(Документ)
n1.doc
Основи на общата екология.
2.1. Среда и условия на съществуване на организмите.
сряда- всичко, което заобикаля тялото и влияе пряко или косвено на неговата жизнена дейност, развитие, растеж, оцеляване, размножаване и др.Околната среда на всеки организъм е съставена от набори от неорганична и органична природа и елементи, въведени от човека и неговите производствени дейности. В същото време някои елементи са необходими на тялото, други са безразлични към него, а трети имат вредно въздействие.
Условия на съществуване, или условия на живот- съвкупност от необходими за организма елементи на средата, с които той е в неразривно единство и без които не може да съществува.
Елементите на околната среда, както необходими за тялото, така и отрицателно влияят върху него, се наричат фактори на околната среда.
Факторите на околната среда обикновено се разделят на три основни групи: абиотични, биотични и антропни.
абиотиченфактори - комплекс от условия на неорганичната и органичната среда, които влияят на тялото. Абиотичните фактори се делят на химични (химичен състав на въздуха, океана, почвата и др.) и физични (температура, налягане, вятър, влажност, светлина, радиационен режим и др.).
Антропиченфактори - съвкупност от въздействия на човешката дейност върху органичния свят. Още с факта на своето съществуване човек оказва влияние върху околната среда (поради дишането, приблизително 1,1 10 12 килограма CO 2 и т.н.) и неизмеримо повече от индустриалната дейност във все по-голяма степен.
Въздействието върху организма на абиотичните фактори може да бъде пряко и непряко (косвено). Така например температурата на околната среда определя скоростта на физиологичните процеси в тялото и съответно неговото развитие (пряко влияние); в същото време, оказвайки влияние върху развитието на растенията, които са храна за животните, той оказва косвено въздействие върху последните.
Действието на факторите на околната среда зависи не само от тяхното естество, но и от дозата, възприемана от тялото (висока или ниска температура, ярка светлина или тъмнина и др.). Всички организми в процеса на еволюция са развили адаптации към възприемане на фактори в определени количествени граници. Освен това за всеки организъм има свой собствен набор от фактори, най-благоприятни за него.
Колкото повече дозата на факторите се отклонява от оптималната стойност за даден тип (увеличаване или намаляване), толкова повече се инхибира неговата жизнена дейност. Наричат се границите, извън които е невъзможно съществуването на даден организъм нисъки горна граница на издръжливост (толерантност).
Нарича се интензивността на фактора на околната среда, който е най-благоприятен за организма (неговата жизнена активност). оптималнои дава най-лошия ефект - песимизъм.
Организмите могат да се адаптират с течение на времето към променящите се фактори. Свойството на видовете да се адаптират към променящите се диапазони от фактори на околната среда се нарича екологична пластичност (екологична валентност). Колкото по-широк е обхватът на флуктуациите на екологичния фактор, в рамките на който може да съществува даден вид, толкова по-голяма е неговата екологична пластичност, толкова по-широк е диапазонът на неговата толерантност (издръжливост).
Наричат се екологично непластични (издръжливи) видове стенобионт(от гръцки. стеноза- тесен), по-пластмасов (издръжлив) - еврибионтичен(от гръцки. евро- широк). Видове организми, които са се развивали дълго време при относително стабилни условия, губят своята екологична пластичност и придобиват стенобионтни характеристики; видове, които са съществували при условия на значителни промени във факторите на околната среда, стават еврибионти.
Отношението на организмите към колебанията на един или друг фактор на околната среда се изразява чрез добавяне на префикси стено- и еври- (стено- и евритермни, стено- и евритотични и др.).
Исторически се адаптират към абиотичните фактори на околната среда и влизат в биотични взаимоотношения помежду си, растенията, животните и микроорганизмите се разпределят в различни среди и образуват разнообразни биогеоценози, като в крайна сметка се слива в биосфераЗемята.
Биогеоценоза- териториално (пространствено) изолирана интегрална елементарна единица на биосферата, всички компоненти на която са тясно свързани помежду си.
Всички фактори на околната среда действат върху тялото едновременно и във взаимодействие. Такава комбинация се нарича съзвездие. Следователно оптимумът и границите на издръжливостта на организма по отношение на един фактор зависят от други. Освен това, ако интензивността на поне един фактор надхвърли издръжливостта на вида, тогава съществуването на последния става невъзможно, независимо колко благоприятни са другите условия. Този фактор се нарича ограничаване. Специален случай на принципа на ограничаващите фактори е минималното правило, формулирано от Либих (немски химик) за характеризиране на добива на селскостопански култури: веществото, което е минимално (в почвата, във въздуха) контролира добива и определя размера и стабилността на последното.
2.2. Най-важните абиотични фактори и приспособяването на организмите към тях.
2.2.1. Светлина.
Светлината е един от най-важните фактори на околната среда, особено за фотосинтезиращите зелени растения. Основният източник на светлина за Земята е Слънцето, което излъчва огромно количество енергия, включително електромагнитна. Приблизителен състав на последната дължина на вълната ( , nm) следваща: 48 % – инфрачервена ( = 1 10 6 ... 760); петдесет % - видими ( = 760…360); 2% - ултравиолетови ( = 360…10) и йонизиращо ( ултравиолетова радиация от nm е вредно за живота, с = 250…360 н m - стимулира образуването на витамин в животните д, и със = 200…300 nmпагубни за микроорганизмите.
Електромагнитно излъчване с = 380…400 nmима висока фотосинтетична активност.
Инфрачервеното лъчение се възприема от всички организми като топлина.
От особено значение в живота на всички организми е видимата светлина, благодарение на която се образува хлорофил и се осъществява най-важният процес на фотосинтеза в живота на биосферата (образуването на органични вещества от неорганични вещества с помощта на слънчева енергия). Фотосинтезата осигурява на планетата органични вещества и натрупаната в тях слънчева енергия.
В общия енергиен баланс на Земята слънчевата е ~ 99,9 % . Ако вземем слънчевата енергия, достигаща Земята, като 100 % , след това ~ 19 % абсорбира се от атмосферата, ~ 34 % отразява се в пространството и ~ 47 % достига до земната повърхност под формата на пряка и разсеяна електромагнитна енергия. Директната електромагнитна енергия е радиационен спектър с от 0,1 до 30 000 nm. Ултравиолетовата част на този спектър е 1...5 % , видими 16…45 % , инфрачервен 49…84 % . Количеството разсеяна електромагнитна енергия се увеличава с намаляване на височината на Слънцето над хоризонта и увеличаване на мътността на атмосферата. Спектралния състав на електромагнитното излъчване на безоблачно небе се характеризира с максимална енергия с = 400…480 nm.
От спектъра на ултравиолетовото лъчение до повърхността на Земята достига само дълговълновата част с = 290…380 nm, а неговият късовълнов компонент, който е пагубен за всички живи същества, се абсорбира почти напълно от озона на стратосферата на височина 20...25 км. Дълговълновата част от спектъра на ултравиолетовото лъчение има висока фотонна енергия, което обуславя високата му фотохимична активност. Големите дози от това лъчение са вредни за организмите, докато малките дози са необходими за много от тях. В диапазона = 250…300 nmултравиолетовото лъчение има мощен бактерициден ефект, насърчава образуването на антирахитичен витамин D при животните и когато = 200…380 н m инициира "тен" на човешката кожа, което е защитна реакция на тялото. Инфрачервено електромагнитно излъчване с > 750 nmима термичен ефект върху организмите.
Областта на видимата електромагнитна енергия, възприемана от човешкото око, практически съвпада с физиологично активната електромагнитна енергия ( = 300…800 nm), в рамките на който се намира фотосинтетично активният диапазон = 380…710 nm. Областта на физиологично активната електромагнитна енергия обикновено се разделя на няколко зони: ултравиолетова (UV) - nm; синьо-виолетово (S-F) - = 400…500 nm; жълто-зелено (W-W) - = 500…600 nm; оранжево-червено (О-К) - = 600…700 nmи далечно червено (DK) - > 700 nm.
