какая наука изучает взаимосвязи организмов с окружающей средой

1.Какая наука изучает взаимосвязи организмов с окружающей средой
А) биология
Б) ботаника
В) экология Г) география

2. Как называются организмы, которые сами создают органические вещества:
А паразиты;
Б) автотрофы
В) гетеротрофы
Г) сапрофиты

3. Какой органоид участвует в фотосинтезе:
А) хлоропласт
Б) ядро
В) цитоплазма
Г) оболочка

4. Выберите однодольное растение:
А) горох
Б) фасоль
В) тыква
Г) пшеница.

5. Корневые волоски находятся в зоне:
А) роста
Б) всасывания
В) деления
Г) проведения

6. Выберите вегетативные органы растения:
А) цветок
Б) плод
В) пестик
Г) лист.

7. Какая часть цветка участвует в половом размножении:
А) тычинка
Б) венчик
В) чашечка
Г) цветоложе

8. Выберите низшее растение:
А) трутовик
Б) пеницилл
В) береза
Г) водоросль

9. Заболачивание местности может вызвать большое скопление:
А) плаунов
Б) хвощей
В) папоротников Г) сфагнума

10. По каким признакам цветковые растения относят к классу Двудольные? (Выберите буквы, обозначающие верный ответ)
А) мочковатая корневая система
Б) сетчатое жилкование листьев
В) Число лепестков и чашелистиков кратно 4 или 5
Г) Стержневая корневая система
Д) Жизненная форма – в основном трава.
Е) 2 семядоли в семени.

11. Установите соответствие между признаком растения и его отделом
1. Имеют ризоиды
2. Размножаются спорами
3. Имеют корни
4. В листьях и стеблях находятся воздухоносные клетки
5. У большинства видов листья – иголки
6. Размножаются семенами.
А) Моховидные
Б) Голосеменные

12. Установите соответствие между растением и его семейством
1. Капуста.
2. Горох
3. Редька
4. Клевер
5. Фасоль
А) Бобовые
Б) Крестоцветные

13. Ответь на вопрос
Почему водоросли относят к низшим споровым растениям? (Укажите не менее 2 причин).

Источник

Экология. Шпаргалка

Пособие содержит все вопросы экзаменационных билетов по учебной дисциплине «Экология». Доступность изложения, актуальность информации, максимальная информативность, учитывая небольшой формат пособия, – все это делает шпаргалку незаменимым подспорьем при подготовке к сдаче экзамена.

Оглавление

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Экология. Шпаргалка предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

1. Экология как наука. Предмет и задачи экологии

Экология — наука о взаимоотношениях и взаимодействии между различными живыми существами и окружающей их средой, об обмене веществ и потоках энергии, которые делают возможной жизнь на Земле, и о приспособлениях организмов к изменяющимся условиям существования (В. Лархер, 1978 г.). Термин «экология» (от гр. слов oicos — «дом, убежище», logos — «наука») был впервые предложен биологом-дарвинистом Э. Геккелем в 1866 г.

Предмет экологии — изучение совокупности или структуры связей между организмами и природной средой. Главным объектом изучения экологии являются экологические системы (природные комплексы живых организмов и среда их обитания). Кроме них, данная наука занимается изучением организменного, популяционно-видового и биосферного уровней.

Основная часть экологии как биологической науки — общая экология (или биоэкология), изучающая общие закономерности взаимоотношений живых организмов и среды.

Выделяют следующие основные разделы экологии:

1) аутэкология, или экология особей, занимающаяся исследованием индивидуальных связей отдельного организма (вида, особи) с его природной средой;

2) демэкология, или популяционная экология, изучающая динамику и структуру популяций отдельных видов;

3) синэкология, или экология сообществ, которая изучает взаимодействие популяций, сообществ и экосистем с окружающей средой.

В зависимости от временного фактора в экологии выделяют историческую и эволюционную экологию. Кроме этого, различают экологию микроорганизмов, экологию растений и экологию животных. Экологическими проблемами планеты занимается глобальная экология; объект ее изучения — биосфера.

Задачи теоретической экологии (В. И. Коровкин, 2003 г.):

1) разработка общей теории устойчивости экологических систем;

2) изучение экологических механизмов адаптации к среде;

3) исследование регуляции численности популяций;

4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

5) исследование продукционных процессов;

6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

7) моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Задачи прикладной экологии:

1) прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

2) улучшение качества окружающей природной среды;

3) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

4) оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения наиболее экологически неблагополучных районах.

