Основы экологической культуры. Учебно-методическое пособие

Тема: Экология особей (факториальная экология)

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Среда как экологическое понятие. Основные среды жизни.

2.Адаптации организмов к условиям среды.

3.Факторы среды: абиотические, биотические, антропогенные.

4.Основные закономерности действия экологических факторов.

5.Фотопериодизм.

6.Биоритмы.

31

Материал для справок

Порядок формирования сред обитания на планете Земля

Водная

↓

Наземно-воздушная

↓

Почвенная

↓

Организменная

Экологические факторы среды и их характеристика

Экологические факторы

32

–климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление и др.);

–геологические (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.);

–орографические (рельеф местности);

–эдафические, или почвенно-грунтовые

(плотность, структура, pH, гранулометрический состав, химический состав и др.);

– гидрологические(вода, течение, соленость, давление и др.). Иначе абиотические факторы делят на физические, химические и эдафические.

Антропогенный Деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота,

промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.). Воздействия человека:

–деятельность биологического организма;

–хозяйственная деятельность (техногенные факторы) [20, с. 30].

33

Некоторые закономерности воздействия экологических факторов

1. Закон оптимума. Любой экологический фактор имеет количественноевыражение.Поотношениюккаждомуфакторуможно выделить:

1)зону оптимума – зону нормальной жизнедеятельности;

2)зону пессимума – зону угнетения;

3)пределы выносливости организма (толерантность, экологическая валентность);

4)оптимум – такое количество воздействия экологического фактора,прикотороминтенсивностьжизнедеятельностиорганизмов максимальная.

Рис. 1. Зависимость интенсивности жизнедеятельности организмов от количества действия экологического фактора

34

По отношению к экологическим факторам все организмы делятся на:

эврибионты – широкий предел выносливости (песцы по отношению к температуре) – эвритермные;

стенобионты – узкий предел выносливости (рачки по отношению к температуре) – стенотермные [46].

2.Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора. Если все экологические факторы по количеству (силе своего воздействия) являются оптимальными или находятся в пределах толерантности для данного вида, но хотя бы один экологический факторвыходитзапределывыносливостивидапоотношениюкэтому фактору, то жизнь особей в данных условиях будет невозможна. Такой фактор называется лимитирующим или ограничивающим. Лимитирующиефакторыопределяютгеографическоераспространение видов на земном шаре (определяют ареал вида).

3.Закон взаимодействия факторов. Интенсивность воздей-

ствияэкологическогофакторазависитотегоколичественноговоздействия и его сочетания с другими факторами среды. Например: низкие температуры легче переносятся в безветренную погоду, оченьвысокиетемпературы–припониженнойвлажности;живот- ные выносят легче неблагоприятные климатические условия при обилии пищи.

4.Закон относительной заменяемости и абсолютной незаменимости экологических факторов. Если какой-то фактор вообще отсутствует, то полностью заменить его другим фактором нельзя, но недостаток или избыток какого-либо фактора можно частично возместитьдругимиэкологическимифакторами. Например:абсолютное отсутствие воды полностью заменить ничем невозможно, но частичной компенсацией является повышение влажности воз-

духа [49, с. 17].

35

Задания для самостоятельной работы студентов

1. Охарактеризуйте среды обитания и опишите общие адаптации к ним у живых организмов, заполняя таблицу «Характеристи-

ка сред жизни и адаптации к ним».

36

2. Классифицируйте адаптации, заполнив таблицу «Адаптации

организмов к условиям среды».

3. Заполните таблицу «Основные закономерности действия

экологических факторов».

4. Зарисуйте график, отражающий закон оптимума. Подпишите названия осей.

Укажите на графике:

–критические точки минимума и максимума;

–оптимум;

37

–зону оптимума;

–зону пессимума;

–зону гибели;

–предел выносливости.

Приведите по 1 – 2 примера зависимости интенсивности жизнедеятельности популяции любого вида от количества воздействия какого-либо экологического фактора (температура, давление, свет, влажность и др.).

Определите, кем являются организмы данной популяции по отношению к экологическому фактору: стенобионтами или эврибионтами.Дайтеимназваниеотносительноконкретногоэкологического фактора.

5.Найдитевучебникеивыпишитеопределенияпонятий«пре-

дел выносливости», «толерантность», «экологическая валент-

ность». Сделайте вывод.

6.Какие экологические закономерности проявляются в следующих явлениях:

а) жара переносится легче в сухом, а не во влажном климате; б) бабочка – мельничная огневка (вредитель муки и зерновых продуктов) – имеет следующие минимальные критические температуры: гусеницы – 7°С, взрослые особи (имаго) – 22°С, яйца – 27°С. Так, температура – 10°С – смертельная для гусениц, но не

опасна для имаго и яиц бабочки; в) в мороз при сильном ветре замерзают быстрей, чем в безве-

тренную погоду; г) температура воздуха от 40 до 45°С у хладнокровных живот-

ных активизирует процессы обмена веществ, однако при этом тормозит двигательную активность и животные впадают в спячку; д) песцы в тундре переносят диапазон температуры воздуха в

80°С(от–55°Сдо+30°С),атепловодныерачкиCopiliamirabilisвыдер-

живаютколебаниятемпературыводывсегов6°С(от+23°Сдо+29°С); е) увядание растений можно предотвратить увлажнением почвы, а можно снизить температуру воздуха, что уменьшит испаре-

ние влаги из почвы;

38

ж)распространениебобовыхрастенийвАфрикеограничивается распространением шмелей, которые их опыляют [46].

Экологические закономерности:

1)правило ограничивающих факторов;

2)взаимодействие факторов;

3)несовпадениеэкологическойвалентностиотдельныхособей

сэкологической валентностью вида;

4)неоднозначность действия фактора на разные функции;

5)закон оптимума.

Поставьте номера соответствующих закономерностей напротив порядковых буквенных обозначений явлений.

7.Подготовьтеэкологическуюхарактеристикуследующимфакторам среды: свет, температура, давление, вода, почва, рельеф.

8.Опишитезначениеэкологическихфактороввжизниорганиз-

мов. Заполните таблицу «Экологические факторы в жизни орга-

низмов».

39

9. Определите, к какой экологической группе относятся следующие организмы.

Растения: береза, банан, ель, кедр, ананас, гранат, тополь, барбарис, подорожник, тюльпан.

Животные:тюлень,бурыймедведь,кенгуру,морж,слон,пингвин, лось, крокодил, белка, песец, носорог.

Впишите их в соответствующую графу таблицы:

Эвритермные Стенотермные

10. Определите тип биологических ритмов, регулирующих явления, представленные в таблице «Биоритмы».

Линька у животных

Раскрывание и закрывание цветков у растений

Изменение температуры тела у человека

Размножение, рост, миграции животных

Прилеты и отлеты птиц

Распускание почек

Открывание и закрывание раковин моллюсков в полосе прибоя

Впадение в спячку некоторых животных

Менструальный цикл у человека

Открывание и закрывание устьиц на листьях растений

Миграции рыб к месту нереста

Смена периодов сна и бодрствования у человека и животных

Изменение темпа деления у амебы

Склонность к кровотечению у оперированных больных

40