Современные проблемы экологии (популяционная физиология)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Утверждаю:
Директор Биологического института
_________________С.П. Кулижский
«_____»__________________2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ
«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ:
ПОПУЛЯЦИОННАЯ ФИЗИОЛОГИЯ»
Направление 020201 «Биология»
Магистерская программа 510603 «Зоология позвоночных»
Статус дисциплины: 992 ДНМ
(федеральный компонент)
Томск – 2009
Одобрено кафедрой _зоологии позвоночных и экологии
Протокол № 62 от «12» февраля 2009 г.
Зав. кафедрой ____________________
_Н.С. Москвитина__
Рекомендовано методической комиссией Биологического института
Председатель методической комиссии
М.В. Олонова
«______» ____________200__ г.
Рабочая программа по курсу «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ:
ПОПУЛЯЦИОННАЯ ФИЗИОЛОГИЯ» составлена на основе требований Государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению
(020201 – биология), утвержденного 10 марта 2000 г.
Общий объем курса 150 часов. Из них – лекционные 32 ч., практические – 12 ч.,
самостоятельная работа студентов – 90 ч. Экзамен во втором семестре. Общая трудоемкость
курса 3,8 зач. ед.
Составитель: Л.Б. Кравченко, доцент кафедры зоологии позвоночных и экологии
Рецензент: д.б.н., профессор М.П.Мошкин
I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цель спецкурса - получение студентами представлений о наиболее актуальных
и перспективных направлениях исследований в популяционной физиологии.
Задачами курса является знакомство с основными проблемами и вопросами,
стоящими перед современной зоологией в рамках расматриваемых
направлений, методами и подходами, используемыми для их решения, а также
последними результатами исследований
в каждой из областей.
Место курса - Входит в цикл дисциплин направления
Требования к освоению курса сводятся к следующему:
По окончании курса студент должен иметь представление о наиболее
актуальных и перспективных направлениях исследований в популяционной
физиологии. Иметь теоретическую базу и практические навыки, позволяющие
самостоятельно формулировать проблему и выбирать адекватные методы ее
решения в любом из рассмотренных направлений с использованием своего
объекта исследования.
.
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. История развития популяционных исследований в
зоологии: смещение в современных исследованиях акцентов в сторону
познания проксимальных и эволюционных (ультимативных) механизмов
поддержания популяционного гомеостаза.
Тема 2. ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗООЛОГИИ Понятие
конституционального, фагоцитарного и лимфоидного иммунитета. Основные
экологические проблемы, связанные с использованием иммунологического
подхода: Сезонная динамика иммунореактивности, как фактор динамики
численности; гипотеза иммунного гандикапа (стартовой форы); иммунитет и
демонстрации; иммунитет и агрессивность; иммунитет и гипотеза старения;
гипотеза компенсаторной иммуносупрессии; иммунитет и условия обитания;
иммунный статус, как фактор динамики природных очагов инфекций
Практическое занятие Методы оценки иммунитета, используемые в
современной полевой зоологии: оценка количества плазматических
антителобразующих клеток селезенки; определение титра антител; оценка
клеточного иммунитета по реакции гиперчувствительности замедленного типа.
Тема 3. ИЗУЧЕНИЕ ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ЖИВОТНЫХ В
ЗООЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ. Основные экологические проблемы,
решаемые с помощью данного подхода: участие гормонов стресса в
механизмах регуляции численности; гормональные механизмы размножения
(определение стратегии размножения (типа овуляции); гормональные
механизмы межсамцовых взаимодействий; причины репродуктивного успеха
самок; участие медиаторов мозга в формировании агрессивного и
субмиссивного поведения; гуморальная регуляция иммунитета.
Практическое занятие Методы прижизненной оценки гормонального статуса
животных с помощью измерения уровня гормонов в крови и экскретах (моча,
фекалии).
Тема 4. ИЗУЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОТОРНОЙ АСИММЕТРИИ
МОЗГА в зоологических исследованиях. Теоретические проблемы асимметрии:
в чем причина формирования преимущественно праворукого человечества?;
что обусловливает появление амбидекстрии и левшества?; какие механизмы
поддерживают определенное соотношение особей с различными латеральными
фенотипами? Возможные причины, обусловливающие право- или леворукость
– наследственные, травматические, социальные. Связь выявляемых сдвигов
латерального фенотипа в сторону синистральности с факторами среды. Связь
между моторной асимметрией и физиологическими показателями, в частности
с величиной гуморального иммунного ответа. Связь между знаком моторной
асимметрии и поведением. Видовые особенности моторной асимметрии.
Практическое занятие Методы используемые для оценки взаимоотношений
полушарий головного мозга: пробы для оценки функциональной асимметрии
зрения, слуха, пробы для оценки функциональной асимметрии рук и ног.
Тема 5. ИЗУЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И СОЦИАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
ПОПУЛЯЦИЙ ЖИВОТНЫХ. Оценка ширины и степени перекрывания
экологической ниши у животных. Три основные составляющие экологической
ниши:
пространственная;
временная;
и
трофическая.
Изучение
пространственной структуры популяций позвоночных животных. Понятия:
пространственная структура, участок обитания, территория. Видовые
особенности пространственной структуры популяций позвоночных животных;
их связь с экологическими особенностями (характером питания, уровнем
численности); динамика пространственной структуры (сезонная, межгодовая и
т. д.). Понятие социальной структуры, типы социальной структуры. Эволюция
социальной структуры у грызунов.
