Шифр 44. Экологические факторы среды. Особенности адаптации организмов к факторам среды

  • ID: 36258 
  • 21 страница
x

Часть текста скрыта. После покупки Вы получаете полную версию

Содержание:


Шифр 44. Экологические факторы среды. Особенности адаптации органи…

Введение

Среда в понимании   - все, что   особь (популяцию,  ) и воздействует на  . Сюда   другие особи   же вида, популяции   видов, любые   объекты, физические и   процессы и явления.

У   из видов, даже   одно и то же сообщество,—   среда обитания.  , самки   всю жизнь   на одном дереве.   них среда -   с окружающими его   условиями и с посещающими   видами животных.   дерева среда —  , а также   рядом другие  . Для   или волка   — часто несколько   территорий в десятки   километров.

С внешней   живые организмы   обмениваются ве-ществом и  . Такие   физики называют  . Растения (и   бактерии) получают   в виде солнечного  , остальные   — в виде различных  , при   которых высвобождается   химических связей.   в виде связей   АТФ энергия   организмами на совершение   видов работы:   органических соединений,   веществ, движение.   энергии при   рассеивается в виде  . Вещества,   извне, организмы   преобразуют и вклю-чают в   своего тела,   расходуют на химические   (например, кислород — на  ).

Испытывая   в притоке вещества и  , организмы   зависят от среды.   только обмен со   прекращается, активная   становится невозможной. [4, С. 29]

1. Экологические факторы среды

  фактор — это   элемент окружающей  , способный   прямое или   воздействие на живой   хотя бы на одном из   его индивидуального  , или   условие среды, на   организм отвечает   реакциями.

В общем   фактор — это   сила какого-  процесса или   на организм условие.   среда характеризуется   разнообразием экологических  , в том   и пока не известных.   живой организм в   всей своей   находится под   множества экологических  , различающихся  , качеством,  , временем  , т. е. режимом.   образом, окружающая   — это фактически   воздействующих на организм   факторов.

Существует   классификаций экологических  . Все   факторы в общем   могут быть   в две крупных  : факторы  , или  , природы,   иначе абиотическими   абиогенными, и факторы   природы — биотические,   биогенные. Но по своему   обе группы   быть как  , так и  , т. е. связанными с   человека. Человек в   деятельности не только   режимы природных   факторов, но и создает  , например,   новые химические  —ядохимикаты,  , лекарства,   материалы и др. В числе   неживой природы   физические (космические,  , орографические,  ) и химические (  воздуха, воды,   и иные химические   почвы, примеси   происхождения). К биотическим   относятся зоогенные (  животных), фитогенные (  растений), микробогенные (  микроорганизмов). В некоторых   к биотическим факторам   и все антропогенные  , включая   и химические.

Наряду с  , существуют и   классификации экологических  . Выделяют  , зависимые и   от численности и плотности  . Можно   все факторы на   (управляющие) и регулируемые ( ). [1, С. 78]

Оригинальную   экологических факторов   А. С. Мончадский. Он исходил из   о том, что   приспособительные реакции   к тем или   факторам связаны со   постоянства их воздействия,  , иначе  , с их периодичностью. В  , он выделял:

-   периодические факторы (те,   свойственна правильная  , связанная с   Земли: смена   года, суточная и   смена освещенности и  ); эти   изначально присущи   планете и зарождающаяся   должна была   к ним приспосабливаться;

-   периодические факторы (  являются производными от  ); к ним   все физические и   химические факторы,  , влажность,  , осадки,   численности растений и  , содержание   газов в воде и др.;

-   факторы, которым не   правильная периодичность ( ); таковы,  , факторы,   с почвой, или   рода стихийные  .

Антропогенные   однозначно относятся к  . В числе   факторов непериодического   прежде всего —   вещества, содержащиеся в   выбросах и сбросах. К   периодическим и непериодическим   живые организмы в   эволюции способны   адаптации (например,  , зимовка и т. п  а к изменению содержания   в воде или   растения и животные,   правило, не могут   и наследственно закрепить   адаптации.

Экологический   является ведущим,   его изменение   смену биоценозов.

В   среде действие   на организм может  , суммироваться   взаимно усиливаться.   факторов обычно   для сообщества, но   и на уровне вида.

  ограничения никогда не   абсолютными. Именно за   взаимодействия факторов   жизни могут   несколько «отодвинуты».

 , снижение   повышает выносливость   по отношению к недостатку   и кислорода; недостаточная   для растений   быть частично   повышенной концентрацией   газа; действие   кислотности почвы   нейтрализуется благоприятными  -восстановительными   и т.д.

Диаграмма выживания   одного фактора   всегда изменяется   влиянием другого  . [3, С. 55]

2. Особенности адаптации организмов к факторам среды

Динамичность   факторов во времени и   определяется астрономическими,  , гелиоклиматическими  . Поэтому   факторы выполняют   роль по отношению к   организмам. В результате у   в про-цессе эволюции и   отбора вырабатываются   закрепленные особенности,   нормальную жизнедеятельность в   экологических условиях,   адаптациями. Особи,  -либо   способность к адаптированию в   изменений режимов   факторов, обречены на  , т. е. на вымирание.

  некоторые формы   организмов к окружающей  . Самыми   примерами являются   известные морфологические  , проявляющеся, в  , в приспособлении к   плаванию у водных  , к выживанию в   высоких температур и   влаги — у кактусов и   суккулентов.

Физиологические   заключаются в особенностях   набора в пищеварительном   животных, определяемого   пищи. Биохимический   фотосинтеза растений   их способность создавать   вещество из косного.

  (этологические) адаптации   в самых разнообразных  . Например,   формы приспособительного   животных, направленные на   оптимального теплообмена с   средой. Приспособительное   может проявляться в   убежищ, передвижениях в   более благоприятных,   температурных условий,   мест с оптимальной   или освещенностью.   беспозвоночным свойственно   отношение к свету,   в приближениях или   от источника (таксисах).   суточные и сезонные   млекопитающих и птиц,   миграции и перелеты, а   межконтинентальные перемещения  .

Приспособительное   может проявляться у   в процессе охоты (  и преследование добычи) и у их   (затаивание, запутывание  ). Исключительно   поведение животных в   период и во время   потомства. [2, С. 33]

В каждой   действует своя   абиотических факторов.   из них играют   роль во всех   основных средах (в  , воде и на  ) или в  .

Температура —   из важнейших абиотических  . Во-первых,   действует везде и  . Во-вторых,   влияет на скорость   физических процессов и   реакций, в том   и на процессы, идущие в   организмах и их клетках.

С   температуры до определенного   скорость реакции  , а при   повышении температуры   падает. Вот   температура влияет на   различных физиологических  , от пищеварения до   нервного импульса.   низкие и слишком   значения температуры   для клеток.

  организм способен   лишь в определенном   температуры. Этот   ограничен нижней   (смертельной) и верхней   температурой. Температура,   благоприятная для   и роста, называется  .

В зависимости от   интервала температуры, в   данный вид   существовать, организмы   на эвритермные и стенотермные.   выдерживают широкие   тем-пературы, вторые   лишь в узких  .

Важную   в приспособлении к температуре   теплоустойчивость белков и   структур. Особенно   биохимические адаптации   микроорганизмов и растений,   труднее избежать   неблагоприятной температуры,   животным. С биохимическими   связана и морозоустойчивость.   толерантности (устойчивости)   от того, при   температуре до этого   организм. Такие   пределов выносливости   влиянием предшествующих   называют акклимацией.   акклимации — «закалка»  .

Наиболее   пример морфологической   животных к температуре —   называемое правило  . Согласно   правилу, при   на север средние   тела в популяциях   животных увеличиваются.   увеличении размеров   относительная поверхность  , а значит, и  .

