Учебное пособие

Обыноорганизмычноьюзоопланктона

днимаютсявверхнслоднойе

толщи,гденаходмногоикроводоротся

слейфитопланктон( ),служащихпищей

длязоопла.Срассветомнктона

аблюдаетсямигорганизмовациязоопланктона

внизобластьме

ньшейо

свещенностинаглубины150м. .. .200

Темпериеевлияниенабиологичетурапроцессы. кие

Температура -

одинизважнейшихабиотичевлияющихфакторов, наскоростьмногихфиз

и-

химическихреакцийвклеткахживыхорганизмов.Сповышениемте

м-

пературысреддоопредпределанногоскоростьхимическойреакцииувел

и-

чивается,придальнейтемпературыповышерезконии

адает.Температура

влияетнаскоростьразлфизиолчныхпро, пищцесстгчдеоскихварения

прохожденнервногоимпульса.Сл шя

комнизкилислишктемпвысокие

е-

ратурыгубительныдляорга.З аченияизм,повкоторыхриературыактивно

существуютживыеорганизмы,коле

блютсявдиапазоне

—1,5С..Однако..+100 °

большаяч сктивныхфизи

ологическихпроцессовреализуболеется

узком

диапазонетемператур.Какправило,этозначениятем,пкотриературыворых

з-

можнонормальноефункционированиебелков(0С...) +50 °

Организмыдостаточночувствительныкизменентемпературы.Д апям

а-

зонколтебаниймпературывводебыменьше,чемо

асуше,идиапазонтол

е-

рантностиктемпературеводныхорганизмобычнуже,чемназемныхооргв

а-

низмов.Такимобразом,температураслужважнымимитирующимфактором.

Поотношениюктемператуологическомукакэ факторуазличают

теп-

лолюбивыехолодол

юбивые организмы.Температураокружающейсредывомн

о-

гомпредезональностьгеог(яетраспространениефическое

рганизмов)

стратификациювертикальнеделение( распорганизмов)во

дныхиназемных

экосистемах.

Растенияживходлиттныедеэволльного

юционногоразвитияприсп

о-

собилкперизменениямсьодичтемпературныхскимусловий,выработали

е-

беразличнуюпотрк евразныеплубностьпержизни.Наоды,прорастимер

а-

ниесемянрастенийпроисходитприболеенизкихмп,чпоследумратурах

ю-

щийихро

ст.

Темпероптимумзавистурныйотвлдругихянияэкологическихфа

к-

торов.Установлено,чтоприполномосвещении

избыткеуглекислогогазавво

з-

духеоптимальнаятемпературафотосинтеза30С,присл° освещениибом

е-

достатуглегазаонаксниеислого

жаетсядо10С. °

Вода.

Вжизнивсехорганизмовводавыступаеткакважнейшийэкологич

е-

скийфакт.Всеживыеорганизмысодержатводуот(70до98массы%тела).

Живыхорганизмов,несодержащихводу,наЗемлененайдено,Онаявляе

т-

сяосновнчастьюпротй

оплазмыклеток,тканей,растительных

иживотныхс

о-

ков.Всебиохимичепроцесворганизме(интезсраспадыкиеорганического

вещества,газ)осущобмдостаточномприествляютсяобесп

ечениивод.Водай

срастворенныминейвеществаобусловлос отичвает

ескоедавление

е-

точныхитканевыхжидкомежклеточныйй,обеспечиваетобмен

. Впериода

к-

тивнойжизнедеятельрастенийживсодержаниеводыихостиыхоргани

з-

мах,какправило,до ольноысокприбл( е

изительно80от..массы.тела90)В. %

состояниип

окояличествоводыорганизмеможетзначительноснижаться,

д-

накоисчезаетполно.Например,всухихтьюмхахлишайникахсодерж

а-

ниеводыобщеймассеорганизмовсоставляет5...Наземные7организмы%.

ы-

нужденыпостоянно

ополнятьзапасывод.П

оэтомунихвпроцессеэволюции

выработалисьприспособления,регулирующиеводныйобменобеспечивающие

экономноерасходованиевлаги.Этприспособлениямогутвыражатьсяизмен

е-

нииструктурплотные( внешниеоболочки),модификациифизиологическихпр

о-

цессовболее( экономниспользованиеводыорганизме).

Безводынашейпланетемоглобытьжизни.Воважнадля

и-

выхорганизмоввдвойне,таккактольконеобходкомпонентживыхмый

клеток,нодлямногихорганизмовещесредаобитания.

Извсех житвердыхдкихвеществуводы

наибольшаятеплоемкость.