От целия поток от фотосинтетично активна електромагнитна енергия, достигаща земната повърхност, около 0,2 % кумулирани от растенията поради уникалната реакция на фотосинтеза по схемата
CO 2 + з 2 О + слънце. енергияхлорофил CH 2 О + О 2
Скоростта на фотосинтеза зависи от вида на растението, интензитета на светлината, температурата, концентрацията ТАКА 2 и други фактори. Например, в централна Русия, в повечето селскостопански (селскостопански) растения скоростта на фотосинтезата достига 20 мг ТАКА 2 на 1 дм 2 листови повърхности в час.
Фотосинтезата практически не се извършва в жълто-зелената част на видимия спектър на радиация.
Най-общо светлината влияе върху: скоростта на растеж и развитие на растенията; интензивност на фотосинтезата; животинска дейност; промяна на влажността и температурата на околната среда; дневни и сезонни биоцикли, дължащи се на въртенето на Земята около оста й и движението около Слънцето.
Жизнената активност на организмите също се влияе от светлинния режим - съвкупността от осветеност ( Добре, W/m 2), количеството светлина (общото количество електромагнитна енергия) и качеството на светлината (спектрален състав). Светлинният режим зависи от географската ширина на района, релефа, мътността на атмосферата, подстилащата повърхност, облачността и други фактори.
Във връзка със светлината се разграничават следните екологични групи растения: леки (светлолюбиви), сенколюбиви (сенколюбиви), сенкоустойчиви.
светли гледки ( хелиофити) живеят на открити места с добра осветеност и образуват рядка и ниска растителна покривка (например слънчоглед).
Сенчести изгледи ( сциофити) растат под горския покрив на постоянна сянка (например горски треви).
Видове, устойчиви на сянка ( факултативни хелиофити) може да расте както при добра светлина, така и при условия на засенчване (повечето горски растения).
Промяната в спецификата на светлинния режим в първите две групи води до потискане на жизнената им дейност до смърт.
Светлината е най-важното средство за ориентация на животните. При животните ориентацията към светлина се осъществява в резултат на фототаксис: положителен (движение към по-голяма осветеност) и отрицателен (движение към по-ниска осветеност).
Светлинният режим оказва влияние върху географското разпространение на животните.
Определена роля в живота на животните има биолуминесценцията - способността на организмите да светят. Това се случва в резултат на окисляването на органични вещества - луциферинив отговор на стимули от околната среда. Биолуминесценцията има сигнална стойност в живота на животните, например за привличане на индивиди от противоположния пол през нощта и здрача при бръмбарите светулки.
Така растенията се нуждаят от светлина главно за фотосинтеза, а животните главно за получаване на информация за околната среда.
2.2.2. Топлина (температура).
Топлина- набор от различни видове вътрешна енергия на веществото (енергията на вибрационното движение на атомите и молекулите, енергията на междуатомните и междумолекулните връзки и др., С изключение на вътреатомната и ядрената енергия).температурае параметър, отразяващ средната кинетична скорост на вибрационното движение на атомите и молекулите в дадено вещество.
Температурата на организмите зависи от температурата на околната среда, както и от скоростта на химичните реакции, които съставляват метаболизма. Следователно границите на съществуването на живот са температурите, при които е възможно образуването и нормалното функциониране на протеините (средно от 0 до +50 относно ОТ). Въпреки това, някои организми, притежаващи специализирани ензимни системи, могат да съществуват при телесна температура, която надхвърля тези граници.
Видове организми, които предпочитат студа, образуват екологична група криофили. Те могат да останат активни при клетъчни температури до (–8)…(–10 относно ОТ), когато течната фаза на тялото им е в преохладено състояние (бактерии, гъби, мъхове, лишеи и др., живеещи в Арктика, високи планини и др. места).
Към групата принадлежат видове организми, които са се адаптирали към съществуване при високи температури термофили. Те могат активно да съществуват при температури на околната среда до
90…98 относно ОТ(ларви на насекоми, организми, живеещи на повърхността на почвата и в разлагащи се органични остатъци, както и редица микроорганизми).
Температурните граници на съществуването на живот за много видове се разширяват в техните латентенсъстояние (латентен период от живота). Така че спорите на някои бактерии могат да издържат на нагряване до +180 за няколко минути. относно ОТ, а дехидратираните семена, цветен прашец и спори на някои растения издържаха на температури (-271.16 относно ОТ), последвано от връщане към живота. В този случай всички молекули са в състояние на почти пълна почивка и не са възможни биохимични реакции. Това състояние на тялото (спиране на всички жизнени процеси) се нарича анабиоза. Организмът може да се върне от него към нормална жизнена дейност само при липса на нарушения в структурата на макромолекулите в неговите клетки.
Нестабилността на температурата на околната среда създава значителен екологичен проблем. По този начин намаляването на температурата причинява опасност от такова забавяне на метаболизма, при което проявата на основните жизнени функции е невъзможна, а повишаването на температурата може да наруши нормалното функциониране на тялото много преди термичното разрушаване на ензимите и протеините поради до рязко увеличаване на нуждата от храна и кислород, които не винаги са задоволени.
В хода на еволюцията организмите са развили различни механизми за регулиране на метаболизма при промяна на температурата на околната среда, основните от които са следните:
биохимично и физиологично преструктуриране на системите за поддържане на живота (промени в набора, концентрацията и активността на ензимите, дехидратация, понижаване на точката на замръзване на телесните разтвори и др.);
поддържане на телесната температура на по-стабилно ниво (в сравнение с температурата на околната среда), което осигурява почти постоянна скорост на биохимичните реакции. Тази стабилност се дължи на процесите на отделяне на топлина като страничен продукт от биохимични реакции и пренос на топлина в околната среда.
Наричат се организми, които са в състояние да поддържат постоянна оптимална телесна температура, независимо от нейната промяна в околната среда хомеотермичен(от гръцки. gomoios- същото). Това са само 2 висши класа гръбначни животни - птици и бозайници. Специален случай на хомойотермия - хетеротермияхарактерни за животни, които изпадат в хибернация или вцепенение през неблагоприятен период от годината, докато метаболизмът се забавя (земски катерици, мармоти, таралежи, прилепи и др.).
При пойкилотермните организми след студено инхибиране нормалният метаболизъм се възстановява при температура, т.нар температурен праг на развитиеи протича толкова по-интензивно, колкото по-висока е температурата на околната среда, което ускорява преминаването на всички етапи и на целия жизнен цикъл на организма.
По този начин, за изпълнението на генетичната програма за развитие, такива организми трябва да получат определено количество топлина от околната среда. Тази топлина се измерва чрез сумата от ефективните температури. Ефективна температура- положителна разлика между температурата на околната среда и температурния праг за развитие на организма. За всеки вид ефективната температура има горни граници.
Сумата от ефективните температури се изчислява по формулата
? ТОВА. =( T
ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА. - T
P.R.)ּ н
където: ?
ТОВА. е сумата от ефективните температури, относно ОТ;
T ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА. - температура на околната среда, относно ОТ;
T ДР. – температурен праг на развитие, относно ОТ;
н е броят часове или дни оттогава T ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА. > T ДР.
Сумата от ефективните температури, която е необходима за протичането на жизнения цикъл, ограничава географското разпространение на видовете.
Тъй като земното местообитание има широк диапазон от температурни колебания, организмите са развили различни адаптивни механизми на живот в него.
Така че в растенията се променя химичният състав на разтворите, скоростта на биохимичните реакции, способността да се абсорбира или отразява слънчевата светлина и други характеристики.
За разлика от растенията, животните с мускули произвеждат много повече собствена вътрешна топлина, което определя следните основни начини за тяхната температурна адаптация:
химичен термичен контрол - активно увеличаване на производството на топлина в отговор на понижаване на температурата на околната среда;
физическа терморегулация - промяна в нивото на топлообмен, способността за задържане на топлина или, обратно, разсейване на нейния излишък. Това се дължи на особеностите на анатомията и физиологията на животните (коса и пера, разпределение на мастните резерви, наличие на изпарителен топлопренос и др.);
поведението на организмите - движение в пространството, смяна на позата и др.
