Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Экология как наука. Среда обитания. Факторы среды.
Общие закономерности действия факторов среды на организмы
Экология – наука о закономерностях взаимоотношений организмов друг с другом и с окружающей средой. (Э. Геккель, 1866 г.)
|
Факториальная экология – учение о факторах среды. |
Синэкология – экология сообществ. |
Аутэкология – экология организмов. |
Демэкология – экология популяций. |
Глобальная экология – учение о биосфере. |
Среда обитания – все условия живой и неживой природы, при которых существуют организмы и которые прямо или косвенно на них влияют.
Отдельными элементами среды являются экологические факторы:
|
абиотические |
биотические |
антропогенные |
|
физико-химические, неорганические, факторы неживой природы: t, свет, вода, воздух, ветер, соленость, плотность, ионизирующее излучение. |
влияние организмов или сообществ. |
деятельность человека |
|
прямая |
косвенная |
|
|
– промысел; – строительство плотин. |
– загрязнение; – уничтожение кормовых угодий. |
|
|
По периодичности действия – факторы, действующие |
||
|
строго периодично. |
без строгой периодичности. |
|
|
По направленности действия |
||
|
факторы направленного действия |
факторы неопределенного действия |
|
|
– потепление; – похолодание; – заболачивание. |
– антропогенные; – загрязняющие вещества. |
Адаптация организмов к факторам среды
Организмы легче адаптируются к факторам, действующим строго периодично и направленно. Адаптационность к ним наследственно обусловлена.
Трудна адаптация организмов к нерегулярно-периодическим факторам, к факторам неопределенного действия. В этом специфика и антиэкологичность антропогенных факторов.
Общие закономерности
действия факторов среды на организмы
Для экосистемы, организма имеется диапазон наиболее благоприятного (оптимального) значения экологического фактора. За пределами зоны оптимума лежат зоны угнетения, переходящие в критические точки, за которыми существование невозможно.
|
Эврибионты |
Стенобионты |
|
организмы с широким диапазоном выносливости (наземно-воздушная среда). |
организмы с узким диапазоном выносливости (водная, организменная среда). |
Одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Однако каждый из экологических факторов незаменим.
Фактор, находящийся в недостатке или избытке, отрицательно влияет на организмы и ограничивает возможность проявления силы действия других факторов (в т.ч. находящихся в оптимуме).
Лимитирующий фактор – жизненно важный фактор среды (вблизи критических точек), при отсутствии которого жизнь становится невозможной. Обусловливает границы распространения видов.
Ограничивающий фактор – фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма.
I. Абиотические факторы
Биологическое действие света обусловлено интенсивностью, периодичностью, спектральным составом:
|
Инфракрасные лучи |
Ультрафиолетовые лучи |
Видимые лучи |
|
Тепло. |
λ 290 нм – губительны, λ 300–400 нм – N синтез витамина D, меланина. |
λ 400–750 нм – N жизнедеятельность (зрение, ориентация, фотосинтез). |
Экологические группы растений
по требованию к интенсивности освещения
|
Гелиофиты (светолюбивые) |
Сциофиты (тенелюбивые) |
Факультативные гелиофиты (теневыносливые) |
Световой режим приводит к возникновению многоярусности и мозаичности растительного покрова.
Фотопериодизм – реакция организма на продолжительность светового дня, выражающаяся изменением физиологических процессов. С фотопериодизмом связаны сезонные и суточные ритмы.
N: от –40 до +400С (в ср.: +15–300С).
Классификация животных по форме терморегуляции
|
Пойкилотермные (холоднокровные) |
Гомойотермные (теплокровные) |
|
беспозвоночные, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся. |
птицы, млекопитающие. |
Механизмы адаптации к температуре
|
Физический |
Химический |
Поведенческий |
|
регулирование теплоотдачи (кожные покровы, жировые отложения, потоотделение у животных, транспирация у растений). |
регулирование теплопродукции (интенсивный обмен веществ). |
выбор предпочтительных положений (солнечные/затененные места, укрытия). |
Адаптация к t осуществляется через размеры и форму тела.
Правило Бергмана: при продвижении на север средние размеры тела в популяциях теплокровных животных увеличиваются.
Правило Аллена: у животных одного вида размеры выступающих частей тела (конечности, хвост, уши) тем короче, а тело тем массивнее, чем холоднее климат.
Правило Глогера: виды животных, обитающих в холодных и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела (черную или темно-коричневую), чем обитатели теплых и сухих областей, что позволяет им аккумулировать достаточное количество тепла.
Приспособления организмов к колебаниям t среды
Правило предварения: южные виды растений на севере встречаются на хорошо прогреваемых южных склонах, а северные виды у южных границ ареала – на прохладных северных склонах.
Миграция – переселение в более благоприятные условия.
Оцепенение – резкое снижение всех физиологических функций, неподвижность, прекращение питания (насекомые, рыбы, земноводные при t от 00 до +100С).
