Экология Скачать
презентацию
<<  Экология как наука Экология  >>
Высокий идеал зрелой количественной науки
Высокий идеал зрелой количественной науки
«Скромный идеал» , или повседневная практика, зрелой количественной
«Скромный идеал» , или повседневная практика, зрелой количественной
Ресурсная теория конкуренции Тильмана (David Tilman) (resource-based
Ресурсная теория конкуренции Тильмана (David Tilman) (resource-based
Что такое пороговая концентрация ресурса R*
Что такое пороговая концентрация ресурса R*
Конкуренция за ресурс: механизм конкурентного вытеснения
Конкуренция за ресурс: механизм конкурентного вытеснения
Конкуренция за один ресурс – проверка теории
Конкуренция за один ресурс – проверка теории
Конкуренция за один ресурс – проверка теории
Конкуренция за один ресурс – проверка теории
Конкуренция за один ресурс – проверка теории
Конкуренция за один ресурс – проверка теории
Зависимость скорости основного обмена R (кДж/сут) от массы тела W (кг)
Зависимость скорости основного обмена R (кДж/сут) от массы тела W (кг)
Зависимость удельной скорости роста численности rm (day-1) от массы
Зависимость удельной скорости роста численности rm (day-1) от массы
Зависимость плотности популяции N (число особей/км2) от массы тела W
Зависимость плотности популяции N (число особей/км2) от массы тела W
Мамонт Автор: Зденек Буриан Источник: http://macroevolution
Мамонт Автор: Зденек Буриан Источник: http://macroevolution
Шерстистый носорог Автор: Зденек Буриан Источник: http
Шерстистый носорог Автор: Зденек Буриан Источник: http
Большерогий олень Автор: Зденек Буриан Источник: http://macroevolution
Большерогий олень Автор: Зденек Буриан Источник: http://macroevolution
Смилодон Автор: Зденек Буриан Источник: http://macroevolution
Смилодон Автор: Зденек Буриан Источник: http://macroevolution
Мегатерий (Megatherium) Автор: Зденек Буриан Источник: http
Мегатерий (Megatherium) Автор: Зденек Буриан Источник: http
Фото из презентации «Теория экологии» к уроку экологии на тему «Экология»

Автор: Leonard. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке экологии, скачайте бесплатно презентацию «Теория экологии» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 2492 КБ.

Скачать презентацию

Теория экологии

содержание презентации «Теория экологии»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Экология: Вводная лекция.0 14открывает возможность для экспериментальной проверки.0
http://ecology.genebee.msu.ru. Леонард Владимирович 15Что такое пороговая концентрация ресурса R*?0
Полищук. Кафедра общей экологии Биологического Пороговая концентрация ресурса – концентрация, при
факультета МГУ. которой рождаемость потребителя равна его смертности,
2Что такое экология, или многое ли мы узнаем из0 так что скорость роста численности равна нулю и
определения экологии? Поскольку эта лекция читается на численность постоянна. Удельная смертность m. Удельная
геологическом ф-те, обратим тот же вопрос к геологии: рождаемость b. Пороговая концентрация ресурса.
Что такое геология? Не будучи специалистом (а 16Конкуренция за ресурс: механизм конкурентного0
специалист вряд ли нуждается в определении науки, вытеснения. Механизм победы в конкуренции, основанный
которой он занимается), не могу сказать, что в этом на пороговой концентрации: у кого порог ниже, тот и
определении содержится много больше того, что знает победитель! Отрицател. скорость роста вида A при
каждый более или менее образованный человек. пороговой конц. ресурса для вида B. В случае n видов,
Определение из Советского энциклопедического словаря упорядоченных по R*, R1* < R2* < R3* < … <
(1982): «Геология, комплекс наук о составе, строении и Rn*, теория предсказывает, что первый вид вытесняет
истории развития земной коры и Земли. Истоки Г. всех остальных, второй – всех, кроме первого, и т.д.
относятся к глубокой древности и связаны с первыми Поскольку такое упорядочивание всегда можно осуществить
сведениями о горных породах, минералах и рудах. Термин (точное совпадение R* у разных видов практически
Г. ввел норвежский ученый М.П. Эшольт (1657). В невероятно), отсюда следует принцип конкурентного
самостоятельную ветвь естествознания Г. выделилась в 18 исключения: у кого порог ниже, тот и победитель (все
– нач. 19 вв. … Современная Г. включает: стратиграфию, остальные виды вытесняются). Этот результат есть
тектонику, регион. геологию, минералогию, петрографию, качественное предсказание, основанное на количественной
литологию и геохимию, учение о полезных ископаемых … ». оценке свойств видов.
