Habitat, canlı bir organizmayı çevreleyen ve doğrudan etkileşime girdiği doğanın bir parçasıdır. Çevrenin bileşenleri ve özellikleri çeşitli ve değişkendir. Her canlı, karmaşık ve değişen bir dünyada yaşar, ona sürekli uyum sağlar ve yaşam aktivitesini bu değişimlere göre düzenler.
Organizmaların çevreye uyum sağlamasına adaptasyon denir. Uyum sağlama yeteneği, genel olarak yaşamın temel özelliklerinden biridir, çünkü varoluşunun tam olasılığını, organizmaların hayatta kalma ve üreme yeteneğini sağlar. Adaptasyonlar kendilerini farklı düzeylerde gösterir: hücrelerin biyokimyasından ve bireysel organizmaların davranışlarından toplulukların ve ekolojik sistemlerin yapısına ve işleyişine kadar. Adaptasyonlar türlerin evrimi sırasında ortaya çıkar ve değişir.
Organizmaları etkileyen çevrenin bireysel özelliklerine veya unsurlarına çevresel faktörler denir. Çevresel faktörler çok çeşitlidir. Bunlar gerekli olabilir veya tam tersine canlılar için zararlı olabilir, hayatta kalmayı ve üremeyi teşvik edebilir veya engelleyebilir. Çevresel faktörlerin farklı doğaları ve spesifik eylemleri vardır. Ekolojik faktörler abiyotik ve biyotik, antropojenik olarak ikiye ayrılır.
Abiyotik faktörler - sıcaklık, ışık, radyoaktif radyasyon, basınç, havanın nemi, suyun tuz bileşimi, rüzgar, akıntılar, arazi - bunların tümü, canlı organizmaları doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen cansız doğanın özellikleridir.
Biyotik faktörler canlıların birbirleri üzerindeki etki biçimleridir. Her organizma sürekli olarak diğer canlıların doğrudan veya dolaylı etkisini yaşar, kendi türünün temsilcileriyle ve diğer türlerin (bitkiler, hayvanlar, mikroorganizmalar) temsilcileriyle temasa geçer, onlara bağlıdır ve kendisi onları etkiler. Çevreleyen organik dünya, her canlının çevresinin ayrılmaz bir parçasıdır.
Organizmalar arasındaki karşılıklı bağlantılar, biyosinozların ve popülasyonların varlığının temelini oluşturur; bunların değerlendirilmesi sinekoloji alanına aittir.
Antropojenik faktörler, insan toplumunun, diğer türlerin yaşam alanı olan doğada değişikliklere yol açan veya yaşamlarını doğrudan etkileyen faaliyet biçimleridir. İnsanlık tarihi boyunca önce avcılığın, ardından tarımın, sanayinin ve taşımacılığın gelişmesi gezegenimizin doğasını büyük ölçüde değiştirdi. Antropojenik etkilerin Dünya'nın tüm canlı dünyası üzerindeki önemi hızla artmaya devam ediyor.
Her ne kadar insanlar, abiyotik faktörler ve türlerin biyotik ilişkilerindeki değişiklikler yoluyla canlı doğayı etkilese de, gezegendeki insan faaliyeti, bu sınıflandırmanın çerçevesine uymayan özel bir güç olarak tanımlanmalıdır. Şu anda, Dünya'nın yaşayan yüzeyinin ve her tür organizmanın neredeyse tüm kaderi insan toplumunun elindedir ve doğa üzerindeki antropojenik etkiye bağlıdır.
Aynı çevresel faktör, farklı türlerdeki ortak yaşayan organizmaların yaşamında farklı öneme sahiptir. Örneğin, kışın kuvvetli rüzgarlar büyük, açıkta yaşayan hayvanlar için elverişsizdir, ancak yuvalarda veya kar altında saklanan daha küçük hayvanlar üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Toprağın tuz bileşimi bitki beslenmesi için önemlidir, ancak çoğu kara hayvanı vb. için önemsizdir.
Çevresel faktörlerde zaman içinde meydana gelen değişiklikler şunlar olabilir: 1) düzenli aralıklarla, yılın günün saatine veya mevsimine veya okyanustaki gel-git ritmine bağlı olarak etkinin gücünün değişmesi; 2) düzensiz, net bir periyodiklik olmaksızın, örneğin farklı yıllarda hava koşullarındaki değişiklikler, felaket olayları - fırtınalar, sağanak yağışlar, toprak kaymaları vb.; 3) örneğin iklimin soğuması veya ısınması, su kütlelerinin aşırı büyümesi, hayvanların aynı bölgede sürekli otlatılması vb. gibi belirli, bazen uzun zaman dilimlerine yönelik.
Çevresel çevresel faktörlerin canlı organizmalar üzerinde çeşitli etkileri vardır; yani fizyolojik ve biyokimyasal işlevlerde adaptif değişikliklere neden olan uyaranlar olarak hareket edebilirler; verili koşullarda var olmayı imkansız kılan sınırlamalar olarak; organizmalarda anatomik ve morfolojik değişikliklere neden olan değiştiriciler olarak; diğer çevresel faktörlerdeki değişiklikleri gösteren sinyaller olarak.
Çevresel faktörlerin çok çeşitli olmasına rağmen, organizmalar üzerindeki etkilerinin doğasında ve canlıların tepkilerinde bir takım genel modeller tanımlanabilir.
1. Optimum kanunu. Her faktörün organizmalar üzerinde yalnızca belirli olumlu etki sınırları vardır. Değişken bir faktörün sonucu öncelikle tezahürünün gücüne bağlıdır. Faktörün hem yetersiz hem de aşırı etkisi bireylerin yaşam aktivitelerini olumsuz etkilemektedir. Olumlu etki gücüne, çevresel faktörün optimum bölgesi veya belirli bir türün organizmaları için basitçe optimum bölge denir. Optimumdan sapma ne kadar büyük olursa, bu faktörün organizmalar (kötü bölge) üzerindeki engelleyici etkisi o kadar belirgin olur. Bir faktörün aktarılabilir maksimum ve minimum değerleri, ötesinde varlığın artık mümkün olmadığı ve ölümün gerçekleştiği kritik noktalardır. Kritik noktalar arasındaki dayanıklılık sınırlarına, canlıların belirli bir çevresel faktöre göre ekolojik değeri denir.
Farklı al-d'lerin temsilcileri hem optimum konumu hem de ekolojik değer açısından birbirlerinden büyük farklılıklar gösterir. Örneğin, tundradaki kutup tilkileri hava sıcaklığındaki yaklaşık 80°C (+30 ila -55°C) aralığındaki dalgalanmaları tolere edebilirken, sıcak su kabukluları Cepilia mirabilis su sıcaklığındaki yaklaşık 80°C aralığındaki değişikliklere dayanabilir. 6°C'den fazla olmamalıdır (23 ila 29°C arası). Bir faktörün aynı güçteki tezahürü, bir tür için optimal, diğeri için kötümser ve üçüncüsü için dayanıklılık sınırlarının ötesinde olabilir.
Bir türün abiyotik çevresel faktörlerle ilgili geniş ekolojik değeri, faktörün adına "eury" ön ekinin eklenmesiyle gösterilir. Eurythermal türleri - önemli sıcaklık dalgalanmalarını tolere eder, eurybates - geniş bir basınç aralığı, euryhaline - ortamın değişen derecelerde tuzluluğu.
Bir faktördeki önemli dalgalanmaları veya dar bir ekolojik değeri tolere edememe, "steno" öneki - stenotermik, stenobat, stenohalin türleri vb. ile karakterize edilir. Daha geniş anlamda, varlığı kesin olarak tanımlanmış çevresel koşullar gerektiren türlere stenobiont denir. Farklı çevre koşullarına uyum sağlayabilenler ise eurybiontlardır.
2. Faktörün farklı işlevler üzerindeki etkisinin belirsizliği. Her faktör farklı vücut fonksiyonlarını farklı şekilde etkiler. Bazı süreçler için optimum, diğerleri için kötümser olabilir. Bu nedenle, soğukkanlı hayvanlarda 40 ila 45 °C'lik hava sıcaklığı, vücuttaki metabolik süreçlerin hızını büyük ölçüde artırır, ancak motor aktiviteyi engeller ve hayvanlar termal uyuşukluğa düşer. Birçok balık için üreme ürünlerinin olgunlaşması için en uygun olan su sıcaklığı, farklı bir sıcaklık aralığında meydana gelen yumurtlama için elverişsizdir.
Belirli dönemlerde organizmanın öncelikle belirli işlevleri (beslenme, büyüme, üreme, yerleşme vb.) gerçekleştirdiği yaşam döngüsü, her zaman çevresel faktörlerden oluşan bir kompleksteki mevsimsel değişikliklerle tutarlıdır. Hareketli organizmalar aynı zamanda tüm yaşamsal işlevlerini başarıyla yerine getirebilmek için yaşam alanlarını da değiştirebilirler.
3. Türün bireysel bireylerinde çevresel faktörlerin etkisine verilen yanıtların değişkenliği, değişkenliği ve çeşitliliği.
Bireysel bireylerin dayanıklılık derecesi, kritik noktaları, optimal ve kötümser bölgeleri çakışmıyor. Bu değişkenlik hem bireylerin kalıtsal özellikleri hem de cinsiyet, yaş ve fizyolojik farklılıklar tarafından belirlenmektedir. Örneğin, un ve tahıl ürünlerinin zararlılarından biri olan değirmen güvesi, tırtıllar için -7°C, yetişkin formları için -22°C ve yumurtalar için -27°C kritik minimum sıcaklığa sahiptir. 10 °C'lik don tırtılları öldürür ancak bu haşerenin yetişkinleri ve yumurtaları için tehlikeli değildir. Sonuç olarak, bir türün ekolojik değeri her zaman her bireyin ekolojik değerinden daha geniştir. 4. Türler her çevresel faktöre nispeten bağımsız bir şekilde uyum sağlar.
Herhangi bir faktöre karşı tolerans derecesi, türün diğer faktörlere göre karşılık gelen ekolojik değeri anlamına gelmez. Örneğin, sıcaklıktaki geniş değişimleri tolere edebilen türlerin aynı zamanda nem veya tuzluluktaki geniş değişimleri de tolere edebilmesi gerekmez. Eurythermal türler stenohalin, stenobatik veya tam tersi olabilir. Bir türün farklı faktörlere bağlı olarak ekolojik değerleri çok çeşitli olabilir. Bu, doğada olağanüstü bir adaptasyon çeşitliliği yaratır. Çeşitli çevresel faktörlerle ilişkili bir dizi çevresel değer, bir türün ekolojik spektrumunu oluşturur. Her türün ekolojik yetenekleri kendine özgüdür. Çevreye uyum sağlama yöntemleri benzer olan türler arasında bile bazı bireysel faktörlere karşı tutumlarında farklılıklar vardır.
