среды жизни организмов таблица

4 среды обитания живых организмов их характеристика (общая таблица)

4 среды обитания живых организмов таблица

Адаптации организмов к среде

Высокая плотность, теплопроводность, прозрачность, сильные перепады давления, слабая аэрация, освещенность убывает с глубиной, относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени

Обтекаемая, продолговатая форма тела, плавучесть, наличие слизистых покровов, развитие воздухоносных полостей, осморегуляция

Обилие света и кислорода, низкая плотность воздуха, резкие колебания температуры, высокая подвижность атмосферы, дефицит влаги, гетерогенная. Наиболее сложная как по свойствам, так и по разнообразию в пространстве

Выработка опорного скелета, механизмов терморегуляции, экономного расходования воды, высокая эффективность окислительно-восстановительных процессов, развиты органы усвоения атмосферного кислорода

Наземные растения, животные, простейшие, бактерии, грибы

Дефицит или полное отсутствие света, высокая плотность, недостаток или избыток влаги, недостаток кислорода, сравнительно высокое содержание углекислого газа, рыхлая структура субстрата, заполненная смесью газов и водой. Создана живыми организмами

Вальковатая форма тела, малые размеры, прочные покровы тела, кожное дыхание, редукция органов зрения, у некоторых имеется копательный аппарат, развита мускулатура

Наличие легкоусвояемой пищи, постоянство температурного, осмотического, солевого режимов, отсутствие угрозы высыхания, защищенность от врагов, нехватка кислорода, ограниченность жизненного пространства

Упрощение всех систем органов, редукция некоторых из них, появление органов прикрепления, высокая плодовитость, сложные циклы развития со сменой одного или нескольких хозяев

Среды обитания организмов характеристика, факторы

_______________

Источник информации:

1. ЭКОЛОГИЯ / С.В.Алексеев, Спб. — 1997.

2. Общая экология (в схемах и в таблицах)/ Бексеитов Т.К., Павлодар — 2004.

Источник

§ 4. Среды обитания организмов — Пасечник. 5 класс. Рабочая тетрадь

14. Дайте определение понятия.

Среда обитания — это всё то, что окружает живое существо в природе.

15. Изучив текст параграфа и рисунки 10, 11, 12 и 13 учебника, заполните таблицу «Среды обитания организмов».

Среда обитания

Особенности среды2-3 примера обитателей среды

Черты приспособленности организмов к среде

Вывод:

На Земле можно выделить четыре основных среды обитания, которые значительно отличаются друг от друга условиями, и в которых обитают живые существа, максимально приспособившиеся к своей среде.

16. Чем можно объяснить большое разнообразие живых организмов на нашей планете?

Благодаря разнообразию сред обитания на Земле появилось огромное количество разнообразных видов живых существ, каждый из которых приспособлен к конкретным условиям.

17. Какие действия человека оказывают пагубное влияние на среды обитания живых организмов?

Пагубное воздействие на среды обитания организмов оказывают как природные катаклизмы (наводнения, цунами, извержения вулканов, землетрясения и т.д.), так и действия человека: вырубка лесов, загрязнение атмосферы и воды, химические загрязнения, промышленные выбросы, свалки, хищнической лов рыбы и отлов зверей, осушение болот, возделывание степей и прочие последствия хозяйственной деятельности человека.

Источник

Экология

Лучшие условия по продуктам от Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

Классификация сред жизни

Среда жизни – совокупность всех факторов, действующих на организм. Как самих факторов среды, так и их комбинаций достаточно много. Однако в разных условиях на организм будут оказывать значимое влияние разные факторы. Если в пустыне наличие воды будет ключевым в жизнедеятельности организмов, то в море это уже не так важно. Для организмов, населяющих озеро и лес, освещенность важна, но для обитателей почвы – нет. По наиболее значимым факторам были выделены четыре среды жизни.