Ефективен механизъм за терморегулация е изпаряването на водата чрез изпотяване през кожата или през влажните лигавици на устната кухина и горните дихателни пътища. Тъй като топлината на изпаряване на водата е висока (2,3 10 6 j/kg), по този начин се отделя много излишна топлина от тялото. И така, човек в жегата на ден може да разпредели до 10 ... лпот, чието изпарение се разсейва в околната среда ~ 2,5 10 7 Джтоплинна енергия, която съответства на консумираната мощност ~ 580 вт.
Поддържането на температурния баланс на тялото на топлокръвните животни също зависи от съотношението на повърхността на тялото към неговия обем. И така, според правилото на Бергман, от два тясно свързани топлокръвни вида, по-големият живее в студен, а по-малкият в топъл климат; и в съответствие с правилото на Алън, относителните размери на крайниците и другите изпъкнали части на тялото (опашки, уши, човки) се увеличават от високи към ниски географски ширини.
Причината за тези промени е зависимостта на производството на топлина от масата на тялото и преноса на топлина към околната среда от повърхността на тялото.
Терморегулацията с общо високо ниво на окислителни процеси в тялото позволява на хомойотермните животни да поддържат топлинния си баланс (почти постоянна температура) на фона на широк диапазон от температурни колебания на околната среда.
Въз основа на гореизложеното може да се заключи, че всяка от разгледаните 2 групи организми по отношение на топлинния фактор има свои екологични ползи.
2.2.3. Вода (влажност).
Водата е един от най-важните фактори на околната среда в живота на земните организми. Той съставлява основната част от протоплазмата на клетките, тъканите, растителните и животинските сокове. Водата с разтворени в нея вещества определя осмотичното налягане на клетъчните и тъканните течности, както и междуклетъчния обмен. Съдържанието на вода в тялото варира от 40 % маса. (дървесни стволове) до 98 % маса. (морски водорасли).В процеса на еволюция земните организми са развили адаптации, които регулират обмена на вода и консумацията на влага.
Дефицитът на влага води до намаляване на растежа на растенията, ограничен брой организми, тяхното разпространение по света и други последствия.
Влажността играе важна роля в живота на растенията и животните. Разграничете абсолютната и относителната влажност.
Абсолютната влажност отразява концентрацията на водни пари във въздуха и варира в Русия от 1,5 g/m 3 (зима) до 14 g/m 3 (лято).
Относителната влажност характеризира степента на насищане на въздуха с водни пари и се определя по формулата
,
%
където: НО
е абсолютната влажност на въздуха при дадени условия, g/m 3 ;М - максималната възможна абсолютна влажност на въздуха при същите условия, g/m 3 .
В екологията най-често се взема предвид относителната влажност, т.к. до голяма степен влияе върху интензивността на изпарителните процеси. Широко използван параметър се нарича дефицит на насищане, който също характеризира интензивността на процесите на изпаряване.
По отношение на водния режим сухоземните организми се делят на три основни екологични групи: хигрофилни (влаголюбиви), ксерофилни (сухолюбиви) и мезофилен(предпочитат умерена влажност).
Растенията са най-податливи на влиянието на водния режим, т.к. те не могат да се движат в търсене на необходимата среда.
Във връзка с колебанията във водоснабдяването и изпарението растенията се разделят на пойкилогени хомойохидричен. При първите количеството вода в тъканите не е постоянно и зависи от влажността на околната среда (мъхове, папрати и др.). Последните са в състояние да поддържат относително постоянство на водното съдържание в тъканите и са по-малко зависими от условията на околната среда (повечето висши растения).
При сухоземните животни водоснабдяването се осъществява по три основни начина: чрез пиене; със сочна храна; в резултат на метаболизма (поради окисляването и разграждането на мазнини, протеини и въглехидрати).
Загубата на вода при животните става чрез изпаряване и отделяне на урина, както и с остатъците от несмляна храна. Прекомерната загуба на вода е опасна за животните и може да доведе до тяхната смърт, а не до глад.
Животинските видове, които получават вода главно чрез пиене, са склонни към водоемите (големи бозайници, птици).
Много животни могат да се справят без питейна вода, като я получават от въздуха, почвата, храната и по други начини (малки пустинни животни).
В процеса на еволюция животните са развили следните адаптации за поддържане на водния баланс: поведенчески (търсене на водоеми, копаене на дупки и др.); морфологични (черупки на сухоземни охлюви, кератинизирани обвивки на влечуги и др.); физиологични (образуване на метаболитна вода, спестяване на вода по време на отделянето на урина и изпражнения, регулиране на изпотяването и др.).
Толерантността към дехидратация е по-висока при животни, подложени на термично претоварване. Така че за човек загуба на вода над 10 % телесно тегло, е смъртоносно, в същото време камилите понасят загуби на вода до 27 % , овце - до 23 бр % , кучета - до 17 бр % .
Спестяването на вода, отделяна през бъбреците, се постига чрез преструктуриране на азотния метаболизъм. И така, във водните организми, когато протеините се разпадат, се образува амоняк ( NH 3), за чието отделяне се изразходва много вода, а при сухоземните бозайници - урея (урея) ( ТАКА(NH 2) 2), който е по-малко токсичен продукт и може да се натрупва в тялото, без да причинява много вреда, и следователно да се екскретира в по-концентрирана форма с по-малко вода.
При пойкилотермните животни нагряването на тялото в резултат на повишаване на температурата на въздуха позволява да се избегнат ненужните загуби на вода, която се губи при хомоотермните животни за поддържане на постоянна температура. Този фактор се използва и от някои животни с добра терморегулация. Например, камилите са в състояние да „изключат“ терморегулаторното изпарение за известно време. През лятото сутрин телесната му температура е ~35 относно ОТ, а през деня в жегите стига до 40,7 относно ОТ, т.е. почти до границата на издръжливост. Това позволява на животното да спести до 5 лвода на ден.
Всички водни обитатели, въпреки различията в начина на живот, трябва да бъдат адаптирани към основните характеристики на тяхната среда. Тези характеристики се определят преди всичко от физичните свойства на водата: нейната плътност, топлопроводимост и способността да разтваря соли и газове.
Плътността на водата определя нейната значителна плавателна сила. Това означава, че теглото на организмите се олекотява във водата и става възможно да се води постоянен живот във водния стълб, без да потъват на дъното. Много видове, предимно малки, неспособни на бързо активно плуване, сякаш се реят във водата, намирайки се в нея в окачено състояние. Колекцията от такива малки водни обитатели се нарича планктон. Съставът на планктона включва микроскопични водорасли, малки ракообразни, рибни яйца и ларви, медузи и много други видове. Планктонните организми се носят от теченията, неспособни да им устоят. Наличието на планктон във водата прави възможен филтрационния тип хранене, т.е. прецеждане с помощта на различни устройства на малки организми и хранителни частици, суспендирани във вода. Развива се както при плуващи, така и при заседнали дънни животни, като морски лилии, миди, стриди и др. Заседналият начин на живот би бил невъзможен за водните обитатели, ако нямаше планктон, а той от своя страна е възможен само в среда с достатъчна плътност.
Плътността на водата затруднява активното движение в нея, така че бързо плуващите животни, като риби, делфини, калмари, трябва да имат силни мускули и опростена форма на тялото. Поради високата плътност на водата, налягането нараства силно с дълбочината. Дълбоководните обитатели са в състояние да издържат на натиск, който е хиляди пъти по-висок от този на земната повърхност.
Светлината прониква във водата само на малка дълбочина, така че растителните организми могат да съществуват само в горните хоризонти на водния стълб. Дори в най-чистите морета фотосинтезата е възможна само до дълбочина от 100-200 м. На големи дълбочини няма растения, а дълбоководните животни живеят в пълна тъмнина.
Температурният режим във водоемите е по-мек, отколкото на сушата. Поради високия топлинен капацитет на водата, температурните колебания в нея се изглаждат и водните обитатели не са изправени пред необходимостта да се адаптират към тежки студове или четиридесет градусова топлина. Само в горещи извори температурата на водата може да се доближи до точката на кипене.
