Экологические групи організмів

Экологические групи организмов

Как ми можемо вже з’ясували на попередніх уроках, межі витривалості організмів стосовно різним экологичным чинникам принципово різняться. Набір відповідних адаптацій і широта меж витривалості визначають поширення даного виду, можливість її проживання у цій природної зоні. Стосовно різним екологічних факторів виділяють екологічні групи організмів. У основі екологічної класифікації організмів належить ставлення організмів до даному екологічному чиннику. Отже, є безліч класифікацій — стосовно світу, до тепла, до вологості тощо.

Сегодня ми розглянемо екологічні групи організмів стосовно світу, до тепла, а також особливості цих екологічних чинників.

Однако спочатку пара слів про адапатциях (тобто пристосувальних реакціях) взагалі. Вчення про адаптациях — одне з найбільш розроблених частин екології. Тут лежить сфера перетину як-от екологія, еволюційний вчення (оскільки процес еволюції, власне, є процес появи ефективних адапатций), фізіологія (фізіологічні механізми адаптацій) та інші.

Различают три основних шляху адаптацію несприятливих умов середовища:

активный — активна перебудова функцій організму (наприклад, виникнення теплокровности, а по-науковому — гомойотермности);

пассивный — пасивне підпорядкування функцій організму змін довкілля (наприклад, холоднокровні, чи пойкилотермные, тварини);

избегание — уникнення несприятливих умов (таксисы рослин, міграція у тварин, вироблення циклів розвитку в тварин і звинувачують рослин).

Свет.

Практически із єдиним джерелом енергії всім живих організмів є енергія сонця. Прямо утилізувати сонячної енергії може лише одне група організмів — зелені рослини (про це йшлося піде у наступних уроках) і фотосинтезирующие організми. Йдеться, зрозуміло, унікальне явище — фотосинтезі. Решта організми, власне, поглинають енергію сонця, перетворену зеленими рослинами в енергію хімічних связей.

Солнечная радіація, з фізичною погляду, є електромагнітне випромінювання із широкою діапазоном довжин хвиль. Екологічні біологічні ефекти хвиль різної довжини різні.

Ионизирующее випромінювання (довжина хвиль менше 150 нм). Природний, і навіть техногенний радіоактивний фон. Біологічна дію здійснюється, передусім, на субклітинному рівні. Можливо повреждающее дію на генетичний апарат статевих клітин (мутагенний ефект), соматичних клітин (канцерогенний ефект).

Ультрафиолетовые промені (150−400 нм). Найбільш короткохвильова (200−280 нм) частина спектра практично цілком поглинається озоновим екраном. УФ-лучи із довжиною хвилі 280−320 нм мають канцерогенним дією, проте механізм цього дії остаточно неясний. Ці промені також активують деякі мікроорганізми. Частина спектра від 300 нм (саме ця промені, переважно, досягають Землі) надає на організми, переважно, хімічне дію; активують процеси клітинного синтезу; під впливом цих променів в організмі синтезується вітамін D3, регулюючий обмін кальцію і фосфору і нормальний зростання організмів. Багато ссавці, які виведуть дитинчат в норах, регулярно виносять їх у освітлені сонцем місця поблизу нори (наприклад, лисиці, барсуки). Основна роль цього поведінки, вважають, нормалізація синтезу вітаміну D, регуляція продукції меланіну (чорного пігменту). У той самий час надлишок УФ-лучей грає негативну роль.

Гигантское значення грає видимий світло. Крім хімічного (у верхній, сине-фиолетовой, частини спектра) і теплового (в нижньої, красно-желтой, частини спектра) дії, видимий світло має сигнальне значення. Орієнтація багатьох тварин за просторі, сигналізація між тваринами (завдяки зору), синхронізація ритмів життя рослин із сезонною динамікою (завдяки зміни тривалості светого дня) неможливі без видимого світла.

Здесь потрібно зробити стисле відступ. Серед сили-силенної класифікацій екологічних чинників, існує цікава класифікація, розрізняє вітальні (енергетичні) і сигнальні екологічні чинники. Перші надають безпосереднє вплив на життєдіяльність організмів, змінюють їх енергетичне стан. Приклади трьох чинників: температура, хижацтво і інші. Чинники другої групи (сигнальні) несуть інформацію про зміну характеристик середовища, викликають зміна поведінці, життєвої стратегії організмів тощо. Приклади трьох чинників: феромоны, тривалість світлового дня. У цьому СВІТЛО є взірцем екологічного чинника, який володіє як вітальним, і сигнальним дією. З одного боку, вона є головним джерелом енергії для фотосинтезу рослин, з другого — він відіграє винятково важливу роль здійсненні біологічних ритмів різною тривалості.

По відношення до світу виділяють такі екологічні групи рослин:

гелиофиты (светолюбивые);

сциофиты (тенелюбивые);

теневыносливые (факультативні гелиофиты).

Гелиофиты. Світлові рослини. Мешканці відкритих місця проживання: лук, степів, верхніх ярусів лісів, ранневесенние рослини, багато культурні рослини.

Характеризуются такими ознаками:

мелкие розміри листя; зустрічається сезонний диморфізм: навесні лестья дрібні, влітку — крупніша;

листья розташовуються під великим кутом, коли майже вертикально;

листовая платівка блискуча чи густо опушена;

образуют виряджені насадження.

Сциофиты. Не виносять сильного світла. Місця мешкання: нижні затемнені яруси; мешканці глибоких верств водойм. Насамперед, це рослини, ростучі під пологом лісу (трилисник, костынь, сныть).

Характеризуются такими ознаками:

листья великі, ніжні;

листья темно-зеленого кольору;

листья рухливі;

характерна так звана листовая мозаїка (тобто особливе розташування листя, у якому листя макимально не заступають одне одного).