Türlerin ekolojik bireyselliği kuralı, Rus botanikçi L. G. Ramensky (1924) tarafından bitkilerle ilgili olarak formüle edilmiş ve daha sonra zoolojik araştırmalarla geniş çapta doğrulanmıştır.
6. Faktörlerin etkileşimi. Organizmaların herhangi bir çevresel faktöre göre optimal dayanıklılık bölgesi ve sınırları, güce ve diğer faktörlerin aynı anda hangi kombinasyonda etkili olduğuna bağlı olarak değişebilir. Bu modele faktörlerin etkileşimi denir. Örneğin, ısının taşınması nemli hava yerine kuru havada daha kolaydır. Donma riski, kuvvetli rüzgarların olduğu soğuk havalarda, sakin havalara göre çok daha fazladır. Dolayısıyla aynı faktörün diğerleriyle birleşimi farklı çevresel etkilere neden olur. Tam tersine aynı çevresel sonuç farklı olabilir.
farklı şekillerde alındı. Örneğin, hem topraktaki nem miktarının artırılması hem de hava sıcaklığının düşürülmesiyle bitki solmaları durdurulabilir, bu da buharlaşmayı azaltır. Faktörlerin kısmi ikamesinin etkisi yaratılır.
Aynı zamanda çevresel faktörlerin etkilerinin karşılıklı telafisinin de belirli sınırları vardır ve bunlardan birinin yerine diğerini tamamen koymak mümkün değildir. Suyun veya mineral beslenmenin temel unsurlarından en az birinin tamamen yokluğu, diğer koşulların en uygun kombinasyonlarına rağmen bitkinin yaşamını imkansız hale getirir. Kutup çöllerindeki aşırı ısı açığı ne bol nemle ne de 24 saat aydınlatmayla telafi edilemez.
Tarımsal uygulamalarda çevresel faktörlerin etkileşim kalıpları dikkate alındığında, kültür bitkileri ve evcil hayvanlar için en uygun yaşam koşullarını ustaca sürdürmek mümkündür.
7. Sınırlayıcı faktörler kuralı. Optimumun dışındaki çevresel faktörler, bir türün bu koşullar altında varlığını sürdürmesini özellikle zorlaştırır. Çevresel faktörlerden en az birinin kritik değerlere yaklaşması veya aşması durumunda, diğer koşulların optimal kombinasyonuna rağmen bireyler ölümle tehdit edilmektedir. Optimumdan güçlü bir şekilde sapan bu tür faktörler, her belirli zaman diliminde türün veya bireysel temsilcilerinin yaşamında büyük önem kazanır.
Sınırlayıcı çevresel faktörler bir türün coğrafi dağılımını belirler. Bu faktörlerin doğası farklı olabilir. Bu nedenle türün kuzeye hareketi ısı eksikliği nedeniyle, kurak bölgelere ise nem eksikliği veya çok yüksek sıcaklıklar nedeniyle sınırlı olabilir. Biyotik ilişkiler aynı zamanda dağıtım için sınırlayıcı faktörler olarak da hizmet edebilir; örneğin, bir bölgenin daha güçlü bir rakip tarafından işgal edilmesi veya bitkiler için tozlayıcıların bulunmaması. Bu nedenle, incirlerin tozlaşması tamamen tek bir böcek türüne, yaban arısı Blastophaga psenes'e bağlıdır. Bu ağacın anavatanı Akdeniz'dir. Kaliforniya'ya getirilen incirler, polen yayan eşekarısı buraya gelene kadar meyve vermiyordu. Baklagillerin Kuzey Kutbu'ndaki dağılımı, onları polenleyen bombus arılarının dağılımıyla sınırlıdır. Bombus arılarının bulunmadığı Dikson Adası'nda baklagiller bulunmaz, ancak sıcaklık koşulları nedeniyle bu bitkilerin varlığına hala izin verilmektedir.
Bir türün belirli bir coğrafi bölgede var olup olamayacağını belirlemek için öncelikle, özellikle gelişiminin en savunmasız döneminde herhangi bir çevresel faktörün ekolojik değerinin ötesinde olup olmadığının belirlenmesi gerekir.
Tarımsal uygulamalarda sınırlayıcı faktörlerin belirlenmesi çok önemlidir, çünkü ana çabaların bunların ortadan kaldırılmasına yönlendirilmesiyle bitki verimi veya hayvan verimliliği hızlı ve etkili bir şekilde artırılabilir. Böylece yüksek asitli topraklarda, çeşitli agronomik etkiler kullanılarak buğday verimi bir miktar artırılabilir, ancak en iyi etki ancak asitliğin sınırlayıcı etkilerini ortadan kaldıracak kireçleme sonucunda elde edilecektir. Sınırlayıcı faktörlerin bilgisi bu nedenle organizmaların yaşam aktivitesini kontrol etmenin anahtarıdır. Bireylerin yaşamının farklı dönemlerinde, çeşitli çevresel faktörler sınırlayıcı faktörler olarak hareket eder, bu nedenle kültür bitkilerinin ve hayvanların yaşam koşullarının ustaca ve sürekli olarak düzenlenmesi gerekir.
Çevresel bilginin tarihi yüzyıllar öncesine dayanmaktadır. Zaten ilkel insanların bitkiler ve hayvanlar, onların yaşam tarzları, birbirleriyle ve çevreyle ilişkileri hakkında belirli bilgilere sahip olmaları gerekiyordu. Doğa bilimlerinin genel gelişiminin bir parçası olarak artık çevre bilimi alanına ait olan bir bilgi birikimi de oluştu. Ekoloji 19. yüzyılda bağımsız bir disiplin olarak ortaya çıktı.
Ekoloji terimi (Yunanca eko - ev, logolar - öğretimden) bilime Alman biyolog Ernest Haeckel tarafından tanıtıldı.
1866'da "Organizmaların Genel Morfolojisi" adlı çalışmasında şunu yazdı: "... doğanın ekonomisiyle ilgili bilgilerin toplamı: bir hayvan ile çevresi arasındaki, hem organik hem de organik olan tüm ilişkilerin incelenmesi" ve inorganik ve her şeyden önce doğrudan veya dolaylı olarak temasa geçtiği hayvanlar ve bitkilerle dostane veya düşmanca ilişkileri." Bu tanım ekolojiyi biyolojik bir bilim olarak sınıflandırır. 20. yüzyılın başında. Sistematik bir yaklaşımın oluşması ve genel ekoloji de dahil olmak üzere hem doğal hem de insani döngülerin birçok bilimsel alanını kapsayan geniş bir bilgi alanı olan biyosfer doktrininin gelişmesi, ekolojide ekosistem görüşlerinin yaygınlaşmasına yol açmıştır. Ekolojide çalışmanın ana amacı ekosistem olmuştur.
Ekosistem, madde, enerji ve bilgi alışverişi yoluyla birbirleriyle ve çevreleriyle etkileşime giren ve bu tek sistemin uzun süre sabit kalmasını sağlayan canlı organizmaların bir topluluğudur.
İnsanın çevre üzerindeki etkisinin giderek artması, çevre bilgisinin sınırlarının bir kez daha genişletilmesini zorunlu hale getirmiştir. 20. yüzyılın ikinci yarısında. Bilimsel ve teknolojik ilerleme, küresel statü kazanmış bir dizi sorunu beraberinde getirmiştir; bu nedenle, ekoloji açısından, doğal ve insan yapımı sistemlerin karşılaştırmalı analizi ve bunların uyumlu bir şekilde bir arada yaşaması ve gelişmesinin yollarının araştırılması konuları ortaya çıkmıştır. açıkça ortaya çıktı.
Buna bağlı olarak çevre biliminin yapısı farklılaşmış ve daha karmaşık hale gelmiştir. Şimdi daha da bölünmüş dört ana dal olarak temsil edilebilir: Biyoekoloji, jeoekoloji, insan ekolojisi, uygulamalı ekoloji.
Dolayısıyla ekolojiyi, çeşitli düzenlerdeki ekosistemlerin işleyişinin genel yasaları, insan ve doğa arasındaki ilişkinin bir dizi bilimsel ve pratik meselesi hakkında bir bilim olarak tanımlayabiliriz.
2. Çevresel faktörler, sınıflandırılması, organizmalar üzerindeki etki türleri
Doğadaki herhangi bir organizma, çok çeşitli çevresel bileşenlerin etkisine maruz kalır. Çevrenin organizmaları etkileyen her türlü özelliği veya bileşeni çevresel faktörler olarak adlandırılır.
Çevresel faktörlerin sınıflandırılması. Çevresel faktörler (ekolojik faktörler) çeşitlidir, farklı doğaları ve spesifik eylemleri vardır. Aşağıdaki çevresel faktör grupları ayırt edilir:
1. Abiyotik (cansız doğadaki faktörler):
a) iklim - aydınlatma koşulları, sıcaklık koşulları vb.;
b) edaphic (yerel) - su temini, toprak türü, arazi;
c) orografik - hava (rüzgar) ve su akıntıları.
2. Biyotik faktörler, canlı organizmaların birbirleri üzerindeki etkisinin her şeklidir:
Bitkiler Bitkiler. Bitkiler Hayvanlar. Bitkiler Mantarlar. Bitkiler Mikroorganizmalar. Hayvanlar Hayvanlar. Hayvanlar Mantarlar. Hayvanlar Mikroorganizmalar. Mantarlar Mantarlar. Mantar Mikroorganizmaları. Mikroorganizmalar Mikroorganizmalar.
3. Antropojenik faktörler, insan toplumunun diğer türlerin yaşam alanlarında değişikliklere yol açan veya yaşamlarını doğrudan etkileyen her türlü faaliyetidir. Bu grup çevresel faktörlerin etkisi yıldan yıla hızla artmaktadır.
Çevresel faktörlerin organizmalar üzerindeki etki türleri. Çevresel faktörlerin canlılar üzerinde çeşitli etkileri vardır. Bunlar şunlar olabilir:
Uyarlanabilir fizyolojik ve biyokimyasal değişikliklerin (hazırda bekletme, fotoperiyodizm) ortaya çıkmasına katkıda bulunan uyaranlar;
Belirli koşullarda var olmanın imkansızlığı nedeniyle organizmaların coğrafi dağılımını değiştiren sınırlayıcılar;
Organizmalarda morfolojik ve anatomik değişikliklere neden olan değiştiriciler;
Diğer çevresel faktörlerdeki değişiklikleri gösteren sinyaller.