Една от трудностите в живота на водните обитатели е ограниченото количество кислород. Разтворимостта му не е много висока и освен това значително намалява при замърсяване или нагряване на водата. Следователно в резервоарите понякога има замръзване - масовата смърт на жителите поради липса на кислород, което се случва по различни причини.
ЧАСТ II
Глава 3 . ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. ОБЩИ ЗАКОНОМИРНОСТИ НА ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМИТЕ
Среда и условия на съществуване на организмите.Необходимо е да се прави разлика между такива понятия като околната среда и условията за съществуване на организмите.
Средата е всичко, което заобикаля организма и влияе пряко или косвено на неговото състояние, развитие, растеж, оцеляване, размножаване и т.н. Средата на всеки организъм е съставена от много елементи от неорганична и органична природа и елементи, въведени от човека, неговата производствена дейност . В същото време някои елементи могат да бъдат необходими на тялото, други са почти или напълно безразлични към него, а трети имат вредно въздействие. Така например заекът (Lepus timidus) в гората влиза в определени отношения с храна, кислород, вода и химични съединения, без които не може. Но камък, ствол на дърво, пън, издатина не оказват значително влияние върху живота му: заекът влиза във временни (подслон от времето, врага), но не и задължителни връзки с тях.
Условията на съществуване или условията на живот са съвкупност от елементи на средата, необходими на организма, с които той е в неразривно единство и без които не може да съществува.
Елементите на околната среда, необходими за организма или влияят неблагоприятно върху него, се наричат фактори на околната среда. В природата тези фактори не действат изолирано един от друг, а под формата на сложен комплекс. Комплексът от фактори на околната среда, без които организмът не може да съществува, е условията на съществуване или условията на живот на този организъм.
Различните организми възприемат и реагират различно на едни и същи фактори. В допълнение, за организмите от всеки вид са характерни техните собствени специални условия. Растенията и животните на пустините и полупустините съществуват в условия на висока температура и ниска влажност. Тундрата е обитавана от растения и животни, които са чувствителни към липса на влага и могат да понасят ниски температури. Жителите на солени и сладки води възприемат концентрацията на минерали по различен начин. Животните и растенията от тундрата, пресните езера и солените морета са селективно свързани с един или друг фактор.
Всички адаптации на организмите към съществуване в различни условия са се развили исторически. В резултат на това се формират групи от растения и животни, специфични за всяка географска област.
Класификация на факторите. Анализът на огромното разнообразие от фактори позволява повече или по-малко ясно да ги разделим на три основни групи: абиотични, биотични и антропни.
Абиотичните фактори са набор от условия на неорганичната среда, които влияят на организма. Те се делят на химични (химичен състав на атмосферата, морските и сладките води, почвата, дънните седименти) и физични или климатични (температура, барометрично налягане, вятър, влажност, радиационен режим и др.) фактори. Структурата на повърхността (релефа), геоложките и климатичните различия причиняват огромно разнообразие от абиотични фактори, които играят подходяща роля в живота на видовете животни, растения и микроорганизми, които исторически са се адаптирали към тях. Броят (биомаса) и разпространението на организмите в рамките на ареала зависят от ограничаващи фактори, т.е. от факторите, необходими за съществуването, но представени като минимум. За обитателите на пустинята това е водата; за много водни организми това е количеството кислород, разтворен във водата.
Антропните фактори са съвкупността от въздействието на човешката дейност върху органичния свят. С историческото развитие на човечеството и възникването на специфични, присъщи само на него закономерности, природата се обогатява с качествено нови явления. Със самия факт на съществуването си хората оказват забележимо влияние върху околната среда. Например, в процеса на дишане в атмосферата навлиза 1,1 10 12 kg въглероден диоксид годишно, а годишната човешка нужда от храна се оценява на 2,7 10 15 kcal (11,34 10 15 kJ). Но в много по-голяма степен върху природата влияе производствената дейност на хората. В резултат на това релефът и химическият състав на земната повърхност, атмосферата се променят, прясната вода се преразпределя, климатът на планетата като цяло се променя, някои естествени биогеоценози се елиминират, навсякъде се създават изкуствени агробиогеоценози, полезни растителни и животински видове се експлоатират и вредните за човека се унищожават, култивираните растения се култивират и опитомяват.животните. Значението на антропните фактори, тъй като човекът все по-пълно завладява и подчинява природата, непрекъснато нараства.
При анализиране на факторите на околната среда трябва да се вземе предвид тяхната необходимост, променливост, както и адаптивните реакции на тялото. В тази връзка хидроедафичните или водно-почвените фактори често се обособяват в независима група. А. С. Мончадски подразделя цялата им съвкупност на две основни групи - сменящи се редовно и сменящи се без регулярна периодичност.
Подобно разделяне на факторите на четири групи обаче е доста изкуствено. Тя не разкрива цялата същност на връзката на организма с околната среда.
Влияние на абиотичните фактори върху организма.Абиотичните фактори могат да имат пряко въздействие върху тялото и индиректно (непряко). Например, температурата на околната среда, действаща директно върху тялото на животно или растение, определя техния топлинен баланс, хода на физиологичните процеси. В същото време температурата като абиотичен фактор може да има и косвено влияние. По този начин, осигурявайки определени условия за развитие на растения, които са храна за животински фитофаги, може да повлияе на жизнената дейност на последните.
Ефектът от излагането на фактори на околната среда зависи не само от тяхното естество, но и от дозата, възприемана от тялото (висока или ниска температура, ярка светлина или тъмнина). Всички организми в процеса на еволюция са развили адаптации към възприемане на фактори в определени количествени граници. Въпреки това, за всеки организъм, било то растение, животно или микроорганизъм, има определен брой фактори, които са най-благоприятни за него. Намаляването или увеличаването на тази доза спрямо границите на оптималния диапазон намалява жизнената активност на организма, а при достигане на максимум или минимум възможността за нейното съществуване е напълно изключена (фиг. 2).
Колкото повече дозата на фактора се отклонява от оптималната стойност за даден тип (както нагоре, така и надолу), толкова повече се инхибира жизнената му активност. Границите, извън които е невъзможно съществуването на един организъм, се наричат долна и горна граница на издръжливост.
Интензивността на фактора на околната среда, най-благоприятна за живота на организма, се нарича оптимална, а даваща най-лош ефект,– песимизъм.
Екологична пластичност на организмите.За всеки организъм и за вида като цяло има оптимални условия. Както се оказа, тя не е еднаква не само за различните видове при различни условия, но и за отделните етапи на развитие на един организъм. Например, добре са известни оптималните температури за цъфтеж, плододаване, покълване, хвърляне на хайвера и размножаване на много видове. В зависимост от това какво ниво на оптимум е най-приемливо за вида, сред тях се разграничават топло- и студолюбиви, влаго- и сухолюбиви, адаптирани към висока или ниска соленост. Всеки вид има своя собствена степен на толерантност. Например растенията и животните от умерения пояс могат да съществуват в доста широк температурен диапазон, докато видовете в тропически климат не могат да издържат на значителни колебания в него.
Способността на видовете да се адаптират към определен набор от фактори на околната среда се обозначава с концепцията за екологична пластичност (екологична валентност) на вида.Колкото по-широк е обхватът на флуктуациите на екологичния фактор, в който може да съществува даден вид, толкова по-голяма е неговата екологична пластичност.
Видовете, които могат да съществуват с малки отклонения на фактора от оптималната стойност, се наричат високоспециализирани, а тези, които могат да издържат на значителни промени във фактора, се наричат широко адаптирани. Първите включват повечето от обитателите на моретата, чийто нормален живот се запазва само при висока концентрация на соли в околната среда. Сладководните организми, напротив, са адаптирани към ниското съдържание на сол в околната среда. Следователно както морските, така и сладководните видове имат ниска екологична пластичност по отношение на солеността. Въпреки това тришипата стърчиопашка (Gasterosteus aculeatus) например има голяма екологична пластичност, тъй като може да живее както в сладки, така и в солени води.