3Другой пример: что такое теория вероятностей?0 17Проверка теории на диатомовых водорослях Диатомовые0
Пожалуй, в этом случае, поскольку теория вероятностей – водоросли должны быть знакомы геологам! Диатомовые
наука более абстрактная, определение взятое само по водоросли известны с юрского периода. Ископаемые
себе несет еще меньше информации, чем в случае с диатомовые образуют кремнистые осадочные горные породы
геологией. Обратимся к тому же Советскому – диатомиты (специально для геологов ?).
энциклопедическому словарю (1982): «Вероятностей 18Конкуренция за один ресурс – проверка теории.0
теория, раздел математики, в котором по данным R*(Synedra) < R*(Asterionella). Скорость роста
вероятностям одних случайных событий находят численности диатомовых водорослей Asterionella formosa
вероятности других событий, связанных каким-либо (Af) и Synedra ulna (Su) при разной концентрации
образом с первыми.». двуокиси кремния в одновидовых культурах в
4Как на этом фоне обстоит дело с определением0 краткосрочных экспериментах. R* (Asterionella) = 2.8 ?M
экологии? Экология – наука о взаимоотношениях SiO2. R* (Synedra) = 1.0 ?M SiO2.
организмов между собой и с окружающей средой. «Термин 19Конкуренция за один ресурс – проверка теории. Хотя0
экология был введен Э. Геккелем в 1866 г. Биологический значения пороговой концентрации получаются другие, тем
энциклопедический словарь (1989) определяет экологию не менее R*(Synedra) < R*(Asterionella). Динамика
как «биологическую науку, изучающую организацию и численности Asterionella formosa (Af) и Synedra ulna
функционирование надорганизменных систем различных (Su) в одновидовых культурах в длительных
уровней: популяций, биоценозов (сообществ), экспериментах. Asterionella formosa. Synedra ulna. R*
биогеоценозов (экосистем) и биосферы» … Это определение (Asterionella) = 1.0 ?M SiO2. R* (Synedra) = 0.4 ?M
может нравиться или нет, но в самом существенном оно SiO2. Концентрация SiO2. Концентрация SiO2.
бесспорно: экология – это биологическая наука, 20Конкуренция за один ресурс – проверка теории.0
изучающая надорганизменные системы. С другой стороны, в Конкурентное вытеснение астерионеллы (Af) синедрой (Su)
печати или в устной речи мы постоянно сталкиваемся со независимо от начальной концентрации этих водорослей –
словосочетаниями типа «экология памятников», «экология в соответствии с предсказанием теории, основанной на
языка», «экология культуры», даже «экология нашего пороговой концентрации ресурса! Синедра. Синедра.
двора». … Еще смешнее выглядят словосочетания «плохая Астерионелла. Астерионелла. Концентрация SiO2.
экология» или «хорошая экология». Этак можно 21Прогноз исхода конкуренции между двумя видами,0
договориться до чего угодно. Скажем, в моем любимом сделанный на основании свойств видов (их пороговых
городе Феодосии «плохая геометрия»; евклидовы законы концентраций), находит непосредственное
там не соблюдаются, поскольку город расположен на экспериментальное подтверждение!
подковообразном склоне.» (Е.А. Нинбург. Введение в 22Что умеет экология? Второй пример:0
общую экологию. М. 2005, с. 6). Макроэкологические зависимости – выяснение устойчивых
5Дело, наверное, не только и не столько в0 количественных соотношений между важными биологическими
определении, сколько в ответе на вопрос, что может и переменными в глобальном масштабе, то есть в результате
чего (пока еще?) не может экология. усреднения по большим пространствам, длительным
6Чем отличается зрелая наука от незрелой. Soft0 временам и большому числу видов.
