Elupaik - see on see osa loodusest, mis ümbritseb elusorganismi ja millega see vahetult suhtleb. Keskkonna komponendid ja omadused on mitmekesised ja muutlikud. Iga elusolend elab keerulises muutuvas maailmas, kohanedes sellega pidevalt ja reguleerides oma elutegevust vastavalt selle muutustele.

Organisme mõjutavaid üksikuid omadusi või keskkonnaelemente nimetatakse keskkonnategurid. Keskkonnategurid on mitmekesised. Need võivad olla elusolenditele vajalikud või vastupidi kahjulikud, soodustada või takistada ellujäämist ja paljunemist. Keskkonnateguritel on erinev olemus ja spetsiifilised tegevused. Nende hulgas on abiootiline Ja biootiline, antropogeenne.

Abiootilised tegurid - temperatuur, valgus, radioaktiivne kiirgus, rõhk, õhuniiskus, vee soolane koostis, tuul, hoovused, maastik – need on kõik elutu looduse omadused, mis mõjutavad otseselt või kaudselt elusorganisme.

Biootilised tegurid - need on elusolendite üksteisele mõju avaldamise vormid. Iga organism kogeb pidevalt teiste olendite otsest või kaudset mõju, puutub kokku oma liigi ja teiste liikide esindajatega - taimede, loomade, mikroorganismidega, sõltub neist ja mõjutab neid ise. Ümbritsev orgaaniline maailm on iga elusolendi keskkonna lahutamatu osa.

Organismide vastastikused seosed on biotsenooside ja populatsioonide olemasolu aluseks; nende käsitlemine kuulub sünökoloogia valdkonda.

Antropogeensed tegurid - need on inimühiskonna tegevusvormid, mis toovad kaasa muutusi looduses kui teiste liikide elupaigas või mõjutavad otseselt nende elu. Inimkonna ajaloo jooksul on esmalt jahinduse, seejärel põllumajanduse, tööstuse ja transpordi areng meie planeedi olemust suuresti muutnud. Antropogeensete mõjude tähtsus kogu Maa elusmaailmale kasvab jätkuvalt kiiresti.

Kuigi inimene mõjutab elusloodust abiootiliste tegurite ja liikide biootiliste suhete muutumise kaudu, tuleks inimtegevus planeedil määratleda kui eriline jõud, mis selle klassifikatsiooni raamidesse ei mahu. Praegu on Maa eluspinna, igat tüüpi organismide saatus inimühiskonna kätes ja sõltub inimtegevusest tulenevast mõjust loodusele.

Samal keskkonnateguril on eri liikide kooselusorganismide elus erinev tähendus. Näiteks talvised tugevad tuuled on ebasoodsad suurtele lahtiselt elavatele loomadele, kuid ei avalda mõju väiksematele, kes peidavad end urgudesse või lume alla. Mulla soolane koostis on oluline taimede toitumise seisukohalt, kuid on ükskõikne enamiku maismaaloomade jne suhtes.

Keskkonnategurite muutused ajas võivad olla: 1) korrapäraselt perioodilised, muutes mõju tugevust seoses kellaajaga või aastaajaga või ookeani loodete rütmiga; 2) ebakorrapärased, ilma selge perioodilisuseta, näiteks ilmastikutingimuste muutumine erinevatel aastatel, katastroofilised nähtused - tormid, hoovihmad, maalihked jne; 3) suunatud teatud, mõnikord pikkade ajavahemike peale, näiteks kliima jahenemise või soojenemise, veekogude kinnikasvamise, kariloomade pideva karjatamise ajal samal alal jne.

Keskkonnateguritest eristatakse ressursse ja tingimusi. Vahendid organismid kasutavad ja tarbivad keskkonda, vähendades seeläbi nende arvukust. Ressursside hulka kuuluvad toit, vesi, kui seda napib, varjualused, mugavad paljunemiskohad jne. Tingimused - need on tegurid, millega organismid on sunnitud kohanema, kuid tavaliselt ei suuda neid mõjutada. Sama keskkonnategur võib olla mõnele ressursiks ja teistele liikidele tingimuseks. Näiteks on valgus taimede jaoks elutähtis energiaressurss ja nägemisega loomade jaoks visuaalse orientatsiooni tingimus. Vesi võib olla paljude organismide jaoks nii elutingimus kui ka ressurss.

2.2. Organismide kohanemised

Organismide kohanemist oma keskkonnaga nimetatakse kohanemine. Kohanemised on mis tahes muutused organismide struktuuris ja talitluses, mis suurendavad nende ellujäämisvõimalusi.

Kohanemisvõime on üldiselt elu üks peamisi omadusi, kuna see annab selle olemasolu võimaluse, organismide ellujäämis- ja paljunemisvõime. Kohanemised avalduvad erinevatel tasanditel: alates rakkude biokeemiast ja üksikute organismide käitumisest kuni koosluste ja ökoloogiliste süsteemide struktuuri ja toimimiseni. Kohanemised tekivad ja arenevad liikide evolutsiooni käigus.

Põhilised kohanemismehhanismid organismi tasandil: 1) biokeemiline– avalduvad intratsellulaarsetes protsessides, nagu ensüümide töö muutus või nende koguse muutumine; 2) füsioloogiline– näiteks suurenenud higistamine koos temperatuuri tõusuga mitmel liigil; 3) morfo-anatoomiline– elustiiliga seotud keha struktuuri ja kuju tunnused; 4) käitumuslik– näiteks loomad, kes otsivad soodsaid elupaiku, loovad urgusid, pesasid jms; 5) ontogeneetiline– indiviidi arengu kiirendamine või aeglustumine, soodustades tingimuste muutumisel ellujäämist.

Ökoloogilised keskkonnategurid mõjutavad elusorganisme erinevalt, st võivad mõjutada mõlemat ärritajad, füsioloogiliste ja biokeemiliste funktsioonide adaptiivsete muutuste tekitamine; Kuidas piirajad, nendes tingimustes eksisteerimise võimatuse põhjustamine; Kuidas modifikaatorid, morfoloogiliste ja anatoomiliste muutuste tekitamine organismides; Kuidas signaalid, mis näitab muutusi muudes keskkonnategurites.

2.3. Keskkonnategurite toime üldseadused organismidele

Vaatamata paljudele keskkonnateguritele võib nende organismidele avalduva mõju olemuse ja elusolendite reaktsioonide osas tuvastada mitmeid üldisi mustreid.

1. Optimumi seadus.

Igal teguril on organismidele positiivse mõju teatud piirid (joonis 1). Muutuva teguri tulemus sõltub eelkõige selle avaldumise tugevusest. Nii teguri ebapiisav kui ka ülemäärane toime mõjutab negatiivselt inimeste elutegevust. Kasulikku mõjujõudu nimetatakse optimaalse keskkonnateguri tsoon või lihtsalt optimaalne selle liigi organismide jaoks. Mida suurem on kõrvalekalle optimumist, seda tugevam on selle teguri pärssiv toime organismidele. (pessimumistsoon). Koefitsiendi maksimaalne ja minimaalne ülekantav väärtus on kriitilised punktid, tagaüle mille olemasolu pole enam võimalik, saabub surm. Kriitiliste punktide vahelisi vastupidavuse piire nimetatakse ökoloogiline valents elusolendid seoses konkreetse keskkonnateguriga.

Riis. 1. Keskkonnategurite toime elusorganismidele skeem

Erinevate liikide esindajad erinevad üksteisest suuresti nii optimumi asendi kui ka ökoloogilise valentsi poolest. Näiteks tundras elavad arktilised rebased taluvad õhutemperatuuri kõikumisi vahemikus üle 80 °C (+30 kuni -55 °C), soojaveelised koorikloomad Copilia mirabilis taluvad aga veetemperatuuri muutusi vahemikus. mitte üle 6 °C (+23 kuni +29 °C). Faktori sama tugevus võib olla ühe liigi jaoks optimaalne, teise jaoks pessimaalne ja kolmanda jaoks ületada vastupidavuse piire (joonis 2).

Liigi laiapõhjalist ökoloogilist valentsi abiootiliste keskkonnategurite suhtes näitab teguri nimetuse eesliite “eury” lisamine. Eurütermiline liigid, mis taluvad olulisi temperatuurikõikumisi, eurybates- lai rõhuvahemik, eurihaliin– keskkonna erinevad soolsuse astmed.