Типы сред жизни:

В процессе развития Земли сначала возникла водная среда. Организмы приспосабливались к ней в течение нескольких сотен тысяч лет. Поверхность суши тогда была небольшой и полностью непригодной для жизни из-за интенсивной радиации и отсутствия почвы. После появления озонового слоя (а возник он в результате накопления в атмосфере кислорода) на сушу вышли бактерии. Под их воздействием на поверхности постепенно сформировалась почва. После этого стал возможен выход организмов на сушу – сначала растений, потом животных.

В то время правильно было бы говорить о наземной среде – воздух еще не был заселен живыми существами. Такая потребность возникла, когда количество организмов на поверхности Земли сильно увеличилось, и стал нужен поиск нового жизненного пространства. Первыми в воздух поднялись насекомые, затем – рептилии.

Почему воздух не выделяют как отдельную среду жизни, хотя ее условия сильно отличаются? Дело в том, что все организмы – обитатели поверхности нуждаются в кислороде (то есть без атмосферы их существование невозможно), а все обитатели воздушной среды используют поверхность суши (хотя бы только для откладывания яиц, как это делает стриж). В качестве исключения можно привести аэробактерии, которые обитают в атмосфере недалеко от озонового слоя. Они образуют особые колонии, для которых не нужна поверхность Земли.

Организм не может существовать без своей среды обитания. Есть такие живые существа, для которых характерна только одна среда жизни. Например, исключительно водными являются кораллы, иглокожие и многие рыбы, исключительно наземными – мокрицы и большинство насекомых. Иногда он может обитать сразу в двух средах жизни, и такие организмы называются амфибийными (лягушки, саламандры). В некоторых ситуациях смена среды жизни происходит на разных стадиях жизненного цикла. Личинка стрекозы живет в воде, взрослое насекомое – в наземно-воздушной среде. Паразит – печеночный сосальщик в процессе жизненного цикла обитает внутри организмов-хозяев, в воде и на поверхности травы (то есть в наземно-воздушной среде). У разных стадий жизненного цикла разные источники питания, значит, еды гарантированно хватит на всех и за нее не возникнет конкуренции.

Среды жизни подразделяются на среды обитания. Так, водная среда делится на пресную, морскую и солоноватоводную (эстуарную). В ней можно выделить также поверхность, дно и толщу воды различной глубины. Водоемы бывают стоячие и текучие. Все это – среды обитания. В свою очередь, они подразделяются на биотопы (места обитания биоценозов) и местообитания (места обитания отдельных видов).

Если сравнить среду жизни с многоквартирным домом, то среда обитания – это этаж, биотоп – квартира, местообитание – комната.

Водная среда и адаптации к ней

Особенности условий среды связаны со свойствами воды:

Из этого следует, что водная среда обладает относительным постоянством условий. Организмам не нужно адаптироваться к постоянной смене температуры, а, например, на больших глубинах она постоянна и не зависит от сезона.

В морях важную роль играют течения. За счет них вода из поверхностных слоев опускается в придонные, обогащая их кислородом. Если в какую-то часть океана попадает загрязнитель, то благодаря течениям он не накапливается, а разносится на большое расстояние. Происходит снижение его концентрации, а значит, его вредоносность для окружающей среды уменьшается.

Система жизненных форм для водной среды обитания хорошо проработана. Основными группами являются бентос – организмы, обитающие на дне, нектон – активно перемещающиеся в толще воды, планктон – организмы, живущие в толще воды, неспособные плыть против течения, и нейстон – организмы, живущие на поверхности воды.

Бентосные организмы подразделяются на прикрепленные (кораллы, многие двустворчатые моллюски, усоногие раки, сидячие многощетинковые черви, водоросли) и подвижные (морские ежи и морские звезды, ракообразные, многие черви). У этих двух групп разные адаптации к среде. Задача первых – не быть съеденными, поэтому у них развиты раковины или панцири. У некоторых имеются дополнительные средства защиты: особые ядовитые клетки у кораллов, домики в виде трубок, в которых организм может удерживаться.

Пример прикрепленного бентоса – кораллы

У подвижных животных развиты конечности или иные способы передвижения (например, черви могут закапываться в грунт и без конечностей, за счет развитой мышечной системы).

