Чинники середовища. Загальні закономірності впливу абіотичних чинників середовища на організм

План

1. Навколишнє середовище. Середовище життя. Чинники середовища та екологічні чинники.

2. Класифікація чинників навколишнього середовища. Загальні закономірності впливу чинників середовища на організм.

3. Основні шляхи пристосування організмів до зміни чинників середовища.

1. Навколишнє середовище. Середовище життя.

Живі організми нерозривно пов’язані з середовищем в якому вони існують. Частина середовища, що оточує живі організми і здійснює на них прямий або опосередкований вплив – навколишнє середовище. Розрізняють 3 типи дії середовища на організм:

1. Фізична дія – вітер вириває з корінням дерева, вода під час наводку сприяє розповсюдженню тварин.

2. Хімічна дія – вплив CO₂ розчиненого у воді на черепашки молюсків.

3. Біогенна дія – масове розмноження комах, гризунів (знищення рослин).

Розрізняють прямий вплив середовища (При pH=3, знерухомлюється миготливий епітелій зябер, двостулкових молюсків) і непрямий вплив середовища - в степовій зоні в посушливий період зменшується народжуваність гризунів через відсутність корму(а не t⁰).Із середовища організми отримують все необхідне для життя, в нього ж виділяють метаболіти.

На Землі виділяють 4 якісно відмінні середовища життя: вода; наземно - повітряне середовище (суходіл) – косне (неживе); грунти (біокосне); організм (живе).

Чинники середовища та екологічні чинники.

Окремі елементи середовища, що специфічно діють на організм називаються чинниками середовища. Не всі з них в однаковій мірі діють на біонтів, тому розмежовують чинники середовища та екологічні чинники. Чинники середовища – це всі елементи середовища, а екологічні чинники – це елементи середовища, що здійснюють вплив на живі організми. Таке розмежування елементів середовища є умовним тому, що по мірі вивчення індеферентних елементів середовища виявляється, що вони є важливими екологічними чинниками (напр. мікроелементи).

2. Класифікація чинників навколишнього середовища. Загальні закономірності впливу чинників середовища на організм.

I. За значенням для біонтів:

II. За природою:

1. Абіотичні:

- середовище утворюючі (вода (у повітрі), повітря (у грунті));

- фізичні (світло, тиск, радіація, t⁰ та ін.);

- хімічні (гази, солі, pH).

2. Біотичні (вплив одних біонтів на інших):

- топічні (на основі спільного перебування);

- трофічні (на основі конкуренції, паразитизму);

- форичні (участь одного виду в розповсюдженні іншого).

3. Антропологічні (пряма та непряма дія людства на живий):

- використання (винищення) організмів з метою живлення ними або для інших потреб (мисливство, рибальство, покіс трав, вирубання лісу);

- культивування рослин і приручення тварин;

- інтродукція організмів за межі їх природного ареалу та акліматизація (кролик, вівці в Австралії);

- селекція рослин і тварин;

- вплив на атмосферу, гідросферу та літосферу (забруднення і т. д).

Впливаючи на середовище, змінюючи його, людина викликає зворотній вплив зміненого середовища на себе: гідробудівництво, меліорація, міндобрива, пестициди. Вплив зміненого середовища на людину – антропогенні чинники. Отже, антропічні – це вплив людини на організми, а антропогенні – негативний вплив середовища на людину, необдумано зміненого нею самою.

III. За особливістю впливу на біонтів:

- подразнювачі – викликають адаптивні зміни фізіологічних і біохімічних функцій (зміна t⁰ – ритм серцевої діяльності);

- обмежувачі – роблять не можливим існування за даних умов (t⁰, pH);

- модифікатори – викликають адаптивні морфологічні та анатомічні зміни;

- сигнали – свідчать про зміну інших чинників середовища (зміна довжини світлового дня – зміна t⁰).

IV. За тривалістю дії:

- незмінні, постійнодіючі: сила земного тяжіння, сольовий склад світового океану;

- регулярно-періодичні (змінюються у добовому або сезонному аспекті);

- не регулярні (зливи, урагани).

Зв’язок організмів з чинниками середовища здійснюється в тій частині біосфери, яку вони займають. Комплекс умов, у яких кожний вид живе у природі називають екотипом (включає ділянку середовища з сукупністю чинників).

Закономірності впливу чинників середовища на організм.

Ю. Лібіх (1840, нім. агрохімік) встановив, що ріст рослин обмежується елементом, концентрація якого мінімальна. Наприклад: бор (В) – необхідний елемент, але його завжди мало в грунті, коли в результаті тривалого вирощування однієї культури його запаси вичерпуються, ріст рослини припняється, навіть якщо інші елементи знаходяться в надлишку (“Закон мінімуму”).

Пізніше “Закон мінімуму” почав практикуватись ширше і зараз говорять вже про лімітуючий чинник - відсутній або знаходиться нижче критичного рівня, або перевищує максимально допустимий рівень.

Кожен біонт має межі витривалості. В умовах близьких до граничних значень чинника, біонти почувають себе пригнічено (нижній і верхній песимуми).

Ступінь пристосованості організмів до несталих умов середовища називають пластичністю виду або екологічною валентністю. Види з широкою екологічною валентністю можуть заселяти різноманітні середовища, які характеризуються значними змінами екологічних чинників – еврибіонти (евриманні).

Види з найбільш широкою екологічною валентністю - убіквісти.

