فاکتورهای محیطی- خواص زیستگاه که هر گونه تأثیری بر بدن دارد. به عنوان مثال، وجود مواد معدنی، دسترسی به اکسیژن، رطوبت خاک، دمای خاک، سستی خاک. عناصر بی تفاوت محیط، به عنوان مثال، گازهای بی اثر، عوامل محیطی نیستند.

حالت ها

با توجه به ماهیت تاثیر

• بازیگری مستقیم
• غیر مستقیم بازیگری
• مشروط معتبر است- تأثیر عناصر اکوسیستم (biogeocoenosis) که با عملکرد سایر عوامل محیطی تقویت یا تضعیف می شود.

بر اساس مبدا

• غیر زنده- عوامل طبیعت بی جان:
  • اقلیمی
  • ادافیک (ادافوژنیک)
  • کوه نگاری
  • شیمیایی
  • فیزیکی: نویز، میدان مغناطیسی، هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی، رادیواکتیویته، شدت تابش خورشیدی ***** هیدروگرافی: چگالی آب، جریان، شفافیت و غیره
    • تب زا: عوامل آتش سوزی[ منبع مشخص نشده 824 روز] (Odum, 1975, 1986)
• بیوتیک
  • گیاه زایی- تأثیر گیاهان
  • قارچ زا- تاثیر قارچ
  • جانور زایی- تأثیر حیوانات
  • میکروبیوژنیک- تأثیر میکروارگانیسم ها
• عامل انسانی (انتروپیک):
  • در سال 1912، دانشمند روسی پروفسور. G.F Morozov در کتاب خود "مطالعه جنگل ها" تأثیر انسان بر طبیعت را به عنوان یک عامل محیطی جداگانه تعریف کرد و آن را با توجه به ماهیت تأثیر بر محیط طبیعی به تأثیرات انسانی مستقیم، غیر مستقیم و مشروط تقسیم کرد.
  • تأثیر مستقیم انسانی- تأثیر مستقیم انسان بر اجزای اکوسیستم (بیوژئوسنوز). این شامل چیدن انواع توت ها، قارچ ها، قطع درختان و غیره است.
  • تأثیر غیرمستقیم انسانی- نفوذ انسان از طریق سطح متوسط. این یک تغییر در سطح آب های زیرزمینی است، یک تغییر رژیم دما، آلودگی تشعشعی و غیره
  • تاثیر انسان زایی مشروطتاثیر زیستی و عوامل غیر زنده، در اثر نفوذ انسان تقویت یا ضعیف شده است.
  • در سال 1981، تعریف «عامل انسانی [تأثیر انسانی] هر گونه تأثیر بر محیط [طبیعی] محیطی است که هم با فعالیت خودآگاه و هم ناخودآگاه انسان همراه باشد و منجر به تغییرات کمی و کیفی در اجزای آن شود [پوپا، 1981].
  • در سال 2011، مقیاسی از انحراف انسانی ژئوسنوزهای زیستی (اکوسیستم ها)، که با استفاده از مثال جنگل های پهن برگ منطقه استپ توسعه یافته، منتشر شد، شامل 12 مرحله تخریب. محیط طبیعیتوسط انسان، از وضعیت اکوسیستم های مشروط دست نخورده تا مرحله از دست دادن کامل عملکردهای حیاتی توسط بیوژئوسنوز [پوپا، 2011].

با خرج کردن

• منابع
• شرایط

با جهت

• بردار شده
• چند ساله-دوره ای

• تک سلطه
• هم افزایی
• تضاد
• تحریک آمیز بودن

ارزش های افراطی

منحنی زندگی یک گیاه چند ساله. گیاهان یکساله قادر به رفتن به حالت خواب نیستند و منطقه زندگی آنها با منطقه فعالیت حیاتی منطبق است.

پلاستیک

منحنی زندگی نکته هاو مناطق:

• نکات اصلی:
  • نکته ها کمترین و بیشترین
  • نقطه حالت مطلوب
• مناطق:
  • منطقه حالت مطلوب
  • مناطق بدبین
  • منطقه فعالیت حیاتی
  • مناطق صلح
  • منطقه زندگی

هنجار واکنش

فراوانییا فراوانی وقوع

کتابشناسی - فهرست کتب

• Sahney، S.، Benton، M.J. و فری، پ.ا. (2010). "ارتباط بین تنوع طبقه بندی جهانی، تنوع زیست محیطی و گسترش مهره داران در خشکی" (PDF). نامه های زیست شناسی 6 (4): 544-547. DOI: 10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
• دیوید ال. هاکسورث.تنوع زیستی و حفاظت در اروپا - Springer, 2008. - P. 3390. - ISBN 1402068646..
• بامپتون، M. "تحول انسان زایی" در دایره المعارف علوم محیطی، D. E. Alexander و R. W. Fairbridge، ناشران آکادمیک Kluwer، دوردرخت، هلند.
• کرم، بوریس (2006-11-03). "تأثیر از دست دادن تنوع زیستی بر خدمات اکوسیستم اقیانوس". علوم پایه 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/science.1132294. PMID 17082450.
• موروزوف G.F. آموزش در مورد جنگل ویرایش هفتم. م.: گوسلسبومیزدات، 1949. 455 ص.
• Popa Yu.N تبدیل انسانی بیوژئوسنوزهای جنگلی در Kodr مولداوی. چکیده نویسنده. دیس Ph.D. زیستی علوم:03.00.16 - اکولوژی. کراسنویارسک، 1981. ص6.
• پوپا یو.ن. احیای بیوژئوسنوزها در اکوتوپ‌های تبدیل‌شده انسانی در منطقه استپی: تک‌نگاری. ویرایش شده توسط عضو-کور. NAS اوکراین، دکترای زیست شناسی. علوم، پروفسور A. P. Travleeva; دانشگاه ملی هوانوردی - کیف: پرفروش اوکراینی، 2011. - 437 ص.

فاکتورهای محیطی

سازگاری موجودات با محیط

محیط های زندگی اولیه

فاکتورهای محیطی

ارگانیسم و ​​محیط زیست

سخنرانی 6. مبانی اوتکولوژی. ارگانیسم و ​​محیط زیست

Autecology رابطه بین نمایندگان یک گونه و محیط آن را مطالعه می کند. بر اساس مطالعه فرآیندهای سازگاری گونه ها با محیط زیست (اکولوژی فاکتوریال). اکولوژی انسانی همچنین تأثیر (عادی سازی) عوامل محیطی و تأثیرات شدید آن بر بدن را مطالعه می کند.

دنیای زنده اطراف ما متشکل از موجوداتی است که دائماً خود را تولید می کنند. یک شته می تواند بیش از 300 میلیون فرزند در تابستان به جای بگذارد. توانایی تولید مثل به طور نامحدود ذاتی است. اما هیچ رشد نامحدودی در تعداد وجود ندارد، محدودیت اصلی کمبود منابع است. برای گیاهان - نمک های معدنی، دی اکسید کربن، آب، نور. برای حیوانات - غذا، آب. ذخایر این منابع مانع از تولید مثل می شود. محدود کننده دوم تأثیر شرایط نامساعد مختلف است که رشد و تولید مثل را کند می کند. رشد گیاه به آب و هوا بستگی دارد. تولید مثل ساکنان آبزی به دلیل محتوای کم اکسیژن در آب مهار می شود. علاوه بر این، از بین بردن و مرگ جنین های از قبل تولید شده یا افراد جوان رخ می دهد. به عنوان مثال، همه بلوط ها جوانه نمی زنند. باروری بالا توسط گونه هایی مشخص می شود که در آنها مرگ و میر افراد در طبیعت بسیار زیاد است.

بدن که نیاز به هجوم انرژی و اطلاعات را تجربه می کند، کاملاً به محیط وابسته است

قانون - نتایج رشد یک ارگانیسم با نسبت آن تعیین می شود ویژگی های داخلیو ویژگی های محیطی که در آن قرار دارد.

سازگاری تکاملی ارگانیسم ها با شرایط محیطی که در تغییرات ویژگی های بیرونی و درونی آنها - سازگاری بیان می شود. اصل لو شاتلیه: "تکامل هر سیستمی در جهت کاهش خطر بالقوه است." طبق این اصل، تکامل یک موجود زنده به سازگاری آن با تأثیرات خارجی در حال تغییر کمک می کند.

فاکتورهای محیطی- اینها شرایط و عناصر خاصی از محیط هستند که تأثیر خاصی بر بدن دارند.

عوامل محیطی: 1-غیر زنده 2 - زیستی 3- انسان زا.

عوامل غیر زنده- مجموعه ای از عوامل در محیط غیر آلی که بر زندگی و توزیع جانوران و گیاهان تأثیر می گذارد

عوامل غیر زنده

ادافیک شیمیایی فیزیکی (خاک)

عوامل بیوتیک- مجموع تأثیرات فعالیت زندگی برخی از موجودات بر فعالیت زندگی دیگران و همچنین بر محیط بی جان

عوامل بیوتیک

تاثیر بین گونه ای درون گونه ای بر

فعل و انفعالات متقابل عوامل غیر زنده

(مشترک المنافع)

کامنسالیسم

(یک مزیت)

آمنسالیسم

(یک گونه از رشد گونه دیگر جلوگیری می کند)

عوامل انسانی- عوامل ایجاد شده توسط انسان و تأثیرگذار بر محیط زیست (آلودگی، فرسایش خاک، تخریب جنگل ها و ...)

ماهیت کلی عمل عوامل محیطی.

در فرآیند زندگی، تعامل موجودات با زیستگاه و اجزای آن در بین خود بر اساس انتقال جریان های جرمی ماده و ترکیبات آنها، انواع انرژی ها و اطلاعات بین عناصر سیستم است. مطابق با قانون حفظ حیات توسط یو.

تعامل یک موجود زنده با محیط خود تابع قوانین زیر است. قانون اصلی بهینه (تحمل). قانون لیبیگاین در این واقعیت بیان می شود که هر عامل محیطی دارای محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر بدن است. هنگام انحراف از این حدود، علامت اثر به عکس تغییر می کند، به عنوان مثال، حیوانات گرما و یخبندان شدید را به خوبی تحمل نمی کنند. خشکسالی و بارندگی شدید برای محصول نامطلوب است. منحنی های بهینه برای هر عاملی برای گونه های مختلف منطبق نخواهد بود. شتر و جربوا شرایط بیابان های شمالی را تحمل نمی کنند و گوزن شمالی و لمینگ ها گرمای جنوبی را تحمل نمی کنند. تعدادی از گونه ها می توانند در محدوده باریکی از بهینه زندگی کنند، در حالی که برخی دیگر می توانند در محدوده وسیعی زندگی کنند. گیاه Impatiens می میرد اگر رطوبت در هوا وجود نداشته باشد، علف پر حتی در خشکسالی نمی میرد. بهینه و حدود استقامت در طول زندگی ارگانیسم ثابت نیست. بهینه را می توان تغییر داد (سخت شدن دما).

مطابق با قانون بهینه برای یک موجود زنده، طیفی از مطلوب ترین (بهینه) مقدار عامل وجود دارد. فراتر از بهینه، مناطقی از ظلم وجود دارد که به نقاط بحرانی تبدیل می شوند. برای برخی از موجودات، منطقه بهینه دامنه وسیعی دارد. آنها نامیده می شوند - یوروبیونتس(یونانی: گسترده، زندگی). موجودات با دامنه باریک - stenobionts(محدود، تنگ).

محدوده مقادیر عامل (بین نقاط بحرانی) نامیده می شود ظرفیت اکولوژیکی. مترادف با ظرفیت تحمل.(تحمل لات - صبر)، یا انعطاف پذیری (تغییرپذیری) اگر محیط نسبتاً ثابت باشد، کمی متغیر باشد، پس استنوبیونت های بیشتری در آن وجود دارد (به عنوان مثال، در یک محیط آبی). اگر محیط پویا باشد، مثلاً آب-هوا، یوریبیونت ها شانس بیشتری برای بقا در آن دارند. منطقه بهینه و ظرفیت اکولوژیکی در حیوانات خونگرم گسترده تر است.

تاثیر فاکتور دما اگر دامنه تحمل در محدوده وسیعی قرار داشته باشد (-5؛ +25)، پس چنین ارگانیسم هایی اوریترمال نامیده می شوند، اگر باریک باشند - تنگ گرما. ممکن است یوریهالین (شوری) باشد

برنج. 1. وابستگی پتانسیل حیات به شدت ضریب تاثیر

1. - منطقه بهینه (راحتی).

2. - منطقه فعالیت مجاز زندگی.

3. - منطقه ظلم.

4. - منطقه مرگ.

تحمل - توانایی بدن برای تحمل اثرات نامطلوب یک یا آن عامل محیطی.

منطقه بهینه با نقطه راحتی (نقطه حداکثر - پتانسیل زندگی) - منطقه فعالیت بهینه زندگی.

مناطق فعالیت مجاز زنده - مقادیر مجاز ضریب تاثیر منطقه فعالیت زندگی عادی است.

مناطق ظلم - مناطقی با انحرافات زیادی از فاکتور از حد مطلوب، که در آنها بدن سرکوب عملکردهای حیاتی را تجربه می کند.

منطقه مرگ - حدود تحمل ضریب تاثیر با مقادیر حداقل و حداکثر فاکتور منطبق است که وجود ارگانیسم فراتر از آن ممکن نیست.

باید در نظر داشت که برخی از عوامل می توانند تأثیر برخی دیگر را تقویت یا کاهش دهند. گرمای اضافی را می توان با رطوبت کم هوا کاهش داد. . قانون استقلال عوامل اثر V. R. Williams: "شرایط زندگی مساوی است، هیچ یک از عوامل زندگی را نمی توان با دیگری جایگزین کرد"

قانون دوم - عامل محدود کننده مهمترین عامل عاملی است که بیشترین انحراف را از مقادیر بهینه دارد. عاملی که در کمبود یا بیش از حد است (نزدیک به نقاط بحرانی) بر بدن تأثیر منفی می گذارد. عوامل محدود کننده مرزهای توزیع گونه - محدوده را تعیین می کنند. بهره وری موجودات و جوامع به آنها بستگی دارد.

قانون عامل محدود کننده در زراعت اگر خاک فاقد املاح معدنی (50 درصد فسفر، 20 درصد کلسیم) باشد، برداشت 5 برابر کمتر می شود. اگر کلسیم اضافه کنید، بازده 59 درصد است.

فعالیت های انسانی اغلب تمام قوانین عملکرد عوامل - تخریب زیستگاه، اختلال در آب و تغذیه معدنی را نقض می کند.

قانون عامل بهینه و محدود کننده را می توان در یک قانون بیان کرد V. قانون مدارا شلفورد:عامل محدود کننده شکوفایی یک جمعیت (ارگانیسم) می تواند حداقل یا حداکثر تأثیر محیطی باشد و محدوده بین آنها میزان استقامت (محدودیت تحمل) ارگانیسم را نسبت به یک عامل معین تعیین می کند.

عوامل محیطی عبارتند از:

فاکتورهای محیطی

فاکتورهای محیطی- خواص زیستگاه که هر گونه تأثیری بر بدن دارد. عناصر بی تفاوت محیط، به عنوان مثال، گازهای بی اثر، عوامل محیطی نیستند.

عوامل محیطی تغییرات قابل توجهی را در زمان و مکان نشان می دهند. به عنوان مثال، دما در سطح زمین بسیار متفاوت است، اما در اعماق اقیانوس یا اعماق غارها تقریبا ثابت است.

