Адаптации живых организмов к экологическим факторам

Группы биотических факторов

В свою очередь, ученый-биолог Владимир Беклемишев разделил такие факторы на четыре основных группы:

· по изменению среды обитания – тропические;

· по пищевым предпочтениям – трофические;

· по местам обитания – фабрические;

· по переносу – форические.

Биотические факторы в фауне и флоре

Различают факторы:

· фитогенные;

· зоогенные.

Воздействия растений принято называть фитогенными. Такое взаимодействие способно влиять на окружающую среду и изменять ее. Так известно, что занимая большие просторы и затеняя своими кронами землю, деревья защищают ее от радиации, или же, вытисняя солнцелюбивые виды, дают возможность разрастаться тенелюбивой флоре.

Влияние животных на среду обитания и друг друга называют – зоогенными. Хищные виды регулируют количество травоедов и их ареал обитания, а травоядные разносят семена растений, таким образом, распространяют их на большие расстояния.

Ингибирующие факторы:

Отрицательное средообразование

Выделение ингибитором в окружающую среду веществ, отрицательно воздействующих на вид-аменсал (аллелопатия)

Об аллелопатии обязательно поговорим более подробно в следующей статье. Это очень интересно и полезно не только для подготовки к ЕГЭ, но и для накопления опыта совместных посадок растений на даче. Сегодня я приведу примеры аменсализма, когда ингибирующим фактором является отрицательное средообразование.

1. Цветение воды - процесс развития фитопланктона, вызывающее изменение цвета воды, происходит при быстром размножении водорослей в жаркую погоду. Часто цветение воды связано с интенсивным размножением сине-зеленых водорослей (цианобактерий).

При цветении воды лучи солнца не могут проникать вглубь водоема сквозь толщу зелени, у донных растений резко ослабляется фотосинтез и, как следствие, происходит массовый замор рыб.

Сине-зеленые водоросли также выделяют токсины (альготоксины), концентрация которых резко возрастает при цветении воды.

Альготоксины:

Анатоксин

Неосакситоксин

Сакситоксин

Микроцистин

Токсин LR

Альготоксины - основные показатели загрязнения воды. Их присутствие делает воду непригодной для питья и даже ядовитой для всех животных обитателей водоема и для человека. Известны случаи отравления домашних животных на водопое при попадании в пищеварительный тракт как фитопланктона, так и самой воды. Категорически нельзя есть и рыбу, выловленную из таких водоемов, поскольку она инфицирована альготоксинами и ею можно отравиться. Так, токсин LR иногда называют фактором быстрой смерти. Описаны случаи смерти людей после купания в водоеме с масштабным цветением цианобактерий.

Симптомы отравления альготоксинами:

Тошнота

Боли в желудке

Спазмы кишечника

Рвота

Понос

Головная боль

Боли в мышцах и суставах

2. Деревья-доминанты в лесу влияют на виды мохового и травяного ярусов. Под пологом деревьев уменьшается освещенность, повышается влажность воздуха. При разложении опада деревьев почвы обедняются, поскольку при этом образуются кислоты, способствующие вымыванию элементов минерального питания вглубь почвенного слоя. Этот процесс особенно активен в таежном еловом лесу, так как ель - сильный средообразующий вид. Когда деревья становятся настолько большими, что сквозь них не проникает солнечный свет, они препятствуют росту или вызывают гибель многих растений в нижних ярусах леса.

3. Сфагновые мх и отличаются большой влагоемкостью. Это связано с особенностью внутреннего строения листьев сфагнума, которые образованы двумя видами клеток. Одни – зеленые, содержащие хлоропласты, другие – мертвые, пустые и могут запасать в себе большое количество воды и воздуха. Благодаря мертвым клеткам масса мха увеличивается и это приводит к заболачиванию лесов. Сфагновые мхи быстро растут, повышается уровень поверхности болота и происходит постепенное погребение в его толще многолетних живых органов растений. Таким образом, сфагнум выступает как ингибитор. Многолетние растения погибают или вынуждены перемещать свои корни вверх и к более сухим участкам болота.

Адаптации живых организмов к экологическим факторам

 

Эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность в условиях динамичных экологических факторов, называются адаптациями. Особи, не приспособленные к данным или изменяющимся условиям, вымирают.

