Экологические факторы среды.
Определение:
среда обитания организмов – это совокупность абиотических и биотических (температура, перемещение воздушных масс, влажность) условий жизни этих организмов.
Основные среды обитания: наземно-воздушная, водная и подземная. Биологи также выделяют живую среду (организмы иногда живут внутри организмов). Любой организм воспринимает воздействие среды через экологические факторы этой среды.
Определение:
экологические факторы – это определённые условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм.
Экологические факторы делятся на:
абиотические (факторы неживой природы, неорганической среды)
физические (источником является физическое состояние или явление – движение ветра, свет, течение воды, радиационные фон и другие), в том числе и климатические;
химические (факторы, происходящие из химического состава среды – солёность воды, PH среды, кислотность и другие);
эдафические (совокупность физических, химических, механических свойств горных пород и почв – содержание гумуса, температура и другие);
орографические – рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция, склон;
биотические (факторы живой природы)
фитогенные;
зоогенные;
микробиогенные (вирусы, простейшие бактерии);
антропогенные (факторы, возникающие в ходе деятельности человека, при вмешательстве человека в среду обитания).
Определение:
адаптация – это приспособление организмов к среде.
Любые адаптации развиваются под действием среды и таких трёх факторов как наследственность, изменчивость и естественный отбор. Основные адаптации, как правило, возникают под влиянием наследственности. А такая способность как изменчивость позволяет видам выживать при изменениях условий среды. Адаптации могут быть неуспешными (мамонты, теоретически сюда относятся и динозавры).
Экологические факторы могут выступать в роли раздражителей (резкое похолодание вызывает потребность в адаптации), ограничителей (обуславливают невозможность существования в каких-то условиях, как рыба без воды), модификаторов (вызывают анатомические и морфологические изменения организмов, сюда относятся и видимые мутации), сигналов (свидетельствах об изменении факторов среды, например, повышенная активность Солнца, осушение водоёмов, например, миграция некоторых видов птиц вызывается сигналом об изменении температуры).
Все экологические факторы могут делиться на периодические и непериодические, а также делятся на первичные и вторичные. Непериодические факторы, в отличие от периодических, не имеют чёткой цикличности (как происходит, например, при смене времён года), а происходят, как правило, в результате катаклизмов или катастроф. Такие изменения происходят резко, и обычно организмы не успевают к ним приспособиться. Для приспособления к таким факторам самые выживающие организмы экстренно мутируют. Например, вирусы могут мутировать очень быстро, постоянно приспосабливаясь к новым вакцинам и антибиотикам. Первичные факторы (являются периодическими) существовали ещё до возникновения жизни на Земле, и к которым уже все и так приспособлены. Вернее, жизнь развивалась, подстраиваясь под первичные факторы. Вторичные факторы, как правило, являются следствием изменения первичных факторов (являются непериодическими).
Общий характер действия экологических факторов:
Закон Либиха (закон минимума):
выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, например, если в почве присутствует избыток или недостаток необходимого вещества, то это будет пагубно действовать на урожай.
Определение:
лимитирующий (ограничивающий) фактор – это фактор, который ограничивает развитие организмов из-за недостатка или избытка по сравнению с потребностью.
Закон Уильямса (закон равнозначности факторов):
экологические факторы равнозначны, и один фактор нельзя заменить другим (например, недостаток влаги нельзя заменить избытком углекислого газа и т.д.).
Закон Шелфорда (закон толерантности):
лимитирующим фактором процветания организма (либо целого вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия (это зоны пессимума), диапазон между которыми определяет величину выносливости.
Исходя из закона Шелфорда, точки пессимума по-другому можно назвать пределами толерантности, в данном случае – пределами выносливости. Организм называется стенобионтным, если он не может выдерживать больших перепадов воздействия экологических факторов (диапазон выносливости очень узкий). Организм называется эврибионтным, если он может выдержать очень большие перепады воздействия экологических факторов (бактерии – самые эврибионтные организмами).
