразилия, Орталық-Шығыс Африка, Солтүстік Австралияның орталық аудандары, Индостана және Үнді қытай ). Субэкваторлы белдеудің жануарлар әлеміне – күйіс қайратын қосмүйізділер, жыртқыштар, кеміргіштер, термиттер.

Экваторлы белдеуге экватор жақындау орналасқан ( Амазонка бассейні , Орталық Африка, Индонезия).Жауын-шашынның көп түсуі және жоғары температура, сонымен қатар мәңгі жасыл орманның болуы (Оңтүстік Америкада ондай орманды гиле деп атайды). Экваторлы белдеуде – жануарлар мен өсімдіктердің түрі көптеп кездеседі.

Табиға аймақтар әртүрлі материктерде кездеседі,бірақта ормандар мен таулар, жазық далалар мен шөлдер әртүрлі континенттерде өз ерекшеліктерін көрсетеді. Осы табиғи аймақтағы өсімдіктер мен жануарлар басқаларға қарағанда өзгеше болып келеді. Биогеографияда алты биогеографиялық облыстарды бөледі:

- Палеарктикалық облысы (Евразия, Солтүстік Африка);

- Арктикалық емес облыс (Солтүстік Америка және Гренландия);

- Шығыс облысы (Индостан және Үнді қытай, Малай архипелагы);

- Неотропикалық облыс (Орталық және оңтүстік Америка);

- Эфиопия облысы (барлық Африка);

- Австралия облысы (Австралия және Океания).

Тірі ағзалар тек құрлықты ғана толтырып қоймайәлемдік мұхиттада өмір сүреді.Мұхитта он мыңдағы өсімдіктер мен жүз мыңдаған жануарлар өмір сүреді. Әлемдік мұхитта өсімдіктер мен жануарлардың екі күшті бір-бірінен айырмашылығы бар пелагиаль (судың беткі қабаты) мен бенталь(мұхиттың түбі) бар.

Пелагиальды ағзалар пассивті жүзетін және активті жүзетіндер деп бөлінеді. Пассивті жүзетіндерге (плейстон: саргасов балдырлары ж.т.б.) планктон-судың ағысымен және судың ағысына қарсы (нектон: балықтар, кальмарлар ж.т.б).

Өсімдіктекті пелагиалды организмдерге (фитопланктон: оған жасыл және диотомды балдырлар жатады) – негізгі продуценттер. Зоопланктон (шаянтәрізділер, қарапайымдылар, маржандар, жануарлардың дернәсілдері)оларды ең тереңдікте де кездестіруге болады.

Судың түбінде өмірсүрушілер-бентос. Өсімдіктердің ішінде қоңыр, қызыл, диотомды және жасыл балдырлар кездеседі. Сонымен қатар шөптесін өсімдіктерде кездеседі (қамыс, элодея ж.т.б). Теңіз зообентосында фораминифералар, маржанды полиптар кездеседі.

Климаттық. Температура өсімдіктер мен жануарлардың зат алмасу және тағы басқа процестерін өзгертіп, реттеуде үлкен маңызды. Клеткадағы ферменттердің белсенділігі 10 нан 40 °С, төмен температурада реакция баяу жүреді, қолайлы температурада ферменттердің белсенділігі артады.

Кез-келген жануарлардың, өсімдіктердің, микроорганизмдердің жоғарғы және төменгі температураға байланысты қажеттіліктері қалыптасқан. Күн суытқанда көптеген жәндіктер топырақтың астында, ағаштардың діңіне тығылады, ал бақалар судың түбіне жасырынады. Өсімдіктер ыстық күндері суды лептесіктері арқылы буландырады, ал жануарлар болса тері жабындысы немесе тыныс алу мүшелері арқылы суды буландырады.

Шөлді және жартылай шөлді аймақтың өсімдіктері көктемде өте қысқа уақытта вегетациясын тоқтатып, тұқымы өсіп-өнгеннен кейін жапырағын түсіріп тыныштық күйге көшеді.

Пойкилотермді және гомойтермді.

Өсімдіктерге қарағанда, жануарларда әртүрлі жылу режиміне өмірсүрушілігі әртүрлі.Олар әрқашан жылу беру жағдайларын реттеуге бағыттайды. Өсімдіктерге қарағанда жануарларда жылу берудің екі түрі бар: пойкилотермді (poikilos – әртүрлі) және гомойтермді (homois – бірдей).