Çevresel faktörlerin genel etki kalıpları:
Çevresel faktörlerin aşırı çeşitliliği nedeniyle, etkilerini deneyimleyen farklı organizma türleri buna farklı tepki verir, ancak çevresel faktörlerin eyleminin bir dizi genel yasasını (örüntülerini) belirlemek mümkündür. Bunlardan bazılarına bakalım.
1. Optimum Yasası
2. Türlerin ekolojik bireyselliği yasası
3. Sınırlayıcı (sınırlayıcı) faktör yasası
4. Belirsiz eylem yasası
3. Çevresel faktörlerin organizmalar üzerindeki etki kalıpları
1) Optimum kural. Bir ekosistem, bir organizma veya onun belirli bir aşaması için
Gelişmede faktörün en uygun değeri aralığı vardır. Nerede
faktörler olumludur; nüfus yoğunluğu maksimumdur; 2) Hoşgörü.
Bu özellikler organizmaların yaşadığı çevreye bağlıdır. Eğer o
kendi yolunda istikrarlı
sizinkinde organizmaların hayatta kalma şansı daha yüksektir.
3) Faktörlerin etkileşim kuralı. Bazı faktörler artırabilir veya
diğer faktörlerin etkisini azaltır.
4) Sınırlayıcı faktörler kuralı. Eksik olan bir faktör veya
aşırılık organizmaları olumsuz etkiler ve tezahür olasılığını sınırlar. kuvvet
diğer faktörlerin etkisi. 5) Fotoperiyodizm. Fotoperiyodizm altında
Vücudun günün uzunluğuna verdiği tepkiyi anlayın. Işıktaki değişikliklere tepki.
6) Doğa olaylarının ritmine uyum. Günlük hayata uyum ve
mevsimsel ritimler, gelgit olayları, güneş aktivitesi ritimleri,
Ay evreleri ve kesin sıklıkta tekrarlanan diğer olaylar.
Ek. değerlik (plastisite) - örgütlenme yeteneği. Dep'e uyum sağlayın. çevresel faktörler çevre.
Çevresel faktörlerin canlı organizmalar üzerindeki etki kalıpları.
Çevresel faktörler ve sınıflandırılması. Tüm organizmalar potansiyel olarak sınırsız üreme ve dağılma yeteneğine sahiptir: Bağlı bir yaşam tarzı sürdüren türler bile aktif veya pasif dağılma yeteneğine sahip oldukları en az bir gelişim aşamasına sahiptir. Ancak aynı zamanda, farklı iklim bölgelerinde yaşayan organizmaların tür bileşimi birbirine karışmaz: her biri belirli bir dizi hayvan, bitki ve mantar türüyle karakterize edilir. Bu, belirli coğrafi engeller (denizler, dağ sıraları, çöller vb.), iklim faktörleri (sıcaklık, nem vb.) ve ayrıca bireysel türler arasındaki ilişkiler nedeniyle aşırı üremenin ve organizmaların dağılmasının sınırlandırılmasıyla açıklanmaktadır.
Eylemin niteliğine ve özelliklerine bağlı olarak çevresel faktörler abiyotik, biyotik ve antropojenik (antropik) olarak ayrılır.
Abiyotik faktörler, bireysel organizmaları ve gruplarını doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen cansız doğanın bileşenleri ve özellikleridir (sıcaklık, ışık, nem, havanın gaz bileşimi, basınç, suyun tuz bileşimi vb.).
Ayrı bir çevresel faktör grubu, insanlar da dahil olmak üzere çeşitli canlı türlerinin yaşam alanlarının durumunu değiştiren (antropojenik faktörler) çeşitli insan ekonomik faaliyet biçimlerini içerir. Biyolojik bir tür olarak insanın var olduğu nispeten kısa süre boyunca, faaliyetleri gezegenimizin görünümünü kökten değiştirdi ve doğa üzerindeki bu etki her geçen yıl artıyor. Bazı çevresel faktörlerin etkisinin yoğunluğu, biyosferin uzun tarihsel gelişim dönemleri boyunca (örneğin, güneş radyasyonu, yerçekimi, deniz suyunun tuz bileşimi, atmosferin gaz bileşimi vb.) nispeten sabit kalabilir. Çoğunun yoğunluğu değişkendir (sıcaklık, nem vb.). Her çevresel faktörün değişkenlik derecesi, organizmanın yaşam ortamının özelliklerine bağlıdır. Örneğin, toprak yüzeyindeki sıcaklık, yılın veya günün zamanına, hava durumuna vb. bağlı olarak önemli ölçüde değişebilirken, birkaç metreden daha derin rezervuarlarda neredeyse hiç sıcaklık farkı yoktur.
Çevresel faktörlerdeki değişiklikler şunlar olabilir:
Periyodik, günün saatine, yılın zamanına, Ay'ın Dünya'ya göre konumuna vb. bağlı olarak;
Periyodik olmayanlar, örneğin volkanik patlamalar, depremler, kasırgalar vb.;
Önemli tarihsel zaman dilimlerine yönelik, örneğin, kara alanları ve Dünya Okyanusu oranının yeniden dağıtılmasıyla ilişkili Dünya iklimindeki değişiklikler.
Canlı organizmaların her biri, tüm çevresel faktörler kompleksine, yani yaşam alanlarına sürekli olarak uyum sağlar ve yaşam süreçlerini bu faktörlerdeki değişikliklere göre düzenler. Habitat, belirli bireylerin, popülasyonların veya organizma gruplarının yaşadığı bir dizi koşullardır.
Çevresel faktörlerin canlı organizmalar üzerindeki etki kalıpları. Çevresel faktörlerin doğası gereği çok çeşitli ve farklı olmasına rağmen, bunların canlı organizmalar üzerindeki bazı etkilerinin yanı sıra organizmaların bu faktörlerin etkisine verdiği tepkiler de not edilmiştir. Organizmaların çevre koşullarına adaptasyonlarına adaptasyon denir. Canlı maddenin organizasyonunun her seviyesinde üretilirler: molekülerden biyojeosenotiklere kadar. Adaptasyonlar sabit değildir çünkü çevresel faktörlerin yoğunluğundaki değişikliklere bağlı olarak bireysel türlerin tarihsel gelişimi boyunca değişirler. Her organizma türü, belirli yaşam koşullarına özel bir şekilde uyarlanmıştır: Adaptasyonlarında benzer olan iki yakın tür yoktur (ekolojik bireysellik kuralı). Böylece köstebek (Böcek yiyen seri) ve köstebek faresi (Kemirgen serisi) toprakta var olmaya adapte olmuşlardır. Ancak köstebek ön ayaklarının yardımıyla geçitler kazar ve köstebek faresi kesici dişleriyle kazar ve başıyla toprağı dışarı atar.
Organizmaların belirli bir faktöre iyi uyum sağlaması, diğerlerine de aynı şekilde uyum sağlaması anlamına gelmez (adaptasyonun göreceli bağımsızlığı kuralı). Örneğin, organik maddece fakir (kaya gibi) alt katmanlara yerleşebilen ve kurak dönemlere dayanabilen likenler, hava kirliliğine karşı çok hassastır.
Optimum yasası da var: Her faktörün vücut üzerinde yalnızca belirli sınırlar dahilinde olumlu etkisi vardır. Belirli bir türdeki organizmalar için uygun olan çevresel faktörün etkisinin yoğunluğuna optimum bölge denir. Belirli bir çevresel faktörün etkisinin yoğunluğu optimal olandan bir yönde ne kadar saparsa, organizmalar üzerindeki engelleyici etkisi o kadar belirgin olacaktır (kötü bölge). Organizmaların varlığının imkansız hale gelmesine neden olan çevresel faktörün etkisinin yoğunluğuna, dayanıklılığın üst ve alt sınırları (maksimum ve minimum kritik noktalar) denir. Dayanıklılık sınırları arasındaki mesafe, belirli bir türün belirli bir faktöre göre ekolojik değerini belirler. Sonuç olarak çevresel değer, belirli bir türün varlığının mümkün olduğu bir çevresel faktörün etkisinin yoğunluk aralığıdır.
Belirli bir türün bireylerinin belirli bir çevresel faktöre göre geniş ekolojik değeri “eur-” ön ekiyle gösterilir. Bu nedenle kutup tilkileri, önemli sıcaklık dalgalanmalarına (80°C dahilinde) dayanabildikleri için eurythermic hayvanlar olarak sınıflandırılır. Bazı omurgasızlar (süngerler, kılçakivler, derisi dikenliler) eurybatherous organizmalara aittir, bu nedenle kıyı bölgesinden büyük derinliklere yerleşerek önemli basınç dalgalanmalarına dayanırlar. Çeşitli çevresel faktörlerin çok çeşitli dalgalanmalarında yaşayabilen türlere eurybiontnyms denir. Dar ekolojik değerlik, yani belirli bir çevresel faktördeki önemli değişikliklere dayanamama, "stenotermik" (örneğin, stenotermik) öneki ile gösterilir. , stenobiontny, vb.).
Belirli bir faktöre göre vücudun dayanıklılığının optimumu ve sınırları, diğerlerinin eyleminin yoğunluğuna bağlıdır. Örneğin kuru ve rüzgarsız havalarda düşük sıcaklıklara dayanmak daha kolaydır. Dolayısıyla organizmaların herhangi bir çevresel faktöre göre dayanıklılığının optimumu ve sınırları, güce ve diğer faktörlerin hangi kombinasyonda etkili olduğuna (çevresel faktörlerin etkileşimi olgusu) bağlı olarak belirli bir yönde değişebilir.
Ancak hayati çevresel faktörlerin karşılıklı telafisinin belirli sınırları vardır ve hiçbirinin yerini başkası alamaz: En az bir faktörün etkisinin yoğunluğu, dayanıklılık sınırlarını aşarsa, optimum yoğunluk yoğunluğuna rağmen türün varlığı imkansız hale gelir. başkalarının eylemi. Bu nedenle nem eksikliği, atmosferdeki optimum aydınlatma ve CO2 konsantrasyonunda bile fotosentez sürecini engeller.
Etki yoğunluğu dayanıklılık sınırlarını aşan bir faktöre sınırlayıcı denir. Sınırlayıcı faktörler, bir türün (bölgenin) dağılım bölgesini belirler. Örneğin kuzeyde pek çok hayvan türünün yayılması ısı ve ışık eksikliği, güneyde ise benzer nem eksikliği nedeniyle engelleniyor.
Dolayısıyla, belirli bir türün belirli bir habitattaki varlığı ve refahı, onun bir dizi çevresel faktörle etkileşimi tarafından belirlenir. Bunlardan herhangi birinin yetersiz veya aşırı etki yoğunluğu, bireysel türlerin refahını ve varlığını imkansız hale getirir.
