Методическая разработка урока по экологии "законы и следствия пищевых отношений". Каталог файлов по биологии Доказать, что пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систему и являются одним из важнейших факторов естественного отбора

Цель : изучить законы и следствия пищевых отношений.

Задачи: подчеркнуть всеобщность, разнообразие и чрезвычай­ную роль пищевых отношений в природе. Показать, что именно пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систе­му и являются также одним из важнейших факторов естественного отбора.

Скачать:


Предварительный просмотр:

Тема урока: ЗАКОНЫ И СЛЕДСТВИЯ ПИЩЕВЫХ ОТНОШЕНИЙ

Цель : изучить законы и следствия пищевых отношений.

Задачи: подчеркнуть всеобщность, разнообразие и чрезвычайную роль пищевых отношений в природе. Показать, что именно пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систему и являются также одним из важнейших факторов естественного отбора.

Оборудование: графики, отражающие колебания численности в отношениях «хищник - жертва»; гербарные образцы насекомоядных растений; влажные препараты (ленточные черви, печеночный сосальщик, пиявки); коллекции насекомых (божья коровка, муравей, овод, слепень); изображения растительноядных грызунов, млекопитающих (орел, тигр, корова, зебра, усатые киты).

I. Организационный момент.

П. Проверка знаний. Тестовый контроль.

1. Светолюбивые травы, растущие под елью, являются типич
ными представителями следующего типа взаимодействий:

а) нейтрализм;

б) аменсализм;

в) комменсализм;

г) протокооперация.

2. Тип взаимоотношений следующих представителей живот
ного мира можно классифицировать как «нахлебничество»:

а) рак-отшельник и актиния; б)крокодил и воловья птица;

в) акула и рыбы-прилипалы;

г) волк и косуля.

3. Животное, которое нападает на другое животное, но по
едает только часть его вещества, редко вызывая гибель, отно
сится к числу:

а) хищников;

б) плотоядных;

г) всеядных.

4. Копрофагия встречается:
а) у зайцев;

б) у бегемотов;

в) у слонов;

г) у тигров.
5. Аллелопатия - это взаимодействие при помощи биологически активных веществ, свойственное следующим организмам:

а) растениям;

б) бактериям;
в)грибам;
г) насекомым.

6. Не вступают в симбиотические отношения:

а) деревья и муравьи;

б) бобовые и бактерии ризобиум;

в) деревья и микоризные грибы;

г) деревья и бабочки.

а) фитофтора;

б) вирус табачной мозаики;

в) шампиньон, опенок луговой;

г) повилика, заразиха.

а) едят только наружные покровы жертвы;

б) занимают сходную эконишу;

в) нападают в основном на ослабленных особей;

г) имеют сходные приемы охоты на жертву.

9. Осы-наездники являются:

б) хищниками с чертами редуцентов;

а) блох;

б) вшей;

в) стеблевых нематод;

г) ржавчинные грибы.

а) грибов; б)червей;

в) рыб;

г) птиц.

б)заразиха;

в) омела белая;

г) головня.

а) амеба -» опалина - лягушка;

б) лягушка -> опалина - амеба;

в) грибы - * лягушка -> опалина;

г) лягушка - * амеба - опалина.

III. Изучение нового материала. 1.Рассказ учителя.

Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая через растения передается всем остальным организмам, создающим пищевую, или трофическую, цепь: от продуцентов к кон-сументам, и так 4-6 раз с одного трофического уровня на другой.

Трофический уровень -это место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень - это продуценты, все остальные - консументы. Второй уровень - это растительноядные консументы; третий - плотоядные консументы, питающиеся растительноядными формами; четвертый - консументы, потребляющие других плотоядных, и т. д.

Следовательно, можно и консументов разделить по уровням: консументы первого, второго, третьего и т. д. порядков.

Энергетические затраты связаны прежде всего с поддержанием метаболических процессов, которые называют тратой на дыхание; меньшая часть затрат идет на рост, а остальная часть пищи выделя-ется в виде экскрементов. В конечном итоге большая часть энергии превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде, а на следующий, более высокий трофический уровень передается н е более 10% энергии от предыдущего.

