Условия жизни живых существ. Раздел «Условия жизни организмов
Раздел «Условия жизни организмов»
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Любое живое существо живет в сложном и меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями и потребляя поступающую извне материю, энергию, информацию.
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называютсяэкологическими факторами.
Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению.
Существует довольно большое количество попыток классификации факторов. В большинстве случаев они построены на принципе антиномий и, строго говоря, не имеют отношения к классификации. Обычно выделяют следующие факторы: биотические - абиотические, внутренние - внешние, прямо действующие - косвенно действующие, космические - земные, элементарные - комплексные, природные - антропогенные и т.д.
По природе экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, которые прямо или косвенно влияют на жизнь и распространение животных и растений.
Их делят на следующие группы:
климатические факторы (температура, свет, влажность, ветер, атмосферное давление и др.);
геологические факторы (радиоактивное излучение, землетрясения, извержение вулканов, движение ледников и др.);
орографические факторы, или факторы рельефа (высота местности над уровнем моря, крутизна местности – угол наклона местности к горизонту и др.);
эдафические , или почвенно -грунтовые , факторы (гранулометрический состав, химический состав, плотность, структура, рН и др.);
гидрологические факторы (течения, соленость, давление и др.).
Иначе абиотические факторы делят на физические и химические.
Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания.
В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:
в нутривидовые факторы – это влияние на организм особей этого же вида (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);
межвидовые факторы - это влияние на организм особей других видов (волка на зайца, сосны на березу и т.д.).
В последнем случае речь идет о способности самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создается особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой температурно-влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом - прохладнее и влажнее. Особая микросреда создается также в дуплах деревьев, в норах, в пещерах и т.п.
Антропогенные факторы - это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. В ходе истории человечества развитие сначала охоты, а затем сельского хозяйства, промышленности, транспорта сильно изменило природу нашей планеты. Факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, называются техногенными .
Использовать идею адаптации, т.е. определенной корреляции между живым и средой его обитания, для классификации экологических факторов предложил А.С. Мончадский. В рамках этой идеи выделяют: первичные периодические факторы, вторичные периодические факторы, непериодические факторы.
3.2. ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ В ЖИЗНИ
ОРГАНИЗМОВ
Экологические адаптации растений и животных к световому режиму наземной ср еды. Всем живым организмам для осуществления процессов жизнедеятельности необходима энергия, поступающая извне. Основным источником ее является солнечная радиация, на которую приходится около 99,9 % в общем балансе энергии Земли.
Среди ультрафиолетовых лучей (УФЛ) до поверхности Земли доходят только длинноволновые (290-380 нм), а коротковолновые, губительные для всего живого, практически полностью поглощаются на высоте около 20-25 км озоновым экраном. Длинноволновые УФЛ, обладающие большой энергией фотонов, имеют высокую химическую активность. Большие дозы их вредны для организмов, а небольшие необходимы многим видам. В диапазоне 250-300 нм УФЛ оказывают мощное бактерицидное действие и вызывают у животных образование витамина Д; при длине волны 200-400 нм - у человека загар, который является защитной реакцией кожи. Инфракрасные лучи с длиной волны более 750 нм оказывают тепловое действие. Видимая радиация несет приблизительно 50% суммарной энергии. С областью видимой радиации, воспринимаемой человеческим глазом, почти совпадает физиологическая радиация (ФР) (длина волны 300-800 нм), в пределах которой выделяют область фотосинтетически активной радиации (380-710 нм). Самое большое значение имеет свет в воздушном питании растений в использовании ими солнечной энергии для фотосинтеза. С этим связаны основные адаптации растений к свету.
Температурные границы существования видов. Температура отражает среднюю кинетическую скорость атомов и молекул в какой-либо системе. От температуры окружающей среды зависит температура организмов и, следовательно,скорость всех химических реакций, составляющих обмен веществ. Поэтому границы существования жизни - это температуры, при которых возможно нормальное строение и функционирование белков, в среднем от 0 до +50°С. Однако ряд организмов обладает специализированными ферментными системами и приспособлен к существованию при температуре тела, выходящей за указанные пределы.
