Wiki EcoSpace

Тинькофф Бизнес [CPS] RU

Экология
The Earth seen from Apollo 17.jpg
Hawk eating prey.jpg European honey bee extracts nectar.jpg
Bufo boreas.jpg Blue Linckia Starfish.JPG
Экология рассматривает полный цикл жизни, от крошечных бактерий до процессов, которые охватывают всю планету. Экологи изучают много разнообразных и сложных отношений между видами, такими, как хищничество и опыления. Разнообразие жизни состоит из различных местообитаниях, от земного (среднего) для водных экосистем.

Экология (от греч. οἶκος "дом", или "экология"; -λογία, "исследование") - раздел биологии о взаимоотношениях между организмами и их биофизической среде, которая включает как биотические и абиотические компоненты. Темы, представляющие интерес, включают биоразнообразие, распределение, биомасса, а также популяций организмов, а также сотрудничество и конкуренция внутри и между видами. Экосистемы являются динамически взаимодействующих систем организмов, сообществ, которые они составляют, и неживые компоненты их окружения. Экосистемные процессы, такие как производство первичной продукции, почвообразования, круговорота питательных веществ, так и узкоспециализированных работ, регулируют поток энергии и материи через окружение. Эти процессы поддерживаются организмы со своими особенностями истории жизни.

Экология не является синонимом экологии, естественной истории, или науки об окружающей среде. Он пересекается с тесно связанных наук, эволюционной биологии, генетике и этологии. Важным направлением для экологов является улучшение понимания того, как биоразнообразие влияет на экологическую функцию. Экологи стремятся объяснить:

  • Жизненные процессы, взаимодействия и адаптации
  • Движение материалов и энергии через живые сообщества
  • Развитие сукцессионных экосистем
  • Численность и распределение организмов и биоразнообразия в контексте окружающей среды.

Экология и практических приложений в области биологии охраны природы, управление водно-болотных угодий, рациональному использованию природных ресурсов (агроэкологии, сельского хозяйства, лесного хозяйства, агролесомелиорации, рыболовство), городское планирование (городской экологии), здравоохранения, экономики, фундаментальной и прикладной науки, и человеческого социального взаимодействия (Экология человека). Он не рассматривается как отдельное от людей. Организмов (включая человека) и ресурсы составляют экосистемы, которая, в свою очередь, будет поддерживать биофизических механизмов обратной связи, что умеренные процессы, действующие на живых (биотических) и неживых (абиотических) компонентов планеты. Экосистем, поддержания жизнеобеспечивающих функций и произвести природного капитала как производство биомассы (продовольствия, топлива, волокон и медицины), регулирование климата, глобальные биогеохимические циклы, фильтрация воды, почвообразования, эрозии, защиты от наводнений, и многие другие природные особенности научной, исторической, экономической или внутренней стоимости.

Слово "экология" ("Ökologie") был придуман в 1866 году немецкий ученый Эрнст Геккель. Экологического мышления является производной от установленных течений в философии, в частности этики и политики. Древние греческие философы, такие, как Гиппократ и Аристотель заложили основы экологии в своих трудах по естественной истории. Современная экология стала гораздо более строгая наука в конце 19 века. Эволюционные концепции, касающиеся адаптации и естественного отбора стали краеугольными камнями современной экологической теории.

