Раздаточный материал по биологии к уроку на тему Биоритмы

kakras.ru/doc/bioritm-life-cycle.htmlБиологические ритмы человека

Биоритмы - цикличность процессов в живом организме. Основные внешние ритмы, влияющие на биоциклы человека - природные (Солнце, Луна...) и социальные (рабочая неделя...) Ведущие внутренние хронометры человеческого организма находятся: в голове (эпифиз, гипоталамус) и в сердце. Биоритмы могут меняться, синхронизируясь с внешними ритмами - циклами освещённости (смена дня и ночи, свет).

Рис.1 Графики циркадианных (время, часы, в течение дня) биоритмов человека

Суточные ритмы по "биологическим часам" - подробно

Раннее утро

4-5 часов - организм готовится к пробуждению.

К 5ч утра начинает снижаться продукция мелатонина, растет температура тела.

Незадолго до пробуждения, около 5:00 часов утра, в организме начинается подготовка к предстоящему бодрствованию: нарастает продукция "гормонов активности" - кортизола, адреналина. В крови увеличивается содержание гемоглобина и сахара, учащается пульс, повышается артериальное давление (АД), углубляется дыхание. Начинает повышаться температура тела, увеличивается частота фаз быстрого сна, растет тонус симпатической нервной системы. Все эти явления усиливаются под действием света, тепла и шума.

6 ч - выработка надпочечниками гормона "пробуждения" - кортизола.

Утро

С 7 до 9 утра - подъём, физкультура, завтрак.

9 часов - высокая работоспособность, быстрый счёт, хорошо работает кратковременная память.

С утра - усвоение новой информации, на свежую голову.

Через два-три часа после пробуждения - поберечь сердце.

9-10ч - время строить планы, "шевелить мозгами". «Утро вечера мудренее»

9 - 11 ч - повышается иммунитет.

Эффективны лекарства, усиливающие сопротивляемость организма болезням.

День

до 11 часов - организм в отличной форме.

12 - уменьшить физические нагрузки.

Активность головного мозга снижается. Кровь приливает к органам пищеварения. Постепенно начинает снижаться артериальное давление, пульс и мышечный тонус, соответственно, но температура тела растёт и дальше.

13 +/- 1 час - обеденный перерыв


13-15 - полуденный и послеобеденный отдых (обед, "тихий час", сиеста)


После 14 часов - минимальна болевая чувствительность и наиболее эффективно действие обезболивающих препаратов.

15 - работает долговременная память. Время - вспомнить и хорошо запомнить нужное.

После 16 - подъём работоспособности.

15-18 ч - самое время заняться спортом. Жажду, в это время, обильно и часто утолять чистой кипяченой водой, горячей-тёплой - в зимнее время (для профилактики простуд, желудочно-кишечных заболеваний и болезней почек). Летом можно и холодную минералку.

16-19 - высокий уровень интеллектуальной активности. Домашние дела

Вечер

19 +/- 1час - ужин.

Углеводная пища (натуральная - мёд и т.п.) способствует выработке особого гормона - серотонина, который благоприятствует хорошему ночному сну. Мозг активен.

После 19 часов - хорошая реакция

После 20 часов психическое состояние стабилизируется, улучшается память. После 21 часа почти в 2 раза возрастает количество белых кровяных телец (иммунитет), температура тела понижается, продолжается обновление клеток.

С 20 до 21 - полезна лёгкая физкультура, пешие прогулки на свежем воздухе

После 21 часа - организм готовится к ночному отдыху, температура тела понижается.

22 часа - время для сна. Иммунитет усилен, чтобы охранять организм во время ночного отдыха.

Ночь

В первой половине ночи, когда преобладает медленный сон, выделяется максимальное количество соматотропного гормона, стимулирующего процессы клеточного размножения и роста. Недаром говорят, что во сне мы растем. Происходит регенерация и очищение тканей тела.

2 часа - у тех, кто не спит в это время, возможно состояние депрессии.

3-4 часа - самый глубокий сон. Минимальны температура тела и уровень кортизола, максимально содержание мелатонина в крови.

Новый цикл

Биологические ритмы в жизни

Перелёт на самолёте с востока на запад переносится легче, чем с запада на восток. Для адаптации организму (молодому, здоровому) требуются, примерно, сутки на каждый часовой пояс, но не меньше трёх-четырёх дней. Скорость захвата ритма организма внешним ритмом - сильно зависит от разницы их фаз. В среднем, на достаточную адаптацию и акклиматизацию, в новых условиях, уходит полторы недели. Это зависит не от положения стрелок на циферблате часов, а от солнца над головой.