Science Незрелая наука Образ: газон. Hard Science 23Макроэкология изучает процессы, охватывающие0
Зрелая наука Образ: дерево. Экология ближе к незрелой большие совокупности видов на пространствах, сравнимом
науке. Пример зрелой науки - физика. с размерами континентов. «MacArthur (1972) was clearly
7Высокий идеал зрелой количественной науки. Открытие0 interested in how patterns of competition and predation
Леверье планеты Нептун: Леверье предсказал положение resulted in geographic patterns. But there was much
Нептуна, исходя из несоответствия между наблюдаемой work to be done before ecology could grow beyond the
орбитой Урана и той, которая должна быть в соответствии borders of the local field studies … In an influential
с законами Кеплера и Ньютона. Галле направил телескоп paper, Robert Ricklefs (1987) pointed out that the
на указанную Леверье точку небесного свода и outcomes of many of the processes studied by community
действительно нашел в ней новую планету! Схема ecologists were modified by larger-scale processes
Солнечной системы: occurring at longer temporal and larger spatial scales.
http://solarsystem.nasa.gov/planets/index.cfm. … James Brown and I (Brown and Maurer 1989) argued that
8Первое наблюдение Нептуна «Докторская диссертация0 not only did these larger-scale processes affect local
Галле, законченная в 1845, была сокращённым и communities, but they resulted in large-scale patterns
критическим обсуждением наблюдений Урана Оле Ромером в that provided new ways to study these large-scale
дни с 20 октября до 23 октября 1706. Приблизительно в processes. We termed this large-scale perspective
1845 он послал копию своего тезиса Урбену Леверье, но macroecology.» (Brian A. Maurer. Untangling Ecological
получил ответ годом позже, 18 сентября 1846. Ответ был Complexity: The Macroscopic Perspective. 1999, p. 6).
прочитан Галле 23 сентября, и в нём Леверье попросил, 24Зависимость скорости основного обмена R (кДж/сут)0
чтобы он (Галле) смотрел на определённую область неба, от массы тела W (кг) для млекопитающих и птиц («кривая
чтобы найти предсказанную новую планету, которая от мыши до слона») R = 288 W0.76. Источник : Гильманов
объяснит волнения Урана. В ту же самую ночь, после Г.Г. 1987. Введение в количественную трофологию и
того, как Энке* дал ему разрешение (сам Энке не экологическую биоэнергетику наземных позвоночных, Рис.
поддерживал Галле), объект, соответствующий описанию, 4 Исходный источник: Benedict F.G. 1938. Vital
был найден, и за следующие два вечера было Energetics: A Study in Comparative Basal Metabolism.
подтверждено, что он является планетой.» (Википедия, 25Зависимость удельной скорости роста численности rm0
Иоганн Готфрид Галле). *Иоганн Энке – директор (day-1) от массы тела W (г) для бактерий, простейших,
Берлинской обсерватории. 1846 г. – открытие Нептуна пойкилотермных и гомойотермных животных (n = 42) rm ~
1848 г. – избрание Леверье иностранным членом W-0.27. Показана также зависимость удельного обмена от
Петербургской Академии Наук. массы (с показателем степени -0.25). Источник: Fenchel
9«Скромный идеал» , или повседневная практика,0 T. 1974. Oecologia 14: 317-326, Figure 1.
зрелой количественной науки. Как бы описал такой массив 26Зависимость плотности популяции N (число0
эмпирических точек эколог? Скорее всего, линейной особей/км2) от массы тела W (г) для растительноядных
функцией, потому что в нашем распоряжении, как правило, млекопитающих lg N = -0.73 lg W + 4.15 (r = - 0.8, n =
нет теории. Как описывает такой массив точек физик? 368). Каждая точка -один вид. Источник: Damuth J. 1987.
Квадратичной функцией, для которой у него есть простая Biol. J. Linn. Soc. 31: 193-246, Figure 1.
теория. , Где ? – коэффициент трения. Зависимость между 27Зависимость численности от массы тела может быть0
скоростью автомобиля и расстоянием, которое он проходит объяснена с помощью правила энергетической
после сигнала об остановке. Y = 0.76 V + 0.056 V2. эквивалентности. Правило энергетической эквивалентности
Расстояние (в футах). ?1 – время реакции водителя ?2 – (energetic equivalence rule). То есть поток энергии
зависит от силы трения (т.Е. От тормозов, качества через популяцию данного вида, RN, не зависит от массы
дороги и пр.). Скорость автомобиля V (в милях/час). - тела. Ни один вид не имеет «энергетического»
Путь от момента подачи сигнала до включения водителем преимущества только в силу своих размеров! Скорость
тормозов. Источник: М.Б. Лагутин. Наглядная обмена. Плотность популяции. Поток энергии.
математическая статистика. М. 2007, с. 362. - Путь от 28Задача о преимущественном вымирании крупных зверей0
включения тормозов до остановки. на границе плейстоцена и голоцена (15-12 тыс. лет тому
10Эффективность простой математики Даже простая0 назад). Почему преимущественно вымирали крупные по
математика описывает реальность, которую изучает сравнению с мелкими?
