Экологические факторы
- 9-11-2021, 23:32
- 383
9 Клас , Биология 9 класс Соболь (новая программа)
§ 56. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Основные понятия и ключевые термины: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. Ограничительный фактор. Экологическая валентность.
Вспомните! Что такое экология?
Знакомьтесь!
Тихоходки, или водяные мишки, распространены повсеместно и выдерживают температуры от -273 до + 150 °С, дозы радиации - в 570 тысяч рентген. Учёные объясняют такую выносливость тем, что тихоходки «наодалживали» около 18 % ДНК у организмов-экстремофилов - архей, бактерий, мхов и грибов. Как вы думаете, есть ли экологические факторы, влияние которых они не выдерживают?
СОДЕРЖАНИЕ
Чем определяется разнообразие экологических факторов?
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - это все компоненты окружающей среды, влияющие на живые организмы и их группировки. Примеры экологических факторов: свет, температура, взаимное влияние организмов и др. Факторы среды называют экологическими, лишь если они для живых систем имеют определённое значение. Каково же биологическое значение экологических воздействий? Под действием факторов среды происходят формирование приспособлений на разных уровнях организации жизни (адаптационное значение), изменения приспособлений в ответ на изменения среды (модификационное значение). Действие света или звука является источником информации о состоянии среды (сигнальное значение), магнитные влияния обеспечивают определение местонахождения или направлений перемещения в пространстве (бионавигационное значение), температурное воздействие способствует или наоборот ограничивает распространение и др. Вся совокупность воздействий экологических факторов - основная причина генетического, видового и экосистемного биоразнообразия.
В экологии выделяют несколько групп экологических факторов, которые классифицируют: по происхождению (космические, техногенные), по среде образования (атмосферные, гидрологические, эдафические, или почвенные), по характеру воздействия (физические, химические, биологические) и др.
Но наиболее распространённой является классификация экологических факторов по природе воздействия: абиотические (влияние факторов неживой природы), биотические (влияние факторов живой природы) и антропические (прямое и опосредованное влияние деятельности человека).
Итак, разнообразие экологических факторов связано с разнообразием условий окружающей среды, влияющим на существование живого и определяющим биологическое разнообразие.
Как экологические факторы действуют на организмы?
Несмотря на разнообразие экологических факторов, существуют определённые общие закономерности их влияния на организмы и группировки. Каковы же эти основные закономерности?
• Правило адаптивности: в ответ на воздействие условий среды у организмов в процессе эволюции формируются приспособления (например, адаптация рыб к жизни в воде).
• Закон оптимума: каждый фактор положительно влияет на жизнедеятельность организмов только в определённых пределах. Состояние организма, популяции или экосистемы, при котором они проявляют высокие показатели жизнедеятельности, описывают понятием экологический оптимум.
• Правило взаимодействия экологических факторов: при совместном действии на организм одни факторы могут усиливать или ослаблять влияние других факторов. Так, влияние температуры среды может усиливать повышенная влажность.
• Правило ограничительного фактора: жизнедеятельность вида ограничивается тем фактором, действие которого наиболее удалено и оптимально (ил. 154). Ограничительный фактор - это фактор среды, который больше всего отклоняется от оптимума действия среди остальных факторов и выходит за пределы выносливости. Автором этой закономерности является немецкий химик Ю. Либих (1803-1873), сформулировавший её как закон минимума ещё в 1840 г. Чаще всего лимитирующим фактором являются вода, температура, пища. Так, жизнедеятельность ручьевой форели ограничивается содержанием кислорода в воде.
• Правило экологической ниши: организмы приспосабливаются ко всей совокупности факторов, действующих на них, то есть каждый вид имеет свою экологическую нишу - совокупность всех факторов среды, при которых возможно существование вида.
Ил. 154. Бочка Либиха, иллюстрирующая ограничительный фактор
Итак, существование организмов определяется комплексным влиянием экологических факторов.
Как влияет на организм тот или иной экологический фактор?
На организм одновременно воздействует много разных факторов, и действие каждого из них можно представить в виде общей схемы (ил. 155). Весь диапазон изменчивости фактора, в пределах которого возможна жизнедеятельность организмов, называют зоной экологической валентности (диапазоном выносливости).
Ил. 155. Схема действия экологического фактора
Минимальные и максимальные значения фактора, при которых жизнедеятельность особей становится невозможной и они погибают, называются пределами выносливости. Различают нижнюю и верхнюю границы выносливости. В 1913 г. американский зоолог В. Шелфорд (1877-1968) в опытах с насекомыми пришёл к выводу, что как минимум, так и максимум экологического воздействия может быть ограничивающим фактором. В экологии эта закономерность называется законом толерантности Шелфорда.
Значения фактора, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов и при которых наблюдаются рост и размножение организмов, называют оптимальными, а соответствующие значения фактора - оптимумом. Эти значения образуют зону нормальной жизнедеятельности. Между зоной оптимума и пределами выносливости расположены зоны угнетения (зоны пессимума, или стрессовые зоны). Организмы при этих значениях фактора живут, но не растут и не размножаются.
Экологическая валентность (экологическая толерантность) - способность организмов успешно противостоять воздействию внешних факторов в определённом интервале данного биотопа, или, другими словами, адаптация видов к определённым условиям существования. Количественно она охватывает диапазон между нижним и верхним пределами выносливости. Экологическая валентность разных видов может значительно отличаться. Так, северные олени выдерживают колебания температуры воздуха от -55 до + 30 °С, а тропические кораллы погибают при изменении температуры на 5-6 °С.
По экологической валентности организмы делятся на стенобионтов и эврибионтов. Стенобионты (от греч. стенос - узкий и биос - жизнь) - организмы, которые могут жить лишь при незначительном изменении факторов среды. Это симбионты, обитатели морских глубин, пещер, лесов высокогорья (например, колибри, осоеды, коала, форель, рыбы-удильщики). Эврибионты (от греч. эври - широкий и жизнь) - организмы, которые могут жить при значительных изменениях факторов среды. Это в основном жители умеренных широт (например, крысы, тараканы, свиньи, бурый медведь, вороны).
Итак, для каждого фактора, действующего на организм, существуют зона экологической валентности, зона нормальной жизнедеятельности, зоны подавления и предела выносливости.
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Задание на применение знаний
Проанализируйте предложенные утверждения и укажите правильные.
1. Границы выносливости вида обозначены точками А и Б.
2. Затемнённые участки соответствуют зонам угнетения.
3. Между зонами угнетения расположена зона экологической валентности.
4. Между пределами выносливости А и Б - зона нормальной жизнедеятельности.
Биология + Экология
Проанализируйте названные примеры взаимоотношений организмов, сопоставьте их с иллюстрациями и определите виды биотических факторов: А - мутуализм, Б - каннибализм, В - комменсализм, Г - паразитизм, Д - выедание, Е - конкуренция; 1 - крокодил-самец поедает молодого крокодила, 2 - рыбка-клоун и актиния, 3 - клёст питается семенами ели, 4 - черепаха и рыбы-прилипалы, 5 - раффлезия и корни лианы в тропическом лесу, 6 - турнир жуков-оленей. Докажите комплексное воздействие экологических факторов на организм.
ОТНОШЕНИЕ
Биология + Наука
Определите вклад учёных (на иллюстрации слева направо В. Вернадский, В. Шелфорд, Ю. Либих, Э. Геккель) в развитие экологии. Каково значение знаний экологических закономерностей в практической деятельности человека?
РЕЗУЛЬТАТ
Коментарі (0)