Пойкилотермділерге (эктотермді, суыққандылар) барлық омыртқасыздар, балықтар, рептилиялар мен амфибиялар жатады. Олар дене температурасы үнемі тұрақты ұстап тұрудан айырылған. Пойкилотермді организмдердің зат алмасуы төмен және жылу реттеу механизмі жоқ.

Гомойтермді (эндотермді, жылықандылар) – зат алмасуы жоғары, оларға-құстаржәне сүтқоректілер дене температуралары тұрақтылар жатады. Организмнің ішінде биохимиялық реакциялардың нәтижесінде жылу түзіледі. Ортаның температурасы неғұрлым төмен болса, жылу көп жұмсалып, зат алмасу қарқынды өтеді.

Экологиялық топтары жақын сүтқоректілердің суық климаттық аймақта Бергман ережесіне сәйкес дене мөлшері және зат алмасуды реттеуге қатысатын ішкі мүшелерінің салмағы (жүрек, бүйрек, бауыр) ұлғайады. Аллен ережесіне сәйкес суық аймақтағылардың дене мөлшері кішірейеді, оның ішінде шығыңқы мүшелер (құлақтары, танаулары, құйрықтары).

Организмде немесе экожүйеде физиологиялық процестер максималды тиімділікпен өтеді. Көптеген түрлер үшін температура тиімділігі 20-25°С құрайды.

Летальды мен оптимальды температураның арасы пессимальды болып табылады. Пессимум аймағында барлық өмірсүру процестері өте бая өтеді.

Физиологиялық процестердің белсенді өтуі тиімді температура болып саналады.

Жарыққа байланысты өсімдіктердің экологиялық топтары

Өсімдіктер бөлінеді (жарықсүйгіштер – гелиофиттер), көлеңкесүйгіш (көлеңкесүйгіш – сциофиттер, гелиофобтар), көлеңкеге төзімділер (факультативті гелиофиттер).

Гелиофиттер – ашық жерде өсетіндер (монғол емені, қарағай, ақ қайың, бұталы қына, қой бетеге, жатаған беде, күнбағыс ж.т.б.), құрғақ жерлерде биік емес жамылғыларды көруге болады.

Сциофиттер (көлеңкесүйгіш) – күн сәулесін сүймейді, орманды жерлерде өседі (орманда өсетін әртүрлі шөптесін өсімдіктер, шаңжапырақтар, мүктер, саумалдық, қырықбуын, жалаңаштұқымдылар).Олардың белгілері: жапырақтары, кутикуласы жұқа, түстері ашық,бүршіктер созылыңқы. Мезофилл клеткалары ірі, паренхимасы бір қабатты, эпидермис қабырғасы жұқа, лептесігі кішкентай.

Факультативті гелиофиттер (көлеңкеге төзімді) екі топ арасында аралық түрге ие. Аздаған көлеңкеге шыдамды. Бұларға көбінесе орман өсімдіктері жатады (үйеңкі, жөкеағашы, лианалар, көптеген шөптесін өсімдіктер, бұталар).

Фототропизм ауксин гормондарының өсуін қамтамасыз етеді. Бүршіктерінің әртүрлі жақтарға қарай өсуі бұталарының қисаюуына әкеп соғады. Орманда сабақтар ашық аспанға қарай өседі. Фотонастия дегеніміз жарықтың әсер етуі арқылы жапырақтар мен сабақтардың клеткаларының өсуі.

Жағдайдың шектеулі диапазонында өмір сүретін ағзаларда микроклимат үлкен роль атқарады.

Ылғалды ауа жақсы жылу өткізгіш. Жоғары ылғалдылықта гомотермді жануарлардың метаболизм процесі қарқынды өтеді, ал пойкилотермді жануарлар мен өсімдіктерде баяу жүреді.

Ылғалдылыққа байланысты эвригигробионтты және стеногигробионтты ағзалар деп бөледі. Біріншілері ылғалдылықтың кең диапозонында өмір сүрсе, екіншілері жоғарғы немесе төменгі, одан әрі аралық болуы тиіс. Екеуіде ылғалдылықтың аздығына төзімді келеді (тұяқтылар, түйе, варан, өсімдіктерден: қыналар, суккуленттер, көптеген астық тұқымдастар, жусан), кейбіреуі төзімсіз келеді (қосмекенділер, бауырмен жоғалаушылар, ескекаяқтылар, өсімдіктерден: барлық жүзетін өсімдіктер, сфагнум мүгі, көптеген шаңжапырақтылар, жоғарғы сатыдағылардан: кәдімгі шыңкетер– тургорды тез жоғалтады, қалтагүл, хош иісті байсат,).