Влажность. Адаптации организмов к водному режиму наземно-воздушной среды. Протекание всех биохимических процессов в клетках и нормальное функционирование организма в целом возможны только при достаточном обеспечении его водой - необходимым условием жизни.
Дефицит влаги - одна из наиболее существенных особенностей наземно-воздушной среды жизни. Вся эволюция наземных организмов шла под знаком приспособления к добыванию и сохранению влаги. Режимы влажности среды на суше очень разнообразны - от полного и постоянного насыщения воздуха водяными парами в некоторых районах тропиков до практически полного их отсутствия в сухом воздухе пустынь. Велика также суточная и сезонная изменчивость содержания водяных паров в атмосфере. Водообеспечение наземных организмов зависит также от режима выпадения осадков, наличия водоемов, запасов почвенной влаги, близости грунтовых вод и т.п. Это привело к развитию у наземных организмов множества адаптации к различным режимам водообеспечения.
Воздух как экологический фактор для наземных организмов . Наземно-воздушная среда самая сложная по экологическим условиям. Жизнь на суше потребовала таких приспособлений, которые оказались возможными лишь при достаточно высоком уровне организации растений и животных.
Низкая плотность воздуха определяет его малую подъемную силу и незначительную опорность. Обитатели воздушной среды должны обладать собственной опорной системой, поддерживающей тело: растения - разнообразными механическими тканями, животные - твердым или значительно реже гидростатическим скелетом. Все обитатели воздушной среды тесно связаны с поверхностью земли, которая служит им для прикрепления и опоры. Жизнь во взвешенном состоянии в воздухе невозможна.
Множество микроорганизмов и животных, споры, семена и пыльца растений регулярно присутствуют в воздухе и разносятся воздушными течениями, многие животные способны к активному полету, однако у всех этих видов основная функция их жизненного цикла - размножение - осуществляется на поверхности Земли. Для большинства из них пребывание в воздухе связано только с расселением или поиском добычи.
Многие наземные животные использовали это свойство воздушной среды в ходе эволюции, приобретя способность к полету. К активному полету способны 75 % видов всех наземных животных, преимущественно насекомые и птицы, но встречаются летуны и среди млекопитающих и рептилий. Летают наземные животные в основном с помощью мускульных усилий, но некоторые могут и планировать за счет воздушных течений.
Кислород из-за постоянно высокого его содержания в воздухе не является фактором, лимитирующим жизнь в наземной среде.
Азот воздуха для большинства обитателей наземной среды представляет инертный газ, но ряд микроорганизмов (клубеньковые бактерии, азотобактерии, синезеленые водоросли и др.) обладают способностью связывать его и вовлекать в биологический круговорот.
Кислород поступает в воду в основном как продукт фотосинтеза, осуществляемого водорослями, и путем диффузии кислорода в воду. Условия дыхания обитателей водной среды значительно усложнены, т.к. содержание его не превышает 10 мл в 1 л, а это в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Верхние слои водной толщи, как правило, богаче этим газом, чем нижние. С повышением температуры и солености воды концентрация в ней кислорода понижается. В слоях, более заселенных животными и бактериями, может создаваться резкий дефицит О2 из-за усиленного его потребления. Около дна водоемов условия м.б. близки к анаэробным.
3.3. ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗМОВ
Жизненная форма - это комплекс видовых приспособлений, обеспечивающих успешное выживание и воспроизведение вида в данных условиях. Жизненные формы могут быть весьма схожими у разных видов, живущих в одинаковых экологических нишах, что часто выражается даже в морфологическом сходстве представителей совершенно разных неродственных видов: «ихтиозавр - тунец - дельфин» - объединяет быстро плавающих в водной среде.
Классификации жизненных форм растений. Первые классификации основывались на внешнем виде растений, определяющем ландшафт местности. Ниже представлена одна из таких классификаций.
Деревья – многолетние растения с деревенеющими надземными частями, ярко выраженным одним стволом, не ниже 2 м высоты.
