как называется эволюция отношений организмов и среды обитания
Взаимоотношения между организмами
Форма взаимовыгодного облигатного симбиоза. Примером мутуализма могут послужить взаимоотношения между рыбой-клоуном и актинией. Рыба-клоун спасается от врагов среди щупалец актинии, проводит там санитарную обработку: она удаляет из актинии непереваренные остатки пищи, вентилирует воду.
Примером таких взаимоотношений может послужить «квартиранство», при котором один из организмов использует другой как жилище: в мантийную полость двустворчатых моллюсков откладывают икринки рыбы-горчаки, благодаря чему развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но не приносят ни вреда, ни пользы самому моллюску.
Также примером является и «нахлебничество». Под этот термин подпадают отношения между акулой и рыбой-прилипалой. Рыба-прилипала (комменсал) прикрепляется к акуле, преодолевает большие расстояния и питается остатками пищи, расплывающимися в стороны после трапезы акулы.
Паразитизм также является способом симбиоза. При этой форме отношений один организм (паразит) использует другой (хозяина) в качестве источника питания (и среды обитания), при этом частично/полностью возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой.
Паразитизм бывает облигатный, в случае если паразит не может жить без хозяина, к примеру, у вирусов. Может быть факультативный, если паразит способен существовать без хозяина: комары, блохи, вши, паразитические черви.
В современной экологии в понятие хищничества вкладывается форма взаимоотношения, при которой один организм питается органами и тканями другого, при этом между двумя организмами отсутствуют симбиотические связи. То есть они никак не зависят друг от друга.
Иногда понятие хищничества обобщается, и в него включают плотоядных, растительноядных, всеядных животных и паразитов.
При этой форме взаимоотношений виды не оказывают друг на друга практически никакого влияния. Они редко встречаются из-за разности типов питания, экологических ниш.
При аменсализме один вид подавляет другой без извлечения выгоды для себя и без обратного отрицательного влияния с подавляемой стороны. Примерами аменсализма являются высокие широкие кроны взрослых деревьев, которые практически не пропускают свет в подлесок и тем самым угнеют рост молодых растений, мхов.
Аллелопатией называют подавление одного вида организмов другим (и обратное воздействие) вследствие выделения токсичных веществ. Часто встречается у микроорганизмов, грибов.
Примером может считаться выделение антибиотиков двумя близкорасположенными бактериями. В этом случае антибиотик каждой бактерии будет замедлять рост и развитие другой, может приводить к гибели.
Если у особей, принадлежащих к двум разным видам (или к одному), сходный образ жизни, кормовая база, занимаемая ими экологическая ниша, ограниченные возможности для полового размножения: между ними возникает конкуренция.
Особенно часто возникает конкуренция между особями одного вида, ведь их потребности совершенно одинаковы. Недаром самым ожесточенным вариантом борьбы за существование считается внутривидовая борьба.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Биология. 11 класс
Конспект урока
Урок 13. «Организм и окружающая среда. Экологические факторы»
1. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;
Урок теме «Организм и окружающая среда. Экологические факторы» позволит учащимся расширить представления об экологии как науке, углубить знания о среде обитания, экологических факторах и закономерностях влияния их на организмы и окружающую среду, сформировать у школьников экологическое сознание, понимание роли человека в окружающей среде.
2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
Среды обитания, экологические факторы среды обитания: абиотические, биотические, антропогенные; экологическая ниша
Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания.
Лимитирующий фактор – это фактор, сдерживающий развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями.
Закон Минимума— успешную жизнедеятельность организма ограничивает экологический фактор количество и качество которого близки к минимуму, необходимому организму.
Условия существования — совокупность жизненно необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва).
Почвенная среда – рыхлый поверхностный слой литосферы, переработанный деятельностью живых существ и климатических факторов.
Симбиоз – сожительство, форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекает пользу от другого.