Бла-

годаряэтомубиохимичепроцвклеткахживыхсорганизмовскиепр

отекаютв

стабиусл,чтоьныхвияхбеспечиваетвысокуюэффекти

внос.Крто,ьгоме

прогревшисьтечл,мтаниерякеаным

едленно стываютзимой,отдавая

теплоатмосфере.

Сэтимсвяззначительнопстоятемпературныхоествол

о-

вийводнойсредыобитания.В блда ибдаетповерхностнымльшимнатяж

е-

нивсехемзизвестныхжидкостей,за

сключенртут,чтоимеетогромноеем

значениедляжизнирастительногомира,таккакповерхно

стноенатяжение

плотностьв дыпределяютвыс,накотонаможеторуюподниматьсявкапи

л-

лярныхсистемахпроводящихтканейурастений.

Водаявляется

преворастворителемходным

длямногихвеществ.Ког

да

вещперехстводит

раствор,егомолекуиионыполучаютвозможностьыдв

и-

гатьсяболеесвободнои,соответствен,егореакциоспосонзрбностьная

а-

ет.Поэтойпричиневклеткебольшаячастьхимическихреакцийпротекаетвво

д-

ныхрастворах.Присущие

одесвойраствознорителяаа,чтокжеваютда

служитсредойдлятранспортаразличныхвеществкровеносн( системауживо я

т-

ных,проводящиесистемырастений).

Большаятеплотаиспарения

вобусловлен, дыводороднымисв ая

язямив

молекулахводы,такжеиграе

точеньважнуюрольжизнедеятельностиоргани

з-

мов.Испарениесопровоохлаждповерхностидает.Этониемлаяпользуе

т-

сяприпотоотделеу(животных),притра охлажденииспирационномлистьев

(урастений).

Первостзначвсехпроявлпенноениежи ниях

знедеятимеетльности

водныйобменмеждуорганизмамивнешнсредой.Степеньнасыщениявозд

у-

хаипочвыводяныпарами

(влажность)

имеетбольшоезначениедляобитат

е-

лейсушинередкоявляетсяфактором,лимитирующимраспространениечи

с-

ленностьорганизм

овЗемли.Напр,степныеиособмерлесрастенияноые

требуютповышсодпаровержаниянноговоздухе,растенияжепустыньприсп

о-

собилиськнизкойвлажности.Перечважныеб солфункцииимогическиеводы.

Увсехорганизмовдабеспечиваетподдержание

структуры (высокоесоде

р-

жаниеводыпротоплазме),служит

растворителем исредойдлядиффузии,

участвуетреакциях

гидролиза,

служитсредой,вкоторойпроходит

оплодотво-

рение. Урастенийводабеспечиваетподдержаниеструк,такжеуры

транспорт

неорганическихоорганическихновмолекул,

прорастание семяннабухание(

разрывсеменнойкожуидальнейшееразвитиы),участвуетфотосинтезена(

молекулярномуровне)итранспирации,.е.испаряповлиерхности, тьевя

охлаждаяих.

Уживодабеспечиваеттных

транспорт веществвнутриорганизма,сп

о-

собствуетохлаждениютела

(потоот),служитдизелениеним

компонентов

смазкинапример( всуставах),

обеспечивает опорфуныекции

(ги дростатический

скелет),выполняет

защитнуюфункцию.

Атмосферныегазы.Напротяж н

иибольшейчастибиосферысоставатм

о-

сферыпрактическинеизменяе,еслинесчитатьрезкихколебанийся

одержания

водяныхпаров.Интересно,чток нцентрацдвуокисглер(0,03побидаи%

ъ-

ему)икисл(21пообъемурода)всовре% атмявляютсяосфереенной

лимити-

рующимидлямногвысшихрастений.Общеизвестно,чтоэкспериментеу

многихрастенудаетсяповыситьйнтенсивнфотосинтеза,умеренноп стьв

ы-

сивконцентруглекислогогаза,однакоменеецзвю,чтоснижениестновэк

с-

перимсодкислородаержаниянте

такжеможетприводкувеличенфотостьию

н-

теза.Н ,убобовпримерпониженсодержаниядо5 %к слородаввоздухе,

окружающемлистья,приводиткповыш

енинтенсивностиюфотосинтезана50

%.

Уместнонапомнроликислородауглекислоготьгазвжизнедеят

ельно-

стисамыхразныхорганизмов.Кислне длябходимроддыханияж

ивотныхи

растен,такжедлямийкробнмертвогоразложенияорганич

ескоговещества.