На основе   процессов многие   могут в определенных   менять температуру   тела. Эта   называется терморегуляцией.   терморегуляция сводится к  , что   тела поддерживается не   постоянном уровне,   температура окружающей  . Физическая   — способность регулировать  . В ней   изменения морфологии,   и физиологические реакции.  , зимой у   увеличивается масса  . Чтобы   температуру, животные   испарение жидкости с   тела.

В зависимости от   условий организмы   существовать в разных   — стациях.

Все   организмы испытывают   в воде. Биохимические  , идущие в  , протекают в   среде. Вода   живых организмов   «универсальным растворителем»: в   виде транспортируются   вещества, гормоны,   вредные продукты   и др.

Необходимость экономить   вызвала к жизни   приспособления, сходные у   и животных. У тех и   имеются специализированные   ткани, слабо   для воды.   осуществляется через   отверстия, ведущие во   полости: это   уменьшает потери  . Наземные   ищут или   активно создают   условия с подходящей  . Большинство   основную часть   получают из почвы.   процесс может   благодаря изменению   корней (усиления   ослабления ветвления,   числа корневых  ). Растения   мест экономят   благодаря меньшему  . Это   в основном за счет   строения листьев (  поверхность, толстый   слой, густое   и др.).

Практически   энергия поступает на   в виде солнечного  , состоящего из   света, ультрафиолетовых и   лучей.

Фотографы —  , способные   энергию света в   химических связей,   затем для   органических веществ из  . К фототрофам   цианобактерии (сине-  «водоросли»),   другие бактерии,   и многоклеточные во-доросли и   растения. У зеленых   свет стимулирует   хлорофилла.

Потребности   растений в свете  . Световые   обитают не открытых  , они   к свету высокой   и плохо чувствуют   при затенении.   растения обычно   под пологом   и приспособлены к низкой   света. Теневыносливые   могут жить   разной интенсивности  . К теневыносливым  , например,   деревья, начинающие   рост под   леса, а затем   а его верхние  

Для   микробов и некоторых   прямой солнечный   губителен. Гетеротрсфы —  , потребляющие   органические вещества и не   к их синтезу из неорганических.   могут жить в   постоянной темноты: в   глубинах, пещерах,   слоях почвы.

В   большинства животных   играет важную  . Животные,   с помощью зрения,   к определенной освещенности.   практически все   имеют выраженный   ритм активности и   поисками пищи в   время суток.   насекомые и птицы,   и человек, способны   положение Солнца и   его как  , позволяющий   обратную дорогу.   многих планктонных   изменения освещенности   стимулом, вызывающим   миграции. Обычно   мелкие планктонные   поднимаются в верхние  , более   и богатые пищей, а   опускаются на глубину.

В   большинства организмов   роль играет   сезонов года. Со   сезонов меняются   факторы среды:  , количество   и др. Однако наиболее   изменяется длина   дня, Для   организмов изменение   дня служит   смены сезонов.   на изменения длина  , организмы   к условиям наступающего  . Эти   на изменение длины   называют фотопериодическими   или фотопериодизмом. 6т   дня зависят   цветения и другие   у растений. У многих   животных укорочение   осенью вызывает   покоящихся яиц   цист, переживающих  . Для   птиц сокращение   времени суток   сигналом к началу  , У многих   от длины дня   созревание половых   и сезонность размножения.   показали недавние  , у многих  , живущих в   поясе, короткий   в зимнее время   нервное расстройство —  . Для   этого заболевания   достаточно каждый   в течение определенного   времени освещать   светом.

Часто   реакция наступает   при сочетании   длины дня и  -то второго  . Например,   слишком низкой   растения не зацветают   при подходящем  .

В отличие от   ниш животных   ниши человека   изменялись, увеличиваясь с   скоростью вместе с   исторического развития  .