همین عامل محیطی را دارد معنی متفاوتدر زندگی موجودات زنده به عنوان مثال، رژیم نمک خاک نقش اصلی را در تغذیه معدنی گیاهان بازی می کند، اما نسبت به اکثر حیوانات خشکی بی تفاوت است. شدت روشنایی و ترکیب طیفی نور در زندگی موجودات فوتوتروف (بیشتر گیاهان و باکتری های فتوسنتزی) بسیار مهم است و در زندگی موجودات هتروتروف (قارچ ها، حیوانات، بخش قابل توجهی از میکروارگانیسم ها) نور دارای یک تأثیر قابل توجه بر فعالیت زندگی

عوامل محیطی می توانند به عنوان محرک هایی عمل کنند که باعث تغییرات انطباقی می شوند عملکردهای فیزیولوژیکی; به عنوان محدود کننده هایی که وجود موجودات خاص را در شرایط معین غیرممکن می کند. به عنوان اصلاح کننده هایی که تغییرات مورفوکاتومیک و فیزیولوژیکی موجودات را تعیین می کنند.

موجودات زنده تحت تأثیر عوامل ثابت و غیرقابل تغییر نیستند، بلکه تحت تأثیر آنها قرار می گیرند حالت ها- توالی تغییرات در یک زمان معین.

طبقه بندی عوامل محیطی

با توجه به ماهیت تاثیر

• بازیگری مستقیم- تأثیر مستقیم بر بدن، عمدتاً بر متابولیسم
• غیر مستقیم بازیگری- تأثیر غیرمستقیم، از طریق تغییر در عوامل تأثیرگذار مستقیم (تسکین، قرار گرفتن در معرض، ارتفاع و غیره)

بر اساس مبدا

• غیر زنده- عوامل طبیعت بی جان:
  • اقلیمی: مجموع سالانه دما، میانگین دمای سالانه، رطوبت، فشار هوا
  • ادافیک (ادافوژنیک)ترکیب مکانیکی خاک، قابلیت تنفس خاک، اسیدیته خاک، ترکیب شیمیاییخاک
  • کوه نگاری: برجستگی، ارتفاع، شیب و جنبه شیب
  • شیمیایی: ترکیب گاز هوا، ترکیب نمک آب، غلظت، اسیدیته
  • فیزیکی: نویز، میدان های مغناطیسی، هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی، رادیواکتیویته، شدت تابش خورشیدی
• بیوتیک- مربوط به فعالیت های موجودات زنده:
  • گیاه زایی- تأثیر گیاهان
  • قارچ زا- تاثیر قارچ
  • جانور زایی- تأثیر حیوانات
  • میکروبیوژنیک- تأثیر میکروارگانیسم ها
• :
  • فیزیکی: استفاده از انرژی هسته ای، سفر با قطار و هواپیما، تاثیر صدا و ارتعاش
  • شیمیایی: استفاده کودهای معدنیو مواد شیمیایی سمی، آلودگی پوسته های زمین با زباله های صنعتی و حمل و نقل
  • بیولوژیکی: غذا؛ موجوداتی که انسان می تواند زیستگاه یا منبع غذایی برای آنها باشد
  • اجتماعی- مربوط به روابط بین مردم و زندگی در جامعه

با خرج کردن

• منابع- عناصر محیطی که بدن مصرف می کند و باعث کاهش عرضه آنها در محیط می شود (آب، CO 2، O 2، نور)
• شرایط- عناصر محیطی که بدن مصرف نمی کند (دما، حرکت هوا، اسیدیته خاک)

با جهت

• بردار شده- عوامل تغییر جهت: غرقابی، شوری خاک
• چند ساله-دوره ای- با دوره های متناوب چند ساله تقویت و تضعیف عامل، به عنوان مثال تغییر آب و هوا در ارتباط با چرخه 11 ساله خورشیدی.
• نوسانی (تکانشی، نوسانی)- نوسانات در هر دو جهت از یک مقدار متوسط ​​معین (نوسانات روزانه دمای هوا، تغییرات میانگین بارندگی ماهانه در طول سال)

تاثیر عوامل محیطی بر بدن

عوامل محیطی بر بدن تأثیر می گذارد نه به صورت جداگانه، بلکه در ترکیب، هر گونه واکنش بدن به صورت چند عاملی تعیین می شود. در عین حال، تأثیر یکپارچه عوامل با مجموع تأثیرات عوامل فردی برابر نیست، زیرا بین آنها وجود دارد. انواع مختلففعل و انفعالاتی که می توان آنها را به چهار نوع اصلی تقسیم کرد:

• تک سلطه- یکی از عوامل سرکوب کننده عمل دیگران است و بزرگی آن برای بدن اهمیت تعیین کننده دارد. بنابراین، غیبت کاملو یا وجود عناصر غذایی معدنی در خاک به صورت کمبود یا بیش از حد شدید مانع از جذب طبیعی سایر عناصر توسط گیاهان می شود.
• هم افزایی- تقویت متقابل چندین عامل به دلیل مثبت بازخورد. به عنوان مثال، رطوبت خاک، محتوای نیترات و روشنایی، ضمن بهبود تأمین هر یک از آنها، تأثیر دو مورد دیگر را افزایش می دهد.
• تضاد- سرکوب متقابل چندین عامل به دلیل معکوس ارتباط منفی: افزایش جمعیت ملخ به کاهش منابع غذایی کمک می کند و جمعیت آن رو به کاهش است.
• تحریک آمیز بودن- ترکیبی از تأثیرات مثبت و منفی برای بدن که تأثیر دومی با تأثیر اولی افزایش می یابد. بنابراین، هر چه زودتر یخ زدگی رخ دهد، گیاهان بیشتر از یخبندان های بعدی رنج می برند.

تأثیر عوامل به ماهیت و وضعیت فعلی ارگانیسم نیز بستگی دارد، بنابراین آنها تأثیرات متفاوتی بر روی گونه های مختلف و روی یک موجود زنده در مراحل مختلف انتوژنز دارند: رطوبت کم برای هیدروفیت ها مضر است، اما برای خشکی ها بی ضرر است. دمای پایین بدون آسیب توسط مخروطیان بالغ منطقه معتدل تحمل می شود، اما برای گیاهان جوان خطرناک است.

عوامل می توانند تا حدی جایگزین یکدیگر شوند: هنگامی که روشنایی کاهش می یابد، اگر غلظت دی اکسید کربن در هوا افزایش یابد، شدت فتوسنتز تغییر نخواهد کرد، که معمولاً در گلخانه ها اتفاق می افتد.

نتیجه تأثیر عوامل به مدت و تکرار عمل آنها بستگی دارد ارزش های افراطیدر طول زندگی ارگانیسم و ​​فرزندان آن: قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت ممکن است هیچ عواقبی نداشته باشد، در حالی که طولانی مدت از طریق مکانیسم انتخاب طبیعیمنجر به تغییرات کیفی شود.

واکنش بدن به تغییرات عوامل محیطی

منحنی زندگی یک گیاه چند ساله. گیاهان یکساله قادر به رفتن به حالت خواب نیستند و منطقه زندگی آنها با منطقه فعالیت حیاتی منطبق است.
نکته: 1 - امتیاز بهینه، 2 - امتیاز حداقل و حداکثر، 3 - امتیاز کشنده

ارگانیسم ها، به ویژه آنهایی که زندگی دلبستگی دارند، مانند گیاهان یا سبک زندگی بی تحرک، با پلاستیک- توانایی وجود در طیف کم و بیش وسیعی از عوامل محیطی. با این حال، در مقادیر مختلف عامل، بدن متفاوت رفتار می کند.

بر این اساس، ارزش آن مشخص می شود که در آن بدن در راحت ترین حالت قرار می گیرد - به سرعت رشد می کند، تولید مثل می کند و توانایی های رقابتی را نشان می دهد. با افزایش یا کاهش مقدار فاکتور نسبت به مطلوب ترین، بدن شروع به تجربه افسردگی می کند، که خود را در تضعیف عملکردهای حیاتی خود نشان می دهد و در مقادیر شدید این عامل، می تواند منجر به مرگ شود.

از نظر گرافیکی، واکنش مشابه بدن به تغییر مقادیر فاکتور در شکل نشان داده شده است منحنی زندگی(منحنی اکولوژیکی)، هنگام تجزیه و تحلیل که می توانیم برخی از آنها را برجسته کنیم نکته هاو مناطق:

• نکات اصلی:
  • نکته ها کمترین و بیشترین - مقادیر شدید عاملی که در آن فعالیت حیاتی ارگانیسم امکان پذیر است
  • نقطه حالت مطلوب - مطلوب ترین مقدار عامل
• مناطق:
  • منطقه حالت مطلوب - محدوده مطلوب ترین مقادیر عامل را محدود می کند
  • مناطق بدبین (بالا و پایین) - محدوده ای از مقادیر فاکتور که در آن بدن افسردگی شدید را تجربه می کند
  • منطقه فعالیت حیاتی - محدوده مقادیر عاملی که در آن به طور فعال عملکردهای حیاتی خود را نشان می دهد
  • مناطق صلح (بالا و پایین) - مقادیر بسیار نامطلوب عاملی که در آن ارگانیسم زنده می ماند، اما به حالت استراحت می رود.
  • منطقه زندگی - محدوده مقادیر عاملی که در آن ارگانیسم زنده می ماند

فراتر از مرزهای منطقه حیات، مقادیر کشنده عاملی وجود دارد که ارگانیسم قادر به وجود آن نیست.

تغییراتی که در یک ارگانیسم در محدوده انعطاف پذیری رخ می دهد همیشه فنوتیپی هستند، در حالی که ژنوتیپ تنها معیاری از تغییرات احتمالی را رمزگذاری می کند - هنجار واکنش، که درجه پلاستیسیته ارگانیسم را تعیین می کند.

بر اساس منحنی زندگی فردی، می توان منحنی حیات گونه را نیز پیش بینی کرد. با این حال، از آنجایی که یک گونه یک سیستم فراارگانیسمی پیچیده متشکل از جمعیت های زیادی است که در زیستگاه های مختلف با شرایط محیطی مختلف توزیع شده اند، هنگام ارزیابی بوم شناسی آن، داده های تعمیم یافته نه برای افراد فردی، بلکه برای کل جمعیت استفاده می شود. در شیب یک عامل، طبقات تعمیم یافته ای از مقادیر آن رسوب می کنند که نشان دهنده انواع خاصی از زیستگاه ها هستند و واکنش های محیطی اغلب در نظر گرفته می شوند. فراوانییا فراوانی وقوعنوع. در این صورت دیگر نباید در مورد منحنی فعالیت حیاتی صحبت کنیم، بلکه باید در مورد منحنی توزیع فراوانی یا فرکانس صحبت کنیم.

بخش 1. جنبه های نظری بوم شناسی

مبحث 1.1. اتواکولوژی (اکولوژی فاکتوریال)

اتواکولوژی شاخه ای از اکولوژی است که به بررسی رابطه یک موجود زنده با محیط می پردازد. این بخش به بررسی ویژگی‌های خاص گونه‌ای از واکنش جانوران و موجودات گیاهی به عوامل محیطی و سبک زندگی گونه‌ها اختصاص دارد.

به عنوان بخشی از این موضوع، امروز سؤالات زیر را بررسی خواهیم کرد:

محیط های اصلی وجود موجودات

الگوهای تأثیر عوامل محیطی بر موجودات زنده

عوامل محیطی و طبقه بندی آنها

مفهوم "زیستگاه" با مفهوم "شرایط زندگی" متفاوت است - مجموعه ای از عوامل محیطی حیاتی که بدون آنها موجودات زنده نمی توانند وجود داشته باشند (نور، گرما، رطوبت، هوا، خاک).سایر عوامل محیطی، اگرچه تأثیر قابل توجهی بر موجودات دارند، اما برای آنها حیاتی نیستند (به عنوان مثال، باد، تشعشعات یونیزان طبیعی و مصنوعی، الکتریسیته اتمسفر و غیره).

2 . هر ارگانیسمفقط در یک محدوده دمایی خاص وجود دارد. وقتی دمای محیط خیلی پایین یا خیلی زیاد باشد، ارگانیسم می میرد. در جایی که دما نزدیک به افراط است، نمایندگان این گونه نادر هستند، اما با نزدیک شدن دما به میانگین مقدار مطلوب برای آنها، تعداد آنها افزایش می یابد. این الگو برای هر الگوی دیگری صادق است عامل الف، بر روند برخی از فرآیندهای زندگی (رطوبت، قدرت باد، سرعت جریان و غیره) تأثیر می گذارد.

اگر منحنی را بر روی یک نمودار رسم کنید که سرعت یک فرآیند خاص (تنفس، حرکت، تغذیه و غیره) را بسته به یکی از عوامل مشخص می کند. محیط خارجی(البته به شرطی که این عامل بر فرآیندهای اساسی زندگی تأثیر بگذارد)، این منحنی تقریباً همیشه شکل زنگی خواهد داشت (شکل 1). چنین منحنی هایی را منحنی های تحمل می نامند (از لاتین tolerahtia - صبر). موقعیت بالای آنها شرایطی را نشان می دهد که برای یک فرآیند معین بهینه هستند. برخی از گونه ها با منحنی هایی با قله های بسیار تیز مشخص می شوند. این بدان معنی است که دامنه شرایط بهینه برای آنها بسیار باریک است. منحنی های صاف مربوط به طیف گسترده ای از تحمل، یعنی مقاومت در برابر یک عامل معین است.

ارگانیسم‌هایی با محدودیت‌های وسیع مقاومت در برابر عوامل متعدد، البته شانس گسترش بیشتری دارند.

در گونه های گسترده جمعیت هازندگی در مناطق مختلف آب و هوایی، اغلب مشخص می شود که به طور خاص با شرایط یک منطقه خاص سازگاری دارند. این به دلیل توانایی آنها در تشکیل اشکال محلی یا اکوتیپ ها است که با محدودیت های مختلف مقاومت در برابر دما، نور یا عوامل دیگر مشخص می شود.

به عنوان مثال، اکوتیپ های یکی از گونه های چتر دریایی را در نظر بگیرید. همانطور که می دانید، چتر دریایی مانند یک موشک در آب حرکت می کند - با استفاده از انقباضات ریتمیک ماهیچه ها، آب را از حفره مرکزی خارج می کند. سرعت بهینه ضربان 15-20 انقباض در دقیقه است. افراد یکی از گونه های چتر دریایی که در عرض های جغرافیایی شمالی زندگی می کنند با همان سرعت چتر دریایی همان گونه در عرض های جغرافیایی جنوبی حرکت می کنند، اگرچه دمای آب در شمال می تواند 20 درجه سانتیگراد کمتر باشد. این بدان معنی است که هر دو شکل چتر دریایی توانستند به بهترین وجه با شرایط محلی سازگار شوند.

قانون حداقل.

شدت برخی فرآیندهای بیولوژیکی اغلب به دو یا چند عامل محیطی حساس است. در این حالت عامل تعیین کننده عاملی خواهد بود که از نظر نیازهای بدن در حداقل مقدار موجود باشد. این قانون ساده اولین بار توسط بنیانگذار علم کودهای معدنی، شیمیدان آلمانی و شیمیدان کشاورزی، یوستوس لیبیگ (1803-1873) تدوین شد و به نام قانون حداقل . یو لیبیگ کشف کرد که عملکرد گیاه را می توان با یکی از عناصر اصلی تغذیه محدود کرد، مگر اینکه این عنصر در خاک وجود نداشته باشد.