Пример подвижного бентоса – рак

Планктонные организмы обычно имеют небольшие размеры. Исключение составляет рыба-луна – до 4 м в диаметре и до 2 тонн весом. Важная задача планктонных организмов поддерживаться на плаву, поэтому для них характерны наличие жиров и большое количество воды в теле (для повышения плавучести), уплощенное, перистое тело с большим числом выростов (для увеличения площади поверхности), полости, заполненные воздухом. Примеры планктонных организмов – рачки, водоросли, медузы, икра рыб, личинки различных обитателей морского дна.

Пример планктона – луна-рыба

Нектон – активно плавающие организмы, которые могут двигаться против течения. Следовательно, они обладают обтекаемой (торпедообразной) формой тела, гладкими кожными покровами (для снижения трения об воду), мощными плавниками и хвостом или ластами. К этой группе относятся кальмары, дельфины, киты, многие рыбы.

Пример нектона – тунец

Нейстон обитает на поверхности воды. Эти организмы должны адаптироваться к повышенной освещенности и колебанию температуры. Кроме этого, на поверхности моря может после дождя формироваться небольшой слой пресной воды, что оказывает влияние на местных обитателей. В этих условиях могут выжить далеко не все организмы. Водомерки, икра рыб, жуки-вертячки – это примеры нейстона. Их адаптации – легкое тело с воздушными полостями, приспособления, позволяющие удержаться на плаву.

Пример нейстона – водомерка

С увеличением глубины наблюдается смена условий: уменьшается температура, количество света и кислорода, увеличивается давление. Это особенно хорошо заметно на морских экосистемах. Здесь выделяют несколько зон (вертикальная зональность).

Вертикальная зональность океана

Литораль (зона приливов и отливов на границе с сушей, для которой характерны суточные колебания всех параметров) – ее населяют разноногие раки, насекомые, некоторые виды водорослей.

Батиаль, или континентальный склон (от 200 до 3000 м, характеризуется резким изменение глубины и практически полной темнотой) – населена преимущественно свободноплавающими видами.

Абиссаль (3000-6000 м) и ультраабиссаль (6000 м и глубже) характеризуются наибольшим постоянством условий, большим количеством органического вещества (сюда оседают умершие морские организмы, что получило название «дождь трупов»), наличием собственных источников тепла – небольших вулканов и гейзеров. На этих глубинах моря не до конца изучены, но здесь обитают особенные морские организмы. Наиболее характерны погонофоры – черви без кишечника, питающиеся за счет бактерий, обитающих в их тканях. При длине более 1 м погонофоры имеют толщину до 1-2 мм и поэтому считаются самыми худыми животными на Земле.

Важную роль на больших глубинах играет давление. Из-за этого при подъеме глубоководных форм на поверхность они часто взрываются.

Вертикальная зональность пресных водоемов достаточно сложна и лучше всего просматривается у озер. Здесь выделяют эпилимнон (поверхностный, промерзающий зимой слой), металимнон (промежуточный слой) и гиполимнон (придонный слой, где вода недостаточно снабжается кислородом).

Наземно-воздушная среда и адаптации к ней

Суша составляет около 21% поверхности Земли, но ее населяют больше всего видов растений и животных. На них действуют такие факторы, как температура, газовый состав атмосферы, наличие влаги, осадки, смена дня и ночи и сезонов.

Многие организмы (насекомые, птицы, некоторые млекопитающие) способны к полету. Для этого у них имеются следующие адаптации:

Осадки необходимы для увлажнения территории и поддержания круговорота воды в природе, однако слишком большое их количество может привести к гибели живых существ. Например, после сильного снегопада оленям трудно передвигаться – они могут увязнуть в снегу, не способны добраться до корма и умирают от голода.

В наземно-воздушной среде доступ к источнику пресной воды является решающим в выживании организмов. Некоторые из них заселяют только те участки суши, где поблизости есть водоем. В других случаях наземные животные научились запасать и экономно расходовать воду. Например, в горбе верблюда находится жировая ткань, где запасается более 200 литров воды. У рептилий и птиц имеются плотные покровы, препятствующие испарению воды.