Базовая   экологическая ниша   человека в большой   зависела от его   потребностей. В соответствии с   о размерах тела   удельная, расходуемая   человека была   к 2 Вт/кг, а теплоотдача — к 75 Вт/м2, что   потребность в пище (до 1/12   тела в сутки) и в   условиях обитания,   для сезонно-  зон тропического  .

На генотипические   человека постоянно   физиологические адаптации —  . Обмен   и энергии у человека   пластичен. Это   к уровню и к качественной   метаболизма. Поэтому   может приспособиться (  в результате определенного   прерывистой акклимации —  ) к широкому   изменений факторов   и физиологических состояний —  , атмосферного  , концентрации  , состава  , мышечной  , режима   и т.д.

Способность к индивидуальной   адаптации зависит от   и макроэтнической принадлежности, от  , возраста и   физического здоровья. Но в   случаев, относящихся к   людей, приспособление к   или иному   происходит не столько   функциональной адаптации,   за счет психологической  , приспособительного   и технологии кондиционирования  . [5, С. 103]

3. Экологические группы организмов

  к амплитудам колебаний   (пределам толерантности) у   организмов различны: у   эти пределы   широкие, у других —   узкие. Например,   способен обитать   в пресной воде, а   известная обыкновенная   выносит некоторую  . Растения   быть гигрофильными (  к воде), мезофильными (  умеренную влажность),   (сухолюбивыми). Береза   растет как на   сухих, так и на   увлажненных почвах, а   ели предпочтительно   проточное увлажнение.   образом, каждый   имеет определенные   толерантности к различным   факторам, которые   его распространение,   и изменение численности во   и пространстве. Рассмотрим   трех различных   организмов к экологическим   на примере температуры.

  из этих видов   широкие пределы   и может обитать в   большой амплитуды   тем-пературы. Два   имеют гораздо   узкие пределы  , причем   из них в диапазоне   низких, а другой —   высоких температур.   иметь в виду  , то к первым   быть отнесены   полярной зоны, а ко   — тропической.

Таким  , вид с   амплитудой устойчивости   рассматриваться как  , а два   (I и III на рисунке) —   стенотермные. Однако   I, адаптированный к низким  , является  , а III— . Как  , эвритермный   способен развиваться и   активность при   колебаниях фактора, а   снижают свою   даже при   отклонениях от оптимума. [4, С. 37 - 38]

  закономерности применимы и к   факторам.

Организмы в   образуют сообщества,   отличаются тесной   друг от друга,   всего на основе   связей как   получения энергии   жизни.

В основе   (трофических) связей   наличие двух   типов питания.

В   любого биогеоценоза   следующие обязательные  : 1) абиотические   среды; 2) аутотрофные   — продуценты биотических   веществ; 3) гетеротрофные   — консументы (потребители)   органических веществ   и последующих порядков (  и плотоядные животные); 4)   организмы — деструкторы,   органическое вещество до   минеральных соединений ( ).

Рис. 1.   питания биотической   биогеоценоза

Автотрофы (« ») — организмы,   органическое вещество   тела из неорганических   — двуокиси углерода и   — посредством процессов   и хемосинтеза. Фотосинтез   фотоавтотрофы — все   (зеленые) растения и  . Хемосинтез   у некоторых хемоавтотрофных  , которые   в качестве источника   окисление водорода,  , сероводорода,  , железа.   в природных экосистемах   относительно небольшую  , за исключением   важных нитрифицирующих  .

Автотрофы   основную массу   живых существ и   отвечают за образование   нового органического   в любой экосистеме, т.е.   производителями продукции —   экосистем.

Гетеротрофы («  другими») — организмы,   готовое органическое   других организмов и   их жизнедеятельности. Это   животные, грибы и   часть бактерий. У   групп бактерий,   же, как и у большинства  -паразитов и   растений совмещаются   и гетеротрофные функции. В   от автотрофов-продуцентов   выступают как   и деструкторы (разрушители)   веществ. В зависимости от   питания и участия в   они также   на несколько категорий:  , детритофагов и  .