Уровни, сферы и масштабов организации

Сфера экологии содержит широкий набор взаимодействующих уровней организации, охватывающей микро-уровне (например, ячеек) до планетарного масштаба (например, биосфера) явлений. Экосистем, например, содержит абиотических ресурсов и взаимодействия форм жизни (т. е. индивидуальные организмы, которые в совокупности населения, которые в совокупности в различных экологических сообществ). Экосистемы являются динамичными, они не всегда следовать линейному пути сукцессии, но они постоянно меняются, иногда быстро, а иногда так медленно, что это может занять тысячи лет на экологические процессы, направленные на определенных этапах сукцессии леса. Площадь экосистемы может сильно различаться, от крошечных до огромных. Одно дерево не имеет особого значения для классификации лесных экосистем, но жизненно важных для организмов, живущих в и на нем. Несколько поколений тли населения могут существовать в течение жизни одного листа. Каждый из этих тлей, в свою очередь, поддержку различных бактериальных сообществ. Характер связей в биоценозе не может быть объяснено зная деталей каждого вида в отдельности, потому что возникающая картина не обнаружено ни прогнозировать, пока экосистема изучается как единое целое. Некоторые экологические принципы, однако, проявляют коллективные Свойства, где сумма элементов объяснить свойства, например рождаемость населения будет равно сумме индивидуальных рождений за определенный период времени.

Основные разделы экологии, населения (или сообщество) экологии и экологии экосистем, демонстрируют разницу не только масштаба, но и две противоположные парадигмы в области. Бывший сосредоточиться на распределение организмов и изобилия, то позднее акцент на материалы и потоков энергии.

Иерархия

Система поведения должна быть облечена в различные уровни организации. Поведения, соответствующие более высокие уровни происходят на быстрыми темпами. И наоборот, более низкие организационные уровни демонстрируют быстрые темпы. Например, отдельное дерево листья быстро реагировать на сиюминутные изменения в интенсивности света, со2 концентрация, и тому подобное. Рост дерева реагирует более медленно и интегрирует эти краткосрочные изменения.

O'Neill et al. (1986)

Масштаб экологической динамика может работать как в закрытой системе, например, тлей, мигрирующих на одно дерево, в то время как в то же время остаются открытыми в отношении более масштабных воздействий, таких как атмосфера или климат. Следовательно, экологи классификации экосистем иерархически путем анализа данных, собранных из более мелком масштабе подразделений, таких как растительность объединений, климат, типы почв, и интегрировать эту информацию, чтобы выявить эмерджентные структуры единой организации и процессы, которые работают на Региональном, ландшафтном и хронологических шкал.

В структуре изучения экологии в концептуально управляемый рамках биологического мира организованы в иерархии, различных размеров, начиная от генов, клеток, тканей, органов, организмов, видов, популяций, сообществ, экосистем, для биомов, и вплоть до уровня биосферы. Эта структура образует panarchy и экспонаты нелинейного поведения; это означает, что "следствием, так и причиной являются несоразмерными, так что небольшие изменения критических переменных, таких как количество фиксаторов азота, может привести к непропорциональности, возможно, необратимые изменения в Свойства системы."

Биоразнообразие

Биоразнообразие означает разнообразие жизни и ее процессов. Оно включает разнообразие живых организмов, генетические различия между ними, сообществ и экосистем, в которых они происходят, и экологических и эволюционных процессов, которые удерживают их функционирования, постоянно изменяясь и адаптируясь.

Носс & Плотник (1994)

Биоразнообразия (аббревиатура от "биологическое разнообразие") описывает разнообразие жизни от генов до экосистем и охватывает все уровни биологической организации. Этот термин имеет несколько толкований, и есть много способов, чтобы индекс, измерить, охарактеризовать, и представлять ее сложной организации. Биоразнообразие включает в себя разнообразие видов, разнообразие экосистем и генетического разнообразия и ученые заинтересованы в том ключе, что это разнообразие влияет комплекс экологических процессов эксплуатации и среди этих соответствующих уровней. Биоразнообразие играет важную роль в экосистемных услуг, которые, по определению, поддерживать и улучшать качество жизни людей. Природоохранные приоритеты и методы управления требуют различных подходов и соображений для решения полной экологической области биоразнообразия. Природный капитал, обслуживающей население имеет решающее значение для сохранения экосистемных услуг и миграции видов (например, речных рыбешек и птиц насекомых) был вовлечен как один механизм, с помощью которого те потери служб. Понимание биоразнообразия имеет практического применения для видового и экосистемного уровня организации праздников и сохранения, как они делают рекомендации по управлению данным консалтинговых фирм, правительств и промышленности.

