Організм і умови його існування - Гусельников м

Організм в популяції

Живим організмом називають білкове тіло, яке здійснює обмін речовин з навколишнім середовищем і здатне до самовідтворення. Організм - це жива система, яка є одиницею біогенного круговороту речовин. Життєдіяльністю організму управляють системні закони. З організму починається круговорот речовин в природі, обмін інформацією та енергією.

Основними ознаками організму є: високоупорядоченние будова, отримання енергії з навколишнього середовища, використання енергії на підтримку і збільшення своєї впорядкованості, активна реакція на навколишнє середовище, індивідуальний розвиток, розмноження. Організм відчуває внутрішній круговорот речовин, відчуває динаміку - зміна характеристик з часом. Організм нерозривно пов'язаний із середовищем проживання, спостерігається взаємний вплив.

Екологи кажуть, що на організм діють ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ:

1. абіотичні, що відображають вплив неживої природи. До них відносяться світло, температура, вологість, вітер, склад повітря, тиск, течії, довгота дня, склад грунту, солоність води.

2. біотичних, які представляють вплив інших організмів (тварин і рослин) на обраний. До них відносяться конкуренція (виживає найсильніший), взаємодія між популяціями (хижацтво, паразитизм, симбіоз), відносини між статями.

3. Антропогенні, що представляють вплив людської діяльності на природні організми. До них відносяться техногенні: електромагнітні поля, радіація, забруднення, підтоплення, осушення, занепокоєння.

Завжди діє правило відповідності організму тому середовищі, в якій він живе. Розглянемо вплив абіотичних факторів на організм. Будь-який організм може існувати в певному інтервалі температур, солоності, вологості, склад атмосфери. Річкові риби не живуть в морях, лугові трави не росту в високогір'ї, білі ведмеді не водяться в Африці.

Для окремого організму існує свій діапазон зміни абиотического фактора, сприятливий для нього, - діапазон витривалості або ТОЛЕРАНТНОСТІ. При цьому зростання і розвиток організму підкоряється не тому фактору, якого багато, а тому, якого мало (правило Лібіха). Діапазон толерантності організму до лімітуючим фактором вузький, до нього спостерігається максимальна чутливість. Діє принцип обмежує фактора при мінімальному значенні будь-якого екологічного чинника і при його максимальному значенні.

Закон Лібіха - Шелфорда

ЗАКОН Лібіх-Шелфорд формулюється так: лімітуючим фактором розвитку організму може бути як мінімум, так і максимум екологічного фактора: діапазон між ними визначає величину толерантності організму. Для кожного окремого організму існує свій набір екологічних факторів. Для рослин це світло, температура, вологість, склад грунту. Для тварин - світло, температура, їжа. Екологічна крива залежності комфорту рослин від температури повітря представлена ​​на рис.8.1.

Аналіз даного малюнка показує, що є одна зона оптимуму, де організм відчуває себе найкраще і чисельність популяції найбільша; дві - пессімума, де організм відчуває себе гірше, але ще здатний існувати. По осі ординат на рис. 8.1 вказана чисельність живих організмів, а по осі абсцис - температура.

Діапазон толерантності рослин до температури визначається різницею між найвищою і найнижчою температурою, при якій рослини ще можуть існувати.

Наслідки закону Лібіха-Шелфорда:

1. Організми можуть мати широкі межі стійкості щодо одного фактора і вузькі - по відношенню до іншої

2. Організми з широкими межами толерантності до всіх факторів зазвичай широко поширені

3. Період розмноження є критичним: у цей період багато чинників стають лімітуючими. Приклад: дорослий кипарис може рости і на сухому нагір'я, і ​​в болотистому ґрунті. Але розмножується тільки там, де грунт вологий, але незаліваемих.

На організми діє принцип рівнозначності: всі екологічні фактори, необхідні для життя організму, грають однакову роль. Толерантність організмів залежить від їх віку та статі. Зазвичай більш толерантні особини середнього віку чоловічої статі.

ПРАВИЛО ГЕОДЕКЯНА: жіночий організм більш чутливий до екологічних факторів, межі його толерантності вже, ніж у чоловічого.

Один і той же екологічний фактор по-різному впливає на різні функції організму: оптимум для одних є песимум для інших (ЗАКОН селективну дію фактора). Наприклад, солоність їжі не важлива для дихання, зате має велике значення для травлення у людей.