Суточный хронотип человека: утренний (жаворонки), дневной (голуби) и вечерний (совы). Ночная активность "сов" отражается на их здоровье - инфаркты миокарда случаются у них чаще чем у "жаворонков", быстрее "сгорает" их сердечно-сосудистая система.

Для повышения производительности, эффективности труда - рекомендуется учитывать хронотип, индивидуально для каждого работника, при составлении графика работы на предприятиях.

Соблюдение санитарно-гигиенических норм и эргономических требований, режимов труда и отдыха - необходимое условие работы современного предприятия.

Работоспособность резко снижается с тридцати градусов жары, по Цельсию, уменьшаясь вдвое при температуре окружающей среды +33-34°С.

Смена графика, режима работы (например, с ночной смены на дневную) - не чаще, чем раз в месяц, учитывая необходимое на адаптацию время (1-2 недели).

Аварийность на производстве и дорожно-транспортные происшествия на дороге чаще происходят в определённые часы:
- с 22-х часов до 4-х - у человека наименьшая скорость ответной реакции.
- между 13 и 15 часами - сначала, общая предобеденная спешка, после - "послеобеденная депрессия".

Для профилактики "послеобеденной депрессии" может быть эффективен отдых после обеда, продолжительностью 10-20 минут или "полуденный сон", но не больше 1,5 часов, иначе будет обратный эффект.

Работоспособность человека выше с 10 до 12 и с 17 до 19 часов.

Сон

Стараться ложиться спать и вставать всегда в одно и то же время. Иначе - десинхроноз.

Хорошо, если отход ко сну совпадает с пониженной температурой тела. Можно будет легко уснуть и быстрее выспаться. Утренний подъём - легче при повышении температуры организма.

На голодный желудок трудно заснуть, поэтому, ужин - в районе 18-20 ч. или за 2-3 часа до сна. Не переедать на ночь. Обычная продолжительность сна - 7-9 часов. Важна не только его длительность, но и качество (непрерывность и глубина).

Плохой, неспокойный сон, ночные кошмары, с повторяющимся сюжетом - могут быть следствием сердечно-сосудистых заболеваний (брадикардия (редкий пульс), аритмии) и недостатка кислорода в помещении. Аэроионный состав воздуха в квартирах, без проветривания или применения аэроионизатора - так же требует улучшения.

Если времени на отдых совсем мало - можно выспаться с 10-11 вечера до 3-4 утра. В этом случае восстанавливаются, последовательно: мозг, тело и физическая сила, эмоциональная сфера.

Естественное снотворное - усталость.

Достаточный ночной сон способствует похудению (при избыточном весе - его нормализация). В этом случае - ужин не позднее чем за четыре часа до сна. Эффект будет заметнее - при высокой физической нагрузке, в течение светового дня.

От частого недосыпа - организм быстрее изнашивается и стареет.

Теория о трех био ритмах

Какое-то время была популярна теория о трёх, неизменных ритмах (физической, интеллектуальной и эмоциональной активности с периодами в 23, 28, 33 дня, соответственно), рассчитываемых от даты рождения. Некоторые компьютерные программы и калькуляторы расчёта биоритмов человека до сих пор можно бесплатно скачать в сети Интернет.

Как настроить биологические часы

Вести размеренный образ жизни. Приём пищи, работа, отдых, сон - регулярно и, по возможности, в одно время. Избегать переутомления (умственного, физического) и недосыпания, вредных превычек. На ужин, перед сном, не употреблять острой пищи, алкоголя.

Свет (светолечение) - соляризация, достаточная освещённость днём (эквивалентно, примерно: люстра - 100 ватт (в двух-трёх метрах), настольная лампа - 40-60 Вт, рядом, в полуметре).
Необходимое количество теплового (в красной и инфракрасной части спектра, в диапазоне частот от 500-700 нанометров до первых микрометров) излучения, в дневное и раннее вечернее время - это может быть обычная лампочка накаливания, достаточной мощности, размещённая на близком расстоянии (особенно актуально при пасмурной, ненастной погоде).

"Реперы времени" - звонок электронного будильника (всегда в строго определённое время), по которому надо выполнить определённые действия (физически и ментально-мысленно), зафиксировать своим вниманием.