Екологично непластичните, т.е. ниско издръжливите видове се наричат стенобионт (стенос - тесен), по-издръжлив - еврибионт (ейрос - широк). Стенобионтите и еврибионтите характеризират различни видове адаптация на организмите към оцеляване. Видовете, които са се развили при относително стабилни условия за дълго време, губят екологична пластичност и развиват стенобионтни черти, докато видовете, които са съществували при значителни колебания на факторите на околната среда, придобиват повишена екологична пластичност и стават еврибионти (фиг. 3). Отношението на организмите към колебанията на един или друг специфичен фактор се изразява чрез добавяне на префикса еври- или стено- към името на фактора. И така, по отношение на температурата се разграничават еври- и стенотермични организми, по отношение на концентрацията на сол - еври- и стенохалин, по отношение на светлината - еври- и стенофотични и др.
По отношение на всички фактори на околната среда (или поне на много), има много малко еврибионтни организми. Най-често еври- или стенобионтизмът се проявява във връзка с един фактор. Например морските и сладководните риби ще бъдат стенохалинни, докато споменатата триигла стърчиопашка е типичен еврихалинен представител; растението, тъй като е евритермно, може в същото време да бъде свързано със стенохигробионти, т.е. да бъде по-малко устойчиво на колебания във влажността.
Еврибионтизмът обикновено допринася за широкото разпространение на видовете. Както знаете, много протозои, гъби (типични еврибионти) са космополитни и са повсеместни. Стенобионтите обикновено ограничават диапазоните. Въпреки това, поради високата си специализация, стенобионтите често принадлежат на огромни територии. По този начин рибоядната скопа (Pandion haliaetus), като типичен стенофаг, действа като еврибионт по отношение на други фактори. Има способността да пътува на големи разстояния в търсене на храна и заема значителна площ.
Тъй като всички фактори на околната среда са взаимосвързани и сред тях няма абсолютно безразлични за всеки организъм, всяка популация и вид като цяло реагират на тези фактори, но ги възприемат по различен начин. Такава селективност определя и селективното отношение на организмите към заселването на определена територия. Разпространението на организмите зависи от времето и мястото на възникването им, от факторите, към които исторически са се приспособили. В резултат на това някой фактор, който възпрепятства разпространението на едни видове, може да се окаже благоприятен за други. Така че за растенията и животните, адаптирани към прясна вода, високата концентрация на соли в моретата и океаните е пречка за тяхното утаяване и, обратно, морските животни и растения не могат да съществуват в прясна вода.
Различните видове организми предявяват различни изисквания към почвените условия, температурата, влажността, светлината и т.н. Следователно различните растения растат на различни почви, в различни климатични зони. От своя страна в растителните асоциации се формират различни условия за животните. Исторически се адаптират към абиотичните фактори на околната среда и влизат в определени биотични взаимоотношения помежду си, животните, растенията и микроорганизмите се разпределят в различни среди и образуват различни биогеоценози, като в крайна сметка се обединяват в биосферата на Земята.
Така индивидите и формираните от тях популации се адаптират към всеки един от факторите на средата по относително независим начин. В същото време тяхната екологична валентност по отношение на различни фактори не е еднаква. Ето защо всеки вид има специфичен екологичен спектър, т.е. сумата от екологични валентности по отношение на факторите на околната среда.
Глава 4. КОМБИНИРАНО ДЕЙСТВИЕ НА ФАКТОРИТЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА
ограничаващ фактор. Всички фактори в природата действат върху тялото едновременно. И то не под формата на проста сума, а като сложно взаимодействащо отношение. Такава комбинация от фактори се нарича тяхната констелация. Следователно оптимумът и границите на издръжливостта на организма по отношение на всеки един фактор зависят от други влияния. Например, при оптимална температура, издръжливостта на неблагоприятна влажност и липса на хранене се увеличава. От друга страна, изобилието от храна повишава устойчивостта на организма към промени в редица климатични фактори. Тази така наречена „компенсация“ на фактори обаче е ограничена и нито един от тях не може да бъде напълно заменен с друг. Ето защо, когато се промени едно или друго състояние, жизнената дейност на организма (способността да се конкурира с други видове, размножаване и т.н.) се ограничава от фактора, който се отклонява по-силно от оптималната стойност за вида. Ако в количествено отношение поне един от факторите надхвърли издръжливостта на вида, тогава съществуването на последния става невъзможно, независимо колко благоприятни са другите условия. Факторът, чието ниво в качествено или количествено отношение (липса или излишък) е близко до границите на издръжливост на даден организъм, се нарича ограничаващ.
Разгледайте температурата като ограничаващ фактор. Лосът в Скандинавия се среща много по-на север, отколкото в Сибир, въпреки че в последния средната годишна температура е по-висока. Причината, която пречи на лоса да разшири ареала си на север в Сибир, са ниските зимни температури. Ограничаващ фактор за разпространението на бука в Европа са и ниските температури на януари. Следователно северните граници на неговия ареал съответстват на януарската изотерма от -2°C. Коралите, изграждащи рифове, живеят само в тропиците при температура на водата най-малко 20 °C.
Подобен фактор може да бъде високата температура. И така, южната граница на ареала на зелевата пеперуда, широко разпространена в Европа и Северозападна Африка, е в Палестина, тъй като там обикновено е твърде горещо през лятото.
С промените в екологичната ситуация съотношението на отделните фактори също се нарушава. Ето защо в различните местонахождения факторите, ограничаващи развитието на организмите, често не са еднакви: на север, за определени видове, това може да бъде липса на топлина, а на юг, за същите видове, липса на влага, храна, висока температура. Трябва също така да се отбележи, че един и същ фактор за един организъм действа като ограничаващ фактор за известно време и след това става неограничаващ. Зависи от етапа на развитие на дадения организъм. Почти всички животни и растения по време на размножителния период са по-чувствителни към неблагоприятни условия. Например влиянието на климатичните фактори по време на географското разпространение на много дивечови птици се простира само върху яйцата и пилетата, но не и върху възрастните.
Екологична серия и екологична индивидуалност. Екологичната серия е набор от растителни съобщества (фитоценози), подредени в зависимост от увеличаването или намаляването на всеки фактор (или група от фактори) на околната среда.Например, на склон, сухотата на почвата е най-голяма в горната част и най-малко в долната част, така че има разлики в растителността, свързани с почвената влага. Някои видове растат само в горната част на склона, други в средата, а трети в долната. В резултат на това екологична серия от растителни видове е ясно разграничена или във възходящ, или в низходящ ред на влажността на почвата - отгоре надолу от повече към по-малко сухолюбиви и, обратно, отдолу нагоре, от повече към по-малко влаголюбиви . И екологичната серия от дървесни видове по отношение на увеличаване на устойчивостта на сянка е следната: лиственица - бреза - бор - трепетлика - върба - сива елша - липа - дъб - ясен - клен - елша - бряст - габър - смърч - бук - ела .
Подобни екологични серии се съставят и по отношение на връзката на растенията с топлинния режим, със степента на соленост на почвата, устойчивостта на вятър и други фактори. И така, в заливните равнини на реките в южната част на Руската равнина, в случай на надморска височина на терена, се наблюдава промяна в растителността (от понижаване до хълм) в следната последователност: ливада-блато, ливада , ливадно-степни и степни растителни асоциации. Това е екологична серия от фитоценози. Понякога в такава серия се разграничават до 10 или повече асоциации. Техните граници често са много трудни за определяне, тъй като комбинациите от условия на околната среда се променят постепенно в пространството и между ценозите се образува преходна, междинна ивица, в която се комбинират признаците на съседни асоциации. Това се обяснява с екологичната индивидуалност на всеки от видовете, поради което ареалите им в общността не съвпадат. С други думи, различните видове реагират различно на едни и същи фактори.
Като цяло, екологичната индивидуалност на индивида е съвкупност от неговите специфични характеристики, състоящи се в своеобразна комбинация от наследствени и придобити свойства. Тя се развива в процеса на развитие на организма (онтогенеза) и се изразява в характеристиките на генотипа и фенотипа на даден индивид. В природата няма идентични, идентични, индивиди, дори в много хомогенна популация. Освен специфични особености, всеки индивид има и екологична индивидуалност, която се проявява в различни форми.