Источник

Лекция № 1 Тема: Экология – комплекс наук о взаимоотношениях организмов с окружающей средой.

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Тема: Экология – комплекс наук о взаимоотношениях организмов с окружающей средой.

рассмотреть основные этапы развития экологии как науки; показать, что экологические знания являются основой взаимодействия человека с окружающей средой, рационального использования природных ресурсов.

Основные термины и понятия : экология, экологические факторы; воздушно-наземная среда, водная среда, почва, живые организмы как среда обитания. экология, аутэкология, синэкология, демэкология, биосферология, биоценология, мониторинг, моделирование, прогнозирование, картография, теоретическая экология, прикладная экология.

1. Экология. 10–11 классы: учеб. пособие для общеобразоват. организаций: базовый уровень / М. В. Аргунова, Д. В. Моргун, Т. А. Плюснина. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2018. – 143 с.

2.Экология. 10–11 классы: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / Н. М., Чернова, В. М. Галушин, В. М.: Константинов; под род. Н. М. Черновой. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2018. – 302 с

1. Экология как наука. Основы экологии. Место экологии среди биологических наук. Предмет и задачи современной экологии. Структура современной экологии.

1.Экология как наука. Основы экологии . Место экологии среди биологических наук. Предмет и задачи современной экологии Структура современной экологии .

Экология – общебиологическая комплексная междисциплинарная наука о закономерностях взаимоотношений живых организмов с окружающей средой. (Э. Геккель, 1866 г.).

Основные задачи экологии:

— выявление взаимосвязей между организмами, их сообществами и условиями среды обитания;

— изучение структуры и закономерностей функционирования сообществ организмов;

— наблюдение за изменениями в отдельных эко­системах и в биосфере в целом, прогнозирование их последствий;

— создание базы данных, и разработка рекоменда­ций для экологически безопасного планирования хозяйственной деятельности человека;

— применение экологических знаний в деле охра­ны окружающей среды и рационального использова­ния природных ресурсов.

Главная цель – вывести человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколений.

Изучением взаимоотношений организмов и условий среды ученые занимались с давних времен. На протяжении прошлого века до 60-70 гг. экология рассматривалась как часть науки биологии. Человек в этих системах не рассматривался. Предполагалось, что его взаимодействие с окружающей средой подчинялось не биологическим, а социальным законам.

Как самостоятельная наук а экология сформировалась лишь к началу двадцатого столетия. Здесь немаловажную роль сыграли:

— Климент Аркадьевич Тимирязев,

— Василий Васильевич Докучаев,

— Владимир Николаевич Сукачев и др.

Крупнейший ученый ХХ века Владимир Иванович Вернадский создаёт учение о биосфере.

Во второй половине ХХ века происходит своего рода «экологизация» современной науки. Это связано прежде всего с осознанием роли человека в природе, о вредном воздействии промышленности на окружающую среду.

В настоящее время термин экология существенно трансформировался, в связи с тем, что человек сильно влияет на окружающую среду. Поэтому возникла необходимость экологических знаний для всех специалистов.

Экология, как и любая другая наука, использует разнообразные методы исследований: общие методы, которые нашли свое применение во многих науках, и специфические, которые обычно используются только в экологии.

К общим методам экологических исследований относятся: химические, физические, биологические, метод индикации и др. Специфические методы экологии можно разделить на две группы: полевые и лабораторные.

Полевые методы предполагают изучение экологических явлений непосредственно в природе. Полевые методы, в свою очередь, могут быть маршрутными,

Лабораторные методы дают возможность изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы и получить приблизительные результаты. Выводы, полученные в лабораторном экологическом эксперименте, требуют обязательной проверки в природе.

В последнее время широкое распространение получил метод моделирования экологических явлений в природе и обществе.

На сегодняшний день роль экологии в жизни и практической деятельности человека растет. Это связано с обострением экологической ситуации на Земле, вызванной ростом населения, большим потреблением энергии, обострением социальных противоречий и др.