3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);
1. А.Ю. Ионцева. «Весь школьный курс в схемах и таблицах» – М.: Эксмо, 2014.: С. 294-304
3. А.А. Кириленко, С.И. Колесников., «Биология тематические тесты. (подготовка к ЕГЭ)» Учебно- методическое пособие.- Ростов н/Д: Легион, 2009г. С 103-107.
5. Г.И. Лернер «БИОЛОГИЯ : Полный справочник для подготовки к ЕГЭ »: АСТ, Астрель; Москва; 2010г (раздел VII)
4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);
https://bio-ege.sdamgia.ru/?redir=1тема 1, 2
5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;
Экология — наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и со средой их обитания.
Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определённое воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную.
Отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы, называются экологическими факторами. Выделяют следующие экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные. Абиотические факторы — компоненты неживой природы. Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).
В процессе эволюции у организмов выработались различные приспособления к среде обитания — адаптации. Существует три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий. Адаптации можно разделить на биохимические, морфологические, физиологические, этологические и др.
Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы выносливости организма. Оптимум — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.
Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Интервал значений экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности. Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой — стенобионтными.
Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором. Такой фактор будет ограничивать распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными. Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида.
6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).
Тип вариантов ответов: Выберите элемент (Текстовые, Графические, Комбинированные)
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):
Неправильный вариант/варианты (или комбинации):
Подсказка: повторите термины
Найдите слова, соответствующие теме, обозначьте цветом.
Тип вариантов ответов: Выберите элемент (Текстовые, Графические, Комбинированные)
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):
Экология
Обложка урока взята с источника.
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Типы взаимоотношений организмов в экосистеме
Самая распространенный тип – трофические связи, когда одни живые существа употребляют в пищу органическое вещество других. По этому признаку можно выделить функциональные группы организмов в экосистеме.
Для примера можно рассмотреть экосистему леса. Энергия солнца и неорганические вещества (углекислый газ и вода) превращаются в органические вещества растениями – деревьями, кустарниками и травами. Если бы в экосистеме не существовало трофических связей, то эти вещества утрачивались бы после их гибели. Вместо этого они передаются растительноядным животным – зайцам, белкам, оленям, от них – хищникам (волкам, лисам). Таким образом экосистема сохраняет свою стабильность и не разрушается во времени.
Для передачи органического вещества необязательно съедать другой организм полностью. Некоторые живые существа поедают мертвые останки (грифы, жуки-мертвоеды) или чужие продукты жизнедеятельности (жуки-навозники). В водных экосистемах многие питаются детритом – органическими частицами мертвых организмов. Такие виды являются фильтраторами – губки, двустворчатые моллюски (гребешки, жемчужницы, мидии и т.д.), ракообразные. Они помогают очищать водные экосистемы. Озеро Байкал обязано своими чистыми водами эпишуре – крохотному рачку длиной 1,5 мм.
Морские желуди (усоногие раки) на коже кита Источник
Впрочем, иногда животные «подселяют» к себе кого-то намеренно. Рак-отшельник пересаживает с поверхности камней на свою раковину актинию – мягкий коралл, вооруженный жалящими клетками. Актиния защищает своего «носителя», не давая донным хищникам съесть его.
Фабрические связи организмов в экосистеме возникают, когда животное использует для строительства убежищ продукты жизнедеятельности или части тел других живых существ. При строительстве гнезд птицы используют веточки или цветки, сухие листья или шерсть. Один из видов пингвинов строит свои гнёзда из костей.
Гнездо пингвина из костей Источник
Если особь одного вида приносит вред представителю другого вида, но вред не связан с поеданием, это называется антибиоз. Кукушка подкидывает свое яйцо в чужое гнездо. Вылупившись, кукушонок не только поедает больше корма, но и по возможности выбрасывает из гнезда остальных птенцов.
Если в экосистеме два живых существа вообще не взаимодействуют, говорят о нейтрализме. В лесной экосистеме примерами являются волк и жук-жужелица, медведь и синица.