Өсімдіктер денесіндегі суды реттеуге байланысты пойкилогидті және гомойгидридті болып бөлінеді. Біріншілерінде ұлпаларындағы судың мөлшері тұрақты емес, биотоптың ылғалмен қамтамасыз етуіне байланысты (балдырлар, қыналар, мүктер, шаңжапырақтылар, жоғарғы сатыдағы өсімдіктерден – қияқөлең (C. physodes). Екіншілерінде (көбінесе жабықтұқымды өсімдіктер) су үнемі кез-келген ауа-райы жағдайында тұрақты – булануды жапырақтарын жиыру, лептесіктерінің жабумен реттейді, олардың клеткаларында су өткізбейтін зат болады (кутин, суберин).

Экотоптың суға байланысты (экотоп – өмірсүру ортасындағы факторлардың бірігуі) өсімдіктерді ылғалсүйгіш (гигрофиттер), құрғақсүйгіш (ксерофиттер) және орташа ылғалсүйгіштер деп бөледі (мезофиттер).

Гигрофиттер (қалтагүл, батпақты қияқөлең, астық тұқымдастары, сезгіш шаңжапырақ, кездікқын, шықшөп, кәдімгі шыңқетер, барлық қынагүлділер, иіртамыр, аққанат, шалаң, қоға, сфагнум, күріш, саумалдық) ылғалдылығы жоғары жерде өседі. Лептесігі үнемі ашық және транспирация процесі баяу реттеледі.

Мезофиттер – ауадағы және топырақтағы аздаған құрғақшылыққа төзімді. Оларға көптеген шалғындық және орман өсімдіктері жатады. Лептесігі жапырқтың ішкі жағында орналасқан.

Ксерофиттер – құрғақ және ыстық климатта өмірсүрушілер, саванналар, ормандарда жалпақ жапырақты ормандар.

Склерофиттерге (от греч. «склеро» – қатты; саксаул, түйетікен, жусандар,боз, сүттіген ж.т.б.). Лептесіктері көп, бірақ олар су жетіспесе жабылып қалады.

Ксерофиттердің басқа үлкен тобы – суккуленттер (от лат. «суккулентус» - шырынды, майлы), құрғақ, ыстық, жауын-шашынның бірден көп әсер ететін климатта өседі. Жауын-шашын кезінде жапырағына(алой, агава, түбіртек), сабағына (сүттіген, кактус) ылғалды көп жинайды, оны бірден жұмсамайды. Лептесіктер аз, ұсақ, тек түнде ғана ашылады.

Эдафикалық факторлар, әртүрлі түрлер арасындағы байланыс, оларға антропогенді, топырақ.

Рельеф (топографикалық, немесе орографикалық, фактор) –ортаның өте маңызды факторыжәне ол жанама әсер етуі мүмкін. Ол жарықтың, жылудың және ылғалдың таралуына әсер етеді.

Құрлықтың ең төменгі бөлігі— Өлі теңіз жағалауынан 417,5 метр.

Абиотикалық фактордың тірі ағзаларға химиялық әсерлері басқа факторлардың жоғарғы және төменгі шекараларында әсер етеді (температура, тұздылық, рН, газдық құрамы).

Пестицидтер жануарларға, ауылшаруашылық зиянкестерге, антибиотиктерге, медицинада және ветеринарияда жұқпалы ауру қоздырғыштарына қарсы қолданылатын препарат. Пестицидтерге жататындар инсектицидтер — зиянды жәндәктерге қарсы, гербицидтер — арам шөптерге қарсы, фунгидцидтер-патогенді саңырауқұлақтарға қарсы.

Олардың барлығы адамға зиянды. Ортаның қышқылдылығы көптеген химиялық процестерге әсер етеді, көптеген реакциялар ортаның pH байланысты. Биотикалық факторлар — тірі ағзаның басқа бір тірі ағзаға әсер етуі (түрішілік және түраралық қарым-қатынас), сонымен қатар тірі емес ортаның әсері. Түрішілік қарым-қатынас бәсекелестікпен аяқталады, онда популяция саны, тығыздығы бәсекелестікке ұшырайды.

Нейтрализм – биотикалық байланыстың типі, бір-біріне әсер етпейтін бірігіп өмірсүретін организмдер. Табиғатта нағыз нейтрализм сирек кездеседі.

Бәсекелестік —өз мақсатына жету үшін, бірнеше субъектінің бәсекелестігі.