Кустарники - многолетние растения с деревенеющими надземными частями. В отличие от деревьев, не имеют ясно выраженного одного ствола; ветвление начинается от самой земли, поэтому образуется несколько равноценных стволов.
Кустарнички сходны с кустарниками, но низкорослы, не выше 50 см.
Полукустарники отличаются от кустарничков тем, что у них одревесневают только нижние части побегов, верхние часто отмирают.
Лианы – растения с лазающими, цепляющимися и вьющими стеблями.
Суккуленты – многолетние растения с сочными стеблями и листьями, содержащими запас воды.
Травяные растения - многолетние и однолетние растения, у которых отмирают на зиму надземные части (многолетники, двулетники) или отмирает все растение (однолетники).
Среди специалистов-ботаников популярна классификация К. Раункнеру (1905) по положению почек или верхушек побегов в течение неблагоприятного времени года по отношению к поверхности почвы и снежного покрова:
фанерофиты (греч. «видимый» и «растений»)- растения, у которых почки возобновления находятся на некотором расстоянии от поверхности почвы (выше 25 см); это главным образом деревья и крупные кустарники;
хамефиты (греч. «на земле») - растения (мелкие кустарники, кустарники, низкорослые суккуленты), у которых почки возобновления расположены низко над поверхностью почвы (ниже 25 см);
гемикриптофиты (греч. «полу» и «скрытый») - многолетние травянистые растения, у которых почки возобновления располагаются на уровне почвы и защищены отмершими листьями или снегом;
криптофиты - многолетние травы, у которых почки возобновления закладываются в луковицах, клубнях, корневищах и находятся в почве или под водой, благодаря чему они защищены от прямого воздействия среды;
терофиты (греч. «лето») - однолетние травянистые растения, которые переживают неблагоприятный для их жизнедеятельности период в виде семян.
Классификации жизненных форм животных. Д.Н. Кашкаров (1945) классифицировал жизненные формы животных по характеру передвижения в разных средах.
I. Плавающие формы. 1. Чисто водные: а) нектон, б) планктон, в) бентос. 2. Полуводные: а) ныряющие, б) неныряющие, в) лишь добывающие из воды пищу.
II. Роющие формы. 1. Абсолютные землерои (всю жизнь проводящие под землей). 2. Относительные землерои (выходящие на поверхность).
III. Наземные формы. 1. Не делающие нор: а) бегающие, б) прыгающие, в) ползающие. 2. Делающие норы: а) бегающие, б) прыгающие, в) ползающие. 3. Животные скал.
IV. а) не сходящие с деревьев, б) лишь лазающие по деревьям.
V. Воздушные формы. а) добывающие пищу в воздухе, б) высматривающие пищу с воздуха.
Жизненные формы животных по А.Н. Формозову: наземные; подземные (землерои); древесные; воздушные; водные.
Раздел «Экосистема как единица биосферы»
4.1. ПОНЯТИЕ БИОЦЕНОЗА, БИОГЕОЦЕНОЗА, ЭКОСИСТЕМЫ
Каждый организм живет в окружении множества других организмов, вступает с ними в самые разнообразные отношения как с отрицательными, так и положительными для себя последствиями и в конечном счете не может существовать без этого живого окружения.
Непосредственное живое окружение организма составляет его биоценотическую среду . Представители каждого вида способны существовать лишь в таком живом окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные условия жизни. Иными словами, многообразные живые организмы встречаются на Земле не в любом сочетании, а образуют определенные сожительства, или сообщества, в которые входят виды, приспособленные к совместному обитанию.
Группировки совместно обитающих и взаимно связанных организмов называют биоценозами (от лат. биос - жизнь, ценоз - общий). Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим условиям среды и закономерных отношениях друг с другом.
Растительный компонент биоценоза называют фитоценозом , животный – зооценозом , микробный – микробоценозом . Ведущим компонентом в биоценозе является фитоценоз. Он определяет, каким будет зооценоз и микробоценоз. Тот участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют биотопом , т.е., иначе, битоп - место обитания биоценоза (от лат. биос - жизнь, топос - место). Биогеоценоз – совокупность биоценоза и биотопа. Экосистема - совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ. Существуют экосистемы разных рангов:
микроэкосистемы (например, небольшой водоем);
мезоэкосистемы (лес, река, пруд...);
макроэкосистемы (океан, континент);
глобальная экосистема (биосфера).
