Українська мова (найновіша версія) / Русский язык (обновление прекращено)
Приложение I. Программа курса экологии (=«биоэкологии»)
В билетах для зачета или экзамена по курсу экологии, принятых в ХНУ им. В.Н. Каразина, приведены формулировки, соответствующие основной части этой программы. В тестах могут быть использованы также вопросы, относящиеся к дополнительному программному материалу.
Часть I. Биосистемы. Биосфера
Тема 1. Экология и биосистемы, которые она изучает
Основной материал. Предмет и структура экологии. Значение экологических знаний для современного человечества. Разграничение понятий «экология» — «средоведение» — «охрана природы». Профанная и научная экология.
Концепция структурных уровней строения биосистем; уровни, которые изучаются в рамках экологии.
Морфологический, физиологический, экологический и эволюционно-исторический способы изучения биосистем. Холистический и редукционистский подходы к их описанию.
Понятия системы и регуляции. Положительные и отрицательные обратные связи. Регуляция и устойчивость биосистем. Эмергентные особенности сложных биосистем.
Дополнительный материал. История экологических знаний и экологии как науки. Научный метод; моделирование и его значение в экологии. Универсальные свойства биосистем. Отбор как причина адаптаций и устойчивости биосистем. Проблема ведущего уровня отбора; концепция многоуровневого отбора.
Тема 2. Биосферология
Основной материал. Особенности Земли как планеты, населенной жизнью. Гипотеза Геи Джеймса Лавлока. Понятия биосферы и ноосферы; их различные трактовки.
Источники энергии для биогеохимических круговоротов и способы ее трансформации. Биогеохимические функции живого вещества.
Источники энергии для биогеохимических циклов и способы ее трансформации. Биогеохимические функции живого вещества. Гидрологический цикл. Осадочный (горный) цикл. Биогеохимические циклы углерода, азота, серы, фосфора, других биогенов. Механизмы регуляции биогеохимических циклов.
Дополнительный материал. Феномен жизни и попытки его определения. Возникновение жизни. Судьбы Венеры, Марса и Земли Основные этапы истории жизни на Земле, характерные изменения экосистем в ее ходе. Поиски внеземной жизни. Антропный парадокс.
Часть II. Биогеоценозы. Сообщества. Популяции
Тема 3. Биогеоценология
Основной материал. Соотношение понятий «экосистема» и «биогеоценоз». Компоненты экосистем. Биомная классификация биогеоценозов. Сравнение особенностей наземных и водных экосистем.
Функционирование экосистем. Экологический баланс. Трофические сети и трофические уровни. Экологические пирамиды и экологические эффективности. Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах. Способы оценки и меры продуктивности экосистем. Сравнение разных биомов по биомассе и продуктивности.
Сукцессии: автотрофные и гетеротрофные, первичные и вторичные. Серийные и климаксные сообщества. Динамика видового разнообразия в ходе сукцессии. Причины сукцессий.
Особенности агроэкосистем. Экологические субсидии в агроэкосистемы.
Дополнительный материал. Особенности отдельных биомов, характерные для них жизненные формы. Влияние особенностей биомов на приспособленные к ним человеческие культуры.
Тема 4. Экология популяций
Основной материал. Популяции, их статические и динамические характеристики. Демографическая характеристика популяций. Типы кривых смертности по Перлю.
Экспоненциальная и логистическая модели роста численности популяции. Модель Лотки-Вольтерра. Классификация типов взаимодействия между популяциями, основанная на этой модели. Математические модели в экологии, границы их применимости.
Типы взаимодействия между популяциями (и видами): интерференционная и эксплуатационная конкуренция, эксплуатация (истинное и пастбищное хищничество, паразитизм, паразитоидность), протокооперация, мутуализм, коменсализм, аменсализм, нейтрализм. Значение разных типов взаимодействия для регуляции численности популяций и поддержания биологического разнообразия в сообществах. Приспособления организмов к взаимодействию с особями других видов.
Регуляция численности популяций. Колебания численности популяций и их причины. Задержка реакции на действие регулирующих факторов как одна из причин колебаний численности популяций. Экологические стратегии по Мак-Артуру и Уилсону, а также по Раменскому и Грайму.
