2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов


Скачать 234.1 Kb.
Название2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов
Дата публикации04.04.2013
Размер234.1 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Биология > Документы
ТЕМА 2. АУТЭКОЛОГИЯ (ОРГАНИЗМ И СРЕДА)

1. Понятие среды обитания живых организмов.

Среда – это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д.

Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком, его деятельностью. При этом одни элементы могут быть необходимы организму, другие почти или полностью безразличны для него, третьи оказывают вредное воздействие. То есть организм всегда существует не в каком-то изолированном пространстве, а всегда в каких-то конкретных условиях среды. Этих условий огромное количество, они постоянно оказывают на организм воздействие, а сам этот организм может существовать не где угодно, а только там, где условия среды дают ему возможность существовать. Например, вы сидите в данной аудитории и на вас сейчас воздействут множество факторов среды: содержание кислорода, температура, влажность воздуха, магнитное поле Земли. В других средах значение этих фактороы было бы другим и вы либо вообще не смогли бы там выжить (под водой, высоко в горах – воздух, Антарктида - температура), либо чувствовали бы себя значительно хуже (тропический лес – влажность воздуха, множество всяких паразитов). Точно так же и растения с дивотными – для одних комфортными условиями среды является условия, созданные в болотах, для других – в пустынях, для третьих – в лесах умеренного пояса и так далее.

Главная и важная закономерность в системе «среда-организм» – это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Облик нашей планеты был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и др.). Указанная закономерность системы «среда-организм» была сформулирована В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания: жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов. Из данного закона следует эволюционно-экологический принцип, согласно которому вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.

Воздействие вида на среду эволюционно возрастает, что является важной экологической закономерностью. Согласно ей, любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами.

Условия жизни на земле очень разнообразны. Поэтому выделяется несколько сред жизни (слайд) наземно-воздушную, водную, почвенную и живые организмы. Каждая из этих сред представляет собой очень сложную систему с многочисленными взаимодействующими друг с другом элементами, комплексно влияющими на обитающие в этой среде организмы. Поэтому при наиболее общем подходе в каждой из сред можно выделить следующие компоненты: абиотический компонент (неживой) – вода, воздух, температура и пр., биотический компонент (живые организмы) и антропогенный компонент, то есть та часть среды, которая создана или изменена в результате деятельности человека. Поскольку деятельность человека давно уже сопоставима или превосходит по силе природные процессы, то целессообразно, результаты этой деятельности выделять в отдельный компонент среды.
В процессе длительного исторического развития живой материи и формирования все более совершенных форм живых существ организмы, осваивая новые места обитания, распределились на Земле соответственно ее минеральным оболочкам – гидросфере, литосфере, атмосфере и приспособились к существованию в строго определенных условиях. Первой средой жизни стала вода. Именно в ней возникла жизнь. По мере исторического развития организмы начали заселять наземно-воздушную среду. В результате появились наземные растения и животные, которые эволюционировали, адаптируясь к новым условиям существования. В процессе функционирования живого вещества на суше поверхностный слой литосферы постепенно преобразовался в почву. Ее стали заселять водные и наземные организмы, создавая специфический комплекс обитателей. Некоторые низкоорганизованные животные и все растения попадают в свою среду обитания пассивно и выживают, если они к ней приспособлены. Большинство же животных активно выбирают подходящую им среду или даже иногда сами ее создают (например, бобры строят плотины для повышения уровня воды).

Рассмотрим среды подробнее:

1. Водная среда. Вода покрывает 71% площади земного шара. В водной среде обитает около 150 000 видов животных и 10 000 растений, что составляет соответственно всего 7 и 8 % от общего числа видов Земли. На основании этого был сделан вывод о том, что на суше эволюция шла намного интенсивнее, чем в воде.

Характерной чертой ее является подвижность – она ясно выражена в проточных, быстро текущих реках, ручьях и даже в стоячих водоемах это имеет место. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы; в озерах вода перемещается по вертикали и по горизонтали под действием ветра и температуры. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами. Так как наибольшей плотностью вода обладает при 4° С, а при замерзании расширяется, то зимой лед образуется лишь сверху, основная же толща воды не промерзает, что обеспечивает сохранение жизни в водоемах подо льдом. Воде свойственны значительная плотность (в 800 раз больше, чем воздушной среды), вязкость. На растениях эти особенности сказываются в том, что у них слабо или совсем не развивается механическая ткань, поэтому стебли их очень эластичны и легко изгибаются. Очень большое значение для водных организмов имеют химический состав растворённых элементов, кислотность, температура, содержание кислорода (в отличие от температуры, колебания которой гораздо меньше, чем на суше, колебания содержания кислорода значительны). Приспособления животных к существовани. В условиях водной среды на слайде.

2. Наземно-воздушная среда. Главной особенностью является то, что организмы, обитающие здесь, окружены воздухом, который представляет собой смесь газов. Воздух как экологический фактор характеризуется постоянством состава – азота в нем содержится 78,08%, кислорода – около 20,9%, аргона – около 1%, углекислого газа – 0,03%. Постоянно идут два процессы – дыхание (в рузельтате которого поглощается кислород и выделяется углекислый газ) и фотосинтез – наоборот. Кислород появился на Земле примерно 2 млрд. лет назад, когда происходило формообразование поверхности нашей планеты при активной вулканической деятельности. Постепенное увеличение содержания кислорода происходило в течение последних 20 млн. лет. Главную роль в этом играло развитие растительного мира суши и океана. Действующие в наземно-воздушной среде экологические факторы отличаются рядом специфических особенностей: свет здесь по сравнению с другими средами интенсивнее, температура претерпевает более сильные колебания, влажность значительно изменяется в зависимости от географического положения, сезона и времени суток. Воздействие почти всех этих факторов тесно связано с движением воздушных масс – ветра. Значение воздуха:

1. Участвует в формровании температурного режима и режима влажности.

2. Оказывает механическое воздействие на организмы (сильные ветры искривляют кроны).

3. Ветер изменяет интенсивность транспирации у растений (Это особенно сильно проявляется при суховеях, иссушающих воздух и часто вызывающих гибель растений)

4. Опыляет ветроопыляемые растений

5. Участвует в расселении растений и животных

6. Атмосфера способствует сохранению на планете тепла, которое в противном случае рассеивалось бы в холоде космического пространства.

7. Формирует озоновый слой, предохраняющий поверхность Земли от жёсткого УФ-излучения, что обеспечивает сохранение жизни на суше.

3. Почвенная среда обитания. Представляет собой совокупность выветренной материнской породы, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Для почвенный организмов значительную роль играет почвенная влага, температура почв, которая может следать почвенную влагу недоступной (например, Растения даже на влажных почвах могут испытывать дефицит воды, когда низкая температура почвенного покрова, другие неблагоприятные условия препятствуют нормальному функционированию корневой системы. Так, на сфагновых болотах, несмотря на большое количество влаги, вода оказывается недоступной для многих растений из-за высокой кислотности почвы, плохой аэрации ее и наличия токсических веществ, нарушающих нормальную физиологическую функцию корневой системы), солёность почв (то же самое, высокая солёность делает воду недоступной и почва считается, как в в предыдущем примере, физиологически сухой), минеральные вещества почв (из которых растений формируют свои ткани), органическое вещество почв (пища для животных)

4. Живые организмы как среда жизни. Для растений и животных, ведущих симбиотический или паразитический образ жизни, организм, на котором или в котором они поселяются, является специфической средой жизни

Термин «симбиоз» означает «совместная жизнь». Различают несколько типов симбиоза, которые будут рассмотрены далее. При паразитизме многие паразиты почти полностью утратили связь с внешним миром – все их стадии проходят в организме хозяина (малярийный плазмодий, трихина спиральная). В процессе эволюции между паразитами и их хозяевами возникли сложные взаимоотношения. Паразит не только зависит от хозяина, но и влияет на него. У хозяина в результате вырабатываются самые различные защитные реакции. Паразиты, в свою очередь, приспосабливаются к этим реакциям, и, таким образом, процесс взаимного приспособления паразита к хозяину и, наоборот, хозяина к паразиту, осуществляется постоянно. Паразитизм как форма межвидовых отношений, которые сформировались на основе пищевых и пространственных связей организмов, не представляют собой резко обособленного явления в природе. С паразитизмом тесно переплетены другие формы биотических отношений: различные формы симбиоза животных с животными, растений с растениями и животных с растениями.
4 названные среды, разумеется, также чрезвычайно разнообразны. Например, назмно-воздушная среда включает и высокогорья, и степи и леса, тропические и умеренного пояса, и пустыни, и муссонные леса, и болота, и тайгу, и тундру, и тропические коралловые острова и т.д., водная среда включает многочисленные реки и озёра, имеющие совершенно разные характеристики в разных широтах и природных зонах, почвы опять же весьма разнообразны. Но каждый вид живых организмов приспособлен к существований только в определённом диапзоне условий среды. В связи с этим введено понятие «местообитание».