Образуетсякислорвпроцесфотос.дПрдыханииеорганнтезапризмов

микробномразложенииокислени(

и)органическоговеществавыдеугляетсяеки

с-

лыйгаз,которыйисподновообразованияльзуетсяорганическоговеществапри

фотосинтезе.

Вводныхместообколичествослороглерода,танияхдвуокиси

у-

гихатмосферныхгазов,раствводеипотомунных

оступныхорганизмам,

сильноизменяетсяввременипространстве,чегоназемныхместообитаниях

небывает.Кислородхораствошо,одряетсяегонакодержаниевводе

(1%пообъему)знач,ичемжетельноввоздухе.Темп

ератураводыиколичество

растворенныхнейсолейсильновлияютнаспосоудбностьыерживатькисл

о-

родрастворим( кислорповышпонижениемсдатьемпературыяс

и-

женисол)Запасе. мкиновводелоротипополняетсяиздвухаисточников:

у-

темдиффузииизвоздухаблагодар

яфотосинводныхрас.Кислородтенийзу

диффундируетвводученьме

дленно.Основнойисточниккислородаводе

-

процессфото,которыйзависитинпроникаюезаводнуютолщусвета. его

Такимобразом,содержаниекисловводнойсильмеавняетсяо

зависи-

мовременистисуток, годаеографичниположения,глубины. ского

Содержаниеуглекислгазавводтакжемсильножетгоизменяться.Угл

е-

кислыйгазпоступаетвводуизатмосферы,такжевРезультатед х

анияводных

организмов,разложения

анических остатковивысвобожд

еникарбонатовзя.

Углекислыйгазрастворяетсяводе35разлучшек

ислорода.

Биогэленныементы

(макроэлементы)

- химическиеэлементы,постоянно

входящие всоставорганизмнеобхдляихжизнедодимыев.В ятельности

и-

вых клеткахобычнообнаруживаютсяследыпочтивсеххимическихэлементов,

присутствующихокружающсре,однакожизниелянеобхй

одимоок20ло.

Важнейшиебиогэлемакроэлементынные( ):кисоставляетлород(

около70би%омассырганизмов),углерод(18 %

),водор(10аз,кальцийо%),дт

калий,фосфор,магний,се,хлор,натр.Эттакназываемыеийуниверсальные

биогэлементыприсутнныевклеткахвсвидовтвуютех

рганизмов.

Содтеилиржаниеиныхэлемворгзнтова толькоиезмеситотего

особенностей,ноисотсредыта,пищивчастности( ,длярастений

- отко

н-

центрациирастворимостисолейпочве),экологическособенностейорганих

з-

маидругихфакторов.

Микроэлементы - химическиеэлементы,содержащиесяв

организмахвнизкихконцентрацияхобыч(

нотысячныедолипроцниже),нонта

игрважнуюющиерольотдельныхпроцессахжизн

едеятельности.Насчитывают

свышемикроэлементов30

-металлыалюминий( ,железо,медь,цинк,марганец,

никельдр.)неметаллыйод(,селен,бром,фт, иорд.)Врасте.

ниямикр

о-

элементыпоступаютизпочводыи ,органживотныхчеловеказмы

- св о-

дойипищей.Вживыхтканяхнака

пливаютсяпреимикроэлементыущественно,

которыенаходятсявокружа

ющейсредевформеподвижныхлегкоусваиваемых

водорастворимыхсоед

инений.

Рольифункциимикроэлементовазнообразны.

Онивходятсоставферментовипигментов,являясьихреакционнымицентрами,

например,железовходитсоставгемоглобинакрови,магний

- всоставхлор

о-

филла.

Контрольныевопросыизадания

1Поч. св,темт упе

ратураивлажностьсчитаютсяосновнымиабиотич

е-

скимифакторамисредыдляживыхорганизмов?

2Какие. факторысредычастоявляютсяимитирующимивназемныхэк

о-

системах,какие

- вводнойсреде?

3Укажите. различиямикро

- имакроэлементов.

Всевидыживыхорган,обивприродетающихзмов,немогутсущес

твовать

самипосебебезживогоокружения

- биотическойсреды,

скоторойонивступают

вразнообрвзаимкасозныектрицательнымиотнош, ния

акиположительными

длясебяпоследствиями.Каждыйбиологическийвидспосжитьвбентойлько

биотичсреде,гдсущескойсвязидртворганизмамиугимющобеспечив

а-

ютемунормальныеусловияжизни.

Вотличиеабиотическихфакторов,охватывсевающих

озможныевза

и-

моотношенияснеживойприродой,

биотическиефакторы

— этосов

окупность

влиянийжизнеодорганизмнихеятельннадругие. остив

Средибиотическихобычновыделяютгруппыфакторов,обусловле

нных

влиянием:

животныхорганизмов

- зоогенныефакторы;

растительорганизмовых

- фитогенныефакторы;

человека — антропогенныефакторы.