Таким образом, наиболее крупные экосистемы включают в себя экосистемы меньшего ранга.
Основные свойства экосистем - ее способности:
1) осуществлять круговорот веществ в среде обитания;
2) противостоять внешним воздействиям;
3) производить биологическую продукцию.
Для поддержания круговорота веществ в системе необходимо наличие: запаса неорганических молекул в усвояемой форме; трех функционально различных экологических групп организмов - продуцентов, консументов и редуцентов.
Термин «экосистема» был предложен английским ученым А.Тесли (1935), а термин «биогеоценоз» - российским ученым В.Н. Сукачевым (1942). «Экосистема» и «биогеоценоз» - понятия близкие, но не синонимы. Биогеоценоз – это экосистема в границах фитоценоза. Экосистема – понятие более общее. Каждый биогеоценоз – это экосистема, но не каждая экосистема – биогеоценоз. Единая экосистема нашей планеты называется биосферой. Биосфера – экосистема высшего порядка.
Термин «биоценоз» в экологической литературе чаще употребляют применительно к населению территориальных участков, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности (обычно по границам растительных ассоциаций), например биоценоз суходольного луга, биоценоз ковыльной степи, пшеничного поля и т.д. При этом имеется в виду вся совокупность живых существ - растений, животных, микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на данной территории. В водной среде различают биоценозы, соответствующие экологическим подразделениям частей водоемов, например биоценозы прибрежных галечных, песчаных или илистых грунтов и т.п.
По отношению к более мелким сообществам (населению стволов или листвы деревьев, моховых кочек на болотах, муравейников, разлагающихся пней и т.д.) применяют разнообразные термины: «микросообщества», «биоценотические группировки» и др.
Сообщества часто имеют расплывчатые границы, иногда неуловимо переходя одно в другое. Тем не менее они вполне объективно, реально существуют в природе.
4.2. СТРУКТУРА БИОЦЕНОЗА
Структура биоценоза многопланова, и при изучении ее выделяют различные аспекты.
Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение их численности или массы. Различают бедные и богатые видами биоценозы. В полярных арктических пустынях и северных тундрах при крайнем дефиците тепла, в безводных жарких пустынях, в водоемах, сильно загрязненных сточными водами,- везде, где один или сразу несколько факторов среды далеко уклоняются от среднего оптимального для жизни уровня, сообщества сильно обеднены, так как лишь немногие виды могут приспособиться к таким крайним условиям. Невелик видовой спектр и в тех биоценозах, которые часто подвергаются каким-либо катастрофическим воздействиям, например ежегодному затоплению при разливах рек или регулярному уничтожению растительного покрова при пахоте, применении гербицидов и других антропогенных вмешательствах. И, наоборот, везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным в среднем для жизни, возникают чрезвычайно богатые видами сообщества. Примерами их могут служить тропические леса, коралловые рифы с их многообразным населением, долины рек в аридных районах и т.д.
Видовой состав биоценозов зависит от длительности их существования, истории каждого биоценоза. Молодые, только формирующиеся сообщества обычно включают меньший набор видов, чем давно сложившиеся, зрелые. Биоценозы, созданные человеком (поля, сады, огороды), беднее видами, чем сходные с ними природные системы (лесные, степные, луговые).
Пространственная структура биоценоза определяется, прежде всего, сложением его растительной части - фитоценоза, распределением наземной и подземной массы растений.
