Факторите на околната среда и адаптация на организми с техните последици

Лекция 3. Среди живот. Тялото и околната среда

3.2. Факторите на околната среда и адаптация на организмите, тяхното въздействие. закони и разпоредби за околната среда

фактор на околната среда - е всеки елемент на средата, които могат да имат пряко въздействие върху живите организми, най-малко един от етапите на тяхното индивидуално развитие.

Факторите на околната среда могат да имат различен характер и специфика на действие. Те оказват влияние върху живите организми като дразнители, причинявайки адаптивни промени в физиологичните и биохимични функции; ограничители, прави невъзможно да съществува в тези условия, както и сигналите показателно за промени на други фактори на околната среда.

Факторите на околната среда се разделят на абиотични, биотични и антропогенни.

Абиотични фактори - свойства на неживата природа (същност на съвкупността от неорганични условия), които пряко или косвено въздействие върху живите организми.

Те включват: климат (температура, влажност, налягане); едафични (текстура, пропускливост, плътност на почвата); облекчение; химикал (газ състав на въздуха, солена вода състав, концентрация, киселинност); физическа (шум, магнитно поле, топлопроводимост, радиоактивност и космическа радиация).

Във всички случаи, абиотични фактори действат едностранно. Тялото може да се адаптира към тях, но не е в състояние да обърне ефекта.

Биотични фактори - форма на излагане на живите същества един до друг, или всякакви влияния, които изпитва един жив организъм от околните същества.

Сред тях са обикновено отличава:

1. Ефект на растителни организми (фитогенен фактори).

2. Въздействие на животинските организми (зоо- генен фактори).

3. Излагането на микроби (mikrobogennye фактори).

директни взаимодействия контакт между растения: механични (разбиване клонове epifitizm (уреждане на растения върху други растения, но не и паразити върху тях и да ги използват само като точка на присъединяване, като орхидеи), налягане и сцепление на дънери и корени, физиологичен (мутуализъм, и паразитизъм poluparazitizm) синтез на корените;

косвени отношения - в животни и микроорганизми, конкуренцията, Алелопатия (влияние на някои видове организми в други организми чрез изолиране на различни вещества в околната среда).

Зоо- генен фактори - комуникация с други организми - необходимо условие за хранене и размножаване, способността да се защити, смекчаване на неблагоприятните условия на околната среда, а от другата страна и пряка заплаха за съществуването на индивида. Разнообразни живите организми се намират на планетата във всяка комбинация и образуват определена общност, която включва видове, приспособени към съжителството.

Взаимодействията между индивиди от един и същи вид появяват в групата и масов ефект. Група ефект - подобряване на физиологичните процеси на тялото, увеличаване на тяхната жизнеспособност при съвместното съществуване, т.е. обединението на животни в групи от по два или повече лица ... Група ефект е в много видове, които обикновено могат да се възпроизвеждат и да оцелеят само ако са представени доста големи популации (слонове - най-малко 25 вида, елени - 300-400 глави). Принципът на "минимален размер на населението", обяснява защо е невъзможно да се спаси от видовете, които са станали твърде рядко.

Mass Effect - ефект, в резултат на пренаселеността среда. Обикновено маса ефект води до вредни последици за животните, докато ефектът на група на техните благоприятни ефекти.

Друга форма на взаимодействие между индивиди от един и същи вид - вътревидови конкуренция.

Зоо- генен фактор се определя като влиянието на животни на техните роднини, както и за растенията. Животните имат механично въздействие върху растения, гази растителност. Опрашването от насекоми, птици, растения летлив мишки насърчава разпространението на растения.

Чрез биотични взаимодействията между популациите на двата вида включват: конкуренция (интра- и междувидова), хищници, паразитизъм, amensalizm, мутуализъм, Коменсализъм и неутралитет.

Биотични фактори имат различен ефект. Действайки по организми от други животински видове, те са в същото време са обект на въздействието от тяхна страна (двупосочно влияние).

Живият организъм в естествената околна среда в същото време са изложени на биотични и абиотични фактори, но главната роля се играе от абиотични.