Местообитание – это среда жизни организмов, сравнительно однородная, пространственно ограниченная совокупность абиотических и биотических факторов среды. То есть местообитание – это территория, относительно однородная, где наблюдается определённая совокупность условий среды. Например, отдельно болото представляет собой местообитание: там сложилась определённая совокупность условий среды. И пока продолжается болото, условия среды принципиально не меняются, соотвественно, продолжается данное местообитание. К этому местообитанию приспособлены определённые виды растений и животных (болотные виды). Когда болото заканчивается, и начинается лес, условия среды меняются значительно, одна совокупность условий, характерная для болот (влажность, температура, тип почв и т. д.), сменяется другой совокупностью условий, характерной для лесов. Соотвественно, одно местообитание сменяется другим, в котором будут уже обитать лесные виды.
^ 2. Экологические факторы и закономерности их действия

Вот как я уже говорил, организм существует в какой-то определённой среде, эта среда характеризуется большим количством условий и характеристик, которые в той или иной степени воздействуют на находящийся в ней организм. Такие условия среды называют экологическими факторами.

Экологический фактор — это любой элемент или условие среды, оказывающее влияние на живые организмы, на которые они реагируют приспособительными реакциями Экологической фактор – это одно из главных понятий в аутэкологии, поэтому синонимом её является факториальная экологии.

То есть исходя из определения, экологическим фактором является не вообще любой компонент среды, а только тот, который влияет на живые организмы. Если он не влияет на организм, то не считается и экологическим фактором. Как можно определить, влияет ли компонент среды на организм? По реакции организма на него. Реакции нет – нет и влияния.

Соответственно для существования живых организмов необходим определённый набор экологических факторов и определённый их диапазон. Для каждого живого организма этот диапазон индивидуален. Широта экологической амплитуды по отношению к разным факторам бывает различной. Например, некоторые растения могут быть приурочены к узкому диапазону температур, но к широкому диапазону солености. В связи с этим введено понятие экологической амплитуды.

Экологическая амплитуда – это пределы приспособляемости вида живых организмов к изменяющимся условиям среды. Она показывает тот участок всех возможных значений экологического фактора, в пределах которого может существовать данный вид.

Действие экологических факторов на организм подчиняется определенным закономерностям (слайд).

Существенное значение в воздействии экологических факторов на организмы имеет их интенсивность. Для каждого экологического фактора существует благоприятная интенсивность воздействия, называемая зоной оптимума. При такой интенсивности действия фактора наблюдаются наилучшие условия для жизнедеятельности организмов. Хорошо известны, например, оптимальные температуры цветения, плодоношения, прорастания, икрометания, размножения многих видов. В зависимости от того, какой уровень оптимума наиболее приемлем для видов, среди них различают тепло- и холодолюбивые, влаго- и сухолюбивые, приспособленные к высокой или низкой солености. Чем больше доза фактора отклоняется от оптимальной для данного вида величины, тем сильнее угнетается его жизнедеятельность. Интенсивность экологического фактора, дающая наихудший эффект, приходится на зону угнетения (пессимума). В этом случае организм еще может существовать. Вместе с тем, есть крайние границы его существования, действия того или иного фактора (минимум и максимум). Минимальное и максимальное значения какого-либо фактора – это крайние точки, за пределами которых существование организмов невозможно