Çevresel faktörler, canlı organizmaları ve gruplarını etkileyen çevrenin herhangi bir bileşenidir; abiyotik (cansız doğanın bileşenleri), biyotik (organizmalar arasındaki çeşitli etkileşim biçimleri) ve antropojenik (insan ekonomik faaliyetinin çeşitli biçimleri) olarak ayrılırlar.
Organizmaların çevre koşullarına adaptasyonlarına adaptasyon denir.
Herhangi bir çevresel faktörün organizmalar üzerinde yalnızca belirli olumlu etki sınırları vardır (optimum yasası). Organizmaların varlığını imkansız hale getiren bir faktörün etki yoğunluğunun sınırlarına dayanıklılığın üst ve alt sınırları denir.
Organizmaların herhangi bir çevresel faktöre göre dayanıklılığının optimumu ve sınırları, yoğunluğa ve diğer çevresel faktörlerin hangi kombinasyonda etkili olduğuna (çevresel faktörlerin etkileşimi olgusu) bağlı olarak belirli bir yönde değişebilir. Ancak bunların karşılıklı karşılığı sınırlıdır: Tek bir hayati faktörün yerini başkaları alamaz. Dayanıklılık sınırlarını aşan çevresel faktöre sınırlayıcı denir, belirli bir türün menzilini belirler.
organizmaların ekolojik plastisitesi
Organizmaların ekolojik plastisitesi (ekolojik değerlik), bir türün çevresel faktörlerdeki değişikliklere uyum sağlama derecesidir. Belirli bir türün normal yaşam aktivitesini sürdürdüğü çevresel faktörlerin değer aralığı ile ifade edilir. Aralık ne kadar geniş olursa çevresel esneklik de o kadar fazla olur.
Faktörün optimumdan küçük sapmalarıyla var olabilen türlere yüksek düzeyde uzmanlaşmış, faktördeki önemli değişikliklere dayanabilen türlere ise geniş adapte olmuş türler denir.
Çevresel esneklik hem tek bir faktörle ilişkili olarak hem de bir dizi çevresel faktörle ilişkili olarak düşünülebilir. Türlerin belirli faktörlerdeki önemli değişiklikleri tolere etme yeteneği, "her" ön ekiyle ilgili terimle gösterilir:
Eurythermic (plastikten sıcaklığa)
Eurygolinaceae (suyun tuzluluğu)
Euryphotic (plastikten ışığa)
Eurygygric (plastikten neme)
Eurooic (plastikten habitata)
Euryphagous (plastikten yiyeceğe).
Bu faktördeki küçük değişikliklere uyum sağlayan türler, “steno” önekiyle ifade edilir. Bu önekler, göreceli tolerans derecesini ifade etmek için kullanılır (örneğin, stenotermik bir türde, ekolojik sıcaklık optimumu ve kötümser birbirine yakındır).
Bir dizi çevresel faktörle ilişkili olarak geniş bir ekolojik esnekliğe sahip olan türler eurybiontlardır; Bireysel uyum yeteneği düşük olan türler stenobiontlardır. Eurybiontizm ve istenobiontizm, organizmaların hayatta kalmaya yönelik çeşitli adaptasyon türlerini karakterize eder. Eurybiont'lar iyi koşullarda uzun süre gelişirse, ekolojik plastisiteyi kaybedebilir ve stenobiont özelliklerini geliştirebilirler. Faktörde önemli dalgalanmalarla var olan türler, artan ekolojik esneklik kazanarak eurybiont haline gelir.
Örneğin, su ortamında daha fazla stenobiont vardır, çünkü özellikleri nispeten stabildir ve bireysel faktörlerin dalgalanmalarının genlikleri küçüktür. Daha dinamik bir hava-yer ortamında eurybiontlar baskındır. Sıcakkanlı hayvanlar, soğukkanlı hayvanlara göre daha geniş bir ekolojik değere sahiptir. Genç ve yaşlı organizmalar daha tekdüze çevresel koşullara ihtiyaç duyma eğilimindedir.
Eurybiont'lar yaygındır ve stenobiontizm bunların menzilini daraltır; ancak bazı durumlarda, yüksek uzmanlıkları nedeniyle stenobiontlar geniş bölgelere sahiptir. Örneğin, balık yiyen kuş balıkkartalı tipik bir stenofajdır, ancak diğer çevresel faktörlerle ilişkili olarak bir eurybiont'tur. Gerekli yiyeceği arayan kuş, uzun mesafelere uçabiliyor, bu nedenle önemli bir menzil kaplıyor.
Plastisite, bir organizmanın belirli bir çevresel faktör değerleri aralığında var olma yeteneğidir. Plastisite reaksiyon normu ile belirlenir.
Bireysel faktörlere göre esneklik derecesine göre tüm türler üç gruba ayrılır:
Stenotoplar çevresel faktör değerlerinde dar bir aralıkta var olabilen türlerdir. Örneğin, nemli ekvator ormanlarındaki çoğu bitki.
Eurytopes, çeşitli habitatları, örneğin tüm kozmopolit türleri kolonileştirme kapasitesine sahip, oldukça esnek türlerdir.
Mezotoplar stenotoplar ve eurytoplar arasında bir ara pozisyonda bulunur.
Bir türün örneğin bir faktöre göre stenotopik, başka bir faktöre göre öritopik veya tam tersi olabileceği unutulmamalıdır. Örneğin, bir kişi hava sıcaklığına göre bir eurytoptur, ancak içindeki oksijen içeriğine göre bir stenotoptur.
DERS No. 5
KONU: EKOLOJİK FAKTÖRLERİN ORGANİZMALAR ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN GENEL DÜZENLEMELERİ
PLANI:
1. Çevresel faktörlerin kümülatif etkisi.
2. Liebig'in minimum yasası.
3. Shelford'un sınırlayıcı faktörler yasası.
4. Organizmaların çevresel faktörlerin düzeyindeki değişikliklere tepkisi.
5. Değişkenlik.
6. Adaptasyon.
7. Organizmanın ekolojik nişi.
7.1. Kavramlar ve tanımlar.
7.2. Özel ve genel ekolojik nişler.
8. Ekolojik formlar.
Çevresel faktörler dinamiktir, zamana ve mekana göre değişkendir. Sıcak mevsim yerini düzenli olarak soğuk mevsime bırakır, gün içinde sıcaklık ve nemde dalgalanmalar görülür, gündüz geceyi takip eder vb. Bütün bunlar çevresel faktörlerdeki doğal değişikliklerdir, ancak insanlar bunlara müdahale edebilir. Doğal çevre üzerindeki antropojenik etki, çevresel faktörlerin rejimlerindeki (mutlak değerler veya dinamikler) veya faktörlerin bileşimindeki (örneğin, daha önce mevcut olmayan bitki koruma ürünlerinin geliştirilmesi, üretimi ve kullanımı) değişikliklerle kendini gösterir. doğa, mineral gübreler vb.).
1. Toplama çevresel etki faktörler
Çevresel çevresel faktörler vücudu aynı anda ve ortaklaşa etkiler. Faktörlerin kümülatif etkisi - bir takımyıldız, bir dereceye kadar, her bir faktörün etkisinin doğasını karşılıklı olarak değiştirir. Hava neminin hayvanların sıcaklık algısı üzerindeki etkisi iyi araştırılmıştır. Nem arttıkça cilt yüzeyinden nemin buharlaşma hızı azalır, bu da yüksek sıcaklıklara adaptasyonun en etkili mekanizmalarından birinin işleyişini zorlaştırır. Düşük ısı iletkenliğine sahip (daha iyi ısı yalıtım özellikleri) kuru bir atmosferde düşük sıcaklıklar daha kolay tolere edilir. Dolayısıyla çevresel nem, insanlar da dahil olmak üzere sıcakkanlı hayvanlarda subjektif sıcaklık algısını değiştirir.
Çevresel çevresel faktörlerin karmaşık eyleminde, bireysel çevresel faktörlerin önemi eşit değildir. Bunlar arasında önde gelen (ana) ve ikincil faktörler ayırt edilir.
Önde gelen faktörler yaşam için gerekli olanlardır, ikincil olanlar ise mevcut veya arka plandaki faktörlerdir. Tipik olarak, organizmalar aynı yerde yaşasalar bile, farklı organizmaların farklı itici faktörleri vardır. Ayrıca bir organizmanın yaşamının başka bir dönemine geçişi sırasında öncü faktörlerde de bir değişiklik gözlenir. Yani çiçeklenme döneminde bitki için önde gelen faktör ışık olabilir ve tohum oluşumu döneminde nem ve besin maddeleri olabilir.
Bazen bir faktörün eksikliği diğerinin güçlendirilmesiyle kısmen telafi edilir. Örneğin Kuzey Kutbu'nda uzun gündüz saatleri ısı eksikliğini telafi ediyor.
2. Hukuk minimum Liebig
Her canlı organizmanın genel olarak sıcaklığa, neme, mineral ve organik maddelere veya diğer faktörlere değil, kendine özgü rejime ihtiyacı vardır. Vücudun tepkisi faktörün miktarına (doza) bağlıdır. Ayrıca doğal koşullarda yaşayan bir organizma, birçok çevresel faktöre (hem abiyotik hem de biyotik) aynı anda maruz kalmaktadır. Bitkiler önemli miktarlarda neme ve besin maddelerine (azot, fosfor, potasyum) ve aynı zamanda bor ve molibden gibi nispeten "ihmal edilebilir" miktarlarda elementlere ihtiyaç duyar.
Her tür hayvan veya bitkinin, gıdanın bileşimi konusunda açık bir seçiciliği vardır: her bitkinin belirli mineral elementlere ihtiyacı vardır. Her tür hayvan, yiyeceğin kalitesi konusunda kendine özgü taleplerde bulunur. Normal bir şekilde var olabilmek ve gelişebilmek için vücudun, gerekli faktörlerin tamamına en uygun koşullarda ve yeterli miktarlarda sahip olması gerekir.
Bitki için gerekli olan makro ve mikro elementlerle ilgili herhangi bir maddenin dozunun (veya yokluğunun) sınırlandırılmasının aynı sonuca yol açması - daha yavaş büyüme, tarım kimyasının kurucularından biri tarafından keşfedilmiş ve incelenmiştir. Alman kimyager Eustace von Liebig. 1840 yılında formüle ettiği kurala denir. Liebig'in minimum yasası: Hasatın büyüklüğü, bitkinin ihtiyacının en az karşılandığı besin maddesinin topraktaki miktarına göre belirlenir.