عوامل محیطی مختلف می توانند برهم کنش داشته باشند، به عنوان مثال، کمبود یک ماده می تواند منجر به کمبود مواد دیگر شود. به عنوان مثال، کمبود رطوبت در خاک، عرضه سایر مواد لازم برای تغذیه آنها را برای گیاهان محدود می کند. بنابراین به طور کلی قانون حداقل می تواند باشد به صورت زیر فرموله کنید : بقای موفق موجودات زنده به مجموعه ای از شرایط بستگی دارد. عامل محدود کننده یا محدود کننده هر حالتی از محیط است که به حد پایداری نزدیک می شود یا از آن فراتر می رود. موجودات این گونه

فاکتورهای محیطی.عناصری از محیط که باعث ایجاد واکنش‌های تطبیقی ​​(سازگاری) در موجودات زنده و جوامع آنها می‌شوند، نامیده می‌شوند. فاکتورهای محیطی.

بر اساس منشاء و ماهیت عمل، عوامل محیطی طبقه بندی شده: غیر زنده (عناصر طبیعت غیر آلی یا غیر زنده)؛ زیستی (اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر)؛ انسان زا (تمام اشکال فعالیت های انسانی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارد خانواده).

عوامل غیر زندهتقسیم می شوند فیزیکی , یا اقلیمی (نور، دمای هوا و آب، رطوبت هوا و خاک، باد)؛ ادافیک،یا خاک-زمین (ترکیب مکانیکی خاک، خواص شیمیایی و فیزیکی آنها)؛ توپوگرافی،یا کوه نگاری (ویژگی های زمین)؛ شیمیایی

انسان زایی (انسان زایی)عواملی همه اشکال فعالیت جامعه بشری هستند که طبیعت را به عنوان زیستگاه موجودات زنده تغییر می دهند یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارند. تفکیک عوامل انسانی به یک گروه جداگانه به این دلیل است که در حال حاضر سرنوشت پوشش گیاهی زمین و همه گونه های موجود موجود در حال حاضر عملاً در دست جامعه بشری است.

عوامل محیطی به طرق مختلف بر موجودات زنده تأثیر می گذارد. آنها می توانند به عنوان عمل کنند تحریک کننده ها،ایجاد تغییرات تطبیقی ​​در عملکردهای فیزیولوژیکی؛ چگونه محدود کننده ها،باعث عدم امکان وجود موجودات خاص در شرایط معین می شود. چگونه اصلاح کننده ها،

/ اکولوژی 1 سخنرانی

سخنرانی 1

مبانی اکولوژی

موضوع، وظایف و روش های بوم شناسی

زیستگاه و شرایط زندگی موجودات

فاکتورهای محیطی

الگوهای اثر عوامل محیطی بر بدن

تأثیر متقابل عوامل محیطی

تأثیر عوامل غیرزیستی اصلی بر موجودات زنده

محیط زیستی

زنجیره تروفیک (غذایی).

اشکال روابط زیستی

چرخه های انرژی در اکوسیستم ها

موضوع، وظایف و روش های بوم شناسی .بوم شناسی(یونانی، oikos - مسکن، محل سکونت، logos - علم) - علم بیولوژیکی در مورد روابط بین موجودات زنده و زیستگاه آنها. این اصطلاح پیشنهاد شد در سال 1866. جانورشناس آلمانی ارنست هکل.

حوزه(ناحیه لاتین - منطقه، فضا) - بخشی از سطح زمین یا منطقه آبی که در آن افراد یک گونه معین (جنس، خانواده یا نوع خاصی از جامعه) توزیع شده و چرخه کامل توسعه خود را طی می کنند.

اشیاء زیست محیطیعمدتاً سیستم هایی بالاتر از سطح ارگانیسم ها هستند، یعنی مطالعه سازمان و عملکرد سیستم های فوق ارگانیسمی: جمعیت ها، بیوسنوزها(جوامع) بیوژئوسنوزها(اکوسیستم ها) و زیست کرهبطور کلی. به عبارت دیگر، هدف اصلی مطالعه در اکولوژی است اکوسیستم ها،یعنی مجتمع های طبیعی یکپارچه که توسط موجودات زنده و زیستگاه آنها تشکیل شده است.

جمعیت- (lat. populus - مردم، جمعیت). گروهی از افراد یک گونه، که برای مدت طولانی در قسمت معینی از محدوده زندگی می کنند، آزادانه در هم آمیخته می شوند و نسبتاً از گروه های دیگر همان گونه جدا هستند، جمعیت نامیده می شود.

چشم انداز- گروهی از موجودات که دارای ویژگی های مشترک در ساختار بدن، فیزیولوژی و روش های تعامل با محیط هستند، قادر به آمیختگی با یکدیگر برای تشکیل فرزندان بارور هستند، اما قادر به انجام این کار با موجودات دیگر گونه ها نیستند.

بیوسنوز- مجموعه ای از موجودات ساکن در یک اکوسیستم که توسط متابولیسم، انرژی و اطلاعات به هم مرتبط هستند.

بیوژئوسنوزیس - زیست بوم

بیوسفرطبق تعریف V.I. Vernadsky، این محیط زندگی ما است، این همان "طبیعت" است که ما را احاطه کرده است.

جزء زیست کره شهرعلاوه بر انسان، انواع فضاهای سبز و جمعیت حیوانات شهری را شامل می شود. (کبوتر، گنجشک، کلاغ، جکدا، پرندگان آبزیزمستان گذرانی در نواحی ذوب شده بدنه های آبی، موش ها و موش ها، حشرات « اهلی» مانند مگس ها، پشه ها، کک ها و سوسک ها، ساس ها و در نهایت جمعیت میکروبی و ویروسی ساختمان های چند طبقه و آپارتمان های شهری).

خانه وظیفه نظری و عملی بوم شناسی- برای کشف الگوهای کلی سازمان زندگیو بر این اساس اصولی را توسعه دهند استفاده منطقیمنابع طبیعیدر شرایط افزایش نفوذ انسان بر بیوسفر.

مهمترین مشکل زمان ماتعامل بین جامعه انسانی و طبیعت، زیرا وضعیتی که در رابطه بین انسان و طبیعت ایجاد می شود اغلب بحرانی می شود. ذخایر آب شیرین و مواد معدنی (نفت، گاز، فلزات غیر آهنی و غیره) رو به اتمام است، وضعیت خاک، حوضه های آب و هوا رو به وخامت است، بیابان زایی سرزمین های وسیع در حال وقوع است و مبارزه با بیماری ها و آفات محصولات کشاورزی سخت تر می شود.

تغییرات انسانیتقریباً بر تمام اکوسیستم های سیاره، ترکیب گاز جو و تعادل انرژی زمین تأثیر گذاشت. این به آن معنا است فعالیت انسان با طبیعت در تضاد است، در بسیاری از مناطق جهان نتیجه گرفت نقض شده استاو تعادل دینامیکی.

برای راه حل هااینها مشکلات جهانی و بالاتر از همه، مشکلات تشدید و استفاده منطقی، حفاظت و تولید مثل منابع زیست کره، اکولوژی متحد می شود. در تحقیقات علمی تلاش همه متخصصان زیست شناسی.دامنه مشکلات زیست محیطی نیز شامل مسائلی می شود آموزش محیط زیستو آموزش و پرورش, مسائل اخلاقی، اخلاقی، فلسفی و حتی حقوقی. در نتیجه، اکولوژی تبدیل می شود علم نه تنها بیولوژیکی، اما همچنین اجتماعی.

روش های اکولوژیکیتقسیم می شوند:

رشته(مطالعه زندگی موجودات و جوامع آنها در شرایط طبیعی، یعنی مشاهده طولانی مدت در طبیعت با استفاده از تجهیزات مختلف) و

تجربی(آزمایش‌هایی در آزمایشگاه‌های ثابت، که در آن نه تنها می‌توان تغییر کرد، بلکه می‌توان تأثیر هر عاملی را بر روی موجودات زنده بر اساس یک برنامه مشخص به شدت کنترل کرد).

در همان زمان، بوم شناسان نه تنها بیولوژیکی، بلکه همچنین عمل می کنند روش های مدرن فیزیکی و شیمیایی، استفاده کنید مدل سازی پدیده های بیولوژیکی، یعنی تولید مثل در اکوسیستم های مصنوعی فرآیندهای مختلفی که در طبیعت زنده رخ می دهد. از طریق شبیه سازی می توانید رفتار هر سیستمی را برای ارزیابی مطالعه کنید عواقب احتمالیاستفاده از استراتژی ها و روش های مختلف مدیریت منابع، یعنی برای پیش بینی محیطی.

همچنین به طور گسترده ای برای مطالعه و پیش بینی فرآیندهای طبیعی استفاده می شود. روش مدل سازی ریاضی . چنین مدل‌های اکوسیستمی بر اساس اطلاعات متعددی که در شرایط مزرعه و آزمایشگاهی انباشته شده‌اند ساخته می‌شوند.

در عین حال، به درستی ساخته شده است مدل های ریاضی کمکچی دیدی که آزمایش تجربی آن دشوار یا غیرممکن است.ترکیب روش های تحقیق میدانی و تجربی به اکولوژیست اجازه می دهد تا تمام جنبه های رابطه بین موجودات زنده و عوامل محیطی متعدد را روشن کند که نه تنها تعادل پویای طبیعت را بازیابی می کند، بلکه اکوسیستم ها را نیز مدیریت می کند.

زیستگاه و شرایط زندگی موجودات . بخشی از طبیعت (مجموعه ای از شرایط خاص غیر زنده و زنده) که مستقیماً موجودات زنده را احاطه کرده و تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم بر وضعیت، رشد، نمو، تولیدمثل، بقای آنها دارد. زیستگاه نامیده می شود.

از مفهوم " زیستگاه"لازم است مفهوم را متمایز کنیم" شرایط وجود" - این مجموعه ای از عوامل محیطی حیاتی که بدون آنها موجودات زنده نمی توانند وجود داشته باشند(نور، گرما، رطوبت، هوا، خاک). در مقابل، سایر عوامل محیطی، اگرچه تأثیر بسزایی بر موجودات دارند، اما برای آنها حیاتی نیستند (به عنوان مثال، باد، تشعشعات یونیزان طبیعی و مصنوعی، الکتریسیته جو و غیره).

فاکتورهای محیطی - این عناصری از محیط که باعث ایجاد واکنش های تطبیقی ​​(سازگاری) در موجودات زنده و جوامع آنها می شود.

بر اساس منشأ و ماهیت عمل، عوامل محیطی به دو دسته تقسیم می شوند غیر زنده(عناصر طبیعت غیر آلی یا غیر زنده)، زیستی(اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر) و انسان زا(کلیه اشکال فعالیت های انسانی که بر طبیعت زنده تأثیر می گذارد).

عوامل غیر زندهتقسیم بر فیزیکی، یا اقلیمی(نور، دمای هوا و آب، رطوبت هوا و خاک، باد) ادافیک، یا خاک-زمین(ترکیب مکانیکی خاک، خواص شیمیایی و فیزیکی آنها) توپوگرافی،یا کوه نگاری(ویژگی های زمین)، شیمیایی(شوری آب، ترکیب گاز آب و هوا، PH خاک و آب و ...).

عوامل انسانی (انسان زایی).- این تمام اشکال فعالیت جامعه بشری که طبیعت را به عنوان زیستگاه موجودات زنده تغییر می دهد یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارد. تفکیک عوامل انسانی به یک گروه جداگانه به این دلیل است که در حال حاضر سرنوشت پوشش گیاهی زمین و همه گونه های موجود موجود در حال حاضر عملاً در دست جامعه بشری است.

یکیو همینطور عاملمحیط زیست دارد معنی متفاوتدر زندگی موجودات زنده به عنوان مثال، رژیم نمک خاک نقش اصلی را در تغذیه معدنی گیاهان بازی می کند، اما نسبت به اکثر حیوانات خشکی بی تفاوت است. شدت نورو ترکیب طیفی نور منحصرا است در زندگی گیاهان فوتوتروف مهم استو در زندگی موجودات هتروتروف (قارچ ها و آبزیان) نور تأثیر محسوسی بر فعالیت زندگی آنها ندارد.

عوامل محیطی در کار هستندروی ارگانیسم ها متفاوت. آنها می توانند به عنوان محرک هایی عمل کنند که باعث می شوند تغییرات تطبیقیعملکردهای فیزیولوژیکی؛ چگونه محدود کننده ها، باعث عدم امکان وجود موجودات خاص در شرایط معین می شود. چگونه اصلاح کننده ها،تعیین تغییرات مورفولوژیکی و تشریحی در موجودات.

الگوهای اثر عوامل محیطی بر بدن . پاسخ موجودات زنده به تأثیر عوامل غیر زنده تأثیر عوامل محیطی بر روی یک موجود زنده بسیار متنوع است. برخی از عوامل تأثیر قوی تری دارند، برخی دیگر تأثیر ضعیف تری دارند. برخی بر تمام جنبه های زندگی تأثیر می گذارند، برخی دیگر بر روند زندگی خاصی تأثیر می گذارند. با این وجود، در ماهیت تأثیر آنها بر بدن و در پاسخ های موجودات زنده، تعدادی الگوی کلی را می توان شناسایی کرد که در یک طرح کلی خاص از عملکرد یک عامل محیطی بر فعالیت حیاتی ارگانیسم قرار می گیرند. دامنه عمل عامل محیطی با مقادیر آستانه شدید مربوطه محدود می شود(حداقل و حداکثر نقاط) که وجود یک موجود در آن هنوز امکان پذیر است. این نقاط نامیده می شوند حد پایین و بالایی استقامت (تحمل)موجودات زنده در رابطه با یک عامل محیطی خاص.

بهترین شاخص های عملکردهای حیاتی بدن- این نقطه حالت مطلوب . برای اکثر موجودات، اغلب تعیین مقدار بهینه یک عامل با دقت کافی دشوار است، بنابراین مرسوم است که در مورد آن صحبت کنیم. منطقه بهینه.

حالت های شدید سرکوب موجودات با کمبود شدیدیا عامل مازاد، تماس گرفت مناطق بدبین یا فشار . نزدیک به نقاط بحرانیدروغ کشنده قدر عامل، آ خارج از منطقه بقا - مرگبار.

این الگوی واکنش موجودات زنده به تأثیر عوامل محیطی به ما اجازه می دهد تا آن را به عنوان یک اصل بیولوژیکی اساسی در نظر بگیریم: برای هر گونه از گیاهان و جانوران یک منطقه بهینه، یک منطقه از فعالیت طبیعی زندگی، مناطق بد و محدودیت های استقامت در رابطه با هر عامل محیطی وجود دارد.(عکس. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- نقطه بهینه؛ 2-3 - منطقه بهینه ; 3-5 - 2-6 - محدودیت های استقامت (تحمل)؛ 5.8 - 6,7 - حالت های شدید سرکوب موجودات - زمینه های بدبینی یا استرس

انواع متفاوتموجودات زنده هم در موقعیت بهینه و هم در حدود استقامت به طور قابل توجهی با یکدیگر تفاوت دارند. به عنوان مثال، روباه های قطبی در تاندرا می توانند نوسانات دمای هوا را در محدوده حدود 80 درجه سانتیگراد (از 30+ تا 55- درجه سانتیگراد) تحمل کنند، برخی سخت پوستان آب گرم می توانند تغییرات دمای آب را در محدوده بیش از حد تحمل کنند. بیش از 6 درجه سانتیگراد (از 23 تا 29 درجه سانتیگراد) سیانوباکتریوم اسیلاتوریوم که در جزیره جاوه در آب با دمای 64 درجه سانتیگراد زندگی می کند، در دمای 68 درجه سانتیگراد در عرض 5-10 دقیقه می میرد.