Оптимальной температурой развития личинок комнатной мухи является +36° С, понижение и повышение температуры влияет на развитие, жизнедеятельность – при температуре +16° С развитие практически прекращается, а при температуре свыше 43° С личинки и куколки мухи погибают.
Каждый организм существует в условиях действия множества факторов. Для каждого из этих фактором имеется свой оптимум, своё значение, максимально благоприятное для организма. Естественно, что практически невозможно найти то местообитание, которое бы характеризовалось оптимальными значениями для организма всех фактором. И даже если для одного организма с трудом такое местообитание можно найти, то для других организмов, обитающих в том же местообитании, значения экологических факторов будет в той или иной степени отдалено от оптимума. Если какой-либо из экологических факторов, составляющих условия существования, в наибольшей степени удалён от оптимума, находится в зоне угнетения, то он ограничивает действие остальных факторов (сколь бы благоприятны они ни были) и определяет конечный результат действия среды на организмы. То есть как бы ни было благоприятно действие остальных факторов на организм, но если есть хотя бы один фактор, которых находится в пессимуме, то именно он будет ограничивать развитие организма.

Так, распространение многих видов на север ограничивает недостаток тепла (несмотря на то, что другие факторы могут быть благоприятны), а на юг – недостаток влаги, и эти факторы являются ограничивающими.
Эта закономерность получила название «Закон ограничивающего фактора». Он был открыт в 1840 году (ещё до появления экологии) немецким агрохимиком Юстасом Либихом. «Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальные значения (наиболее удаленные от оптимума), в максимальной степени ограничивают возможность существования вида в данных условиях, несмотря на оптимальное соотношение остальных факторов среды». Это фактор называется лимитирующим (ограничивающим). Например, если вам создать все благоприятные условия, кроме содержания кислорода, которе будет пониженным, то долго никто не проживёт. Соотвественно, данный фактор (содержание кислорода) будет лимитирующим и ограничит ваше развитие. Если же кислорода создать достаточно, по переместить вас на Южный полюс, то случится то же самое и уже фактор температуры будет лимитирующим и т. д.

С законом лимитирующего фактора тесно связаны два других закона – закон минимума Либиха и закон толерантности Шеффилда.

Ю. Либих изучал влияние разнообразных факторов на рост растений и установил, что урожай зерна часто лимитируется не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах, например, как двуокись углерода и вода, а теми, которые требуются в малых количествах (например, бор), но которых и мало в почве. Ю. Либих выдвинул принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай». Этот принцип получил широкую известность как закон минимума Ю. Либиха. Согласно этому закону относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем больше он находится по сравнению с другими факторами в минимуме

Изучая различное лимитирующее действие экологических факторов (таких как свет, тепло, вода) американский зоолог Виктор Эрнест Шелфорд (1877–1968), пришел к выводу, что лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток факторов. В экологию такое положение вошло как закон толерантности В. Шелфорда, сформулированного им в 1913 году. Он гласит: «лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия». Под ограничивающим фактором понимают фактор, уровень которого в качественном и количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма.

Правило оптимума. В соответствии с этим правилом для экосистемы, организма или определенной стадии его раз­вития имеется диапазон наиболее благоприятного (опти­мального) значения фактора. За пределами зоны оптимума ле­жат зоны угнетения, переходящие в критические точки, за которыми существование невозможно

Как уже говорилось, для каждого вида по каждому экологическому фактору существует оптимальный оптимум. Кроме того, все виды различаются между собой по тому диапазону фактора, которые они способны перенести, то есть по экологической амплитуде, по пределу выносливости. Одни виды могут существовать только в узком диапазоне какого-либо фактора (например, ряска может обитать только во влажных местообитаниях), другие могут выдержать весьма широкий диапазон факторов (например, сосна обыкновенная обитает и в сухих почвах и на болотах)

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности (выносливости) в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого. Если условия по одному из экологических факторов не оптимальны для вида, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам. Например, при лимитирующем содержании азота снижается засухоустойчивость злаков; при низком содержании азота для предотвращения увядания растений требуется больше воды, чем при высоком его содержании. Многие факторы среды часто становятся лимитирующими в период размножения, который является обычно критическим для выживания организмов. Пределы толерантности для размножающихся особей обычно уже, чем для не размножающихся взрослых растений или животных. Они также уже для яиц, эмбрионов, личинок, проростков.