Aynı zamanda Yu.Liebig, delikli bir varil çizerek, varildeki alt deliğin içindeki sıvının seviyesini belirlediğini gösterdi. Asgari kanun, belirli durumlarda vücuttaki herhangi bir elementin eksikliğini telafi etmek için maden suyu veya vitamin tüketmek zorunda kalan insanlar da dahil olmak üzere hem bitkiler hem de hayvanlar için geçerlidir.
Daha sonra Liebig yasasına açıklamalar yapıldı. Önemli bir değişiklik ve ekleme belirsizlik yasasıFaktörün çeşitli vücut fonksiyonları üzerindeki (seçici) etkisi: herhangi bir çevresel faktör vücudun fonksiyonlarını farklı şekilde etkiler; solunum gibi bazı işlemler için optimum olan, sindirim gibi diğerleri için ideal değildir ve bunun tersi de geçerlidir.
1930 yılında E. Rubel tarafından kurulmuştur. faktörlerin telafisi (değiştirilebilirliği) yasası (etkisi): Bazı çevresel faktörlerin yokluğu veya eksikliği, başka bir yakın (benzer) faktörle telafi edilebilir.
Örneğin, bir bitki için ışık eksikliği bol miktarda karbondioksitle telafi edilebilir ve kabuklu deniz hayvanları kabuk oluşturduğunda eksik kalsiyumun yerini stronsiyum alabilir.
Ancak bu tür olanaklar son derece sınırlıdır. 1949'da formüle etti temel faktörlerin yeri doldurulamazlığı kanunu: Ortamdaki temel çevresel faktörlerin (ışık, su, besinler vb.) tamamen yokluğu, başka faktörlerle değiştirilemez.
Liebig yasasının bu iyileştirme grubu diğerlerinden biraz farklı bir şey içerir. faz reaksiyonları kuralı "faydalar"- zarar": Toksik maddenin düşük konsantrasyonları vücut üzerinde fonksiyonlarını güçlendirme (onları uyarma) yönünde etki ederken, daha yüksek konsantrasyonlar vücudu baskılar ve hatta ölümüne yol açar.
Bu toksikolojik model çoğu kişi için doğrudur (örneğin, küçük yılan zehiri konsantrasyonlarının tıbbi özellikleri bilinmektedir), ancak tüm toksik maddeler için geçerli değildir.
3. Hukuk sınırlayıcı faktörler Shelford
Çevresel bir faktör sadece eksikliğinde vücut tarafından hissedilmez. Çevresel faktörlerden herhangi birinin fazlalığı durumunda da sorunlar ortaya çıkar. Toprakta su eksikliği olduğunda mineral besin elementlerinin bitki tarafından asimilasyonunun zor olduğu, ancak fazla suyun benzer sonuçlara yol açtığı deneyimlerden bilinmektedir: köklerin ölümü, anaerobik süreçlerin ortaya çıkması, toprağın asitlenmesi vb. mümkündür. Düşük değerlerde ve sıcaklık gibi abiyotik bir faktöre aşırı maruz kalındığında organizmanın hayati aktivitesi de gözle görülür şekilde engellenir.
Çevresel bir faktör, bir organizma üzerinde yalnızca belirli bir organizma için optimal olan belirli bir ortalama değerde en etkili şekilde etki eder. Bir organizmanın yaşayabilirliğini koruyabileceği herhangi bir faktörün dalgalanma aralığı ne kadar geniş olursa, stabilite de o kadar yüksek olur, yani belirli bir organizmanın karşılık gelen faktöre (Latince tolerans - sabırdan) toleransı. Böylece, tolerans- bu, vücudun çevresel faktörlerin yaşamı için en uygun değerlerden sapmalarına dayanma yeteneğidir.
İlk kez bu konudaki varsayım sınırlamak (sınırlamak) Bir faktörün maksimum değerinin minimum değere eşit etkisi, 1913'te toleransın temel biyolojik yasasını kuran Amerikalı zoolog V. Shelford tarafından ifade edildi: herhangi bir canlı organizmanın belirli, evrimsel olarak kalıtsal üst ve alt sınırları vardır. herhangi bir çevresel faktöre karşı direnç (tolerans).
V. Shelford yasasının başka bir formülasyonu, hoşgörü yasasının neden sınırlayıcı faktörler yasası olarak da adlandırıldığını açıklıyor: Optimum bölgesinin dışındaki tek bir faktör bile vücutta stresli bir duruma ve sonuçta ölüme yol açar.
Bu nedenle, düzeyi organizmanın dayanıklılık aralığının herhangi bir sınırına yaklaşan veya bu sınırı aşan çevresel faktöre sınırlayıcı faktör denir. Hoşgörü yasası Amerikalı ekolojist Yu Odum'un hükümleriyle destekleniyor:
Organizmalar bir çevresel faktöre karşı geniş bir tolerans aralığına sahipken, bir diğeri için düşük bir tolerans aralığına sahip olabilir;
Tüm çevresel faktörlere karşı geniş bir tolerans aralığına sahip organizmalar genellikle en yaygın olanlardır;
Bir çevresel faktöre ilişkin koşullar organizma için optimal değilse, tolerans aralığı diğer çevresel faktörlere bağlı olarak daralabilir;
Organizmaların yaşamının özellikle önemli (kritik) dönemlerinde, özellikle üreme döneminde birçok çevresel faktör sınırlayıcı (kısıtlayıcı) hale gelir.
Bu hükümler aynı zamanda A. Thienemann tarafından isimlendirilen Mitscherlich-Baule kanunu ile de ilgilidir. kümülatif eylem kanunu: Faktörlerin bir kombinasyonu, organizmaların gelişimlerinin en az esnekliğe (minimum uyum sağlama yeteneğine) sahip olan aşamalarını en güçlü şekilde etkiler.
4. Tepki organizmalar Açık seviye değişiklikleri çevresel
faktörler
Aynı faktör farklı organizmalar üzerinde farklı değerlerde optimal etkiye sahip olabilir. Bu nedenle bazı bitkiler çok nemli toprağı tercih ederken, bazıları ise nispeten kuru toprağı tercih eder. Bazı hayvanlar aşırı sıcağı sever, bazıları ise orta dereceli ortam sıcaklıklarını daha iyi tolere eder, vb.
Ayrıca canlı organizmalar, herhangi bir çevresel faktörde geniş veya dar bir değişim aralığında var olabilenler olarak ikiye ayrılır. Organizmalar her çevresel faktöre nispeten bağımsız bir şekilde uyum sağlar. Bir organizma, bir faktörün dar bir aralığına ve diğer bir faktörün geniş bir aralığına adapte olabilir. Vücut için sadece genlik değil, aynı zamanda belirli bir faktörün salınım hızı da önemlidir.
Çevre koşullarının etkisi aşırı değerlere ulaşmazsa, canlı organizmalar buna belirli eylemlerle veya durumlarındaki değişikliklerle tepki verir ve bu da sonuçta türün hayatta kalmasına yol açar. Hayvanların olumsuz etkilerinin üstesinden gelmek iki şekilde mümkündür:
Bunlardan kaçınarak;
Dayanıklılık kazanarak.
İlk yöntem, göç ettikleri, barınak inşa ettikleri vb. sayesinde yeterli hareket kabiliyetine sahip hayvanlar tarafından kullanılır.
Çevresel faktörlere olan talep ve tolerans, söz konusu türün bireylerinin coğrafi dağılım alanını, habitatlarının sabitlik derecesine, yani türün alanına bakılmaksızın belirler.
Bitki tepkilerinin temeli, yapılarında ve yaşam süreçlerinde adaptif değişikliklerin gelişmesidir. Ritmik olarak tekrarlanan iklim koşullarında, bitkiler ve hayvanlar, yaşam süreçlerinin uygun bir zamansal organizasyonunu geliştirerek uyum sağlayabilirler, bunun sonucunda vücudun aktif işleyiş dönemlerini kış uykusu dönemleriyle (birkaç hayvan) veya bir uyku durumuyla değiştirirler. dinlenme (bitkiler).
5. Değişkenlik
Değişkenlik- Organizasyonunun çeşitli seviyelerindeki canlıların temel özelliklerinden biri. Her tür için onu oluşturan bireylerin değişkenliği önemlidir. Örneğin insanlar boy, yapı, göz ve ten rengi bakımından birbirlerinden farklılık gösterir ve farklı yetenekler sergilerler. Benzer tür içi değişkenlik tüm organizmaların doğasında vardır: filler, sinekler, meşeler, serçeler ve diğerleri.
Herhangi bir türün bireyleri, dış ve iç özellikler bakımından birbirinden farklıdır. İmza- Bir organizmanın hem dış görünümü (boyut, şekil, renk vb.) hem de iç yapısı bakımından herhangi bir özelliği. Hastalıklara karşı dayanıklılık, düşük veya yüksek sıcaklıklar, yüzme, uçma yeteneği vb. özelliklerin tümü, birçoğu eğitim veya öğretim yoluyla değiştirilebilen veya geliştirilebilen özelliklerdir. Ancak bunların asıl özelliği genetik yani kalıtsal temelidir. Her organizma belirli özelliklerle doğar.
Araştırmalar, herhangi bir türün özelliklerinin kalıtsal temelinin DNA moleküllerinde, yani bütünlüğüne genotip adı verilen bir organizmanın genlerinde kodlandığını göstermiştir. İnsanlar da dahil olmak üzere neredeyse tüm organizmaların genotipi bir değil iki gen grubuyla temsil edilir. Vücut büyümesine, her yeni hücrenin her iki gen kümesinin tam bir kopyasını aldığı hücre bölünmesi eşlik eder. Ancak her ebeveynden yalnızca bir dizi bir sonraki nesle aktarılır ve bu nedenle çocuklar ebeveynlerinden farklı yeni gen kombinasyonları geliştirir. Bu nedenle, tüm torunlar ve dolayısıyla türün bireyleri (tek yumurta ikizleri hariç) genotip bakımından farklılık gösterir.
Genetik değişkenlik, özelliklerin kalıtsal değişkenliğinin temelidir. Kalıtsal çeşitliliğin bir başka kaynağı da herhangi bir geni veya gen grubunu etkileyen DNA mutasyonudur.
Öğrenme, eğitim ya da sadece yaralanma sonucunda ortaya çıkan farklılıklar, doğuştan gelen bir özelliğin gelişimidir ancak genetik temelini değiştirmez.
