Екологічні чинники
- 14-11-2021, 23:18
- 623
9 Клас , Біологія 9 клас Соболь (нова програма)
§ 56. ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ
Основні поняття й ключові терміни: ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ. Обмежувальний чинник. Екологічна валентність.
Пригадайте! Що таке екологія?
Знайомтеся!
Тихохідки, або водяні ведмедики, поширені повсюдно і витримують температури від -273 до +150 °С, дози радіації - у 570 тисяч рентгенів. Науковці пояснюють таку витривалість тим, що тихохідки «напозичали» близько 18 % ДНК у організмів-екстремофілів - архей, бактерій, мохів й грибів. На вашу думку, чи є якісь екологічні чинники, впливи яких вони не витримують?
ЗМІСТ
Чим визначається різноманітність екологічних чинників?
ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ - це усі компоненти навколишнього середовища, які впливають на живі організми та їх угруповання. Прикладом екологічних чинників є світло, температура, взаємний вплив організмів тощо. Чинники середовища називають екологічними лише в тому випадку, якщо вони для живих систем мають певне значення. Яке ж біологічне значення екологічних впливів? Під дією чинників середовища відбуваються формування пристосувань на різних рівнях організації життя (адаптаційне значення), зміни пристосувань у відповідь на зміни середовища (модифікаційне значення). Дія світла чи звука є джерелом інформації про стан середовища (сигнальне значення), магнітні впливи забезпечують визначення місцеперебування чи напрямків переміщення у просторі (біонавігаційне значення), температурний вплив сприяє або навпаки обмежує поширення тощо. Уся сукупність впливів екологічних чинників є основною причиною генетичного, видового й екосистемного біорізноманіття.
В екології виокремлюють кілька груп екологічних чинників, що класифікують: за походженням (космічні, техногенні), за середовищем виникнення (атмосферні, гідрологічні, едафічні, або ґрунтові), за характером впливу (фізичні, хімічні, біологічні) та ін. Залежно від особливостей змін екологічні чинники поділяють на: періодичні (наприклад, добові зміни температури), неперіодичні (наприклад, виверження вулканів).
Але найпоширенішою є класифікація екологічних чинників за природою впливу: абіотичні (вплив чинників неживої природи), біотичні (вплив чинників живої природи) та антропічні (прямий та опосередкований вплив діяльності людини).
Отже, різноманітність екологічних чинників пов'язана з різноманітністю умов довкілля, що впливають на існування живого та визначають біологічне різноманіття.
Як екологічні чинники діють на організми?
Незважаючи на різноманітність екологічних чинників, існують певні загальні закономірності їхнього впливу на організми й угруповання. Якими ж є ці основні закономірності?
• Правило адаптивності: у відповідь на вплив умов середовища у організмів у процесі еволюції формуються пристосування (наприклад, адаптація риб до життя у воді).
• Закон оптимуму: кожен чинник позитивно впливає на життєдіяльність організмів лише у певних межах. Стан організму, популяції чи екосистеми, за якого вони виявляють найвищі показники життєдіяльності, описують поняттям екологічний оптимум, а умови, в яких організми з найменшими енергетичними затратами зберігають властивий їм обмін речовин, називаються оптимальними.
• Правило взаємодії екологічних чинників: за сумісної дії на організм одні чинники можуть посилювати чи послаблювати впливи інших чинників. Так, впливи температури середовища може посилювати підвищена вологість.
• Правило обмежувального чинника: життєдіяльність виду обмежується тим чинником, дія якого є найбільш віддаленою від оптимальної (іл. 155). Обмежувальний (лімітуючий) чинник - це чинник середовища, який найбільше відхиляється від оптимуму дії серед всіх інших факторів і виходить за межі витривалості. Автором цієї закономірності є німецький хімік Ю. Лібіх (1803-1873), який сформулював її як закон мінімуму ще в 1840 р. Найчастіше лімітуючими чинниками є вода, температура,їжа. Так, життєдіяльність струмкової форелі обмежується вмістом кисню у воді, життя північних оленів залежить від глибини снігового покриву.