Третья классификация основана на том, какие именно организмы вступают во взаимодействие. Соответственно, выделяют межвидовые отношения (между разными видами) и внутривидовые (в популяции одного вида).
Типы взаимодействий между живыми существами очень разнообразны. Из-за этого экосистема способна сохранять стабильность в меняющихся условиях.
Симбиоз
Взаимовыгодные отношения двух организмов называют симбиозом. Эти отношения связаны с совместным источником питания: например, акула охотится и добывает пищу, а рыба-прилипала съедает несъедобные для крупной рыбы остатки. Симбионты могут пользоваться и общим пространством: ящерица гаттерия копает норы на побережье, где обитает, а буревестник гнездится в них, при этом оба организма занимают нору одновременно. Один симбионт может предоставлять защиту другому: коралл – актиния обладает особыми жалящими клетками, которые не вредят симбионту – рыбе-клоуну, но вредят хищникам, которые нападают на него. Как правило, участники симбиоза отличаются по своим особенностям: один организм подвижный, другой – нет.
Симбиоз бывает облигатным (обязательным для существования видов) и факультативным (временным, необязательным).
Примером первого являются тропические кораллы и их симбионты – микроводоросли. Если по какой-то причине (под влиянием слишком жаркого климата) водоросли покинут тело коралла, то он погибнет из-за нехватки питания. Это явление сопровождается потерей окраски коралла и поэтому получило название бличинг. В тропиках бличинг приводит иногда к полному уничтожению рифов.
Пример факультативного симбиоза – мальки рыб, прячущиеся под куполом медузы. Они поедают остатки ее пищи и получают защиту от хищников, но способны выжить и без медузы.
Мальки под защитой купола медузы – факультативный симбиоз Источник
Облигатный симбиоз, разрушение которого приводит к гибели хотя бы одного из организмов, называется мутуализм. Примером мутуализма являются клубеньковые бактерии и бобовые – горох, соя, фасоль. Хорошо известно, что эти растения очень богаты белком. Это происходит благодаря их симбионтам – бактериям, умеющими превращать атмосферный азот в нитраты. Бактерии не выживут в почве, а бобовые без них погибнут.
Рак-отшельник в раковине брюхоногого моллюска Источник
Паразитизм и хищничество
У паразитизма есть ряд особенностей, не присущих симбиозу:
У организма имеются приспособления к паразитизму (органы прикрепления, плотные покровы, способность питаться всей поверхностью тела и т.д.).
Среди паразитов выделяют облигатных (обязательных) и факультативных (переходящих к паразитизму только при определенных условиях). Тропическая рыба Ванделлия, являясь единственным позвоночным паразитом, облигатно питается кровью из жабер рыб, обитающих в Амазонке, но в случае нехватки корма может факультативно паразитировать на человеке. Зная о такой особенности, жители побережья купаются в натянутых над водой тентах, заполненных дождевой водой.
Ванделлия: вверху – паразитирует на другой рыбе, внизу – общий вид
Паразитов, чьими хозяевами являются паразиты, называют сверхпаразитами. Гусеницы бабочки-белянки являются паразитами многих садовых растений, но их самих часто поражают наездники – перепончатокрылые насекомые.
Иногда один организм может случайно попасть в другой и поэтому вынужден временно обитать и питаться в нем. Личинки мух могут некоторое время жить в кишечнике человека и животных, но потом погибают, потому что у них не получается выбраться наружу. Такие «паразиты поневоле» называются ложными [3] .
Паразитизм отличается от хищничества – способа питания, предполагающий ловлю, добычу, умерщвление и поедание жертвы. Он присущ животным, отдельным растениям (раффлезия, венерина мухоловка, росянка) и даже грибам, имеющим специальные органы для ловли червей. Интересно, что животными-хищниками называют только тех, кто поедает животных (но не растения или грибы), в то время как животное-паразит может взаимодействовать как с животными, так и с представителями других царств. Как назвать в этой классификации отношения между растениями и растительноядными животными – неясно, в науке нет общепринятого термина.
