Їжа як екологічний фактор 1
Основним способом живлення рослини є фо-тосінтез, в процесі якого під дією солнеч-ної енергії відбувається відновлення вуглекислого газу до вуглеводів (СН2 0):
де А-донор електронів. У зелених рослин (вищі рослини, водорості) донором електронів є вода, тому в результаті фотосинтезу утворюється кисень:
У бактерій роль донора електронів можуть виконувати, наприклад, сірководень, органічні речовини. Так, у зелених і пурпурних серобактерий відновлення ді-оксиду вуглецю відбувається за схемою:
При фотосинтезі світлова енергія вловлюється хлоропластами і перетворюється в кінцевому підсумку в енер-гію хімічних зв'язків вуглеводів; в розрахунку на 1 грам-атом поглиненого вуглецю фіксується 114 ккал енергії. В процесі фотосинтезу беруть участь як фотохімічні реакції, так і чисто ферментатів-ні (так звані темнова) реакції і процеси дифузії, завдяки яким відбувається обмін вугле-кислотою і киснем між рослинами і атмосфер-ним повітрям. Кожен з цих процесів перебуває під впливом внутрішніх і зовнішніх факторів і може обмежувати. продуктивність фотосинтезу в цілому.
Рослинна маса формується не тільки за рахунок продуктів фотосинтезу. Поряд з вуглецем, кислоро-будинок і воднем вона містить в середньому 2-4% азоту (в білкових речовинах - 15-19%). Серед біоелементів азот за кількістю в рослинах займає четверте місце. Між засвоєнням азоту рослиною і продуктив-ністю існує кореляція; це відноситься як до від-діловому рослині, так і до всього рослинного по-кров Землі. Приріст рослинної маси нерідко ли-мітіруется кількістю азоту. При нестачі азоту рослини залишаються низькорослими, мають мелкоклеточ-ні тканини і грубі клітинні стінки.
Крім світлового харчування рослинам необхідно мі-ральним харчування. Вони потребують в багатьох елементом
тах, які або надходять з мінералів, або ста-ють доступними в результаті мінералізації орга-ного речовини. Всі хімічні елементи поглинутої частішають в формі іонів і включаються в рослинну масу, накопичуючись в клітинному соку. Після спалюючи-ня сухого органічного матеріалу мінеральні ве-щества залишаються у вигляді золи. У золі рослин можуть знаходитися всі хімічні елементи, що зустрічаються в літосфері. Життєво необхідними і незамінні-ми є основні елементи мінерального пита-ня, які потрібні у великих кількостях: натрій, фосфор, сірка, калій, кальцій, магній, а також мікро-елементи-залізо, марганець, цинк, мідь, молібден, бор і хлор. Крім того, існують елементи, кото-які потрібні тільки для деяких груп рослин: натрій -для лободових, кобальт -для бобових, алюмінію-ний-для папоротей і кремній-для діатомових водоростей.
Для впорядкованого обміну речовин, хорошою продуктив-ності і безперешкодного розвитку потрібно, щоб рослина отримувала поживні речовини, включаючи мікроелементи, не тільки в достатній кількості, але і в належних соотно-шениях. З часів Лібіха відомо, що урожай залежить від тієї речовини, яка є в недостатній кількості. Різні види рослин значно різняться за своїми по-потреб в поживних речовинах. Для культурних рослин це питання вивчено досить добре. Про специфічні потреб-ності дикорослих видів, навпаки, відомо небагато, хоча саме ці відомості допомогли б краще зрозуміти причини, визна-ділячи характерний видовий склад співтовариств.
Розглянемо тепер роль харчування в житті тварин. Від наявності достатньої кількості їжі залежать всі форми їх життєдіяльності. Особливість дії їжі як екологічного чинника для тварин полягає в тому, що екологічний зміст має тільки нижню межу витривалості - в разі нестачі їжі вона служить важливим лімітуючим фактором, тоді як її надлишок не лімітує розвитку особин (рис. 5.1). як
Мал. 5.1. Особливості дії їжі як екологічного фактора в харчуванні тварин.
обмежуючий фактор нестача їжі впливає на пло-довітость і швидкість розвитку тварин.
У постільної клопа число відкладених яєць визначається кількістю випитої крові. Плодючість колорадського жука збільшується в залежності від числа з'їдених листя. Точно так же розвиток тварин йде набагато швидше при достатній-ном кількості їжі. У жука-плавунца тривалість тре-тьей личинкової стадії дорівнює 14 дням, якщо личинка отримує щодня по 25 пуголовків; якщо ж вона отримує в день всього по одному пуголовки, ця стадія триває 51 день.
