Свет и влажность как важнейшие абиотические факторы внешней среды и адаптация к ним организмов

S1. Факторы среды. Общие закономерности их действия на организм. Экологическая пластичность организмов. Стации.

Экологический фактор -это элемент среды, положительно или отрицательно влияющий на организмы, в природе факторы действуют в виде сложных комплексов.

Абиотические -это комплексные условия неорганической среды(химические и физические)

Биотические - влияние жизнедеятельности одних организмов на другие.

Антропогенные

Экологические фактор классифицируются по времени (эволюционные, исторические), по периодичности (период, не период). По очередности (Первичные и тд), по происхождению (космические, биогенные, природно-антропогенные, генетические, популяционные, экосистемные, биосферные).

Абио­тические факторы могут оказывать на организм пря­мое воздействие и косвенное. Например, температура среды, действуя непосредствен­но на организм животного или растения, определяет их тепловой баланс, течение физиологических процессов. Вместе с тем температура как абиотический фактор мо­жет оказывать и косвенное влияние. Так, обеспечивая те или иные условия для развития растений, являющихся кормом для животных фитофагов, она может повлиять на жизнедеятельность последних.
Эффект воздействия экологических факторов зависит не только от их характера, но и от дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота). У всех организмов в процессе эволю­ции выработались приспособления к восприятию факто­ров в определенных количественных пределах. Однако для каждого организма, будь то растение, животное или микроорганизм, существует конкретное количество фак­торов, наиболее благоприятное для него. Уменьшение или увеличение этой дозы относительно пределов оптималь­ного диапазона снижает жизнедеятельность организма, а при достижении максимума или минимума вообще исключается возможность существования его

Чем больше доза фактора отклоняется от оптималь­ной для данного вида величины, тем сильнее угнетается его жиз­недеятельность. Границы, за которыми существование организма невозможно, называются нижним и верхним пределами выносливости.
^ Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, назы­вается оптимумом, а дающая наихудший эффект, — пессимумом. Пессимум – это условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он ещё может существовать.

Для каждого организма и в целом для вида есть свой оптимум условий. Как оказалось, он неодинаков не только для разных видов, находящихся в различных условиях, но и для отдельных стадий развития одного организма. Хорошо известны, например, оптимальные температуры цветения, плодоношения, прорастания, икрометания, размножения многих видов. В зависимости от того, какой уровень оптимума наиболее приемлем для видов, среди них различают тепло- и холодолюбивые, влаго- и сухолюбивые, приспособленные к высокой или низкой солености.
Для каждого вида характерна и степень выносливости. Например, растения и животные умеренного пояса могут существовать в довольно широком температурном диапазоне, виды же тропического климата не выдерживают значительных колебаний ее.
Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.
Виды, способные существовать при небольших отклонениях фактора от оптимальной величины, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора — широкоприспособленными. К первым относится большинство обитателей морей, нормальная жизнедеятельность которых сохраняется лишь при высокой концентрации солей в окружающей среде. Организмы пресных вод, наоборот, приспособлены к низкому содержанию солей в среде. Следовательно, и морские и пресноводные виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. Экологически непластичные, т. е. маловыносливые виды называются стенобионтными, более выносливые — эврибионтными. Виды, длительное время развивавшиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, в то время как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными

Стация - участок территории, занятый популяцией вида и хар-ся определенными экоусловиями.

Закономерное изменение видами своего местообитания является правилом смены мест обитания.

Зональная смена стаций-изменение мест обитания при переходе вида из одной природной зоны в другую, при продвижении на север виды избирают сухие, хорошо прогреваемые стации. Распространяясь к югу заселяют влажные и тенистые места с густой растительностью. Затем только осваивают другие места.

Вертикальная смена стаций аналогично, только в горных условиях.

Зональная смена ярусов-многие виды при продвижении на север изменяют ярус обитания с высокого на низкий. При продвижении на юг виды могут повышать ярус обитания.

Сменя стаций является ведущим фактором эволюции.

Временная (сезонная) смена стаций-при колебании микроклимота в течение одного сезона(кочующие птицы и тд)

Годичная смена стаций наблюдается при отклонении годовых условий от среднегодовых норм.(саранча).

 

Свет и влажность как важнейшие абиотические факторы внешней среды и адаптация к ним организмов.

Свет не только жизненно важный, но и лимитирующий фактор, как при минимальном уровне, так и при максимальном. Свет – источник энергии, используемый пигментной системой организма, в основном хлорофиллом.

До 19% рассеивается в атмосфере (парами и пылью, молекулами газов), около 34% отражается от атмосферы (от облаков) в космическое пространство и только 47% солнечной энергии достигает биосферы.

Ионизирующее излучение почти полностью задерживается верхними слоями атмосферы. Доля ультрафиолетовых лучей составляет около 1%. Остальное количество поступающей на землю лучистой энергии распределяется практически поровну на видимую и инфракрасную части спектра. Экологическое значение невидимых лучей изучено еще слабо. До поверхности Земли доходят в основном волны длиннее 300 нм. Они обладают высокой активностью, главным образом химической, но и их значимость неодинакова. УФ с длиной волн 300-320 нм выработке витамина D, регулирующего обмен витаминами С и Р. Этим обеспечивается нормальное развитие скелета.

Все лучи, оказывающие влияние на растительные организмы, особенно на фотосинтез, называются физиологически активной радиацией. Самое большое значение для живых организмов и функционирования всей биосферы имеет видимая часть спектра, состоящая из прямой (27%) и рассеянной (16%). Вместе они называются суммарной радиацией.

Растения делятся на световые (светолюбы – гелиофиты), теневые (тенелюбы – сциофиты, гелиофобы), теневыносливые (факультативные гелифиты).

Гелиофиты – виды открытых мест (дуб монгольский, сосна могильная, береза белая, подсолнечник и др.), в сухих местах обычно образуют разреженный и невысокий покров.

Теневыносливые (факультативные гелиофиты)- эврибионты, живут при ярком освещении и в тени. Древесные и травянистые растения. Отличаются мозаичным строением листьев, образуют ярусы.

Сциофиты (теневые) – не выносят сильного освещения, растут под пологом леса при сильном затенении (лесное разнотравье, папоротники, мхи), представлены в основном лесными травами.

Свет для животных имеет в первую очередь информационное значение. Он необходим им для ориентации в пространстве. Уже у простейших организмов имеются в клетках чувствительные к свету органеллы. Доказана врожденная навигационная ориентация птиц, выработанная в процессе естественного отбора в течение длительной эволюции. При весенне-осенних перелетах птицы ориентируются по звездам и Солнцу. В водной среде широко распространена биолюминесценция – способность особей (рыбы, головоногие моллюски) светиться для привлечения добычи, особей противоположного пола, отпугивания врагов и т.д. Фототаксис – у животных и одноклеточных организмов – перемещение в сторону наибольшей (положительный) или наименьшей (отрицательный) освещенности для достижения наиболее подходящего местообитания. Фототаксис у растений заключается лишь в перемещении хлоропластов в цитоплазме под влиянием света.

 

3. Температура как важнейший абиотический фактор и адаптация к ней организмов.

Тепло один из наиболее важных факторов, определяющих существование развитие и распространение организмов по Земному шару. При этом важно не только количество тепла, но и распределение его в течение суток, вегетационного сезона, года. Приход тепла к разным участкам планеты, естественно, неодинаков, с удалением от экватора не только снижается поступление его, но и увеличивается амплитуда сезонных и суточных колебаний.