ارگانیسم ها، برای وجود آن لازم است شرایط محیطی کاملاً تعریف شده و نسبتاً ثابت، تماس گرفت stenobiont(یونانی Stenos - باریک، bion - زنده)، و کسانی که در طیف گسترده ای از تنوع شرایط محیطی, - eurybiont (یوریس یونانی - گسترده). در این حالت، موجودات یک گونه می توانند نسبت به یک عامل دارای دامنه باریک و نسبت به عامل دیگر دامنه وسیعی داشته باشند (مثلاً سازگاری با محدوده باریک دما و دامنه وسیعی از شوری آب). علاوه بر این، دوز یکسان یک عامل می تواند برای یک گونه بهینه، برای گونه دیگر بدبینانه و برای گونه سوم فراتر از حد استقامت باشد.

توانایی موجودات زنده برای انطباق با طیف معینی از تنوع عوامل محیطتماس گرفت پلاستیسیته اکولوژیکی. این ویژگی یکی از مهمترین ویژگی های همه موجودات زنده است: موجودات زنده با تنظیم فعالیت زندگی خود مطابق با تغییرات شرایط محیطی، توانایی بقا و بر جای گذاشتن فرزندان را به دست می آورند. ارگانیسم های Eurybiontسازگار با محیط زیست هستند منعطف ترین، که آنها را فراهم می کند استفاده گسترده، آ استنوبیونت،برعکس با هم فرق دارند انعطاف پذیری اکولوژیکی ضعیفو در نتیجه معمولا دارند مناطق توزیع محدود.

تأثیر متقابل عوامل محیطی . عوامل محیطی با هم و به طور همزمان بر یک موجود زنده تأثیر می گذارند. که در آن عمل یک عامل بستگی داردزیرا عوامل دیگر با چه قدرتی و در چه ترکیبی به طور همزمان عمل می کنند.این الگو دریافت کرده است نام تعامل عوامل. به عنوان مثال، تحمل گرما یا یخبندان در هوای خشک به جای مرطوب راحت تر است. میزان تبخیر آب از برگ های گیاه (تعرق) در صورت بالا بودن دمای هوا و وزش باد بسیار بیشتر است.

با این حال، اگر ارزش حداقل یکی از موارد حیاتی باشد فاکتورهای محیطینزدیک شدن به یک مقدار بحرانییا فراتر از آن می رود(زیر حداقل یا بالاتر از حداکثر)، سپس با وجود ترکیب بهینه سایر شرایط, افراد در خطر مرگ هستند. چنین عواملی نامیده می شوند محدود کردن(محدود کردن).

عوامل محدود کنندهمحیط محدوده جغرافیایی گونه را تعیین کنید.بنابراین، حرکت گونه ها به سمت شمال ممکن است به دلیل کمبود گرما، و به مناطق بیابانی و استپ های خشک - به دلیل کمبود رطوبت یا دمای بسیار بالا محدود شود. روابط بیوتیک همچنین می تواند به عنوان یک عامل محدود کننده توزیع موجودات عمل کند، به عنوان مثال، اشغال یک قلمرو توسط یک رقیب قوی تر یا فقدان گرده افشان برای گیاهان گلدار. شناسایی عوامل محدود کننده و حذف اثرات آنها، یعنی بهینه سازی زیستگاه موجودات زنده، یک هدف عملی مهم در افزایش بهره وری محصولات کشاورزی و بهره وری حیوانات اهلی است.

تأثیر عوامل غیرزیستی اصلی بر موجودات زنده . ویژگی های نور به عنوان یک عامل محیطی. طبیعت زنده بدون نور نمی تواند وجود داشته باشد، زیرا تابش خورشیدی که به سطح زمین می رسد عملا تنها منبع انرژی برای حفظ تعادل حرارتی سیاره، ایجاد مواد آلی توسط ارگانیسم های فوتوتروف بیوسفر است که در نهایت شکل گیری را تضمین می کند. محیطی که بتواند نیازهای حیاتی همه موجودات زنده را برآورده کند.

اثر بیولوژیکی نور خورشید به ترکیب طیفی، مدت، شدت، فرکانس روزانه و فصلی آن بستگی دارد.

تابش خورشیدیتابش الکترومغناطیسی در طیف گسترده ای از امواج است که طیف پیوسته را تشکیل می دهد از 290 تا 3000نانومتر

پرتو های فرابنفش(UVL) کوتاهتر از 290 نانومتر، مضر برای موجودات زنده، توسط لایه اوزون جذب می شود و به زمین نمی رسد.

عمدتاً به زمین ها رسیده است فرو سرخ(حدود 50 درصد از کل تشعشعات) و قابل مشاهده است (45%) پرتوهای طیف. پرتوهای فرابنفش با طول موج 290 تا 380 نانومتر 5 درصد از انرژی تابشی را تشکیل می دهند. پرتوهای فرابنفش موج بلند که انرژی فوتون بالایی دارند با فعالیت شیمیایی بالا مشخص می شوند. در دوزهای کم، آنها یک اثر ضد باکتری قوی دارند، سنتز ویتامین ها و رنگدانه های خاص را در گیاهان و ویتامین D را در حیوانات و انسان ها ترویج می کنند. علاوه بر این باعث برنزه شدن در انسان می شوند که یک واکنش محافظ پوست است. پرتوهای مادون قرمز با طول موج بیشتر از 710 نانومتر اثر حرارتی دارند.

از نقطه نظر محیطی، ناحیه مرئی طیف بیشترین اهمیت را دارد.(390-710 نانومتر)، یا تشعشع فعال فتوسنتزی (PAR)، که توسط رنگدانه‌های کلروپلاست جذب می‌شود و بنابراین در زندگی گیاهی حیاتی است. گیاهان سبز برای تشکیل کلروفیل، تشکیل ساختار کلروپلاست به نور مرئی نیاز دارند. عملکرد دستگاه روزنه را تنظیم می کند، بر تبادل گاز و تعرق تأثیر می گذارد، بیوسنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک را تحریک می کند و فعالیت تعدادی از آنزیم های حساس به نور را افزایش می دهد. نور همچنین بر تقسیم و طویل شدن سلولی، فرآیندهای رشد و نمو گیاه تأثیر می گذارد، زمان گلدهی و میوه دهی را تعیین می کند و اثر تشکیل دهنده دارد.

شرایط نور در سیاره ما بسیار گسترده است: از مناطق بسیار روشن مانند ارتفاعات، بیابان ها، استپ ها، تا روشنایی گرگ و میش در اعماق آب و غارها.

واکنش موجودات زنده به ریتم روزانه نور، که در تغییرات در فرآیندهای اعتماد و توسعه بیان می شود، نامیده می شود. نور پریودیسم. منظم بودن و تکرارپذیری مداوم این پدیده از سال به سال به موجودات در مسیر تکامل اجازه می دهد تا مهمترین فرآیندهای زندگی خود را با ریتم این بازه های زمانی هماهنگ کنند. زیر کنترل نور پریودیکتقریباً تمام فرآیندهای متابولیکی مرتبط با رشد، نمو، فعالیت حیاتی و تولید مثل گیاهان و حیوانات قرار دارند.

واکنش دوره نوری مشخصه هر دو گیاه و و حیوانات.

ریتم های فصلی در حیوانات به وضوح در تغییر پر در پرندگان و خز در پستانداران، فراوانی تولید مثل و مهاجرت، خواب زمستانی برخی از حیوانات و غیره آشکار می شود.

ریتم های بیولوژیکی نیز از ویژگی های انسان است. ریتم های شبانه روزی در تناوب خواب و بیداری، نوسانات دمای بدن بین 0.7-0.8 درجه سانتیگراد بیان می شود (در سحر کاهش می یابد، تا ظهر افزایش می یابد، در عصر به حداکثر می رسد، و سپس دوباره کاهش می یابد، به ویژه به سرعت پس از یک فرد به خواب می رود)، چرخه های فعالیت قلب و کلیه ها و غیره.

موجودات زنده قادرند در زمان حرکت کنند، یعنی دارند ساعت بیولوژیکی. به عبارت دیگر، بسیاری از ارگانیسم ها با توانایی درک چرخه های روزانه، جزر و مد، قمری و سالانه مشخص می شوند که به آنها اجازه می دهد از قبل برای تغییرات محیطی آتی آماده شوند.

محدودیت های دمایی زندگی. نیاز به گرما برای وجود موجودات در درجه اول به این دلیل است که تمام فرآیندهای زندگی فقط در برابر یک پس زمینه حرارتی خاص امکان پذیر است که با مقدار گرما و مدت زمان عمل آن تعیین می شود. دمای موجودات و در نتیجه سرعت و ماهیت همه فرآیندها به دمای محیط بستگی دارد. واکنش های شیمیاییاجزای متابولیسم

مرزهای وجود حیات شرایط دمایی است که تحت آن دناتوره شدن پروتئین ها، تغییرات غیرقابل برگشت در خواص کلوئیدی سیتوپلاسم، اختلال در فعالیت آنزیم و تنفس رخ نمی دهد. برای اکثر موجودات این محدوده دما از 0 تا 500+ است. با این حال، تعدادی از موجودات دارای سیستم های آنزیمی تخصصی هستند و در دماهای فراتر از این محدودیت ها برای وجود فعال سازگار هستند.

گونه هایی که شرایط بهینه زندگی آنها محدود به منطقه با درجه حرارت بالا است به عنوان طبقه بندی می شوند گروه اکولوژیکی ترموفیل ها(باکتری های ساکن چشمه های حرارتی کامچاتکا با دمای آب 85-93 درجه سانتیگراد، چندین نوع جلبک سبز، گلسنگ های کرستوز، بذر گیاهان بیابانی واقع در لایه داغ بالای خاک. محدودیت دمایی نمایندگان دنیای حیوانات معمولاً از +55-58 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند ( آمیب های بیضه ، نماتدها ، کنه ها ، برخی سخت پوستان ، لاروهای بسیاری از دیپتران ها).

گیاهان و جانورانی که در دمای 0 تا -8 درجه سانتیگراد فعال می مانند. رجوع شود گروه اکولوژیکی کرایوفیل ها(یونانی Kryos - سرد، یخ). کرایوفیلیا مشخصه بسیاری از باکتری ها، قارچ ها، گلسنگ ها، بندپایان و سایر موجوداتی است که در تاندرا، بیابان های قطب شمال و قطب جنوب، کوه های مرتفع، آب های سرد قطبی و غیره زندگی می کنند.

نمایندگان اکثر گونه های موجودات زنده توانایی تنظیم فعال حرارت بدن خود را ندارند. فعالیت آنها قبل از هر چیز به گرمای بیرونی بستگی دارد و دمای بدن آنها به دمای محیط بستگی دارد. چنین موجوداتی نامیده می شوند poikilothermic (گرماگیر). Poikilothermy مشخصه همه میکروارگانیسم ها، گیاهان، بی مهرگان و بیشتر آکوردها است.

فقط در پرندگان و پستاندارانگرمای تولید شده در طول متابولیسم شدید به عنوان یک منبع نسبتا قابل اعتماد برای افزایش دمای بدن و حفظ آن در یک سطح ثابت عمل می کند. بدون توجه به دمای محیطاین امر با عایق حرارتی خوب ایجاد شده توسط پوشش، پرهای متراکم و یک لایه ضخیم از بافت چربی زیر جلدی تسهیل می شود. چنین موجوداتی نامیده می شوند همیوترمیک (گرم گیر یا خونگرم). خاصیت گرماگیربه بسیاری از گونه های جانوران (خرس های قطبی، نوک پا، پنگوئن ها و غیره) اجازه هدایت می دهد سبک زندگی فعال در دمای پایین.

مورد خاص هومیوترمی - هتروترمی- ویژگی حیواناتی که در دوره های نامساعد سال به خواب زمستانی می روند یا به طور موقت وزوز می کنند (گوفر، جوجه تیغی، خفاش ها، سونی و غیره). فعالآنها حمایت می کنند درجه حرارت بالابدن، و در مورد فعالیت کم بدن - کاهشکه با کاهش سرعت فرآیندهای متابولیک و در نتیجه انتقال حرارت کم همراه است.

نقش زیست محیطی گاو.آب هست یک شرط ضروریوجود همه موجودات زنده روی زمین اهمیت آب در فرآیندهای زندگی با این واقعیت مشخص می شود که این محیط اصلی در سلول است که در آن فرآیندهای متابولیکی انجام می شود و به عنوان مهم ترین محصول اولیه، میانی یا نهایی واکنش های بیوشیمیایی عمل می کند.

هنگام مطالعه نقش اکولوژیکی آب در نظر گرفته شده است نه فقط تعداد ته نشینی, ولیو نسبت اندازه و تبخیر آنها. به مناطقی که تبخیر بیش از بارندگی سالانه است گفته می شود خشک(خشک، خشک). که در مناطق مرطوب (مرطوب)گیاهان با آب کافی تامین می شوند.

گیاهان زمینی بالاتر که یک سبک زندگی وابسته را پیش می برند، تا حد زیادی نسبت به حیوانات، به تامین بستر و هوا با رطوبت بستگی دارند. سه گروه اصلی از گیاهان وجود دارد:

هیگروفیت ها- گیاهان زیستگاه های بیش از حد مرطوب با رطوبت زیاد هوا و خاک. معمولی ترین هیگروفیت ها گیاهان علفی و اپی فیت های جنگل های بارانی استوایی و لایه های زیرین جنگل های مرطوب در مناطق مختلف آب و هوایی هستند. که گیاهان زراعی هستند.

زیرافیت ها- گیاهان زیستگاه های خشک که می توانند خشکسالی طولانی مدت را تحمل کنند در حالی که از نظر فیزیولوژیکی فعال هستند. اینها گیاهان بیابانی، استپ های خشک، ساوانا، نیمه گرمسیری خشک، تپه های شنی و دامنه های خشک و بسیار گرم هستند.

گروه گزروفیت ها شامل ساکولنت ها- گیاهانی با برگ‌ها یا ساقه‌های آبدار و گوشتی حاوی بافت آبزی بسیار توسعه‌یافته. ساکولنت‌های برگ (آگاو، آلوئه، جوان، سدوم) و ساقه‌ای وجود دارند که در آن‌ها برگ‌ها کاهش می‌یابد و قسمت‌های روی زمین با ساقه‌های گوشتی (کاکتوس‌ها، برخی علف‌های شیری، لغزنده و غیره) نشان داده می‌شوند.

ساکولنت ها عمدتاً به مناطق خشک آمریکای مرکزی، آفریقای جنوبی و مدیترانه محدود می شوند.