Однако такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем реальна, так как трофические цепи экосистем сложно переплетаются, образуя трофические сети.

Например, морские выдры питаются морскими ежами, которые едят бурые водоросли; уничтожение охотниками выдр привело к уничтожению водорослей вследствие роста популяции ежей. Когда запретили охоту на выдр, водоросли стали возвращаться на места обитания.

Значительную часть гетеротрофов составляют сапрофаги и са-профиты (грибы), использующие энергию детрита. Поэтому различают два вида трофических цепей: цепи выедания, или пастбищные, которые начинаются с поедания фотосинтезирую-щих организмов, и детритные цепи разложения, которые начинаются с разложения остатков отмерших растений, трупов и экскрементов животных. Итак, поток лучистой энергии в экосистеме распределяется по двум видам трофических сетей. Конечный итог: рассеивание и потеря энергии, которая, чтобы существовала жизнь, должна возобновляться.

2. Работа с учебником в малых группах.

Задание 2. Укажите особенности пищевых отношений типичных хищников. Приведите примеры.

Задание 3. Укажите особенности пищевых отношений животных-собирателей. Приведите примеры.

Задание 4. Укажите особенности пищевых отношений пасущихся видов. Приведите примеры.

Примечание: учителю следует обратить внимание учащихся на то, что в иноязычной литературе термин, обозначающий отношения типа

В связи с этим необходимо иметь в виду, что термин «хищник» употребляется в литературе по экологии в узком и широком смыслах.

Ответ к заданию 1.

Ответ к заданию 2.

Типичные хищники тратят много сил на поиск, выслеживание и поимку добычи; убивают жертву практически сразу после нападения. У животных развито специальное охотничье поведение. Примеры - представители отряда хищных, куньих и др\

Ответ к заданию 3.

Животные-собиратели тратят энергию только на поиск и сбор мелкой добычи. К собирателям относятся многие зерноядные грызуны, куриные птицы, грифы-падалыцики, муравьи. Своеобразные собиратели - фильтраторы и грунтоеды водоемов и почв.

Ответ к заданию 4.

Пасущиеся виды питаются обильным кормом, который не нужно долго искать и который легко доступен. Обычно это растительноядные организмы (тли, копытные), а также некоторые плотоядные (божьи коровки на колонии тлей).

3. Д и с к у с с и я.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция видов в случае

с типичными хищниками? Примерный ответ.

Прогрессивная эволюция как хищников, так и их жертв направлена на совершенствование нервной системы, в том числе органов чувств, и мышечной системы, так как отбор поддерживает у жертв те свойства, которые помогают им спастись от хищников, а у хищников - те, которые помогают в добывании пищи.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция в случае собирательства?

Примерный ответ.

Эволюция видов идет по пути специализации: отбор у жертв поддерживает признаки, делающие их менее заметными и менее удобными для сбора, а именно покровительственную или предупреждающую окраску, подражательное сходство, мимикрию.

В о п р о с. В каких ситуациях человек выступает в роли типичного хищника?

Примерный ответ.

  • При использовании промысловых видов (рыба, дичь, пушные и копытные звери);
  • при уничтожении вредителей.

Примечание: учителю следует акцентировать внимание на том, что в идеальном случае, при грамотной эксплуатации промысловых объектов (рыба в море, кабаны и лоси в лесу, древесина), важно уметь предвидеть последствия этой деятельности, чтобы удержаться на тонкой грани между допустимым и чрезмерным использованием ресурса. Цель деятельности человека - сохранить и приумножить число «жертв» (ресурс). IV. Закрепление нового материала. Учебник, §9, вопросы 1-3. Ответ на вопрос 1.

Не всегда. Гнездовая территория может вместить только определенное число птиц. Размеры индивидуальных участков определяют, какое число вывешенных дуплянок будет занято. Темп размножения вредителя может оказаться настолько высоким, что имеющееся количество птиц не сможет значительно снизить его численность.

Ответ на вопрос 2.