Консументы —   органического вещества   организмов. К их числу  : 1) растительноядные   (фитофаги), питающиеся   растениями (тля,  , гусь,  , олень,  ); 2) плотоядные   (зоофаги), поедающие   животных, — различные   (хищные насекомые,   и хищные птицы,   рептилии и звери),   не только на фитофагов, но и на   хищников (хищники  , третьего  ); 3) паразиты,   за счет веществ  -хозяина;   уже не только   (черви, насекомые,  ), но и различные   (вирусы, бактерии,  ), а также   грибы и растения; 4)   — бактерии, грибы,  , которые,   соками или   организма-хозяина,   вместе с этим и   важные для   трофические функции;   мицелиальные грибы —  , участвующие в   питании многих  ; клубеньковые   бобовых, связывающие   азот; микробиальное   сложных желудков   животных, повышающее   и усвоение поедаемой   пищи. Существует   животных со смешанным  , потребляющих и  , и животную  .

Детритофаги,   сапрофаги, — организмы,   мертвым органическим   — остатками растений и  . Это   гнилостные бактерии,  , черви,   насекомых, жуки-  и другие животные —   они выполняют   очищения экосистем.   участвуют в образовании  , торфа,   отложений водоемов.

  — бактерии и низшие   — завершают деструктивную   консументов и сапрофагов,   разложение органики до ее   минерализации и возвращая в   экосистемы последние   двуокиси углерода,   и минеральных элементов.

  названные группы   в любой экосистеме   взаимодействуют между  , согласуя   вещества и энергии.

4. Лимитирующие факторы. Законы минимума, максимума, толерантности

  ученый Ю.Либих  , что   растения или   состояние зависят не от   химических элементов (  веществ), то есть  , которые   в почве в достаточных  , а от тех,   не хватает. Например,   для растения   азота или   в почве не может   недостаток железа,   или калия.   любого (хотя бы  ) из элементов   в почве меньше,   требуется данному  , то оно   развиваться ненормально,   или иметь   отклонения. Результаты   исследований Ю. Либих   в виде фундаментального   минимума: Веществом,   в минимуме, управляется  , определяется   величина и стабильность во  .

Разумеется,   минимума справедлив не   для растений, но и   всех живых  , включая  . Известно,   в ряде случаев   каких-либо   в организме приходится   употреблением минеральной   или витаминов.

  ученые выводят из   минимума дополнительное  , согласно   организм способен в   степени заменить   дефицитное вещество  , т. е. компенсировать   одного фактора   другого — функционально   физически близкого.   подобные возможности   ограничены.

Закон   — один из основополагающих   экологии. Однако в   нашего века   ученый В. Шелфорд  , что   (или любой   фактор), присутствующий не   в минимуме, но и в избытке по   с требуемым организму  , может   к нежелательным последствиям   организма.

Например,   незначительное отклонение   в организме ртути (в   — безвредного элемента) от   нормы приводит к   функциональным расстрой-ствам (  «болезнь Минамата  Дефицит влаги в   делает бесполезными   растения присутствующие в   питательные вещества, но и   увлажнение ведет к   последствиям вследствие,  , «задыхания»  , закисания  , возникновения   процессов. [5, С. 43]

Проанализируем,   же происходит с организмом в   динамики режима   или иного   фактора.

Если   какое-либо   или растение в   камеру и изменять в   температуру воздуха, то   (все жизненные  ) организма   изменяться. При   выявится некоторый   (оптимальный) для   уровень данного   (Топт), при   его активность (А)   максимальной. Но если   фактора будут   от оптимума в ту или   (большую или  ) сторону, то   будет снижаться.   достижении некоторого   или минимального   фактор станет   с жизненными процессами. В   произойдут изменения,   его смерть.   уровни окажутся,   образом, смертельными,   летальными (Тлет и Т´ ).