Если животные способны перемещаться в поисках воды, то растения вынуждены приспосабливаться к засушливым условиям. У них формируются следующие адаптации:

Растения засушливых мест

На суше проблему может представлять не только недостаток, но и избыток влаги. В переувлажненной почве не сохраняется кислород, нарушается транспорт воды в растении (в корнях ее слишком много, но к листьям поднимается недостаточно). Это хорошо заметно на комнатных растениях: если поливать их слишком часто, они могут погибнуть.

Мох – растение болот

Из-за разнообразия факторов, действующих на организмы в наземно-воздушной среде, здесь не существует единой системы жизненных форм наземных организмов. Однако хорошо известна система жизненных форм растений. Она включает:

Для наземных животных принятой системы жизненных форм не существует. Однако можно выявить некоторые правила, которые позволяют определить место обитания живого организма.

Правило Глогера: теплокровные животные, обитающие в тёплом влажном климате, окрашенные гораздо ярче, чем их северные родственники. Тропические птицы отличаются очень яркой окраской в сравнении с северными птицами.

Почвенная среда и адаптации к ней

Почва представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы. Толщина слоя почвы может составлять от нескольких сантиметров до 2 км. По современным представлениям, почва есть не только на поверхности суши, но и дне водоемов.

Поскольку почва непрозрачна для света, в этой среде жизни не важен фактор освещенности. Температура изменяется незначительно (в этом почвенная среда похожа на водную). Зато решающую роль играет механический состав, то есть размер частиц, образующих почву. Самые крупные частицы характерны для каменистых почв, более мелкие – для песчаных, самые мелкие – для глинистых.

Размер частицы влияет на возможность организмов перемещаться в слое почвы, количество влаги и доступ кислорода. Как правило, последние два фактора больше влияют на растения, однако в некоторых ситуациях и для животных они могут стать ограничивающими. Например, часто после дождя можно увидеть, как на поверхность выползают дождевые черви. Это результат того, что в почве увеличивается количество воды, и черви начинают задыхаться – они дышат атмосферным кислородом.

По закону Шелфорда, оптимальны для живых организмов почвы со средним размером частицы: в глинистых слишком много жидкости и практически нет кислорода, в каменистых – слишком большие промежутки между частицами и практически нет жидкости, так что растениям сложно укорениться.

Плодородие почвы – фактор, обусловленный наличием гумуса. Это особые органические вещества, результат жизнедеятельности бактерий и дождевых червей. Чем плодороднее почва, тем больше растений могут на ней произрастать.

Химический состав почвы (особенно содержание солей, щелочей и кислот) существенно влияет на растения. По закону Либиха, даже нехватка одного микроэлемента может негативно сказываться на них. Однако избыток минеральных веществ (засоление почвы) вызывает гибель растений, нарушая процессы всасывания воды.

Почва является самой бедной по видовому составу средой жизни. Многие организмы проживают тут лишь временно, используя в качестве укрытия норы или отверстия в земле (мыши, зайцы, лисы). Такие организмы называются геоксены. Они относятся скорее к наземно-воздушной среде обитания. Другие организмы обитают в почве только на стадии личинки. К этой группе относятся большинство насекомых, и их называют геофилами. Их количество достаточно велико, поскольку почва предоставляет хорошую защиту и практически лишена хищников. Третья группа почвенных обитателей – геобионты (те организмы, которые живут только в почве, практически не поднимаясь на поверхность). Сюда относят дождевых червей и кротов. У них в большей степени выражены адаптации к жизни в толще земли: конечности копательного типа или мощные мышцы, позволяющие двигаться червеобразно.

Организм как среда обитания

Практически все организмы выступают средой обитания для других. Например, организме человека обитают примерно 2 кг бактерий.

Организм, который выступает в роли среды обитания, называется хозяином, а его «квартиранты», в зависимости от того, приносят ли они хозяину пользу или вред–симбионты или паразиты, соответственно.