Сред големия брой индивиди, съставляващи популацията, винаги е възможно да се отделят индивиди, които са най- или най-малко екологично пластични по отношение на един или друг фактор. Някои са много чувствителни към ниски температури, други са относително издръжливи на студ, някои не могат да издържат дори на леко изсъхване, а има и такива, които оцеляват и в сух период. Поради екологичната индивидуалност популацията обикновено съдържа най-издръжливите индивиди, които оцеляват в много неблагоприятни условия, което определя запазването на вида.
Предходно правило.През 1951 г. В. В. Алехин установява правилото за аванс за растенията. Според това правило северните влаголюбиви растения в южните граници на ареала са разположени по северните склонове и в долната част на гредите, докато южните, докато се движат на север, се преместват към по-добре затоплени южни склонове (фиг. 4). Това е особено очевидно на южните и северните граници на горската зона. Смърчовите гори от боровинки и смърчовите гори от киселец проникват дълбоко в северната тайга от средната тайга по южните склонове. В Якутия по северните склонове растат студоустойчиви гори от даурска лиственица (Larix dahurica), докато южните склонове са покрити с борови гори. В южните покрайнини на горската зона горите са запазени по северните склонове, докато типичната степна растителност вече расте по южните склонове.
Естествено правилото за очакване е относително. Тя е по-слабо изразена в планинските райони, тъй като има по-сложен набор от фактори на околната среда. Въпреки това, той е от голямо значение при провеждането на геоботанически изследвания, тъй като позволява да се предвиди съставът на растителността на все още непроучени райони и предишния й вид там, където е била унищожена.
Принципът на стадиалната вярност.Станцията обикновено се разбира като местообитание на вид. Поради факта, че видовете и техните популации са селективни по отношение на факторите на средата, те обитават строго определени станции с подходящи екологични условия. Част от територия, заета от популация на даден вид и характеризираща се с определени екологични условия, се нарича станция.Понятието "станция" се отнася само за вида.
Всеки вид има свой собствен набор от станции. Има много преходи между крайностите на селективността на видовете към местообитанията. Азиатският скакалец например живее само в блатисти местообитания, докато италианският скакалец (Calliptamus italicus) е по-гъвкав и обитава девствени степни райони, угари и пасища. Шведската и хесенската муха, пшеничното шкембе са ограничени до културите от зърнени култури или ливадни зърнени култури, докато зелевата лъжичка (Baraihra brassicae) се среща в полетата не само със зеле, но и с цвекло, грах, слънчоглед, детелина и дори тютюневи насаждения. Наборът от станции е толкова характерен за всеки вид, че може да служи като не по-малко значима отличителна черта от морфологичните и други характеристики. Това е от практическо значение при определяне на вредни и полезни видове.
Свойството на видовете избирателно да населяват определени станции се определя като принцип на прецизност на станцията.Този принцип е важна екологична закономерност.
Правила за смяна на местообитания и етапи.Принципът на стадиална точност е приложим само в условия на ограничено пространство и време. Правилото за промяна на местообитанията е редовната промяна на техните местообитания по видове в широк диапазон от пространство и време.Това правило е установено и формулирано от Г. Я. Бей-Биенко (1966).
На свой ред М. С. Гиляров изведе правило за промяна на ниво,показвайки това в различни зони едни и същи видове заемат различни нива.Това е характерно за трансзоналните видове, т.е. за видовете, които са широко разпространени и се срещат в много природни зони.
В пространството правилото за промяна на местообитанията се изразява в зонална и вертикална смяна на станциите и в зонална смяна на етапите, а във времето - сезонна и годишна смяна на станциите.
Зоналната промяна на станциите е закономерно насочена промяна в местообитанията по време на прехода на даден вид от една природна зона в друга. Обикновено, когато се придвижват на север, видовете избират сухи, добре затоплени открити местообитания с рядка растителност. Разпространявайки се на юг, същите тези видове обитават по-влажни и сенчести места с гъста растителност. Например, мигриращият скакалец (Locusta migratoria) в Централна Европа се заселва на песъчливи места, а в Централна Азия и Казахстан - на влажни блатисти райони с гъста трева. Във влажни ливади мравките лазия (Lasius niger, L. flavus) се проявяват като хигрофоби и се заселват на хълмове. В по-сухите местообитания, в степта, същите тези мравки действат като хигрофили и избират по-влажни местообитания. Както посочва Бей-Биенко, зоналната промяна на станциите е екологично следствие от закона за географското зониране и се обяснява с промяна в термичния режим. Външно еднаквите станции на север и на юг се различават рязко по отношение на топлинния режим, следователно, когато се движат от юг на север, видовете избират местообитания, които се доближават до южните по отношение на топлината.
Вертикалната смяна на станциите е подобна на зоналната, но е характерна за планински условия. Например сивият скакалец (Decticus verrucivorus) обитава хигрофитни и мезофитни местообитания в горите на Кавказ и става ксерофилен в алпийския пояс.
Зоналната промяна на нивата се състои в това, че когато се движат на север, много видове преминават от по-висок вегетативен слой към по-нисък, а някои в относително сухи зони от сухоземни стават обитатели на почвата. Така короятният бръмбар (Blastophagus piniperda) в централните райони и на север живее под кората на борови стволове и големи клони, а в югоизточната част на европейската част на СССР отива в почвата и се установява на корени. Ларвите на бръмбара рогач (Lucanus cervus) в горската зона се развиват в гниещи стволове и пънове, а в степната зона - в изгнили корени на дълбочина до 100 cm.
Бей-Биенко вярва, че зоналната промяна на станциите и етапите и вертикалната промяна на станциите поставят видовете в двойни и противоречиви условия. От една страна, видът предявява определени изисквания към околната среда, произтичащи от неговите наследствени физиологични свойства; от друга страна, при успешно разпръскване, той е принуден да заеме нови станции или дори да промени слоя. В резултат на това се променя неговата екология, а в същото време и неговата физиология. Следователно смяната на станциите става един от водещите фактори на еволюцията.
Сезонната смяна на станциите възниква при колебания в микроклимата през един сезон. Това е най-ясно изразено в сух и горещ климат и се проявява в миграцията на степни и пустинни видове по време на суша към културите на култивираните растения, към ливадите, под горския навес, където се запазва сравнително висока влажност и зелена растителност. Такива миграции са характерни за много насекоми и гризачи.
Годишната смяна на станциите се наблюдава при отклонение на метеорологичните условия от средногодишната норма. Например, мигриращите скакалци в Южен Казахстан в сухи години се концентрират в депресии с по-влажна почва и гъста тревна покривка, а във влажни години обитават по-високи места.
По този начин промяната на местообитанията позволява на видовете да поддържат своя екологичен стандарт при постоянно променящи се условия.
Принципът на стадиалната вярност и неговата противоположност - правилата за промяна на местообитанията и етапите - свидетелстват за сложността на връзката на организмите с околната среда. Изясняването на същността на тези взаимоотношения позволява да се проникне по-дълбоко в екологията на даден вид и да се разработят рационални методи за борба с вредните организми и за защита и привличане на полезни.
Принципи на екологична класификация на организмите.Екологичната класификация на организмите се различава от таксономията по това, че основният критерий в последната е филогенетичната близост на организмите, т.е. таксономията на всички нива на таксономията се основава на един критерий - филогенеза. В екологичната класификация няма такъв критерий, така че има много схеми.
Може да се направи екологична класификация на организмите според тяхното положение в енергийната или хранителната верига. По отношение на органичната материя се разграничават хетеротрофи и автотрофи според функцията им в биогеоценозата - продуценти, консументи и декомпозитори (деструктори).
Местообитанията също могат да послужат като основа за екологична класификация.
Водните организми се подразделят на бентосни, планктонни и нектонни. Те могат да бъдат класифицирани и според площите, които заемат. При този подход е важно да се установи позицията на организма и в трите класификационни системи, както и да се има предвид, че много видове на различни етапи на развитие водят различен начин на живот (попова лъжица и жаба, ларва на водно конче и възрастни насекоми) .