Экологическая ниша. Фундаментальная и реализованные ниши, влияние конкуренции на ширину экологической ниши. Принцип конкурентного исключения Гаузе.
Дополнительный материал. Неоднородность особей в популяциях, типы их взаимодействия. Стратегии поведения; эволюционно стабильные стратегии.
Часть III. Организмы и среда
Тема 5. Аутэкология и основы средоведения
Основной материал. Окружающая среда и экологическая среда: различия в подходе к рассмотрению. Классификация факторов среды по их происхождению. Классификации экологических факторов. Сравнение условий и ресурсов.
Основные среды существования: наземно-воздушная, водная, почвенная, а также иные организмы; особенности этих сред обитания. Адаптации видов и организмов к неблагоприятной среде, их типы. Жизненные формы. Экологические субсреды, некоторые особенности приспособления к ним.
Закон минимума Либиха и случаи его неприменимости. Правило толерантности Шелфорда. Стено- и эврибионты; понятия, характеризующие толерантность организмов.
Размерные классы организмов, особенности влияния на них различных экологических факторов. Аллометрический рост организмов и его причины.
Солнечная радиация, ее спектральный состав и поглощение атмосферой. Парниковый эффект. Различные биологические эффекты, вызванные действием солнечной радиации. Адаптации организмов к взаимодействию с солнечным излучением. Фотопериодизм, его причины и проявления. Адаптивные биоритмы.
Температура и ее влияние на организмы. Термобиологические типы организмов. Тепловой баланс организмов и различные способы его регуляции. Правила Бергмана, Аллена, Глогера, границы их применимости. Концепция эффективных температур.
Регуляция водного баланса. Экологические значение влажности и солености.
«Взаимодействие» экологических факторов (реакции организмов на одновременное действие различных факторов). Концепция адаптивного компромисса.
Дополнительный материал. Влияние среды на онтогенез. Стабилизирующий отбор. Особенности видов как отражение их предыстории и характерного для них в прошлом и в современности образа жизни.
Часть IV. Человечество
Тема 6. Экология человека и охрана природы
Основной материал. Уникальные экологические особенности Homo sapiens Linnaeus, 1758 как вида: чрезвычайно ускоренная благодаря культурному наследованию эволюция; частичный выход из зависимости от внутриэкосистемных механизмов регуляции численности и количества потребляемых ресурсов; экстрасоматическое использование ресурсов с помощью техносферы; использование ископаемой и атомной энергии; критичная зависимость от невозобновляемых ресурсов; глобальность в межпопуляционном перераспределении ресурсов и обмене информацией; производство ксенобиотиков и веществ, слабо вовлеченных в биогеохимические круговороты. Человек как биосоциальное существо. Биологические предпосылки социального поведения человека. Сравнение культурного и генетического наследования.
Общее и уникальное в механизмах регуляции численности человеческих популяций. Глобальность современного человечества. Гиперболическое возрастание численности человечества, его причины. Демографический переход. Регуляция численности человечества: достижения и перспективы.
Главные природоохранные проблемы современности: избыточная численность населения; недостаток продовольствия, энергии и воды; разрушение естественных экосистем, снижение биоразнообразия и глобальное вымирание биоты; загрязнение; изменение климата; деградация почв; военная угроза. Основные ресурсы, которые использует человечество; возобновляемые и невозобновляемые ресурсы. Источники энергии современного человечества; «альтернативная» энергетика. Проблемы антропического воздействия на содержание парниковых газов в атмосфере, разрушения озонового экрана, кислотных дождей, биогенного и пестицидного загрязнений; возможные пути решения этих проблем. Ключевые проблемы современного сельского хозяйства.
Основные этапы развития отношений человеческих популяций со своими местообитаниями. Неустойчивость современного состояния отношений человечества и биосферы. Концепции рационального использования природных ресурсов, натуроцентризма, устойчивого (неистощающего) развития. Возможное будущее: сценарии истощения и расцвета. Поиск оптимального способа действий для отдельного человека, человеческих групп и человечества в целом на современном этапе нашего развития.
Дополнительный материал. Ключевые этапы антропогенеза. Биологические и социальные особенности человека, связанные с его эволюционной предысторией. Эволюция механизмом поведения человека. Различные взгляды на природоохранную («экологическую») этику.