Внутренние условия организма характеризуется гомеостазом, то есть постоянством. Здесь не бывает резких перепадов температуры или химического состава. Кроме того, в организме много питательных веществ, поэтому не нужны специальные органы для их переваривания, а питаться можно, всасывая необходимое всей поверхностью тела. Единственным минусом защитные системы организма хозяина и местами – достаточно агрессивная среда (например, в желудке человека вырабатывается соляная кислота, а уровень кислотности может достигать максимума, поэтому паразитов, способных выжить в этих условиях, очень мало).

В зависимости от того, где проживают паразиты, их разделяют на две группы.

Эктопаразиты (пиявка, минога) – организмы, которые живут на поверхности тела хозяина, то есть фактически во внешней среде. Для них характерны мощные прикрепительные органы, развитая система пищеварения и относительно развитые органы чувств.

Эндопаразиты (аскарида, ленточные черви, двуустки) живут внутри тела хозяина. Они подвергаются постоянным атакам со стороны защитных систем, поэтому для них характерны плотные покровы, упрощение всех систем организма вплоть до полного отсутствия – это называется общая дегенерация.

Источник

ЕГЭ для VIP

Экология особей

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 8. Экология и учение о биосфере. Глава 8.1. Экология особей.

8.1. Экология особей

8.1.1. Среды обитания

Среда обитания (жизни) — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определённое воздействие.

На нашей планете живые организмы освоили четыре среды обитания (табл. 8.1):

Первой была освоена водная среда. Затем появились паразиты и симбионты, использующие организменную среду обитания. В дальнейшем, после выхода жизни на сушу, живые организмы населили наземно-воздушную среду, а одновременно с этим создали и заселили почву. Под почвенной средой обитания подразумевают не только собственно почву, но и горные породы поверхностной части литосферы.

Таблица 8.1. Сравнение сред жизни

Примечание: ПБП — первичная биологическая продукция; ЭМП — элементы минерального питания.

8.1.2. Экологические факторы

Каждая из сред жизни отличается особенностями воздействия экологических факторов — отдельных элементов среды, которые воздействуют на организмы. Существуют различные классификации экологических факторов (табл. 8.2).

Таблица 8.2. Классификация экологических факторов

Группа

Характеристика

Примеры

1. По природе

АбиотическиеВоздействие компонентов неживой природыСвет, температура, влажностьБиотическиеВоздействие живых организмовКонкуренция за пищу, нападение хищника

2. По участию человека

ПриродныеВоздействие природных факторовСвет, температура, влажностьАнтропогенныеВоздействие человека (в том числе его деятельности)Вырубка леса, охота, загрязнение, разрушение местообитаний

3. По среде возникновения (для абиотических)

КлиматическиеВлияние климатических условийВетер, атмосферное давлениеГеологическиеВлияние геологических условийЗемлетрясения, извержения вулканов, движениеледников, радиоактивное излучениеОрографические, или факторы рельефаВлияние условий рельефаВысота местности над уровнем моря, крутизна местности, экспозиция местностиЭдафические, или почвенно-грунтовыеВлияние почвенных условийГранулометрический состав, химический состав, плотность, структура, pHГидрологическиеВлияние гидрологических условийТечение, солёность, давление

4. По природе (для абиотических)

ФизическиеВлияние физических факторовТемпература, давление, плотностьХимическиеВлияние химических факторовХимический состав, солёность

5. По виду воздействующего организма (для биотических)

ВнутривидовыеВлияние на организм особей этого же видаВлияние зайца на зайца, сосны на соснуМежвидовыеВлияние на организм особей других видовВлияние волка на зайца, сосны на берёзу

6. По принадлежности к определённому царству (для биотических)

Фитогенные факторыВлияние на организм растенийЕль и растения нижнего ярусаЗоогенные факторыВлияние животныхКовыль и травоядные копытныеМикогенные факторыВлияние грибовБерёза и подберёзовикМикробиогенные факторыВлияние микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших)Человек и вирус гриппа