Антропогенни фактори (антропос от гр. - Човече, генезис - произход) - са фактори, които се случват под влияние на човешката дейност или направени за промяна на характера на човешките дейности, които засягат биологичното света.

Действие човек като екологичен фактор в природата е огромен и изключително разнообразна. В момента нито един от факторите на околната среда не е нужно такова съществено и универсални, т.е.. Д. Планетарната влияние, като човек, въпреки че антропогенния фактор е най-младият от всички участници на природата.

Всички екологични фактори, които съществуват в природата се отрази на живота на организмите по различен начин и имат различни степени на важност за различните видове. Набор от фактори и тяхното значение за живите организми зависи от местообитанието.

Всички фактори, естествено се отрази на тялото в същото време. Това не е просто сбор, и интерактивна връзка.

Ограничаващ фактор - фактор, който може да забави потенциала за растеж като отделен орган и екосистемата като цяло, или дефицит на фактор или излишък от които е в близост до границата на издръжливост на организма.

Толеранс (от С Tolerantia -. Търпението, издръжливост) - способността да издържат на промени на организми, живеещи условия (например, температурни колебания, влажност, светлина и т.н.). Фиг. 1 е крива, която характеризира скоростта на метод съгласно една от факторите на околната среда.

За да се определи количествено характеристиките на въздействието на факторите на околната среда върху жизнените екземпляри, като темпът на растеж, развитие, раждаемостта, смъртността, храна и други подобни. Г. Въвеждане на концепцията за функциите на отговор. Обикновено, функциите на частни график отговор за промяна на фактор има формата на изпъкнала крива монотонно увеличаване от минимална стойност фактор (долната граница на толерантност) до максимум при оптимална фактор стойности и монотонно намаляване на приближаване на горната граница на отклонение (фиг. 1).

Фиг. 1. зависимост от резултата на действие на фактори на околната среда върху нейната интензивност

Интензитетът на факторите на околната среда (например, температура, най-благоприятно за живота на организма) е оптимално. Зона на инхибиране (pessimum) - това са условията, при които максималният живот на организма се потиска, но тя все още може да съществува. Цялата гама от условия, при които растежът все още е възможно, наречен от порядъка на устойчивост. Точки минути и максимум, ограничаване на растежа, - граници на стабилност на всеки фактор на околната среда - екологично валентността, или екологична пластичност на вида. В по-широк диапазон на колебания на фактори на околната среда, в която могат да съществуват този фактор, по-голямата си екологична пластичност.

Криви, подобни на тези, показани на фиг. 1, криви наречени толерантност, те могат да бъдат получени при изследването на различни фактори.

За всеки вид живи организми съществуват оптимални стрес зони и граници на резистентност или издръжливост за всяка фактори на околната среда.

Околната издръжливи видове, наречени eurybiontic (eyros - широки, значителни колебания на фактори - широко разпространени); malovynoslivye - stenobiontic (stenos - тесни, стабилни условия - ограничени обхвати).

Фиг. 2. граници толерантност и eurybionts stenobiont (от Yu Odum, 1986)

Виж от широк стабилност на амплитудата може да се разглежда като eurythermic и другите две на фиг. 2 - Как stenothermal. Освен тип адаптирани към ниски температури, е cryophilic (от гр kryos -. Студената), и високо - термофилни. Eurythermal видове са способни да растат и да остават активни в широк фактор колебания и stenothermal намаляване на тяхната активност дори при незначителни отклонения от оптималното. Организми по отношение на съдържание на соли в околната среда и нарича evrigalami stenogalami (от гр Hals - сол.); на светлина - и evrifotami stenofotami; по отношение на киселинността на средата - и evriionnymi stenoionnymi гледка.

Чрез stenobiont включва паразити, много животни океанските дълбини, жители на пещери, гори, орхидея, пъстърва, яребици Далечния Изток, дълбоки морски риби. Eurybionts - това колорадски бръмбар, мишки, плъхове, вълци, хлебарки, тръстика, трева пшеница.