Очень важен для живых организмов - момент восхода солнца, на рассвете, утром, независимо от наличия облачности на небе. В эти мгновения происходят интенсивные изменения на клеточном и энергетическом уровне, естественная синхронизация биоритмов с природными ритмами.



Профилактика десинхроноза

Дауншифтинг в горы, на высоты до километра - может принести пользу для здоровья, но если жить выше двух км - это будет вредно для бывшего равнинного жителя, особенно - больного астмой, вследствие горной болезни и отёка лёгких.

Натуральное, природное средство для профилактики десинхроноза - лекарственные растения (экстрактылимонника, левзеи, родиолы розовой, медовая трава стевия)

Терминология

Хронобиология (биоритмология) - наука о биологических ритмах живой природы.

Хрономедицина - раздел медицины, к которому относятся хронофармакология, хронотерапия, хронопатология, хронодиагностика, хронопрофилактика.

Гелиобиология - наука о влиянии ритмов солнечной активности на человека.

Сомнология - наука, изучающая сон и расстройства сна.

Основной водитель суточного биоритма для внутренних биологических часов - смена дня и ночи, свет.

Моменты, точки сингулярности биоритмов и др. - переходные фазы индивидуального ритма, когда процесс "неоднозначен".

Приливные явления - изменение силы тяжести (гравитации) под действием системы масс планет солнечной системы. Основные ближайшие источники: Луна, Солнце, Венера, Марс, Меркурий, Юпитер и Сатурн.

Эпифиз - шишковидная (душевная) железа, находящаяся в головном мозге. Реагирует (через глаза) на освещение.

Мелатонин - естественный хронобиотик (регулятор ритма). Вырабатывается эпифизом в тёмное время суток. Возможно его образование в сетчатке глаза, в печени, почках, надпочечниках, тимусе, в лейкоцитах, эндотелии и т.д. Мелатанин - антиоксидант, нейтрализующий свободные радикалы сильнее, чем витамин Е. Так же, он улучшает иммуннитет, препятствует росту раковых опухолей, имеет антитоксическое действие и замедляет процессы старения. Препарат "мелатонин" назначают от бессонницы, при желудочно-кишечных заболеваниях и других. Получены обнадеживающие результаты по нивелированию влияния магнитных бурь на больных с сердечно-сосудистой патологией с помощью профилактического приёма мелатонина и регулирования циклов сна.

Содержание мелотанина в крови - циклично. Ночью наблюдается повышение его содержания в крови, с максимумом в 2 ч. Днём - минимум. Выработка мелотонина может быстро прерываться при воздействии интенсивного света (особенно - в синей и зелёной части спектра) на сетчатку глаз или на темечко головы. Возможно повышение уровня мелатонина в плазме крови и в дневное время - при интенсивной физической нагрузке. Снижение мелатонина происходит во время магнитной бури. Зимой, когда световой день короткий - этого гормона вырабатывается больше, чем летом.

Эпифиз современного человека, вследствии искусственного освещения до позднего вечера и ночью, вырабатывает меньше мелатонина, чем было у людей до прошлого века. В итоге - массовая акселерация и диспропорции в развитии детей, раннее половое созревание, ожирение населения и т.д.

Отмечено уменьшение уровня мелатонина в крови у лиц обоего пола, употребляющих табак и страдающих алкоголизмом.

Креатин - естественный энергетик в организме человека. Синтезируется почками и печенью, больше - во сне. В сумме, примерно - 2-3 г в сутки. По кровотоку криатин доставляется к мышечным клеткам, где при помощи фермента креатинкиназы превращается в креатинфосфат. При регулярных физических нагрузках (до стадии суперкомпенсации), его общее количество может увеличиться вдвое, повышая работоспособность (физическую и умственную). Недостаток креатина - при вегетарианской диете.

Десинхроноз - дисбаланс биоритмов в организме человека. Возникает при резкой смене режима дня, злоупотреблении алкоголем, суточном графике работы, при перелёте через несколько часовых поясов, переходе на летнее или зимнее время (переводе стрелок часов) и т.д. Симптомы: расстройства сна, головные боли, тревожность, снижение внимания и др. Пожилым, больным и ослабленным людям, на адаптацию, требуется больше времени, чем молодым и здоровым.