7. По типу взаимодействия (для биотических)

НейтрализмСожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствийБелки и лосиПротокооперацияВзаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают оба участникаРаки-отшельники и коралловые полипы актинииМутуализмВзаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнёров, либо оба не могут существовать без сожителяТравоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерииКомменсализмВзаимоотношения, при которых один из партнёров полу чает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразличноКрупные хищники и падальщикиРастительноядностьВзаимоотношения, при которых один из участников (фитофаг) использует в качестве пищи другого (растение)Зайцы и растенияХищничествоВзаимоотношения, при которых один из участников (хищник) использует в качестве пищи другого (жертва)Волки и зайцыПаразитизмВзаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищиАскарида человеческая и человекКонкуренцияВзаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последнихЩука и судакАллелопатияВзаимоотношения, при которых во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя её и делая непригодной для жизни другогоГриб-пеницилл и некоторые сапротрофные бактерииАменсализмВзаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемогоЕль и растения нижнего яруса

8. По характеру воздействия (для антропогенных)

Прямое влияниеОказывают прямое (непосредственное) воздействие на организмСкашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбыКосвенное влияниеОказывают косвенное (опосредованное через другие экологические факторы) воз действие на организмЗагрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, беспокойство

9. По последствиям (для антропогенных)

ПоложительныеУлучшают жизнь организмов и увеличивают их численностьРазведение и охрана животных, посадка и подкормка растений, охрана окружающей средыОтрицательныеУхудшают жизнь организмов и снижают их численностьВырубка деревьев, отстрел животных, разрушение местообитаний

10. По изменчивости в пространстве и во времени

Относительно постоянныеОтносительно постоянны в пространстве и во времениСила тяготения, солнечная радиация, солёность океанаОчень изменчивыеОчень изменчивы в пространстве и во времениТемпература и влажность воздуха, сила ветра

11. По характеру изменения во времени

Регулярно-периодическиеМеняют свою силу в зависимости от времени суток, сезона года, ритма приливов и отливовОсвещённость, температура, длина светового дняНерегулярные (непериодические)Не имеют чётко выраженной периодичностиНаводнение, ураган, землетрясение, извержение вулкана, нападение хищникаНаправленныеДействуют на протяжении длительного промежутка времени в одном направленииПохолодание или потепление климата, зарастание водоёма, эрозия почвы

12. По характеру ответной реакции организма на воздействие

РаздражителиВызывают биохимические и физиологические изменения (адаптации)Недостаток кислорода в условиях высокогорья приводит к увеличению содержания гемоглобина в крови животныхМодификаторыВызывают морфологические и анатомические изменения (адаптации)Недостаток влаги привёл к видоизменению листьев в колючки у кактусаОграничителиОбусловливают невозможность существования организма в данных условиях и ограничивают ареал его распространенияНедостаток воды ограничивает распространение жизни в пустыняхСигнализаторыИнформируют об изменении других факторовДлина светового дня для листопадных растений

13. По расходованию

РесурсыПотребляются организма ми, то есть их количество в результате взаимодействия с организмом может уменьшатьсяПища, вода, солнечная энергия, кислород, углекислый газУсловияНе потребляются организмами, то есть их количество не уменьшается, но они могут оказывать влияние на организмТемпература, влажность, атмосферное давление, гравитационное поле, солёность воды

Действие экологических факторов на организм может быть прямым и косвенным. Косвенное воздействие осуществляется через другие экологические факторы. Например, высокая температура может вызвать ожог (прямое воздействие), а может привести к обезвоживанию организма (косвенное воздействие).

8.1.3. Адаптации

Адаптации — приспособления организмов к среде обитания. Они вырабатываются в процессе эволюции и индивидуального развития организмов. Адаптации развиваются под действием трёх основных факторов: наследственности, изменчивости и естественного (а также искусственного) отбора. Адаптации подразделяют на типы (табл. 8.3).

Таблица 8.3. Типы адаптаций живых организмов

Существуют три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды (табл. 8.4). Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трёх возможных путей адаптации.

