Giáo trình về môn Sinh thái học

Sinh thái học là một trong những môn học cơ sở của sinh học, nghiên cứu về mối quan hệ tương tác giữa sinh vật với sinh vật và sinh vật với môn trường tồn tại của nó ở những mức độ tổ chức khác nhau, từ cá thể, quần thể đến quần xã sinh vật và hệ sinh thái. Những hiểu biết về sinh thái học xuất hiện rất sớm, ngay từ khi con người ra đời, song sinh thái học trở thành một khoa học thực sự chỉ trong khoảng hơn 100 năm qua. ở những ngày đầu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình về môn Sinh thái học Chương I. CÁC KHÁI NI ỆM CƠ ẢN CỦA SINH THÁI H ỌC Sinh thái h ọc là gì? Sinh thái h ọc là một trong nh ững môn h ọc cơ sở của sinh h ọc, nghiên c ứu về mối quan h ệ tương tác gi ữa sinh v ật với sinh vật và sinh v ật với môn trư ờng tồn tại của nó ở những mức độ tổ chức khác nhau, t ừ cá thể, quần thể đến quần xã sinh v ật và hệ sinh thái. Những hiểu biết về sinh thái h ọc xuất hiện rất sớm, ngay t ừ khi con ngư ời ra đời, song sinh thái h ọc trở thành một khoa h ọc thực sự chỉ trong kho ảng hơn 100 năm qua. ở những ngày đ ầu khi m ới ra đời, sinh thái h ọc tập trung s ự chú ý vào l ịch sử đời sống của các loài đ ộng, thực vật và vi sinh v ật. những hướng nghiên c ứu như thế được gọi là sinh thái h ọc cá thể (autoecology). Song, vào nh ững năm sau, nh ất là từ cuối thế kỉ thứ XIX, sinh thái học nhanh chóng ti ếp cận với hướng nghiên c ứu về cấu trúc và ho ạt động chức năng c ủa các b ậc tổ chức cao hơn như qu ần xã sinh vật và hệ sinh thái. Ngư ời ta gọi hướng nghiên c ứu đó là tổng sinh thái (synecology). Chính vì v ậy, sinh thái h ọc trở thành một “khoa h ọc về đời sống của tự nhiên…, v ề cấu trúc c ủa tự nhiên, khoa h ọc về cái mà s ự sống đang bao ph ủ trên hành tinh đang ho ạt động trong s ự toàn vẹn của mình” (Chvartch, 1975). So với lĩnh vực khoa h ọc khác, sinh thái h ọc còn rất non trẻ, nhưng do đư ợc kế thừa những thành t ựu của các lĩnh vực khoa h ọc trong sinh h ọc, hóa h ọc, vật lí học, khoa h ọc về trái đ ất, toán h ọc, tin h ọc nên đ ã đề xuất những khái ni ệm, những nguyên lý và ph ương pháp lu ận khoa, đủ năng l ực để quản lý mọi tài nguyên, thiên nhiên v à quản lý c ả hành vi c ủa con ngư ời đối với thiên nhiên. Sinh thái h ọc, do đó đã và đang có nh ững đóng góp c ực kì to l ớn cho sự phát tri ển của nền văn minh nhân lo ại, nhất là khi loài ngư ời đang bư ớc vào th ời đại của nền văn minh trí tu ệ, trong đi ều kiện dân số ngày m ột gia tăng, tài nguyên thiên nhiên b ị khai thác quá mạnh, môi trư ờng bị xáo trộn và ngày m ột trở nên ô nhi ễm. TA HI ỀU NH Ư THẾ NÀO LÀ MÔI TRƯ ỜNG? Mỗi loài sinh v ật kể cả con ngư ời, đều sống dựa vào môi trư ờng đặc trưng của mình, ngoài môi tr ường đó ra sinh v ật không th ể tồn tại được, chẳng hạn, cá sống trong môi trư ờng nước; chim thú s ống trong r ừng; trâu bò, s ơn dương, ng ựa vằn sống trên các th ảo nguyên… hơn n ữa, nếu môi trư ờng bị suy thoái thì sinh v ật cũng suy gi ảm về số lượng và ch ất lượng; môi trường bị hủy hoại như cháy r ừng tràm nguyên sinh v ừa qua ở U Minh ch ẳng hạn, sinh v ật cũng bị hùy ho ại theo. N ếu môi trư ờng được tái t ạo, dù sinh v ật có đư ợc phục hồi trở lại thì chúng c ũng không thể phát tri ển đa dạng và phong phú như khi s ống trong m ôi trường vốn có trư ớc đây của mình. Nh ư vậy, sinh thái h ọc hiện đại đã chỉ ra những khái niệm về sự thống nhất một cách bi ện chứng giữa cơ th ể và môi trư ờng. đương nhiên sinh v ật không ch ỉ chịu những tác đ ộng của môi trư ờng một cách b ị động mà chúng còn c hủ động trả lời lại những tác đ ộng đó b ằng các phản ứng thích nghi v ề hình thái, tr ạng thái sinh lí và các t ập tính sinh thái , nhằm giảm nhẹ hậu quả của các tác đ ộng, đồng thời còn cải tạo môi trư ờng theo hư ớng có l ợi cho các ho ạt động của mình. Để chứng minh cho nh ững vấn đề trên có th ể dẫn ra nhi ều ví dụ trong đ ời sống của sinh v ật. chẳng han, s ống trong nư ớc, các loài thú đ ều có dạng hình thoi; cổ được rút ng ắn nên đ ầu và thân tr ở thành m ột khối; vành tai ngoài m ất đi; da tr ần trơn láng; dư ới da có l ớp mỡ dày vừa có tác d ụng giảm trọng lượng thân v ừa có tác dụng chống rét, các chi bi ến thành bánh lái hay vây bơi. Nh ững động vật hằng nhiệt (nội nhiệt) có cơ ch ế riêng duy trì thân nhi ệt nhờ sự khép mở của lỗ chân lông đ ể giảm hoặc tăng lư ợng thoát hơi nư ớc trên bề mặt cơ thể, kéo theo nó chính là quá trình điều hòa nhi ệt độ. Những sinh v ật đẳng thẩm thấu cũng có c ơ chế riêng đ ể duy trì sự ổn định áp th ẩm thấu của riêng mình khi s ống trong môi trư ờng có áp su ất thẩm thấu khác v ới áp suất thẩm thấu trong cơ t hể. Những sinh v ật biến nhiệt (ngoại nhiệt), chẳng hạn, than732 l ằn vào bu ổi sáng thân nhi ệt thấp thường bò ra ph ơi nắng; khi thân nhi ệt cao, đ ạt được điều kiện cần thiết cho ho ạt động sống của mình, chúng l ại tránh n ắng, chuyển vào nơi râm mát. Vào nh ững ngày đầu đông, nh ững đàn chim phương b ắc có tập tính di cư, thư ờng vượt quãng đường hàng nghìn cây số bay về phương nam đ ể tránh rét. Khi mùa hè tr ở lại Bắc bán c ầu, chim l ại về phương b ắc để làm tổ và sinh s ản. Những loài sinh v ật khi cư trú t ại một nơi n ào đó còn làm cho môi tr ường biến đổi có lợi cho đ ời sống của mình và c ủa nhiều loài khác, ví d ụ, cây sống trên m ặt đất làm cho đ ất thay đ ổi cả đặc tính v ật lý và hóa h ọc khác, đ ồng th ời giữ ẩm, làm bi ến đổi cả vi khí h ậu của nơi sống; giun, chân kh ...