مزوفیت هایک موقعیت میانی بین هیگروفیت ها و خشکوفیت ها را اشغال می کند. آنها در مناطق نسبتا مرطوب با شرایط نسبتاً گرم و منبع تغذیه نسبتاً خوبی از مواد معدنی رایج هستند. مزوفیت‌ها شامل گیاهان چمنزار، جنگل‌های علفی، درختان برگ‌ریز و درختچه‌های مناطقی با آب و هوای معتدل مرطوب و همچنین بیشتر گیاهان و علف‌های هرز هستند. مزوفیت ها با انعطاف پذیری اکولوژیکی بالا مشخص می شوند و به آنها اجازه می دهد با شرایط محیطی در حال تغییر سازگار شوند.

سازگاری حیوانات با رژیم آب. روش های تنظیم تعادل آب در حیوانات نسبت به گیاهان متنوع تر است. آنها را می توان به رفتاری، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تقسیم کرد.

از جمله سازگاری های رفتاریشامل جستجوی توده های آبی، انتخاب زیستگاه، حفر چاله ها و غیره می شود. در چاله ها، رطوبت هوا به 100% می رسد که تبخیر از طریق پوشش را کاهش می دهد و رطوبت را در بدن ذخیره می کند.

به سمت روش های مورفولوژیکی نگهداری تعادل آب معمولیشامل تشکیلاتی است که باعث حفظ آب در بدن می شود. اینها پوسته نرم تنان زمینی، عدم وجود غدد پوست و کراتینه شدن پوشش خزندگان، کوتیکول کیتین شده حشرات و غیره هستند.

سازگاری های فیزیولوژیکی برای تنظیم متابولیسم آبرا می توان به سه گروه تقسیم کرد:

1) توانایی تعدادی از گونه ها برای تشکیل آب متابولیک و ارضا شدن با رطوبت تامین شده با غذا (بسیاری از حشرات، جوندگان کوچک بیابانی).

اکولوژی و زیست کره

تست

1. گروه هایی از عوامل محیطی را نام ببرید و مثال بزنید. فعالیت انسان به عنوان یک عامل محیطی چه ویژگی خاصی دارد؟

عناصر محیطی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارند، عوامل محیطی نامیده می شوند. آنها تقسیم می شوند:

1. غیر زیستی;

2. بیوتیک;

3. انسان زایی.

عوامل غیر زنده شامل عناصر طبیعت بی جان هستند: نور، دما، رطوبت، بارش، باد، فشار اتمسفر, تابش پس زمینه، ترکیب شیمیایی جو، آب، خاک و مانند آن.

عوامل بیوتیک موجودات زنده (باکتری ها، قارچ ها، گیاهان، حیوانات) هستند که با یک موجود زنده در تعامل هستند.

عوامل انسانی شامل ویژگی های محیطی ناشی از فعالیت کارگریشخص با رشد جمعیت و تجهیزات تکنولوژیکی بشر، نسبت عوامل انسانی به طور مداوم در حال افزایش است.

در فرآیند مدیریت زیست محیطی، بشریت سالانه بیش از 4 تریلیون در سیاره ما جابجا می شود. تن ماده، هزاران ترکیب شیمیایی جدید ایجاد می کند که بیشتر آنها در چرخه مواد قرار نمی گیرند و در نهایت در بیوسفر تجمع می یابند و باعث آلودگی آن می شوند. در نتیجه فعالیت های صنعتی، محیط طبیعی آلوده شده و سطح تابش خورشید در مناطق بزرگ جغرافیایی کاهش می یابد.

رابطه گروه خونی و شخصیت انسان

بالاتر فعالیت عصبی

برای قرن ها، مردم در مورد سازگاری شگفت انگیز رفتار حیوانات و شرایط زندگی شگفت زده شده اند. در سال 1863 کتابی از I.M منتشر شد. سچنوف "بازتاب های مغز" که این پدیده ها را توضیح می دهد ...

فعالیت عصبی بالاتر

آی پی پاولوف و V.M. Bekhterev ثابت کرد که الگوهای آموزش و پرورش رفلکس های شرطیو بازداری اساساً در حیوانات و انسانها یکسان است. در همان زمان آی.پی. پاولوف بیش از یک بار اشاره کرد ...

موجودات زنده و محیط زیست

فعالیت های انسان می تواند بر موجودات زنده تأثیر منفی بگذارد و باعث انقراض گونه های خاصی شود (مثلاً با لاک پشت). در این بخش به چگونگی برخی از فعالیت های انسانی...

ساختار مورفولوژیکی یک فرد. مشکل ارتباطی با ویژگی های روانیشخصیت ها

هر فرد از نظر مورفولوژی منحصر به فرد است، زیرا برنامه ارثی اجرا شده در انتوژنز او منحصر به فرد است و شرایط محیطی که اجرای ژنوتیپ در فنوتیپ را کنترل می کند نیز خاص است.

وراثت، ژن، سلامت

بیماری های ارثیتقریبا در همه ارائه شده است تخصص های پزشکی. اینها بیماریهای متعددی هستند اعضای داخلیمتابولیسم خون، سیستم غدد درون ریز، کبد، چشم، دستگاه تناسلی ادراری...

ناک اوت ژن

نمونه های زیادی از استفاده از ناک اوت ژنی کلاسیک برای مطالعه عملکردهای بیولوژیکی هر ژن یا خانواده ژنی وجود دارد. بیایید فقط به چند مورد از آنها نگاه کنیم. مطالعه عملکرد ژن. 1) ژن نوک...

فصل 1. خصوصیات کلی خانواده Rosaceae گیاهان خانواده Rosaceae در سراسر زمین پراکنده هستند، اما آنها بیشترین تنوع را در مناطق گرمسیری نیمکره شمالی دارند...

زیر خانواده Rosaceae. ویژگی ها و اهمیت بیولوژیکی

زیر خانواده گل رز تعداد زیادی از گیاهان مفید را به بشریت داده است. از زمان های بسیار قدیم، جمعیت جهان از میوه های بسیاری از روبوس ها استفاده کرده اند: تمشک (گونه ای از زیرجنس Idaeobatus)، توت سیاه (گونه های تیره میوه ...

رشد و نمو گیاهان

رشد و نمو گیاهان

رشد گیاه تحت تأثیر عوامل محیطی زیادی قرار دارد. اول از همه این عوامل فیزیکی: نور (شدت، کیفیت، مدت و فرکانس آن)، دما (قدر و بسامد)، گرانش، ترکیب گاز...

شامپانزه و انسان

بازی های حیوانات مدت هاست که موضوع تحقیقات فشرده جانورشناسی و اخلاق شناسی بوده است...

اکولوژی و زیست کره

همه انواع روابط بین موجودات را می توان به رقابت، شکار، آنتی بیوز و همزیستی تقسیم کرد. روابط رقابتی بین موجودات زمانی بوجود می آید که...

اکولوژی و زیست کره

تغییر در بیوژئوسنوز (جانشینی) دنباله ای مستقیم و پیوسته از ظهور و ناپدید شدن جمعیت گونه های مختلف در یک بیوتیپ معین است. هرچه چرخه در بیوژئوسنوز کامل تر باشد، پایدارتر و بادوام تر است...

اکولوژی و زیست کره

ماده زنده نقش اصلی را در چرخه مواد در طبیعت ایفا می کند و مهمترین عملکردهای بیوشیمیایی را انجام می دهد: · عملکرد گاز عبارت است از جذب دی اکسید کربن توسط گیاهان و آزاد شدن اکسیژن در طی فتوسنتز (با ...

عوامل محیطی مجموعه ای از شرایط محیطی معین و عناصر آن هستند که می توانند بر موجودات در تعامل با این محیط تأثیر بگذارند. هر ارگانیسم به نوبه خود به این تأثیرات واکنش مناسب نشان می دهد و اقدامات تطبیقی ​​ایجاد می کند. این عوامل محیطی هستند که امکان وجود و عملکرد طبیعی موجودات را تعیین می کنند. با این حال، اغلب موجودات زنده در معرض نه یک، بلکه چندین عامل به طور همزمان هستند. این بدون شک تأثیر خاصی بر توانایی سازگاری دارد.

طبقه بندی

بر اساس منشأ آنها، عوامل محیطی زیر متمایز می شوند:

1. بیوتیک.

2. غیر زنده.

3. انسان زایی.

گروه اول شامل روابط موجودات زنده مختلف با یکدیگر و همچنین شامل تأثیر کلی آنها بر محیط است. علاوه بر این، برهمکنش موجودات زنده می تواند منجر به تغییر در عوامل غیرزیستی، به عنوان مثال، تغییر در ترکیب پوشش های خاک، و همچنین شرایط ریزاقلیمی محیط شود. در بین عوامل زیستی، دو گروه متمایز می شوند: باغ وحش و گیاه زایی. اولی ها مسئول تاثیر هستند انواع مختلفحیوانات به یکدیگر و در جهان، دوم به نوبه خود برای تأثیر موجودات گیاهی بر محیط زیست و تعامل آنها با یکدیگر. لازم به ذکر است که تأثیر حیوانات یا گیاهان در یک گونه خاص نیز قابل توجه است و همراه با روابط بین گونه ای مورد مطالعه قرار می گیرد.

گروه دوم شامل عوامل محیطی است که تعامل طبیعت بی جان و موجودات زنده را که از طریق تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم انجام می شود، نشان می دهد. عوامل شیمیایی، اقلیمی، هیدروگرافی، تب زایی، کوه نگاری و ادافیک وجود دارد. آنها تأثیرات هر چهار عنصر را منعکس می کنند: آب، خاک، آتش و هوا. گروه سوم عوامل نشان دهنده میزان تأثیر فرآیندهای زندگی انسان بر محیط زیست و همچنین حیوان و دنیای سبزیجات. این دسته شامل مستقیم و تاثیر غیر مستقیم، که شامل هر شکلی از فعالیت زندگی جامعه بشری است. به عنوان مثال، توسعه پوشش های خاکی، ایجاد گونه های جدید و از بین بردن گونه های موجود، تنظیم تعداد افراد، آلودگی محیط زیست و بسیاری موارد دیگر.

بیوسیستم

یک بیوسیستم از مجموعه ای از شرایط و عوامل و همچنین گونه های موجود در یک منطقه خاص تشکیل می شود. این به وضوح تمام روابط بین موجودات و عناصر طبیعت بی جان را نشان می دهد. ساختار یک بیوسیستم می تواند ظاهر پیچیده و گیج کننده ای داشته باشد، بنابراین در برخی موارد استفاده از یک فرم خاص که "هرم زیست محیطی" نامیده می شود راحت تر است. مشابه مدل گرافیکیتوسط انگلیسی سی التون در سال 1927 توسعه یافت. سه نوع اهرام وجود دارد که هر یک نشان دهنده اندازه جمعیت (هرم اعداد)، یا مقدار کل زیست توده مصرف شده (هرم زیست توده)، یا ذخیره انرژی موجود در موجودات (هرم انرژی) است.

اغلب، ساخت چنین سازه هایی شکل هرمی دارد، که نام آن از آنجا آمده است. با این حال، در برخی موارد ممکن است با یک هرم به اصطلاح وارونه مواجه شوید. این بدان معناست که تعداد مصرف کنندگان از تعداد تولید کنندگان بیشتر است.

هر ویژگی یا اجزای محیط خارجی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارد نامیده می شود فاکتورهای محیطی. نور، گرما، غلظت نمک در آب یا خاک، باد، تگرگ، دشمنان و عوامل بیماری زا - همه اینها عوامل محیطی هستند که فهرست آنها می تواند بسیار بزرگ باشد.

در میان آنها وجود دارد غیر زندهمربوط به طبیعت بی جان، و زیستیمربوط به تأثیر موجودات بر یکدیگر است.

عوامل محیطی بسیار متنوع هستند و هر گونه با تجربه تأثیر خود، به طور متفاوتی به آن واکنش نشان می دهد. با این حال، برخی از قوانین کلی وجود دارد که بر واکنش موجودات زنده به هر عامل محیطی حاکم است.

اصلی است قانون بهینه. این نشان می دهد که چگونه موجودات زنده قدرت های مختلف عوامل محیطی را تحمل می کنند. قدرت هر یک از آنها مدام در حال تغییر است. ما در دنیایی زندگی می کنیم که با شرایط متغیرو فقط در نقاط خاصی از این سیاره مقادیر برخی از عوامل کم و بیش ثابت است (در اعماق غارها، در کف اقیانوس ها).

قانون بهینه در این واقعیت بیان می شود که هر عامل محیطی دارای محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر موجودات زنده است.

هنگام انحراف از این حدود، علامت اثر به عکس تغییر می کند. به عنوان مثال، حیوانات و گیاهان گرمای شدید و یخبندان شدید را تحمل نمی کنند. دمای متوسط ​​بهینه است. به همین ترتیب، خشکسالی و باران شدید مداوم به همان اندازه برای محصول نامطلوب هستند. قانون بهینه میزان هر عامل برای زنده ماندن موجودات را نشان می دهد. در نمودار با یک منحنی متقارن نشان داده شده است که نشان می دهد چگونه فعالیت حیاتی گونه با افزایش تدریجی تأثیر عامل تغییر می کند (شکل 13).

شکل 13. طرح عمل عوامل محیطی بر موجودات زنده. 1،2 - نقاط بحرانی
(برای بزرگنمایی تصویر روی عکس کلیک کنید)

در مرکز زیر منحنی - منطقه بهینه. در مقادیر بهینه فاکتور، موجودات زنده به طور فعال رشد، تغذیه و تولید مثل می کنند. هر چه مقدار عامل به سمت راست یا چپ، یعنی در جهت کاهش یا افزایش نیروی عمل منحرف شود، برای موجودات مطلوب کمتر است. منحنی منعکس کننده فعالیت حیاتی به شدت در دو طرف بهینه پایین می آید. دو تا هستند مناطق بد. وقتی منحنی با محور افقیدو وجود دارد نقاط بحرانی. اینها ارزش های عاملی است که موجودات دیگر نمی توانند تحمل کنند و فراتر از آن مرگ رخ می دهد. فاصله بین نقاط بحرانی میزان تحمل موجودات را در برابر تغییرات عامل نشان می دهد. شرایط نزدیک به نقاط بحرانی به ویژه برای بقا دشوار است. چنین شرایطی نامیده می شود مفرط.

اگر منحنی های بهینه ای را برای یک عامل، مانند دما، برای گونه های مختلف ترسیم کنید، منحنی های بهینه با هم منطبق نمی شوند. اغلب آنچه برای یک گونه بهینه است برای گونه دیگر بدبینانه است یا حتی خارج از نقاط بحرانی قرار دارد. شترها و جربوآها نمی توانستند در تندرا زندگی کنند و گوزن شمالی و لمینگ نمی توانستند در بیابان های گرم جنوبی زندگی کنند.

تنوع زیست محیطی گونه ها نیز در موقعیت نقاط بحرانی آشکار می شود: برای برخی آنها نزدیک به هم هستند، برای برخی دیگر آنها به طور گسترده ای فاصله دارند. این بدان معنی است که تعدادی از گونه ها تنها در شرایط بسیار پایدار با تغییرات جزئی در عوامل محیطی می توانند زندگی کنند، در حالی که سایر گونه ها می توانند نوسانات گسترده را تحمل کنند. به عنوان مثال، اگر هوا از بخار آب اشباع نشده باشد، گیاه ایمپاتیانس پژمرده می شود و علف پر تغییرات رطوبت را به خوبی تحمل می کند و حتی در خشکسالی نیز از بین نمی رود.

بنابراین، قانون بهینه به ما نشان می دهد که برای هر نوع، اندازه گیری خاص خود از تأثیر هر عامل وجود دارد. کاهش و افزایش قرار گرفتن در معرض بیش از این اندازه منجر به مرگ ارگانیسم ها می شود.