Предназначение дисциплины «Экология» обосновано необходимостью сохранения экологического благополучия на Земле, которое всецело зависит, прежде всего, от уровня экологических знаний. Человек в конкурентной борьбе за выживание в природной окружающей среде начал строить свои искусственные антропогенные экосистемы. На современном этапе он для удовлетворения своих все возрастающих потребностей вынужден изменять природные экосистемы и даже разрушать их, возможно, и не желая этого.

Структура современной экологии :

1. Теоретическая экология или фундаментальная (общая)экология вскрывает общие закономерности организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы. Ее ядро – биологическая (классическая) экология.

2. Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального природопользования. – основа рационального природопользования и охраны природы.

3. Социальная экология изучает взаимоотношения в системе «человеческое общество – природа».

Фундаментальную (общую) экологию подразделяют по уровням организации жизни на Земле:

1) аутэкология – экология организмов;

2) демэкология – экология популяций;

3) синэкология – экология сообществ;

4) биосферная экология.

Также выделяют Географическую экологию (геоэкология ) – раздел экологии, изучающий экологические закономерности географических процессов в экосистемах высоких уровней иерархии (суши, морских и пресных вод, высокогорий и др.); сюда же относится и геохимическая экология.

В настоящее время в экологии выделяют ряд научных отраслей и дисциплин:

· Экология растений, животных

· Экология города и т.д.

2. Среда обитания и Экологические факторы. Законы экологии :

Среда — одно из основных экологических понятий; под ним подразумевается комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.

Природная среда – это среда, не измененная человеком или измененная в малой степени.

На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную.

Экологические факторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер.

Экологические факторы делятся на: абиотические, биотические, антропогенные.

Под биотическими факторами среды понимают взаимное влияние живых организмов друг на друга. Условно биотические факторы можно разделить на внутривидовые и межвидовые

Это факторы, обусловленные деятельностью человека (загрязнение среды, неограниченная охота, разрушение среды обитания и т.д.)

Среды обитания организмов.

Адаптации организма к среде

Самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на 1 атмосферу. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает при переходе от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени

Обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегуляции.

Создана живыми организмами. Осваивалась одновременно с наземно-воздушной средой. Дефицит или полное отсутствие света. Высокая плотность. Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной

Форма тела вальковатая, слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих групп характерны микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах

Разреженная. Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени

Выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима. Освобождение полового процесса от жидкой среды

Очень древняя. Жидкая (кровь, лимфа) или твердая, плотная (ткани). Наибольшее постоянство среды во времени из всех сред обитания

Коадаптация паразита и хозяина, симбионтов друг к другу, выработка у паразита защиты от переваривания хозяином и системы заякоривания в среде, усиление полового размножения, редукция зрения, пищеварительной системы, синхронизация биоритмов

Приспособления организмов к среде носят названия адаптаций. Этот термин широко употребляется во всевозможных толкованиях. Поэтому дадим его развернутое определение.

Адаптация (позднелатинское adaptatio – приспособление, прилаживание), это совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и др. особенностей данного биологического вида, обеспечивающая возможность специфического образа жизни в определенных условиях внешней среды.

Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще, так как обеспечивает саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации возникают и изменяются в ходе эволюции видов.

Среди приспособлений живых организмов к среде особую роль играют морфологические адаптации. Изменения в наибольшей степени затрагивают органы, находящиеся в непосредственном соприкосновении с внешней средой. Морфологический тип приспособления животного или растения к определенным условиям обитания и определенному образу жизни называют жизненной формой организма.

Организмы могут приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды активно, регулируя собственные процессы жизнедеятельности в зависимости от изменений окружающей среды. При пассивном формировании адаптаций к изменениям условий окружающей среды процессы жизнедеятельности организма подчинены этим изменениям.

Еще одним типом приспособлений организмов к изменениям условий окружающей среды является избежание этих изменений (миграции и кочевки рыб, птиц, млекопитающих и т.д.).

Адаптивные биологические ритмы :

Периодические изменения интенсивности экологических факторов влияют на формирования у живых существ адаптивных биологических ритмов:

суточных, приточно-отливных, сезонных, годовых и т.п..

Адаптивные биологические ритмы:

Характеристика биологических ритмов

Вследствие вращения Земли вокруг своей оси дважды в сутки меняется освещенность, что приводит колебаниям абиотических факторов, которые влияют на активность организмов. В частности, солнечный свет определяет периодичность фотосинтеза, испарения воды растениями, время открывания и закрывания цветков и т.п.

Приливно-отливные ритмы обусловлены вращением Луны вокруг Земли. Четко они прослеживаются у жителей приливно-отливной зоны

Это циклы, связанные с периодическими изменениями солнечной активности в течение нескольких лет. Эти ритмы выражены не так четко, как сезонные. Примером многолетних циклов массовые размножения перелетной саранчи и некоторых других животных.

Относительно любого фактора среды вид имеет диапазон устойчивости (Толерантность). Если интенсивность какого-то фактора выходит за пределы толерантности, особи вида погибают. Биологическим оптимумом называют такие условия, в которых особи вида оказываются наиболее приспособленными. Фактор, который больше влияет на выживание, называют ограничительным (лимитирующим).

2. Всё должно куда-то деваться – базируется на положении сохранения вещества и энергии.

3. Природа «знает» лучше – ориентирует на действия, согласующиеся с природными процессами, сотрудничество с природой.

4. Ничто не даётся даром – всё, что извлечено из природы, должно быть возмещено.

Закон толерантности Шелфорда(1913).

Закон толерантности, один из основополагающих принципов экологии, согласно которому присутствие или процветание каких-либо организмов в данном местообитании зависит от комплекса экологических факторов, к каждому из которых у организма существует определенный диапазон толерантности (выносливости).

Дать ответы на вопросы:

1. Дать определение: «экология». Что означает слово «экология»? Экология как наука и учебная дисциплина, предмет, объект и задачи экологии.

2. Какие методы используются в экологических исследованиях, какова взаимосвязь экологии с другими дисциплинами?

3. Что такое среда обитания и факторы среды, каковы закономерности действия факторов среды на организм?

4. Какая существует классификация экологических факторов окружающей среды, приведите примеры и дайте характеристику?

5. Как организмы приспосабливаются к существованию в разных средах?

6. Какое значение имеют биологические ритмы для живых организмов?

7. Укажите, правильным ли является утверждение о том, что любая деятельность человека всегда отрицательно влияет на природу (ответ обоснуйте)

Домашнее задание: пересказ конспекта лекции, изучить соответствующую тему учебника, подготовить сообщения по теме лекции.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник

Экология или взаимодействие организмов со средой #60

Экология как наука

Все живые организмы являются открытыми системами: через них постоянно идет поток вещества, энергии и информации. Обмен с окружающей средой является непременным условием существования живого. Влияние окружиющей среды прямо или косвенно отражается на развитии, размножении и выживании организмов. Внешняя среда не только влияет на живое, но и сама изменяется в результате жизнедеятельности организмов. Следовательно, отношения между средой и живыми организмами носят взаимный характер.

Общебиологическая наука, изучающая закономерности ‚взаимоотношений организмов друг с другом и с окружающей средой, называется экологией (oikos – жилище, дом, logos – наука). Этот термин был предложен немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г. Объектом изучения экологии являются различные уровни организации живого, начиная с популяционно-видового.

Экология решает следующие задачи:

Для решения этих задач в экологии применяют специальные методы исследования. Конкретное влияние комплекса факторов среды на развитие и жизнедеятсльность популяций изучают с помощью полевых методов путем длительного наблюдения в природе с помощью различных приборов. Экспериментальные методы позволяют устанавливать степень влияния отдельных факторов на развитие популяций. Для этого создают искусственные экологические системы (модели), аналогичные естественным. Например, аквариум может служить моделью реального водоема. Прогнозировать развитие экосистем в зависимости от изменений климата или антропогенных воздействий позволяют методы математического моделирования. В основе этих методов лежит количественный анализ наблюдений многих специалистов (биологов, гидрологов‚ климатологов и др.) в течение определенного времени. Обработка этих данных на ЭВМ позволяет предсказывать реакцию рассматриваемой экосистемы на воздействия среды и человека на многие десятилетия вперед.

Экологические факторы

Элементы окружающей среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

Одним из главных абиотических факторов является солнечный свет – основной источник энергии, поступающий на Землю. Благодаря энергии солнечных лучей в зеленых растениях происходит фотосинтез, который обеспечивает органическими веществами все гетеротрофные организмы.

Солнечное излучение неоднородно по своему составу, в нем различают инфракрасные (длина волны более 0,75 мкм), видимые (0,40 — 0,75 мкм) и ультрафиолетовые (менее 0,40 мкм) лучи. Инфракрасные лучи составляют около 45% лучистой энергии, достигающей Земли, и являются главным источником тепла, поддерживающего температуру окружающей среды. Видимые лучи составляют около 50% лучистой энергии, которая особенно необходима растениям для процесса фотосинтеза и для обеспечения видимости и ориентации в пространстве всех живых существ. Растения используют на фотосинтез менее 1% солнечной энергии, остальная ее часть рассеивается в виде тепла или отражается.

Большая часть ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 0,29 мкм задерживается озоновым слоем атмосферы. Это излучение является губительными для живого. Ультрафиолетовые лучи с большей длиной волны (0,3 — 0‚4 мкм) достигают поверхности Земли и в умеренных дозах оказывают благоприятное воздействие на животных – стимулируют синтез витамина D, пигмента кожи меланина (загар) и др.

Большинство животных способны воспринимать световые раздражения. У некоторых протистов имеются светочувствительные «глазки», с помощью которых они способны реагировать на свет (фототаксисы). Почти все многоклеточные обладают разнообразными светочувствительными органами.

По требовательности к интенсивности освещения различают светолюбивые, теневыносливые и тенелюбнвые растения.

Светолюбивые растения могут нормально развиваться только при полном освещении. Они широко распространены в сухих степях и полупустынях, где растительный покров редкий и растения не затеняют друг друга (тюльпан, гусиный лук). К светолюбивым растениям относятся и хлебные злаки, растения безлесных склонов (чабрец, шалфей) и др.

Теневыносливые растения лучше растут при прямом освещении солнечными лучами, однако способны выносить и затенение. Это лесообразующие породы (береза, осина, сосна, дуб, ель) и травянистые (зверобой, земляника) растения.

Тенелюбивые растения не выносят прямого солнечного света и нормально развиваются в условиях затенения. К таким растениям относятся лесные травы – кислица, мхи и др.

Ритмические изменения активности светового потока, связанные с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, заметно отражаются на живой природе. Реакция организмов на изменения продолжительности светового дня, выражающаяся в изменении интенсивности физиологических процессов, называется фотопериодизмом. С фотопериодизмом связаны сезонные изменения (сезонные ритмы) у всех живых организмов. Увеличение длины светового дня весной стимулирует деятельность половых желез у многих животных и определяет начало брачного периода. Укорочение светового дня осенью ведет к затуханию функции половых желез, накоплению жира, развитию густого меха у животных, перелетам птиц. Аналогично у растений с удлинением светового дня связано образование гормонов, влияющих на цветение, оплодотворение, плодоношение, образование клубней и т.д. Осенью эти процессы затухают.

В зависимости от реакции на длину светового дня растения делят на длиннодневные, цветение которых наступает при продолжительности светлого периода суток 12 и более часов (рожь, овес, ячмень, картофель); короткодневные, у которых цветение наступает, когда день становится коротким, менее 12 ч (это растения преимущественно тропического происхождения – кукуруза, соя, просо, георгины) и нейтральные, цветение которых не зависит от длины светового дня (горох, гречиха).

Суточная ритмичность у растений, обусловленная сменой дня и ночи, проявляется в периодическом открытии и закрытии цветков (хлопчатник, лен, душистый табак), усилении или ослаблении физиологических и биохимических процессов фотосинтеза, скорости деления клеток и др. Суточные ритмы, проявляющиеся в периодическом чередовании активности и отдыха, характерны для животных и человека. Всех животных можно подразделить на дневных и ночных. Большинство из них проявляют наибольшую активность днем (жаворонки, волки, зайцы), однако некоторые (летучие мыши, совы, крыланы) приспособились к активной жизни только в ночных условиях. Ряд животных обитают постоянно в полной темноте (паразиты кишечника, крот).

У человека обнаружены суточные колебания свыше трехсот показателей: температура тела, артериальное давление; свертываемость крови, активность коры головного мозга и др. У большинства людей наивысшая биоэлектрическая активность мозга наблюдается утром (с 8 до 12 ч) и вечером (между 17 и 19 ч). Людей, способных к наиболее активной работе утром, называют «жаворонками», а в вечернее и ночное время «совами».