Практическое занятие Методы оценки ширины и степени перекрывания
экологических ниш. Методы изучения пространственной структуры популяций:
метод мечения и повторных отловов; метод радиоактивного мечения; метод
телеметрии. Картирование участков обитания. Обработка полученных данных:
способ оценки степени пространственного разобщения (или агрегированности)
особей.
Тема 6. МЕЖВИДОВЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ У ЖИВОТНЫХ.
Понятия: экологическое доминирование, этологическое доминирование.
Взаимосвязь между экологическим и этологическим доминированием.
Устойчивость вектора доминирования в различных природных и
экспериментальных ситуациях. Гипотеза «реверсии доминирования».
Механизмы, способствующие сосуществованию близких видов на одной
территории. Связь между доминированием и агрессией. Адаптивное значение
доминирования: адаптивность социальной системы доминантных рангов;
адаптивность поведенческих механизмов, обеспечивающих установление
доминантных связей; адаптивность статусов доминанта и подчиненного.
Факторы, компенсирующих подчиненное положение.
Практическое занятие Методы, используемые для определения
социального статуса особи и статуса вида: полевой эксперимент;
лабораторный эксперимент.
Тема 7. ФЕНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗООЛОГИИ. Кладистика
и фенетика. Геометрическая морфометрия, функциональная и
теоретическая морфология. Феногенетика и правило Астаурова.
Молекулярные эпигенетические процессы: структура и экспрессия генов;
псевдогены
и
мобильные
повторяющиеся
элементы
генома;
морфогенетические поля и эпигенетические процессы. Две фазы
фенетического исследования и соотношение понятий «изменчивость» и
«биоразнообразие» на популяционном уровне. Направленные адаптивные
перестройки эпигенетической системы и эффект «Болдуина-МорганаОсборна».
Практическое занятие Методы фенетических исследований. Математическая
обработка полученных результатов.
Примерная тематика рефератов для самостоятельной работы:
1.
III. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ
№
п/п
1
2
3
Наименование тем
Введение. Иммунологические
исследования в зоологии
Изучение гуморальной
регуляции животных в
зоологических исследованиях
Изучение функциональной
моторной асимметрии мозга у
животных
Всего
часов
Аудиторные
занятия (час.)
В том числе
практические
лекции
занятия
КРС
Само
стоя
тельная
работа
23
6
2
15
23
6
2
15
25
4
2
4
15
4
5
6
Изучение пространственной и
социальной структуры
популяции животных
Межвидовые взаимоотношения
у позвоночных
Фенетические исследования в
зоологии
итого
25
4
2
4
15
27
6
2
4
15
27
6
2
4
15
150
32
12
16
90
IV. ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Экзамен в 1 семестре
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная:
Дополнительная:
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ
1. История развития популяционных исследований в зоологии
2. Основные экологические проблемы, связанные с использованием
иммунологического подхода в зоологии
3. Сезонная динамика иммунореактивности, как фактор динамики численности
4. Гипотеза иммунного гандикапа (стартовой форы)
5. Иммунитет и демонстрации; иммунитет и агрессивность; иммунитет и
гипотеза старения
6. Гипотеза компенсаторной иммуносупрессии
7.Иммунитет и условия обитания; иммунный статус, как фактор динамики
природных очагов инфекций
8. Методы оценки иммунитета, используемые в современной полевой зоологии
9. Основные экологические проблемы, решаемые с помощью изучение
гуморальной регуляции животных
10. Участие гормонов стресса в механизмах регуляции численности;
гормональные механизмы межсамцовых взаимодействий
11. Гормональные механизмы размножения (определение стратегии
размножения (типа овуляции); причины репродуктивного успеха самок
12. Участие медиаторов мозга в формировании агрессивного и субмиссивного
поведения; гуморальная регуляция иммунитета.
13. Методы прижизненной оценки гормонального статуса животных
14. Теоретические проблемы моторной асимметрии; причина формирования
преимущественно праворукого человечества
15. Механизмы, поддерживающие определенное соотношение особей с
различными латеральными фенотипами
16. Связь латерального фенотипа с факторами среды
17. Связь между моторной асимметрией и физиологическими показателями
18. Связь между знаком моторной асимметрии и поведением
19. Видовые особенности моторной асимметрии
20. Методы используемые для оценки взаимоотношений полушарий головного
мозга:
21. Три основные составляющие экологической ниши. Методы оценки их
ширины и степени перекрывания
22. Изучение пространственной структуры популяций позвоночных животных
23. Видовые особенности пространственной структуры популяций
позвоночных животных
24. Динамика пространственной структуры (сезонная, межгодовая и т. д.)
25. Понятие социальной структуры, типы социальной структуры. Эволюция
социальной структуры у грызунов
26. Методы изучения пространственной структуры популяций
27. Межвидовые взаимоотношения у животных. Понятие доминирования.
28. Механизмы, способствующие сосуществованию близких видов на
одной территории.
29. Связь между доминированием и агрессией. Адаптивное значение
доминирования
30. Методы, используемые для определения социального статуса особи и
статуса вида
31. Фенетические исследования в зоологии. Кладистика и фенетика.
32. Молекулярные эпигенетические процессы
33. Две фазы фенетического исследования и соотношение понятий
«изменчивость» и «биоразнообразие» на популяционном уровне.
============================================================
VI. ЛИСТ ПЕРЕУТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
Дата
14.09.2009
№ протокола
кафедрального заседания
72
Подпись зав. кафедрой