Экологический оптимум

2016-01-26

1549

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

12 3 4 5 Следующая ⇒

Характеристика уровней организации живого

Уровень Краткая характеристика
Молекулярный	Обнаруживается однообразие единиц организации. Наследственная информация у всех организмов заложена в молекулах ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), состоящей всего из 4 видов нуклеотидов. Основные органические компоненты живого, белки, состоят из 20 аминокислот. Энергетические процессы, протекающие в организмах, связаны с универсальным «энергоносителем» — АТФ (аденозинтрифосфатом)
Субклеточный	Сравнительно невелико (несколько десятков) основных клеточных компонентов в про- и эукариотных клетках
Клеточный	Все множество живых существ подразделяется на две группы — прокариотные и эукариотные организмы. В основу такого деления положен критерий принципиальной схемы строения клеток двух типов. Конечно, нельзя отрицать разнообразие клеток у разных организмов. Однако эти различия не выходят за пределы названных двух типов клеточной организации
Органо-тканевый	Совокупность клеток, идентичных по строению и функциям, составляет ткань. Большое сходство между всеми организмами сохраняется и на этом уровне: у многоклеточных животных выделяют всего четыре основные ткани (эпителиальные, соединительные, нервная, мышечная), у растений их шесть (покровные, основные, механические, проводящие, выделительные, образовательные)
Организменный	Характеризуется большим разнообразием форм
Видовой	Сегодня наукой описано более 2 млн. видов живых организмов

Экологические группы организмов

Как мы уже выяснили на предыдущих уроках, пределы выносливости организмов по отношению к различным экологичным факторам сильно различаются. Набор соответствующих адаптаций и широта пределов выносливости определяют распространение данного вида, возможность его обитания в данной природной зоне. По отношению к различным экологическим факторам выделяют экологические группы организмов. В основе экологической классификации организмов положено отношение организмов к данному экологическому фактору. Таким образом, существует множество классификаций - по отношению к свету, к теплу, к влажности и т.п.

Сегодня мы рассмотрим экологические группы организмов по отношению к свету, к теплу, а также особенности этих экологических факторов.

Однако вначале пара слов об адапатциях (то есть приспособительных реакциях) вообще. Учение об адаптациях - одна из наиболее разработанных частей экологии. Здесь лежит сфера пересечения таких наук как экология, эволюционное учение (так как процесс эволюции, по сути, представляет собой процесс появления эффективных адапатций), физиология (физиологические механизмы адаптаций) и проч.

Различают три основных пути адаптации к неблагоприятным условиям среды:

активный - активная перестройка функций организма (например, возникновение теплокровности, а по-научному - гомойотермности);

пассивный - пассивное подчинение функций организма изменениям внешней среды (например, холоднокровные, или пойкилотермные, животные);

избегание - избегание неблагоприятных условий (таксисы у растений, миграция у животных, выработка циклов развития у животных и растений).

Свет.

Практически единственным источником энергии для всех живых организмов является энергия солнца. Напрямую утилизировать солнечную энергию может только одна группа организмов - зеленые растения (об этом разговор пойдет в последующих уроках) и фотосинтезирующие организмы. Речь, разумеется, об уникальном явлении - фотосинтезе. Все остальные организмы, по сути, поглощают энергию солнца, преобразованную зелеными растениями в энергию химических связей.

Солнечная радиация, с физической точки зрения, представляет собой электромагнитное излучение с широким диапазоном длин волн. Экологические и биологические эффекты волн различной длины различны.

Ионизирующее излучение (длина волн меньше 150 нм). Естественный, а также техногенный радиоактивный фон. Биологическое действие осуществляется, прежде всего, на субклеточном уровне. Возможно повреждающее действие на генетический аппарат половых клеток (мутагенный эффект), соматических клеток (канцерогенный эффект).

Ультрафиолетовые лучи (150-400 нм). Наиболее коротковолновая (200-280 нм) часть спектра практически полностью поглощается озоновым экраном. УФ-лучи с длиной волны 280-320 нм обладают канцерогенным действием, однако механизм этого действия до конца неясен. Эти лучи также активируют некоторые микроорганизмы. Часть спектра от 300 нм (именно эти лучи, в основном, достигают поверхности Земли) оказывает на организмы, главным образом, химическое действие; активируют процессы клеточного синтеза; под воздействием этих лучей в организме синтезируется витамин D3, регулирующий обмен кальция и фосфора и нормальный рост организмов. Многие млекопитающие, выводящие детенышей в норах, регулярно выносят их на освещенные солнцем места вблизи норы (например, лисицы, барсуки). Основная роль этого поведения, как считают, нормализация синтеза витамина D, регуляция продукции меланина (черного пигмента). В то же время избыток УФ-лучей играет отрицательную роль.

