Взаимоотношения организма и среды

ЛЕКЦИЯ 3

1. Среда обитания организма.

2. Экологический фактор. Классификация факторов среды.

3. Действие экологических факторов на организм.

4. Экологический оптимум.

Среда обитания — это совокупность абиотиче­ских и биотических условий жизни организма. Свойства среды посто­янно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосаб­ливается к этим изменениям.

Земной биотой освоены три основные среды обитания: вод­ная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными поро­дами приповерхностной части литосферы. Биологи еще часто выделяют четвертую среду жизни — сами живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.

Воздействие среды воспринимается организмами через факторы среды, называемые экологическими.

Экологические факторы — это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздейст­вие на организм. Они подразделяются на абиотические, биоти­ческие а антропогенные.

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и рас­пространение животных и растений. Среди них различают фи­зические, химические и эдафические.

Физические факторы — это те, источником которых слу­жит физическое состояние или явление. Например, температура, освещение, влажность.

Температура. Значение температуры состоит прежде всего в непосредственном влиянии ее на скорость и протекание обменных процессов в организмах. Биологические свойства клеток и клеточных структур определяют возможность жизнедеятельности в интервале температур от 0 до 50⁰С; однако, общий температурный диапазон активной жизни на планете значительно шире и ограничивается следующими пределами:

Часть земной поверхности	Min t ^0	Max t ^0	Амплитуда
Суша	- 70
Морские воды	- 3.3	35.6	38.9
Пресные воды

Среди организмов, способных существовать при очень высоких температурах, следует назвать бактерии и водоросли, населяющие источники с температурой 85-87⁰С; успешно переносят высокие температуры 65-80⁰С пустынные растения (саксаул, верблюжья колючка), находящиеся в верхнем слое раскаленной почвы.

Значительная часть организмов способна контролировать (поддерживать) температуру тела, причем в первую очередь наиболее жизненно важных органов. Такие организмы называют гомойотермными — теплокровными (от греч. homoios — подобный, therme — теплота), в отличие от пойкилотермных — холоднокровных (от греч. poikilos — различный, переменчивый, разнообразный), имеющих непостоянную температуру, зависящую от температуры окружающей среды.

Что же касается растений, то они выработали в процессе эволюции ряд свойств:

Зимостойкость – стойкость растений к неблагоприятным воздействиям зимнего периода: чередованию морозов и оттепелей, ледяной корке, вымоканию. Обусловливается переходом растений в состояние покоя, накоплением энергетического материала (крахмала), сбрасыванием листьев.

Морозоустойчивость – способность растений переносить без повреждений действие морозов.

Холодостойкость – свойство растений успешно произрастать при низких плюсовых температурах.

Жаростойкость – способность переносить высокие (св. +38°…+40°С) температуры без существенных нарушений обмена веществ;

Освещение. У растений, жизнедеятельность которых всецело зависит от света, возникают различные морфоструктурные и функциональные адаптации к световому режиму местообитания:

Светолюбивые – растения открытых мест обитания, успешно произрастающие только в условиях полного солнечного освещения (сосна);

Теневыносливые – характеризуются широкой амплитудой к световому фактору. Лучше растут в условиях высокой освещенности, но способны произрастать и при затенении (пихта, липа);

Теневые – произрастают только в затененных местах, на открытых никогда не растут (мхи, папоротники).

Растения активно реагируют не только на интенсивность освещения, но и на продолжительность периода освещенности и темноты в течение суток. Это свойство получило название фотопериодизма. По необходимой длительности светового периода растения подразделяются: на растения длинного дня (происходят преимущественно из северных широт), которым для нормального роста, развития и формирования генеративных органов необходимо более 12 часов светового времени (ячмень, овес, лен, картофель); растения короткого дня – им для зацветания нужно не менее 12 часов беспрерывного темнового периода (соя, просо, капуста). Они происходят из южных широт. Нейтральные растения, у которых развитие генеративных органов происходит как при длинном, так и при коротком световом дне (виноград, сирень, гречиха).

Влажность. Влага – необходимое условие существования всех живых организмов на Земле. Именно недостаток воды является причиной ограничения жизнедеятельности и географического распространения наземных организмов. По отношению к водному режиму выделяют следующие экологические группы живых существ:

• гидробионты – обитатели экосистем, весь жизненный цикл которых проходит в воде;

• гигрофиты – растения влажных мест обитания (калужница болотная, купальница европейская, рогоз широколистный);

• гигрофилы – животные, обитающие в очень сырых частях экосистем (моллюски, амфибии, комары, мокрицы);

• мезофиты – растения умеренно увлажненных мест обитания;

• ксерофиты – растения сухих мест обитания (ковыли, полыни, астрагалы);

• суккуленты – растения наиболее засушливых местообитаний, способные накапливать значительные запасы влаги внутри стебля или листьев (кактусы, алоэ, агава);

Химические факторы — это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, если она высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать (Мерт­вое море), но в то же время в пресной воде не могут жить боль­шинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т. п.

Эдафические факторы, т. е. почвенные, — это совокупность химических, физических и механических свойств почв и гор­ных пород, оказывающих воздействие как на организмы, жи­вущие в них, т. е. для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений.

Однако не только абиотические факторы влияют на орга­низмы. Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые ресурсы, за обладание определенными пастбищами или территорией охоты, т, е. вступать в конку­рентную борьбу между собой. Это уже факторы живой природы, или биотические факторы.

Биотические факторы — совокупность влияний жизне­деятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания (Хрусталев и др., 1996).

Биотические факторы проявляются в биотических взаимоотношениях.

Различают следующие формы биотических взаимоотношений.

Симбиоз (сожительство). Это форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекают пользу от другого. Например, сожительство корней древесных растений с почвенными грибами (грибокорень). Грибы облегчают корням восприятие воды и минеральных веществ из почвы, а растение снабжает грибы углеводами и органическими веществами;

Комменсализм. Комменсализм — это взаимодействие между организмами, когда жизнедеятельность одного достав­ляет пищу (нахлебничество) или убежище (квартиранство) другому. Типичные примеры — гиены, подбирающие остатки недоеденной львами добычи, мальки рыб, прячущиеся под зонтиками крупных медуз, а также некоторые грибы, растущие у корней деревьев.

Мутуализм. Мутуализм — взаимополезное сожительство, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Примером служит сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений, которые могут совместно жить на почвах, бедных азотом, и обо­гащать им почву.

Конкуренция. Это — отрицательное воздействие организмов друг на друга в борьбе за пищу, местообитание и другие необходимые для жизни условия. Проявляется наи­более отчетливо на популяционном уровне.

Хищничество. Хищничество — отношение между хищ­ником и жертвой, заключающееся в поедании одного организма другим. Хищники — это животные или растения, ловящие и по­едающие животных как объект питания. Так, например, львы поедают растительноядных копытных, птицы — насекомых, крупные рыбы — более мелких. Хищничество одновременно полезно для одного и вредно для другого организма.

В то же время все эти организмы необходимы друг другу. В процессе взаимодействия «хищник — жертва» происходят естественный отбор и приспособительная изменчивость, т. е. важнейшие эволюционные процессы. Паразитизм. Это — взаимодействие организмов, при котором один из них живет за счет другого, находясь на по­верхности или внутри его тела. Нейтрализм. Взаимонезависимость разных видов, обитаю­щих на одной территории, называют нейтрализмом. Напри­мер, белки и лоси не конкурируют друг с другом, но засуха в лесу сказывается на тех и на других, хотя в разной степени.

Антропогенные факторы — факторы, порожденные чело­веком и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и т. д. Они будут подробно рассматриваться в следующих лекциях.

Дата добавления: 2013-12-13