// комментарий автора сайта KAKRAS.RU
Сейчас широко обсуждается целесообразность ежегодного перевода стрелок часов. Надо выбирать, что важнее - экономическая выгода или здоровье людей.

Сиеста - полуденный отдых в южных странах, обычно с 12 или 13 часов дня до 15-17, включая 20-30 минут сна, в районе 14-16 часов. В отличие от перекуров и перекусов - такой режим полезен для здоровья, значительно снижая риск инфаркта.

Вещества "хронобиотики" - регулируют фазы биологических ритмов человека. Источники N-хроно биотиков - валериана, душица, хмель, мята. D-хронабиотики - маралий корень (левзея), элеутерококк, зеленый чай, кофейное дерево.

Влияние космо- и геофизических факторов (магнитных бурь, потоков заряженных частиц, рентгеновского излучения и т.д.) на организм человека, имеет три фазы: синхронизация, десинхроноз, релаксация. У больных людей - преобладает десинхроноз. На более высоких географических широтах - метеопатические реакции сильнее. Ощутимый эффект на здоровье: от электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца, от смены секторов межпланетного магнитного поля и отрицательных значений его вертикальной компоненты (Bz < -10нТл), которые могут быть и при отсутствии сильной бури в магнитосфере Земли, а так же, от скачков плотности солнечного ветра и достаточно интенсивных вариаций горизонтальной составляющей геомагнитного поля и его полного вектора.

Ритмы околонедельных и полунедельных периодов гелиогеомагнитной активности солнца - влияют на функциональные показатели сердечной деятельности, на артериальное давление и людей и животных.

// Постоянные электромагнитные излучения от телевышек, радиоантенн и сотовых антенн, рядом с ними - так же оказывают негативное влияние на организм.

Циркадианные, ультрадианные и инфрадианные ритмы (околосуточные / внутрисуточные, короче и длиннее суток) - градация биоритмов по длительности их периодов.

Рекомендуемые авторы научных трудов:
Чижевский А.Л.
Комаров Ф.И. - хронобиология и хрономедицина
Рапопорт С.И. - гелиобиология
Анисимов В.Н. - геронтология и онкология, мелатонин, эпифиз
Агаджанян Н.А. - исследования адаптации человека, вопросы экологии
Чибисов С.М - биоритмы сердца. Телекоммуникационный гелиомедицинский мониторинг
Сороко С.И. - гелиогеофизические факторы, адаптация к высокогорью.
Бреус Т.К. - математический анализ в биофизике
chronobiology.ru/ - Комиссия РАМН по хронобиологии и хрономедицине. Координационный центр.

Влияние космической погоды

Солнечная активность - циклична. Её перидичность - в среднем, 11 лет. С 1761 года циклам присваиваются номера. Очередной - 24-й по счёту.

Череда мощных вспышек на Солнце в первые месяцы 2011 года сопровождалась не только геомагнитными бурями и разрушительными японскими землетрясениями, но и многочисленными "февральскими" революциями в разных странах.

Рис.2 Солнечная активность в числах Вольфа (осреднённые графики), XVII-XXI век.

Магнитные бури, вызванные вспышками на Солнце, а так же неблагоприятные погодные условия онлайн (перепады атмосферного давления, температура, влажность воздуха и другие метеофакторы) - существенно влияют на биоритмы человека, вызывают состояние депрессии. Если организм болен или ослаблен - нужны профилактические меры:
- лечебная физкультура, закаливающие процедуры, лекарственная и нелекарственная терапия;
- режим дня (работы и отдыха).

Чтобы вовремя провести профилактику - надо учитывать прогноз погоды и геомагнитной обстановки на ближайшие дни, календарь ближайших неблагоприятных для здоровья дней, магнитных бурь.

Информёр для метеочувствительных людей.
Подробнее...

school.xvatit.com/index.php?title=%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%82_%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8_%D0%B8_%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BF%D0%BE%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%B9

§ 13 . Рост численности и плотность популяций


ВСПОМНИТЕ
Продукты обмена веществ
Конкуренция

Рост численности популяций любого вида в природе никогда не бывает бесконечным. Рано или поздно Популяция сталкивается с ограничениями, не позволяющими ей наращивать далее свое обилие. Ресурсы, за счет которых существуют виды (пища, убежища, подходящие места для размножения и т. п.), на любой территории имеют пределы. Эти пределы называют емкостью среды для конкретных популяций. Например, еловый лес - более емкая среда для белок, чем смешанный, с березами, так как основная пища белок в наших лесах - семена хвойных. В пригородных лесах и парках емкость среды для белок можно увеличить, размещая подкорм - КУ. В природных условиях численность популяций обычно колеблется




вокруг определенного уровня, соответствующего емкости среды, хотя размах этих колебаний у всех видов разный.