Среда обитания

Биоразнообразие коралловых рифов. Кораллы адаптироваться и изменять свое окружение, образуя карбонат кальция скелетов. Это обеспечивает условия для роста будущих поколений и формирует среду обитания для многих других видов.
Длиннохвостая рогоклювые строит свое гнездо

Среда обитания вида описывает окружающую среду, в течение которого вид, как известно, происходят и тип сообщества, который образуется в результате. Более конкретно, "среду обитания можно определить как регионы в экологическом пространстве, которые состоят из нескольких аспектов, каждый из которых представляет биотические или абиотические экологические переменной; это означает, что любой компонент или характеристика среды, связанная напрямую (например, кормовой биомассы и качество) или косвенно (например, высота) с использованием местоположения животного." Например, средой обитания может быть водной или наземной среды, которые могут быть дополнительно классифицированы как горные или альпийские экосистемы. Смены среды обитания дать важные показания о конкуренции в природе, где одной популяции изменяется в зависимости от среды обитания, что большинство других особей вида занимают. Например, одной популяции видов тропических ящериц (Tropidurus hispidus) имеет уплощенное тело, по отношению к основному населению, которое живет в открытой саванне. Население, которое живет в изолированной скале прячется в расщелины, где его уплощенным телом предлагает селективное преимущество. Смены местообитаний происходят и в истории развития земноводных, и насекомых в том, что переход от водной к наземной среде обитания. Биотопов и местообитаний иногда используются как синонимы, но бывший относится к среде сообщества, в то время как последнее относится к окружающей среде вида.

Ниши

Термитники с различных высот дымовых т регулирования газообмена, температуры и других параметров окружающей среды, которые необходимы для поддержания внутренней физиологии всю колонию.

Определения даты нише в 1917 году, но г. Эвелин Хатчинсон сделал концептуальное развитие в 1957 году путем введения широко принятое определение: "совокупность биотических и абиотических условий, в которых вид способен сохраняться и поддержания стабильной численности населения." Экологическая ниша-это центральное понятие в экологии организмов и подразделяется на фундаментальные и поняла нишу. Фундаментальная ниша-это совокупность условий окружающей среды, при которых вид способен сохраняться. Реализованная ниша-это совокупность экологических плюс экологические условия, при которых вид сохраняется. В Hutchinsonian ниши определяется технически более как "Евклидова гиперпространство, чьи размеры определяются как переменные среды, и чей размер зависит от количества значений, что экологические ценности может предположить, для которого организм имеет положительную фитнес."

Закономерности биогеографического и распределений спектра объяснены или предсказаны на основе знания видов черты и ниши требований. Виды функциональных особенностей, которые уникально адаптированы к экологической нише. Черта представляет собой измеримое свойство, фенотип, или особенность организма, которая может влиять на его выживание. Гены играют важную роль во взаимодействии развития и экологической выражение черты характера. Житель видов развиваются черты характера, которые устанавливаются на давление отбора местной окружающей среды. Это, как правило, чтобы дать им конкурентное преимущество и препятствует аналогичным образом приспособленные виды с перекрывающимися географического ареала. Конкурсный принцип гласит, что исключения два вида не могут сосуществовать неограниченно долго жить на одном и том же ограничении ресурсов; один всегда будет вытеснять другой. Когда подобным образом приспособленных видов географически пересекаются, при ближайшем рассмотрении обнаруживает тонкие экологические различия в их требования к среде обитания и питанию. Некоторые модели и эмпирические исследования, однако, предполагают, что возмущения могут стабилизировать коэволюции и общая ниша размещение подобных видов, обитающих в богатых видами сообществ. Среда обитания плюс ниша называется Экотоп, которое определяется как весь спектр экологических и биологических переменных, влияющих на весь вид.