Eşeyli üreme sırasında kalıtsal değişkenlik kaçınılmazsa bireylerin eşeysiz üremesi sırasında yani klonlama sırasında farklı bir tablo gözlenir. Böylece, bitkiler kesimler aldığında, basit hücre bölünmesinin bir sonucu olarak, ana DNA'nın tam bir kopyasıyla birlikte yeni bir organizma ortaya çıkar. Bu nedenle klonun tüm bireyleri (mutantlar hariç) genetik olarak aynıdır. Gen havuzu, aynı türden belirli bir grup organizmanın tüm bireylerinden alınan gen örneklerinin bir koleksiyonudur. Bir türün gen havuzu sabit değildir; nesilden nesile değişebilir. Nadir özelliklere sahip bireyler çoğalmazsa gen havuzunun bir kısmı azalır.
Doğada bir türün gen havuzu, evrim sürecinin temeli olan doğal seçilim yoluyla sürekli değişmektedir. Her nesil, hayatta kalma ve üreme için seçilime tabidir; dolayısıyla organizmaların neredeyse tüm özellikleri, bir dereceye kadar türün hayatta kalmasına ve üremesine hizmet eder.
Ancak gen havuzu yapay seçilim yoluyla bilinçli olarak değiştirilebilir. Modern evcil hayvan türleri ve kültür bitkilerinin çeşitleri bu şekilde yabani atalardan türetilmiştir. Yakın akraba türleri çaprazlarken de gen havuzuna müdahale etmek mümkündür (yakın akraba olmayan türler yavru üretmez). Bu yönteme hibridizasyon denir ve soyundan gelenlere melez denir.
Bilimin en son başarıları, bir türün belirli genlerinin (DNA bölümleri) elde edilmesini ve bunların çaprazlanmadan doğrudan başka bir türe aktarılmasını içeren genetik mühendisliği teknolojisinin gelişmesiyle ilişkilidir. Bu durum, sadece yakın akraba olan türlerin değil, her türün melezlenmesine olanak sağlamakta ve dolayısıyla canlıların gen havuzlarına yapılan bu tür radikal müdahalelerin nihai sonuçlarının öngörülememesi nedeniyle ciddi tartışmalara neden olmaktadır.
6. Adaptasyon
Sürekli değişen yaşam koşullarında hayvanlar ve bitkiler birçok faktöre uyum sağlamak zorunda kalıyor. Çevresel faktörlerin zaman ve mekandaki dinamizmi, canlı organizmalar üzerinde kontrol edici rol oynayan astronomik, helioklimatik ve jeolojik süreçlere bağlıdır.
Bir organizmanın hayatta kalmasını destekleyen özellikler, mevcut koşullara maksimum uyum sağlanıncaya kadar doğal seçilimin etkisi altında kademeli olarak geliştirilir. Adaptasyon, hücreler, dokular ve hatta tüm organizma düzeyinde gerçekleşebilir ve organların şeklini, boyutunu, ilişkisini vb. etkileyebilir. Evrim ve doğal seçilim sürecinde organizmalar, değişen çevre koşullarında normal yaşamı sağlayan kalıtsal olarak sabit özellikler geliştirir. koşullar, yani adaptasyon.
Adaptasyon- Organizmaların (ve türlerin) çevreye adaptasyonu, canlı doğanın temel bir özelliğidir. Herhangi bir canlının yaşam alanı, bir yandan ilgili biyolojik türün birçok neslinin yaşamı boyunca yavaş ve istikrarlı bir şekilde değişirken, diğer yandan bireysel yaşamın kısa dönemlerinde değişen vücut üzerinde çeşitli taleplerde bulunur. Bu nedenle uyum sürecinin üç düzeyi ayırt edilir.
Genetik seviye. Bu düzey, genetik değişkenlik özelliğine dayalı olarak türün nesiller boyunca adaptasyonunu ve yaşayabilirliğinin korunmasını sağlar.
Derin metabolik değişiklikler. Mevsimsel ve yıllık doğal döngülere uyum, metabolizmadaki köklü değişikliklerle gerçekleştirilir. Hayvanlarda nörohumoral mekanizmalar bu süreçlerde merkezi bir rol oynar; örneğin üreme mevsimi veya kış uykusuna hazırlık sinirsel uyaranlar tarafından "çalıştırılır" ve vücudun hormonal durumundaki değişikliklere bağlı olarak gerçekleştirilir. Bitkilerde mevsimsel ve diğer uzun vadeli değişimler fitohormonların ve büyüme faktörlerinin çalışmasıyla sağlanır.
Çevresel faktörlerdeki kısa vadeli sapmalara yanıt olarak hızlı değişiklikler. Hayvanlarda bunlar, davranışta değişikliklere ve metabolizmanın hızla tersine çevrilebilir dönüşümüne yol açan çeşitli sinir mekanizmaları tarafından gerçekleştirilir. Bitkilerde hızlı değişimlerin bir örneği ışıktaki değişikliklere verilen tepkidir.
Canlılara özgü hemen hemen tüm desenler uyarlanabilir öneme sahiptir. Doğal seçilim sürecinde türler dönüşür ve yaşam alanlarına giderek daha iyi uyum sağlar. Örneğin zürafalar yavaş yavaş ağaçların tepesindeki yaprakları yemeye adapte oldular. Organizmaların bulundukları ortama uyum sağlama yetenekleri arttıkça değişim hızları azalır.
Yırtıcı-av ilişkilerinde doğal seçilim, her şeyden önce, düşmandan en etkili biçimde kaçınmayı sağlayan genleri, yırtıcılarda ise avlanma yeteneklerini artıran genleri etkiler. Bu, tüm biyotik etkileşimler için geçerlidir. Herhangi bir nedenle uyum sağlama yeteneğini kaybeden organizmalar yok olmaya mahkumdur.
Yani varoluş koşulları değiştiğinde (bir veya daha fazla çevresel faktörün değeri normal dalgalanma sınırlarının dışına çıktığında) bazı türler uyum sağlar ve dönüşürken, diğerleri yok olur. Bu bir takım koşullara bağlıdır. Adaptasyonun temel koşulu, gen havuzunun genetik çeşitliliği ve çevresel değişimin derecesi ile ilişkili olan en az birkaç bireyin yeni koşullarda hayatta kalması ve üremesidir. Gen havuzu çeşitliliğinin fazla olması durumunda, güçlü çevresel değişimler olsa bile bazı bireyler hayatta kalabilecekken, gen havuzu çeşitliliğinin düşük olması durumunda çevresel faktörlerdeki en küçük dalgalanmalar bile türün yok olmasına neden olabilir.
Koşullardaki değişiklikler hafifse veya kademeli olarak meydana gelirse, çoğu tür uyum sağlayabilir ve hayatta kalabilir. Değişim ne kadar dramatik olursa, hayatta kalmak için gen havuzunda o kadar fazla çeşitliliğe ihtiyaç duyulur. Yıkıcı bir değişim durumunda (nükleer savaş gibi) hiçbir türün hayatta kalamaması mümkündür. En önemli ekolojik prensip, bir türün hayatta kalmasının genetik çeşitliliği ve çevresel faktörlerdeki zayıf dalgalanmalarla sağlanacağını ifade eder.
Genetik çeşitliliğe ve çevresel çeşitliliğe eklenebilecek bir diğer faktör ise coğrafi dağılımdır. Bir tür ne kadar yaygınsa (yayılım alanı ne kadar genişse), genetik olarak o kadar çeşitlidir ve bunun tersi de geçerlidir. Ayrıca, geniş bir coğrafi dağılıma sahip olan yayılış alanının bazı kısımları, yaşam koşullarının bozulduğu alanlardan uzaklaştırılabilir veya izole edilebilir. Bu alanlarda tür başka yerlerden kaybolsa bile varlığını sürdürüyor.
Bazı bireyler yeni koşullarda hayatta kaldıysa, özelliklerdeki değişiklikler yalnızca her nesilde seçim yoluyla meydana geldiğinden, sayıların daha fazla uyarlanması ve restorasyonu üreme oranına bağlıdır. Örneğin bir çift böceğin, birkaç hafta içinde gelişimsel yaşam döngüsünden geçen yüzlerce yavrusu vardır. Sonuç olarak üreme oranları, yılda yalnızca 2-6 civciv besleyen kuşlarınkinden bin kat daha yüksektir, bu da yeni koşullara aynı düzeyde adaptasyonun çok daha hızlı gelişeceği anlamına gelir. Bu nedenle böcekler her türlü “bitki koruma ürününe” hızla adapte olup direnç kazanırken, diğer yabani türler de bu uygulamalardan dolayı ölmektedir.
Pestisitlerin kendilerinin faydalı mutasyonlara neden olmadığını unutmamak önemlidir. Değişim tesadüfen gerçekleşir. Adaptif özellikler, bir türün gen havuzunda zaten mevcut olan kalıtsal çeşitlilik nedeniyle gelişir. Vücudun büyüklüğü de önemlidir. Sinekler çöp kutusunda bile bulunabilir ve büyük hayvanların hayatta kalabilmesi için geniş alanlara ihtiyacı vardır.
Adaptasyon aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Bir çevresel faktöre, örneğin yüksek neme uyum sağlamak, vücuda diğer çevresel koşullara (sıcaklık vb.) karşı aynı uyumu sağlamaz. Bu desen denir adaptasyonun göreceli bağımsızlığı yasası: Çevresel faktörlerden birine yüksek düzeyde uyum sağlamak, diğer yaşam koşullarına aynı derecede uyum sağlamamaktadır.
Her organizma türü, sürekli değişen yaşam ortamına kendi yöntemiyle uyum sağlar. Bu, 1924'te formüle edilenlerle ifade edilmektedir. ekolojik bireysellik kuralı: Her türün çevresel uyum yetenekleri kendine özgüdür; hiçbir tür birbirinin aynısı değildir.
Çevre koşulları ile bir organizmanın genetik önceden belirlenmesi arasındaki uygunluk kuralı: Bir organizma türü, çevresinin dalgalanmalara ve değişikliklere uyum sağlama konusundaki genetik yeteneklere karşılık geldiği sürece ve ölçüde var olabilir.
Seçim mevcut bir türün gen havuzunu değiştirme işlemidir. Ne insan ne de modern doğa sıfırdan yeni bir gen havuzu ya da yeni bir tür yaratamaz. Yalnızca halihazırda var olan değişir.
7. Ekolojik niş vücut
7.1. Kavramlar Ve tanımlar
Herhangi bir canlı organizma belirli çevresel koşullara uyarlanmıştır (adapte edilmiştir). Parametrelerinin değişmesi, belirli sınırların dışına çıkması organizmaların yaşamsal faaliyetlerini baskılar ve ölümlerine neden olabilir. Bir organizmanın çevresel çevresel faktörlere olan gereksinimleri, organizmanın ait olduğu türün aralığını (dağılım sınırlarını) ve aralık içindeki belirli habitatları belirler.