Упрощение модели состоит в следующем: не учли, что жертвы могут убегать и прятаться от хищников, хищники - питаться разными жертвами; в реальности плодовитость хищников зависит не голько от кормовой базы и т. п., то есть отношения в природе гораздо сложнее.

Ответ на вопрос 3.

Для лосей улучшилась кормовая база и уменьшилась гибель от хищников. Разрешение на умеренную охоту дается в том случае, если высокая численность лося начинает отрицательно сказываться на восстановлении лесов.

Домашнее задание: § 9, задание 1; дополнительная информация.


Пищевые отношения не только обеспечивают энергетические потребности организмов. Они играют в природе и дру-гую важную роль — удерживают виды в сообществах, регулируют их численность и влияют на ход эволюции. Пищевые связи чрезвычайно разнообразны.

Типичные хищники тратят много сил на то, чтобы выследить добы-чу, догнать ее и поймать. У них развито специальное охотничье поведение.

Львиная охота

Им надо много жертв в течение жизни. Обычно это сильные и активные животные.

Жизненный цикл бычьего цепня

Животные-собиратели тратят энергию на поиск семян или насе-комых, т. е. мелкой добычи. Овладение найденным кормом для них не представляет труда. У них развита поисковая активность, но нет охот-ничьего поведения.

Мышь полевая

Пасущиеся виды не тратят много сил на поиск корма, обычно его достаточно много вокруг, и основное время у них уходит на поглощение и переваривание пищи.

Слон африканский

В водной среде широко распространен такой способ овладения пи-щей, как фильтрация, а на дне — заглатывание и пропускание через ки-шечник грунта вместе с пищевыми частицами.

Мидия съедобная (пример фильтрующего организма)

Последствия пищевых связей наиболее ярко проявляются в отноше-ниях хищник — жертва.

Если хищник питается крупными, активными жертвами, которые могут убегать, сопротивляться, прятаться, то в живых остаются те из них, кто делает это лучше других, т. е. имеет более зоркие глаза, чуткие уши, развитую нервную систему, мускульную силу. Таким образом, хищник ведет отбор на совершенствование жертв, уничтожая больных и слабых. В свою очередь, и среди хищников тоже идет отбор на силу, лов-кость и выносливость. Эволюционное следствие этих отношений — про-грессивное развитие обоих взаимодействующих видов: и хищника, и жертвы.

Если же хищники питаются малоактивными либо мелкими, не спо-собными сопротивляться им видами, это приводит к другому эволюци-онному результату. Погибают те особи, которых хищник успевает заме-тить. Выигрывают менее заметные или чем-то неудобные для захвата жертвы. Так осуществляется естественный отбор на покровительствен-ную окраску, твердые раковины, защитные шипы и иглы и другие ору-дия спасения от врагов. Эволюция видов идет в сторону специализации по этим признакам.

Самый существенный результат трофических взаимосвязей — сдерживание роста численности видов. Существование пищевых отношений в природе противостоит геометрической прогрессии размножения.

Для каждой пары видов хищника и жертвы результат их взаимодейст-вия зависит прежде всего от их количественных соотношений. Если хищ-ники ловят и уничтожают своих жертв, примерно с той же скоростью, с какой эти жертвы размножаются, то они могут сдерживать рост их чис-ленности. Именно такие результаты этих взаимосвязей чаще всего ха-рактерны для устойчивых природных сообществ. Если скорость размно-жения жертв выше, чем скорость поедания их хищниками, происходит вспышка численности вида. Хищники уже не могут сдерживать его чис-ленность. Это тоже временами встречается в природе. Обратный результат — полное уничтожение жертвы хищником — в природе очень редок, а в экспериментах и в нарушенных человеком условиях встреча-ется чаще. Связано это с тем, что с падением численности какого-либо вида жертв в природе хищники переключаются на другую, более доступ-ную добычу. Охота только за редким видом отнимает слишком много энергии и становится невыгодной.