При совместном обитании растений, разных по высоте, фитоценоз часто приобретает четкое ярусное сложение : ассимилирующие надземные органы растений и подземные их части располагаются в несколько слоев, по-разному используя и изменяя среду. Ярусность хорошо заметна в лесах умеренного пояса. В широколиственном лесу, например, можно выделить:
первый, или верхний, ярус образован деревьями первой величины (дуб черешчатый, липа сердцевидная, клен платановидный, вяз гладкий и др.);
второй-деревьями второй величины (рябина обыкновенная, дикие яблони и груша, черемуха, ива козья и др.);
третий ярус составляет подлесок, образованный кустарниками (лещина обыкновенная, крушина ломкая, жимолость лесная, бересклет европейский и др.);
четвертый состоит из высоких трав (борцы, бор развесистый, чистец лесной и др.);
пятый ярус сложен из трав более низких (сныть обыкновенная, осока волосистая, пролесник многолетний и др.);
шестой ярус-наиболее низкие травы, такие, как копытень европейский.
Подземная ярусность фитоценозов связана с разной глубиной укоренения растений, входящих в их состав, с размещением активной части корневых систем. В лесах нередко можно наблюдать несколько (до шести) подземных ярусов.
Животные также преимущественно приурочены к тому или иному ярусу растительности. Некоторые из них вообще не покидают соответствующего яруса. Среди птиц есть виды, гнездящиеся только на земле (куриные, тетеревиные, коньки, овсянки и др.), другие-в кустарниковом ярусе (певчие дрозды, снегири, славки) или в кронах деревьев (зяблики, корольки, щеглы, крупные хищники и др.).
Расчлененность в горизонтальном направлении-мозаичность -свойственна практически всем фитоценозам. Мозаичность обусловлена рядом причин: неоднородностью микрорельефа, почв, средообразующим влиянием растений и их биологическими особенностями. Она может возникнуть в результате деятельности животных (образование выбросов почвы и их последующее зарастание, образование муравейников, вытаптывание и стравливание травостоя копытными и др.) или человека (выборочная рубка, кострища и др.), вследствие вывалов древостоя во время ураганов и т.д.
Мозаичность, как и ярусность, динамична: происходит смена одних микрогруппировок другими, разрастание или сокращение их в размерах.
Разные типы биоценозов характеризуются определенным соотношением экологических групп организмов, которое выражает экологическую структуру сообщества . Биоценозы со сходной экологической структурой могут иметь разный видовой состав, так как в них одни и те же экологические ниши могут быть заняты сходными по экологии, но далеко не родственными видами. Например, одну и ту же экологическую нишу занимают куница в европейской и соболь в азиатской тайге, бизоны в прериях Северной Америки, антилопы в саваннах Африки, дикие лошади и куланы в степях Азии. Экологическая структура биоценозов, складывающихся в определенных климатических и ландшафтных условиях, строго закономерна. В степных, полупустынных и пустынных районах животные-фитофаги преобладают над сапрофагами, в лесных сообществах умеренного пояса, наоборот, сильнее развита сапрофагия. Основной тип питания животных в глубинах океана-хищничество, тогда как в освещенной, поверхностной зоне пелагиали много фильтраторов, потребляющих фитопланктон, либо видов со смешанным характером питания. Трофическая структура таких сообществ различна.
4.3. СВЯЗИ ОРГАНИЗМОВ В БИОЦЕНОЗАХ
Основу возникновения и существования биоценозов представляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп. Эти связи определяют основные условия жизни видов в сообществе, возможности добывания пищи и завоевания нового пространства.
По классификации В.Н. Беклемишева, межвидовые отношения по тому значению, которое они могут иметь для занятия видом в биоценозе определенной экологической ниши, подразделяются на четыре типа: трофические, топические, форические, фабрические.
Трофические связи возникают, когда один вид питается другим-либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. И стрекозы, ловящие на лету других насекомых, и жуки-навозники, питающиеся пометом крупных копытных, и пчелы, собирающие нектар растений, вступают в прямую трофическую связь с видами, предоставляющими им пищу. В случае конкуренции двух видов из-за объектов питания между ними возникает косвенная трофическая связь, так как деятельность одного отражается на снабжении кормом другого. Любое воздействие одного вида на поедаемость другого или доступность для него пищи следует расценивать как косвенную трофическую связь между ними. Например, гусеницы бабочек-монашенок, объедая хвою сосен, облегчают короедам доступ к ослабленным деревьям.
