Блок 2: Екологія

Last updated
Save as PDF

Page ID: 3568

Melissa Ha and Rachel Schleiger
Yuba College & Butte College via ASCCC Open Educational Resources Initiative

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Екологія - це вивчення взаємодій живих організмів з їх середовищем. Однією з основних цілей екології є розуміння розподілу і достатку живих істот у фізичному середовищі. Досягнення цієї мети вимагає інтеграції наукових дисциплін всередині та поза біологією, таких як біохімія, фізіологія, еволюція, біорізноманіття, молекулярна біологія, геологія та кліматологія. Деякі екологічні дослідження також застосовують аспекти хімії та фізики, і часто використовують математичні моделі.

Навіщо вивчати екологію? Можливо, вам цікаво дізнатися про світ природи і про те, як живі істоти адаптувалися до фізичних умов свого оточення. Або, можливо, ви майбутній лікар, який прагне зрозуміти зв'язок між здоров'ям людини та екологією.

Люди є частиною екологічного ландшафту, а здоров'я людини є однією з важливих частин взаємодії людини з нашим фізичним і життєвим середовищем. Хвороба Лайма, наприклад, служить одним із сучасних прикладів зв'язку між нашим здоров'ям і природним світом. Більш формально відома як бореліоз Лайма, хвороба Лайма - це бактеріальна інфекція, яка може передаватися людині при укусі оленячого кліща (Ixodes scapularis), який є основним переносником цього захворювання (рис.\(\PageIndex{a}\)). Однак не всі оленячі кліщі переносять бактерії, які спричинять хворобу Лайма у людей, і I. scapularis може мати інших господарів, крім оленів. Насправді виходить, що ймовірність зараження залежить від типу господаря, на якому розвивається кліщ: більша частка кліщів, що мешкають на білоногих мишах, переносять бактерію, ніж роблять кліщі, які живуть на оленях. Знання про навколишнє середовище та щільність населення, в яких багато видів господарів, допоможуть лікарю або епідеміологу краще зрозуміти, як передається хвороба Лайма і як її захворюваність може бути знижена.

На фото (а) зображений оленячий кліщ на листку. Кліщ має коричневе овальне тіло з меншим, круглим овалом у напрямку до передньої частини. Голова і ноги чорні. На фото (б) зображена рука з червоною круговою висипом, укладеної в кільцеподібну висип. На фото (в) зображена коричнева миша з білим черевом і ногами і великими круглими вухами. — **Малюнок\(\PageIndex{a}\):** (а) оленячий кліщ несе бактерію, яка виробляє хворобу Лайма у людей, часто проявляється в (б) симптоматичному висипу бичачого ока. (c) білонога миша є одним з відомих господаря оленячих кліщів, що несуть бактерію хвороби Лайма. (кредит а: модифікація роботи Скотта Бауера, USDA ARS; кредит b: модифікація роботи Джеймса Гатані, CDC; кредит c: модифікація роботи Роба Іретона)

Екологи задають питання на чотирьох рівнях біологічної організації - організму, населення, громади та екосистеми. На рівні організму екологи вивчають окремі організми і те, як вони взаємодіють зі своїм середовищем. На рівні популяції та громади екологи досліджують, відповідно, як змінюється популяція організмів з плином часу та способи взаємодії цієї популяції з іншими видами громади. Екологи, що вивчають екосистему, вивчають живі види (біотичні компоненти) екосистеми, а також неживі ділянки (абіотичні компоненти), такі як повітря, вода та ґрунт, навколишнього середовища. Метою цього підрозділу буде подальше вивчення цих тем та того, як вони з'єднуються та перетинаються з наукою про навколишнє середовище.

Атрибуція

Модифіковано Мелісою Ха та Рейчел Шлейгер з екології та біосфери OpenStax (ліцензовано за ліцензією CC-BY)

4: Огляд екології
Екологію можна вивчати на рівні організму, населення, громади та екосистеми.
5: Населення
Популяції - це взаємодіючі і схрещувальні групи особин з одного виду в загальній зоні. Вивчення екології населення досліджує, як індивіди в популяції розподіляються по просторах, фактори, що регулюють зростання населення, та особливості історії життя, які стосуються тривалості життя та відтворення.
6: Спільноти
Спільноти складаються з безлічі взаємодіючих популяцій (різних видів) в загальній зоні. Вивчення спільнот зосереджено на тому, як організми взаємодіють один з одним, трофічна структура (харчові ланцюги та харчові мережі) та стабільність структури спільноти.
7: Екосистеми
Екосистеми складаються з взаємодіючих між собою біотичних (живих) і абіотичних (неживих) компонентів. Екосистеми можуть бути прісноводними, морськими або наземними. Біогеохімічні цикли описують рух хімічних елементів через різні компоненти екосистеми. Грунти є однією з цих складових, і вони мають вирішальне значення при визначенні розподілу рослин і чисельності.
8: Біоми
Біоми - це великі географічні райони, що характеризуються рослинністю і кліматом, включаючи температуру і опади. Температура знижується з широтою і висотою. Опади високі на екваторі і низькі при 30 градусах N і S. Наземні біоми зустрічаються на суші, тоді як водні біоми знаходяться у воді.

Мініатюра зображення - «Орхідея богомол» знаходиться у відкритому доступі