|
|
|||
|
БІОСИСТЕМИ. БІОСФЕРА
ЕКОСИСТЕМИ. ПОПУЛЯЦІЇ
ОРГАНІЗМИ У ДОВКІЛЛІ
ЛЮДСТВО ТА ЙОГО ДОЛЯ
|
|||
|
Додаток I. Програма курсу екології (=«біоекології») |
|||
Додаток I. Програма курсу екології (=«біоекології»)
У білетах для заліку або іспиту за курсом екології, прийнятих в ХНУ ім. В.Н. Каразіна, наведені формулювання, що відповідають основній частині цієї програми. У тестах можуть бути використані також питання, пов'язані з додатковим програмним матеріалом.
Навчально-методичний комплекс курсу розташовано тут.
Частина I. Біосистеми. Біосфера
Розділ 1. Екологія і біосистеми, які вона вивчає
Основний матеріал. Предмет і структура екології. Значення екологічних знань для сучасного людства. Розмежування понять «екологія» — «середовищезнавство» — «охорона природи». Профанна та наукова екологія.
Концепція структурних рівнів будови біосистем; рівні, що вивчаються в рамках екології. Морфологічний, фізіологічний, екологічний і еволюційно-історичний підходи до вивчення біосистем. Холістичний і редукционистський підходи до їх опису.
Поняття системи та регуляції. Позитивні й негативні зворотні зв'язки. Регуляція і стійкість біосистем. Емергентні особливості складних біосистем.
Додатковий матеріал. Історія екологічних знань та екології як науки. Науковий метод; моделювання та його значення в екології. Універсальні ознаки біосистем. Добір як причина адаптацій та стійкості біосистем. Проблема провідного рівня добору; концепція багаторівневого добору.
Розділ 2. Біосферологія
Основний матеріал. Особливості Землі як планети, населеної життям. Гіпотеза Геї Джеймса Лавлока. Поняття біосфери та ноосфери; їх різні трактування.
Джерела енергії для біогеохімічних круговоротів і способи її трансформації. Біогеохімічні функції живої речовини. Гідрологічний цикл. Осадовий цикл. Біогеохімічні цикли Карбону, Нітрогену, Сульфуру, Фосфору, інших біогенів. Механізми регуляції біогеохімічних циклів.
Додатковий матеріал. Феномен життя та спроби його визначення. Виникнення життя на Землі. Долі Венери, Марса та Землі. Основні етапи історії життя на Землі, характерні зміни екосистем в її ході. Пошуки позаземного життя. Антропний парадокс.
Частина II. Біогеоценози. Угруповання. Популяції
Розділ 3. Біогеоценологія
Основний матеріал. Співвідношення понять «екосистема» і «біогеоценоз». Компоненти екосистем. Біомна класифікація біогеоценозів. Порівняння наземних і водних екосистем.
Функціювання екосистем. Екологічний баланс. Трофічні мережі та трофічні рівні. Екологічні піраміди та екологічні ефективності. Круговорот речовин і потік енергії в екосистемах. Способи оцінки й міри продуктивності екосистем. Порівняння різних біомів за біомасою та продуктивністю.
Сукцесії: автотрофні та гетеротрофні, первинні та вторинні. Серійні та клімаксові угруповання. Динаміка видової різноманітності в ході сукцесії. Причини сукцесій.
Особливості агроекосистем. Екологічні субсидії в агроекосистемах.
Додатковий матеріал. Особливості окремих біомів, характерні для них життєві форми. Вплив особливостей біомів на людські культури, що до них пристосовані.
Розділ 4. Екологія популяцій
Основний матеріал. Популяції, їх статичні та динамічні характеристики. Демографічна характеристика популяцій. Типи кривих смертності за Перлем.
Експоненційна і логістична моделі зростання чисельності популяції. Модель Лотки-Вольтерра. Класифікація типів взаємодії між популяціями, заснована на цій моделі. Математичні моделі в екології, межі їх застосовності.
Типи взаємодії між популяціями (та видами): інтерференційна та експлуатаційна конкуренція, експлуатація (справжнє та пасовищне хижацтво, паразитизм, паразитоїдність), протокооперація, мутуалізм, коменсалізм, аменсалізм, нейтралізм. Значення різних типів взаємодії для регуляції чисельності популяцій і підтримки біологічної різноманітності в угрупованнях. Пристосування організмів до взаємодії з особинами інших видів.