Таблица 8.4. Пути адаптаций живых организмов

8.1.4. Закономерности действия экологических факторов

Закон оптимума. Экологические факторы среды имеют количественное выражение. Каждый фактор имеет определённые пределы положительного влияния на организмы (рис. 8.2). Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.

Рис. 8.2. Зависимость действия экологического фактора от его количества

По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения), верхний и нижний пределы выносливости организма.

Зона оптимума — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна.

Зона пессимума — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов угнетена.

Верхний предел выносливости — максимальное количество экологического фактора, при котором возможно существование организма.

Нижний предел выносливости — минимальное количество экологического фактора, при котором возможно существование организма. За пределами выносливости существование организма невозможно.

Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называются зоной толерантности.

Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой — стенобионтными (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Экологическая валентность (пластичность) видов: 1 — эврибионтные; 2 — стенобионтные

Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются эвритермными, а приспособленные к узкому интервалу температур — стенотермными. Таким же образом по отношению к давлению различают эври- и стенобатные организмы, по отношению к степени засоления среды — эври- и стеногалинные и т. д.

Явление акклиматизации. Положение оптимума и пределов выносливости может в определённых пределах сдвигаться. Например, человек легче переносит пониженную температуру окружающей среды зимой, чем летом, а повышенную — наоборот. Это явление называется акклиматизацией (или акклимацией). Акклиматизация происходит при смене сезонов года или при попадании на территорию с другим климатом.

Неоднозначность действия фактора на разные функции организма. Одно и то же количество фактора неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других. Например, у растений максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается при температуре воздуха +25… +35°С, а дыхания +55°С (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Схема зависимости фотосинтеза и дыхания растения от температуры: tмин, tопт, tмакс — температурный минимум, оптимум и максимум для прироста растений (заштрихованная область)

Соответственно, при более низких температурах будет происходить прирост биомассы растений, а при более высоких — потеря биомассы. У холоднокровных животных повышение температуры до +40 °С и более сильно увеличивает скорость обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, и животные впадают в тепловое оцепенение. У человека семенники вынесены за пределы таза, так как сперматогенез требует более низких температур. Для многих рыб температура воды, оптимальная для созревания гамет, неблагоприятна для икрометания, которое происходит при другой температуре.

Экологический спектр вида. Набор экологических валентностей вида по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида. Экологические спектры разных видов отличаются друг от друга. Это позволяет разным видам занимать разные места обитания. Знание экологического спектра вида позволяет успешно проводить интродукцию растений и животных.

Взаимодействие факторов. В природе экологические факторы действуют совместно, то есть комплексно. Зона оптимума и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Например, высокую температуру труднее переносить при дефиците воды, сильный ветер усиливает действие холода, жару легче переносить в сухом воздухе и т. д. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие (рис. 8.5). Соответственно, один и тот же экологический результат может быть получен разными путями. Например, компенсация недостатка влаги может быть осуществлена поливом или снижением температуры. Создаётся эффект частичного взаимозамещения факторов. Однако взаимная компенсация действия факторов среды имеет определённые пределы, и полностью заменить один из них другим нельзя.

Рис. 8.5. Смертность яиц соснового шелкопряда при разных сочетаниях температуры и влажности

Таким образом, абсолютное отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещён действием других экологических факторов.

Например, полное (абсолютное) отсутствие воды нельзя компенсировать другими экологическими факторами. Однако если другие экологические факторы находятся в оптимуме, то перенести недостаток воды легче, чем когда и другие факторы находятся в недостатке или избытке.

Закон лимитирующего фактора. Возможности существования организмов в первую очередь ограничивают те факторы среды, которые наиболее удаляются от оптимума. Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором. Такой фактор будет ограничивать существование (распространение) вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными (рис. 8.6).

Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида. Например, продвижение вида к полюсам может лимитироваться недостатком тепла, в аридные районы — недостатком влаги или слишком высокими температурами.

Рис. 8.6. Зависимость урожая от лимитирующего фактора («Бочка Либиха»)

Условия жизни и условия существования. Комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называется условиями жизни. Условия, в которых размножения не происходит, называются условиями существования.