Doğal ortam- bir türün bireylerinin (veya birey gruplarının) tüm gelişim ve üreme döngüsünü sağlayan, mekansal olarak sınırlı bir dizi çevresel koşullar (abiyotik ve biyotik). Bu, örneğin bir çit, bir gölet, bir koru, kayalık bir kıyı vb. Aynı zamanda, yaşam alanı içinde özel koşullara sahip yerler de olabilir (örneğin, çürüyen bir ağaç gövdesinin kabuğunun altında) koru), bazı durumlarda mikrohabitatlar olarak adlandırılır.
Amerikalı bilim adamı J. Grinnell, bir türün organizmaları tarafından işgal edilen fiziksel alanın genel özellikleri, beslenme yöntemi (trofik durum), yaşam tarzı ve diğer türlerle ilişkiler dahil olmak üzere biyotik habitattaki işlevsel rolleri için "" terimini tanıttı. 1928'de ekolojik niş". Modern tanımı aşağıdaki gibidir.
Ekolojik niş- bu bütünlük:
Vücudun çevresel koşullara (çevresel faktörlerin bileşimi ve rejimleri) ve bu gereksinimlerin karşılandığı yere ilişkin tüm gereksinimleri;
Belirli bir türün varoluş koşullarını, enerji dönüşümünü, çevre ve kendi türüyle bilgi alışverişini belirleyen çevrenin tüm biyolojik özellikleri ve fiziksel parametreleri.
Dolayısıyla ekolojik niş, bir türün biyolojik uzmanlaşma derecesini karakterize eder. Bir organizmanın yaşam ortamının onun “adresi” olduğu, ekolojik nişin ise onun “mesleği”, “yaşam tarzı” veya “mesleği” olduğu ileri sürülebilir.
Türlerin ekolojik özellikleri vurgulanıyor ekolojik uyum aksiyomu: Her tür, kesin olarak tanımlanmış, spesifik bir dizi yaşam koşuluna - ekolojik bir niş - uyarlanmıştır.
Organizma türleri ekolojik olarak bireysel olduğundan, belirli ekolojik nişlere de sahiptirler.
Dolayısıyla, Dünya üzerinde ne kadar çok canlı organizma türü varsa, o kadar çok ekolojik niş de vardır.
Benzer yaşam tarzlarına sahip organizmalar, türler arası rekabet nedeniyle aynı yerlerde yaşamama eğilimindedir. 1934'te bir Sovyet biyoloğunun (1910-1986) ortaya koyduğuna göre rekabetçi karşılıklı dışlama ilkesi: İki tür aynı ekolojik nişte yer almıyor.
Ayrıca doğada da çalışır ekolojik nişlerin zorunlu doldurulması kuralı: Boş bir ekolojik niş her zaman ve mutlaka doldurulacaktır.
Popüler bilgelik bu iki varsayımı şu şekilde formüle etti: "İki ayı bir inde bir arada yaşayamaz" ve "Doğa boşluktan nefret eder."
Bu sistemik gözlemler, biyotik toplulukların ve biyosinozların oluşumunda gerçekleştirilir. Ekolojik nişler her zaman doldurulur, ancak bu bazen oldukça zaman alır. "Serbest ekolojik niş" ifadesi, belirli bir yerde herhangi bir gıda türü için zayıf bir rekabetin olduğu ve benzer doğal sistemlerin parçası olan ancak orada bulunmayan belirli bir tür için diğer koşulların yeterince kullanılmayan bir toplamının olduğu anlamına gelir. değerlendirme aşamasındadır.
İnsanlar için daha uygun koşullar yaratmak amacıyla mevcut (veya belirli bir yerde var olan) duruma müdahale etmeye çalışırken doğal kalıpları dikkate almak özellikle önemlidir. Böylece biyologlar şunu kanıtladı: Şehirlerde, bölge gıda atıklarıyla daha fazla kirlendiğinde kargaların sayısı artıyor. Durumu iyileştirmeye çalışırken, örneğin onları fiziksel olarak yok ederek, nüfus, kentsel çevrede kargaların boşalttığı ekolojik boşluğun, benzer bir ekolojik boşluğa sahip bir türün, yani farelerin hızla işgal edeceği gerçeğiyle karşı karşıya kalabilir. . Böyle bir sonucun zafer olduğu düşünülemez.
7.2. Uzmanlaşmış ve genelçevreselnişler
Tüm canlı organizmaların ekolojik nişleri uzmanlaşmış ve genel olarak ayrılmıştır. Bu bölünme, ilgili türün ana besin kaynaklarına, habitatın büyüklüğüne ve abiyotik çevresel faktörlere duyarlılığına bağlıdır.
Uzmanlaşmış nişler. Çoğu bitki ve hayvan türü, yalnızca dar bir iklim koşulları ve diğer çevresel özellikler aralığında var olmaya adapte olmuştur ve sınırlı bir bitki veya hayvan yelpazesiyle beslenir. Bu türlerin doğal çevredeki yaşam alanlarını belirleyen özel bir yaşam alanı vardır.
Bu nedenle, dev panda son derece uzmanlaşmış bir nişe sahiptir çünkü %99'u bambu yaprakları ve sürgünleriyle beslenir. Çin'in pandanın yaşadığı bölgelerinde belirli bambu türlerinin büyük çapta yok edilmesi, bu hayvanın neslinin tükenmesine yol açtı.
Tropikal yağmur ormanlarında bulunan bitki örtüsü ve fauna türlerinin ve biçimlerinin çeşitliliği, orman bitki örtüsünün açıkça tanımlanmış katmanlarının her birinde bir dizi özel ekolojik nişin varlığıyla ilişkilidir. Bu nedenle, bu ormanların yoğun biçimde ormansızlaştırılması, milyonlarca özel bitki ve hayvan türünün yok olmasına neden olmuştur.
Ortak nişler. Ortak nişlere sahip türler, çevresel çevresel faktörlerdeki değişikliklere kolay uyum sağlamalarıyla karakterize edilir. Çeşitli yerlerde başarılı bir şekilde var olabilirler, çeşitli yiyecekleri yiyebilirler ve doğal koşullardaki keskin dalgalanmalara dayanabilirler. Sinekler, hamamböcekleri, fareler, sıçanlar, insanlar vb. arasında ortak ekolojik nişler bulunur.
Genel ekolojik nişlere sahip türler için, özel nişlere sahip türlere göre çok daha düşük bir yok olma tehlikesi söz konusudur.
8. Çevresel formlar
Doğal çevre, organizmaların fenotipini oluşturur - bir dizi morfolojik, fizyolojik ve davranışsal özellik. Benzer koşullarda (benzer çevresel faktörlerle) yaşayan türler, flora ve fauna sınıflandırmasında farklı kategorilere ait olsalar bile, bu koşullara benzer uyum sağlama yeteneğine sahiptir. Ekoloji, organizmaları farklı ekolojik (yaşam) formlarına göre sınıflandırarak bunu dikkate alır. Bu durumda, bir türün yaşam formu, çevresel etkilere belirli bir tepkiyi belirleyen biyolojik, fizyolojik ve morfolojik özelliklerinin yerleşik bir kompleksidir. Canlıların yaşam formlarına göre pek çok sınıflandırması vardır. Örneğin, toprağın sakinleri, odunsu bitkilerle ilişkili dendrobiontlar, çim sakinleri olan kortobiyontlar ve çok daha fazlası var.
Hidrobiyontlar- Su ortamının sakinleri genellikle bentos, perifiton, plankton, nekton, neuston gibi ekolojik formlara ayrılır.
Bentos(Yunan bentosundan - derinlik) - alt çökelti tabakasında yaşayanlar da dahil olmak üzere bağlı veya özgür bir yaşam tarzı sürdüren dip organizmaları. Bunlar çoğunlukla yumuşakçalar, bazı alt bitkiler ve sürünen böcek larvalarıdır.
Perifiton- Daha yüksek bitkilerin gövdelerine tutunan ve dipten yukarı doğru yükselen hayvanlar ve bitkiler.
Plankton(Yunanca plagktos'tan - yükselen) - esas olarak su ortamındaki kütlelerin hareketine uygun olarak dikey ve yatay hareketler yapabilen yüzen organizmalar. Üretici olarak sınıflandırılan fitoplankton ile tüketici olarak sınıflandırılan ve fitoplanktonla beslenen zooplanktonu ayırmak gelenekseldir.
Nekton(Yunan nektosundan - yüzen) - serbestçe ve bağımsız olarak yüzen organizmalar - çoğunlukla balıklar, amfibiler, büyük suda yaşayan böcekler, kabuklular.
Neuston- su yüzeyine yakın yaşayan bir dizi deniz ve tatlı su organizması; örneğin sivrisinek larvaları, suda yaşayanlar, bitkilerden - su mercimeği vb.
Ekolojik form, çok çeşitli organizmaların, evrim sürecini sınırlayan bireysel çevresel faktörlere uyum sağlama yeteneğinin bir yansımasıdır. Bu nedenle, bitkilerin higrofitlere (nemi seven), mezofitlere (ortalama nem gerektiren) ve kserofitlere (kuru seven) bölünmesi, belirli bir çevresel faktör olan neme verdikleri tepkiyi yansıtır. Aynı zamanda kserofitik bitkiler, hem çöllerde yaşamaları hem de nem kaybını önleyen özel adaptasyonlara (örneğin yağlardan su elde etme) sahip olmaları nedeniyle hayvanlar ve kserobiontlarla birlikte tek bir ekolojik formu temsil etmektedir.
Testler sorular Ve atamalar
1. Çevresel faktörlerin genel etkisinin hangi yasalarını biliyorsunuz?
2. Minimum yasası nasıl formüle edilir? Bununla ilgili ne gibi açıklamalar var?
3. Hoşgörü yasasını formüle edin. Bu modeli kim kurdu?
4. Asgari ve tolerans yasalarının pratikte kullanımına örnekler verin.
5. Canlı organizmaların çevresel faktörlerin etkilerini telafi etmesini hangi mekanizmalar sağlayacak?
6. Habitat ile ekolojik niş arasındaki fark nedir?
7. Organizmaların yaşam formu nedir? Organizmaların adaptasyonunda yaşam formlarının önemi nedir?
Çevresel faktörler dinamiktir, zamana ve mekana göre değişkendir. Sıcak mevsim yerini düzenli olarak soğuk mevsime bırakır, gün içinde sıcaklık ve nemde dalgalanmalar görülür, gündüz geceyi takip eder, vb. Bütün bunlar çevresel faktörlerdeki doğal (doğal) değişimlerdir. Ayrıca yukarıda da belirtildiği gibi insanlar, çevresel faktörlerin rejimlerini (mutlak değerler veya dinamikler) veya kompozisyonlarını değiştirerek (örneğin, daha önce doğada bulunmayan bitki koruma ürünlerini geliştirmek, üretmek ve kullanmak, mineral gübreler vb.)