Регуляція чисельності популяцій. Коливання чисельності популяцій і їх причини. Запізнювання реакції на дію регулювальних факторів як одна з причин коливань чисельності популяцій. Екологічні стратегії за Мак-Артуром та Вілсоном, а також за Раменським та Граймом.
Екологічна ніша. Фундаментальна і реалізовані ніші, вплив конкуренції на ширину екологічної ніші. Принцип конкурентного виключення Гаузе.
Додатковий матеріал. Неоднорідність особин в популяціях, типи їх взаємодії. Стратегії поведінки; еволюційно стабільні стратегії.
Частина III. Організми та середовище
Розділ 5. Аутекологія та основи середовищезнавства
Основний матеріал. Навколишнє середовище та екологічне середовище: відмінності в підході до розгляду. Класифікація чинників середовища за їх походженням. Класифікації екологічних чинників. Порівняння умов та ресурсів.
Основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, ґрунтове, інші організми; особливості цих середовищ існування. Адаптації організмів до несприятливого середовища, їх типи. Життєві форми. Екологічні субсередовища, деякі особливості адаптацій до них.
Закон мінімуму Лібіха і випадки його незастосовності. Правило толерантності Шелфорда. Стено- і еврибіонти. Поняття, що характеризують толерантність організмів.
Розмірні класи організмів, особливості впливу на них різних екологічних чинників. Алометричне зростання організмів та його причини.
Сонячна радіація, її спектральний склад і поглинання атмосферою. Парниковий ефект. Різні біологічні ефекти, викликані дією сонячної радіації. Адаптації організмів до взаємодії з сонячним випромінюванням. Фотоперіодизм, його причини та прояви. Адаптивні біоритми.
Температура і її вплив на організми. Термобіологічні типи організмів. Тепловий баланс організмів та різні способи його регуляції. Правила Бергмана, Аллена, Глогера, межі їх застосовності. Концепція ефективних температур.
Регуляція водного балансу організмів. Екологічні значення вологості та солоності.
«Взаємодія» екологічних чинників (реакції організмів на одночасну дію різних чинників). Концепція адаптивного компромісу.
Додатковий матеріал. Вплив середовища на онтогенез. Стабілізувальний добір. Особливості видів як відбиття їх передісторії та характерного для них у минулому та сучасності способу життя.
Частина IV. Людство
Розділ 6. Екологія людини та охорона природи
Основний матеріал. Унікальні екологічні особливості Homo sapiens Linnaeus, 1758 як виду: надзвичайно прискорена внаслідок культурного спадкування еволюція; частковий вихід із залежності від внутрішньоекосистемних механізмів регуляції чисельності та кількості ресурсів, що споживаються; екстрасоматичне використання ресурсів за допомогою техносфери; використання викопної та атомної енергії; критична залежність від невідновлювальних ресурсів; глобальність в міжпопуляційному перерозподілі ресурсів і обміні інформацією; виробництво ксенобіотиків і речовин, що слабко залучені у біогеохімічні круговороти. Людина як біосоціальна істота. Біологічні передумови соціальної поведінки людини. Порівняння культурного та генетичного спадкування.
Загальне та унікальне в механізмах регуляції чисельності людських популяцій. Гіперболічне зростання чисельності людства, його причини. Демографічний перехід. Регуляція чисельності людства: досягнення та перспективи.
Головні проблеми сучасності: надлишкова чисельність населення; недолік продовольства, енергії та води; руйнування природних екосистем, зниження біорізноманіття та глобальне вимирання біоти; забруднення; зміни клімату; деградація ґрунтів; військова загроза. Головні ресурси, що використовує людство; відновлювальні та невідновлювальні ресурси. Джерела енергії сучасного людства, «альтернативна» енергетика. Проблеми антропічного впливу на вміст парникових газів в атмосфері, руйнування озонового екрана, кислотних дощів, біогенного і пестицидного забруднень; можливі шляхи розв'язання цих проблем. Ключові проблеми сучасного сільського господарства.
Основні етапи розвитку стосунків людських популяцій зі своїми оселищами. Нестійкість сучасного стану відносин людства та біосфери. Концепції раціонального використання природних ресурсів, натуроцентризму, стійкого (невиснажливого) розвитку. Можливе майбутнє: сценарії виснаження та розквіту. Пошук оптимального способу дій для окремої людини, людських груп і людства в цілому на сучасному етапі нашого розвитку.
Додатковий матеріал. Ключові етапи антропогенезу. Біологічні та соціальні особливості людини, пов’язані з її еволюційною передісторією. Еволюція механізмів поведінки людини. Різні погляди на природоохоронну («екологічну») етику.