Г. Ф. Гаузе (1910-1986)

В первой трети нашего века было открыто, что отношения хищник — жертва могут быть причиной регулярных периодических колеба-ний численности каждого из взаимодействую-щих видов. Это мнение особенно окрепло после результатов исследований русского ученого Г. Ф. Гаузе. В своих экспериментах Г. Ф. Гаузе изучал, как изменяется в пробирках численность двух видов инфузорий, связанных отношениями хищник — жертва. Жертвой был один из видов инфузорий-туфелек, питающийся бак-териями, а хищником — инфузория-дидиниум, поедающая туфелек.

Вначале численность туфельки росла быст-рее, чем численность хищника, который вскоре получил хорошую кормовую базу и тоже стал быстро размножаться. Когда скорость поедания туфелек сравнялась со скоростью их размножения, рост численности вида прекратился. А так как дидиниумы продолжали ловить туфелек и размножаться, скоро выедание жертв намного превысило их пополне-ние, количество туфелек в пробирках начало резко снижаться. Спустя некоторое время, подорвав свою кормовую базу, прекратили деление и начали погибать дидиниумы. При некоторых модификациях опыта цикл повторился сначала. Беспрепятственное размножение оставшихся в живых туфелек вновь увеличило их обилие, а вслед за ними пошла вверх и кривая численности дидиниумов. На графике кривая численно-сти хищника следует за кривой жертвы со сдвигом вправо, так что изме-нения их обилия оказываются несинхронны.

Таким образом было доказано, что взаимодействия хищника и жерт-вы могут при известных условиях приводить к регулярным цикличе-ским колебаниям численности обоих видов. Ход этих циклов можно рас-считать и предсказать, зная некоторые исходные количественные характеристики видов. Количественные законы взаимодействия видов в их пищевых связях очень важны для практики. В рыболовстве, до-быче морских беспозвоночных, пушном промысле, спортивной охоте, сборе декоративных и лекарственных растений — везде, где человек уменьшает в природе численность нужных ему видов, он с экологиче-ской точки зрения выступает по отношению к этим видам в роли хищни-ка. Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовать ее так, чтобы не подорвать природные запасы.

В рыболовстве и промысле необходимо, чтобы при снижении числен-ности видов нормы промысла также уменьшались, как это бывает в природе, когда хищники переключаются на более легко доступную до-бычу.Если же, наоборот, стремиться всеми силами добывать сокращающийся вид, он может не восстановить свою численность и пре-кратить свое существование. Таким образом, в результате перепромыс-ла, по вине людей уже исчез с лица Земли ряд видов, бывших когда-то очень многочисленными: американские бизоны, европейские туры, странствующие голуби и другие.

При случайном или намеренном уничтожении хищников какого-либо вида сначала возникают вспышки численности его жертв. Это тоже приводит к экологической катастрофе либо в результате подрыва видом собственной кормовой базы, либо — распространения инфекци-онных заболеваний, которые часто бывают гораздо более губительны, чем деятельность хищников. Возникает явление экологического бумеран-га, когда результаты оказываются прямо противоположными начально-му направлению воздействия. Поэтому грамотное использование при-родных экологических законов — основной путь взаимодействия чело-века с природой.


Дата публикации: 13.09.16

Литневская Анна Андреевна МОУ-СОШ с Орловское Марксовского района

Учитель экологии

Тема урока:

ЗАКОНЫ И СЛЕДСТВИЯ ПИЩЕВЫХОТНОШЕНИЙ

Цель : изучить законы и следствия пищевых отношений.

Задачи: подчеркнуть всеобщность, разнообразие и чрезвычай­ную роль пищевых отношений в природе. Показать, что именно пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систе­му и являются также одним из важнейших факторов естественного отбора.

Оборудование: графики, отражающие колебания числен­ности в отношениях «хищник - жертва»; гербарные образцы насекомоядных растений; влажные препараты (ленточные черви, пече­ночный сосальщик, пиявки); коллекции насекомых (божья коровка, муравей, овод, слепень); изображения растительноядных грызунов, млекопитающих (орел, тигр, корова, зебра, усатые киты).

I . Организационный момент.

