Лекция № 3
Тема «Общие закономерности действия факторов среды на организм. Приспособляемость организмов к средам жизни.»
План лекции:
Общие закономерности действия факторов среды на организм.
Характеристика основных экологических факторов:
А) Свет.
Б) Температура.
В) Вода.
Г) Рельеф.
Д) Эдафические (почвенно-грунтовые) экологические факторы.
Сравнительная характеристика сред обитания и адаптаций (приспособляемости) к ним живых организмов.
Основные понятия и определения:
Зона оптимума, зона пессимума, пределы выносливости, экологическая валентность, экологический спектр вида, лимитирующий (ограничивающий) фактор, экологической валентностью, условия жизни, условия существования, гелиофиты, сциофиты, факультативные гелиофиты, фотопериодизм, криофилы, термофилы, пойкилотермные организмы, гомойотермные организмы, гетеротермных организмов, гигрофиты, ксерофиты, мезофиты, гидрофиты, гидатофиты, суккуленты, склерофиты, пелагос, бентос, планктон, нектон, нейстон, перифитон, ацидофилы, нейтрофилы, базифилы, индифферентные виды, олиготрофы, эвтрофы, мезотрофы, галофиты, нитрофилы, литофиты, петрофиты, псаммофиты, геобионты, геофилы, геоксены,
Текст лекции
1. Общие закономерности действия факторов среды на организм.
1. Закон толерантности (закон оптимума или закон В. Шелфорда) – каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей (много «хорошо» – тоже «не хорошо»).
Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделить:
зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности),
зону пессимума (зону угнетения),
пределы выносливости организма.
Оптимум – такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна.
В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена.
За
пределами
выносливости
существование организма невозможно.
Р
азличают
нижний
и верхний
предел
выносливости.
Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью).
Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности. Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой – стенобионтными.
Экологические валентности отдельных индивидуумов не совпадают. Поэтому экологическая валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи.
Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.
Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором.
2. Неоднозначность действия фактора на разные функции – каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других.
3. Разнообразие индивидуальных реакций на факторы сред – степень выносливости, критические точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных индивидуумов одного вида не совпадают.
4. Относительная независимость приспособления организмов к разным факторам – степень выносливости к какому-нибудь фактору не означает соответствующей экологической валентности вида по отношению к остальным факторам.
5. Несовпадение экологических спектров отдельных видов – каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям.
6. Взаимодействие факторов – оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы.
7. Закон минимума (закон Ю. Либиха или правило ограничивающих факторов) – возможности существования организмов в первую очередь ограничивают те факторы среды, которые наиболее удаляются от оптимума.
8. Гипотеза незаменимости фундаментальных факторов (В. Р. Вильямсон) –полное отсутствие в среде фундаментальных экологических факторов (физиологически необходимых; например, света, воды, углекислого газа, питательных веществ) не может быть компенсировано (заменено) другими факторами.
В природе экологические факторы действуют совместно, то есть комплексно.
Условия жизни – это комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение.
Условия существования – это условия, в которых размножения не происходит.
9. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма. Вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.
10. Правилу Бергмана (1848 г.). Связь размеров и пропорций тела животных с климатическими условиями их обитания: если два близких вида теплокровных животных отличаются размерами, то более крупный обитает в более холодном, а более мелкий – в теплом климате.
11. Правило Аллена (1877 г.). У многих млекопитающих и птиц северного полушария относительные размеры конечностей и различных выступающих частей тела (хвостов, ушей, клювов) увеличиваются к югу.