Çevresel faktörlerin çeşitliliğine, kökenlerinin farklı doğasına, zaman ve mekândaki değişkenliklerine rağmen, canlı organizmalar üzerindeki etkilerinin genel kalıplarını tanımlamak mümkündür.
Optimum kavramı. Liebig'in minimum yasası
Her organizma, her ekosistem belirli faktörlerin birleşimi altında gelişir: nem, ışık, ısı, besin kaynaklarının varlığı ve bileşimi. Tüm faktörler vücuda aynı anda etki eder. Vücudun tepkisi faktörün kendisine değil miktarına (doza) bağlıdır. Her organizma, popülasyon, ekosistem için bir dizi çevresel koşul vardır; nesnelerin yaşam aktivitesinin meydana geldiği bir istikrar aralığı. Şekil 2).
Şekil 2.
Evrim sürecinde organizmalar çevresel koşullar için belirli gereksinimler geliştirmişlerdir. Vücudun en iyi gelişmeyi ve maksimum üretkenliği sağladığı faktörlerin dozu, optimal koşullara karşılık gelir. Bu dozun azalmaya veya artmaya doğru değişmesiyle organizma depresyona girer ve faktörlerin değerlerinin optimumdan sapması ne kadar büyük olursa, canlılığın ölümüne kadar azalması da o kadar büyük olur. Yaşamsal aktivitenin maksimum düzeyde baskılandığı ancak organizmanın hala var olduğu koşullara kötümser denir. Örneğin güneyde sınırlayıcı faktör nem mevcudiyetidir. Bu nedenle, Güney Primorye'de, optimal orman koşulları, orta kısımlarındaki dağların kuzey yamaçlarının karakteristiğidir ve kötümser koşullar, dışbükey yüzeye sahip kuru güney yamaçlarının karakteristiğidir.
Bitki için gerekli olan, hem makro hem de mikro elementlerle ilgili herhangi bir maddenin dozunun (veya yokluğunun) sınırlandırılmasının aynı sonuca yol açması - büyüme ve gelişmede yavaşlama, Alman kimyager Eustace von tarafından keşfedildi ve incelendi. Liebig. 1840 yılında formüle ettiği kurala Liebig'in minimum yasası denir: Bitki dayanıklılığı üzerindeki en büyük etki, belirli bir habitatta minimum düzeyde bulunan faktörler tarafından uygulanır.2 Aynı zamanda, mineral gübrelerle deneyler yapan Yu. delikli bir fıçı çizdi ve fıçıdaki alt deliğin, içindeki sıvının seviyesini belirlediğini gösterdi.
Asgari kanun, belirli durumlarda vücuttaki herhangi bir elementin eksikliğini telafi etmek için maden suyu veya vitamin tüketmek zorunda kalan insanlar da dahil olmak üzere hem bitkiler hem de hayvanlar için geçerlidir.
Seviyesi belirli bir organizmanın dayanıklılık sınırlarına yakın olan bir faktöre sınırlayıcı denir. Ve vücut ilk etapta bu faktöre uyum sağlar (uyarlamalar geliştirir). Örneğin, Primorye'de sika geyiğinin normal hayatta kalması yalnızca güney yamaçlardaki meşe ormanlarında meydana gelir, çünkü Burada kar kalınlığı önemsizdir ve geyiklere kış dönemi için yeterli besin sağlar. Geyikler için sınırlayıcı faktör derin kardır.
Daha sonra Liebig yasasına açıklamalar yapıldı. Önemli bir değişiklik ve ekleme, bir faktörün vücudun çeşitli işlevleri üzerindeki belirsiz (seçici) etkisi yasasıdır: herhangi bir çevresel faktörün, vücudun işlevleri üzerinde eşit olmayan bir etkisi vardır; solunum gibi bazı süreçler için optimum değildir; sindirim gibi diğerleri için en uygunudur ve bunun tersi de geçerlidir.
E. Rübel 1930'da faktörlerin telafisi (değiştirilebilirliği) yasasını (etkisini) oluşturdu: bazı çevresel faktörlerin yokluğu veya eksikliği başka bir yakın (benzer) faktörle telafi edilebilir.
Örneğin, bir bitki için ışık eksikliği bol miktarda karbondioksitle telafi edilebilir ve kabuklu deniz hayvanları kabuk oluşturduğunda eksik kalsiyumun yerini stronsiyum alabilir. Ancak faktörlerin telafi edici yetenekleri sınırlıdır. Hiçbir faktörün yerini tamamen bir başkası alamaz ve bunlardan en az birinin değeri, vücudun dayanıklılığının üst veya alt sınırlarını aşarsa, diğer faktörler ne kadar uygun olursa olsun, ikincisinin varlığı imkansız hale gelir.
1949'da V.R. Williams, temel faktörlerin yeri doldurulamazlığı yasasını formüle etti: Ortamdaki temel çevresel faktörlerin (ışık, su vb.) Tamamen yokluğu, başka faktörlerle değiştirilemez.
Liebig yasasının bu iyileştirme grubu, faz reaksiyonlarının "yarar - zarar" biraz farklı bir kuralını içerir: toksik maddenin düşük konsantrasyonları, vücut üzerinde fonksiyonlarını güçlendirme (onları uyarma) yönünde etki eder, daha yüksek konsantrasyonlar ise inhibe eder veya hatta yol açar. onun ölümü.
Bu toksikolojik model çoğu kişi için doğrudur (örneğin, küçük yılan zehiri konsantrasyonlarının tıbbi özellikleri bilinmektedir), ancak tüm toksik maddeler için geçerli değildir.
Çevresel faktörlerin canlı organizmalar üzerindeki etkisi, belirli niceliksel ve niteliksel kalıplarla karakterize edilir.
Kimyasal gübrelerin bitkiler üzerindeki etkisini gözlemleyen Alman tarım kimyacısı J. Liebig, bunlardan herhangi birinin dozunu sınırlamanın büyümede yavaşlamaya yol açtığını keşfetti. Bu gözlemler bilim insanının minimum yasası (1840) adı verilen bir kuralı formüle etmesine olanak sağladı.
Asgari Kanun : Bir organizmanın hayati yetenekleri (hasat, üretim), miktarı ve kalitesi organizmanın veya ekosistemin ihtiyaç duyduğu minimum seviyeye yakın olan bir faktöre bağlıdır (diğer faktörlerin fazla miktarda bulunabilmesine ve tam olarak kullanılmamasına rağmen). ). ekolojik adaptasyon abiyotik toprak
Aynı maddeler fazla olduğunda verimi de düşürür. Araştırmasına devam eden Amerikalı biyolog V. Shelford, 1913'te hoşgörü yasasını formüle etti.
Hoşgörü Yasası: Bir organizmanın hayati yetenekleri, yalnızca minimumda değil, aynı zamanda maksimumda olan çevresel faktörler tarafından belirlenir, yani çevresel faktörün hem eksikliği hem de fazlalığı, bir organizmanın yaşayabilirliğini belirleyebilir. Örneğin su eksikliği bitkinin mineralleri özümsemesini zorlaştırır, fazlalığı ise toprağın çürümesine ve asitlenmesine neden olur.
Eksikliği veya ihtiyaca göre fazlalığı (optimal içerik) nedeniyle vücudun gelişimini engelleyen faktörlere denir. sınırlayıcı .
Çevresel faktörlerin vücut üzerindeki etkisinin doğasında ve tepkilerinde, çevresel faktörün organizmanın hayati aktivitesi üzerindeki etkisinin belirli bir genel şemasına uyan bir dizi genel model tanımlanabilir (Şekil 3). ).
Şek. Şekil 3'te apsis ekseni faktörün yoğunluğunu (örneğin sıcaklık, aydınlatma vb.) gösterirken, ordinat ekseni vücudun çevresel bir faktörün (örneğin büyüme hızı, üretkenlik vb.) etkisine verdiği tepkiyi gösterir. .
Çevresel faktörün etki aralığı, organizmanın varlığının hala mümkün olduğu eşik değerleri (A ve D noktaları) ile sınırlıdır. Bunlar yaşamın alt (A) ve üst (D) sınırlarıdır. B ve C noktaları normal yaşamın sınırlarına karşılık gelir.
Çevresel faktörün etkisi, karakteristik eşik noktalarının oluşturduğu üç bölgenin varlığıyla karakterize edilir:
- 1 - optimum bölge - normal yaşam aktivitesinin bölgesi,
- 2 - stres bölgeleri (minimum bölge ve maksimum bölge) - bir faktörün eksikliği veya fazlalığı nedeniyle işlev bozukluğu bölgeleri,
- 3 - ölüm bölgesi.
Pirinç. 3.
1 - optimum, normal yaşam aktivitesi bölgesi, 2 - hayati aktivitenin azaldığı bölge (depresyon), 3 - ölüm bölgesi
Minimum ve maksimum faktörle vücut yaşayabilir, ancak zirveye (stres bölgeleri) ulaşmaz. Bir faktörün minimum ve maksimum değerleri arasındaki aralık, belirli bir faktöre karşı tolerans (kararlılık) miktarını belirler ( tolerans - Vücudun çevresel faktörlerin değerlerindeki sapmaları kendisi için optimal değerlerden tolere etme yeteneği).
Canlı organizmaların çevresel faktörlere adaptasyonu
Adaptasyon - Vücudun belirli çevre koşullarına uyum sağlama sürecidir. Verili veya değişen koşullara uyum sağlayamayan bireyler ölür.
Ana adaptasyon türleri:
- ? davranışsal adaptasyon (kurbanlarda saklanmak, yırtıcılarda avı takip etmek);
- ? fizyolojik adaptasyon (kışlama - kış uykusu, kuşların göçü);
- ? morfolojik adaptasyon (bitki ve hayvanların yaşam formlarındaki değişiklikler - çöldeki bitkilerin yaprakları yoktur, suda yaşayan organizmaların yüzmeye uyarlanmış bir vücut yapısı vardır).
Ekolojik niş
Ekolojik niş - Bir türün doğada var olabileceği tüm faktörlerin ve çevre koşullarının toplamıdır.
Temel ekolojik niş Organizmaların fizyolojik özellikleri tarafından belirlenir.
Uygulanan niş Bir türün doğada gerçekte ortaya çıktığı koşulları temsil eder; temel bir nişin parçasıdır.