П. Проверка знаний. Тестовый контроль.

1. Светолюбивые травы, растущие под елью, являются типич­
ными представителями следующего типа взаимодействий:

а) нейтрализм;

б) аменсализм;

в) комменсализм;

г) протокооперация.

2. Тип взаимоотношений следующих представителей живот­
ного мира можно классифицировать как «нахлебничество»:

а) рак-отшельник и актиния; б)крокодил и воловья птица;

в) акула и рыбы-прилипалы;

г) волк и косуля.

3. Животное, которое нападает на другое животное, но по­
едает только часть его вещества, редко вызывая гибель, отно­
сится к числу:

а) хищников;

б) плотоядных;

г) всеядных.

4. Копрофагия встречается:
а) у зайцев; б) у бегемотов;

в) у слонов;

г) у тигров.
5. Аллелопатия - это взаимодействие при помощи биологиче­ски активных веществ, свойственное следующим организмам:

а) растениям;

б) бактериям;
в)грибам;
г) насекомым.

6. Не вступают в симбиотические отношения:

а) деревья и муравьи;

б) бобовые и бактерии ризобиум;

в) деревья и микоризные грибы;

г) деревья и бабочки.

а) фитофтора;

б) вирус табачной мозаики;

в) шампиньон, опенок луговой;

г) повилика, заразиха.

а) едят только наружные покровы жертвы;

б) занимают сходную эконишу;

в) нападают в основном на ослабленных особей;

г) имеют сходные приемы охоты на жертву.

9. Осы-наездники являются:

б) хищниками с чертами редуцентов;

в) стеблевых нематод;

г) ржавчинные грибы.

а) грибов; б)червей;

б)заразиха;

в) омела белая;

г) головня.

а) амеба -» опалина - лягушка;

б) лягушка -> опалина - амеба;

в) грибы -* лягушка -> опалина;

г) лягушка -* амеба - опалина.

III . Изучение нового материала. 1.Рассказучителя.

Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая через растения передается всем остальным организмам, создающим пищевую, или трофическую, цепь: от продуцентов к кон-сументам, и так 4-6 раз с одного трофического уровня на другой.

Трофический уровень -это место каждого звена в пи­щевой цепи. Первый трофический уровень - это продуценты, все остальные - консументы. Второй уровень - это растительноядные консументы; третий - плотоядные консументы, питающиеся расти­тельноядными формами; четвертый - консументы, потребляющие других плотоядных, и т. д.

Следовательно, можно и консументов разделить по уровням: консументы первого, второго, третьего и т. д. порядков.

Энергетические затраты связаны прежде всего с поддержанием метаболических процессов, которые называют тратой на дыхание; меньшая часть затрат идет на рост, а остальная часть пищи выделя-ется в виде экскрементов. В конечном итоге большая часть энергии превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде, а на следующий, более высокий трофический уровень передается н е более 10% энергии от предыдущего.

Однако такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем реальна, так как трофические цепи экосистем сложно переплетаются, образуя трофические сети.

Например, морские выдры питаются морскими ежами, которые едят бурые водоросли; уничтожение охотниками выдр привело к уничтожению водорослей вследствие роста популяции ежей. Когда запретили охоту на выдр, водоросли стали возвращаться на места обитания.

Значительную часть гетеротрофов составляют сапрофаги и са-профиты (грибы), использующие энергию детрита. Поэтому разли­чают два вида трофических цепей: цепи выедания, или па­стбищные, которые начинаются с поедания фотосинтезирую-щих организмов, и детритные цепи разложения, кото­рые начинаются с разложения остатков отмерших растений, трупов и экскрементов животных. Итак, поток лучистой энергии в экоси­стеме распределяется по двум видам трофических сетей. Конечный итог: рассеивание и потеря энергии, которая, чтобы существовала жизнь, должна возобновляться.

2. Работа с учебником в малых группах .

Задание 2. Укажите особенности пищевых отношений ти­пичных хищников. Приведите примеры.

Задание 3. Укажите особенности пищевых отношений жи­вотных-собирателей. Приведите примеры.

