🗊Презентация Аутэкология. Организм и среда. Лекция 2

Лекция 2 (16). АУТЭКОЛОГИЯ. ОРГАНИЗМ И СРЕДА

Среда и экологические факторы

Классификация экологических факторов (по направленности) Ресурсы – элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2) свет Условия – не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

Классификация экологических факторов (по направленности) Векторизованные – направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы Многолетние-циклические – с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора: изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) – колебания в обе стороны от некоего среднего значения: суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года

Классификация экологических факторов (по происхождению и характеру действия)

Классификация экологических факторов (по очередности, А.С. Мончадский) первичные периодические факторы включают явления связанные с вращением Земли (смена времени года, суточная смена освещённости). Этим факторам свойственна правильная периодичность. Они ещё действовали до появления жизни на Земле. Возникшие живые организмы должны были к ним приспособиться вторичные периодические факторы возникают как следствие первичных (температура, влажность, осадки и т.д.) непериодические факторы – это факторы, не имеющие правильной периодичности (почвенно-грунтовые факторы, стихийные явления, примеси в почве, воздухе, воде; связанные с деятельностью промышленных предприятий) Адаптироваться к этим факторам невозможно

Классификация экологических факторов (по характеру воздействия) Витальные (энергетические) факторы оказывают непосредственное действие на жизнедеятельность организмов, меняют их энергетическое состояние. К таким факторам можно отнести температуру, конкуренцию, хищничество, паразитизм и т.д. Сигнальные факторы несут информацию об изменении энергетических характеристик. Прежде всего, продолжительности светового дня

Общий характер действия экологических факторов «ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ»

Закон оптимума

Закон оптимума Зона оптимума – область фактора наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма Зона нормальной жизнедеятельности – область фактора за пределами зоны оптимума. Чем сильнее отклоняется значение фактора от оптимума, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей Зона пессимума – область фактора, где выражено угнетающее действие при недостатке или избытке фактора Условия, приближающиеся по одному или сразу нескольким факторам к критическим точкам, называют экстремальными Пределы выносливости (критические точки) – диапазон значений фактора, за границами которого нормальная жизнедеятельность не возможна. Выделяют верхний и нижний пределы зоны угнетения Экологическая толерантность (валентность, выносливость) – диапазон от нижнего до верхнего предела

Экологическая валентность (выносливость) организмов Представители разных видов сильно отличаются друг от друга по положению оптимума, экологической выносливости и.т.д. Одна и та же сила проявления фактора может быть оптимальной для одного вида, пессимальной – для другого и выходить за пределы выносливости для третьего.

Стенобионты и эврибионты

Акклимация (закалка) – явление сдвига оптимума по отношению к какому-либо фактору

Закон минимума Ю. Либиха Жизненные возможности организмов и экосистем определяются экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому минимуму

Урожай Урожай (его величина и устойчивость во времени) определяется питательным веществом, находящимся в почве в минимальном количестве

опыление инжира зависит от единственного вида насекомых – осы Blastophaga psenes. Родина инжира – Средиземноморье. Завезенный в Калифорнию инжир не плодоносил до тех пор, пока туда не завезли ос-опылителей опыление инжира зависит от единственного вида насекомых – осы Blastophaga psenes. Родина инжира – Средиземноморье. Завезенный в Калифорнию инжир не плодоносил до тех пор, пока туда не завезли ос-опылителей

распространение бобовых в Арктике ограничивается распространением опыляющих их шмелей. На острове Диксон, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя по температурным условиям их существование там возможно распространение бобовых в Арктике ограничивается распространением опыляющих их шмелей. На острове Диксон, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя по температурным условиям их существование там возможно

Закон толерантности (выносливости) В. Шелфорда Лимитирующим фактором процветания организмов (видов) может быть и максимум экологического воздействия Диапазон между минимумом и максимумом экологического фактора определяет выносливость (толерантность) организмов к нему Смысл закона: «всё хорошо в меру»

Минимальная температура, при которой живут патогенные бактерии-мезофилы, Минимальная температура, при которой живут патогенные бактерии-мезофилы, составляет +10 С, а максимальная +47 С. Следовательно, диапазон между 10 С и 47 С и будет пределом толерантности по температуре для данных видов организмов. Оптимально 37 С

