 |
Второй вопрос. Влияние экологических факторов на организмы.
|
|
|
|
Лекция: Природная среда и общие закономерности действия экологических факторов.
План лекции:
1. Понятия «среда» и «экологический фактор». Классификация понятий.
2. Влияние экологических факторов на организмы.
3. Реакция организмов на изменения уровня экологических факторов.
4. Совместное действие экологических факторов.
5. Лимитирующие факторы. Законы лимитирующих факторов.
Первый вопрос. Понятия «среда» и «экологический фактор». Классификация понятий.
Среда – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Среда любого организма состоит из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, приносимых человеком и его производственной деятельностью.
Окружающая среда – это вещество, энергия и пространство, окружающие живые организмы и действующие на них как положительно, так и отрицательно.
Природная среда – это совокупность природных абиотических и биотических факторов по отношению к живым организмам вне зависимости от контактов с человеком. Природная среда включает среду географической оболочки, биогенную среду, абиотическую среду (все силы и явления природы, вещество и пространство в приложении к живым объектам).
Антропогенная среда – природная среда измененная человеком (окультуренные ландшафты, агроценозы и т.д.)
Среда обитания – часть природной среды, окружающая живые объекты, в которой они обитают. Составные элементы и свойства среды обитания многообразны и изменчивы. В условиях нашей планеты сформировалось четыре среды обитания: наземно-воздушная, водная, почвенная и организменная.
Условия жизни, или условия существования,- это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
|
|
|
Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на организмы, называются экологические факторы.
Согласно данного определения экологического фактора, у организмов можно различить три основных типа реакций в зависимости от внешних воздействий:
1) простейшая форма таких реакций – изменение положения организма в пространстве по отношению к источнику воздействия (например, перемещение организмов по отношению к источнику воздействия);
2) наиболее сложным типом реакций являются количественные изменения уровня жизнедеятельности (обмена веществ). Приспособительное значение реакций этого типа заключается в сохранении исходного состояния организма тогда, когда в ответ на внешнее воздействие организм не может изменить своё положение;
3) наиболее сложным типом ответных реакций являются изменения характера жизнедеятельности и обмена, к которым относятся такие явления как диапаузы, спячки, анабиоз, фотопериодические реакции и другие качественные изменения жизненного цикла. Эти реакции возникают под влиянием внешних воздействий большой длительности или интенсивности (например, смена сезонов, воздействие паразитов, загрязняющих веществ и др.)
Перечисленные типы реакций организмов могут быть вызваны только такими элементами, которые быстро меняются во времени.
Изменения экологических факторов среды во времени могут быть:
1) регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в зависимости от времени суток, сезона года, ритма приливов и отливов в океане. Существуют различные приспособления организмов к таким экологическим факторам.
|
|
|
Регулярно-периодические изменения экологических факторов делят на первичные и
вторичные.
К регулярно – периодическим, первичным факторам относятся: температура, освещенность, морские приливы и отливы, зависящие от вращения Земли вокруг Солнца.
Вторичные периодические факторы являются следствием изменений регулярно-первичных. К ним относятся: влажность воздуха, зависящая от температуры; наличие растительной пищи, зависящее от развития растений.
2) нерегулярные и непериодические, изменения экологических факторов, которые появляются внезапно, без четкой периодичности.
Нерегулярные и непериодические изменения экологических факторов – изменения погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера (бури, ливни, наводнения, извержения вулканов и др.) В большинстве случаев приспособлений организмов к таким факторам не существует.
Классификация экологических факторов.
Существуют различные подходы к классификации экологических факторов, к которым относят:
1) по природе происхождения выделяют абиотические и биотические (её используют наиболее часто).
Абиотические факторы – это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.
Биотические факторы – это все формы воздействия живых организмов друг на друга.
2) по среде возникновения – атмосферные, водные, орографические, эдафогенные, физиологические, популяционные, экосистемные, биосферные;
3) по степени воздействия- летальные, экстремальные, лимитирующие, беспокоящие, мутагенные, тератогенные;
4) по времени – эволюционные, исторические, действующие;
5) по характеру воздействия – геофизические, географические, биогенные и биологические.
Второй вопрос. Влияние экологических факторов на организмы.
Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например, силой и диапазоном действия.
Для разных видов организмов условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву (болотные растения), другие – относительно сухую (ксерофиты -к ним относятся полынь обыкновенная…)
Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший эффект – пессимумом. В большинстве случаев оптимальными для организма бывает некий диапазон действия экологического фактора, поэтому лучше говорить о зоне оптимума. Рассмотрим интенсивность действия температурного фактора на жизнедеятельность организма. Весь интервал температур от минимума до максимума, при которых ещё возможен рост, называют диапазоном устойчивости (или диапазоном толерантности). Точки, ограничивающие его, т. е. мин. и мах. – это пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает всё нарастающий стресс, т.е. речь идёт о стрессовых зонах или зонах угнетения в рамках диапазона устойчивости.
|
|
|
Зависимость действия экологического фактора от его интенсивности.
|
По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале усиливается стресс, и в конечном итоге по достижении предела устойчивости организма происходит его гибель.
Эксперименты показали, что для всех факторов при проверке влияния их на организмы результаты графически будут соответствовать данной кривой.
Повторяемость наблюдаемых тенденций даёт возможность говорить о фундаментальном биологическом принципе:
- для каждого вида растений (животных) существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости или выносливости в отношении каждого средового фактора.
При значении фактора, близком к пределу толерантности, организм может существовать непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно существование и рост особей. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения.
На практике обычно определяют оптимум для отдельных показателей жизнедеятельности – скорости роста, выживаемости и др.
|
|
|