Гигантское значение играет видимый свет . Помимо химического (в верхней, сине-фиолетовой, части спектра) и теплового (в нижней, красно-желтой, части спектра) действия, видимый свет имеет сигнальное значение. Ориентация многих животных в пространстве, сигнализация между животными (благодаря зрению), синхронизация ритмов жизни растений с сезонной динамикой (благодаря изменению продолжительности светого дня) невозможны без видимого света.

Здесь нужно сделать краткое отступление. Среди множества классификаций экологических факторов, существует интересная классификация, различающая витальные (энергетические) и сигнальные экологические факторы. Первые оказывают непосредственное воздействие на жизнедеятельность организмов, меняют их энергетическое состояние. Примеры таких факторов: температура, хищничество и другие. Факторы второй группы (сигнальные) несут информацию об изменении характеристик среды, вызывают изменение в поведении, жизненной стратегии организмов и т.д. Примеры таких факторов: феромоны, продолжительность светового дня. При этом СВЕТ является примером экологического фактора, обладающего как витальным, так и сигнальным действием. С одной стороны, он служит главным источником энергии для фотосинтеза растений, а с другой -- он играет важную роль в осуществлении биологических ритмов разной продолжительности.

По отношению к свету выделяют следующие экологические группы растений:

гелиофиты (светолюбивые);

сциофиты (тенелюбивые);

теневыносливые (факультативные гелиофиты).

Гелиофиты . Световые растения. Обитатели открытых мест обитания: лугов, степей, верхних ярусов лесов, ранневесенние растения, многие культурные растения.

Характеризуются следующими признаками:

мелкие размеры листьев; встречается сезонный диморфизм: весной лестья мелкие, летом - крупнее;

листья располагаются под большим углом, иногда почти вертикально;

листовая пластинка блестящая или густо опушенная;

образуют разряженные насаждения.

Сциофиты . Не выносят сильного света. Места обитания: нижние затемненные ярусы; обитатели глубоких слоев водоемов. Прежде всего, это растения, растущие под пологом леса (кислица, костынь, сныть).

Характеризуются следующими признаками:

листья крупные, нежные;

листья темно-зеленого цвета;

листья подвижные;

характерна так называемая листовая мозаика (то есть особое расположение листьев, при котором листья макимально не заслоняют друг друга).

Теневыносливые . Занимают промежуточное положение. Часто хорошо развиваются в условиях нормального освещения, но могут при этом переносить и затемнение. По своим признакам занимают промежуточное положение.

Тепло.

Температура, в отличие от света, является исключительно витальным (энергетическим) фактором. У растений и животных (особенно холоднокровных животных) повышение температуры тела вызывает ускорение всех биохимических и физиологических процессов. Так, при повышении температуры сокращается время, необходимое для прохождение отдельных стадий развития. Наример, для развития гусениц бабочки-капустницы от яйца до куколки при температуре 10 С требуется 100 суток, а при 26 С - только 10 суток.

Зависимость скорости развития от температуры описывается S-образной кривой:

Точка а, в которой кривая v=f(t) пересекает шкалу температур (то есть ось OX), называется порогом развития. При температуре ниже данной развитие не происходит.

Так называемая сумма активных температур, то есть сумма температур, которые необходимо набрать для завершения цикла развития, используется в сельском хозяйстве. Описывается сумма активных температур Stэфф так:

Stэфф = y*(t-a).

y - это время развития, t - температура, при которой происходит развитие. Stэфф - постоянная (конечно, в статистическом смысле - индивидуальные различия, безусловно, есть) величина для данного вида. Найденная закономерность (а математики, наверно, уже успели привести предыдущую зависимость к виду y=S/(t-a) ) находит практическое применение. Зная длительность развития при различных температурах, можно вычислить сумму активных температур. Обычно сумма активных температур для сельскохозяйственных растений уже известна; на основании ее значения и конкретных температур делается фенологический прогноз, определяется возможность акклиматизации данного вида, необходимость и длительность выращивания в закрытом грунте (теплицах).