Riis. 2. Optimaalsete kõverate asukoht erinevate liikide temperatuuriskaalal:

1, 2 - stenotermilised liigid, krüofiilid;

3–7 – eurütermilised liigid;

8, 9 - stenotermilised liigid, termofiilid

Suutmatust taluda teguri olulisi kõikumisi või kitsast keskkonnavalentsust iseloomustab eesliide "steno" - stenotermiline, stenobaat, stenohaliin liigid jne Laiemas mõttes nimetatakse liike, mille olemasolu eeldab rangelt määratletud keskkonnatingimusi stenobiont, ja need, mis on võimelised kohanema erinevate keskkonnatingimustega - eurybiont.

Nimetatakse tingimusi, mis lähenevad kriitilistele punktidele ühe või mitme teguri tõttu korraga äärmuslik.

Optimaalsete ja kriitiliste punktide asukohta faktorigradiendil saab keskkonnatingimuste toimel teatud piirides nihutada. Seda esineb paljudel liikidel regulaarselt aastaaegade muutudes. Näiteks talvel taluvad varblased tugevaid külmakraade ja suvel surevad nad külmumise tõttu veidi alla nulli. Nimetatakse nähtust optimumi nihkest mis tahes teguri suhtes kohanemine. Temperatuuri osas on see hästi tuntud keha termilise kõvenemise protsess. Temperatuuriga kohanemine nõuab märkimisväärset aega. Mehhanismiks on ensüümide muutus rakkudes, mis katalüüsivad samu reaktsioone, kuid erinevatel temperatuuridel (nn. isosüümid). Iga ensüümi kodeerib oma geen, seetõttu on vaja mõned geenid välja lülitada ja teised aktiveerida, transkriptsioon, translatsioon, piisava koguse uue valgu kokkupanek jne. Kogu protsess võtab keskmiselt umbes kaks nädalat ja seda stimuleeritakse muutuste tõttu keskkonnas. Aklimatiseerumine ehk kõvenemine on organismide oluline kohanemine, mis toimub järk-järgult lähenevates ebasoodsates tingimustes või sisenemisel erineva kliimaga territooriumidele. Nendel juhtudel on see üldise aklimatiseerumisprotsessi lahutamatu osa.

2. Faktori mõju erinevatele funktsioonidele ebaselgus.

Iga tegur mõjutab erinevaid keha funktsioone erinevalt (joonis 3). Mõne protsessi jaoks võib optimaalne olla teiste jaoks pessim. Seega tõstab külmaverelistel loomadel õhutemperatuur +40 kuni +45 °C oluliselt ainevahetusprotsesside kiirust organismis, kuid pärsib motoorset aktiivsust ning loomad langevad termilisse stuuporisse. Paljude kalade jaoks on sigimisproduktide küpsemiseks optimaalne veetemperatuur ebasoodne kudemiseks, mis toimub erinevas temperatuurivahemikus.

Riis. 3. Fotosünteesi ja taimede hingamise temperatuurist sõltuvuse skeem (V. Larcheri järgi, 1978): t min, t opt, t max– taimede kasvuks minimaalne, optimaalne ja maksimaalne temperatuur (varjutatud ala)

Elutsükkel, mille jooksul organism teatud perioodidel täidab peamiselt teatud funktsioone (toitumine, kasv, paljunemine, asustamine jne), on alati kooskõlas hooajaliste muutustega keskkonnategurite kompleksis. Liikuvad organismid võivad ka elupaiku vahetada, et edukalt täita kõiki oma elutähtsaid funktsioone.

3. Individuaalsete reaktsioonide mitmekesisus keskkonnateguritele.Üksikute indiviidide vastupidavuse aste, kriitilised punktid, optimaalsed ja pessimaalsed tsoonid ei lange kokku. Selle varieeruvuse määravad nii indiviidide pärilikud omadused kui ka soo, vanuse ja füsioloogilised erinevused. Näiteks jahu- ja teraviljasaaduste ühe kahjuri veskiliblika puhul on röövikute kriitiline miinimumtemperatuur -7 °C, täiskasvanud vormidel -22 °C, munadel -27 °C. -10 °C pakane tapab röövikud, kuid ei ole ohtlik selle kahjuri täiskasvanud ja munadele. Järelikult on liigi ökoloogiline valents alati laiem kui iga üksiku isendi ökoloogiline valents.

4. Organismide erinevate teguritega kohanemise suhteline sõltumatus. Tolerantsuse aste ühegi teguri suhtes ei tähenda liigi vastavat ökoloogilist valentsust teiste tegurite suhtes. Näiteks liigid, mis taluvad suuri temperatuurikõikumisi, ei pea tingimata taluma suuri niiskuse või soolsuse erinevusi. Eurütermilised liigid võivad olla stenohaliinid, stenobaatilised või vastupidi. Liigi ökoloogilised valentsid erinevate tegurite suhtes võivad olla väga mitmekesised. See loob looduses erakordselt palju kohanemisi. Keskkonnavalentside kogum seoses erinevate keskkonnateguritega on liigi ökoloogiline spekter.

5. Üksikute liikide ökoloogiliste spektrite lahknevus. Iga liik on oma ökoloogiliste võimete poolest spetsiifiline. Isegi nende liikide puhul, mis on oma keskkonnaga kohanemismeetodites sarnased, on nende suhtumises teatud üksikteguritesse erinev.

Riis. 4. Muutused teatud taimeliikide osaluses niidupuistutes sõltuvalt niiskusest (L. G. Ramensky et al., 1956 järgi): 1 - punane ristikhein; 2 – harilik raudrohi; 3 - Deljavini seller; 4 – niidu-sinihein; 5 – aruhein; 6 – tõeline peenrakõrs; 7 – varajane tarn; 8 – nurmenukk; 9 – mägigeranium; 10 – põllupõõsas; 11 – lühikese ninaga salsikas

Liikide ökoloogilise individuaalsuse reegel sõnastas vene botaanik L. G. Ramensky (1924) seoses taimedega (joon. 4), siis leidis see laialdast kinnitust ka zooloogilistes uuringutes.

6. Tegurite koostoime. Organismide optimaalne vastupidavuse tsoon ja piirid mis tahes keskkonnateguri suhtes võivad nihkuda sõltuvalt tugevusest ja sellest, millises kombinatsioonis teised tegurid samaaegselt toimivad (joonis 5). Seda mustrit nimetatakse tegurite koostoime. Näiteks kuivas, mitte niiskes õhus on kuumust kergem taluda. Külma ilmaga tugeva tuulega on külmumise oht palju suurem kui tuulevaikse ilmaga. Seega on samal teguril koos teistega erinev keskkonnamõju. Vastupidi, sama keskkonnatulemust võib saada erineval viisil. Näiteks taimede närbumist saab peatada nii mulla niiskuse hulga suurendamisega kui ka õhutemperatuuri langetamisega, mis vähendab aurustumist. Tekib tegurite osalise asendamise efekt.

Riis. 5. Männi siidiusside munade Dendrolimus pini suremus erinevatel temperatuuri ja niiskuse kombinatsioonidel

Samal ajal on keskkonnategurite vastastikusel kompenseerimisel teatud piirid ja üht neist on võimatu teisega täielikult asendada. Vee või vähemalt ühe mineraalse toitumise põhielemendi täielik puudumine muudab taime elu võimatuks, hoolimata muude tingimuste kõige soodsamatest kombinatsioonidest. Polaarkõrbete äärmist soojapuudust ei saa kompenseerida ei niiskuse rohkus ega 24-tunnine valgustus.

Võttes arvesse keskkonnategurite koostoime mustreid põllumajanduspraktikas, on võimalik oskuslikult säilitada kultuurtaimede ja koduloomade jaoks optimaalsed elutingimused.

7. Piiravate tegurite reegel. Organismide eksisteerimise võimalusi piiravad eelkõige need keskkonnategurid, mis on optimaalsest kõige kaugemal. Kui vähemalt üks keskkonnateguritest läheneb kriitilistele väärtustele või ületab neid, ähvardab neid inimesi surm, hoolimata muude tingimuste optimaalsest kombinatsioonist. Kõik optimumist tugevalt kõrvalekalduvad tegurid omandavad liigi või selle üksikute esindajate elus teatud ajaperioodidel ülima tähtsuse.

Piiravad keskkonnategurid määravad liigi geograafilise levila. Nende tegurite olemus võib olla erinev (joonis 6). Seega võib liikide liikumist põhja poole piirata soojapuudus, kuivadesse piirkondadesse aga niiskusepuudus või liiga kõrge temperatuur. Biootilised suhted võivad olla ka levikut piiravad tegurid, näiteks territooriumi hõivamine tugevama konkurendi poolt või taimede tolmeldajate puudumine. Seega sõltub viigimarjade tolmeldamine täielikult ühest putukaliigist – herilasest Blastophaga psenes. Selle puu kodumaa on Vahemeri. Californiasse toodud viigimarjad ei kandnud vilja enne, kui sinna toodi tolmeldavad herilased. Kaunviljade levikut Arktikas piirab neid tolmeldavate kimalaste levik. Diksoni saarel, kus kimalasi pole, kaunvilju ei leidu, kuigi temperatuuritingimuste tõttu on nende taimede olemasolu seal siiski lubatud.

Riis. 6. Sügav lumikate on hirvede levikut piirav tegur (G. A. Novikovi järgi, 1981)

Et teha kindlaks, kas liik võib teatud geograafilises piirkonnas eksisteerida, tuleb kõigepealt kindlaks teha, kas keskkonnategurid on väljaspool selle ökoloogilist valentsi, eriti selle kõige haavatavamal arenguperioodil.

Piiravate tegurite väljaselgitamine on põllumajanduspraktikas väga oluline, kuna suunates põhilised jõupingutused nende kõrvaldamisele, saab kiiresti ja tõhusalt tõsta taimesaaki või loomade produktiivsust. Seega saab väga happelistel muldadel nisusaaki veidi tõsta, kasutades erinevaid agronoomilisi mõjutusi, kuid parima efekti saab ainult lupjamise tulemusena, mis eemaldab happesuse piiravad mõjud. Piiravate tegurite tundmine on seega organismide elutegevuse kontrollimise võti. Indiviidide erinevatel eluperioodidel toimivad piiravate teguritena erinevad keskkonnategurid, mistõttu on vajalik kultuurtaimede ja -loomade elutingimuste oskuslik ja pidev reguleerimine.

2.4. Organismide ökoloogilise klassifitseerimise põhimõtted

Ökoloogias tekitab keskkonnaga kohanemise meetodite ja viiside mitmekesisus ja mitmekesisus vajaduse mitme liigituse järele. Ühtegi ühte kriteeriumi kasutades on võimatu kajastada organismide keskkonnaga kohanemisvõime kõiki aspekte. Ökoloogilised klassifikatsioonid peegeldavad sarnasusi, mis tekivad nende kasutamisel väga erinevate rühmade esindajatel sarnased kohanemisviisid. Näiteks kui liigitada loomi nende liikumisviiside järgi, siis reaktiivsete vahenditega vees liikuvate liikide ökoloogilisse rühma kuuluvad oma süstemaatiliselt erinevad loomad, nagu meduusid, peajalgsed, mõned ripsloomad ja lipulised, vees reaktiivsete vahenditega vastsed. kiilide arv jne (joonis 7). Keskkonnaklassifikatsioonid võivad põhineda väga erinevatel kriteeriumidel: toitumismeetodid, liikumine, suhtumine temperatuurile, niiskusele, soolsusele, rõhule jne. Lihtsaima ökoloogilise klassifikatsiooni näide on kõigi organismide jagunemine euribiontideks ja stenobiontideks vastavalt keskkonnaga kohanemise ulatuse laiusele.

Riis. 7. Vees reaktiivselt liikuvate organismide ökoloogilise rühma esindajad (S. A. Zernovi järgi, 1949):

1 – lipulae Medusochloris phiale;

2 – ripsloom Craspedotella pileosus;

3 – meduus Cytaeis vulgaris;

4 – pelaagiline holotuuria pelagotuuria;

5 – kiigli vastne;

6 – ujuv kaheksajalg Octopus vulgaris:

A– veejoa suund;

b– looma liikumissuund

Teine näide on organismide jagamine rühmadesse vastavalt toitumise iseloomule.Autotroofid on organismid, mis kasutavad oma keha ehitamiseks allikana anorgaanilisi ühendeid. Heterotroofid– kõik elusolendid, kes vajavad orgaanilist päritolu toitu. Omakorda jagunevad autotroofid fototroofid Ja kemotroofid. Esimesed kasutavad päikesevalguse energiat orgaaniliste molekulide sünteesimiseks, teised kasutavad keemiliste sidemete energiat. Heterotroofid jagunevad saprofüüdid, kasutades lihtsate orgaaniliste ühendite lahuseid ja holosoaanid. Holozoaanidel on keeruline seedeensüümide komplekt ja nad võivad tarbida keerulisi orgaanilisi ühendeid, jagades need lihtsamateks komponentideks. Holosoaanid jagunevad saprofaagid(toituvad surnud taimejäänustest) fütofaagid(elustaimede tarbijad), zoofaagid(vajavad elusat toitu) ja nekrofaagid(kiskjad). Kõik need rühmad võib omakorda jagada väiksemateks, millel on oma spetsiifilised toitumismustrid.

Vastasel juhul saate koostada klassifikatsiooni vastavalt toidu hankimise meetodile. Loomade hulgas näiteks rühmad nagu filtrid(väikesed koorikloomad, hambutu, vaal jne), karjatamisvormid(kabiloomad, lehemardikad), kogujad(rähnid, mutid, väädid, kanad), liikuva saagi kütid(hundid, lõvid, kärbsed jne) ja mitmed teised rühmad. Seega, hoolimata organisatsiooni suurest erinevusest, toob sama lõvide ja ööliblikate saakloomade valdamise meetod kaasa hulga analoogiaid nende jahipidamisharjumustes ja üldistes struktuurilistes tunnustes: keha kõhnus, lihaste tugev areng, võime arendada lühiajalisi. tähtajaline suur kiirus jne.

Ökoloogilised klassifikatsioonid aitavad tuvastada organismide võimalikke viise looduses keskkonnaga kohanemiseks.

2.5. Aktiivne ja varjatud elu

Ainevahetus on elu üks olulisemaid omadusi, mis määrab organismide tiheda materiaal-energeetilise seose keskkonnaga. Ainevahetus näitab tugevat sõltuvust elutingimustest. Looduses jälgime kahte peamist eluseisundit: aktiivne elu ja rahu. Aktiivse elu jooksul organismid toituvad, kasvavad, liiguvad, arenevad, paljunevad ja neid iseloomustab intensiivne ainevahetus. Puhkus võib olla erineva sügavuse ja kestusega, kuna paljud keha funktsioonid nõrgenevad või ei toimu üldse, kuna ainevahetuse tase langeb väliste ja sisemiste tegurite mõjul.

Sügava puhkeseisundis, s.t vähenenud aine-energia ainevahetuses, muutuvad organismid keskkonnast vähem sõltuvaks, omandavad kõrge stabiilsusastme ja on võimelised taluma tingimusi, millele nad aktiivse elu jooksul vastu ei pidanud. Need kaks seisundit vahelduvad paljude liikide elus, olles kohanemine ebastabiilse kliima ja teravate hooajaliste muutustega elupaikadega, mis on tüüpiline enamikule planeedist.

Ainevahetuse sügava allasurumisega ei pruugi organismid üldse nähtavaid elumärke ilmutada. Küsimust, kas ainevahetust on võimalik täielikult peatada koos järgneva aktiivse elu juurde naasmisega, st omamoodi "surnutest ülestõusmisega", on teaduses vaieldud rohkem kui kaks sajandit.

Esmakordne nähtus kujuteldav surm avastas 1702. aastal Anthony van Leeuwenhoek, elusolendite mikroskoopilise maailma avastaja. Kui veepiisad kuivasid, tõmbusid tema vaadeldud “loomad” (rotiferid) kokku, nägid välja surnud ja võisid selles seisundis püsida pikka aega (joonis 8). Uuesti vette asetatuna nad paisusid ja alustasid aktiivset elu. Leeuwenhoek selgitas seda nähtust asjaoluga, et "loomade" kest ilmselt "ei võimalda vähimatki aurustumist" ja nad jäävad ellu kuivades tingimustes. Kuid mõne aastakümne jooksul vaidlesid loodusteadlased juba võimaluse üle, et "elu võib täielikult peatada" ja taastada "20, 40, 100 või enama aasta pärast".

XVIII sajandi 70ndatel. "ülestõusmise" nähtus pärast kuivatamist avastati ja seda kinnitasid arvukad katsed paljude teiste väikeste organismidega - nisuangerjas, vabalt elavate nematoodide ja tardigradidega. J. Buffon, korrates J. Needhami katseid angerjatega, väitis, et „neid organisme saab panna surema ja uuesti ellu ärkama nii mitu korda, kui soovitakse”. L. Spallanzani juhtis esimesena tähelepanu taimede seemnete ja eoste sügavale puhkeajale, pidades seda nende säilivuseks ajas.

Riis. 8. Rotifer Philidina roseola kuivatamise erinevates etappides (P. Yu. Schmidti järgi, 1948):

1 - aktiivne; 2 – kokkutõmbumise algus; 3 – enne kuivamist täielikult kokku tõmmatud; 4 - peatatud animatsiooni olekus

19. sajandi keskel. veenvalt tehti kindlaks, et kuivrohi, tardigradide ja nematoodide vastupidavus kõrgetele ja madalatele temperatuuridele, hapnikupuudusele või puudumisele suureneb võrdeliselt nende dehüdratsiooni astmega. Lahtiseks jäi aga küsimus, kas see tõi kaasa elu täieliku katkemise või ainult selle sügava rõhumise. 1878. aastal esitas Claude Bernal selle kontseptsiooni "varjatud elu" mida ta iseloomustas ainevahetuse seiskumisega ning "olemise ja keskkonna vahelise suhte katkemisega".

See probleem lahenes lõplikult alles 20. sajandi esimesel kolmandikul süvavaakumdehüdratsiooni tehnoloogia väljatöötamisega. G. Rami, P. Becquereli ja teiste teadlaste katsed näitasid võimalust elu täielik pöörduv peatus. Kuivas olekus, kui rakkudesse ei jäänud keemiliselt seotud kujul rohkem kui 2% vett, talusid sellised organismid nagu rotiferid, tardigradid, väikesed nematoodid, taimede seemned ja eosed, bakterite ja seente eosed vedela hapnikuga kokkupuudet. -218,4 °C ), vedel vesinik (-259,4 °C), vedel heelium (-269,0 °C), st absoluutse nulli lähedased temperatuurid. Sel juhul rakkude sisu kõveneb, isegi molekulide termiline liikumine puudub ja kogu ainevahetus peatub loomulikult. Pärast normaalsetesse tingimustesse paigutamist jätkavad need organismid arengut. Mõne liigi puhul on ainevahetuse peatamine ülimadalatel temperatuuridel võimalik ilma kuivatamiseta, eeldusel, et vesi külmub mitte kristallilises, vaid amorfses olekus.

Täielik ajutine eluseisak nimetatakse peatatud animatsioon. Selle termini pakkus välja V. Preyer 1891. aastal. Peatatud animatsiooni seisundis muutuvad organismid resistentseks paljude erinevate mõjude suhtes. Näiteks talusid tardigradid 24 tunni jooksul kuni 570 tuhande roentgeeni ioniseerivat kiirgust. Ühe Aafrika kironoosse sääse Polypodium vanderplanki veetustatud vastsed säilitavad võime taastuda ka pärast kokkupuudet temperatuuril +102 °C.

Peatatud animatsiooni olek laiendab oluliselt elu säilitamise piire, sealhulgas ajaliselt. Näiteks avastati Antarktika liustiku paksuse sügaval puurimisel mikroorganismid (bakterite, seente ja pärmseente eosed), mis arenesid hiljem tavalisel toitainekeskkonnal. Vastavate jäähorisontide vanus ulatub 10–13 tuhande aastani. Mõne elujõulise bakteri eosed on eraldatud ka sügavamatest sadu tuhandeid aastaid vanadest kihtidest.

Anabioos on aga üsna haruldane nähtus. Kõigi liikide puhul pole see võimalik ja on eluslooduses äärmuslik puhkeseisund. Selle vajalik tingimus on tervete peente intratsellulaarsete struktuuride (organellide ja membraanide) säilimine organismide kuivatamisel või sügavjahtumisel. See seisund on võimatu enamiku liikide puhul, millel on keeruline rakkude, kudede ja elundite korraldus.

Anabioosivõime esineb liikidel, millel on lihtne või lihtsustatud struktuur ja mis elavad niiskuse järsu kõikumise tingimustes (väikeste veekogude, pinnase ülemiste kihtide, sammalde ja samblike patjade jne kuivatamine).

Teised puhkeseisundi vormid, mis on seotud ainevahetuse osalise inhibeerimise tagajärjel vähenenud elutegevuse seisundiga, on looduses palju levinumad. Igasugune ainevahetuse taseme langus suurendab organismide stabiilsust ja võimaldab neil energiat säästlikumalt kulutada.

Vähenenud elutähtsa aktiivsuse seisundis olevad puhkevormid jagunevad hüpobioos Ja krüptobioos, või sunnitud rahu Ja füsioloogiline puhkus. Hüpobioosi korral toimub aktiivsuse pärssimine või torpor ebasoodsate tingimuste otsesel survel ja lakkab peaaegu kohe pärast nende tingimuste normaliseerumist (joonis 9). Selline elutähtsate protsesside allasurumine võib toimuda soojuse, vee, hapniku puudumise, osmootse rõhu suurenemise jne korral. Vastavalt sunnitud puhkuse peamisele välistegurile on krüobioos(madalatel temperatuuridel), anhüdrobioos(veepuudusega), anoksübioos(anaeroobsetes tingimustes), hüperosmobioos(kõrge soolasisaldusega vees) jne.

Mitte ainult Arktikas ja Antarktikas, vaid ka keskmistel laiuskraadidel talvituvad mõned külmakindlad lülijalgsete liigid (kollembolad, mitmed kärbsed, maamardikad jt) äkilises olekus, sulades kiiresti üles ja lülitudes ümber. päikesekiired ja kaotavad temperatuuri langedes taas liikuvuse. Kevadel tärkavad taimed peatuvad ning pärast jahtumist ja soojenemist jätkavad kasvu ja arengut. Pärast vihma muutub paljas muld sageli roheliseks sunduinumisel olnud mullavetikate kiire vohamise tõttu.

Riis. 9. Pagon - jäätükk, millesse on külmunud mageveeelanikud (S. A. Zernovilt, 1949)

Metaboolse supressiooni sügavus ja kestus hüpobioosi ajal sõltuvad inhibeeriva faktori kestusest ja intensiivsusest. Sunnitud uinumine toimub ontogeneesi mis tahes etapis. Hüpobioosi eelised on aktiivse elu kiire taastamine. See on aga organismide suhteliselt ebastabiilne seisund ja võib pikema aja jooksul olla kahjulik ainevahetusprotsesside tasakaalustamatuse, energiaressursside ammendumise, alaoksüdeerunud ainevahetusproduktide kuhjumise ja muude ebasoodsate füsioloogiliste muutuste tõttu.

Krüptobioos on täiesti erinevat tüüpi puhkeperiood. See on seotud endogeensete füsioloogiliste muutuste kompleksiga, mis toimuvad eelnevalt, enne ebasoodsate hooajaliste muutuste algust ja organismid on nendeks valmis. Krüptobioos on kohanemine eelkõige abiootiliste keskkonnategurite hooajalise või muu perioodilisusega, nende regulaarse tsüklilisusega. See moodustab osa organismide elutsüklist ja ei esine mitte mis tahes etapis, vaid teatud individuaalse arengu etapis, mis on ajastatud nii, et see langeb kokku aasta kriitiliste perioodidega.

Üleminek füsioloogilise puhkeolekusse võtab aega. Sellele eelneb reservainete kogunemine, kudede ja elundite osaline dehüdratsioon, oksüdatiivsete protsesside intensiivsuse vähenemine ja mitmed muud muutused, mis üldiselt vähendavad kudede ainevahetust. Krüptoobioosi seisundis muutuvad organismid ebasoodsate keskkonnamõjude suhtes kordades vastupidavamaks (joonis 10). Peamised biokeemilised ümberkorraldused on sel juhul suures osas tavalised taimedele, loomadele ja mikroorganismidele (näiteks ainevahetuse lülitumine erineval määral glükolüütilisele rajale reservsüsivesikute tõttu jne). Krüptobioosist väljumine nõuab samuti aega ja energiat ning seda ei saa saavutada lihtsalt teguri negatiivse mõju peatamisega. See eeldab eritingimusi, erinevate liikide puhul erinevaid (näiteks külmumine, tilk-vedeliku vee olemasolu, teatud valguspäeva pikkus, teatud valguskvaliteet, kohustuslikud temperatuurikõikumised jne).

Krüptobioos kui ellujäämisstrateegia perioodiliselt aktiivseks eluks ebasoodsates tingimustes on pikaajalise evolutsiooni ja loodusliku valiku tulemus. See on eluslooduses laialt levinud. Krüptoobioosi seisund on iseloomulik näiteks taimede seemnetele, tsüstidele ja erinevate mikroorganismide, seente ja vetikate eostele. Lülijalgsete diapaus, imetajate hibernatsioon, taimede sügav puhkeaeg on samuti erinevat tüüpi krüptobioos.

Riis. 10. Vihmauss dipausis (V. Tishleri ​​järgi, 1971)

Hüpobioosi, krüptoobioosi ja anabioosi seisundid tagavad liikide säilimise erinevatel laiuskraadidel, sageli äärmuslikes looduslikes tingimustes, võimaldavad organismide säilimist pikkadel ebasoodsatel perioodidel, settivad ruumis ja nihutavad paljuski elu võimalikkuse ja leviku piire. üldiselt.

KESKKONNATEGURID.

Loodus, milles elusorganism elab, on tema elupaik. Keskkonnatingimused on mitmekesised ja muutlikud. Kõik keskkonnategurid ei mõjuta elusorganisme võrdse jõuga. Mõned neist võivad olla organismidele vajalikud, teised, vastupidi, on kahjulikud; on neid, kes on nende suhtes üldiselt ükskõiksed. Keha mõjutavaid keskkonnategureid nimetatakse keskkonnateguriteks.

Abiootilised tegurid- need kõik on elutu looduse tegurid. Nende hulka kuuluvad keskkonna füüsikalised ja keemilised omadused, aga ka keerulise iseloomuga klimaatilised ja geograafilised tegurid: aastaaegade vaheldumine, reljeef, hoovuse või tuule suund ja tugevus, metsatulekahjud jne.

Biootilised tegurid– elusorganismide mõjude summa. Paljud elusorganismid mõjutavad üksteist otseselt. Kiskjad söövad ohvreid, putukad joovad nektarit ja kannavad õietolmu õielt õiele, patogeensed bakterid moodustavad mürke, mis hävitavad loomarakke. Lisaks mõjutavad organismid üksteist kaudselt, muutes oma keskkonda. Näiteks moodustavad surnud puulehed allapanu, mis pakub elupaika ja toitu paljudele organismidele.

Antropogeenne tegur– igasugune mitmekesine inimtegevus, mis toob kaasa muutusi looduses kui kõigi elusorganismide elupaigas või mõjutab otseselt nende elu.

Bioloogiline optimum. Looduses juhtub sageli, et mõnda keskkonnategurit on palju (näiteks vett ja valgust), teisi (näiteks lämmastikku) aga ebapiisavalt. Organismi elujõulisust vähendavaid tegureid nimetatakse piiravateks teguriteks. Näiteks jõgiforell elab vees, mille hapnikusisaldus on vähemalt 2 mg/l. Kui hapnikusisaldus vees on alla 1,6 mg/l, sureb forell. Hapnik on forelli piirav tegur.

Piiravaks teguriks võib olla mitte ainult selle puudus, vaid ka selle liig. Soojus on näiteks vajalik kõikidele taimedele. Kui aga suvel on temperatuur pikka aega kõrge, võivad taimed ka niiske mulla korral lehtede põletushaavu saada.

Järelikult on iga organismi jaoks kõige sobivam abiootiliste ja biootiliste tegurite kombinatsioon, mis on tema kasvuks, arenguks ja paljunemiseks optimaalne. Parimat tingimuste kombinatsiooni nimetatakse bioloogiliseks optimumiks. Bioloogilise optimumi väljaselgitamine ja keskkonnategurite koosmõju mustrite tundmine on väga praktilise tähtsusega. Säilitades oskuslikult põllumajandustaimedele ja loomadele optimaalseid elutingimusi, saab tõsta nende tootlikkust.

Abiootiliste põhitegurite mõju elusorganismidele. Igal keskkonnal on oma abiootiliste tegurite kogum. Mõned neist mängivad olulist rolli kõigis kolmes suuremas keskkonnas (muld, vesi, maa) või kahes.

Temperatuur ja selle mõju bioloogilistele protsessidele on üks olulisemaid abiootilisi tegureid. Esiteks töötab see kõikjal ja kogu aeg. Teiseks mõjutab temperatuur paljude füüsikaliste protsesside ja keemiliste reaktsioonide, sealhulgas elusorganismides ja nende rakkudes toimuvate protsesside kiirust. Temperatuuri tõustes teatud piirini reaktsioonikiirus suureneb ja temperatuuri edasisel tõusul langeb see järsult. Seetõttu mõjutab temperatuur erinevate füsioloogiliste protsesside kiirust alates seedimisest kuni närviimpulsside juhtimiseni. Liiga madal või liiga kõrge temperatuur kahjustab rakke.

Füsioloogilised kohanemine. Füsioloogiliste protsesside põhjal võivad paljud organismid teatud piirides oma kehatemperatuuri muuta. Seda võimet nimetatakse termoregulatsiooniks. Tavaliselt taandub termoregulatsioon kehatemperatuuri hoidmisele ümbritsevast temperatuurist konstantsemal tasemel. Loomade termoregulatsioonivõime on mitmekesisem. Kõik loomad jagunevad selle kriteeriumi järgi külmaverelisteks ja soojaverelisteks.

Külmavereliste loomade kehatemperatuur muutub koos ümbritseva õhu temperatuuri muutumisega. Soojaverelised loomad suudavad tänu sellistele aromorfoosidele nagu neljakambriline süda, termoregulatsioonimehhanismid (suled ja karvad, rasvkude jne) säilitada püsivat kehatemperatuuri ka selle tugevate kõikumiste juures.

Mõjutamine niiskus maapealsete organismide kohta. Kõik elusorganismid vajavad vett. Rakkudes toimuvad biokeemilised reaktsioonid toimuvad vedelas keskkonnas. Vesi toimib elusorganismide jaoks universaalse lahustina; toitained, hormoonid transporditakse lahustunud kujul, eemaldatakse kahjulikud ainevahetusproduktid jne. Suurenenud või vähenenud õhuniiskus jätab jälje organismide välisilmele ja siseehitusele. Seega on ebapiisava niiskuse tingimustes (stepid, poolkõrbed, kõrbed) levinud kserofüütsed taimed. Nad on kohanenud pideva või ajutise niiskuse puudumisega pinnases või õhus, mis on tingitud nende anatoomilistest, morfoloogilistest ja füsioloogilistest omadustest. Nii on mitmeaastaste kõrbetaimede juured kõrgelt arenenud, mõnikord väga pikad (kaameli okas kuni 16 m), ulatudes niiskesse kihti või äärmiselt harunenud.

Valguse roll heterotroofide elus. Paljude mikroobide ja mõnede loomade jaoks on otsene päikesevalgus kahjulik. Heterotroofid on organismid, mis tarbivad valmis orgaanilisi aineid ega ole võimelised neid anorgaanilistest sünteesima. Valgus mängib enamiku loomade elus olulist rolli. Nägemise järgi navigeerivad loomad on kohanenud teatud valgustingimustega. Seetõttu on peaaegu kõigil loomadel väljendunud igapäevane tegevusrütm ja nad on kindlal kellaajal hõivatud toidu otsimisega. Paljud putukad ja linnud, nagu ka inimesed, suudavad meeles pidada Päikese asendit ja kasutada seda teejuhina tagasitee leidmisel. Paljude planktoniloomade jaoks on valgustuse muutused stiimulid, mis põhjustavad vertikaalset rännet. Tavaliselt tõusevad väikesed planktoniloomad öösel ülemistesse kihtidesse, mis on soojemad ja toidurikkamad, päeval laskuvad nad sügavusele.

Fotoperiodism. Aastaaegade vaheldumine mängib enamiku organismide elus olulist rolli. Aastaaegade vaheldudes muutuvad paljud keskkonnategurid: temperatuur, sademete hulk jne. Kõige loomulikumalt muutub aga päevavalguse pikkus. Paljude organismide jaoks annavad päevapikkuse muutused märku aastaaegade muutumisest. Reageerides päevapikkuse muutustele, valmistuvad organismid eelseisva hooaja tingimusteks. Neid reaktsioone päeva pikkuse muutustele nimetatakse fotoperioodiliseks reaktsiooniks või fotoperiodismiks. Päeva pikkus määrab õitsemise aja ja muud protsessid taimedes. Paljudel mageveeloomadel põhjustab päevade lühenemine sügisel puhkemunade ja tsüstide moodustumist, mis jäävad talve üle. Rändlindude jaoks on päevavalguse vähenemine signaal rände alustamiseks. Paljudel imetajatel oleneb sugunäärmete küpsemine ja sigimise hooajalisus päeva pikkusest. Nagu hiljutised uuringud on näidanud, põhjustab paljudel parasvöötmes elavatel inimestel lühike fotoperiood talvel närvisüsteemi häire – depressiooni. Selle haiguse raviks piisab, kui valgustada inimest iga päev teatud aja jooksul ereda valgusega.

1. Topograafilised keskkonnategurid hõlmavad...

organismipopulatsioonide kõrgustihedus

Lahendus:
Topograafia (kreeka keelest "topos" - koht, piirkond; "grapho" - kirjutamine) - mis tahes ala pind, selle punktide, osade suhteline asukoht. Topograafilisi tegureid, st maastikuga seotud tegureid, nimetatakse mõnikord geomorfoloogilisteks. Abiootiliste tegurite mõju sõltub suuresti piirkonna topograafilistest iseärasustest, mis võivad oluliselt muuta nii kliimat kui ka mulla arengu iseärasusi. Peamine topograafiline tegur on kõrgus merepinnast. Kõrguse kasvades keskmised temperatuurid langevad, ööpäevane temperatuuride vahe suureneb, sademete hulk, tuule kiirus ja kiirgusintensiivsus suureneb ning rõhk langeb. Selle tulemusena täheldatakse mägistes piirkondades tõustes taimestiku jaotuse vertikaalset tsoonilisust, mis vastab laiuskraadide tsoonide muutuste järjestusele ekvaatorist poolusteni. Topograafilised tegurid hõlmavad ka nõlva järsust ja kokkupuudet.

Biootiline abiootiline inimtekkeline kliima

1. Looduslike abiootiliste tegurite hulka kuuluvad...

Tulekahju sümbioosi sissejuhatus taastamine

1. Antropogeensed tegurid võib jagada rühmadesse nagu tegurid...

otsene ja kaudne mõju troofilised ja aktuaalsed suhted

regulaarse ja ebaregulaarse perioodilisuse fütogeensed ja zoogeensed mõjud

Klimaatiline antropogeenne edafiline biootikum

Lahendus:
Oma olemuselt jagunevad keskkonnategurid abiootiliseks, biootiliseks ja antropogeenseks. Abiootilised tegurid on elutu looduse komponendid, mis mõjutavad keha otseselt või kaudselt. Need jagunevad järgmistesse rühmadesse: kliimategurid (valgus, temperatuur, niiskus, tuul, atmosfäärirõhk jne); geoloogilised tegurid (maavärinad, vulkaanipursked, liustiku liikumine, radioaktiivne kiirgus jne); orograafilised tegurid ehk reljeefitegurid (ala kõrgus merepinnast, ala järsus - ala kaldenurk horisondi suhtes, ala paljastamine - ala asend kardinaalsete punktide suhtes jne. ); edafilised ehk muld-muld tegurid (tera suuruse jaotus, keemiline koostis, tihedus, struktuur, pH jne); hüdroloogilised tegurid (vool, soolsus, rõhk jne).

Antropogeenne fütogeenne hüdrograafiline orograafia

Lahendus:
Inimmõjude kogumit organismide elule nimetatakse antropogeenseteks teguriteks. Antropogeensed tegurid jagunevad olenevalt mõju tagajärgedest positiivseteks teguriteks, mis parandavad organismide elutegevust või suurendavad nende arvukust (taimede istutamine ja väetamine, loomade aretamine ja kaitse jne) ning negatiivseteks (puude langetamine, keskkond) reostus, elupaikade hävitamine jne), mis halvendavad organismide elutegevust või vähendavad nende arvukust. Olenevalt mõjude iseloomust jaotatakse inimtekkelised tegurid kahte rühma: otsesed mõjutegurid on inimese otsene mõju organismile (muru niitmine, metsaraie, loomade mahalaskmine, kala püüdmine jne); Kaudse mõju tegurid on inimese mõju tema olemasolu faktist (igal aastal satub inimeste hingamise käigus atmosfääri märkimisväärne kogus süsinikdioksiidi ja keskkonnast eemaldatakse kujul 2,7 × 10 15 kcal energiat toiduainete tootmine) ja majandustegevuse kaudu (põllumajandus, tööstus, transport, majapidamistegevus jne).

Esmane sekundaarne fütogeenne zoogeenne

1. Lähtuvalt keskkonnategurite mõjust elusorganismidele jagatakse need...

ärritajad, piirajad, modifikaatoridõhuniisutid, küttekehad, valgustid

ühe-, kahe-, kolmekordne

ühekordne, mitmekordne, määramata

Lahendus:
Keskkonnategurid mõjutavad organisme erineval viisil. Need võivad toimida ärritajatena, mis põhjustavad adaptiivseid muutusi füsioloogilistes funktsioonides; piirajatena, mis muudavad teatud organismide eksisteerimise antud tingimustes võimatuks; kui modifikaatorid, mis määravad organismide morfoloogilisi ja anatoomilisi muutusi.

1. Muldade füüsikaliste ja keemiliste omaduste kogumit, mis võib elusorganisme mõjutada, nimetatakse _________________ teguriteks.

Edaphic klimaatiline antropogeenne mikrogeenne

Lahendus:
Muld on kivimite füüsikalise, keemilise ja bioloogilise muundumise (ilmastikumõju) saadus; on kolmefaasiline keskkond, mis sisaldab tahkeid, vedelaid ja gaasilisi komponente. See moodustub kliima, taimede, loomade, mikroorganismide keeruka koostoime tulemusena ning seda peetakse bioinertseks kehaks, mis sisaldab elusaid ja elutuid komponente. Pinnase füüsikalised ja keemilised omadused koos moodustavad edafilised (mulla) tegurid.

Liikidevaheline liikidevaheline keemiline füüsikaline

10. Mullateguritest on kõige olulisem taimede kasvu ja tootlikkust mõjutav omadus selle....

Viljakus niiskuse poorsuse rõhk

11. Aastane summaarne päikesekiirgus, atmosfääri seisund, reljeefi iseloom jne. määrab selline abiootiline tegur nagu...

niiskus happesuse rõhk valgus

4. Piirav tegur. Liebigi miinimumseadus ja Shelfordi tolerantsiseadus

1. Tolerantsiseadust illustreerival joonisel (kasutades näiteid teatud aine kontsentratsiooni kui keskkonnateguri mõjust organismile) on numbri 1 all märgitud ...

organismi stabiilsuse optimaalne eluseisundi piir

haripunkt liigi olemasolu keskkonnastressi pessimumi vööndis

Lahendus:
Elusorganismidel on elutingimuste osas teatud vajadused. Iga liigi puhul on nn ökoloogiline eelistus erinevatele keskkonnateguritele. Näiteks eelistatud temperatuur on termopreferendum, eelistatud biotoobid on biotoobid. Vastavalt W. Shelfordi seadusele (tolerantsuse seadus) on igal elusorganismil teatud, evolutsiooniliselt päritud resistentsuse (taluvuse) ülemine ja alumine piir mis tahes keskkonnateguri suhtes. Teatud liigi organismide ökoloogiline optimum on mis tahes teguri (teatud temperatuurivahemik, niiskus, biotoobi olemus jne) kõige soodsam mõju, see tähendab optimaalne eluolu.

2. Mustrit, mille järgi ühe teguri toime sõltub tugevusest ja millises kombinatsioonis teised tegurid samaaegselt mõjuvad, nimetatakse ____________ tegurite printsiibiks.

Interaktsioonid agregatsioonivastane ühesuunalisus

3. Keha võimet taluda keskkonnategurite kõrvalekaldeid oma elutegevuse optimaalsetest väärtustest nimetatakse ...

Tolerantsus viljakuse mugavuse muutlikkus

Lahendus:
Mida suurem on faktorite kõikumiste amplituud, mille juures organism suudab säilitada elujõulisuse, seda suurem on selle stabiilsus, st tolerantsus konkreetse teguri suhtes (ladina keelest "tolerantia" - kannatlikkus). Seetõttu tõlgitakse sõna "tolerantne" kui stabiilne, tolerantne ja tolerantsust võib defineerida kui keha võimet taluda keskkonnategurite kõrvalekaldeid väärtustest, mis on tema eluea jaoks optimaalsed. Tolerantsed organismid on organismid, mis on vastupidavad ebasoodsatele keskkonnamuutustele.

6. Keskkonnategurite toime osalise asendatavuse nähtust nimetatakse efektiks...

Hüvitis jõukuse summeerimise kohandamine

7. Allolev graafik illustreerib tolerantsi seadust...

W. Shelford R. Lindeman B. Üldine J. Liebig

Lahendus:
V. Shelfordi taluvusseadus on seadus, mille kohaselt organismi õitsengu piiravaks teguriks võib olla kas minimaalne või maksimaalne keskkonnategur, mille vaheline vahemik määrab organismi taluvuse (vastupidavuse) suuruse selle teguri suhtes.

8. Y. Odum täiendas taluvusseadust sätetega, millest üks ütleb, et organismid, millel on lai tolerantsus kõigi keskkonnategurite suhtes, tavaliselt ...

kõige tavalisem kõige vähem kohandatud

suuremad vähem tootlikud

Lahendus:
Tolerantsiseaduse pakkus välja Ameerika zooloog W. Shelford, kuid hiljem täiendas seda Y. Odum (1975) järgmiste sätetega:
1) organismid võivad taluda ühte keskkonnategurit väga erinevalt ja teise suhtes vähe;
2) kõige levinumad on organismid, mille taluvus on lai kõigi keskkonnategurite suhtes;
3) kui ühe keskkonnateguri tingimused ei ole liigi jaoks optimaalsed, siis võib taluvusvahemik teiste keskkonnategurite suhtes kitseneda.

10. Keskkonnatingimuste kombinatsiooni, mis on antud organismi eluks ja paljunemiseks kõige soodsamad, nimetatakse selle...

Optimaalne pessimum continuum ühiskond

Lahendus:
Mis tahes keskkonnateguri gradiendil on liigi levik piiratud taluvuspiiridega. Nende piiride vahel on segment, kus tingimused konkreetsele liigile on kõige soodsamad ja seetõttu moodustub suurim biomass ja kõrge asustustihedus. See on selle ökoloogiline optimum. Optimumist vasakul ja paremal on liigi eluks vähem soodsad tingimused. Need on pessimumi ehk organismide rõhumise tsoonid, mil asustustihedus väheneb ja liik muutub kõige haavatavamaks ebasoodsate keskkonnategurite (sh inimmõju) mõjude suhtes. Optimaalses tsoonis on keha elu kõige mugavam ja ta kulutab selle säilitamiseks minimaalselt energiat. Pessimumitsoonides peate elu säilitamiseks kulutama palju rohkem energiat ja lülitama sisse spetsiaalsed "ellujäämismehhanismid". Näiteks selleks, et külmas soojas püsida, kulutavad soojaverelised loomad rasvkudedesse talletatud energiat. Pessimistlikes tingimustes taimed kulutavad enamiku fotosünteesi saadustest hingamisele ja kasvavad aeglaselt.

11. Seadust, mille kohaselt heaolu piiravaks teguriks võib olla kas minimaalne või maksimaalne keskkonnategur, mille vaheline vahemik määrab organismi vastupidavuse selle teguri suhtes, nimetatakse seaduseks...

Liebigi minimaalne ökoloogia Commoner noosphere Vernadsky Shelfordi tolerantsus

12. Üksikute tegurite vahel saab luua erilisi koostoimeid, kui ühe teguri mõju muudab mingil määral teise mõju olemust, kui ...

Üksikisiku tegevus, millel on kompleksne mõju kehale

Organismi passiivne stabiilsus organismi adaptiivne käitumine

13. V. V. Alehhini poolt 1951. aastal taimkatte jaoks kehtestatud reegli kohaselt kasvavad lõunapoolsed laialt levinud liigid põhjanõlvadel ja põhjas leidub neid ainult lõunapoolsetel. Seda mustrit nimetatakse reegliks...

Eelvoorud rahvastiku kõikumised

Tegurite interaktsiooni territoriaalsus

Lahendus:
Eelreegliks on muster (avastasid Alehhine ja Walter 1951. aastal), mille kohaselt põhjapoolsema paljastuse nõlvad kannavad põhjapoolsemale taimevööndile (või alamtsoonile) iseloomulikke taimerühmi, lõunapoolsete nõlvadel aga enamale iseloomulikke taimerühmi. lõunapoolsed taimetsoonid (või alamtsoonid). V. Alehhine järgi eelneb lõunas või põhjas vastavate elupaigatingimuste korral mäestikuliik ehk mäestiku fütotsenoos. See kõrvalekalle tsoneerimise reeglitest on seotud päikesekiirte langemisnurgaga.

14. Funktsionaalset kohta ökosüsteemis, mille määrab selle biootiline potentsiaal ja keskkonnategurite kogum, millega see on kohanenud, nimetatakse ökoloogiliseks.

Spektri rühm nišš norm

15. Olulisi temperatuurikõikumisi taluvaid elusorganismide tüüpe nimetatakse..

Eurütermiline eurybiont stenotermiline stenobiont

16. Elusorganismi kohanemisvõime astet keskkonnatingimuste muutustega nimetatakse ökoloogiliseks

tolerantsi optimeerimine omavalitsus valents

1.3. Organismi ja keskkonna suhe

Elupaik on elusorganismi loomulik keskkond. Nimetatakse neid keskkonna komponente, mis on organismi eluks olulised ja millega ta paratamatult kokku puutub keskkonnategurid . Need tegurid võivad olla elusolenditele vajalikud või kahjulikud, soodustades või takistades ellujäämist ja paljunemist.

1.3.1. Ökoloogiliste vastastikmõjude tüübid

Kogu organismidevaheliste suhete mitmekesisuse võib jagada kahte põhitüüpi: antagonistlik Ja mitteantagonistlik .

Kisklus - erineva troofilise tasemega organismide vahelise suhte vorm, kus üht tüüpi organismid elavad teise arvelt, süües seda.

Võistlus - suhtevorm, kus sama troofilise tasemega organismid võitlevad toidu ja muude eksisteerimistingimuste eest, surudes üksteist alla.

Mitteantagonistlike interaktsioonide peamised vormid: sümbioos, vastastikune suhtumine ja kommensalism.

Sümbioos (kooselu) on vastastikku kasulik, kuid valikuline suhe erinevat tüüpi organismide vahel.

Mutualism (vastastikune) – vastastikku kasulik ja kohustuslik erinevate liikide organismide vaheliste suhete kasvuks ja püsimiseks.

Kommensalism (kaaslane) - suhe, milles üks partneritest saab kasu, kuid teine ​​on ükskõikne.