Форические связи . Это участие одного вида в распространении другого. В роли транспортировщиков выступают животные. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией, перенос других, более мелких животных-форезией. Перенос осуществляется обычно с помощью специальных и разнообразных приспособлений. Животные могут захватывать семена растений двумя способами: пассивным и активным. Пассивный захват происходит при случайном соприкосновении тела животного с растением, семена или соплодия которого обладают специальными зацепками, крючками, выростами (череда, лопух). Распространителями их обычно служат млекопитающие, которые на шерсти переносят такие плоды иногда на довольно значительные расстояния. Активный способ захвата - поедание плодов и ягод. Не поддающиеся перевариванию семена животные выделяют вместе с пометом. В переносе грибных спор большую роль играют насекомые.
Фабрические связи . Это такой тип биоценотических отношений, в которые вступает вид, использующий для своих сооружений (фабрикации) продукты выделения, либо мертвые остатки, либо даже живых особей другого вида. Так, птицы употребляют для постройки гнезд ветви деревьев, шерсть млекопитающих, траву, листья, пух и перья других видов птиц и т. п. Личинки ручейников строят домики из кусочков веток, коры или листьев растений, из раковин мелких видов катушек, захватывая даже раковинки с живыми моллюсками. Пчела-мегахила помещает яйца и запасы в стаканчики, сооружаемые из мягких листьев различных кустарников (шиповника, сирени, акации и т.п.).
4.4. СУЩНОСТЬ ВНУТРИВИДОВЫХ И МЕЖВИДОВЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ
Среди огромного многообразия взаимосвязей живых существ можно выделить определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов самых разных систематических групп. Классификация биотических взаимодействий популяций двух видов приведена в табл.1.
Предмет и задачи экологии . Место экологии среди биологических наук. Экологические... тела. 6. Защитная функция. При введении чужеродных белков или клеток в организм...
От понятия «среда обитания» следует отличать понятие «условия существования» - совокупность жизненно необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва). В отличие от них другие факторы среды хотя и оказывают существенное влияние на организмы, но не являются для них жизненно необходимыми (например, ветер, естественное и искусственное ионизирующее излучение, атмосферное электричество и др.).
Экологические факторы. Элементы окружающей среды, которые вызывают у живых организмов и их сообществ приспособительные реакции (адаптации), называются экологическими факторами.
По происхождению и характеру действия экологические факторы подразделяются на абиотические (элементы неорганической, или неживой, природы), биотические (формы воздействия живых существ друг на друга) и антропогенные (все формы деятельности человека, оказывающие влияние на живую природу).
Абиотические факторы делят на физические, или климатические (свет, температура воздуха и воды, влажность воздуха и почвы, ветер), эдафические, или почвенно-грунтовые (механический состав почв, их химические и физические свойства), топографические, или орографические (особенности рельефа местности), химические (соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.).
Антропогенные (антропические) факторы - это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.
Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных растений, а в жизни гетеротрофных организмов (грибов и водных животных) свет не оказывает заметного влияния на их жизнедеятельность.
Экологические факторы действуют на организмы по-разному. Они могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфологические и анатомические изменения организмов.
Ответить
Условия жизни организмов. Экологические факторы
Жизнь на Земле существует повсюду, кроме жерл действующих вулканов. Все, что окружает живой организм, называют его средой обитания . Изучением взаимодействия организмов с окружающей средой занимается наука экология (от греч. oikos - "жилище", "местопребывание" и logos - "слово", "учение").
Экология - область биологической науки, предметом которой являются эволюционно сложившиеся взаимоотношения организмов между собой и средой обитания.
Каждое живое существо тесно связано со своей средой обитания, испытывает ее влияние и в свою очередь на нее воздействует. Все свойства среды, влиянию которых подвергаются организмы, называют экологическими факторами . Их можно оценить и измерить.
Совокупность экологических факторов определяет условия жизни организмов.