Температура также воздействует и на течение других физиологических процессов (количество потребляемой пищи, поведение, плодовитость и так далее). Температурный режим, связанный с географической широтой и другими факторами, определяет границы распространения видов.

Пределы выносливости организмов. +70 ... + 90 oС выносят водоросли горячих источников. Некоторые бактерии способны развиваться в кратерах вулканов. Сухие семена переносят температуры, близкие к абсолютному нулю. Некоторые древесные растения могут переносить температуры -60 ... -70 oС. В полярных льдах есть виды водорослей, которые существуют в очень узких температурных пределах - около 0 oС.

Тепло для растений может выступать формообразующим фактором. Так, при недостатке тепла у высокогорных видов возникает форма "подушки", внутри которой создается более теплый микроклимат; у обитателей тундры возникают стелящиеся, или шпалерные, и карликовые формы.

По отношению к теплу выделяют следующие экологические группы:

Эвритермные и стенотермные организмы (см. предыдущий урок)

Термофилы и криофилы (теплолюбивые и холодолюбивые)

По степени адаптации к условиям дефицита тепла различают нехолодостойкие (гибнут при температуре замерзания воды из-за инактивации ферментов), неморозостойкие (гибнут, если в клетках начинают образовываться кристаллики льда; поэтому основной адаптацией является накопление сахаров и других веществ при понижении температуры), морозостойкие (например, переохлажденное состояние холодноводных рыб поддерживается накоплением в жидкостях тела так называемых биологических антифризов - гликопротеидов, понижающих точку замерзания).

По степени адаптации к повышенным температурам выделяют нежаростойкие виды (повреждаются при t=30... 40 oC); жаровынослиые (выносят +50... + 60 oС); жароустойчивые (это, преждевсего, термофильные бактерии, некоторые виды сине-зеленых ворослей).

Рассмотрение физиологических механизмов адаптации к повышенным и пониженным температурам не входит в задачи нашего курса. Однако, если будут вопросы - пишите, попробуем уделить этому вопросу какой-нибудь из спецвыпусков.

На сегодня все (выпуск и так получился очень объемным). Следующий урок будет посвящен рассмотрению сред жизни.

Глоссарий

Адаптация

комплекс морфофизиологических и поведенческих особенностей особи, популяции или вида, обеспечивающий успех в конкуренци с другими видами (популяциями, особями) и устойчивость к воздействию экологических факторов.

ФОТОСИНТЕЗ

превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами (т.н. бактериальный Ф.) энергии Солнца в энергию химических связей органических соединений.

ТАКСИС

направленное перемещение организмов, отдельных клеток и даже их органелл под влиянием односторонне действующего фактора (например, ориентация хлоропластов в зависимости от направления освещения - фототаксис).

МУТАЦИЯ

изменение наследственных свойств организма

КАНЦЕРОГЕН

вещество или физический агент, приводящий к возникновению злокачественных (раковых) новообразований.

СУММА АКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР

сумма температур (превышающих порог развития), необходимых для завершения жизненного цикла.

ПОРОГ РАЗВИТИЯ

температура (или значение другого фактора), ниже которой развитие данного вида не происходит.

ЦИКЛ РАЗВИТИЯ, ЦИКЛ ЖИЗНЕННЫЙ

совокупность всех фаз индвидуального роста и развития особи, в результате которого она достигает характерных величин, приобретает характерные признаки.

ФЕРОМОН(ы)

биологически активные вещества, вырабатываемые животными; оказывают влияние на поведение, а иногда рост и развитие особоей того же вида. К Ф. относят вещества, привлекающие особей другого пола (аттрактанты), вещества тревоги и т.д. Ф. - разновидность химической сигнализации (коммуникации) между организмами.

