Вплив середовища на організм
Загальна характеристика середовища як частини природи, що оточує живі організми та живу речовину біосфери Землі. Оцінка впливу середовище на живі організми та впливу організмів на середовище їхнього проживання. Взаємодія тварин та рослин, закони Рульє та Куражковського.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Серед основних адаптацій рослин щодо водного фактора можна виділити наступні: 1) зменшення втрати води (товста воскова кутикула, опушене листя, листя перетворені на колючки або голки, занурені продихи, скидання листя); 2) збільшення поглинання води (довге коріння, велика коренева система); 3) запасання води; 4) переживання несприятливого періоду (у вигляді насіння, цибулин чи бульб).
Тварини отримують воду трьома основними шляхами: через питво, разом із соковитою їжею та в результаті метаболізму (окислення та розщеплення жирів, білків та вуглеводів). Деякі тварини (головним чином ґрунтові) можуть вбирати воду через покриви (личинки комах). Видалення (втрати) води відбувається шляхом випаровування також через покриви або зі слизових оболонок дихальних шляхів, а також шляхом виведення з продуктами метаболізму. Величина випаровування води залежить від вологості повітря.
Багато тварин можуть абсолютно обходитися без питної води, одержуючи вологу іншими способами. До цієї групи належать, наприклад, багато пустельних тварин: антилопи, ховрахи, тушканчики, черепахи, різні комахи - воду їм замінюють зелені рослини.
Виділяють кілька екологічних груп тварин по відношенню до вологи - гігрофіли, ксерофіли та мезофіли.
Гігрофіли -вологолюбні види (багато лісових, навколоводних); ксерофіли - сухолюбні види (відкритих просторів, головним чином пустельні); мезофіли - види, що займають проміжне положення по відношенню до вологості між гігро- та ксерофілами.
Регулювання водного балансу здійснюється поведінковими, морфологічними та фізіологічними адаптаціями.
До поведінкових пристосувань відносяться: пошуки водопоїв, копання нір і заривання в грунт (ґрунт, пісок), вибір сприятливих місцепроживання. До морфологічних адаптацій належать особливості будови зовнішніх покривів: ороговілі покриви рептилій, раковини наземних молюсків, епікутикула у комах. Ступінь розвитку епікутикули залежить від режиму вологості місцеперебування комах і визначає їх здатність протистояти висушенню. Личинки, що живуть у воді, ґрунті, деревині та інших вологих субстратах, як правило, повністю або частково позбавлені епікутикули. Виникнення ороговілі епідермісу у рептилій сприяло завоюванню ними суші. До фізіологічних адаптацій відносяться - утворення метаболічної води, економія води при виділенні продуктів метаболізму, витривалість до зневоднення, потовиділення та видалення води зі слизових оболонок.
В умовах нестачі вологи велике значення у тварин має використання метаболічної води, що утворюється внаслідок окислення жирів та деяких інших речовин. При повному згорянні 1 г жиру утворюється 1,07 г води. Жир відкладається у тварин у спеціально призначених місцях: у верблюда – у горбах; у тушканчиків, піщанок, мишачих лемурів - на підставі хвоста; у варана у хвості. Запаси жиру іноді значні (у верблюда – до 110-120 кг). Верблюд може прожити без води протягом 45 днів.
Економія води при виведенні продуктів метаболізму досягається зарахунок всмоктування якомога більшої кількості води в травній та видільній системах (залежно від умов середовища). Випаровування води (потовиділення через потові залози або через слизову оболонку), пов'язане з терморегуляцією, також забезпечує регулювання водного обміну, але може бути причиною виснаження водних ресурсів організму. Витривалість до зневоднення, як правило, вища у тварин, що піддаються тепловим навантаженням. Для людини втрата води, що перевищує 10% маси тіла, є смертельною. Верблюди переносять втрати води до 27, вівці – до 23, собаки – до 17%.
Амосферне повітря має найважливіше значення для живих організмів, насамперед, як джерело кисню для дихання та вуглекислого газу для фотосинтезу. Озоновий шар атмосфери захищає живі організми від шкідливого космічного випромінювання.
Для існування наземних організмів особливу важливість мають фізичні (щільність) та хімічні (газовий склад) особливості повітряного середовища.
Газовий склад повітря у приземному шарі досить однорідний (азот – 78,1%, кисень – 21,0%, аргон – 0,9%, вуглекислий газ – 0,03% за обсягом).
Потреба в кисні вважається фундаментальною властивістю всього живого. Він поглинається через дихальні поверхні (зябра, легені, трахеї, поверхню тіла) і в організмі використовується для окислення органічних субстратів із виділенням енергії, необхідної для забезпечення процесів метаболізму та терморегуляції. Однак життя зародилося в безкисневому середовищі і деякі організми і зараз функціонують за анаеробним типом. Еволюція автотрофів сприяла підвищенню вмісту кисню в атмосфері та стимулювало розвиток більш ефективного (з точки зору швидкості метаболізму) аеробного життя. Озоновий екран, що утворився, забезпечив вихід організмів на сушу.