Хищничеству, в отличие от паразитизма, присущи следующие особенности:
Сложным случаем для классификации является комар. У него есть самый главный признак паразитизма – он питается только кровью, не принося существенного вреда организму. Однако он активно выслеживает жертву, нападает на нее и имеет специальные приспособления для атаки, непродолжительно контактирует с жертвой. Однозначно отнести его к определенной категории нельзя. Такая же ситуация возникает с блохами и пиявками. В отличие от них, вши могут обитать только на живых организмах и в среде сохраняются только в виде яиц, поэтому являются облигатными [] паразитами.
Нейтрализм
Истинный нейтрализм наблюдается тогда, когда два вида никак не взаимодействуют. Такое встречается редко, поскольку в природе, по закону Барри Коммонера, «все связано со всем». Примеры нейтрализма в природе: кишечная микрофлора и микрофлора кожи, белка и лось, земляника и волк. На самом деле, между такими видами существуют неочевидные топические связи – ведь они обитают на одной территории.
Кроме того, к этой категории относят такие взаимодействия, когда один организм испытывает негативное воздействие, но сам никак не влияет на второй вид. Комменсализм, или нахлебничество, является как раз таким типом отношений: животное съедает остатки пищи, оставшиеся от трапезы другого. Пример – лев и гиена, орел и гриф.
Антибиоз
В эту группу относится несколько типов взаимодействий, однако наиболее распространенным является конкуренция. Происходит борьба за ресурсы среды обитания – комфортное место для жизни, корм, у позвоночных животных – за брачного партнера.
Существует два вида конкуренции – внутривидовая и межвидовая. Внутри вида конкуренция наиболее острая – ведь особи нуждаются в одних и тех же ресурсах.
Нельзя сказать, что конкуренция – однозначно отрицательное явление. В результате такого взаимодействия побеждает тот организм, более приспособленный к условиям обитания, то есть повышается вероятность выживания живых существ в данной экосистеме. Так происходит эволюция: приспособленные виды вытесняют неприспособленных, изменяя облик экосистемы. Еще одна функция конкуренции – регулирование численности – количества особей. Пытаясь выжить в условиях конкуренции, организмы расходуют ресурсы экономно и стремятся занять определенную экологическую нишу – определенное пространство со своими условиями. В лесу дятлы едят личинок, обитающих под корой деревьев, клесты – семена хвойных, овсянки – семена злаков. Гнездятся эти птицы тоже в разных местах: дятлы – в дуплах широких деревьев, клесты – в кронах высоких сосен, овсянки – на земле или вблизи земли. Так птицы уходят от конкуренции, всем хватает жизненного пространства и корма.
Борщевик Сосновского – опасный интродуцент Источник
Аллелопатия – тип отношений, который встречается у малоподвижных организмов, особенно если они проживают в большом скоплении, когда один организм выделяет вредные вещества, влияющие на развитие и выживание особей видов-конкурентов. Именно поэтому нельзя ставить в одну вазу тюльпаны и розы, иначе розы вскоре погибнут.
Существует и межвидовая аллелопатия деревьев. Яблони летом испускают этанол, который негативно влияет на рост растений. Вещества, служащие для подавления роста и развития, называются колины. Некоторые организмы (грибы) выделяют антибиотики, препятствуя росту бактерий.
Если один организм своим существованием причиняет вред другому, но без отравляющих веществ, это называется аменсализм. Плющ, обрастая дерево, давит на него своей массой, закрывает листья дерева от света и не дает расти. Дерево, увитое плющом, постепенно погибает. Ель, создавая условия переохлаждения и недостатка света, приводит к гибели семян растений, а мхи, быстро разрастаясь, приводят к заболачиванию почвы и гибели сухопутных видов.