Список литературы

Для подготовки данной работ

Факторы среды и их действие на живые организмы

Среда — одно из основных экологических понятий, под которым подразумевается комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов. В широком смысле под окружающей средой понимают совокупность материальных тел, явлений и энергии, влияющих на организм. Возможно и более конкретное, пространственное понимание среды как непосредственного окружения организма — его среда обитания. Среда обитания — это все то, среди чего живет организм, это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное влияние. Те элементы среды обитания, которые для данного организма или вида не безразличны и так или иначе влияют на него, являются по отношению к нему факторами. Составные части среды многообразны и изменчивы, поэтому живые организмы постоянно приспосабливаются и регулируют свою жизнедеятельность в соответствии с происходящими вариациями параметров внешнего окружения. Такие приспособления организмов носят названиеадаптации и позволяют им выживать и размножаться. Отдельные свойства и части среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Они мо-£ут иметь разную природу и специфику действия. К абиотическим относятся прямо или косвенно действующие на организм факторы неживой природы — свет, температура, влажность, химический состав воздушной, водной и почвенной среды и др. (т. е. свойства среды, возникновение и воздействие которых прямо не зависит от деятельности живых организмов). К комплексу биотических факторов относят все формы влияния на организм со стороны окружающих живых существ (микроорганизмов, влияние животных на растения и наоборот). Антропогенные факторы — разнообразные формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. Экологические факторы воздействуют на живые организмы как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях; как модификаторы, вызывающие структурно-функциональные изменения в организмах, и как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды. Несмотря на многообразное влияние экологических факторов на живой организм, можно установить общий характер их воздействия. При небольших значениях или при чрезмерном воздействии фактора жизненная активность организмов резко падает (заметно, угнетается). Наиболее эффективно действие фактора проявляется не при минимальных или максимальных его значениях, а при значении, оптимальном для данного организма. Диапазон действия экологического фактора (область толерантности) ограничен точками минимума и максимума, соответствующими крайним значениям данного фактора, при которых возможно существование организма. Интенсивность фактора, соответствующая наилучшим показателям его жизнедеятельности, называется оптимальной или точкой оптимума (рис. 103). Точки оптимума, минимума и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможности реакции организма на данный фактор. Крайние точки кривой, выражающие состояние угнетения при недостатке или избытке фактора, называют областями пессимума; им соответствуют пессимальные значения фактора. Вблизи критических точек лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны толерантности — летальные зоны фактора. Условия среды, при которых какой-либо фактор или их совокупность выходит за пределы зоны комфорта и оказывает угнетающее действие, в экологии часто называют крайними, граничными (экстремальными, трудными). Они характеризуют не только экологические ситуации (температура, соленость), но и такие местообитания, где условия близки к пределам возможности существования для растений и животных. Для жизни некоторых организмов требуются условия, ограниченные узкими пределами, т. е. диапазон оптимуму не является постоянным для вида. Оптимум действия фактора различен и у разных видов. Размах кривой, т. е. расстояние между пороговыми точками, показывает зону действия экологического фактора на организм (рис. 104). В условиях, близки к пороговому действию фактора, организмы чувствуют себя угнетенно; они могут существовать, но не достигают полного развития. Растения обычно не плодоносят. У животных, наоборот, ускоряется половая зрелость. Величина диапазона действия фактора и особенно зоны оптимума позволяет судить о выносливости организмов по отношению к данному элементу среды, свидетельствует об их экологической амплитуде. В связи с этим организмы, которые могут жить в довольно разнообразных условиях внешней среды, называются эврибионтными. Например, медведь бурый живет в условиях холодного и теплого климата, в сухих и влажных районах, питается разнообразной растительной и животной пищей. Выделяют также стенобионтные организмы, приспособленные к существованию только в узком диапазоне условий среды. Например, форель может жить только в чистых холодных горных реках. Стенобионтами является большинство внутренних и внешних паразитов, глубоководные рыбы и др. По отношению к частным факторам среды употребляют термин, начинающийся с той же приставки. Например, животные, способные существовать в широком диапазоне температур, называются эвритермными, а организмы, способные жить лишь в узких температурных интервалах, относятся кстенотермным. По этому же принципу организм может быть эвригидридным или стеногидридным в зависимости от его реакции на колебания влажности; эвригалинным или стеногалинным — в зависимости от способности переносить разные значения солености среды и т. п. Существуют также понятия экологической валентности, которая представляет собой способность организма заселять разнообразные среды, иэкологической амплитуды, отражающей ширину диапазона фактора или ширину зоны оптимума. Количественные закономерности реакции организмов на действие экологического фактора различаются в соответствии с условиями их обитания. Стенобионтность или эврибионтность не характеризует специфичность вида по отношению к любому экологическому фактору. Например, некоторые животные приурочены к узкому диапазону температур (т. е. стенотермны) и одновременно могут существовать в широком диапазоне солености среды (эвригалинные). Факторы внешней среды воздействуют на живой организм одновременно и совместно, причем действие одного из них в определенной мере зависит от количественного выражения других факторов — света, влажности, температуры, окружающих организмов и т. п. Эта закономерность получила название взаимодействия факторов. Иногда недостаток одного фактора частично компенсируется усилением деятельности другого; проявляется частичная заменяемость действия экологических факторов. В то же время ни один из необходимых организму факторов не может быть полностью заменен другим. Фототрофные растения не могут произрастать без света при самых оптимальных режимах температуры или питания. Поэтому если значение хотя бы одного из необходимых факторов выходит за пределы диапазона толерантности (ниже минимума или выше максимума), то существование организма становится невозможным, Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, т. е. наиболее удаляющиеся от оптимума, особенно затрудняют возможность существования вида в данных условиях, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий. Эта зависимость получила название закона ограничивающих факторов. Такие уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных особей, определяя их географический ареал. Выявление ограничивающих факторов очень важно в практике, сельского хозяйства для установления экологической валентности, особенно в наиболее уязвимые (критические) периоды онтогенеза животных и растений.