Необхідна кількість корму зростає із збільшенням-ням розмірів тварини. Однак, оскільки у дрібних тварин відношення площі поверхні тіла до обсягу досить велике, для них характерна більш висока ін-інтенсивність обміну і відповідно більша потреб-ність в енергії на одиницю маси тіла, ніж для великих тварин. Отже, дрібних видів на одиницю мас-си потрібно більше їжі, ніж великим. Подібним же чином Гомойотермниє тварини, які повинні під-тримувати постійну внутрішню температуру тіла, по-требляют їжі більше, ніж пойкілотермні.
Стійкість до голодування у пойкілотермних і гомойотермних тварин також різна. У голодуючих співай-кілотермних тварин з підвищенням температури сре-
ди життя коротшає (рис. 5.2, 2). Тривалість життя гомойотермних тварин, що піддаються голоду, тим більше, чим ближче температура середовища до деяких-му значенню, яке нижче, але близько до температури тіла (рис. 5.2, 1).
Мал. 5.2. Залежність тривалості життя тварин без їжі від температури (з Дажо, 1975).
1 - домашній горобець, 2 Гусениця Panolis flammed.
Географічне поширення тварин найчастіше пов'язано з харчовими факторами. Наприклад, метелик грушева плодожерка зустрічається тільки там, де про-израстается дика груша. Ареал жолудевого довгоносика збігається з областю поширення його кормового рослини -дуб. Пальмовий орлан (Gypohierax angolensis) гніздиться в Африці тільки там, де росте пальма Elalis guinensis, плодами якої він харчується.
Наявність або відсутність їжі істотно впливає на стаціальное розподіл тварин: вони краще-ють ті біотопи, де є відповідний для них корм. Ні-рідко цей зв'язок має дуже жорсткий характер. Напри-заходів, багато травоїдні комахи зустрічаються тільки на своїх кормових рослинах.
Добові, сезонні та інші регулярні міграції тварин в більшості випадків пов'язані з потребно-стями харчування. Наприклад, деякі види оленів но
чию пасуться на луках, а вдень переміщаються для відпочинку в ліс; кажани, які проводять день в печерах, но-чию можуть в пошуках комах відлітати від своїх переконатися-жіщ на десятки кілометрів. Прикладів сезонних Мігро-ций, викликаних змінами кількості корму, до-статочно багато. Вусаті кити концентруються в районах скупчення зоопланктону, службовця їм їжею. Ежегод-ні перельоти птахів з півночі на південь також сформірова-лись в еволюції як спосіб уникнути зимової бескор-Міци.
Недостатня забезпеченість кормом зазвичай викликає у тварин схильність до еміграції з рідних місць. Наприклад, шишкар шишкар в разі неврожаю насіння ялини роблять так-лекіе перельоти в пошуках районів з рясним кормом. Для розвитку міграційного інстинкту необхідно, щоб восени в тому районі, де мешкає вид, харчові ресурси вичерпалися або стали недоступними, а у районі, куди вид переміщається, їх було досить. Завдяки перельотів птахи наповнюють біо-топи, в повному обсязі використовуються осілими видами. Іншими словами, перелітні види використовують сезонні кормові надлишки.
З їжею тварини і рослини отримують, по-перше, енергію, необхідну для життєдіяльності, і, по-друге, поживні речовини, необхідні для пост-роїння тканин тіла і виконання всіх фізіологічних функцій. Вимоги до їжі можуть значно змінюватися в залежності від стану організму, пори року і т. П. Для тварин і рослин мають значення як кількість поживних речовин, так і їх якісний склад.