Чтобы выразить степень выносливости, в экологии существует ряд терминов, в которых используют приставки стено- (узкий) и эври- (широкий). Так, есть стенотермный – эвритермный (в отношении температуры), стенофагный – эврифагный (в отношении пищи), стенобатный – эврибатный (в отношении давления) организмы.

Виды, которые выдерживают значительные отклонения от оптимальных значений разных факторов, обладают широким диапазоном выносливости и живут в различных, порой резко отличающихся друг от друга условиях среды, называются эврибионтными. Такие виды являются широко распространенными. Например, лисица относится к эврибионтным организмам, так как она обитает от лесотундры до степи, питаясь и животной, и растительной пищей. Но есть организмы стенобионтные, узко приспособленные, не переносящие резких колебаний температуры, влажности и т. д. Бегемот и буйвол – животные только районов высокой влажности и температуры. Таковы почти все растения влажных тропических лесов. Икра гольца развивается при температуре 0–12° С с оптимумом около 4° С, а икра лягушки развивается при температуре 0–30° С с оптимумом около 22° С. Значит, в первом случае можно говорить о стенотермности, а во втором случае – об эвритермности. Как видно, для каждого организма и в целом для вида есть свой оптимум условий. Он неодинаков не только для разных видов, находящихся в различных условиях, но и для отдельных стадий развития одного организма. Для каждого вида характерна и степень выносливости, например, растения и животные умеренного пояса могут существовать в довольно широком температурном диапазоне, виды же тропического климата не выдерживают значительных колебаний ее. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность, тем шире диапазон его толерантности (выносливости). Экологически непластичные, то есть маловыносливые виды, являются стенобионтными, более выносливые – эврибионтными. Стенобионтность и эврибионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительно развивавшиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, в то время как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными, то есть видами с широким диапазоном толерантности

Гипотеза компенсации (замещения) экологических факторов отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован каким-либо другим близким(аналогичным) фактором. Организмы не являются «рабами» физических

факторов (условий среды): они сами и приспосабливаются, и изменяют условия среды так, чтобы ослабить лимитирующее влияние тех или иных факторов.

В качестве примеров компенсации действия одного фактора другим можно привести следующие: утки, оставшиеся зимовать в умеренных широтах, недостаток тепла возмещают обильным питанием; бедность почвы во влажном экваториальном лесу компенсируется быстрым и эффективным круговоротом веществ; в местах, где много стронция, моллюски могут заменять в своих раковинах кальций стронцием. Однако, несмотря на частичную заменяемость экологических факторов, ни один из них не может быть полностью заменен другим. Каждый из экологических факторов является незаменимым. Так, недостаток тепла нельзя заменить обилием света, а минеральные элементы, необходимые для питания растений, – водой.

Таким образом, для жизни организма необходима совокупность экологических факторов, каждый из которых имеет определенную интенсивность. Факторы среды действуют на организмы совместно и одновременно. Присутствие и процветание организмов в том или ином местообитании зависят от целого комплекса условий. Человек, действуя на окружающую среду, создает в ней новые экологические факторы, действие которых может превысить возможности организмов поддерживать существование. Выявление лимитирующих (ограничивающих) факторов и устранение их ограничивающего действия или оптимизация среды для организмов составляет важную практическую задачу в рациональном использовании природных ресурсов.
^ 3. Абиотические факторы.

Абиотические (от греч. – безжизненные) – это компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. В соответствии с имеющейся классификацией выделяют следующие абиотические факторы:

  • климатические (солнечная радиация, свет и световой режим, температура, влажность, атмосферные осадки, ветер, давление и др.),

  • эдафические (почвенные) механический и химический состав почвы, влагоемкость, водный, воздушный и тепловой режим почвы, уровень грунтовых вод и др.,

  • орографические или топографические (рельеф (относится к косвенно действующим экологическим факторам, так как непосредственного влияния на жизнь организмов не оказывает); экспозиция (расположение элементов рельефа по отношению к странам света и господствующим ветрам, приносящим влагу); высота над уровнем моря),

  • гидрографические (водная среда) – факторы водной среды (солёность, температура, содержание кислорода, содержание органического вещества и др.),

  • химические (газовый состав атмосферы, солевой состав воды).

