БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

11. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

11.5. Аутэкологическое исследование

Аутэкологическое исследование подразумевает изучение максимально возможного числа экологических факторов, взаимодействующих с единственным видом на протяжении всего его жизненного цикла. Цель работы — как можно более полное описание экологической ниши исследуемого вида. Чтобы собрать побольше материала, выбранный вид должен быть достаточно обычным. Вначале, как всегда, знакомятся с уже накопленными сведениями по этому виду. Одновременно намечаются направления будущей работы. Речь может идти, скажем, о проверке разноречивых данных предыдущих исследователей или о выяснении не затронутых ими моментов.

Обычно заранее составляют подробный перечень вопросов, на которые предполагается ответить. Как правило, для этого недостаточно ознакомления с опубликованными материалами, хотя и такое исследование вполне оправдано, особенно если касается работ, по тем или иным причинам мало известных ученому миру. Чаще же всего приходится проводить собственные наблюдения, измерения и эксперименты, причем на протяжении по меньшей мере целого года.

Ниже приведен образец вопросов, которые обычно ставят, если речь идет о животном.

1. Классификация. Как называется вид? К каким видам он ближе всего? Каковы черты его сходства и различия с близкородственными видами? Каково его полное таксономическое описание?

2. Местообитание. Где вид встречается? Каковы особенности абиотической среды обитания? Как меняются абиотические факторы на протяжении года?

3. Строение (морфология). Каковы характерные структурные признаки взрослой особи? Как варьируют его размеры и масса?

4. Движение. Как животное перемещается? Какие части тела участвуют в локомоции и каковы функции этих частей? Как эти части адаптированы к среде обитания?

5. Питание. Чем питается организм? Когда он питается? Сколько съедает? Как добывается и заглатывается пища? Какие особые механизмы способствуют заглатыванию? Обладает ли вид какими-либо необычными особенностями переваривания и всасывания пищи?

6. Дыхание. Где находятся газообменные поверхности? Как происходит газообмен? Сколько кислорода требуется организму?

7. Выделение. Каковы конечные продукты обмена? Как они выводятся из организма? Какими специальными органами выделения обладает организм?

8. Размножение. Раздельнополый ли это организм? Каковы внешние различия между самцами и самками? Существуют ли в половом поведении те или иные формы ухаживания? Существуют ли территориальность? Как происходит спаривание? Когда происходит спаривание? Как часто особи спариваются? Сколько гамет они образуют? Где происходит оплодотворение?

9. Жизненный цикл. Сколько времени длится эмбриональное развитие? Существует ли забота о потомстве, и если да, то в чем она выражается? Существуют ли личиночные стадии, и если да, то какие? В каком возрасте особи становятся половозрелыми? Какова типичная продолжительность жизни особи?

10. Поведение. Как организм воспринимает внешние раздражители? На какие из них он в основном реагирует? Как важнейшие органы чувств адаптированы к образу жизни? Какую роль играет научение? Как организм реагирует на других особей своего вида? Как вид реагирует на неблагоприятные погодные условия? Как общаются между собой особи этого вида?

11. Экология. Сколько особей в данной популяции? Какие еще виды населяют данное местообитание? Как они распределены в его пределах? Как связан этот вид с другими в пищевой цепи и в пищевой сети? Является ли он хозяином, паразитом или симбионтом? Какова его экологическая ниша?

Сходный набор вопросов возникает и в отношении цветкового растения. Естественно, они несколько иные.

1. Классификация. Как называется вид? Какие существуют его подвиды, разновидности и экотипы? Каковы черты сходства и различия с близкими видами? Каково его полное таксономическое описание?

2. Местообитание.

а) Эдафические (почвенные) факторы. Какова материнская порода? Каков тип почвенного профиля? Какова мощность каждого его горизонта? Какова влажность (полевая влагоемкость) почвы? Каково процентное содержание в ней органического вещества? Каков минеральный (механический) состав почвы? Каков ее pH? Каковы сезонные колебания уровня грунтовых вод, связанные с жизненным циклом и распространением данного растения?

б) Климатические факторы. Каковы экстремальные и средние температуры местообитания? Какова годовая норма осадков? Какова средняя влажность воздуха? Какова роза ветров? Сколько света получает растение?

в) Топографические факторы. Склоны какой экспозиции предпочитает вид? Предпочитает он открытые или защищенные места, горизонтальные или наклонные участки? Как зависит распространение вида от высоты над уровнем моря?

3. Строение (морфология). Насколько развита корневая система? Какого типа корневая система? Каков тип ветвления стебля? Сколько листьев на каждой ветви? Какой формы листья? Каковы колебания их длины и ширины? Какой высоты достигает растение?

4. Физиология. Какие пигменты присутствуют в листьях и лепестках? С какой стороны листа наиболее интенсивна транспирация? Как влияет на интенсивность транспирации темнота? Изменяется ли в течение суток содержание воды в листьях?

5. Размножение

а) Цветок. Сколько цветков образует растение? Сколько чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков, плодолистиков и какой они формы? Какова изменчивость окраски лепестков? Какие пигменты присутствуют в лепестках? Когда начинается цветение? Какова его продолжительность? Как происходит опыление? Какие существуют адаптации к агентам опыления (ветру, насекомым и др.)?

б) Плоды и семена. Как образуются плоды? Каково их строение? Сколько образуется семян в пересчете на один цветок? Как распространяются плоды и семена? На какое расстояние?

в) Вегетативное размножение. Как происходит вегетативное размножение? Какие органы в нем участвуют? С какой скоростью видовой клон колонизирует территорию?

6. Жизненный цикл. Какой тип семян образуется? Какие условия нужны для их прорастания? Когда они прорастают в природе? Какова всхожесть (процент прорастания) семян? С какой скоростью развиваются побеги? Каковы пространственно-временные пределы их роста? (Почему не все всходы достигают зрелости?)

7. Экология. Растут ли экземпляры поодиночке или группами (пятнами)? Каковы размеры пятен? Какие еще виды растут в том же местообитании? Насколько сильна конкуренция между изучаемым видом и окружающими его другими видами? Является ли вид паразитом, хозяином или симбионтом? Какова его взаимосвязь с животными в пищевой сети? Дает ли вид убежище или защиту животным? (если да, то каким именно и как?) Какова экологическая ниша вида?

Естественно, аутэкологически можно изучать не только цветковые, но и голосеменные растения, мхи, папоротники, водоросли, грибы и т. п. В зависимости от таксономической группы подбираются и вопросы, выясняемые исследователями.