У ряді випадків виникає нестача вільного кисню або навіть його відсутність (апоксія). Дефіцит кисню (гіпоксія - низька доступність кисню) характерний для сильно забруднених водойм, скупчень рослинних залишків, що розкладаються, та ін. Деякі тварини реагують на це перебудовою вентиляції та кровообігу.
Азот для більшості наземних організмів представляє інертний газ, але деякі прокаріоти - азотфіксуючі бактерії та синьо-зелені водорості використовують азот для синтезу аміаку і потім амінокислот, а денітрифікуючі бактерії повертають азот із нітратів ґрунту в атмосферу.
Низька щільність повітря визначає його малу підйомну силу і незначну опорність, тому мешканці наземно-повітряного середовища мають власну опорну систему, що підтримує тіло: рослини - механічними тканинами, тварини - твердим або гідростатичним скелетом. Як опора служить і поверхня землі.
Мала щільність повітря визначає низьку опірність переміщенню, що сприяло розвитку польоту деяких групах тварин. До активного польоту здатні 75% видів наземних тварин.
Властивості ґрунту та рельєф місцевості впливають на умови життя наземних організмів, насамперед рослин. Властивості земної поверхні, що впливають на її мешканців, поєднують назвою едафічні фактори середовища (від грец. Едафос - основа, грунт). Серед властивостей ґрунту, що впливають існування наземних організмів, найважливіше значення мають: кислотність, структура, солоність, кількість зольних елементів.
Рельєф місцевості, або топографія, впливає на горизонтальний та вертикальний розподіл живих організмів. Найважливішим топографічним фактором є висота із зміною якої змінюються фізичні умовипроживання організмів (температура, тиск, концентрація газів та ін.).
Погода та клімат
Живі організми перебувають у значній залежності від погоди. Погода - стан атмосфери у певному місці у певний момент чи обмежений проміжок часу (добу, місяць). Характеризується метеорологічними елементами та їх зміною. До метеорологічним елементам відносяться: температура, тиск, вологість повітря, вітер, хмарність та опади, тривалість сонячного сяйва тощо. Погодні умови впливають на добову активність тварин, фотосинтетичну активність рослин, розмноження, зростання та ін.
Багаторічний режим погоди називається кліматом. Клімат визначається географічними умовами району. Різноманітність кліматичних умов створює надзвичайну різноманітність умов життя на суші.
Локальні особливості клімату у приземному шарі повітря називаються мікрокліматом. Вирізняють мікроклімат квіток, лісів, галявин, узлісся, полів та ін. Відмінності в мікрокліматі між різними типами місцеперебування визначають відмінності у фауні та флорі. Наприклад між лісовими та відкритими екосистемами в одній місцевості. Крім того, в межах однієї екосистеми, наприклад лісу, мікроклімат також неоднорідний (узлісся, центр лісу, просіка, вирубка, галявина, яр, характер деревної рослинності).
Серед інших абіотичних факторів, що впливають на життєдіяльність організмів, можна виділити магнітне поле Землі, іонізуюче випромінювання та шум.
1. Екологія. (Підручник) Коробкін В.І., Передільський Л.В. (2007, 602с.)
2. Екологія. (Навчальний посібник) Лебедєва М.І., Анкудімова І.А. (2002, 80с.)
3. Екологія. (Підручник) Ніколайкін Н.І., Ніколайкіна Н.Є., Мелехова О.П. (2004, 3-тє вид., 624с.)
4. Екологія. (Підручник) Степановських А.С.(2001, 703с.)
5. Екологія. (Підручник) За ред. Тягунова Г.В., Ярошенко Ю.Г. (2005, 504с.)
6. Екологія. dtv-Atlas. Гейнріх Д., Гергт М. (2003, 287с.)
7. Екологія. У 2-х томах. Юджин Одум (1986; 328с., 376с.)
8. Екологія. Курс лекцій. Тихонов А.І. (2002р.)
9. Екологія та безпека життєдіяльності. (Навчальний посібник) Кривошеїн Д.А., Муравей Л.А. та ін (2000, 447с.)
10. Екологія Москви та сталий розвиток. Навчальний посібник. для 10 (11) класів. За ред. Ягодіна Г.А. (2008, 352с.)
12. Екологія. Особи популяції та спільноти. У 2-х томах. М. Бігон, Дж. Харпер, К. Таунсенд (1989; 667с., 477с.)
13. Екологія. Практикум. 10-11 класи. Звєрєв А.Т. (2004, 176с.)
14. Екологія. Природа – Людина – Техніка. (Підручник) Акімова Т.А, Кузьмін А.П, Хаскін В.В. (2001, 343с.)