Кривая, отражающая рост популяции, которая осваивает новое для нее местообитание, изображена на рисунке 55. Она имеет 8-образную форму. Точка А соответствует начальному числу особей, проникших на новую территорию, точка В - тому, которое устанавливается в соответствии с емкостью среды. Если емкость среды невелика, то кривая отклоняется на более низком уровне численности. Точки В, С и В отражают критические численности популяции, меняющие темп ее роста. Отрезок АВ, или фаза медленного роста, - очень уязвимый период в развитии популяции. В это время общая численность ее так низка, что любые случайные помехи размножению (гибель отдельных особей от хищника, неблагоприятной погоды, несчастного случая и др.) могут не только затормозить, но и полностью подорвать популяцию.

Затем кривая роста популяции становится более крутой. Однако увеличение плотности замедляет рост популяции, и при определенной плотности она перестает расти совсем. Точка В соответствует стабилизации. Это значит, что в популяции с определенного периода рождаемость и смертность, приток и отток особей начинают уравновешивать друг друга. Характер кривой отражает основные законы роста популяций всех видов, от бактерий до человека, в среде с ограниченными ресурсами.

Каким образом численность популяции приходит в соответствие с емкостью среды? Ведь совершенно очевидно, что, если популяция переразмножится и выйдет за пределы, предоставляемые имеющимися ресурсами, это грозит ей катастрофой.

Безграничный рост численности гибелен для любого вида, так как приводит к подрыву его жизнеобеспечения.

В природе, прошедшей длительный путь эволюции, мы наблюдаем самые разнообразные способы ограничения численности видов. Среди них не только внешние воздействия на популяцию, о которых уже шла речь (неблагоприятные условия, конкуренты, хищники, паразитй, возбудители болезней и проч.), но и те изменения, которые происходят внутри самих популяций в ответ на рост плотности, т. е. числа особей, приходящихся на единицу пространства.

То, что плотность популяции влияет на ее дальнейший рост, можно проверить в опытах с любыми видами организмов. Например, при содержании белых мышей в вольерах, когда люди следят за чистотой клеток и обеспечивают всех кормом, мыши, достигнув определенной численности, перестают размножаться. Если перевести их в более просторную клетку, тем самым снизив плотность популяции, они продолжат размножение вновь до определенных пределов. При этом меняются характер поведения мышей и отношения их между собой. Зверьки становятся беспокойными и агрессивными, и это отрицательно влияет на процесс размножения.

Внутривидовые отношения и есть тот механизм, посредством которого обеспечивается саморегуляция численности популяций у пределов емкости среды, а у более высокоорганизованных видов даже иногда задолго до действительного исчерпания ресурсов.

У разных видов это происходит по-разному. У растений, например, с возрастанием плотности усиливается прямая конкуренция за свет, "ДУ, минеральное питание, в результате чего происходит самоизрежи- "ание: более сильные растения подавляют слабые (рис. 56).



Подвижные животные обладают иными способами реагировать на возрастающую плотность популяций. У них часть особей выселяется за пределы занятой территории и ведет поиск новых мест обитания.

Очень распространенным способом регуляции населения у животных является особое территориальное поведение, при котором особь или семья не пускают других на свой участок (рис. 57, 58). У обитателей замкнутых водоемов, рыб и головастиков, рост и развитие могут тормозиться продуктами обмена веществ, когда их концентрация достигает критических пределов. Отравление среды продуктами обмена - обычный результат интенсивного размножения микроорганизмов, вследствие чего деление клеток замедляется.

Каждый вид реагирует на повышение плотности по-своему. Но результат при этом возникает один и тот же: снижение численности на занимаемой территории в данном или следующих поколениях, если популяции угрожает перенаселение. Следовательно, если вся эволюция видов шла в таком направлении, что выработались механизмы реакции на собственную плотность, это явление чрезвычайно важно. Высокая плотность популяции

Рис.57. Территориальное поведение самцов антилопы.

Рис. 58. самец колюшки защищает свою гнездовую территорию от другого самца

является сигнальным фактором, свидетельствующие об ухудшении условий.

