![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Экология как наука
- •Аспекты экологии
- •Разделы экологии:
- •Общеэкологические проблемы
- •Современные экологические проблемы
- •Критерии экологического фактора:
- •Действие экологического фактора.
- •Закономерности:
- •Закон лимитирующих факторов
- •Комплексное воздействие факторов на организм
- •К лассификация экологических факторов
- •Абиотические факторы
- •Климатические факторы:
- •Температура
- •Влажность
- •Минеральный состав почвы
- •Давление
- •Биотические факторы
- •Факторы питания.
- •Формы взаимодействия особей
- •Межвидовые отношения
- •Среда обитания
- •Экологическая ниша
- •Дифференцировка ниши
- •Вид и его экологическая характеристика
- •Характеристики популяций
- •Изменение численности популяций
- •Биоценоз
- •Экологическая система
- •Структура экосистемы
- •Принцип функционирования экосистем:
- •Б иогеоценозы
- •Сравнительная характеристика
- •Агроценозы. Отличия агроценозов от природных экосистем
- •Саморегуляция в бгц
- •Трофическая структура популяции
- •Пищевые цепи и пищевые сети
- •Экологическая пирамида
- •Смена биогеоценозов (сукцессия)
- •Первичная сукцессия
- •Вторичная сукцессия
- •Закономерности сукцессии
- •Иерархический ряд экосистем
- •Экосистемы суши и океана
- •Частная экология
- •Наземные экосистемы:
- •В одные экосистемы
- •Некоторые адаптивные биогеографические закономерности
- •В лияние человека на природу
- •Основные причины загрязнения среды
- •Свойства ядохимикатов:
- •Влияние кислотных дождей на экосистемы
- •Источники радиоактивного загрязнения:
- •Последствия радиационного воздействия на организм человека
Комплексное воздействие факторов на организм
На организм всегда действует комплекс факторов.
Ф
акторы
сигнальные ограничивающие
Примеры:
перелёт птиц: сигнальный фактор – свет, ограничительный фактор – пища;
зимняя спячка: сигнальный фактор – свет, ограничительный фактор – пища;
летняя спячка: сигнальный фактор – температура, ограничительный фактор – влажность;
К лассификация экологических факторов
А |
Б |
Климатические факторы:
|
Эдафические факторы физический и химический состав почвы:
|
Для водных систем:
|
Факторы питания |
Формы взаимоотношений особей и видов между собой |
Но такое деление условно, т.к., например, микроклимат (t0, влажность и т.д.) обусловлены одновременно абиотическими и биотическими факторами. Пример: в ледяной берлоге белого медведя t0C выше на 400С, чем снаружи; на элеваторах в зерне температура может повышаться на 250С благодаря наличию в нём зерноядных насекомых и т.д.
Поэтому сейчас разработана другая классификация:
Экологические факторы
Независящие от плотности популяции (климатические) От холода может погибнуть часть или вся популяция, независимо от её плотности. |
Зависящие от плотности популяции (биотические) Процент гибнущих особей растёт пропорционально увеличению их плотности. |
Но такое деление тоже условно, т.к. действие экологических факторов может влиять не только на численность и концентрацию особей в популяции, но и на изменение географического распространения, появления модификаций и т.д., поэтому мы будем рассматривать традиционное разделение факторов (классификация Мончадского).
Абиотические факторы
Абиотические факторы – это совокупность условий неорганической природы.
Климатические факторы:
Свет, температура – первичные периодические факторы (являются следствием вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца; периодичность – дневная, лунная, сезонная, годовая).
Влажность – вторичный периодический фактор (вторичный, т.к. зависит от первичных: влажность находится в прямой зависимости от температуры; периодичность – суточная, сезонная).
Шквальный ветер, пожары, значительная ионизация атмосферы – непериодические (стихийные) факторы.
Температура
Температура – один из важнейших факторов. Верхний предел to C для многих организмов – это 50-60оС, т.к. при этой температуре происходит потеря активности ферментов и свертывание белков (но бактерии и водоросли горячих источников могут жить при 70-80оС, а пингвины, белые медведи, песцы, полярные совы могут переносить -70оС). В процессе эволюции у животных и растений выработались различные механизмы регуляции и способности сохранять to тела. По формам терморегуляции всех животных можно разделить на 3 группы:
пойкилотермные
гомойотермные
гетеротермные
Классификация животных по формам терморегуляции
Пойкилотермные (холоднокровные)- животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры среды. Примеры- насекомые, рыбы, амфибии, рептилии. Формы регуляции – спячка, оцепенение, изменение суточной активности, выбор прогреваемого места и т.д.
Гомойотермные (теплокровные) – животные, имеющие постоянную температуру тела, независящую от to среды. Примеры – птицы, млекопитающие. Формы регуляции – высокий уровень энергетического обмена (тахиметаболизм), контроль за уровнем производства и отдачи тепла осуществляется гипоталамусом.
Гетеротермные – животные, температура которых колеблется в широких пределах. Примеры: птицы – колибри; млекопитающие – летучие мыши, грызуны, сумчатые, однопроходные. Формы регуляции- при впадении в спячку температура понижается.
Температура – один из важнейших абиотических факторов, т. к.
она действует везде и постоянно
она влияет на скорость физических процессов и химических реакций, в том числе и на процессы, идущие в живых организмах. Температурный фактор может как ускорять, так и замедлять развитие организма, влиять на процессы размножения, метаболическую активность и и т.д.