Воздействиебиотическихфакторовможнорассмкакно тривать

тдельные

организмы,биолс обществагические,такнасредуихобитания.

Первоначаэкологическиеиссвоьноедвания

здействбиотическихфа я

к-

торовнаорганизмыносили,какправ, ихарактерлокладной:велисьцелях

борьбысвредитепаразитами, , выявленляисточнпищиживотных,я ков

дляпониманияролихищ.Вастоящизучениеичествавремявлияниябиотич

е-

скихфа

ктнаорганизмыовпринялоширокиемасштабыпрокаквлодится

а-

бораторных,такивприродныхусловиях.

Всовременнойклассификвзаи еждуродействииациизлоргчными

а-

низмамивыдтипаваеляютре: кции

гомотипическиегетеротипич

еские.

Гомотипическиер

еакции - взаимеждуодействияодногобями

ида.

Жизнедеятельвсехвидовживотныхрастенийбольшойостьстепениз

а-

висотчисленностипопуляц.Всвязиэтбольшмэколизначениеогическое

имеютгрупповмассовыйэффе,тавнутривидоваякжеты

конкуренция.

Групповойэффект

выражаетсяповышениижизнеспособностиорг

анизмов

приихобъединениивгруппы.Присовмесобитанособейодногономвижида

и-

вотныхоблегчаютсяпоискипищ,борьбаврагами,уменьшаэнергетичся

е-

скийобмен,наблюдаютсязначи

тельноеповышениеплодовитости,увеличен е

скоростиразвития,нередкоменениерфологич

ескихфизиологических

особенн.Внастоявремясустейщегруппоствованиеэффектаиз огоестно

длямногихвидовнасекомыхпозвоночных.Важныепроявленияэтог

оэффекта

-

значительускорероставысокаянвыживаемостьеособей.

Многиевидымогутразмномальноивыживатьтолькотоматьсясл

у-

чае,еслипредставлеостаткрупонычнопуляц.Напримерми,дляв ями

ы-

живанафриканслонстадоясолжновкихст

оятьменеечемиз25особей,а

стадосеверногооледолжяасчитыватьнменеео300

-400г олов.

Массовыйэффект

вызывнегаизментиетсявсробымиениямиде

итания,

происходящимиприувелчисленнплотностиченииособейпопуляцийв

ы-

шекритического

уровня,ипроснижениивляетсяплодовит

ости,уменьшении

скоростироста,сокращениипродолвремежиживотныхзтельностини.Так,

празвитиипопуляциинасекомых

-вредителейп

ищевыхпродуктахнапример( ,

крупе,мукеит..накапливаются) отходыихжизн

едеятельности,чтоприводитк

ухудшениюсредыихобитания.Этовсвоючередьвызываетпадениеплодовит

о-

стиповышениесмертпопуляцииас.Здесьтиекомыхследуетупомянуть

принцОлл:дкажяивипсущесдогоаоптимальнразмервуетгруппый

п-

тимальнаяплотностьпопуляции;какперенаселе,такинедонаселеность

н-

ностъоказывают

еблагоприятноевлияние.

Особиодногов дамеютодинаковыепотребностипищ,убежищах

другихресуокрсужающейредыах.Поэтомупридостатвысплотностичнокой

популяции междуорганизмамиодноговидавозникаетборьбаконкуренция( )за

этиресурсынеобхдляормальнойдимыежизн деятельн

ости. Внутривидовая

конкуренция проявляет,частно,защитеохосяти

тничьейтерриторииилиместа

своегогнездовья.Так,периодразмножен

ияптицсамецохраняетопределенную

территорию,накотору

кромесвосамкинедопускаетйдругихособейсвоего

вида.Тажекуюартинуможнонаблюдатьмногих

рыбнапример(

, уколю

ш-

ки).

Налуживчиесоциальнойтныхиерархии,прикоторойвпопсуляциищ

е-

ствуютдомиподчиненныенирующиеособи,являетсярезульвнутатомривид

о-

войконкубо.Напримерьбыентной,личинкимажукатрехлетнегосогов

з-

растаподразвитиевляютличиоднок

- идвухлетнегово

зраста.Поэтомувылет

взрослыхжуковнаблюдаетсятолькор

азвтригода,тогкакудругихнасек

о-

мых,продолжличстадииктельностьчнойстарыхтригода,вылляет

взрослогонасекпр ежеисходитмоизгодно

-заотсутствияконкуренциимежду

личинками.