Теневыносливые. Обіймають проміжне становище. Часто добре розвиваються в умовах нормального висвітлення, але можуть за цьому терпіти й затемнення. По своїм ознаками займають проміжне становище.

Тепло.

Температура, в на відміну від світла, є лише вітальним (енергетичним) чинником. У рослин та тварин (особливо холоднокровных тварин) підвищення тіла викликає прискорення всіх біохімічних і фізіологічних процесів. Так, у разі підвищення температури скорочується час, необхідне проходження окремих стадій розвитку. Наример, у розвиток гусениць бабочки-капустницы від яйця до лялечки за нормальної температури 10 З потрібно 100 діб, а при 26 З — лише 10 діб.

Зависимость швидкості розвитку від температури описується S-образной кривою:

.

Точка, а якої крива v=f (t) перетинає шкалу температур (тобто вісь OX), називається порогом розвитку. При температурі нижче даної розвиток немає.

Так звана сума активних температур, тобто сума температур, які потрібно набрати завершення циклу розвитку, використовують у сільське господарство. Описується сума активних температур Stэфф так:

Stэфф = y*(t-a).

y — цей час розвитку, t — температура, коли він відбувається розвиток. Stэфф — стала (звісно, в статистичному сенсі - індивідуальні відмінності, безумовно, є) величина для цього виду. Знайдена закономірність (а математики, напевно, вже встигли привести попередню залежність до виду y=S/(t-a)) знаходить практичне застосування. Знаючи тривалість розвитку в різних температурах, можна обчислити суму активних температур. Зазвичай сума активних температур для сільськогосподарських рослин вже відома; виходячи з її значення й конкретних температур робиться фенологический прогноз, визначається можливість акліматизації цього виду, необхідність, і тривалість вирощування в закритому грунті (теплицях).

Температура також впливає на протягом інших фізіологічних процесів (кількість споживаної їжі, поведінка, плодючість тощо). Температурний режим, пов’язані з географічної широтою та інші чинниками, визначає кордону поширення видів.

Пределы витривалості організмів. +70 … + 90 oС виносять водорості гарячих джерел. Деякі бактерії здатні повинна розвиватися у кратерах вулканів. Сухі насіння переносять температури, близькі до нуля. Деякі деревні рослини можуть переносити температури -60 … -70 oС. У полярних льодах є види водоростей, що у дуже вузьких температурних межах — близько 0 oС.

Тепло для рослин може бути формотворним чинником. Так, за браку тепла у високогірних видів виникає форма «подушки », усередині якої створюється тепліший мікроклімат; у мешканців тундри виникають стелящиеся, чи шпалерные, і карликові форми.

По відношення до теплу виділяють такі екологічні групи:

Эвритермные і стенотермные організми (див. попередній урок).

Термофилы і криофилы (теплолюбні і холодолюбивые).

По ступеня адаптації до умов дефіциту тепла розрізняють нехолодостойкие (гинуть при температурі замерзання води через інактивації ферментів), неморозостойкие (гинуть, тоді як клітинах починають утворюватися кристалики льоду; тому основний адаптацією є накопичення цукрів та інших речовин при зниженні температури), морозостійкі (наприклад, переохлажденное стан холодноводных риб підтримується накопиченням в рідинах тіла про біологічних антифризов — гликопротеидов, знижувальних точку замерзання).

По ступеня адаптацію підвищеним температур виділяють нежаростойкие види (пошкоджуються при t=30… 40 oC); жаровынослиые (виносять +50… + 60 oС); жароустойчивые (це, преждевсего, термофильные бактерії, деяких видів синьо-зелених ворослей).

Рассмотрение фізіологічних механізмів адаптацію підвищеним і зниженим температур не входить у завдання нашого курсу. Проте, якщо буде питання — пишіть, спробуємо приділити цього питання котрійсь із спецвипусків.

На сьогодні дедалі (випуск й дуже вийшов дуже об'ємним). Наступний урок присвячуватиметься розгляду середовищ жизни.

Глоссарий

Адаптация

комплекс морфофизиологических і школярів поведінкових особливостей особини, популяції чи виду, який би успіх у конкуренци коїться з іншими видами (популяціями, особами) і опірність впливу екологічних чинників.

ФОТОСИНТЕЗ.

превращение зеленими рослинами і фотосинтезирующими мікроорганізмами (т.зв. бактеріальний Ф.) енергії Сонця енергію хімічних зв’язків органічних сполук.

ТАКСИС.

направленное переміщення організмів, окремих клітин та навіть їхнього органел під впливом однобічно чинного чинника (наприклад, орієнтація хлоропластів в залежність від напрями висвітлення — фототаксис).

МУТАЦИЯ.

изменение спадкових властивостей організму.

КАНЦЕРОГЕН.

вещество чи фізичний агент, що призводить до виникнення злоякісних (ракових) новоутворень.

СУММА АКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР.

сумма температур (перевищують поріг розвитку), необхідні завершення життєвого циклу.

ПОРОГ РОЗВИТКУ.

температура (чи значення іншого чинника), нижче від якої розвиток цього виду не відбувається.

ЦИКЛ РОЗВИТКУ, ЦИКЛ ЖИТТЄВИЙ.

совокупность всіх фаз индвидуального зростання і розвитку особини, у результаті якого вона сягає характерних величин, набуває характерні ознаки.

ФЕРОМОН (ы).

биологически активні речовини, вироблювані тваринами; впливають на поведінка, а іноді зростання та розвитку особоей тієї самої виду. До Ф. відносять речовини, які залучають особин протилежної статі (аттрактанты), речовини тривоги й т.д. Ф. — різновид хімічної сигналізації (комунікації) між організмами.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.