Іл. 155. Діжка Лібіха, що ілюструє обмежувальний чинник
• Правило екологічної ніші: організми пристосовуються до всієї сукупності чинників, що діють на них, тобто кожний вид має свою екологічну нішу - сукупність всіх чинників середовища, за яких можливе існування виду.
Отже, існування організмів визначається комплексним впливом екологічних чинників.
Як впливає на організм той чи інший екологічний чинник?
На організм одночасно впливають багато різних чинників, і дію кожного із них можна подати у вигляді загальної схеми (іл. 156). Весь діапазон мінливості чинника, в межах якого можлива життєдіяльність організмів, називають зоною екологічної валентності (діапазоном витривалості). Мінімальні й максимальні значення чинника, за якими життєдіяльність особин стає неможливою і вони гинуть, називаються межами витривалості. Розрізняють нижню й верхню межі витривалості. У 1913 р. американський зоолог В. Шелфорд (1877-1968) у дослідах з комахами дійшов висновку, що як мінімум, так і максимум екологічного впливу може бути обмежувальним чинником. В екології ця закономірність має назву закону толерантності Шелфорда.
Іл. 156. Схема дії екологічного чинника
Ті значення чинника, що є найсприятливішими для життєдіяльності організмів і за яких спостерігаються ріст й розмноження організмів, називають оптимальними, а відповідні значення чинника - оптимумом. Ці значення утворюють зону нормальної життєдіяльності. Між зоною оптимуму і межами витривалості розташовані зони пригнічення (зони песимуму, або стресові зони). Організми за цих значень чинника живуть, але не ростуть і не розмножуються.
Екологічна валентність (екологічна толерантність) - здатність організмів успішно протистояти дії зовнішніх чинників у певному інтервалі даного біотопу, або, іншими словами, адаптованість видів до певних умов існування. Кількісно вона охоплює діапазон між нижньою і верхньою межами витривалості. Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від -55 до +30 °С, а тропічні корали гинуть у разі зміни температури на 5-6 °С.
За екологічною валентністю організми поділяють на стенобіонтів та еврибіонтів. Стенобіонти (від грец. стенос - вузький та біос - життя) - організми, які можуть жити лише за дуже незначної зміни чинників середовища. Це симбіонти, мешканці морських глибин, печер, лісів високогір’я (наприклад, колібрі, осоїди, коала, форель, риби-вудильники). Еврибіонти (від грец. еврі - широкий та біос - життя) - організми, що можуть жити за значних змін чинників середовища. Це здебільшого мешканці помірних широт (наприклад, пацюки, таргани, свині, бурий ведмідь, ворони).
Отже, для кожного чинника, що діє на організм, існує зона екологічної валентності, зона нормальної життєдіяльності, зони пригнічення і межі витривалості.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Завдання на застосування знань
Розгляньте ілюстрацію, проаналізуйте запропоновані твердження і вкажіть правильні.
1. Межі витривалості виду позначено точками А і Б.
2. Затемнені ділянки відповідають зонам пригнічення.
3. Між зонами пригнічення розташована зона екологічної валентності.
4. Між межами витривалості А і Б - зона нормальної життєдіяльності
Біологія + Екологія
Пригадайте й проаналізуйте названі приклади взаємовідносин організмів, зіставте їх з ілюстраціями та визначте види біотичних чинників: А - мутуалізм, Б - канібалізм, В - коменсалізм, Г - паразитизм, Д - виїдання, Е - конкуренція; 1 - крокодил-самець поїдає молодого крокодила, 2 - рибка-клоун і актинія, 3 - шишкар живиться насінням ялини, 4 - черепаха й риби-прилипали, 5 - рафлезія і корені ліани в тропічному лісі, 6 - турнір жуків-оленів. Доведіть комплексний вплив екологічних чинників на організм.
СТАВЛЕННЯ
Біологія + Наука
Визначте внесок учених (на ілюстрації зліва направо В. Вернадський, В. Шелфорд, Ю. Лібіх, Е. Геккель) у розвиток екології. Яке значення мають знання екологічних закономірностей у практичній діяльності людини?
РЕЗУЛЬТАТ
Коментарі (0)