برای درک رابطه گونه ها با محیط، اهمیت کمتری ندارد قانون عوامل محدود کننده.

در طبیعت، موجودات به طور همزمان تحت تأثیر مجموعه کاملی از عوامل محیطی در ترکیبات مختلف و با قدرت های متفاوت قرار می گیرند. جدا کردن نقش هر یک از آنها آسان نیست. معنی کدام یک از بقیه بیشتر است؟ آنچه در مورد قانون بهینه می دانیم به ما این امکان را می دهد که بفهمیم هیچ عامل کاملاً مثبت یا منفی، مهم یا فرعی وجود ندارد، اما همه چیز به قدرت هر تأثیر بستگی دارد.

قانون عامل محدود کننده بیان می کند که مهم ترین عامل عاملی است که بیشترین انحراف را از مقادیر بهینه برای بدن دارد.

بقای افراد در این دوره خاص به آن بستگی دارد. در دوره های زمانی دیگر، عوامل دیگر ممکن است محدود کننده شوند و در طول زندگی، موجودات زنده با محدودیت های مختلفی در فعالیت زندگی خود مواجه می شوند.

عمل کشاورزی دائماً با قوانین عوامل بهینه و محدود کننده مواجه است. به عنوان مثال، رشد و نمو گندم، و در نتیجه عملکرد، دائماً توسط دماهای بحرانی، کمبود یا بیش از حد رطوبت، کمبود کودهای معدنی، و گاهی اوقات توسط تأثیرات فاجعه بار مانند تگرگ و طوفان محدود می شود. برای حفظ شرایط بهینه محصولات کشاورزی و در عین حال قبل از هر چیز جبران یا کاهش اثر عوامل محدود کننده نیاز به تلاش و هزینه زیادی است.

زیستگاه گونه های مختلف به طرز شگفت آوری متنوع است. برخی از آنها، به عنوان مثال، برخی از کنه های کوچک یا حشرات، تمام زندگی خود را در داخل یک برگ گیاه می گذرانند که برای آنها کل جهاندیگران بر فضاهای وسیع و متنوعی مانند گوزن شمالی، نهنگ در اقیانوس و پرندگان مهاجر تسلط دارند.

بسته به محل زندگی نمایندگان گونه های مختلف، آنها تحت تأثیر مجموعه های مختلفی از عوامل محیطی قرار می گیرند. در سیاره ما چندین مورد وجود دارد محیط های زندگی اولیه، از نظر شرایط زندگی بسیار متفاوت است: آب، زمین-هوا، خاک. زیستگاه ها نیز خود موجوداتی هستند که دیگران در آنها زندگی می کنند.

محیط زندگی آبی.همه آبزیان با وجود تفاوت در سبک زندگی، باید با ویژگی های اصلی محیط خود سازگار شوند. این ویژگی ها، اول از همه، توسط خواص فیزیکی آب تعیین می شود: چگالی، هدایت حرارتی، و توانایی حل کردن نمک ها و گازها.

تراکمآب نیروی شناوری قابل توجه آن را تعیین می کند. این بدان معنی است که وزن موجودات در آب سبک تر است و امکان هدایت وجود دارد زندگی دائمیدر ستون آب بدون فرو رفتن به پایین. بسیاری از گونه ها، عمدتا کوچک، ناتوان از شنای سریع فعال، به نظر می رسد در آب شناور هستند و در آن معلق هستند. مجموعه ای از این گونه ساکنان آبزی کوچک نامیده می شود پلانکتون. پلانکتون شامل جلبک های میکروسکوپی، سخت پوستان کوچک، تخم و لارو ماهی، چتر دریایی و بسیاری از گونه های دیگر است. موجودات پلانکتون توسط جریان ها حمل می شوند و قادر به مقاومت در برابر آنها نیستند. وجود پلانکتون در آب، نوع تصفیه تغذیه، یعنی صاف کردن، با استفاده از دستگاه‌های مختلف، موجودات کوچک و ذرات غذای معلق در آب را ممکن می‌سازد. هم در حیوانات شناگر و هم در حیوانات ته نشسته مانند کرینوئیدها، صدف ها، صدف ها و غیره توسعه یافته است. اگر پلانکتون وجود نداشت، سبک زندگی بی تحرک برای آبزیان غیرممکن بود و این به نوبه خود فقط در محیطی با تراکم کافی امکان پذیر است.

چگالی آب حرکت فعال در آن را دشوار می کند، بنابراین حیوانات سریع شنا مانند ماهی، دلفین، ماهی مرکب باید ماهیچه های قوی و فرم بدنی صاف داشته باشند. به دلیل چگالی زیاد آب، فشار با عمق زیاد افزایش می یابد. ساکنان اعماق دریا قادر به تحمل فشاری هستند که هزاران برابر بیشتر از سطح خشکی است.

نور فقط تا عمق کم در آب نفوذ می کند، بنابراین موجودات گیاهی فقط در افق های بالای ستون آب می توانند وجود داشته باشند. حتی در بیشتر دریاهای پاکفتوسنتز فقط در اعماق 100-200 متر امکان پذیر است در اعماق بیشتر هیچ گیاهی وجود ندارد و حیوانات اعماق دریا در تاریکی کامل زندگی می کنند.

درجه حرارتدر آب‌ها نرم‌تر از خشکی است. به دلیل ظرفیت گرمایی زیاد آب، نوسانات دمایی در آن هموار می شود و آبزیان نیازی به سازگاری با یخبندان های شدید یا گرمای چهل درجه ندارند. فقط در چشمه های آب گرم دمای آب می تواند به نقطه جوش نزدیک شود.

یکی از مشکلات زندگی آبزیان است مقدار محدودی از اکسیژن. حلالیت آن خیلی زیاد نیست و علاوه بر این، هنگامی که آب آلوده یا گرم می شود، بسیار کاهش می یابد. بنابراین، در مخازن گاهی اوقات وجود دارد یخ می زند- مرگ دسته جمعی ساکنان به دلیل کمبود اکسیژن که به دلایل مختلف رخ می دهد.

ترکیب نمکمحیط زیست برای موجودات آبزی نیز بسیار مهم است. گونه های دریایی نمی توانند در آب های شیرین زندگی کنند و گونه های آب شیرین به دلیل اختلال در عملکرد سلولی نمی توانند در دریاها زندگی کنند.

محیط زمین-هوای زندگی.این محیط دارای مجموعه ای از ویژگی های متفاوت است. به طور کلی پیچیده تر و متنوع تر از آبزیان است. دارای اکسیژن زیاد، نور زیاد، تغییرات دما در زمان و مکان شدیدتر، افت فشار بسیار ضعیف تر و کمبود رطوبت اغلب رخ می دهد. اگرچه بسیاری از گونه‌ها می‌توانند پرواز کنند و حشرات کوچک، عنکبوت‌ها، میکروارگانیسم‌ها، دانه‌ها و هاگ‌های گیاهی توسط جریان هوا حمل می‌شوند، تغذیه و تولیدمثل موجودات در سطح زمین یا گیاهان اتفاق می‌افتد. در چنین محیطی با چگالی کم مانند هوا، موجودات زنده نیاز به حمایت دارند. بنابراین، گیاهان خشکی‌زی بافت‌های مکانیکی ایجاد کرده‌اند و جانوران خشکی‌زی اسکلت درونی یا بیرونی بارزتری نسبت به جانوران آبزی دارند. چگالی کم هوا، حرکت در آن را آسان می کند.

M. S. Gilyarov (1912-1985)، جانورشناس برجسته، بوم شناس، آکادمیک، بنیانگذار تحقیقات گسترده در دنیای حیوانات خاک، پرواز غیرفعال توسط حدود دو سوم ساکنان زمین تسلط یافت. بیشتر آنها حشرات و پرندگان هستند.

هوا رسانای ضعیف گرما است. این امر حفظ و نگهداری گرمای تولید شده در داخل ارگانیسم ها را آسان تر می کند دمای ثابتدر حیوانات خونگرم خود توسعه خون گرمی در یک محیط زمینی امکان پذیر شد. اجداد پستانداران آبزی مدرن - نهنگ ها، دلفین ها، شیر دریایی ها، فوک ها - زمانی در خشکی زندگی می کردند.

زمین نشینان تنوع زیادی از سازگاری های مربوط به تامین آب خود را دارند، به ویژه در شرایط خشک. در گیاهان، این یک سیستم ریشه قدرتمند، یک لایه ضد آب بر روی سطح برگ ها و ساقه ها و توانایی تنظیم تبخیر آب از طریق روزنه ها است. این در حیوانات نیز صادق است ویژگی های مختلفساختار بدن و پوشش، اما علاوه بر این، رفتار مناسب نیز به حفظ تعادل آب کمک می کند. به عنوان مثال، آنها ممکن است به چاله های آبی مهاجرت کنند یا به طور فعال از شرایط خشک مخصوصاً اجتناب کنند. برخی از حیوانات می توانند تمام زندگی خود را با غذای خشک زندگی کنند، مانند jerboas یا شب پره لباس معروف. در این حالت آب مورد نیاز بدن به دلیل اکسیده شدن اجزای غذا بوجود می آید.

بسیاری از عوامل محیطی دیگر نیز نقش مهمی در زندگی موجودات زمینی دارند، مانند ترکیب هوا، بادها و توپوگرافی سطح زمین. آب و هوا و آب و هوا بسیار مهم است. ساکنان محیط زمین-هوا باید با آب و هوای قسمتی از زمین که در آن زندگی می کنند سازگار باشند و تغییرپذیری در شرایط آب و هوایی را تحمل کنند.

خاک به عنوان محیط زندگیخاک لایه نازکی از سطح زمین است که توسط فعالیت موجودات زنده پردازش می شود. ذرات جامد با منافذ و حفره ها در خاک نفوذ می کنند که بخشی از آن با آب و بخشی از هوا پر شده است، بنابراین موجودات آبزی کوچک نیز می توانند در خاک ساکن شوند. حجم حفره های کوچک در خاک از ویژگی های بسیار مهم آن است. در خاک های سست می تواند تا 70 درصد و در خاک های متراکم حدود 20 درصد باشد. در این منافذ و حفره ها یا روی سطح ذرات جامد، انواع بسیار زیادی از موجودات میکروسکوپی زندگی می کنند: باکتری ها، قارچ ها، تک یاخته ها، کرم های گرد، بندپایان. حیوانات بزرگتر خودشان در خاک راه عبور می کنند. تمام خاک توسط ریشه های گیاه نفوذ می کند. عمق خاک با عمق نفوذ ریشه و فعالیت حیوانات حفاری تعیین می شود. بیش از 1.5-2 متر نیست.

هوای موجود در حفره های خاک همیشه با بخار آب اشباع می شود و ترکیب آن از دی اکسید کربن غنی شده و از اکسیژن تهی می شود. به این ترتیب شرایط زندگی در خاک شبیه محیط آبی می شود. از طرفی نسبت آب و هوا در خاک ها بسته به شرایط آب و هوایی دائما در حال تغییر است. نوسانات دما در سطح بسیار شدید است، اما به سرعت با عمق صاف می شود.

ویژگی اصلی محیط خاک، عرضه ثابت است مواد آلیعمدتاً به دلیل مرگ ریشه گیاه و ریزش برگ ها است. این منبع انرژی با ارزش برای باکتری ها، قارچ ها و بسیاری از حیوانات است، بنابراین خاک است پر جنب و جوش ترین محیط. دنیای پنهان او بسیار غنی و متنوع است.

با ظاهر گونه های مختلف جانوران و گیاهان، نه تنها می توان درک کرد که در چه محیطی زندگی می کنند، بلکه می توان نوع زندگی آنها را نیز درک کرد.

اگر یک حیوان چهار پا با ماهیچه های ران بسیار توسعه یافته در پاهای عقب و ماهیچه های بسیار ضعیف تر در پاهای جلویی که آنها نیز کوتاه شده اند، با گردن نسبتا کوتاه و دم بلند در مقابل خود داشته باشیم، می توانیم با اطمینان بگویید که این یک جامپر زمینی است که قادر به حرکات سریع و قابل مانور است و ساکن فضاهای باز است. کانگوروهای معروف استرالیایی، جربوآهای آسیایی صحرایی، بلوزهای آفریقایی و بسیاری دیگر از پستانداران پرنده - نمایندگانی از راسته های مختلف که در قاره های مختلف زندگی می کنند - به این شکل هستند. آنها در استپ ها، دشت ها و ساوانا زندگی می کنند - جایی که حرکت سریع روی زمین وسیله اصلی فرار از دست شکارچیان است. دم بلند در چرخش های سریع به عنوان یک تعادل دهنده عمل می کند، در غیر این صورت حیوانات تعادل خود را از دست می دهند.

باسن به شدت در اندام های عقبی و در حشرات پرنده - ملخ، ملخ، کک، سوسک پسیل توسعه یافته است.

بدن جمع و جور با دم کوتاه و اندام های کوتاه که قسمت های جلویی آن بسیار قدرتمند و شبیه بیل یا چنگک هستند، چشمان نابینا، گردن کوتاهو خزهای کوتاه و گویی کوتاه شده به ما می گویند که این حیوان زیرزمینی است که چاله ها و گالری ها را حفر می کند. این می تواند یک خال جنگلی، یک موش صحرایی مول استپی، یک خال کیسه دار استرالیایی و بسیاری از پستانداران دیگر باشد که سبک زندگی مشابهی دارند.

حشرات حفاری - جیرجیرک های خال نیز با بدن فشرده، چاق و اندام جلویی قدرتمندشان، شبیه به سطل بولدوزر کوچک شده، متمایز می شوند. توسط ظاهرآنها شبیه یک خال کوچک هستند.

همه گونه های پرنده توسعه یافته اند هواپیماهای عریض- بال در پرندگان، خفاش ها، حشرات یا صاف کردن چین های پوست در طرفین بدن، مانند سنجاب های پرنده یا مارمولک ها.

ارگانیسم هایی که از طریق پرواز غیرفعال با جریان هوا پراکنده می شوند، با اندازه های کوچک و اشکال بسیار متنوع مشخص می شوند. با این حال، همه آنها یک چیز مشترک دارند - توسعه سطح قوی در مقایسه با وزن بدن. این امر به روش های مختلف به دست می آید: به دلیل موهای بلند، موهای زائد، برآمدگی های مختلف بدن، بلند شدن یا صاف شدن آن، روشن شدن وزن مخصوص. این همان چیزی است که حشرات کوچک و میوه های پرنده گیاهان شبیه هستند.

شباهت خارجی که در بین نمایندگان گروه ها و گونه های مختلف غیر مرتبط در نتیجه یک سبک زندگی مشابه ایجاد می شود، همگرایی نامیده می شود.

این عمدتا بر اندام هایی تأثیر می گذارد که به طور مستقیم با محیط خارجی در تعامل هستند و در ساختار بسیار کمتر دیده می شود سیستم های داخلی- گوارشی، دفعی، عصبی.

شکل یک گیاه مشخص کننده ویژگی های رابطه آن با محیط خارجی است، مثلاً نحوه تحمل آن در فصل سرما. درختان و درختچه های بلند بلندترین شاخه ها را دارند.