Задание 4. Укажите особенности пищевых отношений па­сущихся видов. Приведите примеры.

Примечание: учителю следует обратить внимание учащихся на то, что в иноязычной литературе термин, обозначающий отношения типа

В связи с этим необходимо иметь в виду, что термин «хищник» упот­ребляется в литературе по экологии в узком и широком смыслах.

Ответ к заданию 1.

Используют хозяина как постоянное или временное место жительства;

Ответ к заданию 2.

Типичные хищники тратят много сил на поиск, выслеживание и поимку добычи; убивают жертву практически сразу после нападе­ния. У животных развито специальное охотничье поведение. При­меры - представители отряда хищных, куньих и др\

Ответ к заданию 3.

Животные-собиратели тратят энергию только на поиск и сбор мелкой добычи. К собирателям относятся многие зерноядные гры­зуны, куриные птицы, грифы-падалыцики, муравьи. Своеобразные собиратели - фильтраторы и грунтоеды водоемов и почв.

Ответ к заданию 4.

Пасущиеся виды питаются обильным кормом, который не нуж­но долго искать и который легко доступен. Обычно это раститель­ноядные организмы (тли, копытные), а также некоторые плотояд­ные (божьи коровки на колонии тлей).

3. Д и с к у с с и я.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция видов в случае

с типичными хищниками? Примерный ответ.

Прогрессивная эволюция как хищников, так и их жертв направ­лена на совершенствование нервной системы, в том числе органов чувств, и мышечной системы, так как отбор поддерживает у жертв те свойства, которые помогают им спастись от хищников, а у хищ­ников - те, которые помогают в добывании пищи.

Вопрос. В каком направлении идет эволюция в случае соби­рательства?

Примерный ответ.

Эволюция видов идет по пути специализации: отбор у жертв поддерживает признаки, делающие их менее заметными и менее удобными для сбора, а именно покровительственную или преду­преждающую окраску, подражательное сходство, мимикрию.

В о п р о с. В каких ситуациях человек выступает в роли типич­ного хищника?

Примерный ответ.

При использовании промысловых видов (рыба, дичь, пуш­ные и копытные звери);

При уничтожении вредителей.

Примечание: учителю следует акцентировать внимание на том, что в идеальном случае, при грамотной эксплуатации промысловых объ­ектов (рыба в море, кабаны и лоси в лесу, древесина), важно уметь пред­видеть последствия этой деятельности, чтобы удержаться на тонкой грани между допустимым и чрезмерным использованием ресурса. Цель дея­тельности человека - сохранить и приумножить число «жертв» (ресурс).

IV. Закрепление нового материала .

Учебник, §9, вопросы 1-3. Ответ на вопрос 1.

Не всегда. Гнездовая территория может вместить только опре­деленное число птиц. Размеры индивидуальных участков опреде­ляют, какое число вывешенных дуплянок будет занято. Темп раз­множения вредителя может оказаться настолько высоким, что имеющееся количество птиц не сможет значительно снизить его численность.

Ответ на вопрос 2.

Упрощение модели состоит в следующем: не учли, что жертвы могут убегать и прятаться от хищников, хищники - питаться раз­ными жертвами; в реальности плодовитость хищников зависит не только от кормовой базы и т. п., то есть отношения в природе го­раздо сложнее.

Ответ на вопрос 3.

Для лосей улучшилась кормовая база и уменьшилась гибель от хищников. Разрешение на умеренную охоту дается в том случае, если высокая численность лося начинает отрицательно сказываться на восстановлении лесов.

V /Домашнее задание: § 9, задание 1; дополнительная информа­ция.

Учитель экологии,

МОУ «Привольненская СОШ»

Тема урока: «Законы и следствия пищевых отношений в природе»

Цель: Изучить законы и следствия пищевых отношений в природе.

Задачи:

1. Ознакомиться с разнообразием и выяснить роль пищевых отношений в природе.

2. Доказать, что пищевые связи объединяют все живые организмы в единую систему и являются одним из важнейших факторов естественного отбора.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания.

III. Изучение нового материала

1. Обеспечение энергетических потребностей организмов.

Жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая передается всем остальным организмам, создающим пищевую, или трофическую, цепь : от продуцентов к консументам, и так 4-6 раз с одного трофического уровня на другой.

Трофический уровень место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень – это продуценты, все остальные – консументы: второй уровень – растительноядные консументы, третий – плотоядные консументы, и т. д. Следовательно, и консументов можно раздели по уровням: 1-го, 2-го и т. д. порядка.


Энергетические затраты связаны прежде всего с поддержанием метаболических процессов (расходы на дыхание), меньшая – на рост, а остальная часть выделяется в виде экскрементов. В итоге, большая часть энергии превращается в тепловую и рассеивается в окружающей среде, а на следующий, более высокий уровень передается не более 10% энергии от предыдущего.

Однако, такая строгая картина перехода энергии с уровня на уровень не совсем реальна, т. к. трофические цепи переплетаются, образуя трофические сети.

Пример: морские выдры – морские ежи – бурые водоросли .

Различают два вида трофических цепей: 1) цепи выедания (пастбищные), 2) детритные цепи (разложения).

Итак, поток лучистой энергии в экосистеме распределяется по двум видам трофических цепей. Конечный итог – рассеивание и потеря энергии, которая должна возобновляться, чтобы существовала жизнь.

2. Трофические группы.

Пищевые отношения не только обеспечивают энергетические потребности организмов. Они играют в природе и другую важную роль – удерживают виды в сообществах , регулируют их численность и влияют на ход эволюции. Пищевые связи чрезвычайно разнообразны.

Заполнение таблицы «Сравнительная характеристика трофических групп» (Приложение 1,2)

2. Дискуссия.

Вопрос . В каком направление идет эволюция видов в случае с типичными хищниками?

Примерный ответ : Прогрессивная эволюция как хищников, так и жертв направлена на совершенствование нервной системы: органов чувств и мышечной системы, так как отбор поддерживает те свойства, которые помогают им спастись от хищников, а у хищников – те, которые помогают в добывании пищи.

Вопрос : В каком направлении идет эволюция в случае собирательства?

Примерный ответ : Эволюция видов идет по пути специализации: отбор у жертв поддерживает признаки, делящие их менее заметными и менее удобными для сбора, а именно покровительственную и предупреждающую окраску, подражательное сходство, мимикрию.

Например, у мельчайших водных коловраток в присутствии других, хищных коловраток вырастают длинные шипы панциря. Эти шипы сильно мешают хищникам заглатывать жертвы, так как буквально встают у них поперек глотки. Такая же защита возникает у мирных рачков дафний – против других хищных рачков. Хищник, захватив дафнию, перебирает ее своими ножками и переворачивает, чтобы выесть с мягкой брюшной стороны. Шипы мешают ему, и добыча часто теряется. Выяснилось, что у жертв шипы вырастают в ответ на присутствие в воде продуктов обмена веществ хищников. Если врагов в водоеме нет, шипы у жертв не появляются.

4. Регуляция численности популяций.

Первое следствие пищевых отношений – происходит регуляция численности популяций.

В 20-е гг. ХХ в. Ч. Элтон обработал многолетние данные пушно-меховой компании по добыче шкурок зайца и рыси в Северной Канаде. Оказалось, что вслед за «урожайными» на зайцев годами, следовали подъемы численности рыси. Элтон обнаружил закономерность этих колебаний, их повторяемость.

В это же время, независимо друг от друга, два математика, А. Лотка и В. Вольтерра, рассчитали, что на основе взаимодействий хищника и жертвы могут возникать колебательные циклы численности обоих видов.

Эти данные нуждались в экспериментальной проверке, за что и взялся.

Демонстрация.

В своих исследованиях Гаузе изучал, как изменяется в пробирках с сенным настоем численность двух видов инфузорий – одного из видов инфузорий-туфелек, питающихся бактериями, и инфузории-дидиниума, поедающей самих туфелек. Вначале численность туфельки (жертвы) росла быстрее численности дидиниума (хищника). Однако при наличии хорошей кормовой базы дидиниум вскоре тоже стал быстро размножаться. Когда скорость поедания туфелек сравнялась со скоростью их размножения, рост численности этого вида прекратился. Количество туфелек в пробирках начало резко снижаться. Спустя некоторое время, подорвав свою кормовую базу, прекратили деление и начали погибать и дидиниумы. Когда же число хищников уменьшилось настолько, что они уже почти не влияли на численность жертв, беспрепятственное размножение оставшихся в живых туфелек вновь привело к увеличению их численности. Цикл повторился. Так было доказано, что взаимодействия хищник – жертва могут приводить к регулярным циклическим колебаниям их численности.

Второе следствие пищевых отношений – колебания численности происходят циклично.

Приспособления хищника и жертвы возникли в ходе эволюции как результат отбора. Могли ли возникнуть эти приспособления, если бы хищник и жертва не взаимодействовали? (Ответы. ) Таким образом, эволюционные изменения протекают согласованно, т. е. эволюция одного вида частично зависит от эволюции другого – это называется коэволюцией.

Третье следствие пищевых отношений – между популяциями биологически связанных видов идет коэволюция.

Коэволюция – совместное развитие; протекание двух параллельных процессов, оказывающих значительное взаимное влияние.

Тренинг по заданию: охарактеризовать перечисленные в списке виды, как участников пищевых отношений, и выявить среди них пары, которые могут быть связаны отношениями коэволюции. Список видов (может быть оформлен на доске, продиктован или напечатан на карточках ): тигр, божья коровка, кабан, овод, пиявка, лещ, антилопа, тля, свиной сосальщик, корова.

Вопрос : В каких ситуациях человек выступает в роли типичного хищника? Собирателя по отношению к другим видам?

В природе, когда запасы привычной пищи истощаются, хищник переключается на новый вид пищи. Человек же упорно «преследует» один вид, пока тот не исчезнет с лица Земли. Печальных примеров много: бизоны , туры, дронт… В 70-80-е гг. ХХ в. мировой промысел трески значительно превышал ее воспроизводство, в результате добыча упала в 7–10 раз. При этом резко возросла численность мойвы (главной жертвы трески). Рыбаки переключились на нее и опять перестарались. Треске стало не хватать пищи и взрослые особи стали поедать своих мальков. Численность трески продолжает сокращаться.

«Разумное существо» – человек – не может оценить последствия своей деятельности?! Возникает эффект экологического бумеранга – когда результаты оказываются прямо противоположными начальному направлению воздействия.

Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовывать ее так, чтобы не подорвать природные запасы.

Один из первых примеров успешного применения хищника для подавления численности вредителя – использование божьей коровки родолии в борьбе с австралийским желобчатым червецом.

Сообщение учащегося о применении божьей коровки родолии

против австралийского червеца.

IV. Закрепление материала.

Как вы считаете, нужны ли нам знания биологических законов? Для чего? А какие биологические, экологические закономерности мы сегодня выявили? (Учащиеся повторяют отмеченные следствия пищевых отношений. )

Как яблоко на блюде,
У нас Земля одна.
Не торопитесь люди
Все вычерпать до дна.
Не мудрено добраться
До скрытых тайников,
Разграбить все богатства
У будущих веков.
Мы общей жизни зерна,
Одной судьбы родня.
Нам жировать позорно
В счет будущего дня!
Поймите это, люди,
Как собственный приказ,
Не то Земли не будет
И каждого из нас. (Михаил Дудин)

V. Дом. задание : Ч. - § 9, Кр. - п. 3.3

Приложение 1.

Сравнительная характеристика пищевых групп


Приложение 2.

Хищники Пасущиеся

https://pandia.ru/text/80/204/images/image002_154.jpg" width="420" height="158 src=">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image004_87.jpg" width="378" height="252 src=">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image008_52.jpg" width="236" height="327 src=">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image011_35.jpg" width="240" height="134">

https://pandia.ru/text/80/204/images/image014_54.gif" width="377" height="153">