Спячка – понижение интенсивности обмена веществ, поддерживающегося за счет запасов жира, накопленных ранее.
|
Летняя спячка |
Зимняя спячка |
|
пустынные грызуны, черепахи, моллюски. |
медведи, ежи, барсуки. |
Анабиоз – временная обратимая остановка жизнедеятельности.
Механизмы регулирования водного баланса
|
Морфологический |
Физиологический |
Поведенческий |
|
через форму тела и покровы, через испарение и органы выделения. |
посредством высвобождения метаболической воды из жиров, белков, углеводов в результате окисления. |
через выбор предпочтительных положений в пространстве. |
Экологические группы растений по требованию к влажности
|
Гидрофиты |
Гигрофиты |
Мезофиты |
Ксерофиты |
|
наземно-водные растения, погруженные в воду только нижними частями (тростник). |
наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности (тропические травы). |
растения мест со средним увлажнением (растения умеренной зоны, культурные растения). |
растения мест с недостаточным увлажнением (растения степей, пустынь). |
Галофиты – организмы, предпочитающие избыток солей.
N2: усваивается клубеньковыми бактериями, в виде нитратов и нитритов поглощается растениями. Повышает засухоустойчивость растений. При подводном погружении человека N2 растворяется в крови, а при резком подъеме выделяется в виде пузырьков – кессонная болезнь.
О2:
|
анаэробы (в бескислородной среде) |
аэробы (в кислородной среде) |
|
микроорганизмы, взрослая аскарида. |
большинство организмов, яйца и личинки аскариды. |
СО2: участие в фотосинтезе, продукт дыхания животных и растений.
N: 720–740 мм рт. ст.
При подъеме: парциальное давление О2↓ → гипоксия, анемия (увеличение количества эритроцитов на единицу V крови и содержание Нв).
На глубине: парциальное давление О2↑ → повышается растворимость газов в крови → гипероксия.
Размножение, расселение, перенос пыльцы, спор, семян, плодов.
II. Биотические факторы
|
||
|
а) мутуализм |
++ обоюдовыгодное, обязательное |
клубеньковые бактерии и бобовые растения, микориза, лишайники. |
|
б) протокооперация |
++ взаимовыгодное, но необязательное |
копытные и воловьи птицы, актиния и рак-отшельник. |
|
в) комменсализм (нахлебничество) |
+0 один организм использует другой как жилище и источник питания |
бактерии ЖКТ, львы и гиены, животные – распространители плодов и семян. |
|
г) синойкия (квартирантство) |
+0 особь одного вида использует особь другого вида только как жилище |
горчак и моллюск, насекомые – норы грызунов. |
|
2. Нейтрализм – сожительство видов на одной территории, которое не влечет для них ни положительных, ни отрицательных последствий. |
||
|
00 |
лоси – белки. |
|
|
3. Антибиоз – сожительство видов, приносящее вред. |
||
|
а) конкуренция |
– – |
саранча – грызуны – травоядные; сорняки – культурные растения. |
|
б) хищничество |
+ – |
волки, орлы, крокодилы, инфузория-туфелька, растения-хищники, каннибализм. |
|
в) паразитизм |
+ – |
вши, аскарида, цепень. |
|
г) аменсализм (аллелопатия) |
0 – |
особи одного вида, выделяя вещества, угнетают особей других видов: антибиотики, фитонциды. |
Межвидовые отношения
|
Трофические |
Топические |
Форические |
Фабрические |
|
связи |
|||
|
Пищевые. |
Создание одним видом среды для другого. |
Один вид распространяет другой. |
Один вид строит сооружения, используя мертвые остатки. |
Среды жизни
Среда жизни – совокупность условий, обеспечивающих жизнь организма.
|
1. Водная среда |
однородна, мало изменчива, стабильна, колебания t – 500, плотная. |
|
lim факторы: |
О2, свет, ρ, солевой режим, υ течения. |
|
Гидробионты: |
планктон – свободно парящие, нектон – активно передвигающиеся, бентос – обитатели дна, пелагос – обитатели водной толщи, нейстон – обитатели верхней пленки. |
|
2. Наземно-воздушная среда |
сложная, разнообразная, требует высокого уровня организации, низкая ρ, большие колебания t (1000), высокая подвижность атмосферы. |
|
lim факторы: |
t и влажность, интенсивность света, климатические условия. |
|
Аэробионты |
|
3. Почвенная среда |
сочетает свойства водной и наземно-воздушной сред, колебания t невелики, высокая плотность. |
|
lim факторы: |
t (мерзлота), влажность (засуха, болото), кислород. |
|
Геобионты, эдафобионты |
|
|
4. Организменная среда |
обилие пищи, стабильность условий, защищенность от неблагоприятных воздействий. |
|
lim факторы: |
потеря хозяина («разумный паразитизм» и «закон большого числа яиц»). |
|
Паразиты, симбионты |