Види за вузькою екологічною валентністю можуть витримувати незначні коливання чинників – степотопні (степобіонти). Організми, степобіонтні стосовно якого небудь чинника, існують або при великих його значеннях, або при малих. Якщо вони потребують великих доз чинника, то до його української назви додають „ –любний”, а до грецької „ –фільний”. Наприклад: степотерпні види, що мешкають в теплих водах – теплолюбні (термофільні), а в холодних водах – холодолюбні (кріофільні). Якщо організм уникає високих доз чинника то до назви останнього додаеться „ –фобний”. Наприклад: організм, що не витримує осолонення води – галофобний.

Екологічна валентність видів може оцінюватись не лише стосовно сукупності чинників, але й окремих чинників також:

1) солоність – еври-та степогамнні;

2) t – еври-та степотермні;

3) грунт – еври-та степоедафічні;

4) глибина – еври-та степобамні;

5) О₂ – степооксигенні;

6) рН – еври-та степогідрогенйонні.

Екологічна валентність 1 виду може варіювати в залежності від стадії розвитку біонта. Sittorina живе в літоралі і 2 рази в день виявляється за межами води, її личинка веде виключно планктонний спосіб життя. Личинка Tereolo не витримує опріснення, дорослі витримують. Сума екологічних валентностей виду, щодо окремих чинників навколишнього середовища називається екологічним спектром виду.

В сучасній екології виділяють ряд загальних законів дії чинників на організм:

1. Закон лімітуючого чинника.

Значення чинників найбільш віддалені від зони екологічного оптимуму,

найбільш обмежує можливість нормального існування організмів. Лімітуючі чинники визначають ареал виду (конюшина в Австралії не плодоносна через відсутність джмелів, а інжир в Каліфорнії через відсутність ос певного виду).

2. Закон оптимуму.

Недотатнє або нодмірне значення чинника пригнічують життєдіяльність організмів.

3. Закон індивидуальності відповідей.

Зони оптимуму і песимумів, межі витривалості, критичні точки у різних особин одного виду стосовно одного і того ж чинника широко варіюють. Це зумовлено статевими, віковими, фізіологічними відмінностями, спадковими особливостями особин. Екологічна валентність виду вцілому завжди ширша екологічних валентностей окремих особин.

4. Закон незалежного пристосування до кожного із чинників середовища.

Евритермні види можуть бути степобатними (Littorina). Еврибатні – спепогалітними (добові міграції насп. мізид).

5. Закон взаємодії чинників.

Межі зони оптимуму та значення меж витривалості організму, щодо дії на нього якогось чинника середовища, можуть змінюватись в залежності від сили впливу інших чинників (сильна спека краще переноситься при не високій вологості повітря, а мороз – в безвітряну погоду).

6. Закон неоднозначної дії чинника на різні функції організму.

У холоднокровних t⁰ 40-50 ⁰C викликає підвищення загального обміну речовин, але гальмує рухову активність, тому тварини впадають в теплове заціпеніння.

7. Закон специфічності видів за екологічними можливостями.

Екологічні спектри різних (навіть близькоспоріднених) видів не співпадають. Навіть дуже близькі в екологічному відношенні види відрізняються своїм ставленням до дії певних чинників (L. stagnalis, L. auric, V. terii).

8. Закон комплексної дії чинників.

Екологічні чинники діють не поодиночно, а комплексно. При цьому за свєю дією на організм вони не рівноцінні. Одні з них є домінуючими, інші – фоновими (другорядими). Домінуючі чинники різні для різних організмів, навіть якщо вони живуть в одному місці. На різних стадіях життя організму в ролі домінуючого чинника можуть виступати то одні, то інші елементи середовища (у злаків період проростання домінуючим чинником є t ⁰ , в період цвітіння – грунтова волога, в період дозрівання – вологість повітря). У одного і того ж виду домінуючий чинник може бути різним в різних фізико-географічних умовах (Активність росту в теплих районах визначається умовами світлового режиму, а на півночі – t⁰).

3. Основні шляхи пристосування організмів до зміни чинників середовища.

Серед усієї різноманітності пристосувань тварин до несприятливих умов середовища можна виділити 3 основні шляхи.

Активний шлях – посилення опору дії чинників, розвиток регуляторних процесів, що дозволяють здійснювати життєво-важливі функції не зважаючи на відхилення чинника від оптимуму (опір висушуванню у ксерофітів).

Пасивний шлях – підкорення життєвих функцій організму зміні чинників середовища. При нестачі тепла це призводить до пригнічення життєдіяльності і зниження рівня метаболізму, що сприяє економічному використанню енергії (рослини і пойкілотермні тварини, сплячка у ссавців). Пасивне підкорення водному режиму середовища властиве пойкілогідричним рослинам і тваринам: наземним водоростям, лишайникам, нематодам, коловерткам.

Уникнення несприятливого впливу

Полягає у виробленні таких життєвих циклів, при яких найбільш вразливі стадії розвитку проходять в найсприятливіші періоди року. Основний спосіб уникнення для тварин – поведінка. Зміни в ростових процесах рослин – в деякій мірі є екологічним аналогом поведінки тварин (карликовість тундрових рослин допомагає використовувати тепло приземного шару і уникати впливу низьких t⁰ повітря). Уникнення не сприятливої дії чинника властиве організмам в тій чи іншій мірі як при пасивному так і при активному шляху адаптації. Найчастіше пристосування виду до середовища здійснюється тією чи іншою комбінацією всіх трьох можливих шляхів адаптації.

Поиск по сайту: