Адаптация организмов к среде

Влажность как один из абиотических факторов, адаптация к нему организмов. Основные показатели влажности. Сезонное распределение влаги. Экологические группы растений по отношению к водному режиму. Законы экологии Коммонера. Расчет предотвращенного ущерба.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Экология, (от греч. oikos - жилище, местопребывание) - наука, изучающая организацию и функционирование популяций, видов, биоценозов (сообществ), экосистем, биогеоценозов и биосферы. Другими словами - это наука о взаимоотношениях организмов между собой и окружающей средой. Термин «экология» был предложен немецким зоологом Э. Геккелем в 1866, но широкое распространение получил только в начале 20 в. Сам предмет этой науки не отличается новизной. Изучением животных и растений в естественных условиях обитания ранее занимались, по определению старых авторов, «естественная история» и «биономия».

Экология имеет длительную предысторию и она, как наука, представляет собой естественный этап роста научных знаний о природе.

Если даже дарвинизм в его современном понимании, как сейчас известно, зародился задолго до Дарвина, то начала экологических представлений восходят вообще к глубокой древности.

Каждый из нас может проделать несложный психологический эксперимент, а именно вообразить себя на месте первобытного человека, озабоченного проблемой пропитания. Все необходимое для себя и своей семьи он должен найти в окружающей его природной среде. К немалому удивлению, многие из нас очень скоро убедятся в собственной беспомощности. Что и где искать? Слепой поиск здесь не годится, ведь в конце концов при этом можно еще сильнее проголодаться.

Следовательно, уже практика собирательства требовала от первобытного человека обширных экологических знаний, и эти знания накапливались от поколения к поколению. Охота, затем скотоводство и, наконец, земледелие ознаменовали дальнейший прогресс экологического природоведения.

Все взаимосвязано со всем - гласит первый экологический закон. Значит, и шага нельзя ступить, не задев, а порой и не нарушив чего-либо из окружающей среды. Каждый шаг человека по обычной лужайке - это десятки погубленных микроорганизмов, спугнутых насекомых, изменяющих миграционные пути, а может быть, и снижающих свою естественную продуктивность.

Уже в прошлом веке возникла тревога человека за судьбу планеты, а в текущем столетии дело дошло до кризиса мировой экологической системы из-за возрастания нагрузок на природную среду.

Загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами. И если человечество будет продолжать идти по нынешнему пути развития, то его гибель, как считают ведущие экологи мира, через два-три поколения неизбежна.

1. Влажность как один из абиотических факторов и адаптации к нему организмов

Абиотические факторы среды.

Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами.

Многообразие экологических факторов подразделяются на группы:

- абиотические

- биотические.

Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.

Биотические факторы - это совокупность влияний.

Абиотические факторы.

Абиотический, или неживой, компонент среды подразделяется на климатические, почвенные, топографические и другие физические факторы.

Излучение: свет.

Свет является одним из важнейших, а биотических факторов, особенно для фотосинтезирующих зелёных растений. Солнце излучает в космическое пространство громадное количество энергии. 42% всей падающей радиации отражается атмосферой в мировое пространство, 15% поглощается толщей атмосферы и идёт на её нагревание и только 43% достигает земной поверхности.

Среди солнечной энергии, проникающей в атмосферу Земли, на видимый свет приходится около 50% энергии, остальные 50% составляют тепловые инфракрасные лучи и около 1% - ультрафиолетовые лучи. Видимые лучи состоят из лучей разной окраски и имеют разную длину волн. С участием видимого света у растений и животных протекают важнейшие процессы:

- фотосинтез

- транспирация

- фотопериодизм

- движение

- зрение у животных

- прочие процессы

Каждое место обитания характеризуется определённым световым режимом, количества и качества света.

По отношению к свету различают экологические группы растений:

- световые, обитают на открытых местах с хорошей освещённостью;

- теневые, не выносят сильного освещения, живут в постоянной тени под пологом леса;

- теневыносливые, живут при хорошем освещении, но легко перенося незначительные затенения.

Интенсивность освещения влияет на активность животных, определяя среди них виды, ведущие сумеречный, ночной и дневной образ жизни. Освещение вызывает у растений ростовые движения, называемое фототропизмом.

Движения Земли вокруг Солнца вызывает закономерные изменения длины дня и ночи по сезонам года. Уменьшение светового дня в конце лета ведёт к прекращению роста, стимулирует отложение запасных питательных веществ организмов, вызывает у животных осеннюю линьку, определяет сроки группирования в стаи, миграции, переход в состояние покоя и спячки. Увеличение длины светового дня стимулирует половую функцию у птиц, млекопитающих, определяет сроки цветения у растений.

Доказана способность птиц к навигации, то есть астрономическим источникам света.

Температура.

Тепловой режим - важнейшее условие существования живых организмов, так как все физиологические процессы в них возможны при определённых условиях.

Главным источником тепла является солнечное излучение.

Сила и характер воздействия солнечного излучения зависят от географического положения, и является важными факторами, определяющими климат региона.

Температура влияет на анатомо-морфологические особенности организмов; ход физиологических процессов; их рост, развитие, поведение и во многих случаях определяет географическое распространение растений и животных.

По отношению к температуре, как экологическому фактору, все организмы подразделяются на группы:

- холодолюбивые, способные жить в условиях сравнительно температур и не выносят высоких. Характерно для бактерий, грибов моллюсков, членистоногих, червей и других. Населяют холодные и умеренные зоны.

- Теплолюбивые, жизнедеятельность которых приурочена к условиям довольно высоких температур. Это обитатели жарких, тропических районов Земли.

Живые организмы способны существовать в определённом диапазоне температур. Этот диапазон ограничен нижней летальной (смертельной) и верхней летальной температурой.

Температура, наиболее благоприятна для жизнедеятельности и роста, называется оптимальной и находится в пределах 20 - 28 градусах.

Растения и животные в ходе длительного эволюционного развития, приспосабливаясь к периодическим изменениям температурных условий, выработали в себе различную потребность к теплу в разные периоды жизни.

Крайне минимальные и максимальные температуры, за пределами которых развитие организма не происходит, называют нижним и верхним биологическим нулём или порогом развития.

Температуры, лежащие выше нижнего порога развития и не выходящие за пределы верхнего, получили название эффективных температур.

Живые организмы в процессе эволюции выработали различные формы адаптаций к температуре, среди них морфологические, биохимические, физиологические, поведенческие и так далее.

При всём многообразии приспособлений живых организмов к воздействию неблагоприятных температурных условий выделяют пути:

- Активный. Усиление сопротивляемости, развитие регуляторных способностей для возможности осуществления жизненных функций организма.

- Пассивный. Подчинение жизненных функций организма ходу внешних температур. Недостаток тепла вызывает угнетение жизнедеятельности, что способствует экономному использованию энергетических запасов. Выражается в снижении уровня обмена, замедлении скорости роста и развития, способность впадать в спячку или оцепенение.

- Избегание неблагоприятных температурных воздействий. Это всеобщий способ для всех организмов. Происходит выработка таких жизненных циклов, когда наиболее уязвимые стадии развития проходят в самые по температурным условиям благоприятные периоды года.

Влажность.

В жизни организмов вода выступает как важнейший экологический фактор.

Живых организмов, не содержащих воду, на Земле не найдено. Все биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен в организме осуществляются при наличии воды. Наземные организмы из-за постоянной потери воды нуждаются в регулярном её пополнении. Поэтому у них в процессе эволюции выработались приспособления, которые регулируют водный обмен и обеспечивают экономное расходование влаги. Влажность среды нередко является фактором, лимитирующим распространение и численность организмов на Земле.

Потребность разных видов растений в воде по периодам развития неодинакова. Меняется она и в зави...