Различают различные формы адаптации:

1) Морфологические адаптации. Примеры: приспособление формы тела организмов, обитающих в воде, к быстрому плаванию, например, у млекопитающих китообразных и рыбообразных акул, что характерно для жизненной формы; приспособление строения растений, обитающих в пустыне, к минимальной потере влаги за счет отсутствия листьев.

2) Физиологические адаптации. Они заключаются, например, в особенностях ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемого возможным составом пищи. Обитатели пустынь способны удовлетворять потребность во влаге путем биохимического окисления жиров.

3) Поведенческие (этологические) адаптации. Проявляются в различных формах. Так, существуют формы приспособительного поведения животных, направленные на обеспечение нормального теплообмена с окружающей средой: создание убежищ, передвижение с целью выбора оптимальных температурных условий. Например, суточные и сезонные кочевки млекопитающих и птиц.

 

Примеры приспособленности организмов к внешней среде.

 

Популяции некоторых видов живых организмов избегают или снижают конкуренцию переселением в другой регион с приемлемыми для себя условиями либо переходом на более труднодоступную или трудноусваиваемую пищу, либо сменой времени или места добычи корма. Так, например, ястребы питаются днем, совы - ночью; львы охотятся на более крупных животных, а леопарды - на более мелких; для тропических лесов характерна сложившаяся стратификация животных и птиц по ярусам.

Благодаря покровительственной окраске организм становится трудно различимым и, следовательно, защищенным от хищников. Яйца птиц, откладываемые на песок или на землю, имеют серый и бурый цвет с пятнышками, сходный с цветом окружающей почвы. В тех случаях, когда яйца недоступны для хищников, они обычно лишены окраски. Гусеницы бабочек часто зеленые, под цвет листьев, или темные, под цвет коры или земли. Донные рыбы обычно окрашены под цвет песчаного дна (скаты и камбалы). При этом камбалы обладают еще способностью менять окраску в зависимости от цвета окружающего фона. Способность менять окраску путем перераспределения пигмента в покровах тела известна и у наземных животных (хамелеоны). Животные пустынь имеют, как правило, желто - бурую или песочно-желтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна как насекомым (саранча) и мелким ящерицам, так и крупным копытным (антилопы) и хищникам (лев).

Вариант покровительственной окраски - расчленяющая окраска в виде чередования на теле светлых и темных полос и пятен. Зебры и тигры плохо видны уже на расстоянии 50 - 70 м из-за совпадения полос на теле с чередованием света и тени в окружающей местности. Расчленяющая окраска нарушает представления о контурах тела.

Защиту животных от врагов в ряде случаев обеспечивает предостерегающая окраска. Яркая окраска обычно характерна для ядовитых животных и предупреждает хищников о несъедобности объекта их нападения.

Эффективность предупреждающей окраски явилась причиной очень интересного явления - подражания (мимикрии). Мимикрией называется сходство беззащитного и съедобного вида с одним или несколькими неродственными видами, хорошо защищенными и обладающими предостерегающей окраской. Явление мимикрии распространено у бабочек и у других насекомых. Известны жуки, мухи, бабочки, копирующие ос, пчел, шмелей. Мимикрия встречается и у позвоночных животных - змей. Во всех случаях сходство является чисто внешним и направлено на формирование определенного зрительного впечатления у потенциальных врагов. Для видов - подражателей важно, чтобы их численность была невелика по сравнению с моделью, которой они подражают, иначе у врагов не будет выработан устойчивый отрицательный эффект на предостерегающую окраску. Низкая численность мимикрирующих видов поддерживается высокой концентрацией летальных генов в генофонде.

Защитное действие покровительственной окраски или формы тела повышается при сочетании ее с соответствующим поведением. Отбор уничтожает особей, поведение которых демаскирует их, делая заметными.

Приспособительное значение имеет также сходство формы тела с окружающей средой. Известны жуки, напоминающие лишайники; цикады, сходные с шипами тех кустарников, среди которых они живут. Насекомые - палочники похожи на небольшую бурую или зеленую веточку.

Кроме защитной окраски у животных и растений наблюдаются и другие средства пассивной защиты. У растений нередко образуются иглы и колючки, защищающие их от нападения травоядными животными. Такую же роль играют ядовитые вещества, обжигающие волоски (крапива). Кристаллы щавелевокислого кальция, образующиеся в клетках некоторых растений, защищают их от поедания гусеницами, улитками и даже грызунами. Образования в виде твердого хитинового покрова у членистоногих (жуки, крабы), раковин у моллюсков, чешуи у крокодилов, панциря у броненосцев и черепах хорошо защищают их от многих врагов. Этому же служат иглы ежа и дикобраза. Все эти приспособления могли появиться лишь в результате естественного отбора, т. е. преимущественного выживания лучше защищенных особей.