Экологические факторы подразделяют на абиотические и биотические . Абиотические факторы - все компоненты и явления неживой природы, т. е. все они имеют физико-химическую природу. Это свет, температура, влажность воздуха, количество и состав солей в воде, давление, ветер и т. п.
| Абиотические факторы | ||
| Растения | Животные | |
|
свет |
|
|
температура
 |
|
|
влажность
 |
|
В современном мире практически вся живая природа испытывает сильнейшее влияние человеческой деятельности. Часто это влияние намного перекрывает действие природных факторов. Поэтому, кроме абиотических и биотических, отдельно выделяют и рассматривают антропогенные факторы
. К ним относятся всевозможные формы воздействия человека на другие виды и на условия их жизни. Такие воздействия могут специально предусматриваться человеком или выступать как непредвиденные и случайные.
Воздействие может быть косвенным и прямым.
Косвенное воздействие осуществляется путём изменения ландшафтов, химического состава атмосферы, гидросферы и литосферы, флоры и фауны.
Прямое воздействие направлено непосредственно на живые организмы. Например, нерациональные рыболовство и охота резко сократили численность ряда видов.
Для существования живых организмов необходимы следующие условия:
- достаточное количество воды,
- минеральные вещества,
- O 2 ,
- CO 2 ,
- оптимальный температурный режим,
- уровень радиации и др.
Верхняя граница биосферы определяется озоновым экраном, представляющим собой тонкий слой (2-4 мм) газа озона (O 3). Роль озонового слоя в биосфере велика: он задерживает губительные для живого ультрафиолетовые лучи солнечного света. Этот слой расположен на высотах 16-20 км.
Нижняя граница биосферы неровная. К примеру, в литосфере живые организмы или продукты их жизнедеятельности можно встретить на глубине 3,5-7,5 км, а в Мировом океане — на глубине 10-11 км.
Нижняя граница на суше связана с областями «былых биосфер» — так В.И. Вернадский назвал сохранившиеся остатки биосфер прошлых геологических эпох (накопления осадочных пород, углей, горючих сланцев и др.)
Живые организмы распространены в биосфере крайне неравномерно. Основная их масса сконцентрирована в приповерхностном слое суши толщиной 50-100 м и в приповерхностной толще воды (10-20 м). Все это — зоны контакта между литосферой, атмосферой и гидросферой. Здесь находится более 90% биомассы Земли. Но и в приповерхностном слое имеются пространства, густо заселенные живыми организмами (тропики и субтропики, теплые моря), и менее заселенные территории (пустыни, высокогорья, арктические и антарктические области). Для остальных территорий биосферы характерно, по словам В.И. Вернадского, «разрежение живого вещества».
Больше всего растений и животных обитает у земной поверхности. Это поверхность суши и воздух над ней до высоты ок. 150 м, почва, поверхностные воды Океана и его дно на небольших глубинах, куда проникает солнечный свет. Микроорганизмы обнаружены даже в стратосфере, в буровых скважинах на глубине 4,5 км. Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.
Распространение растений и животных на суше
Биомасса на суше в целолм увеличивается от полюсов к экватору, в этом же направлении возрастает и количество видов растений и животных.
Распространение растений и животных зависит от климата. Наиболее богат и разнообразен растительный и животный мир влажных тропических лесов. Климат здесь жаркий и влажный. Так, в лесов приэкваторной части Амазонской низменности температура воздуха не опускается ниже 25° С, годовое количество осадков превышает 2000 мм, и выпадают они весь год. Деревья в этих лесах не сбрасывают всю листву одновременно, как бывает осенью в лесах умеренного климата, а меняют ее постепенно. Поэтому лес всегда зеленый, всегда в нем что-то цветет и зреют плоды. Кроны деревьев смыкаются, образуя сплошной зеленый полог. Под кронами влажно, душно. По стволам вьются, перекидываясь с дерева на дерево, лианы. Стволы и даже листья деревьев буквально облеплены растениями, которые впитывают влагу из воздуха. Среди них много папоротников и красиво цветущих орхидей. Распространены растения-эпифиты.
Большинство животных влажных тропических лесов обитают в кронах деревьев. Здесь много обезьян, летучихи мышаей, ящериц, змей. В реках обитают крокодилы. Среди птиц много попугаев. Обилие насекомых — бабочек, жуков, муравьев.