Класификацията на сухоземните животни създава особени трудности, тъй като те представляват огромно разнообразие от форми, което е свързано с характеристиките на техните местообитания. Вече сред тревопасните има както малки, така и много големи. Изобилието от насекоми и други членестоноги, както и птици, на практика се противопоставя на счетоводната и екологична класификация. Още по-трудно е да се класифицират разлагащите. Почвените организми обикновено се класифицират според размера и следователно се разграничават микро-, мезо- и макробиота.
Най-често срещаната екологична класификация на организмите е според формите на живот, тоест според вида на външната морфология, която отразява най-важните аспекти на начина на живот, връзката на вида с околната среда. Формите на живот определят адаптивността на организмите към комплекс от фактори (за разлика от екологичните групи, които характеризират адаптацията към отделни фактори), към спецификата на местообитанието.
Формите на живот на животните са много разнообразни. На първо място, това са групи, които имат сходни екологични и морфологични адаптации за живот в сходна среда. В този случай терминът "форми на живот" е заимстван от ботаниката. Той се утвърждава в зоологията едва през настоящия век, въпреки че животните отдавна са разделени на гмуркачи, копачи, багери и др.
Има много различни интерпретации на животинските форми на животните. Това се дължи на факта, че в някои случаи за основа на класификацията се вземат характеристиките на размножаването, в други - методите на движение или получаване на храна. Често класификацията се основава на ограничаването на организмите в определени екологични ниши, ландшафти и слоеве. Независимо от това, анализът на формите на живот позволява да се прецени характеристиките на местообитанието и начините, по които животните развиват адаптация към определени условия. Например Д. Н. Кашкаров (1945) класифицира формите на живот на животните, както следва.
I. Плаващи форми:
1. Чисто водни: а) нектон, б) планктон, в) бентос;
2. Полуводен: а) гмуркане, б) негмуркане, в) извличане само на храна от водата.
II. Форми за ровене:
1. Абсолютни багери (те прекарват целия си живот под земята);
2. Относителни разкопки (отидете на повърхността на земята).
III. Наземни форми:
1. Неправете дупки: а) бягане, б) скачане, в) пълзене;
2. Ровене: а) бягане, б) скачане, в) пълзене;
3. Скални животни.
IV. Дървесни, катерливи форми: а) не слизащи от дърветата, б) само катерещи се дървета.
V. Въздухът формира: а) получаване на храна във въздуха, б) търсене от въздуха.
Както можете да видите, тази класификация се основава на устройства за движение. Във връзка с влажността на въздуха Кашкаров разграничава влаголюбиви (хигрофилни) и сухолюбиви (ксерофилни) форми; по отношение на храненето - тревопасни, всеядни, хищни, гробари (мъртвоядци); на мястото на възпроизвеждане - размножаване под земята, на повърхността на земята, в слой треви, в храсти, на дървета.
Различни категории жизнени форми на насекоми във връзка с тяхното местообитание (геобионти, хидробионти и др.) Предложени от VV Yakhontov. Зонално-ландшафтната категория жизнени форми е разработена от орнитолозите А. К. Рустамов, Г. П. Дементиев, С. М. Успенски.
Растенията се класифицират въз основа на адаптацията към условията на околната среда. Сред тях са хигрофити, мезофити, ксерофити. Тази класификация се основава на физиологичните свойства на растенията, а разделянето на растителността на дървета, храсти и трева характеризира основните сухоземни общности. Поради разнообразието от условия на Земята, растенията са развили огромен брой форми на живот. Концепцията за жизнените форми на растенията е въведена за първи път през 1806 г. от Хумболт. Обикновено се разграничават дървесни, полудървесни, сухоземни тревисти и водни тревисти растения. Всяка от тези форми може да бъде представена от по-малки групи. Най-широко използваната класификация на жизнените форми на растенията, разработена през 1905-1907 г. Датският ботаник С. Раункиер. Тя се основава на местоположението на бъбреците на обновяване и наличието на адаптации за преживяване на неблагоприятния сезон. Тази класификация се основава на съвременната класификация, в която се разграничават 6 жизнени форми на растенията (фиг. 5).
1. Епифити * - въздушни растения, които нямат корени в почвата. Те се заселват по стволовете на други по-големи растения. В горите това са стволови лишеи, по-рядко мъхове. От висшите растения епифитите са многобройни в тропическите гори.
2. Фанерофити - надземни растения (дървета, храсти, лози, стъблени сукуленти, тревисто-стъблени растения). Възобновителните пъпки са разположени на вертикално разположени леторасти високо над земята.
3. Хамефити - тревисти растения с възобновителни пъпки, разположени близо до земята. В умерените ширини издънките на тези растения отиват под снега за зимата и не умират.
4. Хемикриптофити - растения, образуващи треска, при които възобновителните пъпки са на нивото на почвата или дори в нея. Надземните издънки умират до зимата. Това са много много ливадни растения.
5. Криптофитите или геофитите са многогодишни треви с отмиращи надземни части. Възобновителните пъпки са разположени на подземни органи (грудкови или коренищни растения).
6. Терофитите са едногодишни растения. През зимата надземните и подземните части от тях умират. На етап семена има неблагоприятен период (зима).
В горната серия от форми на живот ясно се проявява нарастваща адаптация към неблагоприятни условия. В тропическите дъждовни гори повечето видове принадлежат към епифитни фанерофити. В по-северните райони преобладават растения със защитени възобновителни пъпки.
Има и други схеми за класифициране на формите на живот. Най-голямо признание получи класификацията на зърнените култури според метода на братене, разработена от В. Р. Уилямс. Г. Н. Висоцки и Л. И. Казакевич основават класификацията на формите на живот на естеството на подземните органи и способността на растенията за вегетативно размножаване. Наскоро И. Г. Серебряков предложи успешна класификация на покритосеменните растения, като се фокусира върху структурата и продължителността на живота на надземните скелетни оси. Той разграничава 4 отдела и 8 вида жизнени форми на тези растения (схема 3). Всеки тип от своя страна е подразделен на форми. Например, в тип I се отличават надземни коронообразуващи дървета с изправени стволове; храстовидна, едноцевна с ниски стволове; стланци (с легнали стволове).
Формите на живот, доминиращи в тази или онази общност, могат да служат като индикатори за условията на живот. По този начин преобладаването на столонообразуващи растения в широколистни и тъмни иглолистни гори показва неплодородна, рохкава и прекомерно навлажнена почва. В горещ и сух климат преобладават животни, които живеят в дълбоки дупки, а на силно плодородни и рохкави почви разкопките създават голям брой проходи.
Глава 5
Всеки организъм, популация, вид има местообитание - онази част от природата, която заобикаля всички живи същества и има някакъв вид въздействие върху него, пряко или косвено. Именно от него организмите вземат всичко необходимо за съществуване и отделят в него продуктите от своята жизнена дейност. Условията на околната среда на различните организми не са еднакви. Както се казва, това, което е добро за един, тогава друг - смърт. Състои се от много органични и неорганични елементи, които влияят на определен вид.
Местообитание и условия на съществуване
Условия на съществуване - онези фактори на околната среда, които са жизненоважни за определен вид организми. Минимумът, без който съществуването е невъзможно. Те включват например въздух, влага, почва, както и светлина и топлина. Това са първите условия. За разлика от тях има други фактори, които не са толкова жизненоважни. Например вятър или атмосферно налягане. По този начин местообитанието и условията за съществуване на организмите са различни понятия. Първият - по-общ, вторият - обозначава само онези условия, без които жив организъм или растение не може да съществува.
Фактори на околната среда
Това са всички онези елементи на околната среда, които могат да влияят - пряко или косвено - върху Тези фактори причиняват адаптации на организмите (или адаптивни реакции). Абиотично - това е влиянието на неорганични елементи от неживата природа (състав на почвата, нейните химични свойства, светлина, температура, влажност). Биотичните фактори са форми на влияние на живите организми един върху друг. Някои видове са храна за други, служат за опрашване и заселване и имат други ефекти. Антропогенни - човешки дейности, които засягат дивата природа. Разпределението на тази група е свързано с факта, че днес съдбата на цялата биосфера на Земята е практически в ръцете на човека.