Путем естественного отбора возникают и совершенствуются приспособления, облегчающие поиск пищи или партнера для размножения. Поразительно чувствительны органы химического чувства насекомых. Самцов непарного шелкопряда привлекает запах ароматической железы самки с расстояния 3 км. У некоторых бабочек чувствительность рецепторов вкуса в 1000 раз превосходит чувствительность рецепторов человеческого языка. Ночные хищники, например совы, превосходно видят в темноте. У некоторых змей хорошо развита способность к термолокации. Они различают на расстоянии объекты, если разница их температур составляет всего 0,2 С.

Вид занимает свою экологическую нишу, чтобы выполнять отвоеванную им у других видов функцию только ему присущим способом, осваивая, таким образом, среду обитания и в то же время формируя ее. Природа очень экономна: даже два вида, занимающих одну и ту же экологическую нишу, не могут устойчиво существовать. В конкурентной борьбе один вид вытеснит другой.

Экологическая ниша как функциональное место вида в системе жизни не может долго пустовать - об этом говорит правило обязательного заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Экологическая ниша как функциональное место вида в экосистеме позволяет форме, способной выработать новые приспособления, заполнить эту нишу, однако иногда это требует значительного времени. Нередко кажущиеся специалисту пустующие экологические ниши - лишь обман. Поэтому человек должен быть предельно осторожен с выводами о возможности заполнения этих ниш путем акклиматизации (интродукции).

Акклиматизация - это комплекс мероприятий по вселению вида в новые места обитания, проводимый в целях обогащения естественных или искусственных сообществ полезными для человека организмами. Расцвет акклиматизаторства пришелся на двадцатые - сороковые годы двадцатого столетия. Однако по прошествии времени стало очевидно, что либо опыты акклиматизации видов были безуспешны, либо, что хуже, принесли весьма негативные плоды - виды стали вредителями или распространяли опасные заболевания. Например, с акклиматизированной в европейской части дальневосточной пчелой были занесены клещи, явившиеся возбудителями заболевания варроатоза, погубившего большое число пчелосемей. Иначе и не могло быть: помещенные в чужую экосистему с фактически занятой экологической нишей новые виды вытесняли тех, кто уже выполнял аналогичную работу. Новые виды не соответствовали нуждам экосистемы, иногда не имели врагов и поэтому могли бурно размножаться.

Классическим примером тому является интродукция кроликов в Австралию. В 1859 году в Австралию из Англии для спортивной охоты завезли кроликов. Природные условия оказались для них благоприятными, а местные хищники - динго - не опасными, так как бегали недостаточно быстро. В результате кролики расплодились настолько, что на обширных территориях уничтожили растительность пастбищ. В некоторых случаях введение в экосистему естественного врага заносного вредителя приносило успех в борьбе с последним, но здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд. Завезенный враг совершенно необязательно сосредоточится на истреблении своей привычной добычи. Например, лисы, интродуцированные в Австралию для уничтожения кроликов, нашли в изобилии более легкую добычу - местных сумчатых, не доставляя запланированной жертве особых хлопот.

Таким образом, строение живых организмов очень тонко приспособлено к условиям существования. Любой видовой признак или свойство носит приспособительный характер, целесообразен в данной среде, в данных жизненных условиях. Приспособления не появляются в готовом виде, а представляют результат отбора случайных наследственных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в конкретных условиях среды.

       АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Содержание:

1. Типы антропогенных воздействий

2. Виды антропогенных влияний

3. Отрицательные последствия антропогенных факторов

4. Положительные последствия антропогенных факторов

Человек, являясь неотъемлемой частью природы, постоянно так или иначе воздействует на неё. И далеко не всегда его хозяйственная деятельность благоприятно сказывается на окружающей среде. Загрязнение рек, уничтожение мест обитания животных, истребление редких видов - это лишь малая часть негативных последствий антропогенных влияний на природу. Но существуют и положительные примеры. Расскажем подробнее об основных антропогенных факторах и их воздействии на живой мир нашей планеты.