Популяции, таким образом, могут рассматриваться как сложные системы с элементами саморегуляции. При этом возникает так называемая отрицательная обратная связь: повышение плотности популяции усиливает действие механизмов, снижающих эту плотность.

Экологически грамотно управлять численностью популяций конкретных видов можно, только хорошо изучив особенности их роста и способы саморегуляции, иначе может быть получен прямо противоположный результат.



• Примеры и дополнительная информация

1. Животные, ведущие оседлый образ жизни, как правило, осваивают определенные участки обитания, за пределы которых выходят сравнительно редко и всегда стремятся вернуться назад. «Свой» участок животные интенсивно обследуют и хорошо знают места кормежки, отдыха, укрытия, размещения запасов и т. п. На одном участке обитает или отдельная особь, или семья, или группа, чужие же особи изгоняются. Размеры и форма участков зависят от запасов корма, от количества и распределения убежищ, а также от особенностей сигнализации того или иного вида. Участки обитания имеют такие предельные размеры, при которых хозяева могут дать знать другим, что участок занят, и получать информацию о поведении соседей. Таким образом, члены популяции оказываются связанными друг с другом. Разделение территории может быть постоянным, но у большинства видов возникает или усиливается в период размножения.

2. Способы охраны участков обитания у разных животных различны. Некоторые виды, как, например, малый суслик, отвечают на вторжение чужаков прямой агрессией. Самцы и самки у них занимают отдельные участки, но охраняют лишь часть, а другую используют совместно с соседями. Они вступают в драку с нарушителями границ и прогоняют их. Так же поступают ящерицы ушастые круглоголовки, но у них участок, на котором находятся и самки, охраняют только самцы. Драка может быть заменена угрожающей позой, которой бывает достаточно, чтобы прогнать пришельца. Многие виды метят границы занимаемой территории пахучими веществами - мочой или выделениями специальных желез. У соболей эти железы расположены на подошвах ног, у сурков - возле анального отверстия. У птиц распространена звуковая сигнализация. Весеннее пение самцов - это сигналы, что гнездовой участок занят.

3. У малого суслика при возрастании плотности популяции на границах уменьшившихся участков резко увеличивается число драк. Самки, постоянно находящиеся в агрессивном состоянии, почти перестают размножаться. На уменьшившихся участках суслики накапливают меньше жира, из-за этого возрастает доля погибающих во время спячки. В результате численность популяции на следующий год снижается.

4. Жуки-короеды, как, например, большой лиственничный короед, издают запах, привлекающий других особей на ослабленное дерево. Совместное нападение жуков на дерево облегчает им его освое-

Рис. 59. Стадная и одиночная формы перелетной саранчи

ние. Дерево ослабевает и перестает выделять губительную для жуков смолу. Однако слишком сильного запаха своего вида жуки не выносят, и, когда плотность популяции оказывается чрезмерно высокой, часть короедов начинает покидать дерево. Этим предотвращается перенаселение, при котором личинкам не хватило бы луба для питания и развития.

5. В таежных лесах часты вспышки размножения бабочек сибирского шелкопряда, гусеницы которых оголяют хвойные деревья (рис. 63). В период подъема численности плодовитость самок более 300 яиц. Число гусениц на одно дерево пихты может достигать 20 тыс. В период наиболее высокой плотности популяции плодовитость самок падает до 100 яиц, выживаемость личинок снижается в 2,5 раза, доля самцов увеличивается до 70 и более процентов и начинается разлет бабочек на большие расстояния, иногда более чем на 100 км. Среди мигрантов преобладают самки. Все эти изменения имеют прямую зависимость от плотности популяции.

6. Даже у таких медленно размножающихся животных, как африканские слоны, прослеживается связь особенностей размножения с численностью и плотностью популяций. По исследованиям, в некоторых заповедниках Африки, где насчитывалось по 2-3 животных нЕ 250 га, интервалы между родами у слоних составляли около 3 лет, а возраст достижения молодыми половой зрелости - около 12 лет.

После ужесточения мер по охране этих животных численность их возросла до 6-7 на ту же площадь. Самки стали приносить детенышей раз в 5-6 лет, а молодые начали размножаться только в 18 лет.