Закон равнозначности всех условий жизни В. Р. Вильямса Все природные условия среды, необходимые для жизни, равнозначны

Законы экологии Б. Коммонера (1974 г.) все связано со всем – отражает существование сложнейшей сети взаимодействий в экосистеме. Он предостерегает человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что может привести к непредвиденным последствиям все должно куда-то деваться – вытекает из закона сохранения материи. Он позволяет по-новому рассматривать проблему отходов материального производства природа «знает» лучше – призывает к тщательному изучению естественных био- и экосистем, сознательному отношению к преобразующей деятельности ничто не дается даром – объединяет три закона, потому что биосфера как глобальная экосистема представляет собой единое целое, в которой ничего не может быть выиграно или потеряно; все, что было извлечено из нее человеком, должно быть возмещено

Правило Бергмана При продвижении на север средние размеры тела в популяциях теплокровных животных увеличиваются Среди сходных форм теплокровных животных наиболее крупными являются те, которые живут в условиях более холодного климата – в высоких широтах или в горах

Среди близких видов рода медведь наиболее крупные обитают в северных широтах (белый медведь, бурые медведи с о. Кодьяк), а наиболее мелкие виды (например, очковый медведь) – в районах с теплым климатом Среди близких видов рода медведь наиболее крупные обитают в северных широтах (белый медведь, бурые медведи с о. Кодьяк), а наиболее мелкие виды (например, очковый медведь) – в районах с теплым климатом

Правило Аллена Среди родственных форм теплокровных животных, ведущих сходный образ жизни, те, которые обитают в более холодном климате, имеют относительно меньшие выступающие части тела: уши, ноги, хвосты и т. д.

Наименьшие (относительно длины тела) уши и менее вытянутая морда в семействе собачьих – у песца (ареал Арктика), а наибольшие уши и узкая, вытянутая морда – у лисицы фенека (ареал Сахара) Наименьшие (относительно длины тела) уши и менее вытянутая морда в семействе собачьих – у песца (ареал Арктика), а наибольшие уши и узкая, вытянутая морда – у лисицы фенека (ареал Сахара)

Правило Вант - Гоффа – Аррениуса При оптимальных температурах у всех организмов физиологические процессы протекают наиболее интенсивно, что способствует увеличению темпов их роста Скорость обмена веществ организмов при повышении температуры на 10° может быть повышена в 2 – 3 раза

Адаптация – приспособление организмов к среде Экологические факторы среды могут играть роль: раздражителя – вызывают приспособительные изменения физиологических и биохимических функций ограничителя – определяют невозможность существования в данных условиях модификатора – вызывают анатомические и морфологические изменения организмов сигнала – свидетельствуют об изменениях других факторов среды

Пути адаптации к неблагоприятным условиям среды: Первый путь – активный – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные факторы Пример: теплокровные животные

Второй путь – пассивный – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды Второй путь – пассивный – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды Например, при понижении температуры процессы жизнедеятельности замедляются и энергия расходуется экономнее

Третий путь – избегание неблагоприятных воздействий – выработка жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии завершаются в благоприятные условия Третий путь – избегание неблагоприятных воздействий – выработка жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии завершаются в благоприятные условия Примеры, миграции. Сайгаки летом – в северные степи, зимой в малоснежные южные полупустыни

Механизмы адаптаций Биохимические проявляются во внутриклеточных процессах Пример, верблюд

Механизмы адаптаций Физиологические Пример, повышение потоотделения при повышении температуры

Механизмы адаптаций Морфо-анатомические – особенности внешнего и внутреннего строения связанные с образом жизни Примеры, признаки ксероморфизма, приспособления к плаванию у рыб, адаптации паразитов к жизни внутри хозяина и т.д.

Механизмы адаптаций Поведенческие Примеры, поиск благоприятных мест обитания, создание нор, гнезд, кочевки, выслеживание и преследование добычи у хищников и т.д.

Механизмы адаптаций Онтогенетические – ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий

Как возникают адаптации?