Всех животных подразделяют на пойкилотермных (хладнокровных) и гомойотермных (теплокровных). У холоднокровных (беспозвоночные, рыбы, земноводные и пресмыкающиеся) температура тела непостоянна и зависит от температуры окружающей среды. Теплокровные животные (птицы, млекопитающие) и человек способны поддерживать постоянную температуру тела благодаря интенсивному обмену веществ, появлению теплоизолирующих покровов ( перья, мех, подкожная жировая клетчатка) и выработке в процессе эволюции особых механизмов ее регуляции. Важную роль в интенсификации обменных процессов у гомойотермных организмов сыграли такие ароморфозы, как четырехкамерное сердце, полное разделение артериальной и венозной крови и совершенные органы дыхания.

Одним из приспособлений животных к колебаниям температуры является миграция – временное переселение в более благоприятные условия (перелеты птиц, миграции рыб, насекомых и др.).

Многие виды холоднокровных животных приобрели способность переживать неблагоприятные условия (высокую или низкую температуру, отсутствие воды, пищи и др.) в состоянии оцепенения (насекомые, лягушки). Это состояние характеризуется неподвижностью животного, прекращением питания, резким снижением всех физиологических функций. Даже ряд млекопитающих (ежи, барсуки) впадают в зимнюю спячку. Пониженный уровень обмена веществ псддерживастся у них за счет запасов энергии (жира), накопленных ранее. Некоторые пустынные грызуны, черепахи и другие впадают в спячку на несколько летних месяцев, что обусловлено преимущественно недостатком воды.

Наиболее глубокое оцепенение наблюдается при анабиозе. Анабиоз (ana – вновь, bios – жизнь) такое состояние живых организмов, при котором все жизненные процессы настолько снижены, что видимые проявления жизни отсутствуют. В состоянии анабиоза повышается устойчивость организмов ко многим неблагоприятным факторам: недостатку кислорода и влаги, действию ядовитых веществ и ионизирующих излучений и др. Чаще всего анабиоз вызывают изменения температуры и влажности среды. Так, при пересыхании луж впадают в анабиоз многие бактерии (образуют споры), протисты (образуют цисты) и низшие ракообразные. В таком состоянии они могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет.

Важным лимитирующим абиотическим фактором внешней среды является влажность, так как без воды не может существовать ни один организм. Вода является универсальным растворителем и непосредственно участвует в биохимических реакциях. Ее содержание в клетках достигает 70 — 90%. Источником воды для растений и животных служат атмосферные осадки, водоемы, подземные воды, роса и туман.

По отношению к воде растения делят на три группы: гигрофиты, ксерофиты и мезофиты.

Гигрофиты – растения, населяющие места с высокой влажностью. Это растения влажных тропиков (рис, папирус), прибрежные (камыш, тростник), болот (росянка, клюква). Они не способны переносить дефицит влаги, не имеют приспособлений, ограничивающих расход воды.

Ксерофиты – растения сухих мест ( полупустынь и пустынь), способные переносить продолжительную засуху. Ксерофиты характеризуются эффективным добыванием воды, экономным ее расходованием и способностью переносить большие потери воды. Их делят на две группы: суккуленты и склерофиты. Суккуленты запасают воду в сочных мясистых листьях (алоэ) или стеблях (кактусы). Склерофиты имеют мелкие жесткие листья, покрытые толстой кутикулой, препятствующей испарению воды (ковыли, верблюжья колючка).

Мезофиты занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Они растут в местах с умеренной влажностью почвы и воздуха. Это растения лугов, лесов, большинство культурных растений.

При недостатке воды у животных и растений выработались приспособления для ее добывания и сохранения.

Растения засушливых мест имеют глубокие корни (у верблюжьей колючки до 16 м длиной), мелкие листья, покрытые толстой кутикулой, содержащие мало устьиц, видоизмененные в колючки листья. У полупустынных растений (кактусы, молочаи) имеются сочные мясистые стебли с сильно развитой водозапасающей тканью. Одним из приспособлений для снижения потерь воды является листопад.