Един от основателите на селскостопански Chemistry - (. 1803-1873 жж) немски учен J. фон Liebig формулира теорията на минералното хранене на растенията. Той открива, че развитието на растението или неговото състояние не зависи от химичните елементи (или вещества), т. Е. факторите, които се намират в почвата в достатъчни количества, както и тези, които липсват. Техните резултати J. фон Liebig (1840) обобщени в закона на минимум: вещество, съдържащо се в минимално, контролирано прибиране на реколтата се определя от времето си стойност и стабилност. Съвременната интерпретация на закона Либиг е: издръжливост на организма се определя от най-слабото звено във веригата на неговите екологични нужди, т.е. ограничаване на шансовете за живот на фактора на околната среда, размерът на който се намира в близост до минимум, и по-нататъшно свиване, което води до смъртта на организъм или рушене на екосистемата на ...

Минималната право е валидно не само за растенията, но и всички живи организми, включително хората.

В бъдеще, концепцията за ограничаващи фактори е разширен. Идеята, че наравно с минималната ограничаващ фактор може да бъде най въведена през 1913 г., американският зоолог V. Shelford. Той показа, че веществото или някой друг фактор, който присъства не само най-малкото, но в повече в сравнение с необходимото ниво на тялото, може да доведе до нежелани последици за организма. Впоследствие закона се формулира толеранс, или правото на ограничаващ фактор Shelford: ограничаващ фактор в живота на организма (вида) може да бъде в минимално и максимално на въздействието върху околната среда, интервала между който определя стойността на издръжливост, толерантността на организма на този фактор. Смисълът на закона е ясно: грубо казано, лошо и недохранване и прехранване.

Принципът на ограничаване на факторите е валидна за всички видове живи организми - растения, животни, микроорганизми. Той се отнася както абиотични и биотични фактори.

При поставяне на тялото в новата среда то след известно време да свикна, се адаптират към тях. Последствието е промяна във физиологична оптимално или измествания купол крива толерантност. Тези промени се наричат ​​адаптация.

Адаптация - адаптация на организми в околната среда. Способността да се адаптират - една от основните характеристики на живота като цяло, която дава възможност за неговото съществуване, т.е. възможността за организми, за да оцелее и да се размножават ...

Пробите по някаква причина са загубили способността да се адаптират към променящите се условия на околната среда, фактори, свързани с режима на елиминиране, т.е.. Д. Към изчезване.

Форми на организмите да се адаптират към околната среда:

Морфологично адаптация - адаптиране, което се проявява в промяната на формата или структурата на даден организъм. Например, твърда обвивка костенурки, осигурява защита срещу хищници; кактуси устройство или други сочни растения, за да оцелеят при условия на висока температура и дефицит вода и други.

Физиологична адаптация - адаптация, свързана с химичните процеси в организма. Например, едно цвете аромат може да се използва за привличане на насекоми и насърчаване на опрашване. Жителите на сухи пустинята са способни да регулират необходимостта от влага поради биохимично окисление на мазнини. Биохимичната процеса на фотосинтеза в растенията отразява способността им да се създаде органична материя от инертните материали.

Поведенчески адаптация - адаптация, свързана с конкретен аспект на жизнените функции на животното (създаване заслони, движение в посока на по-благоприятни температурни условия, избор на места с оптимално съдържание на влага или яркост, и т.н. ...). Много безгръбначни, характерни селективен съотношение към светлината, показан по-близо или по-далеч от източника (Taxis). Известен ежедневно и сезонни миграции на бозайници и птици, в това число на миграцията и полети и междуконтинентални движенията на рибите. Adaptive поведение може да се прояви в по време на лов на хищници (проследяване и добив на преследване) и техните жертви (дебнат, проследи заграждения). Изключително специфично поведение на животните по време на размножителния период и при отглеждането потомство.

Най-простата форма е адаптирането на аклиматизация - устройство, което да издържи на топлина и студ.