Инквилизм раньше относили к паразитизму, однако он не всегда связан с поеданием кого-либо. Смысл его состоит в проникновении в чужое укрытие и постепенное вытеснение его владельца. В качестве примера инквилизма можно рассмотреть кукушку и наездников – перепончатокрылых насекомых. Последние откладывают яйца в опухоли растений, которые называются галлы. Внутри галла часто находятся личинки насекомых. Личинка наездника, развиваясь, занимает весь галл и поедает живших там ранее обитателей.
Разнообразие отношений – залог длительного существования и стабильности экосистемы. Иногда человек, сам того не понимая, вмешивается в эти взаимосвязи, нарушая хрупкое равновесие. Так, в середине прошлого века в Китае решили избавиться от воробьев. Эти птицы рассматривались как исключительно вредоносные, вместе с крысами и комарами. В итоге за 4 года было истреблено около 2 миллиардов воробьев.
Последствия не заставили себя ждать: без хищника-регулятора размножились вредители сельскохозяйственных культур, и уже через год произошли значительные потери урожая. В результате наступил голод, и погибло до 30 миллионов китайцев. Стране пришлось закупать воробьев в СССР и Канаде.
Словарь
3. Ложный паразитизм – вынужденное и временное обитания одного организма в другом.
7.1. Среды обитания организмов. Факторы среды. Законы оптимума и минимума. Биологические ритмы. Фотопериодизм
Структура классической биоэкологии включает:
аутэкологию (экологию отдельных организмов),
демэкологию (экологию популяций и видов),
синэкологию (экологию сообществ организмов).
В экологии выделяют также:
Среда жизни — это часть природы, в которой живут организмы:
Организмы могут обитать в одной среде (рыбы — в воде), в двух (наземные растения — в воздухе и почве) и даже в трех средах (прибрежные водные растения — в почве, воде и воздухе). Некоторые организмы периодически переходят из одной среды в другую (насекомые с водными личинками, земноводные). При паразитическом образе жизни среда жизни паразита — другой организм.
Водная среда жизни.
Вода — первичная среда для живых существ, поскольку именно в ней зародилась жизнь. Большинство организмов не способны к активной жизнедеятельности без поступления воды в организм или по крайней мере без сохранения определенного содержания жидкости внутри организма. Внутренняя среда организма, в которой происходят основные физиологические процессы, очевидно, по-прежнему сохраняет черты той среды, в которой происходила эволюция первых организмов. Так, содержание солей в крови человека (поддерживаемое на относительно постоянном уровне) близко к таковому в океанической воде. Свойства водной океанической среды во многом определили химико-физическую эволюцию всех форм жизни. Главной отличительной особенностью водной среды является ее относительная стабильность (амплитуда сезонных или суточных колебаний температуры в водной среде намного меньше, чем в наземно-воздушной). Рельеф дна, различие условий на разных глубинах, наличие коралловых рифов и прочее создают разнообразие условий в водной среде.
Особенности водной среды проистекают из физико-химических свойств воды. Так, большое экологическое значение имеют высокая плотность и вязкость воды. Удельная масса воды соизмерима с таковой у тела живых организмов. Плотность воды примерно в 1000 раз выше плотности воздуха. Поэтому водные организмы (особенно активно движущиеся) сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивление, что приводило к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается у представителей различных групп организмов, обитающих в воде, — дельфинов (млекопитающих), костистых и хрящевых рыб.
Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
В связи с высокой плотностью водной среды ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, которая характерна для наземных форм и связана с силами гравитации. Поэтому есть целая группа водных организмов (как растений, так и животных), существующих без обязательной связи с дном или другим субстратом, «парящих» в водной толще. Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
Наземно-воздушная среда жизни характеризуется огромным разнообразием условий существования, экологических ниш и заселяющих их организмов. Важно отметить, что организмы играют первостепенную роль в формировании условий наземно-воздушной среды жизни, и прежде всего газового состава атмосферы. Практически весь кислород земной атмосферы имеет биогенное происхождение.