شکل انگور - با تنه ضعیفی که گیاهان دیگر را در هم می‌پیچد، هم در گونه‌های چوبی و هم در گونه‌های علفی یافت می‌شود. اینها شامل انگور، رازک، چمنزار و انگورهای استوایی است. گیاهان شبیه لیانا با پیچیدن دور تنه و ساقه گونه‌های عمودی، برگ‌ها و گل‌های خود را به نور می‌آورند.

در موارد مشابه شرایط آب و هواییدر قاره های مختلف مشابه ظاهرپوشش گیاهی که از گونه های مختلف و اغلب کاملاً نامرتبط تشکیل شده است.

شکل خارجی که نحوه تعامل آن با محیط را منعکس می کند، شکل زندگی گونه نامیده می شود. گونه های مختلف ممکن است اشکال زندگی مشابهی داشته باشند، اگر سبک زندگی نزدیکی داشته باشند.

شکل زندگی در طول قرن ها تکامل گونه ها ایجاد شده است. آن دسته از گونه هایی که با دگردیسی رشد می کنند، در طول چرخه زندگیبه طور طبیعی شکل زندگی آنها تغییر می کند. مثلاً یک کاترپیلار و یک پروانه بالغ یا یک قورباغه و قورباغه اش را مقایسه کنید. برخی از گیاهان بسته به شرایط رشد خود می توانند اشکال مختلف زندگی داشته باشند. به عنوان مثال، لیندن یا گیلاس پرنده می تواند هم درخت راست و هم بوته باشد.

جوامع گیاهی و جانوری در صورتی پایدارتر و کامل تر می شوند که نمایندگان اشکال مختلف زندگی را در بر گیرند. این بدان معناست که چنین جامعه ای از منابع محیطی استفاده کامل تری می کند و ارتباطات داخلی متنوع تری دارد.

ترکیب اشکال زندگی موجودات در جوامع به عنوان شاخصی از ویژگی های محیط آنها و تغییرات رخ داده در آن عمل می کند.

مهندسانی که هواپیما را طراحی می کنند، اشکال مختلف زندگی حشرات در حال پرواز را به دقت مطالعه می کنند. بر اساس اصل حرکت در هوای دوپترا و هیمنوپترا، مدل‌هایی از ماشین‌های با پرواز فلاپی ساخته شده‌اند. فن‌آوری مدرن ماشین‌های پیاده‌روی و همچنین روبات‌هایی با روش‌های حرکتی اهرمی و هیدرولیکی مانند حیواناتی با اشکال مختلف زندگی ساخته است. چنین خودروهایی قابلیت حرکت در شیب های تند و خارج از جاده را دارند.

به دلیل چرخش سیاره حول محور خود و به دور خورشید، زندگی بر روی زمین در شرایط منظم روز و شب و فصول متناوب ایجاد شد. ریتم محیط خارجی باعث ایجاد تناوب، یعنی تکرارپذیری شرایط در زندگی بیشتر گونه ها می شود. هر دو دوره بحرانی، دشوار برای بقا، و دوره های مطلوب به طور منظم تکرار می شوند.

سازگاری با تغییرات دوره ای در محیط بیرونی در موجودات زنده نه تنها با واکنش مستقیم به عوامل متغیر، بلکه در ریتم های داخلی ثابت ارثی نیز بیان می شود.

ریتم های شبانه روزی.ریتم شبانه روزی موجودات زنده را با چرخه روز و شب تطبیق می دهد. در گیاهان رشد فشرده، شکوفه دادن گلها در زمان خاصی از روز تعیین می شود. حیوانات در طول روز فعالیت خود را به شدت تغییر می دهند. بر اساس این ویژگی، گونه های روزانه و شبانه را از هم تشخیص می دهند.

ریتم روزانه موجودات تنها بازتابی از تغییر شرایط خارجی نیست. اگر فرد، یا حیوانات یا گیاهان را در یک محیط ثابت و پایدار بدون تغییر روز و شب قرار دهید، ریتم فرآیندهای زندگی نزدیک به ریتم روزانه حفظ می شود. به نظر می رسد بدن مطابق با ساعت درونی خود زندگی می کند و زمان را معکوس می شمارد.

ریتم شبانه روزی می تواند بر بسیاری از فرآیندهای بدن تأثیر بگذارد. یک نفر حدود 100 دارد ویژگی های فیزیولوژیکیدر معرض چرخه روزانه هستند: ضربان قلب، ریتم تنفس، ترشح هورمون ها، ترشحات غدد گوارشی، فشار خون، دمای بدن و بسیاری موارد دیگر. بنابراین وقتی انسان به جای خواب بیدار است، بدن همچنان به حالت شبانه تنظیم می شود و شب های بی خوابی تاثیر بدی بر سلامتی دارد.

با این حال، ریتم های شبانه روزی در همه گونه ها ظاهر نمی شود، بلکه فقط در آنهایی که تغییر روز و شب در زندگی آنها نقش اکولوژیکی مهمی دارد. ساکنان غارها یا آب های عمیق که چنین تغییری در آنها وجود ندارد، با ریتم های مختلف زندگی می کنند. و حتی در میان ساکنان زمین، همه تناوب روزانه را نشان نمی دهند.

در آزمایشات تحت شرایط کاملاً ثابت، مگس های میوه مگس سرکه ریتم روزانه را برای ده ها نسل حفظ می کنند. این تناوب در آنها مانند بسیاری از گونه های دیگر به ارث می رسد. واکنش‌های تطبیقی ​​مرتبط با چرخه روزانه محیط خارجی بسیار عمیق هستند.

اختلال در ریتم شبانه روزی بدن در هنگام کار در شب، پروازهای فضایی، غواصی و غیره نشان دهنده یک مشکل جدی پزشکی است.

ریتم های سالانهریتم های سالانه موجودات زنده را با تغییرات فصلی در شرایط سازگار می کند. در زندگی گونه ها، دوره های رشد، تولیدمثل، پوست اندازی، مهاجرت و خواب عمیق به طور طبیعی متناوب و تکرار می شوند به گونه ای که موجودات زنده در زمان بحرانی سال در پایدارترین حالت ملاقات می کنند. آسیب پذیرترین فرآیند - تولید مثل و پرورش حیوانات جوان - در فصل مساعد اتفاق می افتد. این فرکانس جابجایی وضعیت فیزیولوژیکیدر طول سال تا حد زیادی ذاتی است، یعنی خود را به عنوان یک ریتم سالانه داخلی نشان می دهد. به عنوان مثال، اگر شترمرغ های استرالیایی یا دینگوی سگ وحشی در باغ وحشی در نیمکره شمالی قرار گیرند، فصل تولیدمثل آنها در پاییز، زمانی که در استرالیا بهار است، آغاز می شود. بازسازی ریتم های داخلی سالانه با دشواری زیادی در طی چندین نسل اتفاق می افتد.

آماده سازی برای تولید مثل یا زمستان گذرانی یک فرآیند طولانی است که مدت ها قبل از شروع دوره های بحرانی در موجودات آغاز می شود.

تغییرات کوتاه مدت شدید آب و هوا (یخبندان تابستانی، برفک های زمستانی) معمولاً ریتم سالانه گیاهان و جانوران را مختل نمی کند. عامل اصلی محیطی که موجودات زنده در چرخه های سالانه خود به آن پاسخ می دهند، تغییرات تصادفی آب و هوا نیست، بلکه دوره نوری- تغییر در نسبت روز و شب.

طول ساعات روز به طور طبیعی در طول سال تغییر می کند و این تغییرات هستند که به عنوان سیگنال دقیقی از نزدیک شدن بهار، تابستان، پاییز یا زمستان عمل می کنند.

توانایی موجودات زنده برای پاسخ به تغییرات طول روز نامیده می شود نور پریودیسم.

اگر روز کوتاه شود، گونه ها شروع به آماده شدن برای زمستان می کنند، اگر طولانی شود، شروع به رشد و تولید مثل می کنند. در این مورد، آنچه برای حیات موجودات مهم است، تغییر طول روز و شب نیست، بلکه تغییر آن است. مقدار سیگنال، نشان دهنده تغییرات عمیق قریب الوقوع در طبیعت است.

همانطور که می دانید طول روز تا حد زیادی به عرض جغرافیایی بستگی دارد. در نیمکره شمالی، روزهای تابستان در جنوب بسیار کوتاهتر از شمال است. بنابراین، گونه های جنوبی و شمالی نسبت به مقدار یکسان تغییر روز واکنش متفاوتی نشان می دهند: گونه های جنوبی زمانی شروع به تولید مثل می کنند که بیشتر روز کوتاهنسبت به شمالی ها

فاکتورهای محیطی

Ivanova T.V.، Kalinova G.S.، Myagkova A.N. " زیست شناسی عمومیمسکو، "روشنگری"، 2000

• مبحث 18. "زیستگاه. عوامل محیطی." فصل 1؛ صص 10-58
• مبحث 19. "جمعیت ها. انواع روابط بین موجودات." فصل 2 §8-14; ص 60-99; فصل 5 § 30-33
• مبحث 20. «اکوسیستم ها». فصل 2 §15-22; صص 106-137
• مبحث 21. "زیست کره. چرخه های ماده." فصل 6 §34-42; ص 217-290

تاریخچه دانش زیست محیطی به قرن ها قبل باز می گردد. افراد بدوی نیاز داشتند تا دانش خاصی در مورد گیاهان و حیوانات، شیوه زندگی آنها، روابط با یکدیگر و با محیط زیست داشته باشند. به عنوان بخشی از توسعه عمومی علوم طبیعی، انباشتی از دانش نیز وجود داشت که اکنون به حوزه علوم محیطی تعلق دارد. اکولوژی به عنوان یک رشته مستقل در قرن نوزدهم ظهور کرد.

اصطلاح اکولوژی (از یونانی eco - house، logos - آموزش) توسط زیست شناس آلمانی ارنست هکل وارد علم شد.

در سال 1866، در کار خود "مورفولوژی عمومی ارگانیسم ها"، او نوشت که این "... مجموع دانش مربوط به اقتصاد طبیعت است: مطالعه کل مجموعه ای از روابط بین یک حیوان و محیط آن، هر دو ارگانیک. و غیر آلی و بالاتر از همه روابط دوستانه یا خصمانه آن با حیوانات و گیاهانی که مستقیم یا غیرمستقیم با آنها در تماس است.» این تعریف اکولوژی را به عنوان یک علم بیولوژیکی طبقه بندی می کند. در آغاز قرن بیستم. شکل گیری یک رویکرد سیستماتیک و توسعه دکترین زیست کره، که یک حوزه دانش گسترده است، شامل بسیاری از حوزه های علمی از هر دو چرخه طبیعی و بشردوستانه، از جمله بوم شناسی عمومی، منجر به گسترش دیدگاه های اکوسیستمی در اکولوژی شد. موضوع اصلی مطالعه در اکولوژی اکوسیستم است.

اکوسیستم مجموعه ای از موجودات زنده است که با یکدیگر و با محیط خود از طریق تبادل ماده، انرژی و اطلاعات به گونه ای تعامل دارند که یک سیستمبرای مدت طولانی ثابت می ماند.

تأثیر روزافزون انسان بر محیط زیست، لزوم گسترش مجدد مرزهای دانش زیست محیطی را ضروری ساخته است. در نیمه دوم قرن بیستم. پیشرفت علمی و فناوری مشکلات متعددی را در پی داشته است که جایگاه جهانی پیدا کرده است، از این رو در حوزه اکولوژی، مسائل تحلیل تطبیقی ​​سیستم‌های طبیعی و انسان‌ساخته و جستجوی راه‌های همزیستی و توسعه هماهنگ آن‌ها مطرح شده است. به وضوح پدیدار شد.

بر این اساس، ساختار علم محیط زیست متمایز و پیچیده تر شد. اکنون می توان آن را به عنوان چهار شاخه اصلی ارائه کرد که بیشتر تقسیم می شوند: زیست بوم شناسی، ژئواکولوژی، اکولوژی انسانی، اکولوژی کاربردی.

بنابراین، می‌توان اکولوژی را به عنوان علمی در مورد قوانین کلی عملکرد اکوسیستم‌های مرتبه‌های مختلف، مجموعه‌ای از مسائل علمی و عملی رابطه بین انسان و طبیعت تعریف کرد.

2. عوامل محیطی، طبقه بندی آنها، انواع اثرات بر موجودات

هر موجودی در طبیعت تأثیر طیف گسترده ای از اجزای محیطی را تجربه می کند. هر ویژگی یا اجزای محیطی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارد، عوامل محیطی نامیده می شود.

طبقه بندی عوامل محیطی عوامل محیطی (عوامل اکولوژیکی) متنوع، دارای ماهیت های متفاوت و کنش های خاص هستند. گروه های زیر از عوامل محیطی متمایز می شوند:

1. غیر زنده (عوامل طبیعت بی جان):

الف) آب و هوا - شرایط روشنایی، شرایط دما و غیره؛

ب) ادافیک (محلی) - تامین آب، نوع خاک، زمین؛

ج) اوروگرافی - جریان هوا (باد) و آب.

2. عوامل بیوتیک همه اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر هستند:

گیاهان گیاهان. گیاهان حیوانات. گیاهان قارچ. میکروارگانیسم های گیاهی حیوانات حیوانات. حیوانات قارچ. حیوانات میکروارگانیسم ها. قارچ قارچ. میکروارگانیسم های قارچی میکروارگانیسم ها میکروارگانیسم ها.

3. عوامل انسان زایی، همه اشکال فعالیت جامعه بشری است که منجر به تغییر در زیستگاه گونه های دیگر می شود یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارد. تاثیر این گروه از عوامل محیطی سال به سال به سرعت در حال افزایش است.

انواع تاثیر عوامل محیطی بر موجودات. عوامل محیطی تأثیرات مختلفی بر موجودات زنده دارند. ممکنه باشند:

محرک هایی که به ظهور تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی سازگار (خواب زمستانی، دوره نوری) کمک می کنند.

محدود کننده هایی که توزیع جغرافیایی موجودات را به دلیل عدم امکان وجود در شرایط معین تغییر می دهند.

اصلاح کننده هایی که باعث تغییرات مورفولوژیکی و تشریحی در موجودات می شوند.

سیگنال هایی که تغییرات در سایر عوامل محیطی را نشان می دهد.

الگوهای کلی عمل عوامل محیطی:

با توجه به تنوع بسیار زیاد عوامل محیطی، انواع مختلف ارگانیسم ها که تأثیر خود را تجربه می کنند، به طور متفاوتی به آن واکنش نشان می دهند، با این حال، می توان تعدادی از قوانین (الگوهای) کلی عملکرد عوامل محیطی را شناسایی کرد. بیایید به برخی از آنها نگاه کنیم.

1. قانون بهینه

2. قانون فردیت اکولوژیکی گونه ها

3. قانون عامل محدود کننده (محدود کننده).

4. قانون عمل مبهم

3. الگوهای اثر عوامل محیطی بر موجودات

1) قانون بهینه برای یک اکوسیستم، یک ارگانیسم یا مرحله خاصی از آن

توسعه طیف وسیعی از مطلوب ترین ارزش عامل وجود دارد. جایی که

فاکتورهای مطلوب هستند. 2) مدارا

این ویژگی ها به محیطی که موجودات در آن زندگی می کنند بستگی دارد. اگر او

در نوع خود پایدار است

مال شما، شانس بیشتری برای زنده ماندن موجودات دارد.