Одними из важнейших абиотических факторов являются свет, температура, влажность.

Свет. Солнечное излучение служит основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. По отношению к свету различают следующие экологические группы растений: светолюбивые (световые), тенелюбивые (теневые), теневыносливые. Тенелюбивые растения не выносят сильного освещения и живут под пологом леса в постоянной тени. Это в основном лесные травы. Теневыносливые растения могут жить при хорошем освещении, но легко переносят и некоторое затенение. К ним относится большинство растений лесов. Светолюбивые растения – это в основном растения лугов и других открытых пространств. Свет является условием ориентации животных. Среди животных различают дневные, ночные и сумеречные виды. Световой режим оказывает влияние и на географическое распространение животных. Так, определенные виды птиц, млекопитающих летом поселяются в высоких широтах с длинным полярным днем, а осенью, когда день сокращается, мигрируют или откочевывают на юг.

Температура. Одним из важнейших экологических факторов. Она определяет уровень активности организмов, влияет на обменные процессы, размножение, развитие, другие стороны их жизнедеятельности. От нее зависит распространение организмов. Следует отметить, что в зависимости от температуры тела, выделяют пойкилотермные и гомойотермные организмы. Пойкилотермные организмы (от греч. – различный и тепло) – это холоднокровные животные с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды. К ним относятся все беспозвоночные, а из позвоночных – рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Их температура тела, как правило, выше температуры внешней среды на 1–2° С или равна ей. При повышении или понижении температуры среды за пределы оптимальных величин эти организмы впадают в оцепенение или гибнут. Отсутствие совершенных терморегуляционных механизмов у пойкилотермных животных обусловлено относительно слабым развитием нервной системы и низким уровнем обмена веществ по сравнению с гомойотермными организмами. Гомойотермные организмы – теплокровные животные, температура которых более или менее постоянна и, как правило, не зависит от температуры окружающей среды. К ним относятся млекопитающие и птицы, у которых постоянство температуры связано с более высоким по сравнению с пойкилотермными организмами уровнем обмена веществ. Кроме того, у них существует термоизоляционный слой (оперение, мех, жировой слой). Температура их относительно высокая: у млекопитающих она составляет 36–37° С, а у птиц в состоянии покоя – до 40–41° С.

Приспособления у растений, сглаживающие вредное влияние высоких и низких температур:

  • интенсивность транспирации (при понижении температуры испарение воды через устьица протекает менее интенсивно и в результате уменьшается теплоотдача и, наоборот);

  • накопление в клетках солей, изменяющих температуру свертывания плазмы,

  • свойство хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей.

  • накопление у морозоустойчивых растений в клетках сахара и других веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока, делает растение более выносливым и имеет большое значение для их терморегуляции.

Влияние теплового режима прослеживается и у животных:

  • правило Бергмана: «по мере удаления от полюсов к экватору размеры близких в систематическом отношении животных с непостоянной температурой тела увеличиваются, а с постоянной – уменьшаются». Одна из причин такого явления – повышение температуры в тропиках и субтропиках. У мелких форм относительная поверхность тела возрастает и увеличивается теплоотдача, что отрицательно сказывается в умеренных и высоких широтах прежде всего на животных с непостоянной температурой тела. Температура тела организмов оказывает существенное формообразующее влияние.

  • Физиологические приспособления: жировые отложения, пуховый, перьевой и шерстный покровы у птиц и млекопитающих; в Арктике, в горах большинство насекомых имеют темную окраску, что способствует усиленному поглощению солнечных лучей.

  • Правила Аллена: «у животных спостоянной температурой тела в холодных климатических зонах наблюдается тенденция к уменьшению площади выступающих частей тела, поскольку они отдают в окружающую среду наибольшее количество тепла». У млекопитающих при низких температурах относительно сокращаются размеры хвоста, конечностей, ушей, лучше развивается волосяной покров.

Вода. Также важнейший и незаменимый экологичский фактор. С участием воды протекают все физиологические процессы. Живые организмы используют водные растворы (такие, как кровь и пищеварительные соки) для поддержания своих физиологических процессов. Она чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие растений.

