Екологія: біологія взаємодії. Додаток I. Програма курсу з екології (= «біоекології»)
У тестах для зарахування або іспиту з курсу екології, затверджених у ХНУ ім. В.Н. Каразіна, наведено формулювання, що відповідають основній частині цієї програми. У тестах можуть також використовуватися питання, що стосуються додаткового програмного матеріалу.
Українська мова (найновіша версія) / Російська мова (оновлення припинено)
6.24. Екоконверсія
Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Додатки
Додаток II. Питання для заліку (іспиту)
Додаток I. Програма курсу екології (=«біоекології»)
У білетах для заліку або іспиту з курсу екології, прийнятих у ХНУ ім. В.Н. Каразіна, наведено формулювання, що відповідають основній частині цієї програми. У тестах можуть бути використані також питання, що стосуються додаткового програмного матеріалу.
Частина I. Біосистеми. Біосфера
Тема 1. Екологія та 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, які вивчаються в рамках екології.
Морфологічний, фізіологічний, екологічний та еволюційно-історичний способи вивчення біосистем. Холістичний та редукціоністський підходи до їхнього опису.
Поняття системи та регуляції. Позитивні та негативні зворотні зв’язки. Регуляція та стійкість біосистем. Емергентні особливості складних біосистем.
Додатковий матеріал. Історія екологічних знань та екології як науки. Науковий метод; моделювання та його значення в екології. Універсальні властивості біосистем. Відбір як причина адаптацій та стійкості біосистем. Проблема провідного рівня відбору; концепція багаторівневого відбору.
Тема 2. Біосферологія
Основний матеріал. Особливості Землі як планети, населеної життям. Гіпотеза Геї Джеймса Лавлока. Поняття біосфери та ноосфери; їхні різні трактування.
Джерела енергії для біогеохімічних кругообігів та способи її трансформації. Біогеохімічні функції живої речовини.
Джерела енергії для біогеохімічних циклів та способи її трансформації. Біогеохімічні функції живої речовини. Гідрологічний цикл. Осадовий (гірський) цикл. Біогеохімічні цикли вуглецю, азоту, сірки, фосфору, інших біогенів. Механізми регуляції біогеохімічних циклів.
Додатковий матеріал. Феномен життя та спроби його визначення. Виникнення життя. Долі Венери, Марса та Землі. Основні етапи історії життя на Землі, характерні зміни екосистем у її ході. Пошуки позаземного життя. Антропний парадокс.
Частина II. Біогеоценози. Спільноти. Популяції
Тема 3. Біогеоценологія
Основний матеріал. Співвідношення понять «екосистема» та «біогеоценоз». Компоненти екосистем. Біомна класифікація біогеоценозів. Порівняння особливостей наземних та водних екосистем.
Функціонування екосистем. Екологічний баланс. Трофічні мережі та трофічні рівні. Екологічні піраміди та екологічна ефективність. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемах. Способи оцінки та показники продуктивності екосистем. Порівняння різних біомів за біомасою та продуктивністю.
Сукцесії: автотрофні та гетеротрофні, первинні та вторинні. Серійні та клімаксні угруповання. Динаміка видового різноманіття 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 пристосовані до них людські культури.
Тема 4. Екологія популяцій
Основний матеріал. Популяції, їхні статичні та динамічні характеристики. Демографічна характеристика популяцій. Типи кривих смертності за Перлем.
Експоненціальна та логістична моделі зростання чисельності популяції. Модель Лоткі-Вольтерра. Класифікація типів взаємодії між популяціями, заснована на цій моделі. Математичні моделі в екології, межі їх застосовності.
Типи взаємодії між популяціями (і 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 та підтримання біологічного різноманіття в угрупованнях. Пристосування організмів до взаємодії з особинами інших видів.
Регуляція чисельності популяцій. Коливання чисельності популяцій та їх причини. Затримка реакції на дію регулюючих факторів як одна з причин коливань чисельності популяцій. Екологічні стратегії за Мак-Артуром і Вілсоном, а також за Раменським і Граймом.
Екологічна ніша. Фундаментальна та реалізовані ніші, вплив конкуренції на ширину екологічної ніші. Принцип конкурентного виключення Гаузе.
Додатковий матеріал. Неоднорідність особин у популяціях, типи їх взаємодії. Стратегії поведінки; еволюційно стабільні стратегії.
Частина III. Організми та середовище
Тема 5. Аутекологія та основи середовищезнавства
Основний матеріал. Навколишнє середовище та екологічне середовище: відмінності в підході до розгляду. Класифікація факторів середовища за їхнім походженням. Класифікації екологічних факторів. Порівняння умов та ресурсів.
Основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, ґрунтове, а також інші організми; особливості цих середовищ існування. Адаптації видів та організмів до несприятливого середовища, їхні типи. Життєві форми. Екологічні субсередовища, деякі особливості пристосування до них.
Закон мінімуму Лібіха та випадки його незастосовності. Правило толерантності Шелфорда. Стено- та еврібіонти; поняття, що характеризують толерантність організмів.
Розмірні класи організмів, особливості впливу на них різних екологічних факторів. Алометричний ріст 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 та 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. Екологічне значення вологості та солоності.
«Взаємодія» екологічних факторів (реакції організмів на одночасну дію різних факторів). Концепція адаптивного компромісу.
Додатковий матеріал. Вплив середовища на онтогенез. Стабілізуючий відбір. Особливості видів як відображення їхньої передісторії та характерного для них у минулому й у сучасності способу життя.
Частина IV. Людство
Тема 6. Екологія людини та охорона природи
Основний матеріал. Унікальні екологічні особливості Homo sapiens Linnaeus, 1758 як виду: надзвичайно прискорена завдяки культурній спадкоємності еволюція; частковий вихід із залежності від внутрішньоекосистемних механізмів регуляції чисельності та кількості споживаних ресурсів; екстрасоматичне використання ресурсів за допомогою техносфери; використання викопної та атомної енергії; критична залежність від невідновлюваних ресурсів; глобальність у міжпопуляційному перерозподілі ресурсів та обміні інформацією; виробництво ксенобіотиків та речовин, слабо залучених до біогеохімічних кругообігів. Людина як біосоціальна істота. Біологічні передумови соціальної поведінки людини. Порівняння культурної та генетичної спадковості.
Загальне та унікальне в механізмах регулювання чисельності людських популяцій. Глобальність сучасного людства. Гіперболічне зростання чисельності людства, його причини. Демографічний перехід. Регулювання чисельності людства: досягнення та перспективи.
Головні природоохоронні проблеми сучасності: надмірна чисельність населення; нестача продовольства, енергії та води; руйнування природних екосистем, зниження біорізноманіття та глобальне вимирання біоти; забруднення; зміна клімату; деградація ґрунтів; військова загроза. Основні ресурси, які використовує людство; відновлювані та невідновлювані ресурси. Джерела енергії сучасного людства; «альтернативна» енергетика. Проблеми антропогенного впливу на вміст парникових газів в атмосфері, руйнування озонового шару, кислотні дощі, біогенне та пестицидне забруднення; можливі шляхи вирішення цих проблем. Ключові проблеми сучасного сільського господарства.
Основні етапи розвитку відносин людських популяцій зі своїми місцем проживання. Нестабільність сучасного стану відносин людства та біосфери. Концепції раціонального використання природних ресурсів, натуроцентризму, сталого (невиснажливого) розвитку. Можливе майбутнє: сценарії виснаження та розквіту. Пошук оптимального способу дій для окремої людини, людських груп та 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.
6.24. Екоконверсія
Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Додатки
Додаток II. Питання для заліку