7. Некоторые виды саранчи существуют в двух разных формах: одиночной и стадной (рис. 59). При увеличении плотности популяции одиночная форма через несколько линек превращается в стадную. Они отличаются внешне, а также по поведению настолько, что ранее их принимали за разные виды. В одиночной форме саранча живет оседло и питается умеренно. Стадная форма отличается прожорливостью, беспокойством и стремлением к перемене мест. Сначала саранча передвигается большими группами по земле, а после того, как окрылится, поднимается и летит огромными тучами на расстояния в сотни и тысячи километров от мест рождения. Тем самым снимается угроза перенаселенности этих мест. Размеры стай перелетной саранчи фантастические, некоторые стаи достигали многих миллионов тонн веса. Улетевшая саранча чаще всего оседает в местах, неблагоприятных для размножения, и через некоторое время вся погибает. Нашествия стадной саранчи, таким образом, - это экологическая катастрофа не только для людей и посевов, но и для большей части самих насекомых, обреченных на гибель.

Вопросы.

1. Какие изменения происходят в популяциях разных видов в ответ на увеличение плотности?

2. При необходимости ограничивать численность сусликов часто применяют ядохимикаты. Это опасный способ, так как возникают загрязнение среды и нежелательные последствия. Обнаружено, что некоторые безвредные для человека и других животных препараты, использованные в ничтожных количествах в приманках, резко снижают агрессивность сусликов. Обдумайте последствия применения этих препаратов. Что произойдет с популяцией сусликов на следующий год?

3. Самцы рыбы-колюшки строят гнездо, в которое самка откладывает икру, а затем самцы заботятся о потомстве. Если в аквариуме за стеклянной перегородкой поместить соперника, то самец выбирает место для гнезда в противоположном конце аквариума. В чем причина такой «трусливости» самцов?

Задания.

1. В результате самоизреживания елей в густых посадках число деревьев на 1 га составляло: в 20-летних насаждениях - 6720, в 40-летних - 2380, в 60-летних - 1170, в 80-летних - 755, в столетних - 555, а в 120-летних - 465. Начертите графикуменьшения стволов елей в лесу при увеличении возраста. Рассчитайте площадь, приходящуюся на одно дерево в разном возрасте. В какой период самоизреживание деревьев происходит наиболее интенсивно? Не стоит ли заранее высаживать ели разреженно? Объясните, почему - да или почему - нет.

2. На рыборазводных заводах разрабатывают технологию получения живого корма для мальков. Для этого культивируют различных простейших, коловраток и рачков дафний. Используют два основных способа их разведения: 1) в непроточных емкостях с кормовой взвесью корм подают до тех пор, пока рост популяции не прекратится, после чего собирают «урожай»; 2) в проточных емкостях, куда постоянно подается вода с кормом, а часть воды вместе с животными также непрерывно удаляется. При непроточном способе получают инфузорий и коловраток 18- 20 г с 1 м3 воды в сутки, дафний - 70. При проточном методе соответственно 20 кг и 0,5 кг. Чем объяснить столь значительную разницу в результатах при разных способах культивирования этих водных животных?

Темы для дискуссий.

1. При сильнозагущенном посеве семян клевера самоизреживания растений не произошло. Общий урожай зеленой массы оказался таким же, как и при разреженном посеве. Значит ли это, что саморегуляция популяции растений в данном случае отсутствовала?

2. Если у бабочек сибирского шелкопряда так сильно развиты способы реакции на высокую плотность популяции, приводящие в конце концов к затуханию очага размножения, то стоит ли проводить борьбу с этим насекомым?

3. У слонов снижение скорости размножения начинается при повышении плотности популяции в 2-3 раза, а у многих насекомых - только когда плотность возрастает в десятки и сотни раз. Обсудите возможные причины столь разной «чувствительности» видов к изменению плотности популяций.

4. Если популяция реагирует на собственную высокую плотность снижением рождаемости, то почему возможно чрезмерное размножение вредителей на полях и в садах?

5. Стоит ли разрешать охоту на диких животных? Если да, то можно ли сделать так, чтобы охота не наносила урона популяциям этих животных?

Чернова Н. М., Основы экологии: Учеб. дня 10 (11) кл. общеобразоват. учеб. заведений/ Н. М. Чернова, В. М. Галушин, В. М. Константинов; Под ред. Н. М. Черновой. - 6-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002. - 304 с.

_{Планы конспектов уроков по экологии 10 класса скачать, учебники и книги бесплатно, разработки уроков по экологии онлайн}