физика. Ускорение a после начала торможения. Где ? – 29Мамонт Автор: Зденек Буриан Источник:0
коэффициент трения. Путь S, пройденный автомобилем от http://macroevolution.narod.ru/burian.htm.
включения тормозов до остановки, есть квадратичная 30Шерстистый носорог Автор: Зденек Буриан Источник:0
функция его начальной скорости. Тормозной путь S после http://macroevolution.narod.ru/burian.htm.
начала торможения. 31Большерогий олень Автор: Зденек Буриан Источник:0
11К сожалению, даже и такой «скромный идеал0 http://macroevolution.narod.ru/burian.htm.
количественной науки» в экологии достигается редко. 32Смилодон Автор: Зденек Буриан Источник:0
12Что умеет экология? В этой лекции будут приведены0 http://macroevolution.narod.ru/burian.htm.
два примера: 1) Современная теория конкуренции – 33Мегатерий (Megatherium) Автор: Зденек Буриан0
качественное (не количественное) предсказание поведения Источник: http://macroevolution.narod.ru/burian.htm.
относительно простых (и всё же не очень простых!) 34Если вероятность вымирания зависит от N, ? = 0.750
экологических систем в локальном масштабе (то есть в Если вероятность вымирания зависит от r, ? = 0.25. (1)
данном месте и данное время) 2) Макроэкологические Вероятность вымирания P есть обратная функция
зависимости – выяснение устойчивых количественных численности (плотности популяции) N или скорости роста
соотношений между важными биологическими переменными в численности r. (2) Z есть степенная (аллометрическая)
глобальном масштабе, то есть в результате усреднения по функция массы тела W. (3) Подставляем второе уравнение
большим пространствам, длительным временам и большому в первое, получаем, что P есть логистическая функция
числу видов. lnW. Z = N либо Z = r. ? = ?? = e-? Вероятность
13Конкуренция. «Конкуренция – это взаимодействие0 вымирания есть логистическая функция логарифма массы
организмов (одного или разных видов), проявляющееся как тела.
взаимное угнетение друг друга и возникающее из-за того, 35Логистическая функция. Или. b > 0. b < 0.0
что им нужен один и тот же имеющийся в недостаточном 36Риск вымирания есть степенная функция массы тела с0
количестве ресурс, или же из-за того, что организмы эти показателем степени 0.75 (если вероятность вымирания
даже в условиях обилия общего ресурса снижают его зависит в первую очередь от N). ? = e? = ?-1.
реальную доступность, активно мешая друг другу. Таким 37Вероятность вымирания в позднем плейстоцене: полный0
образом, при конкуренции обязательно не только наличие диапазон размеров тела все четыре континента, летучие
какого-либо общего ресурса (= потребляемого компонента мыши и ластоногие исключены: P/(1-P) = 0.024 W0.76 n =
среды), но и его нехватка или ограниченная 2123 (общее число видов), n0 = 1916 (выжившие), n1 =
доступность.» (А.М. Гиляров. Популяционная экология. 207 (вымершие) все четыре континента, летучие мыши и
1990, с. 147-148). ластоногие включены: P/(1-P) = 0.024 W0.72 n = 2534
14Ресурсная теория конкуренции Тильмана (David0 (общее число видов), n0 = 2327 (выжившие), n1 = 207
Tilman) (resource-based competition theory). (1) В (вымершие).
теории в явном виде присутствуют ресурсы (или ресурс, 38Вероятность вымирания в позднем плейстоцене: полный0
если конкуренция за один ресурс). (2) Успех вида в диапазон размеров тела. Все четыре континента летучие
конкуренции определяется пороговой концентрацией мыши и ластоногие не включены. ground sloth woolly
ресурса для этого вида, (3) Это – графическая теория. mammoth mastodon. saber-toothed cat. marsupial lion.
Графическая теория не заменяет строгой математической Synaptomys bunkeri.
теории. Однако теория, изложенная на графическом языке, 39Прогноз зависимости риска вымирания от массы тела,0
часто обладает большей общностью и всегда обладает сделанный на основании зависимости численности от массы
большей наглядностью, что облегчает ее восприятие и тела, подтверждается эмпирическими данными!
39 «Теория экологии» | Теория 0
http://900igr.net/fotografii/ekologija/Teorija/Teorija-ekologii.html
cсылка на страницу
Урок

Экология

29 тем
Фото
Презентация: Теория экологии | Тема: Экология | Урок: Экология | Вид: Фото