Помереув плотностиличенияпопуляцииконкуренцияме

ждуособями

д-

ноговидаз

-запищистановвсебостройлееинередкотсяявляетсяпричиной

переселениячастипопуляцииоднзгеогравфическогодругоййона.

Например,различныезерноядтаежптицыные

- кедровки,свиристели,сове

р-

шаютналетывЗападн

уюЕвртего,когдапудынехвптает

ищиврайонахих

обычногораспространения.

Гетереакциотипические

- взамомеждуотношениясобямиразныхв

и-

д,обитающихвводномбиоцен.Влияние,котороеказываютзедругнадруга

дваилиболеевидов,живместущих

е,можбытьнейтральнымнейтрализм( ),

благоприятнымси( , утуализм) неблагопарятнымозхищн( , ичество

а-

зитизм,межвиконкуренцияд.овая).

Нейтрализм - взаимоотношенияеждувидами,занимающимиоднуте

р-

рит,нопочтинериюоказывающимивлияние

другнадруга.

Принейтр

ализме

особинесвязадругдругомнепосредсы иихсожительствонаоднойвенно

территорииневлечетдлянихположительных,ниотрицательныхпоследствий.

Так,лосибелки,обитающиеводномлесу,праконтактируюттическидр

угс

другоминеиспытываютвзаимноговлияния.

Хищники - живо,питдругиминыеающиесяживотнымиорганизмами.

Паразиты навсехтадияхсвоегоразвитиясуществуютзасчеторганич

е-

скоговещества,получаемотдругорганиоб, хгоинзмовлитповерхнают

о-

сти (эктоп)илинавнутреннихразитыорганахэндопа( )другихганиазиты

з-

мов,являющихозяевами.Большсяищжинвсотныхство

остоянииубить

исразужесъестьсоюжертву,таккакпревосходятееразм

ерамисилой.

Паразитыжевыбралинесколькодругойпуть

:онипонемногуполучаютот

хозяинавсеобходитемсамымподрываютегозде, к завтороговье

и-

сисобственнхблагоп. олучие

Межвидоваяконкуренция

- взаимодействиедвухилинесквидовльких

р-

ганизм,стремящихповодинлучитьтотжересурся

.

Этаформаэкологичеотношенотрицсказываетсяинательнохйвзаим

о-

действующихпартнера,таккакснижаетскоростьростаихпопуляций.Конк

у-

рентныевзаимоотношения,какправило,возникаютмежиспользуви,дами

ю-

щимиодинаковыеэкологическиересурсыоби(

таемоепр

остранство,пищевые

объекты,биогэлем,свнные,зависнтыотхищниковмость.д.)Меж.

ид

о-

ваяконкуможетпренциялибоивестикустано

влениюравномеждувумяесия

видами,ли,прбожесткойлееконкуре

нции,кзаменепопуляцииодноговида

популяциейдруг,либоктому,чтогоодввытесинддругойинэкологитую

и-

ческуюнишу,т..заставитегоп

ерейтикиспользованиюинойпищи.Различают

двеосновныеформыконк

уренции - прямуюикосвенную.

Прямаяконкуренция

осуществляетсяпутемпрямоговли

янияособейдругнадруга,нап, ример

агрессивныхстолкн

овенияхмеждуживотнымиилислучаях,коднигдаживо

т-

ныесвоимповедениемлишаютдругихдоступакпище,укрыти,местадлям

размноженит.д.я

Косвеннаяконкуренция

непредполагаетнепосре

дственноговзаимоде

й-

ствиямеждуособями.Онапроопосредовасходитчерез азеблениено

ы-

миживоодногоитнымижеограниченнресурса:чембольшеодинкогок

у-

рирующийвидпотребляеткакой

-либоресурс,темменьшево

зможностипотре

б-

лятьегоудругог

овида.Этоодноизобщихэкологическихправил,получившее

название законкурентногоисключенияа,

былосф рмулированоГ.Ф.Гаузе

{при нципГаузе)Победителем. вконкуборентной

ьбеоказываетсятотвид,

о-

торыйвданнойэкологобстановкеическоймеетхот

ябынебольшиепреимущ

е-

ствап

ереддругимвидом,аследовательно,ибольшуюприспособленностькусл

о-

виямо

кружающейсреды.

ГаузеГеоФранцевичгий(1910

-1986) - советскбиолог,эколог,м йкробиолог,академик

АМНСССР;одинизосновоположниковтеор

етическойэкспериментальнойэкологиипопул

я-

ций, эксперимизучестествеенотбтальия,учеобранногоиятиби

отиках.