Симбиоз (мутуализм) екі әртүрлі түрлердің бірігіп тіршілік ету барысында екі жақты пайда келтіру.

Паразиттілік.

Басқа бір ағзаның, басқа ағза денесінде тіршілік етіп оған зиян келтіруі. Паразит қоректік затын өзінің иесінен алады.

Аменсали́зм (от лат. mensa — трапеза) — түраралық байланыс, бір түр аменсал, даму және өсу барысында қалып қояды, ал екіншісіне әсер етпейді.

Бірге тіршілік ету барысында тек біреуіне ғана пайда келтіретін болса, екіншісіне ешқандай қатысы жоқ болса, онда оны комменсализм деп атайды.
Әдебиеттер: 1-7.
Тақырып 3. Популяциялық экология. Популяция туралы түсінік.

Сабақтың мақсаттары мен міндеттері: Популяция туралы ұғымын қалыптастыру.

Сабақтың жоспары:

1. Популяция туралы түсінік.
1.Популяциялар экологиясы – бір тектес дарақтардың табиғи топтамаларын, яғни популяцияларды зерттейтін экология бөлімі.

Популяция – белгілі бір жерде белгілі бір уақытта мекен ететін бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы. Кейде популяцияны бір тұқымдас бір белгілі кеңістікті аймақта тіршілік ететін бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы деп те түсінеді.

Тұқым қуалаушылық деректердің нуклеин қышқылдары түрінде хромосомаларда сақталатыны белгілі. Олардың молекулалары немесе гендер деп аталатын жеке бөліктері әр түрдің генетикалық ерекшеліктерін қамтамасыз етеді. Барлық гендердің жиынтығы генотипті құрайды, ал генетикалық мәліметтерді сақтайтын және келесі ұрпақтарға тұқым арқылы беріп отыратын барлық түрлер генетикалық қорды немесе популяцияның генофондын құрайды.

Әрбір популяцияда оның өзіне ғана тән өзгешеліктері болады. Бұл өзгешеліктерге олардың сол жердегі температураға, дымқылдыққа, топырақ табиғаты мен өсімдігіне, тамақтық ресурстарға сәйкес келетін сандық мөлшері мен сол өмір сүретін ортасындағы тығызыдығы жатады.

Популяцияның өлу динамикасын жасына қарай өмірсүру қисық сызығынан көруге болады. Бұл қисық сызықтың үш типі бар: өлудің негізгі факторы қартаю (суретте бұл қисық сызық А-әрпімен берілген), популяцияда ерте өлудің пайда болуы Б-әрпімен берілген, сонымен қатар ағзалар арасындағы үнемі өлімнің болуы В-әрпімен көрсетілген.

Популяцияның сандық мөлшері деп осы түрдің сандық көлемін айтады. Популяцияның сандық мөлшері қоршаған өмір сүру ортасындағы әр түрлі факторларға байланысты өзгеріп отырады. Популяция тығыздығы деп өмір сүру ортасының бірлік көлеміндегі түрлер санын айтады.

Популяция мөлшері эмиграциялану немесу өлу нәтижесінде кемуі мүмкін. Өлу- популяцияда бір жыл ішіндегі орташа саны (процетпен немесе мың дараққа шаққанда). Дамыған елдерде медициналық жағдайлардың жақсы жасалуына байланысты адам өлімі төмен болып келеді.

Популяция саны қоршаған ортадағы жыртқыштардың санының артуымен қоректің жетіспеуінен.

Популяциядағы туудың санының артуы ауа-райы жағдайның әсерінен болуы мүмкін. Егер дарақтардың көп түрі бір бағытта орын ауыстырса, онда ол миграция деп аталады. Егер ағзалар бір трофтық деңгейде болса, олардың арасында түрішілік бәсекелестік пайда болады.

Популяция әртүрлі трофикалық деңгейде өмірсүру барысында жыртқыш-жемтікпен байланысқа түсуі мүмкін. Жыртқыштың популяция санының циклі, жемтіктің популяция санының циклінее қарағанда ауытқиды.Бұл жемтіктің санының кеміп, жыртқыштың популяция санының кемуіне әкеп соғады.

1.Экожүйенің маңызды қасиеттерінің бірі оларда қоректік тізбектің болуы. Қоректік тізбек (трофикалық) – экожүйеде ағзаның қоректенуі кезіндегі органикалық заттардың қозғалысы мен олардан алынатын энергия ағымын көрсететін ағзалар тізбегі.

