Тема 5: Закономерности действия экологических факторов на живые организмы. Лимитирующие факторы



 

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей. Закон, согласно которому между живыми организмами и окружающей средой существуют тесные взаимоотношения, взаимозависимости и взаимовлияния, обусловливающие их диалектическое единство, называется законом единства «организм – среда».

Экологические факторы среды воздействуют на организм одновременно и совместно. Комплексное воздействие факторов (констелляция) в той или иной мере изменяет характер воздействия каждого отдельного фактора. Хорошо изучено влияние влажности воздуха на восприятие животными температуры. С повышением влажности уменьшается интенсивность испарения влаги с поверхности кожи, что затрудняет работу одного из наиболее эффективных механизмов приспособления к высокой температуре. Низкие температуры также легче переносятся в сухой атмосфере, имеющей меньшую теплопроводность (лучшие теплоизоляционные свойства). Таким образом, влажность среды меняет субъективное восприятие температуры у теплокровных животных, в том числе у человека. Иногда недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Например, в Арктике продолжительный световой день компенсирует недостаток тепла.

В 1910 г. Р.Джонсон предложил термин «экологическая ниша» (от франц. niche – гнездо). В настоящее время под данным термином понимается функциональное место вида в экосистеме, определяемое его биотическим потенциалом и совокупностью факторов внешней среды, к которым он приспособлен; совокупность условий жизни внутри экосистемы, соответствующих требованиям, предъявляемым к среде видом; специфический способ использования физического пространства обитания вида (пространственная ниша или микростация); функциональная роль («профессия»), в основном пищевые взаимоотношения в сообществе (трофическая ниша) и положение вида относительно градиентов внешних факторов (многомерная, или гиперпространственная, ниша).

В 1913 г. американским зоологом В.Шелфордом был сформулирован закон толерантности, согласно которому лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет пределы толерантности (выносливости) организма к данному фактору. Организм может иметь широкие границы устойчивости в отношении одного фактора и узкие в отношении другого. Организм с широкими границами выносливости по большинству экологических факторов обычно широко распространен (например, воробей). Если условия по одному фактору не оптимальны, то может снизиться предел устойчивости к другому экологическому фактору (например, при низком содержании азота в почве снижается засухоустойчивость злаков).

 

Тема 6: Адаптация организмов к факторам

 

Адаптация (от позднелат. adaptatio – приспособление) – это процесс приспособления организма, популяции или сообщества к определенным условиям внешней среды; соответствие между условиями окружающей среды и способностью организмов процветать в ней. Адаптация – развитие любого признака, который способствует выживанию вида и его размножению.

Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими или поведенческими.

Морфологические адаптации включают изменения формы или строения организма. Морфологические адаптации представляют собой такие особенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях. Морфологический тип приспособления организма, отражающий способ взаимодействия со средой обитания, называется жизненной формой вида. Пример такой адаптации – твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищных животных.

Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Так, запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения.

Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичными примерами поведенческих адаптаций являются зимний сон у медведя, сезонные миграции млекопитающих.

Среди форм и механизмов адаптаций живых организмов к воздействию неблагоприятных факторов среды их можно выделить три основных пути: активный, пассивный и избегание неблагоприятных воздействий.

Активный путь адаптации – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных способностей, дающих возможность пройти организму жизненный цикл и дать потомство, несмотря на отклонения условий среды от оптимальных значений. В большей степени этот путь свойствен гомойтермным (теплокровным) организмам, но проявляется и у ряда высших растений (ускорение темпов нарастания-отмирания побегов, корней, быстрое цветение). К активному пути относятся преимущественно биохимические адаптации.

Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Так, при недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов.

В случае резкого ухудшения условий среды организмы разных видов могут приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние так называемой скрытой жизни. Так, некоторые мелкие организмы могут полностью высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде. Это состояние мнимой смерти называется анабиозом. Переход в состояние глубокого анабиоза, когда практически полностью останавливается обмен веществ, существенно расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях. Известно, что высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдержать температуры ниже – 200 °С.

 


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 314; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!