Всі теми даного розділу:
До першого та другого видань
У сучасному світі екологічні проблеми по сво-їй суспільної значимості вийшли на одне з перших місць, відтіснивши навіть небезпека ядерної війни. Бурхливий розвиток господарської діяльності людей при
ЕКОЛОГІЯ - ЗАВДАННЯ І ПЕРСПЕКТИВИ
Подібно до всіх інших галузей знань, екологія раз-Віва безперервно, але нерівномірно. Праці гіппокам-рата, Аристотеля та інших давньогрецьких філософів містять відомості явно екологічного характер
ЕКОЛОГІЯ ЯК НАУКА
Як самостійна наука екологія сформувалася приблизно до 1900 р Термін «екологія» був пред-хибна німецьким біологом Ернстом Геккелем в 1869 р Отже, це порівняно молода наук
ПРОБЛЕМИ, ВИВЧАЮТЬСЯ екології
Є кілька кардинальних проблем, в яких фокусуються основні напрямки і розділи сучас-менной екології. Успіхи в їх вирішенні значною мірою визначають прогрес усієї екології, і поетів
ПРИНЦИП ДІЇ ЕКОЛОГІЧНОГО ФАКТОРА
Поняття умов екологія замінила поняттям факто-ра. Будь-який організм в середовищі свого проживання піддав-ється впливу найрізноманітніших кліматичних, едафічних і біотичних факторів. «Екологи
ЗМІНА РЕАКЦІЇ ОРГАНІЗМІВ НА ДІЮ ЕКОЛОГІЧНОГО ФАКТОРА В ПРОСТОРІ І ЧАСІ
Чи змінюється залежність життєдіяльності від ін-інтенсивності дії екологічного чинника в про-просторі та часі? Для вирішення цього питання ис-слідували дію температурного чинника на меду
РЕАКЦІЯ ОРГАНІЗМІВ НА ОДНОЧАСНЕ ДІЮ КІЛЬКОХ ФАКТОРІВ
У природних умовах організм схильний до впливів-ствию численних факторів. Якщо дія одного фактора описується відповідною функцією, то од-ночасно дію двох факторів можна зобр
СЕРЕДОВИЩЕ І ДІЯ ФАКТОРІВ СЕРЕДОВИЩА
Частина природи, що оточує організми і надаю-щая на них прямий або непрямий вплив, часто позначають як «середовище». З середовища особини отримують все необхідне для життя і в неї ж виділяють продукції
Вітальними й сигнальні ДІЯ ФАКТОРІВ
Якщо покласти в основу класифікації екологічн-ських чинників ефект, який викликаний їх воздействи третьому, а саме цей принцип був використаний в перед- дущей класифікації, то більш раціон
рівень особливого
На рівні особини абіотичні фактори впливають насамперед на поведінку тварин, изменя-ють трофічні відносини з середовищем і характер мета-болізма, впливають на здатність до розмножений
популяційні РІВЕНЬ
На рівні популяції абіотичні чинники воздей-обхідних на такі параметри, як народжуваність, смертність-ність, середня тривалість життя особини, ско-кість росту популяції і її розміри, нерідко виявляючи
ВИДОВИЙ РІВЕНЬ
На рівні виду абіотичні умови середовища оббита-ня нерідко виступають як фактори, що визначають і обмежують географічне поширення. Кро-ме того, різноманітність клімату, фізичних та хі
РІВЕНЬ ЕКОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
Наше знайомство з загальними закономірностями віз-дії абіотичних чинників було б неповним без розгляду специфіки прояви його на рівні еко-систем. Особливості впливу екологічних факто
ЕКОЛОГІЧНА РОЛЬ ФАКТОРІВ ХАРЧУВАННЯ
Багато екологічні терміни можна об'єднати в пари, члени яких мають протилежний зміст. Продуцент і консументи відносяться до різних сторо-нам активності одного і того ж орга
ХАРЧОВІ РЕЖИМИ І ХАРЧОВА СПЕЦІАЛІЗАЦІЯ ТВАРИН
Для обговорення ролі кількості і якості живильник-них речовин в життєдіяльності тварин розглянемо їх харчові режими і харчові спеціалізації. Під харчовим режимом розуміється своєрідність, природа
ГОМОТІПІЧЕСКІЕ РЕАКЦІЇ
Під гомотіпіческімі реакціями розуміють взаємо-дії між особинами одного виду. Жізнедеятель-ність тварин і рослин при спільному проживанні в значній мірі залежить від чисельності та пліт
ПРИНЦИП КОНКУРЕНТНОГО ВИКЛЮЧЕННЯ. ЕКОЛОГІЧНА ДИВЕРСИФІКАЦІЯ
Вирішальне значення в природі має міжвидова конкуренція, оскільки вона більшою мірою, ніж дру-Гії гетеротіпіческіе реакції, визначає роль видів в екосистемах. Міжвидова конкуренція - це та
ДИНАМІКА ЧИСЕЛЬНОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ
Об'єктом вивчення демоекологіі, або популяційної екології, служить популяція. Її визначають як групу організмів одного виду (усередині якої особини можуть обмінюватися генетичною інформацією), займаємося виготовленням
Експоненціально І ЛОГІСТИЧНА КРИВІ ЗРОСТАННЯ
Чисельність популяції визначається в основному дво-ма протилежними явищами - народжуваністю і смертністю. Нехай N - чисельність популяції. Тоді відношення dN / dt означає миттєвого
властивості ПОПУЛЯЦІЙ