Ниша строительство

Организмы подвергаются воздействию экологических факторов, а также изменение места их обитания. Нормативно обратной связи между организмами и их окружением может влиять на условия от местных (например, пруд Бивер) в глобальных масштабах, с течением времени и даже после смерти, например, гниющими бревнами или кремнезема депозиты скелет из морских организмов. Процесс и концепции экосистемных машиностроения имеет отношение к нише строительства, но бывшие касается только физическими изменениями среды обитания в то время как последний также рассматривает эволюционные последствия физических изменений окружающей среды и обратной связи это приводит к процессу естественного отбора. Инженеры экосистемы определяются как: "организмы, которые прямо или опосредованно модулируют доступность ресурсов для других видов, вызывая физическое состояние меняется в биотической или абиотической материалов. При этом они изменить, сохранить и создать среду обитания".

Инженерная концепция экосистемы стимулировало по-новому оценить влияние организмов на экосистему и эволюционный процесс. Термин "ниша строительства" чаще используется по отношению к недооцененные механизмы обратной связи природных придания отбора силы на абиотические нишу. Пример естественного отбора через экосистему машиностроения происходит в гнездах общественных насекомых, включая муравьев, пчел, ос и термитов. Настоятельно гомеостаза или homeorhesis в структуре гнезда, которое регулирует, поддерживает и защищает физиологии всю колонию. Термитники, например, поддерживать постоянную внутреннюю температуру посредством проектирования кондиционирования дымоходов. Структура самих гнезд подчиняются силы естественного отбора. Кроме того, гнезда могут выжить в течение последовательных поколений, так что потомство унаследует оба генетического материала и наследие нишу, которая была построена раньше времени.

Биом

Биомы более крупных подразделений организации, что классифицировать регионы экосистем Земли, в основном, по структуре и составу растительности. Существуют различные способы определения границ континентального биомов преобладали различные функциональные типы растительных сообществ, которые ограничены в распределение климата, осадков, погоды и других параметров окружающей среды. Биомы включают тропические леса, широколиственные и смешанные леса умеренного пояса листопадные леса, тайга, тундра, горячие пустыни и полярные пустыни. Другие исследователи недавно классифицированы других биомов, таких как человеческий и океанических микробиомы. Для микроба, человеческий организм является средой обитания и ландшафта. Микробиомы были обнаружены во многом благодаря достижениям в области молекулярной генетики, которые выявили скрытые богатства микробного разнообразия на планете. Океаническая микробиом играет важную роль в экологической биогеохимии океанов планеты.

Биосфера

Большой масштаб экологической организации биосферы: общая сумма экосистем на планете. Экологические отношения регулируют поток энергии, питательных веществ, и климат-вплоть до планетарных масштабов. Например, динамическая история планетарной атмосфере со2 и O2 Состав пострадало в результате биогенного потока газов, поступающих от дыхания и фотосинтеза, с уровнями колебаний с течением времени по отношению к экологии и эволюции растений и животных. Экологическая теория была использована для объяснения собственной возникающих регулятивных явлений в планетарном масштабе: например, гипотеза Гайи-это пример холизм, применяемых в экологической теории. Гипотеза Гайи заявляет, что нет срочной обратной связи, порожденные метаболизма живых организмов, который поддерживает температуру ядра Земли и атмосферных условий в узком саморегулируемой диапазон толерантности.

Экология населения

Популяционная экология изучает динамику популяций видов, и как эти группы взаимодействуют с окружающей средой. Популяция состоит из особей одного вида, которые живут, взаимодействуют, и мигрируют через одну и ту же нишу и среду обитания.

Основной закон популяционной экологии является модель Мальтуса роста которой говорится, что "население будет расти (или уменьшаться) экспоненциально как в среде опытных всех особей в популяции остается постоянной".Упрощенные модели населения обычно начинают с четырех переменных: смерти, рождения, иммиграции и эмиграции.

Пример вводного модели популяции описывается замкнутой популяции, такие как на острове, где иммиграция и эмиграция не состоялась. Гипотезы оцениваются со ссылкой на нулевую гипотезу, которая гласит, что случайные процессы создания наблюдаемых данных. В эти островные модели, скорость изменения популяции описывается: