Стабільність екосистем та причини їх порушення

Тема. Стабільність екосистем та причини їх порушення Цілі уроку: - освітня: формувати знання про природні та антропогенні екосистеми та наслідки порушень в екосистемі, стабільність екосистеми; - розвивальна: розвивати уміння порівнювати організмові і надорганізмові рівні організації життя; розвивати увагу, самостійність, уміння логічно мислити та узагальнювати; - виховна: виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів і важливості цих процесів для існування життя. Матеріали й обладнання: таблиці з прикладами різних типів взаємодії організмів у екосистемах, відео фрагменти. Основні терміни: стабільність екосистем, симбіоз, мутуалізм, коменсалізм, паразитизм, хижацтво, конкуренція, штучні екосистеми. Тип уроку: засвоєння нових знань. Ключові компетентності: спілкування державною мовою, основні компетентності у природничих науках і технологіях, екологічна грамотність і здорове життя, інформаційно-цифрова компетентність, математична компетентність, уміння вчитися впродовж життя. Хід уроку І. Організаційний етап. ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів. Фронтальна бесіда 1. Що таке екологічні фактори? 2. На які групи поділяють екологічні фактори? 3. Порівняйте між собою абіотичні й біотичні фактори? 4. На конкретних прикладах поясніть, як на екосистеми впливають антропогенні фактори. «Не можна двічі ввійти в одну ріку», — сказав давньогрецький філософ Геракліт. «Усе тече, все змінюється», — погоджується з ним народна мудрість. • Біогеоценоз, екосистема — це щось вічне, непорушне? • Наведіть приклади, коли ви спостерігали зміну біогеоценозів не під впливом діяльності людини, а під дією інших, внутрішніх причин. (Розширення яра і перетворення його на балку, заростання лісової дороги, заболочування озера) ІІІ. Вивчення нового матеріалу. (Розповідь учителя з елементами бесіди) Цілісність і саморегуляція екосистем Природні екосистеми містять значну кількість видів живих організмів. Ці організми взаємодіють між собою, утворюючи єдину трофічну сітку. Усі організми в екосистемі пов’язані між собою. Хоча часто такий зв’язок є не прямим, а опосередкованим через інші види. Наприклад, дощові черви й непарні шовкопряди між собою напряму не пов’язані, але шовкопряди в разі масового розмноження виїдають листя дерев. Відповідно, листя не падає на ґрунт, що зменшує кормову базу для дощових червів. Разом усі організми екосистеми утворюють складну цілісну систему, яка перебуває в стані динамічної рівноваги. Тобто через зміну якогось із елементів системи інші елементи компенсують ці зміни й виправляють становище. Так, у разі масового розмноження якогось виду різко зростає чисельність хижаків і паразитів, які ним живляться, і досить швидко чисельність виду зменшується до нормальних величин. Така здатність системи відновлювати свій стан після його порушення називається саморегуляцією. Типи взаємодій організмів Велике значення для підтримки стабільності екосистеми мають різні форми взаємодії живих організмів. У біоценозах спостерігаються різні види симбіозу (форми співіснування двох видів). Найбільш поширеними формами взаємодії є конкуренція, хижацтво, мутуалізм, паразитизм та коменсалізм. Кожен з видів живих організмів пов’язаний з багатьма іншими видами. Навіть на прикладі людини можна продемонструвати всі можливі варіанти взаємодії. Наприклад, людина конкурує зі шкідниками сільського господарства за харчові ресурси. А міські ластівки по відношенню до людини є ко-менсалами, бо використовують будинки для розміщення своїх гнізд. Форми взаємодії живих організмів у екосистемах Форма взаємодії Опис форми Приклади Мутуалізм Взаємовигідне співіснування двох видів Мурахи й попелиці. Відносини термітів та мікроорганізмів їхнього кишечнику, які забезпечують розщеплення целюлози в травному тракті Паразитизм Співіснування двох видів, за якого один вид використовує інший як середовище існування і джерело харчування Гусінь та личинки їздців. Паразити людини, як зовнішні (воші, клопи), так і внутрішні (аскарида, гострик, ціп'яки, ехінокок) Коменсалізм Співіснування двох видів, за якого один вид використовує інший вид або житло іншого виду як середовище існування, але не завдає йому шкоди Кліщі, які харчуються шерстю, що випала, у норах гризунів Конкуренція Співіснування особин одного (внутрішньовидова конкуренція) або різних (міжвидова конкуренція) видів, за якого вони змагаються за ресурси середовища існування Боротьба самців за самок, конкуренція зебр і антилоп за траву, якою вони харчуються Хижацтво Тип відносин між популяціями двох видів організмів (хижака і жертви), за якого організми-хижаки харчуються організмами-жерт-вами, нападаючи на живу жертву Вовки й зайці, шпаки й комахи, дельфіни й риби Причини порушення стабільності екосистем Здатність до саморегуляції екосистем теж має певні межі. Якщо вплив якогось фактора є надто сильним, динамічна рівновага в екосистемі порушується. Це може призвести до руйнування екосистеми й вимирання багатьох видів. Причиною таких порушень може бути вплив будь-якого з екологічних факторів — абіотичного, біотичного чи антропогенного. Наприклад, виверження вулкана може просто знищити екосистему окремої території. Так, 1883 року виверження вулкана Кракатау знищило екосистему острова, на якому він розміщується. Біотичними факторами, які порушують рівновагу в екосистемах, часто ставали нові групи, які виникали в процесі еволюції. Так, виникнення голонасінних рослин призвело до того, що наприкінці палеозойської ери вони заселили значні площі суші, де не могли рости їхні попередники — спорові рослини — через нестачу вологи. Формування рослинного покриву і припинення ерозії призвело до різкого зменшення надходження мінеральних речовин до річок і морів. Це призвело до руйнації водних екосистем і масового вимирання організмів. Дія антропогенного фактора часто пов’язана із завезенням людиною в екосистему нових видів організмів. Наприклад, у давнину моряки часто залишали на островах кіз, щоб потім мати змогу поповнювати запаси м’яса, коли заходили на острів, але без контролю хижаків кози швидко розмножувалися й виїдали всю рослинність островів. У результаті острови перетворювалися на пустелі. Природні й штучні екосистеми Екосистеми, які розглядалися до цього, є природними. Вони виникли й розвивалися без участі людини. Людина й зараз е складовою частиною цих екосистем. Але вона також формує і власні екосистеми — штучні. Штучні екосистеми часто розглядають як окремий тип екосистем (агроценози). Вони створюються людиною й використовуються нею для господарських цілей. Існувати без підтримки людини такі екосистеми не можуть. У них переважають організми одного виду, і вони не здатні до саморегуляції. Регуляцію цих систем здійснює людина. Вона також постійно вилучає із систем речовини (коли споживає вирощену в них продукцію). Тому ці речовини доводиться постійно поновлювати (вносити добрива). ІV. Закріплення вивченого матеріалу. Завдання 1 Відповісти на питання: 1. Чому незначні впливи на екосистему не призводять до її руйнації? 2. Які типи взаємодії існують між організмами в екосистемах? 3. Під соснами у лісі трапляються молоді ялинки, але під ялинами ніколи немає молодих сосен. Чому? (Сосна – світлолюбна рослина, а ялина – тіньолюбна). 4. До яких наслідків може призвести повне знищення хижаків, які харчуються гризунами? (Швидко збільшиться кількість гризунів, що негативно вплине на посіви). 5. У Норвегії вирішили збільшити кількість куріпок. Для цього в районах їхнього гніздування знищили майже всіх хижаків. У перші роки їх чисельність швидко зросла, проте згодом знизилася і вони майже зникли. Чому? (Знищення хижаків призвело до збільшення чисельності птаха. Між ними почалася конкуренція за їжу і територію, швидко поширилися хвороби (бо хижаки завжди знищували слабкіших, хворих), що призвело до вимирання великої кількості куріпок). Завдання 2 «Стартовий капітал». Із запропонованих зв’язків системи виберіть: І варіант - зовнішні. ІІ варіант - внутрішні. Білка харчується горіхами. Лисиця полює на зайця. Ялина під час конкуренції витісняє березу. Сильний вітер зламує гілки дерев. Від сильного дощу у лісі вилягає трава. Зозуля підкидає свої яйця у чужі гнізда. Від нестачі світла у лісі гине сосна. Щороку у лісі людина насаджує молоді сосни. Гусінь об’їдає листя дерев. Ластівки знищують шкідливих комах у лісі. Завдання 3 «Стартовий капітал». Із запропонованих організмів складіть можливі харчові ланцюги (не менше 2). І варіант Зерно → ; ІІ варіант Водорості → Водорості Черепаха Зерно Лисиця Мальки риб Миша Гадюка Їжак Черви Мікроорганізми гниття. Щука. Людина. VІ. Домашнє завдання: опрацювати параграф, записати біологічний словник, вивчити терміни, скласти 2 ланцюга живлення детритного типу.