^ 4. Биотические и антропогенные факторы среды.

Биотические факторы - факторы живой среды, влияющие на жизнедеятельность организмов. Действие биотических факторов выражается в форме взаимовлияний одних организмов на жизнедеятельность других организмов. В результате взаимодействия двух видов организмов друг с другом, для каждого из них результат такого взаимодействия может быть положительным, отрицательным или нейтральным (безразличным). Такой результат для каждого из двух видов организмов положен в основу классификации биотических факторов среды.

^ 1. Связи, которые для одного из партнеров имеют отрицательные, а для другого – положительные последствия:

1.1 Хищничество. Хищниками обычно называют животных, питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищников характерно специальное охотничье поведение. Добыча жертвы требует от них значительных затрат энергии на поиск, погоню, захват, преодоление сопротивления жертв.

Если размеры жертв намного меньше размеров питающихся ими животных, численность объектов питания высока и сами они легкодоступны – в этом случае деятельность плотоядного вида превращается в поиск и простой сбор добычи и называется собирательство.

1.2 Паразитизм – это такая форма связей между видами, при которой организм-потребитель использует живого хозяина не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного обитания. По существу, типичный паразитический характер имеют связи насекомых-вредителей с растениями. Паразиты обычно намного мельче своего хозяина.

^ 2. Связи, которые для одного из партнеров имеют положительные последствия и не влияют на другого партнёра. Такие отношения называются комменсализмом Комменсализм – это такая форма взаимоотношений между двумя видами, когда деятельность одного из них доставляет пищу или убежище другому (комменсалу). Иными словами, комменсализм – одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда.

2.1 Нахлёбничество – форма комменсализма, основанная на потреблении остатков пищи хозяев. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи (для гиен такие взаимоотношения положительны, для львов – безразличны). Комменсалами крупных акул являются сопровождающие их рыбы-прилипалы и т. д.

2.2 Квартиранство – форма комменсализма, основанная на использовании одним видом убежищ либо в постройках, либо в телах других видов. Рыбки Fieraster прячутся в водяных легких голотурий, молодь других рыб – под зонтиками защищенных стрекательными нитями медуз. В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество видов членистоногих, использующих микроклимат убежищ и находящих там пищу за счет разлагающихся органических остатков или других видов сожителей.

^ 3. Связи, которые для обоих партнёров имеют положительные последствия

В природе широко распространены взаимовыгодные отношения видов, называемые мутуализм. Степень развития взаимовыгодного сожительства может быть самой различной – от временных, необязательных контактов до такого состояния, когда присутствие партнера становится обязательным условием жизни каждого из них. Такие неразделимые полезные связи двух видов получили название симбиоза.

Классический пример симбиотических отношений – лишайники, представляющие тесное сожительство гриба и водоросли.

Типичный симбиоз представляют также отношения термитов и их кишечных сожителей – жгутиковых отряда Hypermastigina. Эти простейшие вырабатывают фермент b-глюкозидазу, переводящий клетчатку в сахара. Термиты не имеют собственных кишечных ферментов для переваривания целлюлозы и без симбионтов погибают от голода. Жгутиковые находят в кишечниках термитов благоприятный микроклимат, защиту, пищу и условия для размножения. В свободноживущем состоянии они фактически не встречаются в природе.

Менее обязательны, но чрезвычайно существенны мутуалистические отношения между сибирской кедровой сосной и гнездящимися в кедровниках птицами – кедровкой, поползнем и кукшей. Эти птицы, питаясь семенами сосны, обладают инстинктами запасания кормов. Они прячут мелкие порции «орешков» под слой мха и лесного опада. Значительную часть запасов птицы не находят, и семена прорастают. Деятельность этих птиц способствует, таким образом, самовозобновлению кедровников, так как семена не могут прорастать на толстом слое лесной подстилки, преграждающей им доступ к почве.

Взаимовыгодны отношения растений, имеющих сочные плоды, и птиц, питающихся этими плодами и распространяющих семена, которые обычно не поддаются перевариванию.