Основными особенностями наземно-воздушной среды являются большая амплитуда изменения экологических факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Комплекс физико-географических и климатических факторов, свойственных определенной природной зоне, приводит к эволюционному становлению морфофизиологических адаптации организмов к жизни в этих условиях, многообразию форм жизни.
Высокое содержание кислорода в атмосфере (около 21 %) определяет возможность формирования высокого (энергетического) уровня обмена веществ.
Атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой влажностью. Это обстоятельство во многом лимитировало (ограничивало) возможности освоения наземно-воздушной среды, а также направляло эволюцию водно-солевого обмена и структуры органов дыхания.
Условия почвенной среды обитания определяют такие свойства почвы, как аэрация (т. е. насыщенность воздухом), влажность (присутствие влаги), теплоемкость и термический режим (суточный, сезонный, разногодичный ход температур). Термический режим по сравнению с наземно-воздушной средой более консервативный, особенно на большой глубине. В целом почва отличается довольно устойчивыми условиями жизни. Вертикальные различия характерны и для других свойств почвы, например, проникновение света зависит от глубины.
Почвенная среда занимает промежуточное положение между водной и наземно-воздушной средами. В почве возможно обитание организмов, обладающих как водным, так и воздушным типом дыхания. Вертикальный градиент проникновения света в почве еще более выражен, чем в воде. Микроорганизмы встречаются по всей толще почвы, а растения (в первую очередь корневые системы) связаны с наружными горизонтами. Для почвенных организмов характерны специфические органы и типы движения (роющие конечности у млекопитающих; способность к изменению толщины тела; наличие специализированных головных капсул у некоторых видов); формы тела; прочные и гибкие покровы; редукция глаз и исчезновение пигментов. Среди почвенных обитателей широко развита сапрофагия — поедание трупов других животных, гниющих остатков и т. д.
Организм как среда обитания. Живой организм может также служить средой обитания для паразитов и симбионтов.
Организм как среда обитания характеризуется определенным постоянством (гомеостазом). В то же время некоторые виды паразитов вынуждены противостоять агрессивной среде организма (например, агрессивной среде желудочно-кишечного тракта) и иммунной системе. Организм, как правило, обеспечивает паразитов и симбионтов питательными веществами, находящимися в доступной форме и не требующими дальнейшего пищеварения и переработки. Поэтому у большинства паразитов наблюдается упрощенное строение (редукция) органов пищеварения. Стратегия их выживания направлена на оставление как можно большего числа потомков, формирование защитных механизмов и приспособлений к распространению.
Экологические факторы — элементы среды, оказывающие влияние на организмы, в ответ на которые организмы реагируют приспособительными реакциями.
По природе различают :
— неорганические, или абиотические факторы: температура, свет, вода, воздух, ветер, соленость и плотность среды, ионизирующие излучения;
— биотические факторы, связанные с совместным обитанием, взаимным влиянием животных и растений друг на друга;
— антропогенные факторы — воздействия человека, человеческой деятельности на природу; по размаху и глобальности своего воздействия они приближаются к геологическим силам.
Каждый из экологических факторов незаменим. Так, недостаток тепла нельзя заменить обилием света, минеральные элементы, необходимые для питания растений, — водой.
К абиотическим факторам – или факторам неживой природы, относятся климатические, температурные условия, влажность, освещенность, химический состав атмосферы, почвы, воды, особенности рельефа.
К биотическим факторам относятся все организмы и непосредственные продукты их жизнедеятельности. Организмы одного вида вступают в различные по характеру отношения, как друг с другом, так и с представителями других видов. Эти отношения, соответственно подразделяются на внутривидовые и межвидовые.
Внутривидовые отношения проявляются во внутривидовой конкуренции за пищу, кров, самку. Так же они проявляются в особенностях поведения, иерархии отношений между членами популяции.
Межвидовые отношения могут быть симбиотическими, хищническими, паразитическими.
Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека, под влиянием которой среда изменяется и формируется. Деятельность человека распространяется, практически, на всю биосферу: добыча полезных ископаемых, освоение водных ресурсов, развитие авиации и космонавтики сказываются на состоянии биосферы. В результате возникают разрушительные процессы в биосфере, к которым относятся загрязнение вод, «парниковый эффект», связанный с увеличением концентрации диоксида углерода в атмосфере, нарушения озонового слоя, «кислотные дожди» и т.д.
Организмы адаптируются (приспосабливаются) к влиянию определенных факторов в процессе естественного отбора. Их адаптационные возможности определяются нормой реакции по отношению к каждому из факторов, как постоянно действующих, так и колеблющихся в своих значениях. Например, длина светового дня в конкретном регионе постоянна, а температура и влажность могут колебаться в достаточно широких пределах.
Экологические факторы характеризуются интенсивностью действия, оптимальностью значения (оптимумом), максимальным и минимальным значениями, в пределах которых возможна жизнь конкретного организма. Эти параметры для представителей разных видов различны.
Отклонение от оптимума какого-либо фактора, например, снижение количества пищи, может сузить пределы выносливости птиц или млекопитающих по отношению к понижению температуры воздуха.
Фактор, значение которого в данный момент находится на пределах выносливости, или выходит за них называется ограничивающим.
Организмы, способны существовать как в широких пределах колебания фактора, так и в узких. Например, организмы, обитающие в условиях континентального климата, переносят широкие колебания температур. Такие организмы обычно имеют широкие ареалы распространения. В узких пределах колебания фактора, т.е. в относительно постоянных условиях, существуют паразитические или симбиотические формы. Ареал таких организмов ограничен.
Интенсивность воздействия различных экологических факторов на популяцию в целом называется правилом оптимума и описывается графически. По оси ординат откладывается численность популяции в зависимости от дозы того или иного фактора (ось абсцисс). Выделяют оптимальные дозы фактора и дозы действия фактора, при которых происходит угнетение жизнедеятельности данного организма. На графике это соответствует пяти зонам: зона оптимума, справа и слева от нее зоны пессимума (от границы зоны оптимума до max или min) и летальные зоны (находящиеся за пределами max и min), в которых численность популяции равна 0. Интенсивность фактора, наиболее благоприятную для жизнедеятельности, называют оптимальной, или оптимумом. Границы, за которыми существование организма невозможно, называют нижним и верхним пределами выносливости.
Эврибионты —
организмы, проживающие в различных условиях среды (выносят широкий диапазон колебаний фактора).
Стенобионты —
организмы, требующие строго определенных условий существования (узкий диапазон колебаний фактора).
При комплексном воздействии различных факторов на организмы лимитирующим (ограничивающим развитие организмов) фактором является фактор, находящийся в недостатке или избытке. Образно это положение помогает представить так называемая «бочка Либиха». Представьте себе бочку, в которой деревянные рейки по бокам имеют разную высоту. Понятно, какой бы высоты ни были остальные рейки, но налить воды в бочку можно ровно столько, какова длина самой короткой рейки.
Закон оптимума, минимума и максимума.
Этот закон говорит о том, что наивысший урожай можно получить только при среднем, то есть оптимальном, наличии фактора жизни растений.
Действие этого закона наглядно проявляется при выращивании растений на фонах разного обеспечения каким-либо одним фактором жизни, например водой, теплом, углекислым газом или любым другим. Во всех случаях по мере увеличения количества фактора от минимального к оптимальному условия произрастания растений будут улучшаться, а урожай увеличиваться. При дальнейшем же увеличении, количества фактора урожай начнет уменьшаться, пока не достигнет близкого к нулевому при максимальном количестве фактора жизни растений.
На произрастание культурных растений оказывает влияние не единичный фактор жизни, а совокупность факторов жизни и условий среды. Было установлено, что, изменяя только один фактор жизни, без прямого воздействия на остальные, прибавки урожая постепенно затухают, а потом и совсем прекращаются от одинаковых дополнительных доз фактора. Причина тому — ограничивающее влияние других факторов жизни, так как вступает в действие закон минимума, или ограничивающих факторов, — урожайность сельскохозяйственных культур зависит от фактора жизни, находящегося в относительном минимуме.