Л
юбой
организм способен существовать только
в определенном диапазоне температур:
Температура, наиболее благоприятная для жизнедеятельности, называется оптимальной. В зависимости от ширины оптимума организмы делятся на:
Эвритермные – выдерживают широкие колебания температур (сосна) |
Стенотермные – живут в узких пределах температур (пальма) |
Адаптации к температуре:
биохимические |
Теплоустойчивость белков и клеточных структур (-70o +60o). Далее белки денатурируют. |
морфологические |
|
физиологические |
У растения при увеличении t°:
У животных – терморегуляция (способность организмов менять температуру тела в определенных пределах). Особенно совершенны механизмы терморегуляции у гомойотермных животных. |
Терморегуляция у млекопитающих
Терморегуляция – это процессы поддержания постоянной температуры тела.
У млекопитающих хорошо развита система терморегуляции, которая включает в себя:
рецепторы,
эффекторы,
регуляторный центр в гипоталамусе.
Терморецепторы:
холодовые
тепловые
При раздражении этих рецепторов нервные импульсы по чувствительным нервным волокнам идут в гипоталамус и в сенсорные зоны коры больших полушарий головного мозга, где и возникают температурные ощущения, по двигательным нейронам сигналы поступают на эффекторы таким образом, обеспечивается реакция организма на изменение температуры.
Приспособления к переохлаждению
волосяной покров;
толстый слой подкожной жировой клетчатки (у гренландского кита ≈ 1 метр);
сальные железы (жир – прекрасный теплоизолятор).
Приспособления к перегреву
потовые железы (у собак и кошек – на подушечках лап, у крыс – на ушах);
тепловая одышка, тепло отдаёт слизистая рта и носа (у собак).
! В терморегуляции участвует и кровеносная система: кровеносные сосуды близко расположены к поверхности кожи; при расширении сосудов теплоотдача резко увеличивается, при сужении – наоборот, уменьшается.
Температура тела
у однопроходных колеблется в пределах 26-34°С;
у сумчатых до 37°С;
у плацентарных – 37°С и выше (стабильно).
Температура тела зависит от количества тепла, образующегося за счёт метаболических процессов, протекающих в организме.
Между организмом и средой происходит постоянный теплообмен.
Способы теплообмена
излучение (главный путь теплоотдачи у животных);
конвекция (скорость передачи тепла зависит от скорости движения воздуха);
теплопроводность (передача при физическом контакте).
При этих способах тепло передаётся от более нагретого тела к более холодному (до установления равновесия).
испарение (тепло теряется с поверхности тела, вода превращается в пар, этот процесс идёт независимо от регуляции со стороны гипоталамуса).
Испарение – это физический процесс. Потоотделение и тепловая одышка – это физиологические процессы (т.е. регулируемое испарение).
Свет
Свет – второй важнейший абиотический фактор. Свет характеризуется интенсивностью и характером лучистой энергии. Свет используется фотосинтезирующими организмами для создания биомассы.
С
олнечный
свет
инфракрасные лучи 0,75мкм 49% энергии |
видимые лучи 0,75-0,40 мкм 50% энергии |
ультрафиолетовые лучи 0,40-0,29мкм 1% энергии |
Ритмичность воздействия суточная и сезонная.
Свет может как ускорять, так и замедлять развитие организма. Под действием УФИ идет образование пигментов (меланина) и витаминов (D). УФИ инактивирует гормоны роста у растений. Видимое излучение определяет интенсивность фотосинтеза, стимулирует размножение, регулирует поведение, влияет на цикличность процессов (фотопериодизм). Инфракрасное излучение – источник тепла.
Реакция организмов на суточный ритм освещения (соотношение продолжительности дня и ночи) называется фотопериодизмом. У растений фотопериодизм проявляется в изменении интенсивности физиологических процессов, синтеза гормонов, что, в свою очередь, приводит к регуляции роста и смене фаз (появление листьев, бутонизация, цветение, образование плодов и семян). У животных фотопериодизм контролирует наступление и прекращение брачного периода, плодовитость, линьку, переход к спячке, миграцию и т.д.
Примеры:
у большинства птиц удлинение светового дня весной является сигналом для развития половых желез и проявления гнездовых инстинктов;
осеннее сокращение дня вызывает линьку, накопление запасных жиров и стремление к перелётам;
лиственные деревья осенью сбрасывают листву.
Знание особенностей фотопериодизма позволяет прогнозировать динамику численности, управлять развитием животных при их разведении и т.д.
На основе фотопериодизма у растений и животных выработались специфические биологические ритмы – годичные (сезонные), суточные и т.д. Биологические ритмы – это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений.
Микроритмы (сек, мин, часы), например, биосинтез, белки.
Макроритмы (циркадные) – от суток до недели, например, митоз и клеточный цикл.
Мегаритмы – смена времен года и годичный цикл, например, жизнь клетки, организма.
На органном уровне ритмы прослеживаются в виде усиления или ослабления функций (имеют, как правило, вид синусоиды).
Для пищеварительной системы наблюдается 4 пика активности, связанные с усилением выработки ферментов. Зимняя спячка, анабиоз, зимний покой растений – примеры действия биологических часов.
По отношению к свету растения делят на:
светолюбивые
герань
подорожник
земляника
сосна
берёза
тенелюбивые
ландыш
вороний глаз
венерин башмачок
ель, бук, граб
теневыносливые
рябина
черёмуха
сирень
калина
жимолость
По отношению к продолжительности светового дня растения делят на:
короткодневные (день менее 12 часов)
астра
первоцвет
хризантемы
соя
нейтральные (день равен 12 часам)
кукуруза
табак
горох
длиннодневные (день более 12 часов)
гвоздика
картофель
шпинат