Повечето от горните фактори са условия на околната среда. Някои са в процес на модификация, други са постоянни. Промяната им зависи от времето на деня, например от охлаждане и затопляне. Много фактори (едни и същи условия на околната среда) играят първостепенна роля в живота на някои организми, докато в други играят второстепенна роля. Например солевият режим на почвата има голямо значение при храненето на растенията с минерали, но при животните не е толкова важен за същата площ.
Екология
Това е името на науката, която изучава условията на местообитанието на организмите и връзката им с него. Терминът е дефиниран за първи път от немския биолог Хекел през 1866 г. Но науката започва да се развива активно едва през 30-те години на миналия век.
Биосфера и ноосфера
Съвкупността от всички живи организми на Земята се нарича биосфера. Включва и човек. И не само навлиза, но и оказва активно влияние върху самата биосфера, особено през последните години. Така се осъществява преходът към ноосферата (според терминологията на Вернадски). Ноосферата предполага не само грубо използване на природните ресурси и науката, но и универсално сътрудничество, насочено към защитата на нашия общ дом - планетата Земя.
Условия на водните местообитания
Водата се смята за люлката на живота. Много от животните, които съществуват на земята, са имали предци, които са живели в тази среда. С образуването на сушата някои видове излизат от водата и първо стават земноводни, а след това еволюират в сухоземни. По-голямата част от нашата планета е покрита с вода. Много организми, живеещи в него, са хидрофилни, тоест не се нуждаят от никаква адаптация към околната среда.
На първо място, едно от най-важните условия е химичният състав на водната среда. В различните водоеми е различно. Например солният режим на малките езера е 0,001% сол. В пресни големи водоеми - до 0,05%. Морски - 3,5%. В солените континентални езера нивото на солта достига повече от 30%. С увеличаване на солеността фауната обеднява. Известни са водоеми, в които няма живи организми.
Важна роля в условията на околната среда играе такъв фактор като съдържанието на сероводород. Например, в (под 200 метра) никой не живее изобщо, с изключение на сероводородни бактерии. И всичко това заради изобилието от този газ в околната среда.
Физичните свойства на водата също са важни: прозрачност, налягане, скорост на теченията. Някои животни живеят само в чиста вода, други са подходящи и кални. Някои растения живеят в застояла вода, докато други предпочитат да пътуват по течението.
За дълбоководните обитатели липсата на светлина и наличието на налягане са най-важните условия за съществуване.
растения
Условията на местообитанието на растенията също се определят от много фактори: наличието на осветление, температурните колебания. Ако растението е водно - условията на водната среда. От жизненоважните - наличието на хранителни вещества в почвата, естественото поливане и напояване (за култивирани растения). Много от растенията са обвързани с определени климатични зони. В други райони те не са в състояние да оцелеят, още по-малко да се възпроизвеждат и да създават потомство. Декоративните растения, свикнали с "парникови" условия, изискват изкуствено създадено местообитание. В улични условия те вече не могат да оцелеят.
На земята
За много растения и животни почвеното местообитание е от значение. Условията на околната среда зависят от няколко фактора. Те включват климатични зони, температурни промени, химически и физически състав на почвата. На сушата, както и на водата, едно е добро за едни, друго е добро за други. Но като цяло почвеното местообитание осигурява подслон за много видове растения и животни, които живеят на планетата.
Основи на общата екология
сряда- всичко, което заобикаля тялото и влияе пряко или косвено на неговата жизнена дейност, развитие, растеж, оцеляване, размножаване и др.
Околната среда на всеки организъм се състои от много елементи от неорганична и органична природа и елементи, въведени от човека и неговите производствени дейности. В същото време някои елементи са необходими на тялото, други са безразлични към него, а трети имат вредно въздействие.
Условия на съществуване, или условия на живот- съвкупност от необходими за организма елементи на средата, с които той е в неразривно единство и без които не може да съществува.
Елементите на околната среда, както необходими за тялото, така и отрицателно влияят върху него, се наричат фактори на околната среда .
Факторите на околната среда обикновено се разделят на три основни групи: абиотични, биотични и антропни.
абиотиченфактори - комплекс от условия на неорганичната и органичната среда, които влияят на тялото. Абиотичните фактори се делят на химични (химичен състав на въздуха, океана, почвата и др.) и физични (температура, налягане, вятър, влажност, светлина, радиационен режим и др.).
Антропиченфактори - съвкупност от въздействия на човешката дейност върху органичния свят.
Хостван на ref.rf
Още с факта на своето съществуване човек оказва влияние върху околната среда (поради дишането, приблизително 1,1 10 12 килограма ТАКА 2 и т.н.) и неизмеримо повече от производствената дейност във все по-голяма степен.
Въздействието върху тялото на абиотичните фактори трябва да бъде пряко и косвено (непряко). Така например температурата на околната среда определя скоростта на физиологичните процеси в тялото и съответно неговото развитие (пряко влияние); в същото време, оказвайки влияние върху развитието на растенията, които са храна за животните, той оказва косвено въздействие върху последните.
Действието на факторите на околната среда зависи не само от тяхното естество, но и от дозата, възприемана от тялото (висока или ниска температура, ярка светлина или тъмнина и др.). Всички организми в процеса на еволюция са развили адаптации към възприемане на фактори в определени количествени граници. Освен това за всеки организъм има свой собствен набор от фактори, най-благоприятни за него.
Колкото повече дозата на факторите се отклонява от оптималната стойност за даден тип (увеличаване или намаляване), толкова повече се инхибира неговата жизнена дейност. Наричат се границите, извън които е невъзможно съществуването на даден организъм нисъки горна граница на издръжливост (толерантност).
Обикновено се нарича интензивността на фактора на околната среда, най-благоприятен за организма (неговия живот). оптималнои дава най-лошия ефект - песимизъм.
Организмите могат да се адаптират с течение на времето към променящите се фактори. Свойството на видовете да се адаптират към променящите се диапазони от фактори на околната среда обикновено се нарича екологична пластичност (екологична валентност). Колкото по-широк е обхватът на флуктуациите на екологичния фактор, в рамките на който може да съществува даден вид, толкова по-голяма е неговата екологична пластичност, толкова по-широк е диапазонът на неговата толерантност (издръжливост).
Наричат се екологично непластични (издръжливи) видове стенобионт(от гръцки. стеноза- тесен), по-пластмасов (издръжлив) - еврибионтичен(от гръцки. евро- широк). Видове организми, които са се развивали дълго време при относително стабилни условия, губят своята екологична пластичност и придобиват стенобионтни характеристики; видове, които са съществували при условия на значителни промени във факторите на околната среда, стават еврибионти.
Отношението на организмите към колебанията на един или друг фактор на околната среда се изразява чрез добавяне на префикси стено- и еври- (стено- и евритермни, стено- и евритотични и др.).
Исторически се адаптират към абиотичните фактори на околната среда и влизат в биотични взаимоотношения помежду си, растенията, животните и микроорганизмите се разпределят в различни среди и образуват разнообразни биогеоценози, като в крайна сметка се слива в биосфераЗемята.
Биогеоценоза- териториално (пространствено) изолирана интегрална елементарна единица на биосферата, всички компоненти на която са тясно свързани помежду си.
Всички фактори на околната среда действат върху тялото едновременно и във взаимодействие. Този набор от тях се нарича съзвездие. Поради тази причина оптимумът и границите на издръжливостта на организма по отношение на един фактор зависят от други. Освен това, ако интензивността на поне един фактор надхвърли издръжливостта на вида, тогава съществуването на последния става невъзможно, независимо колко благоприятни са другите условия. Този фактор се нарича ограничаване. Специален случай на принципа на ограничаващите фактори е минималното правило, формулирано от Либих (немски химик) за характеризиране на добива на селскостопански култури: веществото, което е минимално (в почвата, във въздуха) контролира добива и определя размера и стабилността на последното.
Околна среда и условия за съществуване на организмите - понятие и видове. Класификация и особености на категория "Среда и условия за съществуване на организми" 2017, 2018г.
