Результаты влияния

Понятие и классификация факторов среды.

Адаптации и мутации как движущая сила эволюции.

Механизм влияния факторов среды на живые организмы. Правило оптимума (или толерантности), з-ны Либиха, Рюбеля.

Биотические факторы среды.

Абиотические факторы среды.

Понятие и классификация факторов среды.

Факторы среды. Общие закономерности их влияния на живые организмы.

Лекция 4.

Участвуя в круговороте веществ, живые организмы находятся в непрерывной связи с окружающей средой. Через органы чувств организм получает из окружающей среды различную информацию, используемую им для выработки управляющих сигналов (приспособительных реакций). Информационные сигналы экологи называют экологическими факторами.

●Экологический фактор — это любые элементы или условия окружающей среды, способные оказывать на организм внешнее воздействие, на которое организм отвечает приспособительными реакциями.

Экологические факторы не являются постоянными. Некоторые из них носят ярко выраженный динамический характер. Например, суточные и годовые колебания температуры, поступлений солнечной энергии и т.д.

Кроме природных изменений экологических факторов имеются и антропогенные изменения. Вмешательство человека в природные системы также изменяет экологические факторы. К примеру, создание крупных водохранилищ изменяет климат на обширной прилегающей территории.

Возможность приспосабливаться может быть узкой и широкой. В экологии эти понятия сопровождаются приставками стено- и эври -, соответственно. Например, эври- и стенотермные организмы (приспособление к температурному фактору), эври- и стенотрофные (приспособление к фактору питания) и т.п.

Результаты влияния факторов проявляются:

- морфологически (через внешние признаки);

- этологически (через изменение поведения);

- физиологически (через изменение внутренних процессов в организме).

Классификация факторов среды.

Окружающая среда характеризуется огромным количеством экологических факторов. Их можно разделить на две категории: факторы неживой (косной) природы — абиотические (абиогенные) и факторы живой природы — биотические (биогенные). По своему происхождению эти две категории могут быть как природными, так и антропогенными (греч. anthropos — человек).

4.2 Абиотические факторы делятся на первичные и вторичные (основные и второстепенные), физические и химические, климатические, химические и почвенные:

► Климатические

Солнечное излучение

Вода

Температура

Атмосферное давление

Магнитное поле

Наличие кислорода

и пр.

► Химические

состав воздуха, воды и почв

► Почвенные

механические и физические характеристики почв

рельеф местности

Солнечное излучение. Лучистая энергия Солнца распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн в диапазоне от 0,01 до 100 мкм. Они называются световыми. Глаз человека воспринимает световые волны длиной 0,4...0,75 мкм как видимый свет. Волны длиной 0,75... 100 мкм представляют собой инфракрасное излучение (ИК), а менее 0,4 мкм — ультрафиолетовое излучение (УФ). Почти половина солнечной энергии (50%) поступает к нам в диапазоне видимого света, около 7% — в диапазоне ультрафиолетового излучения, остальная часть — это инфракрасное излучение. В процессе фотосинтеза зелеными растениями используется солнечная радиация с длиной волн от 0,38 до 0,71 мкм, т.е. практически видимый спектр. Свет при этом выступает как источник энергии, которая используется пигментной системой растений (хлорофилл или его аналоги). В результате расщепления молекулы воды выделяется газообразный кислород, а углекислый газ преобразуется в углеводы:

2816кДж + 6СО₂ + 12Н₂=С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ + 6Н₂О.

Плотность потока солнечной энергии, поступающей к верхней границе атмосферы, примерно равна 1,319 – 1,411 Вт/м2. Эта величина носит название солнечной постоянной.

В полярных широтах к поверхности Земли поступает примерно 68...72%, а в тропических — до 90% солнечной энергий (по сравнению с энергией на верхней границе атмосферы). Остальная энергия отражается озоновым слоем, поглощается молекулами воздуха, водяными парами, расходуется на образование озона и т.д. Всего 0,1...0,2% поступившей энергии расходуется на создание органического вещества в процессе фотосинтеза.

Солнечная энергия не только поглощается поверхностью Земли, но и отражается ею. Например, чистый снег отражает 80...95 %, загрязненный снег — 30…60, почва — 10...14, светлый песок — 35...40 % солнечной энергии. Отношение отраженного потока солнечного света к поступившему называется альбедо.

Антропогенная деятельность существенно влияет на альбедо. Выбросы в атмосферу твердых и жидких частиц отходов промышленности уменьшают количество солнечной энергии, поступающей к Земле. Затопление больших участков суши, т.е. создание водохранилищ, увеличивает количество отраженной энергии. Загрязнение снега и льдов пылью повышает поглощение энергии, что приводит к их таянию.

nФизиологические: фотосинтез; анатомическое развитие органов зрения.

nМорфологические: яркость окраски.

nПоведенческие: фотопериодизм (смена активности при смене освещения).

К биологическим явлениям, вызываемым фотопериодом как определяющим фактором, относятся: размножение многих млекопитающих и птиц; приобретение зимнего мехового наряда млекопитающими, например горностаем; смена оперения и перелет многих птиц; морфология некоторых бабочек: Araschnia levana принимает форму prorsa, когда ее гусеница живет при длинных днях; появление половых форм у тлей; наступление диапаузы и выход из нее у насекомых; наступление цветения у многих высших растений: одни размножаются в условиях длинного дня, другие в условиях короткого, третьи не реагируют на длину дня, и их цветение вызывается другими факторами.

Вода. Практически для всех живых организмов вода является одним из главных экологических факторов. Без воды невозможно существование жизни на Земле, т.к. процессы в живых клетках протекают в водной среде.

Тела животных, как правило, состоят более чем наполовину из воды. Для человека этот показатель по разным источникам находится в пределах 65...68 %. (в разных органах содержание воды различно. В зубной эмали её., например, около 0,2%). Обезвоживание организма на 10% уже опасно, а на 25 – смертельно.

Все сухопутные животные для компенсации неизбежной потери воды за счет испарения и выделения нуждаются в ее периодическом поступлении.

Многие из них пьют воду, другие всасывают ее через покровы тела в жидком или парообразном состоянии (к последним относится большинство амфибий, некоторые насекомые и клещи).

Большая часть животных пустынь никогда не пьет; они удовлетворяют свои потребности за счет воды, поступающей с пищей.

Наконец, есть животные, получающие воду еще более сложным путем - в процессе окисления жиров. Примерами могут служить верблюд и насекомые, специализировавшиеся на определенной пище - рисовый и амбарный долгоносики, гусеницы платяной моли Tineola bis elliella и моли Aglossa pinguinalis, питающейся жиром.

Значение воды:

- вода является основной средой биохимических реакций;

- осуществляет циркуляцию, транспорт питательных веществ и выведение продуктов диссимиляции в организме в виде водных растворов (пота, мочи, паров из легких);

- участвует воды в газообмене;

- участвует воды в формировании теплового баланса организмов со средой.

Дата добавления: 2014-01-20