7.8

Экологический оптимум.

Экологические факторы делятся на постоянные (гравитация) и непостоянные (большинство абиотических, все биотические и антропогенные). Параметры (интенсивность действия) непостоянных факторов меняются в определенных пределах. Влияние экологического фактора на организм (экосистему) зависит от его природы и интенсивности.

Нейтральные абиотические факторы, как, например, потоки нейтрино, постоянно пронизывают всю планету, не вызывают в живых системах специфических обратных реакций. На сегодня человек не в состоянии экспериментально изменять этот параметр. Остальные факторов требуют биологической адаптации. Уровень адаптации зависит от уровня воздействия фактора. Биологический оптимум - это такой уровень влияния отдельного фактора, при котором живые системы осуществляют свои функции с наибольшей интенсивностью и высокими регенерационными показателями.

Биологический минимум - это минимальное значение экологического параметра, ниже которого система погибает.

Биологический максимум - это уровень параметров экологического фактора, выше которого система прекращает функционирование.

Часто понятие "биологический оптимум" отождествляют с понятием "физиологический оптимум". Разница между ними состоит в том, что биологический оптимум предусматривает условия, при которых организмы достигают высоких репродуктивных показателей, а физиологический оптимум описывает состояние отдельного организма. Состояние популяции или экосистемы, при котором она проявляет высокие показатели жизнедеятельности, описывающих понятиям экологический оптимум.

Биологический пессиум - это состояние живой системы, близок к биологическому минимуму или максимуму, но при условии сохранения системой жизнеспособности. Иногда такое состояние называют пределом выносливости.

Экологическая валентность - это способность системы выдерживать колебания параметров фактора. Если система имеет высокую экологическую валентность за несколькими факторами, то ее считают еврибионтной, если же экологическая валентность системы низкая - Стенобионтных.

Любой фактор, параметры которого находятся на уровне биологического пессимума, может стать лимитирующим. Впервые такую закономерность для растений установил немецкий исследователь Ю. Либих (1864). Если при оптимальных значений таких факторов, как температура, свет, минеральные соли, воздуха и т.д. уровень влажности почвы ниже биологический пессимуме для определенного вида растения, то развитие ее из семечка будет невозможным. Если при оптимальных значений всех экологических факторов парциальное давление кислорода в воздухе будет ниже биологического минимума, человек погибнет, и именно содержание кислорода в воздухе выступит как лимитирующий экологический фактор.

Совокупное действие экологических факторов может выражаться в том, что один фактор усиливает, ослабляет компенсирует влияние другого. Так, повышение влажности воздуха может быть достигнуто путем усиления испарения воды или снижение температуры воздуха.