У животных также выработался ряд приспособлений к недостатку влаги. Мелкие животные (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) довольствуются водой, поступающей вместе с пищей. Резервуаром воды для ряца животных засушливых районов служат отложения жира (горб у верблюда, жировое тело у насекомых), при окислении которого образуется необходимое количество воды. Ряд животных пустынных районов обладают способностью к длительному быстрому бегу (антилопы, куланы, сайгаки), позволяющему им совершать дальние миграции на водопой. Некоторые виды (преимущественно грызуны) перешли к ночному образу жизни, тем самым избегая перегрева и большого испарения воды.

Под биотическими факторами среды понимают компоненты живой природы, прямо или косвенно действующие на организм. Данный организм также воздействует на другие живые существа. Все виды взаимоотношений между организмами можно подразделить на конкуренцию, хищничество, антибиоз и симбиоз.

Конкурентные взаимоотношения возникают между организмами, для которых необходимы сходные условия существования. Например, саранча, грызуны и травоядные вступают между собой в конкурентные отношения из-за пищи. В конкурентные отношения могут вступать особи как одного (сосны за свет), так и разных видов (разные виды хищников за жертву).

При хищничестве наблюдается уничтожение жертвы и использование ее хищником в качестве пищи. Хищники есть среди животных всех классов хордовых (акулы, крокодилы, орлы, волки) и среди других типов (гидра, планария, морские звезды, божьи коровки). Есть хищники и среди растений (росянка).

Под антибиозом понимают такие взаимоотношения между организмами разных видов, когда особи одного вида, выделяя особые вещества, оказывают угнетающее воздействие на жизнедеятельность особей других видов. Эти вещества называются антибиотиками. Антибиотики (пенициллин, стрептомицин, биомицин), продуцируемые грибами, бактериями и другими организмами, нашли широкое применение для лечения инфекционных болезней. Некоторые высшие растения также продуцируют антибиотики, которые получили название фитонцидов. Фитонциды обычно представляют собой летучие вещества, угнетающие жизнедеятельность бактерий, грибов и протистов. Они играют большую роль в биологической очистке воздуха. Широкое применение в медицине нахошп фитонциды чеснока и лука.

Симбиозом является любое сожительство организмов разных видов. Выделяют следующие формы симбиоза: мутуализм, синойкию, комменсализм и паразитизм.

Мутуализм (взаимовыгодный симбиоз) – это сожительство организмов разных видов, приносящее взаимную пользу. Например, тело лишайников представляет собой симбиоз автотрофных протистов и грибов, микориза – симбиоз корневых волосков и гифов грибницы.

Синойкия (квартирантство) – сожительство, при котором особь одного вида использует особь другого вида только как жилище, не принося своему «живому дому» ни пользы, ни вреда. Например, пресноводная рыбка горчак откладывает икринки в мантийную полость двустворчатых моллюсков.

Комменсализм (нахлебничество) – сожительство организмов разных видов, при котором один организм использует другой как жилище и источник питания, но не причиняет ему вреда. Например, в желудочно-кишечном тракте человека находится большое количество бактерий и протистов, питающихся остатками пищи и не причиняющих вреда хозяину.

Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека. Человек изменяет окружающую среду в соответствии со своими потребностями. Антропогенный фактор начал действовать при переходе человечества от собирательства к земледелию и охоте, но его влияние на природу особенно возросло в последнее время в связи с интенсивным развитием промышленности и сельского хозяйства и может быть как положительным, так и отрицательным.

Положительное воздействие человека проявляется в посадке лесов, парков, садов, создании и разведении высокопродуктивных новых сортов растений и пород животных, создании и охране заповедников, заказников и т.п.

Отрицательное влияние людей на природу остается все еще достаточно интенсивным: вырубаются лесные массивы, осушаются вековые болота, мелеют реки, происходит эрозия почв, загрязнение воды, почвы и воздуха отходами, нефтепродуктами, синтетическими веществами, радиоактивными изотопами и др.

Воздействие факторов на организм

Следует учитывать, что на отдельные организмы и их популяции одновременно воздействуют все факторы, создающие определенный комплекс условий среды, в котором могут обитать те или иные организмы. Отдельные факторы могут усиливать или ослаблять действие других факторов. Например, при оптимальной температуре повышается выносливость организмов к недостатку влаги и пищи; в свою очередь обилие пищи увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным климатическим условиям.