Қоректік тізбектің әрбір түйіні – нәрлену деңгейі деп аталады. Бірінші нәрлену деңгейін автотрофтар немесе бірінші реттік продуценттер деп аталатындар алады. екінші нәрлену деңгейіндегі ағзалар – бірінші реттік консументтер, үшіншідегілер – екінші реттік консументтер деп аталады.

АВТОТРОФТЫЛАР (ағылш. to produce - өндіру) – бейорганикалық заттардан органикалық заттарды өндіретін ағзалар. Жер бетіндегі экожүйелердегі продуценттерге өсімдіктерді жатқызамыз.

Продуценттер (ағылш. to produce - өндіру) – бейорганикалық заттардан органикалық заттарды өндіретін ағзалар. Жер бетіндегі экожүйелердегі продуценттерге өсімдіктерді жатқызамыз.

Бірінші реттік продуценттерге автотрофты ағзалар, негізінен жасыл өсімдіктер, кейбір прокариоттар, көк-жасыл балдырлар және фотосинтезделетін бактерияның аздаған түрлері жатады.

Консументтер (латын. консуме – тұтыну) басқа ағзалармен (продуценттермен) өндірілген органикалық заттармен қоректенетін ағзалар. Экожүйедегі бұл ағзалар гетеротрофты деп аталады.

Бірінші реттік консументтер бірінші реттік продуценттермен қоректенеді, яғни олар шөп қоректі жануарлар.

Екінші реттік консументтер шөп қоректілермен қоректенеді, осылайша бұлар екінші реттің консументтерін жейтін үшінші реттік консументтері сияқты етпен қоректенетін жануарлар.

Редуценттер – органикалық заттар қалдықтарын бейорганикалық заттарға айналдыратын ағзалар (негізінен бактериялар, саңырауқұлақтар және т.б.)

Қоректік тізбек экологиялық пирамиданы құрудың ең басты негізі. Оның ең негізіг қарапайым түрі пирамида саны болып есептеледі және ол органимдердің санын әрбір трофтық деңгейде көрсетеді.

Автотрофтыларымен органикалық заттардың өндірілуі бірінші реттік өнім деп аталады.

Бір қауымдастықтың екінші біреуімен алмасуы экологиялық сукцессия деп аталады. Бірінші де бірінші реттік сукцессия байқалады, ол бастапқы дегенді білдіреді. Қоршаған ортамен тепе-теңдікте өмірсүру климаксты экожүйе деп аталады. Қауымдастықтың өзгеруі бір-бірінен айырмашылықтары бар.

Сукцессия қауымдастықтың биомассасының біртіндеп өсуіне және әртүрлі түрлдердің көбеюіне әкеледі.

Сукцессия тек өмірсүру ортасы жолқ жерде ғана пайда болмайды, сол жерде бұрын ағзалар өмір сүрген, бірақта өрттердің ағаштарды кесудің нәтижесінде пайда болған деп қарастыруға болады.

Биогеценоздар адамның қолымен жасалады. Олардың ішінде агроценозды бөліп қарастыруға болады (жасанды дала, бау-бақшалар), мегаполистар ж.т.б. Жасанды экожүйеде ауылшаруашылық өнімдерін алу үшін топыраққа қосымша минералды тыңайтқыштарды органикалық заттарды қосымша қосуға тура келеді (қарашірік, торф).
Әдебиеттер: 1-7.
Тақырып 5. Табиғатты қорғау және табиғатты пайдаланудың экологиялық принциптері.
Сабақтың мақсаттары мен міндеттері: Табиғатты қорғау ұғымын қалыптастыру.

Сабақтың жоспары:

1. Табиғатты қорғаумәселелері

2. Табиғатты пайдаланудың экологиялық принциптері.
Таза және қауіпсіз ауыз суға деген мүмкіншілік адамның негізгі сұраныстарының бірі. есептеулер бойынша дамушы елдерде шамамен 1 млрд адам ауыз суға толық жете алмай отыр. Жалпы адамзаттың 20% таза ауыз суға тапщы болып отыр. Су жетіспей отырған елдерге Солт Африка, таяу Шығыс, Азия мемлекеттері жатады.