Там, где тепла достаточно, но очень мало влаги, мир растений и животных не может быть богатым, там пустыни. Величайшая на Земле пустыня — Сахара. В Сахаре отмечена самая высокая на Земле температура воздуха 58°С. Осадков меньше 50 мм в год, местами они выпадают раз в несколько лет. Каменистые участки пустыни кажутся безжизненными. В песчаных пустынях растут колючие кустарники, стелющиеся растения с очень мелкими листочками, испаряющими мало влаги. Многие растения существуют только благодаря длинным корням, забирающим воду с глубины более 10 м, некоторые растут, цветут и плодоносят только тогда, когда выпадают редкие дожди. Животные пустыни должны быть выносливыми и уметьобходиться длительное время без воды, питаясь подножным кормом (верблюд).
Распространение растений и животных в Мировом океане
Среди растений в океане преобладают водоросли. Они погружены в воду и поглощают из нее питательные вещества всей своей поверхностью. Корни им не нужны. Одни прикрепляются ко дну, другие свободно плавают. Некоторые достигают длины 60 м, а — другие микроскопические.
Крупные океанские животные — свободно плавающие, они легко преодолевают большие расстояния. Это тюлени, каланы, дельфины, киты. Есть животные, обитающие у дна (ракообразные, моллюски, черви), есть прикрепленные ко дну (кораллы, губки).
Распространение организмов в океане зависит:
- от поступления солнечного света
- перемещения воды, переносящей О 2 и питательные вещества.
На континентах преобладает живое вещество растений (99,2%), в океане — животных (93,7%). Однако сопоставляя их абсолютные величины (соответственно 2 400 млрд т и 3 млрд т), можно сказать, что живое вещество планеты преимущественно представлено зелеными растениями суши . Биомасса организмов, не способных к фотосинтезу, составляет менее 1%.
Источники и дополнительная информация:
- guzvenag.ucoz.ru — урок на тему: «Биосфера. Распространение организмов на Земле» (в формате.doc);
- cito-web.yspu.org — учение В.И. Вернадского о биосфере;
«Жизнедеятельность организмов» - Питание и пищеварение. Фотосинтез – воздушное питание растений. Бычий цепень. Половое размножение животных. Прорастание может быть надземным и подземным. Индивидуальное развитие начинается с оплодотворения и образования зиготы. Минеральные соли. Для прорастания семени необходимы вода, воздух и определённая температура.
«Многообразие организмов» - Бактерии. Ответы на вопросы проверочной работы: «БИОЛОГИЯ КАК НАУКА. Животные. Грибы. 3. Наземно-водная (земноводные, крокодилы, морские черепахи и др.). Все организмы приспособлены к условиям среды обитания. 5. Почвенная (кроты, землеройки, черви, почвенные насекомые и бактерии и др.). СРЕДА ОБИТАНИЯ ОРГАНИЗМОВ».
«Автономное существование человека» - Эрнест Генри ШЕКЛТОН - английский исследователь Антарктиды. 1874 – 1922. Прогнозируемое (добровольное). I Природные. Вынужденное автономное существование. Факторы, влияющие на человека в условиях вынужденного автономного существования. Вечером делает запись в дневнике, а ночью от внезапного сердечного приступа умирает.
«Борьба за существование» - В каждой графе укажите порядковые номера причин, перечисленных выше. Презентация по биологии подготовила учитель биологии Голубева С.В. МКОУ СОШ №4 г. Лесосибирск. Какие особи следует считать «неудачниками» в борьбе за существование? Борьба за существование. Ты не хищник, а жертва, то судьба твоя – убегать!
«Вопросы про организмы» - Какой морской обитатель поражает свою добычу электрическим током? Какие организмы называются «дрожжи»? Сова. Ясной погоде. 3. Чибисы с вечера кричат – к ….. Вопрос - SOS. Знаете ли вы, из какого растения образовался каменный уголь? А вот кто-то важный На беленькой ножке. Щелкни мышью по рисунку. Под микроскопом.