Температурата е най-важният климатичен фактор. Всеки организъм могат да живеят в рамките на определен температурен диапазон. Температурният обхват, в който може да съществува живот е около 300 ° С от -200 до 100 ° С, но повечето видове и повечето от дейностите са ограничени до по-тесен обхват от температури (0-50 ° С). Някои видове микроорганизми, предимно бактерии и водорасли, могат да живеят и да се възпроизвеждат при температури, близки до точката на кипене. Горната граница за бактерии горещи извори е 88 ° С, и за най-устойчиво риба и насекоми - около 50 ° С

Температурата влияе на анатомичните и морфологични характеристики на организми (обикновено Бергман, върховенство на Алън), по време на физиологичните процеси на растеж, развитие, поведение, и в много случаи определя географското разпространение на растения и животни. Въз основа на физиологичните процеси на много организми са в състояние, в определени граници, за да се промени тяхната телесна температура. Тази способност се нарича терморегулация.

правило Бергман е. в видове или достатъчно хомогенна група на тясно свързани видове животни (топлокръвни) с по-големи размери на тялото се намира в по-студените региони (потвърден в гръбначни животни, от които 75-90% от птиците, 50% от случаите).

Този модел се обяснява с регулатори: производство на топлина е пропорционална на обема на тялото и топлината - нейната повърхност. Специфичната повърхност на тялото (отношението повърхностна площ към обем) по-малко в по-големи животни. Ето защо, в северната полезно да бъде голям, за да произвеждат повече топлина и по-малко, за да му се даде, а на юг - глоба.

Правило Алън: (. Крайници, опашката, ушите и т.н.), изпъкнали части на тялото на топлокръвни животни относително увеличава като един движи от север на юг в диапазона от един и същи вид.

правило Gloger му. Животните, които живеят в студени и влажни зони и разполагат с по-интензивно пигментация на тялото (обикновено черен или тъмно кафяв), отколкото жители топли и сухи райони, които им позволяват да се натрупа достатъчно топлина.

Тези правила често се наричат ​​закони, уреждащи адаптации бозайници.

По отношение на температура на животните се разделят на две групи: poikilothermic и топлокръвните.

Poikilothermic животни (от С poikilos -. Различни, променлив и Therme - топлина) - студенокръвни животни с непостоянно вътрешната телесна температура, която варира в зависимост от температурата на околната среда. Те се характеризират с ниска интензивност на обмена и липсата на механизъм запазване на топлината. Животните са по-зависими от топлината доставя отвън, отколкото от топлината, която се произвежда в метаболитни процеси.

Чрез студенокръвни включва всички безгръбначни и влечуги, с изключение на птици и бозайници. Тези животни телесна температура е обикновено само 1-2 по-горе или температура на околната среда е равен на него. Тя се издига под влиянието на усвояването на слънчевата топлина (змии, гущери) или мускулна работа (летящи насекоми, бърза риба плуване). При повишаване или понижаване на температурата на околната среда извън оптималната тези животни попадат в ступор, или загиват. Спори и семена на растения и животни в - ресничести, ротатория, дървеници, червеи и др. - Може да се окаже много години в състояние на подтискането на жизнените процеси - състояние, при което рязко намалява обмяната на веществата, и няма видими прояви на живота.

Топлокръвни животни (от С homoios -. Както и Therme - топлина) - топлокръвни животни поддържат вътрешната температура на тялото на относително постоянно ниво, независимо от температурата на околната среда.

Те включват птици и бозайници. Физическите механизми са терморегулацията изолационни слой (кожа, пера, мазнини слой), активността на потните жлези, изпаряване на влага по време на дишане. Тези животни страдат неблагоприятни условия, като се използват приютите, така че те зависят от околната среда в по-малка степен на защита. По време на прекомерно повишаване на температурата в пустинята животни адаптирани за прехвърляне на топлина чрез потапяне в лятна зимен сън или погребан в пясък (гризачи). Растения пустинен и полу-пустинен пружина за много кратък период от време след завършване на растителност и семена зреенето на навес листа, въвеждане на фазата на покой (лалета и др.).

Някои птици (Колибри, Бързолети), както и много бозайници (прилепи, малки гризачи, двуутробни, таралежи, мечки) - това geterotermye животни. Те заемат междинно положение между poikilothermic и топлокръвните животни. Телесната температура в активна им състояние се запазва относително високо и постоянно, и неактивни почти не се различава от външната страна. По време на сън или дълбок сън метаболитни намалява проценти и телесната температура малко над температурата на околната среда.