9ЛИМИТИРУЮЩИЙ ФАКТОР

ЛИМИТИРУЮЩИЙ ФАКТОР

фактор, который при определенном наборе условий окружающей среды ограничивает какое-либопроявление жизнедеятельности организмов; экологический фактор, концентрация которого ниже или вышеоптимальной. Понятие о лимитирующем факторе ведет начало от закона минимума Либиха (1840) и законатолерантности Шелфорда (1913). Как лимитирующий фактор особенно часто выступают температура,свет, биогенные вещества, течение и давление среды, почва, пожары, микросреда и т. д. Концепциялимитирующего фактора имеет существенное значение для охраны природы и всех отраслейприродопользования, для лучшего познания компонентов экосистем.

10Общие закономерности адаптации человека

В литературе адаптацией называют как процессы и явления приспособления особи, так и изменения организмов и целых популяций на протяжении их существования. В биологии адаптация - это приобретение организмами черт и свойств, наиболее выгодных особи или всей популяции, благодаря которым они могут жить в своем местообитании.

Приспособительные черты организма — форма, физиология и поведение - неотделимы от среды его обитания. Процесс приспособления к природным климатогеографическим, а у человека также к социальным и производственным условиям представляет универсальное явление. Адаптация включает все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются физиологическими механизмами всех структурных уровней. Любая активность в той или иной измененной ситуации обходится много дороже, чем в привычных условиях.

Переключение реакций организма на новый уровень не дается даром и протекает при напряжении всех систем. Это напряжение называют ценой адаптации. Способность к адаптации — адаптивность имеет пределы, характерные для вида и сообщества. Организм может существовать при оптимальных условиях эндогенной, т. е. внутренней среды, и экзогенной — внешней, экологической обстановки. По обе стороны от оптимума биологическая активность снижается, а в крайних условиях организм вообще не сможет существовать: адаптация имеет свой диапазон, пределы и цену.

Факторы адаптации называют экстремальными, или стресс-факторами. Природные факторы действуют в комплексе, могут иметь сигнальное значение и инициировать опережающие реакции приспособления, например, к смене сезонов.

Человек приспосабливается, используя и защитные средства, которые дала цивилизация. Это ослабляет нагрузки на адаптивные системы и имеет негативные стороны: снижает адаптивность, например, к холоду. Он и создает факторы, требующие широкого диапазона адаптации: социальные и связанные с его деятельностью условия порождают специфические обстоятельства, число которых растет и к которым надо адаптироваться.

Генетическая программа предусматривает не заранее сформировавшуюся адаптацию, а возможность эффективной целенаправленной реализации жизненно необходимых адаптивных реакций под влиянием среды обитания. В результате генотипической адаптации на основе наследственности, мутаций и отбора формировались биологические виды. Комплекс видовых наследуемых признаков — генотип — становится исходным для следующего этапа адаптации, приобретаемой в процессе жизни отдельной особи.

Индивидуальная или фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой и обеспечивается специфическими для этой среды структурными морфофункциональными изменениями. В процессе ее строятся следы иммунологической и нейрологической памяти, формируются навыки и векторы поведения, создается на основе и в результате селективной экспрессии генов банк информации.

Они защищают человека от возможных встреч с неадекватными и опасными факторами. Результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству, что выгодно для сохранения вида. Сама она не абсолютна, не означает полного приспособления, и каждое новое поколение адаптируется заново к спектру иногда совершенно новых факторов, требующих выработки новых специализированных реакций. Именно в таких условиях вырабатываются адаптивные реакции, и при этом организм приобретает новое качество.

Ключевым звеном и механизмом всех форм фенотипической адаптации является связь функций с генетическим аппаратом. Благодаря сложной, биологически целесообразной и разветвленной архитектуре структурного следа активная адаптация к одному фактору может повлечь перекрестные эффекты: повышать или понижать резистентность к другим. Это связано с соотношением адаптационных процессов при сочетанном действии разных адаптогенных факторов, а также с состоянием организма в разные фазы адаптации.

Адаптация развивается как ответ на экстремальные факторы, и важным компонентом ее является стресс-синдром — сумма неспецифических реакций, связанных с активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. «Гормоны адаптации» - кортикостероиды и катехо-ламины надпочечников - стимулируют механизмы гомеостаза, энергетические процессы, адаптивный синтез ферментных и структурных белков, иммунную систему. Адаптивный синтез энзимов имеет значение в управлении процессом срочной адаптации, синтез структурных белков является условием перехода от срочной к долговременной устойчивой адаптации.