3) قاعده تعامل عوامل. برخی از عوامل ممکن است باعث افزایش یا

کاهش اثر عوامل دیگر

4) قاعده عوامل محدود کننده. عاملی که کمبود دارد یا

بیش از حد بر ارگانیسم ها تأثیر منفی می گذارد و امکان تظاهرات را محدود می کند. استحکام - قدرت

عمل عوامل دیگر 5) پریودیسم نوری. تحت نور پریودیسم

واکنش بدن به طول روز را درک کنید. واکنش به تغییرات نور.

6) انطباق با ریتم پدیده های طبیعی. سازگاری با روزانه و

ریتم های فصلی، پدیده های جزر و مدی، ریتم های فعالیت خورشیدی،

فازهای قمری و سایر پدیده هایی که با فرکانس شدید تکرار می شوند.

اک. ظرفیت (پلاستیسیته) - توانایی سازماندهی. سازگاری با عمق فاکتورهای محیطی محیط.

الگوهای اثر عوامل محیطی بر موجودات زنده.

عوامل محیطی و طبقه بندی آنها. همه موجودات به طور بالقوه قادر به تولیدمثل و پراکندگی نامحدود هستند: حتی گونه هایی که سبک زندگی وابسته ای دارند حداقل یک مرحله رشدی دارند که در آن قادر به پراکندگی فعال یا غیرفعال هستند. اما در عین حال، ترکیب گونه های موجودات زنده در مناطق مختلف آب و هوایی مخلوط نمی شود: هر یک از آنها با مجموعه خاصی از گونه های حیوانات، گیاهان و قارچ ها مشخص می شود. این با محدودیت تولید مثل و پراکندگی بیش از حد موجودات توسط موانع جغرافیایی خاص (دریاها، رشته کوه ها، بیابان ها و غیره)، عوامل آب و هوایی (دما، رطوبت و غیره) و همچنین روابط بین گونه های فردی توضیح داده می شود.

بسته به ماهیت و ویژگی های عمل، عوامل محیطی به غیر زنده، زیستی و انسان زا (انتروپیک) تقسیم می شوند.

عوامل غیر زنده اجزا و ویژگی های طبیعت بی جان هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر تک تک موجودات و گروه های آنها (دما، نور، رطوبت، ترکیب گاز هوا، فشار، ترکیب نمک آب و غیره) تأثیر می گذارند.

گروه جداگانه ای از عوامل محیطی شامل اشکال مختلففعالیت های اقتصادی انسان که وضعیت زیستگاه گونه های مختلف موجودات زنده از جمله خود انسان را تغییر می دهد (عوامل انسان زایی). در طول دوره نسبتاً کوتاه وجود انسان به عنوان یک گونه بیولوژیکی، فعالیت های آن به طور اساسی ظاهر سیاره ما را تغییر داده است و این تأثیر بر طبیعت هر سال در حال افزایش است. شدت عمل برخی از عوامل محیطی می تواند در طول دوره های طولانی تاریخی توسعه بیوسفر (به عنوان مثال، تابش خورشیدی، گرانش، ترکیب نمک آب دریا، ترکیب گاز جو و غیره) نسبتاً ثابت بماند. اکثر آنها دارای شدت متغیر (دما، رطوبت و غیره) هستند. درجه تغییرپذیری هر عامل محیطی به ویژگی های زیستگاه موجودات بستگی دارد. به عنوان مثال، دمای سطح خاک بسته به زمان سال یا روز، آب و هوا و غیره می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد، در حالی که در مخازن در عمق بیش از چندین متر تقریباً هیچ تفاوت دما وجود ندارد.

تغییرات در عوامل محیطی می تواند به شرح زیر باشد:

دوره ای، بسته به زمان روز، زمان سال، موقعیت ماه نسبت به زمین و غیره.

غیر دوره ای، به عنوان مثال، فوران های آتشفشانی، زلزله، طوفان، و غیره.

برای مثال، تغییرات در آب و هوای زمین که با توزیع مجدد نسبت مساحت زمین و اقیانوس جهانی همراه است، در دوره‌های تاریخی مهمی هدایت می‌شود.

هر یک از موجودات زنده به طور مداوم با کل مجموعه عوامل محیطی، یعنی با زیستگاه سازگار می شوند و فرآیندهای زندگی را مطابق با تغییرات این عوامل تنظیم می کنند. زیستگاه مجموعه ای از شرایط است که در آن افراد، جمعیت ها یا گروه هایی از موجودات خاص زندگی می کنند.

الگوهای تأثیر عوامل محیطی بر موجودات زنده علیرغم اینکه عوامل محیطی از نظر ماهیت بسیار متنوع و متفاوت هستند، به برخی از الگوهای تأثیر آنها بر موجودات زنده و همچنین واکنش موجودات به عمل این عوامل اشاره می شود. سازگاری موجودات با شرایط محیطی را سازگاری می گویند. آنها در تمام سطوح سازماندهی ماده زنده تولید می شوند: از مولکولی تا بیوژئوسنوتیک. سازگاری ها ثابت نیستند زیرا در طول توسعه تاریخی گونه های منفرد بسته به تغییرات در شدت عوامل محیطی تغییر می کنند. هر نوع ارگانیسم به روشی خاص با شرایط زندگی خاص سازگار است: هیچ دو گونه نزدیک وجود ندارد که در سازگاری های خود مشابه باشند (قاعده فردیت اکولوژیکی). بنابراین، مول (سری Insectivorous) و موش مول (سری Rodents) برای وجود در خاک سازگار هستند. اما خال با کمک اندام های جلویی خود راه ها را حفر می کند و موش صحرایی با دندان های ثنایا خود حفر می کند و خاک را با سر خود به بیرون پرتاب می کند.

سازگاری خوب موجودات با یک عامل خاص به معنای سازگاری یکسان با دیگران نیست (قاعده استقلال نسبی سازگاری). به عنوان مثال، گلسنگ ها که می توانند بر روی بسترهای فقیر از نظر مواد آلی (مانند سنگ) بنشینند و دوره های خشک را تحمل کنند، به آلودگی هوا بسیار حساس هستند.

قانون بهینه نیز وجود دارد: هر عامل فقط در محدوده خاصی بر بدن تأثیر مثبت دارد. شدت تأثیر یک عامل محیطی که برای موجودات از یک نوع خاص مطلوب است، منطقه بهینه نامیده می شود. هر چه شدت عمل یک عامل محیطی خاص از یک جهت یا جهت دیگر از حالت بهینه منحرف شود، اثر بازدارندگی آن بر موجودات (منطقه بد) بارزتر خواهد بود. شدت تأثیر یک عامل محیطی که به دلیل آن وجود موجودات غیرممکن می شود، حد بالا و پایین استقامت (نقاط بحرانی حداکثر و حداقل) نامیده می شود. فاصله بین حدود استقامت، ظرفیت اکولوژیکی یک گونه خاص را نسبت به یک عامل خاص تعیین می کند. در نتیجه، ظرفیت محیطی محدوده شدت تأثیر یک عامل محیطی است که در آن وجود گونه خاصی امکان پذیر است.

ظرفیت اکولوژیکی گسترده افراد یک گونه خاص نسبت به یک عامل محیطی خاص با پیشوند "eur-" نشان داده می شود. بنابراین، روباه های قطبی به عنوان حیوانات یورترمیک طبقه بندی می شوند، زیرا می توانند نوسانات دمایی قابل توجهی (در 80 درجه سانتیگراد) را تحمل کنند. برخی از بی مهرگان (اسفنج ها، اسفنج ها، خارپوستان) متعلق به ارگانیسم های eurybatherous هستند، بنابراین آنها از منطقه ساحلیتا اعماق زیاد، مقاومت در برابر نوسانات فشار قابل توجه. گونه هایی که می توانند در طیف گسترده ای از نوسانات عوامل محیطی مختلف زندگی کنند، ظرفیت اکولوژیکی باریک نامیده می شود، یعنی عدم توانایی در مقاومت در برابر تغییرات قابل توجه در یک عامل محیطی خاص، با پیشوند "stenothermic" نشان داده می شود (به عنوان مثال، stenothermic). ، stenobiontny و غیره).

حد و اندازه بهینه استقامت بدن نسبت به یک عامل خاص به شدت عمل دیگران بستگی دارد. به عنوان مثال، در هوای خشک و بدون باد، تحمل دمای پایین آسان تر است. بنابراین بهینه و حدود استقامت موجودات در رابطه با هر عامل محیطی بسته به قدرت و ترکیب عوامل دیگر (پدیده برهمکنش عوامل محیطی) می تواند در جهت معینی تغییر کند.

اما جبران متقابل عوامل حیاتی محیطی دارای حدود معینی است و هیچ یک را نمی توان با دیگران جایگزین کرد: اگر شدت عمل حداقل یک عامل از حد استقامت فراتر رود، وجود گونه با وجود شدت بهینه غیر ممکن می شود. عمل دیگران بنابراین، کمبود رطوبت، فرآیند فتوسنتز را حتی با روشنایی بهینه و غلظت CO2 در جو مهار می کند.

عاملی که شدت عمل آن بیش از حد استقامت باشد، محدود کننده نامیده می شود. عوامل محدود کننده قلمرو پراکنش یک گونه (منطقه) را تعیین می کند. به عنوان مثال، گسترش بسیاری از گونه های جانوری به شمال به دلیل کمبود گرما و نور، و در جنوب به دلیل کمبود رطوبت مشابه با مشکل مواجه می شود.

بنابراین، حضور و رونق یک گونه خاص در یک زیستگاه معین با تعامل آن با طیف وسیعی از عوامل محیطی تعیین می شود. شدت عمل ناکافی یا بیش از حد هر یک از آنها، شکوفایی و وجود گونه های منفرد را غیرممکن می کند.

عوامل محیطی هر یک از اجزای محیطی است که بر موجودات زنده و گروه های آنها تأثیر می گذارد. آنها به غیر زنده (اجزای طبیعت بی جان)، زیستی (اشکال مختلف تعامل بین موجودات) و انسان زا (اشکال مختلف فعالیت اقتصادی انسان) تقسیم می شوند.

سازگاری موجودات با شرایط محیطی را سازگاری می گویند.

هر عامل محیطی فقط محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر موجودات دارد (قانون بهینه). حدود شدت عمل عاملی که در آن وجود موجودات غیرممکن می شود، حد بالا و پایین استقامت نامیده می شود.

بهینه و حدود استقامت موجودات در رابطه با هر عامل محیطی بسته به شدت و ترکیب سایر عوامل محیطی (پدیده برهمکنش عوامل محیطی) می تواند در جهت خاصی متفاوت باشد. اما جبران متقابل آنها محدود است: هیچ یک از عوامل حیاتی را نمی توان با دیگران جایگزین کرد. یک عامل محیطی که از حد استقامت فراتر می رود، محدود کننده نامیده می شود، محدوده یک گونه خاص را تعیین می کند.

شکل پذیری اکولوژیکی موجودات

شکل پذیری اکولوژیکی موجودات (ظرفیت اکولوژیکی) درجه سازگاری یک گونه با تغییرات عوامل محیطی است. این با طیفی از مقادیر عوامل محیطی بیان می شود که در آن یک گونه خاص فعالیت زندگی عادی را حفظ می کند. هرچه دامنه وسیع تر باشد، انعطاف پذیری محیطی بیشتر است.

گونه هایی که می توانند با انحرافات کوچک فاکتور از حد مطلوب وجود داشته باشند، بسیار تخصصی و گونه هایی که می توانند تغییرات قابل توجهی در عامل را تحمل کنند، سازگاری گسترده نامیده می شوند.

پلاستیسیته محیطی را می توان هم در رابطه با یک عامل واحد و هم در ارتباط با مجموعه ای از عوامل محیطی در نظر گرفت. توانایی گونه ها برای تحمل تغییرات قابل توجه در برخی عوامل با عبارت مربوطه با پیشوند "هر" نشان داده می شود:

اوریترمیک (پلاستیک به دما)

Eurygolinaceae (شوری آب)

Euryphotic (پلاستیک به نور)

Eurygygric (پلاستیک به رطوبت)

Euryoic (پلاستیک به زیستگاه)

Euryphagous (پلاستیک به غذا).

گونه هایی که با تغییرات جزئی در این فاکتور سازگار شده اند با اصطلاح با پیشوند "steno" مشخص می شوند. این پیشوندها برای بیان درجه نسبی تحمل استفاده می شوند (به عنوان مثال، در گونه های تنگ گرما، دمای اکولوژیکی بهینه و بد نزدیک به هم هستند).

گونه هایی که انعطاف پذیری اکولوژیکی گسترده ای در رابطه با مجموعه ای از عوامل محیطی دارند، یوریبیونت ها هستند. گونه‌هایی با سازگاری فردی کم، تنگ‌بیونت‌ها هستند. Eurybiontism و ishenobiontism مشخص می شود انواع مختلفسازگاری موجودات با بقا اگر eurybionts برای مدت طولانی در شرایط خوب رشد کنند، آنگاه می توانند انعطاف پذیری اکولوژیکی خود را از دست بدهند و ویژگی های stenobionts را توسعه دهند. گونه هایی که با نوسانات قابل توجه در فاکتور وجود دارند، انعطاف پذیری اکولوژیکی افزایش یافته و تبدیل به یوریبیونت می شوند.

به عنوان مثال، استنوبیونت ها در محیط آبی بیشتر هستند، زیرا خواص آن نسبتاً پایدار است و دامنه نوسانات عوامل فردی کوچک است. در یک محیط هوا-زمین پویاتر، eurybionts غالب هستند. جانوران خونگرم ظرفیت اکولوژیکی وسیع تری نسبت به حیوانات خونسرد دارند. موجودات جوان و پیر تمایل به شرایط محیطی یکنواخت تری دارند.

Eurybiontها گسترده هستند، و تنگی و تنگی دامنه آنها را محدود می کند. با این حال، در برخی موارد، به دلیل تخصص بالای خود، استنوبیونت ها دارای سرزمین های وسیعی هستند. به عنوان مثال، ماهی‌ماهی پرنده ماهی‌خوار یک تنگی معمولی است، اما در رابطه با سایر عوامل محیطی یک یوریبیونت است. در جستجوی غذای لازم، پرنده قادر به پرواز در مسافت های طولانی است، بنابراین محدوده قابل توجهی را اشغال می کند.

پلاستیسیته توانایی یک موجود زنده برای وجود در محدوده معینی از مقادیر فاکتورهای محیطی است. پلاستیسیته توسط هنجار واکنش تعیین می شود.

با توجه به درجه انعطاف پذیری در رابطه با عوامل فردی، همه انواع به سه گروه تقسیم می شوند:

استنوتوپ ها گونه هایی هستند که می توانند در محدوده باریکی از مقادیر فاکتورهای محیطی وجود داشته باشند. به عنوان مثال، بیشتر گیاهان جنگل های استوایی مرطوب.

یوریتوپ ها گونه های گسترده ای انعطاف پذیر هستند که قادر به استعمار زیستگاه های مختلف هستند، به عنوان مثال، همه گونه های جهان وطنی.

مزوتوپ ها یک موقعیت میانی بین استنوتوپ ها و یوریتوپ ها را اشغال می کنند.

لازم به یادآوری است که یک گونه می تواند به عنوان مثال، بر اساس یک عامل، تنگی و بر اساس عامل دیگر، اوریتوپیک باشد و بالعکس. به عنوان مثال، یک فرد نسبت به دمای هوا یک یوریتوپ است، اما از نظر محتوای اکسیژن موجود در آن یک استنوتوپ است.