«Парникті эффект» деп ауадағы антропогенді түрде пайда болған химиялық заттардың күн энергиясын өздеріне сіңіруі нәтижесінде атмосфераның қызып, жер бетінің орташа температурасының көтерілуін айтамыз. Негізгі парникті газына көміртектің қос тотығы жатады. Бұл газдың парникті эффектісіне әсері шамамен 50-60%. Басқа да газдарына метан (20%), азот тотықтары (шамамен 5%), озон, фреондар және басқа газдар (10-25%). Жыл сайын атмосфераға жердің жылулық балансы мен климаттың жылынуына әкелетін шамамен 5,6 млрд тонна парникті газдары шығарылады.

«Озондық тесік» тірі ағзаларға өте қауіпті ультракүлгін сәулелерін өзіне сіңіріп, жерге өткізбей тұратын атмосферадағы озон қабатында озоны азайған (50%) аймақтар. Бұл аймақтар атмосфераның хлор- мен фторкөмірсутектері арқылы химиялық ластануның нәтижесінде түзіледі. Соңғы жылдары атмосфераның жоғарғы қабатындағы озон мөлшерінің азаюы байқалуда. Деректер бойынша озон мөлшерінің 1%-ке азаюы тері ісігі ауруының көбеюін 3-5% көтереді.

Озон мөлшерінің ең көп азаюы Антарктидада байқалады. Бұл аймақта соңғы 30 жылда оның мөлшері 40-50%-ке аазйды. Озон мөлшері көп азайған аймақтарды «Озондық тесік» деп атайды. Озон мөлшері азайған аймақтардың шеңбері жылына 4%-ке ұлғаюда. Қазіргі уақытта оның көлемі АҚШ-ның көлемінен де үлкен болып тұр. Осындай «Озондық тесіктің» Арктикада да байқалуда. Көлемі 10-нан 100 мың км²-ге дейін болатын, озоны 20-40%-ке азайған осындай аймақтар басқа аудандарда да кездесуде.

Озонды бұзатын негізгі факторға фреондарды жатқызады. Бұлар ауада өте тұрақты келеді. Олар осы тұрақты қасиеттері себебінен (100 жылға дейін ыдырамайды) озон қабатына жетіп, сол ортада ыдырауға түседі. Осы процесс кезінде олардан бөлініп шығатын хлордың әрбір атомы катализаторлық әсер жасап, озонның 100 мыңдай атомының ыдырауына себеп болады екен.

Озон қабатының ыдырауының себептерінің бірі ретінде ауаға оттегі бөліп тұратын ормандардың жойылуы да себеп ретінде қарастырылады. Бұдан басқа озонның ыдырауы космосқа әр түрлі ұшу аппараттары ұшқанда, ядролық жарылыс кезінде үлкен өрт кезінде және осылар сияқты ауаға көп мөлшерде әр түрлі газдар мен кейбір көмірсутектерді шығаратын табиғи апат кезінде байқалады.

Қышқылдық жауын-шашындар деп атмосфераның антропогендік химиялық ластануының нәтижесінде қышқылдық дәрежесі жоғары жаңбыр мен қардың жаууын айтады. Осындай жауын-шашынның арқасында су қоймалары мен топырақтың қышқылдығы көтеріледі, бұл жағдай топырақтың өнімділігін азайтып, судағы тіршілік жағдайларды қиындатады.

Қышқылдық жауын-шашынға әкелетін негізгі себеп – күкірттің қос тотығы. Күкірт ангидриді су буларымен қосылып күкірт қышқылының ерітіндісіне айналады. Осы сияқты көміртектің қос тотығы мен азот тотықтарынан көмір және азот қышқылдары түзіледі. Бұларға органикалық қышқылдар мен басқа да заттар қосылып, қышқылдық әсері бар ерітінді пайда болады (қышқылдық жауын-шашын).

Қышқылдық жауын-шашындар түзілуінде күкірттің қос тотығының үлесі шамамен 70%-тей, қышқылдық әсердің 20-30% басқа заттарға байланысты. Қышқылдық жауын-шашындар алғаш рет 1907-1908 жылдары Англияда байқалды. Скандинавия елдерінде, Англия, Германия, Бельгия, Дания, Польшада, Канадада және АҚШ-тың солтүстік аймақтарында жиі болып тұрады. Ресей территориясында бұндай жаңбырлар Норильск, Челябинск, Краснодар аймақтарында байқалады. Кейбір қалаларда жаңбыр қышқылдығының 70-90%-і автокөліктік ластануға байланысты.

Қышқылдық жауын-шашындардың әсері әр түрлі. Олар топыраққа, су экожүйесіне, өсімдіктерге, архитектуралық ескерткіштерге және тағы басқа объектілерге зиянды әсер етеді.