Вследствие инертности процессов обмена процесс адаптации относительно длительный. Стойкому, направленному изменению метаболизма предшествуют поведенческие реакции, изменения функций висцеральных органов, а также двигательной системы, которая опирается на метаболизм и управляет им в целях адаптации. Двигательная активность сама по себе является адаптогенным фактором.

Различают три типа адаптивного поведения: пассивное подчинение, бегство от неблагоприятного фактора и активное противодействие путем формирования адаптивных реакций. Г. Селье называл пассивную форму синтаксической, а активное сопротивление, связанное с развитием специфических и неспецифических реакций — кататаксической.

Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании нового уровня гомеостаза, позволяющего существовать в изменившейся среде. В перестройке механизмов гомеостаза, адекватной конкретным условиям, состоит суть аккомодации, и ее можно представить как цепь реакций различных систем, одни из которых видоизменяют свою деятельность, а другие регулируют эти изменения.

СТРЕСС ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ

нарушение внутренней структуры популяции, уменьшающее плодовитость особей, увеличивающеесмертность и т. д. Наступает в результате увеличения частоты контактов между особями. Экологическийстресс является ответной реакцией организма или системы организмов на резкие изменения факторовокружающей среды. Экологический стресс ведет к возрастанию степени риска различных соматическихзаболеваний и к поведенческим расстройствам. Например, в популяциях лемингов перенаселение,возникающее один раз в 3—4 года, приводит к специфическому синдрому, проявляющемуся вбезостановочных миграциях животных к морскому побережью и, в конечном итоге, к их гибели в море.Специалисты Всемирной организации здравоохранения констатировали стрессовые ситуации и средичеловеческих популяций, у которых они обусловливаются двумя противоположными факторами:оторванностью индивидуума от родных мест и качеством функционирования семьи.

13Популяция (от лат. - население) – это совокупность особей одного вида, длительно населяющих определённое пространство, имеющих общий генофонд, возможность свободно скрещиваться и в той или иной степени изолированных от других популяций этого вида. Популяция является элементарной формой существования вида в природе. Популяции эволюционируют и являются единицами эволюции видов и видообразования. Обладая всеми признаками биологической системы, популяция, тем не менее, представляет собой совокупность организмов, как бы выделенную из природной системы, так как в природе особи одного вида всегда сожительствуют с особями других видов. Основными характеристиками популяции являются численность, плотность, рождаемость, смертность, возрастной состав, распределение по занимаемой территории и тип роста.

Численность популяций различна у разных видов и не может быть ниже некоторых пределов, ниже которых наступает вымирание популяции.

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу занимаемой площади или объёма. Каждому виду присуща определённая плотность, отклонения от которой также отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.

При описании популяции и ее аналитическом изучении используются обычно две группы количественных показателей. Одни— статические — характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени . Другие — динамические — характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени. К статическим показателям относятся общая численность (или поголовье) и плотность (число особей, приходящееся на единицу пространства) популяции, а также различные характеристики популяционной структуры (возрастной, размерной, половой и др.). Следует подчеркнуть, что сами по себе статические показатели постоянством не отличаются. Во времени они меняются и порой очень значительно, но интенсивность этих изменений оценивается уже другими — динамическими — показателями

Продолжительность жизни вида зависит от условий (факторов) жизни. Различают физиологическую и максимальную продолжительность жизни.

Физиологическая продолжительность жизни— это такая продолжительность жизни, которая определяется только физиологическими возможностями организма. Теоретически она возможна, если допустить, что в период всей жизни организма на него не оказывают влияние лимитирующие факторы.

Максимальная продолжительность жизни— это такая продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды. Эта величина варьирует в широких пределах: от нескольких минут у бактерий до нескольких тысячелетий у древесных растений (секвойя).Обычно, чем крупнее растение или животное, тем больше их продолжительность жизни, хотя бывают и исключения (летучие мыши доживают до 30 лет, это дольше, например, жизни медведя).

14Экологи́ческая ни́ша — место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Термин введён в 1914 году Дж. Гриннеллом и в 1927 году Чарльзом Элтоном^[1]. В настоящее время определение Гриннелла принято называть пространственной нишей (по смыслу термин ближе понятию местообитание), а определение Элтона называют трофической нишей (экологическая ниша представляет собой сумм

2016-01-26

1549

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

12 3 4 5 Следующая ⇒

Обсуждение в статье: Экологический оптимум

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