1.3.2. Ainete tsükkel

Suur ainete tsükkel looduses (geoloogiline) on põhjustatud päikeseenergia vastasmõjust Maa süvaenergiaga ning jaotab ained ümber biosfääri ja Maa sügavamate horisontide vahel. Teatud kogus aineid võib ajutiselt bioloogilisest tsüklist lahkuda (seaduda ookeani, mere põhja või langeda maakoore sügavustesse). Kuid suur tsükkel on ka vee ringlemine maa ja ookeani vahel läbi atmosfääri.

Väike ainete tsükkel biosfääris (biogeokeemiline) esineb ainult biosfääri sees. Selle olemus on elusaine moodustumine anorgaanilisest ainest fotosünteesi käigus ja orgaanilise aine muundumine lagunemise käigus tagasi anorgaanilisteks ühenditeks.

Keemilised elemendid moodustavad suletud süsteemi (tsükli), milles aatomeid kasutatakse korduvalt. Tsükli olemus on järgmine: organismi poolt imendunud keemilised elemendid lahkuvad sellest, minnes abiootilist keskkonda, seejärel sisenevad nad mõne aja pärast uuesti elusorganismi jne. Selliseid elemente nimetatakse biofiilne [Ananyeva, 2001].

1.3.3. Keskkonnategurid

Keskkonnategurid – mis tahes protsessi, nähtuse liikumapanev jõud, põhjus – keskkonnateguriks nimetatakse igat keskkonnaelementi, mis võib elusorganismi vähemalt ühes tema isendiarengu faasis otseselt või kaudselt mõjutada.
Keskkonnakeskkonna tegurid jagunevad tavaliselt kahte rühma:

Inertse (eluta) looduse tegurid – abiootilised või abiogeensed;


Eluslooduse tegurid – biootilised või biogeensed.

Abiootilised tegurid on anorgaanilise keskkonna tegurite kogum, mis mõjutavad organismide elu ja levikut. Need jagunevad füüsikalisteks, keemilisteks ja edafilisteks.

Füüsikalised tegurid on need, mille allikaks on mingi füüsikaline olek või nähtus (mehaaniline, temperatuurimõju jne), keemilised tulenevad keskkonna keemilisest koostisest (vee soolsus, hapnikusisaldus jne), edafilised (muld) on muldade ja kivimite keemiliste, füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste kombinatsioon, mis mõjutab nii mullaelustiku organisme kui ka taimede juurestikku (niiskuse, mulla struktuuri, huumusesisalduse jne mõju taimede kasvule ja arengule).

Kõik elusolendid, mis ümbritsevad organismi selle elupaigas, moodustavad biootilise keskkonna. Biootilised tegurid on teatud organismide elutegevuse mõjude kogum teistele.

Biootilised tegurid võivad abiootilist keskkonda mõjutada, luues mikrokliima või mikrokeskkonna: näiteks suvel on mets jahedam ja niiskem ning talvel soojem. Kuid mikrokeskkond võib olla ka abiootilist laadi: lume all jäävad selle soojendava toime tulemusena ellu väikeloomad (närilised), säilivad taliteraviljade istikud.

Antropogeensed tegurid – inimese tekitatud ja keskkonda mõjutavad tegurid (reostus, pinnase erosioon, metsade hävimine jne).

XX sajandi 70ndate alguses. Ameerika bioloog ja ökoloog Barry Commoner üldistas ökoloogia süstemaatilisuse nelja seaduse vormis. Nende järgimine on eelduseks igasugusele inimtegevusele looduses.

1. seadus: Kõik on kõigega seotud . Igasugune inimese poolt looduses tehtud muudatus põhjustab tagajärgede ahela, mis on tavaliselt ebasoodne. 2. seadus: Kõik peab kuhugi minema . Igasugune looduse reostus naaseb inimestele “ökoloogilise bumerangina”. Igasugune meie sekkumine loodusesse naaseb meile suuremate probleemidega. 3. seadus: Loodus teab kõige paremini . Inimese tegevused ei tohiks olla suunatud looduse vallutamisele ja selle ümberkujundamisele oma huvides, vaid sellega kohanemisele. 4. seadus: Midagi ei tule tasuta . Kui me looduskaitsesse investeerida ei taha, siis peame maksma nii enda kui ka järeltulijate tervisega.

Biootilised tegurid , Taimi kui orgaanilise aine esmatootjaid mõjutavad taimed jaotatakse zoogeenseteks ja fütogeenseteks.

Elusolendid on oma keskkonnast lahutamatud. kolmapäeval – üks ökoloogilistest põhimõistetest, mis tähendab kogu organismi ümbritsevate elementide ja tingimuste spektrit ruumiosas, kus organism elab, kõike, mille keskel ta elab ja millega ta vahetult suhtleb. Samal ajal muudavad organismid, olles kohanenud teatud kindlate tingimustega, elutegevuse käigus ise järk-järgult neid tingimusi, s.o. oma olemasolu keskkonda.

Hoolimata keskkonnategurite mitmekesisusest ja nende päritolu erinevast olemusest, on nende elusorganismidele mõju kohta mõned üldised reeglid ja mustrid.

Organismide elamiseks on vajalik teatud tingimuste kombinatsioon. Kui kõik keskkonnatingimused, välja arvatud üks, on soodsad, saab see tingimus kõnealuse organismi elutegevuse jaoks määravaks. See piirab (piirab) organismi arengut, seetõttu nimetatakse seda piiravaks teguriks.

Esialgu leiti, et elusorganismide arengut piirab mõne komponendi, näiteks mineraalsoolade, niiskuse, valguse jms puudumine. 19. sajandi keskel tõestas Saksa orgaaniline keemik Eustace Liebig 1840. aastal esimesena katseliselt, et taimede kasv sõltub toitaineelemendist, mida leidub suhteliselt minimaalsetes kogustes. Ta nimetas seda nähtust miinimumi seadus ; autori auks nimetatakse seda ka Liebigi seaduseks:

Kuid nagu hiljem selgus, ei saa piirata mitte ainult puudus, vaid ka teguri liig, näiteks vihmast tingitud saagikadu, mulla üleküllastumine väetistega jne.

Mõiste, et koos miinimumiga võib piiravaks teguriks olla ka maksimum, võttis 1913. aastal kasutusele Ameerika zooloog W. Shelford, kes sõnastas sallivuse seadus :

Keskkonnateguri soodsat toimevahemikku nimetatakse optimaalne tsoon (tavalised elutegevused). Mida suurem on teguri toime kõrvalekalle optimaalsest, seda rohkem pärsib see tegur elanikkonna elutegevust. Seda vahemikku nimetatakse rõhumise tsoon .

Koefitsiendi maksimaalne ja minimaalne ülekantav väärtus on kriitilised punktid , millest kaugemale ei ole organismi või populatsiooni olemasolu enam võimalik. Vastavalt taluvusseadusele osutub igasugune aine või energia liig saasteaineks.

Nimetatakse liike, mille olemasolu eeldab rangelt määratletud keskkonnatingimusi stenobiont (forell, orhidee) ja liigid, mis kohanduvad ökoloogilise olukorraga, mille parameetrid on väga erinevad - eurybiont (hiired, rotid, prussakad).

1.3.4. Keskkonna koostis

Veekeskkonna koostis . Suurem osa Maa pinnast on kaetud veega. Organismide levik ja elutegevus veekeskkonnas sõltuvad suuresti selle keemilisest koostisest. Veega seotud probleeme esineb aga isegi veeorganismidel.

Õhu koostis . Kaasaegse atmosfääri õhu koostis on dünaamilises tasakaalus, mis sõltub elusorganismide elulisest aktiivsusest ja geokeemilistest nähtustest globaalses mastaabis.

Mulla koostis on kivimite, sealhulgas tahkete, vedelate ja gaasiliste komponentide füüsikalise, keemilise ja bioloogilise muundamise saadus.

Ajaloolise arengu käigus omandasid elusorganismid neli elupaika . Esimene on vesi. Elu tekkis ja arenes vees miljoneid aastaid. Teine - maa-õhk - taimed ja loomad tekkisid maal ja atmosfääris ning kohanesid kiiresti uute tingimustega. Muutes järk-järgult ülemist maakihti - litosfääri, lõid nad kolmanda elupaiga - pinnase ja neist sai neljas elupaik [Akimova, 2001].