Урок 25 Экологические факторы. Понятие о бреде обитания, пути приспособлений к ней организмов (стр. 1 )

Урок 25 Экологические факторы. Понятие о бреде обитания, пути приспособлений к ней организмов.

Экология – наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.

Экология является мировоззренческой, синтетической областью знаний, интегрирующей естественнонаучные и гуманитарные знания. Это бурно развивающаяся, бурно развивающаяся, комплексная наука будущего. Главной задачей экологии является развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Впервые термин «экология» предложил Э. Геккель (1866 год)

Каковы основные задачи экологии как науки?

Ø  Исследование влияния среды на строение, жизнедеятельность и поведение организмов.

Ø  Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенными воздействиями на природные системы.

Ø  Изучение экологических механизмов адаптации к среде.

Ø  Исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости.

Ø  Создание научной основы рациональной эксплуатации природных ресурсов, прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека и управления процессами, протекающими в биосфере.

Ø  Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в природной среде под влиянием деятельности человека.

Ø  Оптимизация экономических, правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного, устойчивого развития.

Ø  Восстановление нарушенных природных систем, сохранение биосферы.

Ø  Формирование экологического мировоззрения, развитие экологического сознания и культуры у людей всех возрастов и профессий.

Ø  Создание новых технологий, основанных на понимании экологических возможностей данного региона, его специфичности.

Методы исследования в экологии

Полевые способы: маршрутные, стационарные, описательные, экспериментальные.
Лабораторные методы: моделирование и мониторинг окружающей среды.

Экологические факторы – свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм.

Взаимодействие факторов

Границы, за которыми существование организмов становится невозможным, называются пределами выносливости.

Факторы, которые выходят за пределы выносливости (т. е. за пределы максимума или минимума), называются лимитирующими или ограничивающими.

Толерантность - это способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды.

Способность организма выдерживать определенную амплитуду колебания фактора называют иногда еще экологической валентностью.

Стенобионты - организмы, которые могут жить только в определенных условиях среды при очень незначительном колебании его факторов.

Еврибионты - организмы, которые могут жить в самых разнообразных условиях окружающей среды или при значительных их изменениях.

Большинство факторов качественно и количественно изме­няются во времени. Например, климатические — в течение су­ток, сезона, по годам (температура, освещенность и др.).

Факторы, изменения которых во времени повторяются ре­гулярно, называют периодическими. К ним относятся не толь­ко климатические, но и некоторые гидрографические — при­ливы и отливы, некоторые океанские течения.

Факторы, воз­никающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищ­ника и т. п.) называются непериодическими.

Подразделение факторов на периодические и непериодиче­ские имеет очень важное значение при изу­чении приспособленности организмов к условиям жизни.

Среда обитания – совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Существуют три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный, пассивный, избегание неблагоприятных воздействий.

Активный путь — усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.

Пассивный путь — подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т. д.).

Избегание неблагоприятных воздействий — выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции животных.

Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.

Типы адаптаций

Адаптации можно подразделить на три типа: морфологические, физиологические и отологические.

Морфологические адаптации сопровождаются изменением в строении организма (например, видоизменение листа у растений пустынь). Морфологические адаптации у растений и животных приводят к образованию определенных жизненных форм.

Физиологические адаптации сопровождаются изменением в физиологии организмов (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления запасов жира).

Этологические адаптации заключаются в изменениях в поведении (например, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период). Данный тип адаптации характерен для животных.

Среда – это все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д.

На Земле выделяют 4 среды жизни: водную, наземно-воздушную, почвенную (почву) и живые организмы. В процессе длительного исторического развития живой материи и формирования все более совершенных форм живых существ организмы, осваивая новые места обитания, распределились на Земле соответственно ее минеральным оболочкам – гидросфере, литосфере, атмосфере и приспособились к существованию в строго определенных условиях.

Первой средой жизни стала вода. Именно в ней возникла жизнь. По мере исторического развития организмы начали заселять наземно-воздушную среду. В результате появились наземные растения и животные, которые эволюционировали, адаптируясь к новым условиям существования. В процессе функционирования живого вещества на суше поверхностный слой литосферы постепенно преобразовался в почву. Ее стали заселять водные и наземные организмы, создавая специфический комплекс обитателей. Некоторые низкоорганизованные животные и все растения попадают в свою среду обитания пассивно и выживают, если они к ней приспособлены. Большинство же животных активно выбирают подходящую им среду или даже иногда сами ее создают (например, бобры строят плотины для повышения уровня воды).

Водная среда жизни имеет ряд особенностей. В водной среде обитает примерно 150 000 видов животных, или около 7% общего их количества (рисунок 2.2) и 10 000 видов растений (8%).

  Характерной чертой ее является подвижность – она ясно выражена в проточных, быстро текущих реках, ручьях и даже в стоячих водоемах это имеет место. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию температуры во всем водоеме.

  В жизни водных организмов большую роль играет вертикальное перемещение воды. В летнее время наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные – у дна. Зимой, с понижением температуры, поверхностные холодные воды с температурой ниже 4° С располагаются над сравнительно теплыми.

  Температурный режим ее коренным образом отличается от такового в других средах. Особо благоприятные условия для жизни создают такие термодинамические свойства водной среды как высокая удельная теплоемкость, большая теплопроводность, расширение при замерзании. Эти условия обеспечиваются и высокой скрытой теплотой плавления воды, в результате чего подо льдом температура не бывает ниже точки замерзания ее (для пресных вод около 0° С).