Чем   амплитуда колебаний  , при   организм может   жизнеспособность, тем   его устойчивость, т. е.   к тому или   фактору. Отсюда   «толе-рантный» переводят   устойчивый, терпимый, а   можно определить   способность организма   отклонения экологических   от оптимальных для   жизнедеятельности значений.

Из   изложенного вытекает и   В. Шелфорда, или   называемый закон  : Любой   организм имеет  , эволюционно   верхний и нижний   устойчивости (толерантности) к   экологическому фактору. [1, С. 59]

  организма имеет   не только собственно   колебаний экологических  , но и скорость, с   фактор изменяется.   эксперименты, когда   резком понижении   воздуха от +15 до —20 °С гусеницы   бабочек погибали, а   медленном, постепенном   их удавалось вернуть к   после значительно   низких температур.

  закон толерантности   и иную интерпретацию.   видим, диапазон   Тлет и Т´лет.   собой пределы  , после   наступает смерть. В то же   фактический диапазон   организма значительно   узок. Если в   отклонять режим   от Топт, то жизненное   организма (А) будет  , причем   определенных верхнем   нижнем значении   у подопытного организма   необратимые патологические  . Организм   в подавленное, пессимальное  . Даже   прекратить эксперимент и   фактор к оптимуму,   восстановить свое   (здоровье) организм   не сможет, хотя   и не значит, что он   погибнет. Подобные   хорошо известны в  : при   на людей в течение   стажа вредных   веществ, шумов,   и т. п. у них возникают   заболевания. Таким  , до того   фактор окажет   воздействие на организм, он   оказаться лимитирующим   жизненное состояние.   закон В. Шелфорда   второе название:   лимитирующего фактора.

В   интерпретации закон В.   имеет непо-средственное   к санитарной охране   среды и к санитарно-  нормированию содержания   веществ в воздухе,  , почве,   продуктах.

Заметим,   в санитарной охране   среды важны не   пределы устойчивости   к вредным веществам, а   верхние пределы,   загрязнение окружающей   — это и есть   устойчивости организма.   образом, ставится   или условие:   концентрация загрязняющего   Сфакт не должна   Слим, т. е.

Сфакт ≤  .

Иначе  , Слим   является пороговой   Спор и максимально   Смакс для   человека.

В санитарной   окружающей среды   имеет, таким  , смысл   допустимой концентрации ( ). [3, С. 28 - 30]

Из всего   вытекает первое   охраны окру-жающей  , выраженное   экологии: охранять   среду означает   состав и режимы   факторов в пределах   толерантности живого (в   очередь — человеческого)  , т. е. управлять ею  , чтобы ни   фактор не оказывался   по отношению к организму.

Заключение

  факторы — это   свойства компонентов   и ее внешней среды,   оказывают непо-средственное   на особей данной  , а также на   их отношений друг с   и с особями других  .

Экологические   классифицируют по нескольким  . Внешние   воздействуют на организм,  , экосистему, но не   непосредственного обратного  : солнечная  , атмосферное  , температура и   воздуха, ветер,   течения воды,   заноса питательных   или семян,   и особей других   из других экосистем. В   от них внутренние   связаны со свойствами   экосистемы и образуют ее  : численность,   и структура популяций,   и ее доступность, концентрации  , участвующих в   круговороте, состав и   воздушной, водной,   среды.

В структуре   биогеоценоза различают   обязательные компоненты: 1)   вещества среды; 2)   организмы — продуценты   органических веществ; 3)   организмы — консументы ( ) готовых   веществ первого и   порядков (растительноядные и   животные); 4) детритоядные   — деструкторы, разрушающие   вещество до простых   соединений (микроорганизмы).

В   представлении закон   гласит: приближаясь к   минимальному значению,   для поддержания   организма, экологический   становится лимитирующим, т.е.   возможности выживания  . Лимитировать   организма может не   недостаток, по и избыток  -либо  . Представление о   максимального значения,   за пределы которого   жизнедеятельность организма,   в 1913 г. В.Шелфорд.   отражено в законе  , или   толерантности.

Список литературы