Степень влияния факторов окружающей природы зависит от силы их действия. При оптимальной силе воздействия данный вид нормально живет, размножается и развивается (экологический оптимум, создающий наилучшие условия жизни). При значительных отклонениях от оптимума как в сторону повышения силы фактора, так и в сторону ее понижения жизнедеятельность организмов угнетается. Максимальное и минимальное значение фактора, при которых еще возможна жизнедеятельность, называется пределами выносливости.

Фактор, интенсивность которого приближается к пределу выносливости или превышает его, называется лимитирующим (ограничивающим жизнедеятельность). Если интенсивность хотя бы одного экологического фактора выходит за пределы выносливости, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, организмам грозит гибель.

Оптимальное значение фактора, как и пределы выносливости, неодинаковы для разных видов и даже для отдельных особей одного и того же вида. Одни виды обладают широким диапазоном выносливости, другие узким. Например, сосна может расти на песках и на болотах, а кувшинка без воды погибает.

Схема действия экологического фактора

Значение факторов внешней среды неравноценно. Например, зеленые растения не могут существовать без света, диоксида углерода и минеральных солей. Животные не могут жить без пищи и кислорода. Некоторые факторы могут быть относительно безразличны для растительных и животных организмов, например содержание азота в атмосфере.

Сочетание условий среды, обеспечивающих усиленный рост, развитие и размножение каждого организма (популяции, вида), называют экологическим (биологическим) оптимумом. Создание условий экологического оптимума при выращивании сельскохозяйствснных растений и животных позволяет значительно повышать их продуктивность.

Среды жизни

На Земле имеется четыре основные среды жизни: водная, наземо-воздушная, почвенная и живой организм.

Водная среда (гидросфера) первичная среда жизни, занимающая 71% площади нашей планеты. Вода обладает большой плотностью (в 1300 раз плотнее воздуха), теплоемкостью (в 500 раз больше воздуха) и теплопроводностью (в 30 раз выше воздуха). В зависимости от содержания растворенных солей воды подразделяют на: пресные, солоноватые, морские и пересоленные. В воде растворяются и газы. Кислорода в воде содержится в 30 раз меньше, чем в том же объеме воздуха. Организмы, живущие в воде, называются гидробионтами. Лимитирующими факторами жизни в глубоких слоях воды являются низкое содержание кислорода, отсутсвие света, высокое давление и соленость.

Адаптациями к недостатку кислорода в водной среде являются:

Адаптации к высокой плотности среды могут быть разными:

Наземно-воздушная среда характеризуется низкой плотностью, малой подъемной силой, низкой сопротивляемостью движению. Наземные организмы живут в условиях относительно низкого и почти постоянного давления. Воздух быстро нагревается и быстро охлаждается. Воздух обладает высокой подвижностью как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, что обусловливает быстрое изменение влажности и температуры в широких пределах. Различные сочетания температуры, влажности, осадков, освещенности, силы и направления ветров создают разные климатические условия, к которым должны приспосабливаться обитатели суши.

У наземных обитателей хорошо развиты опорные системы (наружный и внутренний скелет у животных, механическая ткань у многих растений). Большинство обитателей суши приспособились к быстрому передвижению (птицы, млекопитающие). Подвижность воздуха используется растениями (споры, семена) и животными (пауки) для пассивного расселения. Выработанная в процессе эволюции наземных животных способность к внутреннему оплодотворению сделала их независимыми от наличия воды. Силы земного притяжения ограничили размеры и массу наземных обитателей по сравнению с водными (масса слона – 5 т, синего кита – 150 т).

Почва состоит из твердых частиц, между которыми находятся воздух и вода. Верхний слой почвы содержит перегной, средний – вымытые из верхнего слоя вещества, а нижний – материнскую породу. В верхнем слое почвы содержится много кислорода и мало диоксида углерода, с глубиной количество O₂ уменьшается, а количество СО₂ возрастает. Почвенные животные имеют компактное тело и слабо развитые органы зрения. Мелкие животные (клещи, насекомые) испопользуют для передвижения коготки на лапках, средние и крупные (медведки, кроты) – копательные конечности.

Любой организм может служить средой обитания для организмов других видов – паразитов. Адаптации к паразитическому образу жизни довольно многочисленны:

Приспособленность организмов к жизни в разных средах является результатом длительного действия естественного отбора.

Источник