Лекція № 24

Тема: Основні середовища існування організмів: наземне, повітряне, водне, ґрунт.

Мета: 1) сформувати поняття про середовище існування, його типи: наземно–повітряне, водне, ґрунтове; розкрити їх основні властивості.

2) з’ясувати роль екологічних факторів і адаптації до них організмів у даних середовищах існування.

3) виховувати бережливе ставлення до навколишнього середовища.

Обладнання: таблиці, живі об’єкти рослин і тварин.

План уроку.

1. Організаційний момент.

2. Актуалізація опорних знань:

а) що таке екологія? Назвіть головні завдання екології?

б) які ви знаєте методи екологічних досліджень?

в) які є групи екологічних факторів?

г) що називають адаптаціями?

3. Вивчення нового матеріалу.

План.

1. Основні середовища існування організмів.

2. Характеристика наземно-повітряного середовища

а) роль абіотичних факторів

3. Водне середовище існування, його особливості

4. Грунт як особливе середовище існування живих істот.

4. Закріплення знань.

5. Домашнє завдання: § 25, 26, 27, 28

Основні середовища існування організмів. Адаптації організмів до середовища існування. Повітряно - наземне середовище

Живі організми нашої планети населяють чотири основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, ґрунт і організми інших істот.

Наземно-повітряне середовище найрізноманітніше за своїми умовами. Серед абіотичних факторів провідна роль тут належать освітленості, температурі, вологості і газовому складу атмосфери.

Освітленість. У сонячному спектрі розрізняють три ділянки: ультрафіолетову, видиму, інфрачервону.

Ультрафіолетові промені згубно діють на живу матерію, викликаючи різні шкідливі біохімічні реакції, але їх майже повністю поглинає захисний озоновий екран атмосфери. Проте у невеликих кількостях ультрафіолетові промені необхідні тваринам, бо сприяють синтезу в шкірі вітаміну Д.

Завдяки видимим променям, що досягають поверхні Землі, зелені рослини та деякі прокаріоти здатні до фотосинтезу.

Інфрачервоні промені є джерелом теплової енергії. Деякі організми (наприклад, рослини, комахи, земноводні, плазуни) використовують їх для підвищення температури тіла.

Залежно від освітленості рослини поділяють на: світлолюбні (наприклад, береза, сосна і ін.), тіньолюбні (плаун булавовидний, смерека) та тіньовитривалі (дуб, липа, бузок).

У тварин світло має важливе значення щодо орієнтації в просторі, а реакція на тривалість світлового дня — фотоперіодизм — дає їм можливість, як і рослинам, регулювати свої життєві функції залежно від сезону чи часу доби.

По відношенню до світла тварин поділяють на дві групи: нічну (активні вночі) і денну (активні в світлу частину доби).

Представники «денної» групи мають, як правило, добре розвинений зір, здатні розрізняти кольори, мають яскраве забарвлення, а у представників «нічної» групи, навпаки, кольоровий зір не розвинений (вовчі, котячі), а очі мають великі розміри (сови, лемури). За умов відсутності світла у деяких тварин органи зору редуковані (кріт, сліпак) або зовсім втрачені (дощовий черв'як).

Температура навколишнього середовища впливає на температуру тіла живих організмів, вона визначає швидкість реакцій обміну речовин. Для більшості організмів оптимальні значення температури коливаються у межах — +10°... 30°С. В неактивному стані (анабіозі) живі організми здатні витримува­ти значно ширший діапазон (від — 200° С до +100°С).

Анабіоз (від грец. анабіозіс — повернення до життя) — стан організму, при якому відсутні помітні прояви життєдіяльності внаслідок значного гальмування процесів обміну речовин. Він супроводжується великими втратами води. За сприятливих умов істоти виходять зі стану анабіозу.

По відношенню до температури середовища види є холодостійкі (деякі бактерії, мохи, лишайники, членистоногі) та теплолюбні, що живуть при високих температурах (деякі бактерії, гідробактерії, членистоногі гарячих джерел та ін.).

Температурні адаптації тварин можуть бути пов'язані з особливостями будови білків стійких до цього чинника, хімічною або фізичною терморегуляцією, особливостями поведінки.