8.1.5. Характеристика основных экологических факторов

Свет. В спектре солнечного света выделяют области, различные по своему биологическому действию. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (бактерицидное действие, стимуляция роста и развития клеток, синтез витамина D и т. д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать мутации. Значительная часть ультрафиолетовых лучей отражается озоновым слоем. Видимые лучи — основной источник жизни на Земле, дающий энергию для фотосинтеза. Инфракрасные лучи — основной источник тепловой энергии.

Для растений солнечный свет необходим прежде всего как источник энергии для фотосинтеза. По отношению к условиям освещённости растения подразделяют на экологические группы (табл. 8.5).

Таблица 8.5. Классификация растений по отношению к условиям освещённости

Для животных свет — это условие ориентации. Животные могут вести дневной, ночной и сумеречный образ жизни.

По отношению к продолжительности дня организмы (в основном растения) делят на короткодневные (обитатели низких широт) и длиннодневные (обитатели умеренных и высоких широт).

Реакция организмов на продолжительность дня называется фотопериодизмом. Это очень важное приспособление, регулирующее сезонные явления у организмов. Изменение длины дня тесно связано с годовым ходом температуры, но в отличие от последней не подвержено случайным колебаниям. Фотопериодизм обусловливает такие сезонные явления, как листопад, перелёты птиц и т. п.

Температура. От температуры окружающей среды зависит температура организмов, а следовательно, скорость всех химических реакций, составляющих обмен веществ. В основном живые организмы способны жить при температуре от 0 до +50 °С, что обусловлено свойствами цитоплазмы клеток. Верхним температурным пределом жизни является + 120…+140°С (близкие к нему значения температуры выдерживают споры, бактерии), нижним —190…273 °С (переносят споры, семена, сперматозоиды).

По отношению к температуре организмы делят на криофилов (обитающих в условиях низких температур) и термофилов (обитающих в условиях высоких температур).

Организмы могут использовать два источника тепловой энергии: внешний (тепловая энергия Солнца или внутреннее тепло Земли) и внутренний (тепло, выделяемое при обмене веществ). В зависимости от того, какой источник преобладает в тепловом балансе, живые организмы делят на пойкилотермных и гомойотермных (табл. 8.6). Если речь идёт только о животных, то их ещё называют холоднокровными и теплокровными соответственно.

Таблица 8.6. Классификация организмов по преобладанию
источника тепла в их тепловом балансе

У живых организмов различают три механизма терморегуляции (табл. 8.7).

Таблица 8.7. Механизмы терморегуляции

Вода. Вода обеспечивает протекание в организме обмена веществ и нормальное функционирование организма в целом. Одни организмы живут в воде, другие приспособились к постоянному недостатку влаги. Среднее содержание воды в клетках большинства живых организмов составляет около 70 %.

По отношению к воде среди живых организмов выделяют следующие экологические группы: гигрофилы (влаголюбивые), ксерофилы (сухолюбивые) и мезофилы (промежуточная группа).

Из наземных животных к гигрофилам относятся ондатра и бобр, к ксерофилам — суслик и варан, к мезофилам — волк и косуля. Среди растений различают гигрофитов, мезофитов и ксерофитов (табл. 8.8).

Таблица 8.8. Классификация растений по отношению к воде

Водные организмы по типу местообитания и образу жизни объединяются в следующие экологические группы (табл. 8.9).

Таблица 8.9. Классификация водных организмов
по типу местообитания и образу жизни

8.1.6. Биологические ритмы

Биологические ритмы представляют собой периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Они в той или иной форме присущи всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до биосферных. Биологические ритмы наследственно закреплены и являются следствием естественного отбора и адаптации организмов. Ритмы бывают внутрисуточные, суточные, сезонные, годичные, многолетние и многовековые. Биологические ритмы делят на эндогенные и экзогенные (табл. 8.10).

Таблица 8.10. Биологические ритмы

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
8.1. Экология особей

Источник