Закон минимума, или ограничивающих факторов, имеет отношение и к физиологии растений, где его трактовали так; находящийся в относительном минимуме фактор ограничивает воздействие всех остальных факторов жизни. Предполагалось, что факторы жизни действуют на растения изолированно один от другого. Однако этого в природе нет. Многочисленными опытами и практикой установлено, что жизнедеятельность культурных растений действительно зависит от факторов жизни, находящихся в относительном минимуме, но в отдельных случаях недостаток одних факторов жизни можно несколько сгладить хорошим обеспечением другими факторами жизни. Например, если в процессе фотосинтеза ограничивающим фактором будет углекислый газ, то это ограничение можно снять несколькими способами: во-первых, увеличением концентрации углекислого газа в окружающем растения атмосферном воздухе; во-вторых, путем создания оптимальной температуры окружающего воздуха. Последнее приведет к усилению диффузии молекул углекислого газа из окружающей среды в межклеточные пространства листа, то есть к лучшему обеспечению хлоропластов углекислым газом.
Сложность взаимоотношений факторов жизни между собой, а также между ними и растениями не позволяет упрощенно понимать действие закона минимума, или ограничивающих факторов.
В производственных условиях необходимо знать факторы жизни, находящиеся в первом, втором и последующих минимумах, и агротехническими, а также другими приемами снимать их ограничивающее влияние.
Ограничивать урожай могут не только факторы жизни, но и неблагоприятные условия среды: почвенные, фитологические и агротехнические, например кислотность почвы, ее засоренность. Следует применять меры к ограничению их отрицательного влияния на культурные растения.
Биологические ритмы.
Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. К внешним факторам относятся – изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений. Рост и цветение растений зависят от взаимодействия между их биологическими ритмами и изменениями средовых факторов. Эти же факторы определяют время наступления перелетов птиц, линьку животных и т.д.
Фотопериодизм
– фактор, определяющий длину светового дня и в свою очередь влияющий на проявление других факторов среды. Длина светового дня для многих организмов является сигналом смены сезонов. Очень часто на организм оказывает влияние сочетание факторов, и если какой либо из них является ограничивающим, то влияние фотопериода снижается или не проявляется вовсе. При низких температурах, например растения не зацветают.
Тематические задания
А1. Организмы, как правило, приспосабливаются
1) к нескольким, наиболее существенным экологическим факторам
2) к одному, важнейшему для организма фактору
3) ко всему комплексу экологических факторов
4) в основном, к биотическим факторам
А2. Ограничивающим называется фактор
1) снижающий выживаемость вида
2) наиболее приближенный к оптимальному
3) с широким диапазоном значений
4) любой антропогенный
А3. Ограничивающим фактором для ручьевой форели может стать
1) скорость течения воды
2) повышение температуры воды
4) длительные дожди
А4. Актиния и рак-отшельник находятся в отношениях
А5. Биологическим оптимумом называется положительное действие
1) биотических факторов
2) абиотических факторов
3) всех видов факторов
4) антропогенных факторов
А6. Наиболее важным приспособлением млекопитающих к жизни в непостоянных условиях среды можно считать способность к
3) охране потомства
4) высокой плодовитости
А7. Фактор, вызывающий сезонные изменения в живой природе, – это
1) атмосферное давление
3) влажность воздуха
А8. К антропогенному фактору относится
1) конкуренция двух видов за территорию
3) содержание кислорода в атмосфере
А9. Воздействию факторов с относительно постоянными значениями подвергается
А10. Более широкой нормой реакции по отношению к сезонным колебаниям температуры обладает
1) прудовая лягушка
В1. К биотическим факторам относят
1) органические остатки растений и животных в почве