Терморегуляція — здатність підтримувати стале співвідношення між виробленням чи поглинанням тепла та його втратами. Хімічна терморегуляція забезпечується збільшенням вироблення тепла у відповідь на зниження температури середовища (наприклад, завдяки скороченням м'язів). Фізична терморегуляція зумовлена змінами рівня тепловіддачі (регуляція положення волосяного чи пір'яного покриву, діаметра капілярів шкіри, потовиділення, транспірації у рослин тощо).

Залежно від рівня теплопродукції тварин поділяють на теплокровних і холоднокровних.

У теплокровних тварин (ссавці, птахи) механізми терморегуляцій добре розвинені, що дозволяє їм підтримувати сталу температуру тіла.

У Холоднокровних (безхребетні, риби, земноводні, плазуни) рівень процесів обміну речовин значно нижчий, тому температура тіла залежить від температури довкілля.

Вологість. У процесі пристосування до існування в наземно-повітряному середовищі в організмів виробилися адаптації до економного споживання вологи і підтримання її вмісту на сталому рівні. Так, у вищих рослин посушливих місць коренева система здатна проникати на значну глибину (верблюжа колючка) або добре розгалужена у поверхневих шарах ґрунту (кактуси). У них зменшена площа листкової пластинки та кількість продихів, часто листки видозмінюються на голки, лусочки тощо. Деякі багаторічні рослини здатні накопичувати вологу в листках (алое) або стеблах (кактуси), деякі переживають посушливий період у вигляді підземних видозмінених пагонів (кореневищ, цибулин), а надземна частина їх відмирає. Дерева і кущі зменшують випаровування, скидаючи листя. По відношенню до вологи розрізняють такі групи вищих рослин: вища водяна рослинність — рослини, які повністю або частково ростуть у воді (латаття, ряска, елодея), вологолюбні — рослини боліт та вологих ґрунтів (росичка, зозулин льон, бальзамін), посухостійкі — рослини посушливих місць (ковила, кактуси).

Серед тварин також виділяють вологолюбні (мокриці, земноводні), сухолюбні (павукоподібні, плазуни) та посухостійкі (більшість тварин).

Тварини дістають вологу трьома основними шляхами: під час пиття, з їжею та в результаті розщеплення органічних сполук (жирів).

Утриманню вологи в умовах посушливого клімату сприяють покриви (кутикула комах, лусочки плазунів тощо), що запобігають випаровуванню. Тварини посушливих місць часто активні вночі, коли повітря вологіше і прохолодніше, а на період тривалої посухи вони можуть впадати в діапаузу.

Діапауза (від грец. діапаузіс — перерва, зупинка) — період тимчасового фізіологічного спокою тварин, коли у них призупиняється ріст, розвиток, знижується обмін речовин.

Газовий склад повітря.

Головними складовими атмосфери є кисень (21%), вуглекислий газ (0,03%) та азот (78%).

Кисень необхідний організмам для забезпечення енергією, яка вивільняється в процесі реакцій окислення (аеробне дихання). В умовах нестачі або відсутності кисню деякі організми можуть отримувати енергію в результаті анаеробного дихання — безкисневого розщеплення органічних сполук. Вуглекислий газ забезпечує інтенсивність фотосинтезу, а також підвищує температуру атмосфери (тепличний ефект). У повітря разом із викидами промислових підприємств та автотранспорту потрапляють різні домішки: метан, сірководень, аміак, оксиди сірки та азоту, частинки пилу тощо, які негативно впливають на життєдіяльність організмів.

Запитання.

1. Які ви знаєте основні середовища існування організмів?

2. Яка роль світла у забезпеченні процесів життєдіяльності організмів?

3. Які є пристосування в організмів до потреб в освітленні?

4. Як температура впливає на процеси життєдіяльності організмів?

5. Що таке анабіоз і діапауза?

6. З чим пов'язані температурні адаптації у тварин?

7. Яка роль води у житті організмів? Які пристосування у рослин і тварин до існування в умовах дефіциту вологи?

8. Який газовий склад повітря?