CHƯƠNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC TRONG KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG SỰ SỐNG VÀ TIẾN HĨA CỦA SINH VẬT Sự sống có đặc thù bản: - Khả tái sinh - Khả trao đổi chất - Khả tăng trưởng theo thời gian - Khả thích nghi để phù hợp với MT sống - Sự tiến hóa cá thể quần thể sinh vật Sự tiến hóa sinh vật hình thành theo chế: Biến dị di truyền chọn lọc tự nhiên Theo mức độ tiến hóa sinh vật TĐ chia thành giới: + Giới đơn bào (Monera): xuất khoảng tỷ năm trước tảo lam,vi khuẩn + Giới đơn bào (Protista) lỵ,amip + Giới nấm + Giới thực vật + Giới động vật streptococcus Tảo lam Escherichia coli CẤU TRÚC SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT: Sinh Sinh đới Hệ sinh thái Cá thể sinh vật Quần xã, quần thể sinh vật  Sinh quyển: toàn dạng vật sống, tồn bên trong, bên phía trái đất lớp vỏ sống TĐ, có thể sống HST hoạt động  Sinh đuợc chia thành vùng đặc thù khí hậu, hệ động thực vật kiểu đất gọi sinh đới Mỗi kiểu sinh đới có diện tích rộng hàng triệu km2 Trên Trái đất có khoảng 12 sinh đới Khơng gian sinh đới xác định nhiệt độ, lượng mưa phong phú loài động thực vật.Trong sinh đới, tồn hệ sinh thái ổn định tương tác phức tạp với - Hầu hết sinh vật sử dụng nitơ khơng khí, sử dụng nitơ dạng nitrat (NO3-) nitrit (NO2-) - Nếu nitơ, protein acid nucleic khơng thể tổng hợp thể động vật, thực vật người Chu trình nitơ gồm bước:  Bước : Cố định nitơ: chuyển đổi nitơ (N2) thành NH3 mà sinh vật sử dụng Bước thực nhờ VK sống MT đất nước: Azotobacter, Clostridium, khuẩn lam, VK cộng sinh nốt sần họ đậu Rhizobium  Bước 2: nitrat hóa: biến NH3 thành NO3- Quá trình thực theo bước:bước thứ biến NH3 thành NO2, nhờ Nitrosomonas Nitrococcus, sau NO2- oxy hóa thành NO3- nhờ Nitrobacter  Bước 3: Đồng hóa: rễ TV hấp thụ NO3- NH4+ đưa dạng nitơ vào cấu tạo protein thực vật axit nucleic Khi ĐV tiêu thụ mơ TV, chúng đồng hóa nitơ cách biến đổi hợp chất nitơ TV sang dạng nitơ ĐV  Bước 4: Amon hóa: Cơ thể SV đào thải ure axit uric Các chất với hợp chất nitơ chứa xác SV chết, bị phân hủy giải phóng NH3 vào MT Sự biến đổi nhờ VK dị dưỡng Actinomyces NH3 sẵn sàng cho qt nitrat hóa đồng hóa  Bước 5: Phản nitrat hóa: Là qt khử nitrat NO3- thành N2 nhờ VK Pseudomonas, Escherichia Những VK có hoạt động ngược lại với hoạt động VK cố định nitơ nitrat hóa Chu trình phospho - Chu trình tuần hồn phospho chu trình khơng hồn hảo Phospho chất sinh chất có sinh vật cần cho tổng hợp chất acid nucleic, chất dự trữ lượng ATP, ADP - Nguồn dự trữ phospho: thạch dạng hỏa nham, có sinh - Sự thất thoát phospho trầm tích sâu chuyển vào đất liền (do người đánh bắt cá chim ăn cá …) - Hiện nay, phospho khâu yếu mạng lưới dinh dưỡng Với gia tăng nhu cầu sử dụng phospho, xói mịn (do đốt phá rừng), nguồn dự trữ phospho có nguy cạn dần Tương tác quần thể sinh vật Tác động quần thể đến quần thể Tác động quần thể đến quần thể + Trung lập Lợi bên Hạn chế + Lợi bên Cộng sinh Thú - mồi Hạn chế Ký sinh Cạnh tranh - Quan hệ trung lập : xác lập mối quan hệ loài sinh vật sống bên cạnh nhau, loài không làm lợi gây hại cho phát triển số lượng loài - Quan hệ lợi bên : hai loài sinh vật sống chung địa bàn, loài thứ lợi dụng điều kiện lồi thứ hai đem lại khơng gây hại cho loài thứ - Quan hệ ký sinh: quan hệ loài sinh vật sống dựa vào thể sinh vật chủ với vật chủ, gây hại giết chết vật chủ giun, sán thể động vật người - Quan hệ thú mồi : quan hệ loài thú ăn thịt lồi mồi nó, sư tử, hổ loài động vật ăn cỏ sống đồng cỏ - Quan hệ cộng sinh : quan hệ loài sinh vật sống dựa vào nhau, lồi đem lại lợi ích cho lồi ngược lại Ví dụ tảo địa y, - Quan hệ cạnh tranh: quan hệ hay nhiều loài sinh vật, cạnh tranh với nguồn thức ăn không gian sống Sự cạnh tranh mạnh mẽ chúng dẫn tới việc lồi tiêu diệt loài - Quan hệ hạn chế: quan hệ loài sinh vật, loài thứ đem lại lợi ích cho lồi lồi thứ hai phát triển lại hạn chế phát triển loài thứ Sự phát triển tiến hóa HST:  Sự phát triển HST TN tiến triển theo quy luật chung trì gia tăng độ trật tự cấu trúc HST Từ HST có lồi tiến tới HST có nhiều nhóm lồi SV, xếp theo cấu trúc nhiều tầng  Sự phát triển HST quần xã SV từ mức sang mức khác gọi diễn ST Có loại DTST: DT nguyên sinh, DT thứ sinh  Diễn nguyên sinh: Xảy mà khởi đầu chưa tồn quần xã SV VD: bề mặt tảng đá vừa bị vỡ, đất bồi ven biển, ven sông, nham thạch núi lửa vừa hình thành Nhóm SV phát tán đến phát triển tạo thành quần xã tiên phong sau có lồi khác phát triển  Diễn thứ sinh: Xảy mà trước tồn quần xã SV, bị tiêu diệt VD: Sau chặt phá rừng làm nương rẫy, canh tác thời gian bỏ hoang hóa, cỏ dại mọc, đến cỏ ngựa, trảng bụi, rừng thông rừng sồi Tác động người lên HST: Con người sinh vật HST, có số lượng lớn khả hoạt động nâng cao nhờ KHKT Trong thời đại ngày nay, tác động người lên HST lớn chia sau: - Tác động vào chế tự ổn định, tự cân hệ sinh thái - Tác động vào cân chu trình sinh địa hóa tự nhiên  Tác động vào cân sinh thái: - Săn bắn mức, đánh bắt mức, gây suy giảm chí làm biến số loài gia tăng cân sinh thái - Săn bắt loài động vật quý : hổ, tê giác, voi, dẫn đến tiệt chủng nhiều loại động vật quý - Chặt phá rừng tự nhiên lấy gỗ, làm nơi cư trú động thực vật - Lai tạo loài sinh vật làm thay đổi cân sinh thái tự nhiên - Đưa vào HST tự nhiên hợp chất nhân tạo mà sinh vật khả phân hủy  Tác động vào cân chu trình sinh địa hóa tự nhiên - Con người sử dụng lượng hóa thạch, tạo thêm lượng lớn khí CO2, SO2, Thí dụ , năm người tạo thêm 550 tỷ CO2 đốt loại nhiên liệu hóa thạch Nguồn chất thải bổ sung vào khí làm thay đổi cân sinh thái tự nhiên Trái đất , dẫn tới việc thay đổi chất lượng quan hệ thành phần MT tự nhiên - Thay đổi cải tạo HST tự nhiên ... Quần xã sinh vật tập hợp quần thể phân bố vùng sinh cảnh định 3 Chuỗi thức ăn Dòng lượng suất sinh học hệ sinh thái  Hiệu suất sinh thái: Chu trình tuần hồn sinh địa hóa Chu trình Carbon - Các. .. ĐẤT: Sinh Sinh đới Hệ sinh thái Cá thể sinh vật Quần xã, quần thể sinh vật  Sinh quyển: toàn dạng vật sống, tồn bên trong, bên phía trái đất lớp vỏ sống TĐ, có thể sống HST hoạt động  Sinh. .. đới, tồn hệ sinh thái ổn định tương tác phức tạp với  Đặc điểm chủ yếu sinh đới Trái đất sau:  Sinh đới tundra  Sinh đới đỉnh núi cao  Sinh đới rừng Rừng nhiệt đới Rừng ôn đới  Sinh đới thảo