^ 4. Связи, при которых сожительство двух видов на одной территории не влечет для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Такая форма взаимоотношений называется нейтрализм. При нейтрализме виды не связаны друг с другом непосредственно, но зависят от состояния сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, практически не контактируют друг с другом. Однако угнетение леса длительной засухой либо оголение его при массовом размножении вредителей сказывается на каждом из этих видов, хотя и в неодинаковой степени.

^ 5. Связи, которые для одного из партнеров имеют отрицательные последствия и не влияют на другого партнёра. Такая форма взаимоотношений называется аменсализм. Такая форма взаимодействия чаще встречается у растений. Например, светолюбивые травянистые виды, растущие под елью, испытывают угнетение в результате сильного затенения ее кроной, тогда как для самого дерева их соседство может быть безразличным.

^ 6. Связи, которые для обоих партнёров имеют отрицательные последствия.

6.1 Конкуренция – это взаимоотношения видов со сходными экологическими требованиями существующих за счет общих ресурсов, имеющихся в недостатке. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении, так как присутствие другого уменьшает возможности в овладении пищей, убежищами и прочими средствами к существованию, которыми располагает местообитание.

Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до мирного совместного существования. Тем не менее если два вида с одинаковыми экологическими потребностями оказываются в одном сообществе, рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Это одно из наиболее общих экологических правил, которое получило название закона конкурентного исключения и было сформулировано Г. Ф. Гаузе.

В упрощенной форме оно звучит как «два конкурирующих вида вместе не уживаются».

Несовместимость конкурирующих видов еще раньше была подчеркнута Ч. Дарвином, который считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции видов.

6.2 Аллелопатия – взаимное отрицательное влияние растений друг на друга (замедление роста, цветения и т. д.) в результате выделения ими в окружающую среду различных органических веществ (антибиотиков, фитонцидов и др.).

^ Антропические факторы представляют собой совокупность вносимых в природу человеческой деятельностью изменений органического мира. Их влияние бывает прямое и косвенное. Примеры прямого влияния – вырубка деревьев, лов рыбы, отстрел животных и т. п. Косвенное воздействие антропогенной деятельности проявляется в том, что человек в процессе производственной деятельности преобразует ландшафты, изменяет геохимические круговороты веществ. В результате меняются климатические условия, физическое состояние и химизм атмосферы и водных ресурсов, почвы, строение поверхности Земли.

Похожие:

2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconЗакон сохранения жизни Ю. Н.   Куражковского: «Жизнь может существовать...
Понятие «среда обитания». Закон сохранения жизни Ю. Н. Куражковского. Понятие об основах взаимодействия человека со средой обитания....
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов icon1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Основные законы экологии по Б. Коммонеру
Ающая условия существования живых организмов и взаимосвязи организмов с окружающей средой. Экология  — наука о взаимодействиях живых...
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconВопросы к экзамену для специальности «экология и природопользование»
ХХ1 века. Значение химической науки в решении проблем охраны окружающей среды. Экология как наука о взаимоотношении и взаимодействии...
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconВопросы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Основы безопасности жизнедеятельности. Основные понятия, термины и определения. Понятие о системе «человек – среда обитания». Жизнедеятельность,...
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconПонятие о системе «человек среда обитания». Жизнедеятельность, среда...
Понятие о системе «человек – среда обитания». Жизнедеятельность, среда обитания, биосфера, техносфера Основы безопасности жизнедеятельности....
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconВопросы «безопасность жизнедеятельности»
Взаимодействие человека и среды обитания. Эволюция среды обитания, переход к техносфере
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconЭкология и экологическая продуктивность в Мировом океане
Биотическая среда-живой, абиотическая среда-неживая. Биосфера- это пространство занимаемое живыми организмами нашей планеты. В природе...
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconСостоит в том, что из внешней среды в организм поступают разнообразные,...
...
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов icon36. Природа как среда обитания человека; взаимодействие общества и природы
И. среда обитания человека или «вторая природа», «неорганическое тело цивилизации» согласно К. Марксу
2. аутэкология (организм и среда) > Понятие среды обитания живых организмов iconА Взаимодействие человека и среды обитания
Взаимодействие человека и среды обитания. Эволюция среды обитания, переход к техносфере
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница