Условия существования организмов

Тема 3. Среда и условия существования организмов.

Популяции и сообщества.

Цель лекции - ознакомить с понятием экологической среды и закономерностями изменения в пространстве и времени основных факторов физической среды и адаптации живых организмов к ним. Изложить, используя системный подход, закономерности взаимодействия и развития в биосистемах различного уровня организации.

План

1. Условия существования организмов.

2. Адаптация к абиотическим факторам среды.

3. Динамика популяций.

4. Взаимодействие популяций в сообществах.

Уже в первом известном определении экологии (Э.Геккель,1866г.), как науки, к окружающей среде отнесены все условия существования в широком смысле этого слова. Поэтому понятие «окружающая среда» включает социальные, природные и искусственно создаваемые физические, химические и биологические факторы. В экологии под средой понимают совокупность взаимодействующих переменных, которая поддерживает или приостанавливает процесс жизнедеятельности.

Живой организм - растительный или животный - зависит от среды, а среда преобразуется в результате деятельности организмов. Связь «организм - среда» имеет четкий двухсторонний характер в соответствии с принципом единства организма и среды (И. М. Сеченов,1861г.).

При этом, уровни организации жизни составляют своеобразный биологический спектр - ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество. На каждом уровне в результате взаимодействия с окружающей физической средой возникают функциональные системы, содержащие живые компоненты (биотические) и неживое окружение (абиотические компоненты), называемые БИОСИСТЕМАМИ.

Укрупненно основные компоненты физической (конкретной) среды обитания включают: почву, атмосферу, воду (гидросферу), естественные животные и растительные организмы, а также объекты, вещества, материалы и организмы, созданные человеком. Физическая среда является источником или носителем взаимодействующих факторов, совокупность которых и составляет понятие среды в экологии. При этом сложность окружения каждого организма настолько велика, что нельзя дать не только исчерпывающего описания факторов, но, зачастую, даже простого их перечня. Не все из факторов имеют одинаковое значение и оказывают одинаковое влияние на организмы. Перечень факторов, имеющих существенное значение, называют функциональной средой. Контингент факторов, входящих в состав функциональной среды живых организмов, непостоянен и специфичен для различных организмов. Исследованием взаимодействий в системе особь - среда занимает факториальная экология (аутоэкология).

В соответствии с рис.3.1 наиболее общая классификация факторов среды состоит в их делении на биотические и абиотические факторы. В исследованиях по охране окружающей среды выделяют также группу антропогенных факторов, связанных с деятельностью человека. Они включают как абиотические, так и биотические факторы.

Биотические факторы составляют предмет изучения динамики популяций (демэкология) и биоценологии и будут рассмотрены в третьем и четвертом учебных вопросах настоящей лекции.

Абиотические факторы классифицируются на физические и химические, к которым относят целый ряд факторов, в том числе и климатические.

Именно климатические факторы решающим образом определяют условия жизни в любом месте на Земле, а их цифровые значения дают сравнительную характеристику среды. К таким факторам принадлежат: солнечное излучение, температура, вода (как фактор, а не физическая среда), давление атмосферы и гидросферы.

Биотические компоненты	Организмы	Популяции	Сообщества
Органы	Органы	Организмы	Организмы	Популяции	Популяции
Абиотические компоненты	Вещество, энергия, поля

Рис.3.1

А. Излучение Солнца - служит первичным источником энергии, без которого невозможна жизнь. По некоторым данным, на долю этого источника приходится до 99 % энергии, находящейся в обращении на Земле. Солнечное излучение, проходящее через верхние слои атмосферы и достигающее поверхности Земли, состоит из электромагнитных волн длиной примерно от 0,3 до 10 мкм. Участки спектра этого излучения - ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный - несут различное количество энергии (табл.3.1).

Таблица 3.1

Участок спектра	Длина волны, мкм	Энергия излучения, %
Ультрафиолетовый	< 0,4
Видимый	0,4 - 0,7
Инфракрасный	> 0,7

Полное количество солнечного излучения, падающего на 1 см² поверхности верхней границы атмосферы в течении 1 мин., называется СОЛНЕЧНОЙ ПОСТОЯННОЙ. Она равна примерно 8,3 Дж/см² мин. Эта величина означает, что если бы энергия, достигающая с солнечными лучами верхней границы атмосферы, беспрепятственно проникала до Земли и полностью ею поглощалась, то температура поверхности односантиметрового слоя воды увеличивалась бы со скоростью 2⁰С в минуту. Однако солнечное излучение частично поглощается атмосферой, частично ею же отражается, а значительная его часть подвергается рассеянию (рис.3.2).

Солнце

S_c S_H

Атмосфера

S_L S₃ (ик) Sa (ик)

Дата добавления: 2014-01-05