Ауа – біздің ғаламшарымыздың түрлі газдардың қоспасынан (азоттың,

оттегінің, аргонның, көміртегі диоксидінің, гелийдің, т.б.), су булары мен тозаңдардан тұратын газды қабығы.

Атмосфералық ауаның ластануы адам ағзасына тікелей әсер етеді, ал атмосфераның ластануы – жанама түрде климаттың өзгеруі арқылы, биосферадағы озон қабатының бұзылуымен, қышқылдық жауынмен әсер етеді. ауаны ластаушылардың негізгі түрлеріне: атмосфералық газдар (азоттың, күкірт, көміртектің газдары), көмірсутектер (хлор-, азот-, фтор-, фосфорлы заттар), фенолдар, альдегидтер, ауыр металдардың аэрозольдары мен басқ органикалық және минералды заттарды жатқызамыз. Бұлардың көбісі улылығы мен канцерогендік қасиеттер арқасында онкологиялық ауруларға әкеледі.

Ресейлік ғалымдардың зерттеу нәтижелері бойынша атмосфералық ластанудың әсері 3 пен 6 жастағы балаларға (3,3 есе) және 60 жастан асқан кәрі (1,6 есе) тұрғылықты халықтың денсаулығына үлкен зиян әкелетіні дәлелденді. Металлургиялық өндіріс дамыған қалаларда жасы үлкен тұрғылықты халық көбінесе қан айналымы (1,5 есе) мен асқазан (1,7 есе) аурулармен, ал балалар бронхты демікпе (1,5 есе), асқазан және көз ауруларымен жиі ауырады.

Ауаны негізгі ластаушылар қатарына ауаға қорғасынды, көміртек оксидін, альдегидтерді, шаңдарды, әр түрлі газдар мен ароматты көмірсутектер және т.б. шығарып тұратын автокөлікті, жылу электростанцияларын, металлургиялық, мұнай өндіретін және т.б. химиялық өндіріс орындарын жатқызады.

Жоғарыда келтірілген ауада болатын химиялық заттар тек адамдардың денсаулығына ғана әсер етіп қана қоймай, сондай-ақ қоршаған ортаның жағдайына да әсер етеді. Табиғи экожүйедегі бұл әсерлер әр түрлі және толығынан зерттелмеген. Мысалы, кейбір газдар (көміртек оксидтері) аз мөлшерде өсімдіктердің өсуі мен дамуына жағдай жасайды, алайда олардың ауадағы мөлшері көп болған жағдайда олар кері әсер етеді. Мысалы күкірттің қос тотығы өсімдік жапырақтарының клеткаларының тіршілік әрекетін тоқтатып тастайды. Соның нәтижесінде өсімдік жапырақтарында алғашқыда қоңыр таңтабалар пайда болып, соңында кеуіп қалады.

2) Су – маңызды табиғат ресурстарының бірі, сутегі мен оттегінің химиялық қосылысы. Ол Жер бетініңі 70%-нен көп бөлігін алып жатыр және гидросфера массасының 98,2%-ті Әлемдік мұхит суларында, 1,6%-ті материктер мұздарында, ал тек 0,1-% ғана материктердегі суларда.

Су – кез келген тірі жасушаның маңызды құрамдас бөлігі. Биохимиялық реакциялар суда өтеді, себебі биологиялық көп түрліліктің органикалық қосылыстарының көпшілігі суда ериді.

Халық санының өсуіне байланысты көп елдерде ауыз суға деген сұраныстың көбеюіне қарамастан, қазіргі заманның негізгі мәселелерінің бірі өзендердің, көлдердің және жерасты суларының ластануы болып отыр.

Біріккен Ұлттар Ұйымының мағлұматтары бойынша қоршаған ортада түсетін барлық химиялық заттардың 80%-ті ерте ме, кеш пе таза су көздерімен қосылады. Жыл сайын бүкіл әлемде 420 км³ қалдық сулар төгіледі, бұл сулар 7 мың км³ таза суды бүлдіре алады. су қоймаларының негізгі ластаушылары:

1. 
   Құрамында өнеркәсіптік тегі бар атмосфералық жауын-шашындар;
   
2. 
   Қаланың қалдықты сулары (тұрмыстық, канализациондық сулар);
   
3. 
   Өнеркәсіптің қалдықты сулары;
   
4. 
   Ауыл шаруашылығының қалдықты сулары.
   

Адам өміріне және табиғи экожүйеге де тұрмыстық қалдықты сулардың құрамында болатын синтетикалық кір жуғыш заттар да үлкен зиян әкеледі. Олар су бетін көбікпен жауып тастап, суға өттегінің түсуіне кедергі жасайды. Су қоймаларының экожүйесіне ауылшаруашылық қалдықты суларымен келетін құрамында азот, фосфор және тағы басқа биогенді элементтер бар органиканың зиянды әрекеті де өте үлкен. Осы заттардың әсерінен су қоймаларында эвтрофикация процесі дами бастайды. Бұл – биогенді элементтердің көмегімен судағы организмдердің биологиялық өсуінің жылдамдауына әкеледі, осының нәтижесінде суда жалпылама фитопланктондардың, көк-жасыл балдырларды, жоғарғы су өсімдіктерінің көбеюі басталады да, су күнделікті тіршілікке жарамсыз болып қалады.

3) Біз тіршілік етіп отырған қатты жер қабатының (литосфераның) құрылысы күрделі болып табылады. Литосфераның үстіңгі қабаттарын (2-4 км) – литобиосфера, ал ең үстіңгі қабатын – топырақ деп атайды.

Топырақ жер бетінің экожүйелерінің биотикалық және абиотикалық құрауыштарының арасындағы ең маңызды байланыстырушы түйін болып табылады. Топырақтың құнарлығы топырақтың өсімдікті органикалық және минералдық қорекпен қамтамасыз ете алу мүмкіндігі ретінде анықталады. Қарашіріктің артықшылығы немесе жетіспеуі, сондай-ақ эдафиттік факторлар топырақтың құнарлылығын айқындайды.

Топырақтың құрамына төрт маңызды құрылымдық құрауыштар кіреді: минералды негіз (топырақтың жалпы құрамының 50-60%), органикалық зат (10% дейін), ауа (15-22%) және су (25-35%).

Топырақтың табиғи және антропогенді ластануын айырамыз. Табиғи ластану биосферадағы табиғи процестердің нәтижесінде – топыраққа атмосферадан, литосферадан, гидросферадан әр түрлі химиялық заттардың түсуі арқылы, мысалы, тау жыныстарының желмен ұшуы немесе жаңбыр мен қар сулары арқылы жүреді. Табиғи экожүйе мен адам денсаулығына ең үлкен зиянды топырақтың антропогенді ластануы әкеледі. Негізгі ластаушлыра қатарына пестицидтер, тыңайтқыштар, ауыр металдар, канцерогенді әсерлі құрамында хлор-, фтор-, фосфор сияқты элементтері бар тағы басқа өндірістік заттар жатады. Айта кету керек, адам ағзасына түсетін зиянды заттардың 70%-і тамақ өнімдеріндегі пестицидтер мен тыңайтқыштардың нәтижесінде болады.

Пестицидтер – зиянды жәндіктерді (инсектицидтер), арам шөптерді (гербицидтер), саңырауқұлақтарды (фунгицидтер) және т.б. құртуға арналған адам өміріне қауіпті химиялық заттар. Бүкіләлемдік шығарылатын пестицидтердің 45%-тін инсектицидтер, 40%-тін гербицидтер, 15%-тін фунгицидтер, 10%-тін күнделікті тұрмыста қолданатын басқа химиялық заттар құрайды. 80-шы жылдардың соңында ауылшаруашылығында қолданылған пестицидтердің орташа нормасы 1 га 2 кг-ды құрады, басқаша айтқанда 1,4 кг-адам болды. Көптеген пестицидтер топырақта ұзақ уақыт бойы сақталады және трофикалық тізбек бойынша жинақталып, адам өміріне зиянды мөлшерге дейін көбейеді.

Қоршаған ортаға аса зиянды заттарға диоксиндер тобын да жатқызады. Диоксиндер – бұл олардың аса жоғары улылығы мен биологиялық белсенділігіне байланысты суперэкотоксиканттар деп атайтын заттар тобы. Диоксиндер көптеген технологиялық процестер кезінде түзіледі, мысалы, целлюлоза – қағаз, металлургиялық және басқа да өндірістерден бастап ағынды суларды биологиялық тазалау мен ішетін суды хлорлау, қалдықтарды жағу, двигателдерде отынның жануы процестерінде түзіледі.

Бұл заттар өзінің улылығы жағынан ауыр металдардың қосылыстарынан, хлорорганикалық пестицидтердін, ал канцерогендігі жағынан - бензапирен ароматты көмірсутегінен асып түсіп, ауыр сырқаттардың себепкері бола алады.