ПРАВИЛО ФАЗОВИХ РЕАКЦИЙ: малі концентрації токсинів діють на організм в напрямку посилення функцій, а більш високі концентрації пригнічують і призводять до смерті. Наприклад, плодючість ссавців (особливо мишей і щурів) підвищувалася на величину від 15 до 100% при опроміненні від 0.1 до 1.5 Грей, а тривалість життя збільшувалася; шкідливий ж дія спостерігалася при 1-2 Грей. 1 Гр = 1Дж / 1кг - одиниця дози випромінювання.

ПРАВИЛО ГЕОГРАФІЧНОГО оптимуму: екологічні фактори існування виду оптимальні в центрі ареалу. Тобто в центрі ареалу спостерігається найбільша чисельність популяції. Тут під екологічними факторами слід розуміти біотичні плюс абіотичні. Біотичних фактором може бути конкуренція, хижаки. При цьому ареал повинен бути суцільним, що не переривчастим і не мінливим, як у випадку мігруючих організмів. Останній закон пов'язує екологічні фактори між собою і діє на рівні популяції, а не окремого організму.

Дія абіотичних факторів на організми

Розглянемо докладніше дію абіотичних факторів.

1. СВІТЛО. Діапазон довжин хвиль сонячного випромінювання широкий: інфрачервоне випромінювання ІК (екологічний фактор - температура), видиме випромінювання (світло), ультрафіолетове іонізуюче УФ (екологічний фактор - радіація). Склад променевої енергії: ІК - 45%, видиме світло - 45%, УФ - 10%. Сонячна енергія визначає фотосинтез рослин, який є головним процесом біогенного круговороту речовин в біосфері. Для фотосинтезу необхідне випромінювання діапазону довжин хвиль від 380 до 740 нм. Інтенсивність фотосинтезу визначає продуктивність екосистеми. Крім того, надходження сонячної енергії залежить від сезону року і часу доби, визначаючи біологічний ритм життя живих істот. Реакція живих істот на співвідношення світлого і темного періоду доби називається фотопериодизмом. У помірних і полярних широтах поширені дліннодневние рослини, в субтропіках - короткодневние. Фотоперіодизм у рослин визначає цвітіння, утворення плодів і бульб, у тварин - плодючість, линьку, сплячку. Приклади впливу сезонності та довготи дня на життя тварин: у тварин в несприятливий період спостерігається діапауза - зниження швидкості обміну речовин (сплячка). Сильне уповільнення обміну речовин, при якому відсутні видимі ознаки життя, називається анабіозом. Світло визначає зовнішній обмін енергією організму з навколишнім середовищем та внутрішній обмін речовин організму.

2. ТЕМПЕРАТУРА. Впливає на виживаність, толерантність, плодючість, кількість споживаної їжі. Більшість тварин можуть існувати тільки в інтервалі температур від 0 до 50 о С (діапазон толерантності до температурі), проте зустрічаються бактерії, що витримують температури -200 ° С і +200 о С. Температура впливає на обмін енергією (теплообмін) організму з навколишнім середовищем і є каталізатором внутрішнього обміну речовин (синтез і розщеплення високомолекулярних сполук).

5. радіація. Згадайте закон накопичення токсинів і радіації в піраміді енергій. Цьому закону підпорядковується будь-який організм, в тому числі людський, при впливі радіації. Поглинена доза накопичується в кістковому мозку, викликаючи незворотні хворобливі зміни організму. Чим організованіше організм, тим більше накопичення в піраміді, тобто людина страждає найбільше. В екосистемах іонізуючі випромінювання сприймаються і затримуються рослинами. Діє правило фазових реакцій.

Як впливає організм на навколишнє середовище? Будь-який організм змінює середовище свого існування. Рослини збагачують повітря киснем, використовують вуглекислий газ, утворюють опад, який є їжею для бактерій, знижують освітленість, затримують опади, послаблюють радіацію. Їх коренева система змінює склад грунту, розпушує її. Землероющих тварини (ондатри, землерийки, кроти) і черви також змінюють склад грунту. Багато водорості, бактерії і молюски накопичують елементи періодичної системи (кремній, йод, стронцій, цинк, марганець), утворюючи за мільйони років осадові породи і корисні копалини.

1. До абіотичних факторів відносяться:

3. Кислотність середовища.

2. До біотичних факторів належать:

3. Електромагнітні поля.