Від чого ж залежать значення коефіцієнтів рождає-мости і смертності? Від дуже багатьох чинників, дей-ціалу на популяцію ззовні, а також від власних її властивостей. Об'єктивний показник здібності
КОЛИВАННЯ ЧИСЕЛЬНОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ
Коли популяція припиняє рости, її щільність обна-ружівает тенденцію до флуктуацій щодо верх-нього асимптотичного рівня зростання. Такі флуктуації можуть виникати або в результаті змінений
ФАКТОРИ ДИНАМІКИ ЧИСЕЛЬНОСТІ ПОПУЛЯЦІЙ
Відомо три типи залежності чисельності популя-ції від її щільності (рис. 7.10). При першому типі (кри-вая 1) швидкість зростання популяції зменшується в міру збільшення щільності. Це широко ра
КОНЦЕПЦІЯ екосистеми
Перші організми на Землі були гетеротрофами. Вони швидко вичерпали б себе, якби не з'явилися автотрофи. При наявності цих груп організмів вже воз-можения примітивний кругообіг речовин:
ГОМЕОСТАЗ екосистеми
Сформована історично екосистема не повинна рас-сматриваться просто як сума доданків, т. Е. Сполучення-ня окремих входять до її складу організмів. Це система, яка зберігає стійкість при віднесенні
ПОТІК ЕНЕРГІЇ В екосистемах
Найважливіша термодинамічна характеристика еко-системи е-е здатність створювати і підтримувати високий ступінь внутрішньої упорядкованості, т. Е. З-стояння з низькою ентропією [2]. Система має н
Харчові ланцюга та харчові МЕРЕЖІ
Представники різних трофічних рівнів пов'язані між собою односторонньо спрямованої передачею біомаси в харчові ланцюги. При кожному переході на наступний трофічний рівень частину доступною енер-г
Трофічні СТРУКТУРА екосистеми
В результаті розсіювання енергії в харчових ланцюгах і завдяки такому фактору, як залежність метаболізується-ма від розміру особин, кожна спільнота набуває певну трофічну структуру, яку
ОБМІННИЙ І РЕЗЕРВНИЙ ФОНДИ
Відомо, що з понад 90 хімічних елементів, що зустрічаються в природі, 30-40 необхідні живим організмам. Деякі елементи, такі як вуглець, водень і азот, потрібні у великих кількостях, д
Блокових моделей кругообігу
Існують різні способи зображення біогеохімічних кругообігів. Вибір способу залежить від особливостей біогеохімічного циклу того чи іншого елемента. Під час обговорення кругообігу кисло-роду
Видова СТРУКТУРА біотичного співтовариства
Структура біотичного співтовариства складається з не-скількох показників. Велика кількість - число особин на одиницю площі або об'єк-ема. Частота - відношення числа особин одного
ВНУТРІШНЯ ОРГАНІЗАЦІЯ біотичного співтовариства
Зовнішність біотичного співтовариства визначається не тільки різноманітністю видів і іншими показниками, які відображають зв'язки між видами, що входять до складу біотичного співтовариства. функціонування зі
РОЗВИТОК І ЕВОЛЮЦІЯ екосистеми
Одне з основних властивостей екосистем - їх динамізм. Спостереження над полем, покинутим на кілька років, показує, що його послідовно завойовують сну-чала багаторічні трави, потім чагарники і,
ЕКОЛОГІЧНА сукцесія
Автогенні зміни називають розвитком екосистем-ми, або екологічної сукцесії. При визначенні еко-логічної сукцессии слід враховувати три моменти: 1. Сукцесія відбувається під дейст
ПЕРВИННА І ВТОРИННА Сукцесія. ПОНЯТТЯ клімаксу
Екологічна сукцесія протікає через ряд ця-пов, при цьому біотичні спільноти змінюють один одного. Заміщення видів в сукцесії викликано тим, що популяції, прагнучи модифікувати навколишнє з
ЕВОЛЮЦІЯ екосистеми
Питання про те, як еволюціонують екосистеми, дуже важливий, оскільки його рішення - ключ до розуміння суще-ного розмаїття співтовариств живих організмів на нашій планеті, зміни флор і фаун в ході
Хорологическая АСПЕКТ ВИВЧЕННЯ екосистеми
Виділення (розмежування) екосистем в природі годину-то виявляється далеко не простим завданням. Перш все-го, не існує єдиної точки зору з приводу міні-бітної розмірної одиниці екосистеми. Нек
ПРИНЦИПИ РОЗМЕЖУВАННЯ біогеоценозах
При розмежуванні екосистем виникає проблема вибору одного з характерних ознак, які під-поділяють на фізіономічні, таксономические і еко-логічні. На основі физиономических ознак
Ієрархічний ряд екосистем
Встановивши мінімальну розмірну одиницю екосіс-теми - біогеоценоз, можна побудувати ієрархічний ряд екосистем (рис. 13.1). Застосовуючи термін «біогеоценоз» в цьому сенсі, ми зберігаємо знак рівності
БІОСФЕРА
Поняття біосфери увійшло в науку випадково. Понад 100 років тому, в 1875 р австрійський геолог Едуард Зюсс, го--животворящою про різні оболонках земної кулі, вперше упот- ребіл цей термін в по