15.10.2011 Третья лекция. Ведёт магистрант Ирина Эдуардовна |
Три основных пути избегания условий:
активный путь – пусть, способствующий усилению сопротивляемости (например, когда хладнокровные животные постоянно активно двигаются чтобы поддерживать внутри постоянную температуру)
пассивный путь – путь, основанный на подчинении своего организма для приспособления к условиям среды (например, медведи уходят в спячку, чтобы экономить тепло и запас питательных веществ)
избегание неблагоприятных воздействий – организм вырабатывает такие жизненные циклы, при которых основные стадии его развития завершаются в самый благоприятный период (например, большинство насекомых производят потомство весной, чтобы детёныши успели вырасти до наступления холодов)
морфологические адаптации – накопление таких особенностей организма, которые способствуют его выживанию (например, пустынные ящерицы имеют окраску, маскирующую их на песке и защищающую таким образом от охотничьих птиц, к морфологическим адаптациям также относится и обтекаемая форма тела у водоплавающих).
Определение:
жизненная форма вида – это морфологический тип приспособления, при котором животное или растение имеет определённую форму тела.
Если разные виды ведут похожий образ жизни, то их жизненные формы также похожи, как например у рыб.
Физиологические адаптации проявляются, например, в составе ферментативного набора в пищеварительном тракте верблюда – он может перерабатывать свой жир путём окисления. Примером поведенческих адаптаций: некоторые животные отпугивают хищников резкими движениями и боевыми стойками (как паук-тарантул), а некоторые – прячутся и маскируются.
Основные абиотические факторы
среды обитания и их влияние на организмы.
Свет.
Свет – это первичный источник энергии, без которого невозможно жить.
Свет обеспечивает протекание фотосинтеза у фотоавтотрофных (способных к фотосинтезу) растений. Вообще-то в фотосинтезе участвует только некоторая часть видимого спектра в пределах от 380 до 760 нм – это область физиологически активной радиации. Наибольшее значение для фотосинтеза имеют красно-оранжевые лучи, наименьшее – зелёные, т.е. зелёный свет элементарно отражается от зелёного цвета растений.
Растения по степени потребности в свете подразделяются на светолюбивые (гелиофиты – злаковые, полевые травы), тенелюбивые (сциофиты – как правило, лесные – ели, сосны, папоротники, лопухи) и теневыносливые (мхи и другие растения, которые произрастают в глубоких пещерах или на дне водоёмов). Свет также влияет на растяжение клеток у растений – светолюбивые растения просто-напросто не вырастают при недостатке света, а также – на формирование пигментов растений, их окраски.
Уменьшение или увеличение времени светового дня при смене времён года является сигналом растениям и закладывается в основу такого явления как фотопериодизм.
Определение:
фотопериодизм – это реакция организма на сезонные изменения длины дня, т.е. реакция на сигнальные фактор, провоцирующий физиологические изменения в протекании жизни организма.
Примером фотопериодизма является даже то, что ночью человеку хочется спать. Если клетку с попугаем завесить плотной тканью, не пропускающей свет, попугай заснёт.
В жизнедеятельности организмов выделяют суточные (приспосабливают организмы к смене дня и ночи), годовые (приспосабливают организмы к сезонной смене условий) и приливно-отливные циклы (в большей степени влияют на организмы, проживающие в прибрежной зоне, приспосабливают организмы к смене лунных суток, в течение которых наблюдается 2 прилива и 2 отлива; многие прибрежные животные откладывают икру к приливу).
Для животных наличие света играет огромную роль – именно свет обеспечивает ориентацию животных в пространстве при непосредственном участии зрения. Практически вся жизнедеятельность человека связана с интенсивностью света, ведь именно благодаря этому мы видим. Также свет участвует в выработке витамина D в организме человека, который не вырабатывается другим способом.