АДАПТАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ

Адаптации (приспособления) живых организмов к экологическим факторам вырабатываются в процессе длительной эволюции и естественного отбора и закрепляются в генах. При этом образуется совокупность наследственных признаков данного вида − его генофонд. Адаптация живых организмов происходит в определенных генетических пределах, характерных для каждого вида.

Адаптация развивается под действием трех основных факторов: наследственность, изменчивость и естественный (искусственный) отбор. Выделяют следующие виды адаптации.

Морфологическая адаптация – это изменение строения тела. Например, форма тела глубоководных рыб приспособлена для существования при высоких давлениях. Мелководные рыбы имеют прозрачное тело, что является их средством защиты от хищников.

Физиологическая адаптация – изменение строения внутренних органов. Например, теплокровные животные за счет слоя жира и теплоизолирующего покрова (меха, пуха, перьев) способны выдерживать очень низкие температуры до − 50⁰ С.

Поведенческая этологическая адаптация – это изменение поведения. В ходе поведенческих адаптаций организм программирует свои жизненные циклы таким образом, чтобы максимально использовать благоприятные условия среды. Живые организмы приспосабливаются к смене суток, вырабатывая внутренние «биологические часы». Эти часы определяют процессы приема пищи, сна, периоды активности и т.д.

Живые организмы хорошо адаптированы к периодическим факторам. Непериодические факторы могут вызвать болезни организма, и даже смерть. Однако, длительное воздействие непериодических факторов – вызывать к ним адаптацию.

При изменении любого из экологических факторов вид выживает по одному из трех способов:

- переход в состояние временной пониженной физиологической активности (спячка, оцепенение, анабиоз). Снижение физиологической активности, позволяет экономить энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности организма. Например, в период спячки у животных значительно снижается уровень обмена веществ и потребление кислорода (в 10-20 раз), а млекопитающие (особенно пресмыкающиеся, земноводные и большинство беспозвоночных) впадают в глубокое оцепенение. Еще один из способов приспособления к неблагоприятным условиям является анабиоз (греч. anabiosis - оживление, возвращение к жизни) - состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедляются, что отсутствуют все видимые признаки жизни;

- поддержание постоянства внутренней среды организма, несмотря на колебания воздействий внешних факторов;

- миграция, т.е. перемещение, вызываемое сменой условий существования, активный поиск других, более благоприятных мест обитания. Миграции бывают суточными, связанными со сменой освещённости, температуры, влажности и других факторов в течение суток, и осуществляются многими животными на сравнительно небольшие расстояния и сезонные, связанные со сменой сезона и большими расстояниями.

 

ЭКОСИСТЕМА – ОСНОВНАЯ СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА ЭКОЛОГИИ

 

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ЭКОСИСТЕМ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

 

Впервые термин " Экосистема" был предложен в 1935 году английским экологом А. Тенсли. Экосистема – это основная структурная единица экологии, представляет собой единый природный или природно-антропогенный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные экологические компоненты, объединены причинно-следственными связями, обменом веществ и распределением потока энергии. Экосистемы очень разнообразны. Существует несколько классификаций экосистем.

По происхождению различают следующие типы экосистем.

1. Природные (естественные) экосистемы - это такие экосистемы, в которых биологический круговорот протекает без прямого участия человека. По энергетическому признаку они делятся на два вида:

- экосистемы, полностью зависящие от прямого солнечного излучения, получающие мало энергии, и поэтому малопродуктивны. Однако они крайне важны, так как занимают огромные площади, на которых очищаются большие объемы воздуха, формируются климатические условия и т.д.

- экосистемы, получаемые энергию и от Солнца, и от других естественных источников. Данные экосистемы намного продуктивнее первых.

2. Антропогенные (искусственные) экосистемы - экосистемы, созданные человеком, которые способны существовать только при поддержке человека. Среди данных экосистем выделяют:

- агроэкосистемы (греч. agros - поле) - искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека;

- техноэкосистемы - искусственные экосистемы, возникающие в результате промышленной деятельности человека;

- урбаноэкосистемы (лат. urbanus - городской) - экосистемы, возникающие в результате создания поселений человека. В индустриально-городских экосистемах энергия топлива не дополняет, а заменяет солнечную энергию. Потребность в энергии плотно заселенных городов на 2-3 порядка больше того потока, который поддерживает жизнь в эстественных экосистемах, движимых Солнцем. Существуют и переходные между природными и антропогенным типы экосистем, например, экосистемы естественных пастбищ, используемых человеком для выпаса сельскохозяйственных животных. Все экосистемы взаимосвязаны и взаимозависимы. Существует классификация естественных экосистем в зависимости от природных и климатических условий, основанная на преобладающем типе растительности в крупных регионах-биомах. Биом – совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтно-географической зоне. Биом характеризуется основным типом климата, растительности или особенностями ландшафта. К основным типам природных экосистем и биомов (по Ю. Одуму, 1986) относятся следующие наземные экосистемы:

- вечнозеленый тропический дождевой лес;

- полувечнозеленый тропический лес (выраженный влажный и сухой сезоны);

- пустыня травянистая кустарниковая;

- чапараль – районы с дождливой зимой и засушливым летом;

- тропические злаковники (грасленд) и саванна;

- степь умеренной зоны;

- листопадный лес умеренной зоны;

- бореальные хвойные леса;

- тундра арктическая и альпийская.

В водных местообитаниях, где растительность малозаметна, в основе выделения экосистем находятся гидрологические и физические особенности среды, например " стоячая вода", " текучая вода". Водные экосистемы делятся на пресноводные и морские.

Пресноводные экосистемы:

- ленточные (стоячие воды) – озера, пруды и т.д.;

- лотические (текучие воды) – реки, ручьи и т.д.;

- заболоченные угодья – болота и болотистые леса.

Морские экосистемы:

- открытый океан (пелагическая экосистема);

- воды континентального шельфа (прибрежные воды);

- районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством);

- эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек и др.);

- глубоководные рифтовые зоны.

 

СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМ

Несмотря на огромное разнообразие экосистем – от тропических лесов до пустынь, им свойственна одинаковая биотическая структура.

Все экосистемы включают одни и те же основные компоненты, взаимодействующие друг с другом.

Продуценты (лат. producens – cоздающий, производящий) – производители первичной продукции. По типу питания они являются автотрофами (гр.autos - сам, trophe – пища), которые подразделяются на фото- и хемоавтотрофов.

Фотоавтотрофы используют в качестве источника энергии солнечный свет, а в качестве питательного материала – диоксид углерода атмосферы и воду. Солнечную энергию способны непосредственно использовать только клетки зеленых растений, одноклеточных водорослей, зеленых и пурпурных растений. За счет этой энергии они синтезируют органические соединения: углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты т.д. Такой биосинтез, который происходит благодаря энергии света, и называют фотосинтезом.

Хемоавтотрофы используют энергию, выделяющуюся при химических реакциях окисления различных неорганических соединений: сероводорода, оксида железа и др. К этой группе принадлежат хемотрофные бактерии: нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов), серобактерии (окисляют сероводород до сульфатов) и др.

Консументы (лат. соnsumе - потреблять, съедать) - живые организмы, не способные строить своё тело на базе использования неорганических веществ, требующие поступления органического вещества извне, в составе пищи. Консументы - это гетеротрофные организмы, живущие за счет органических веществ, синтезированных фото- или хемоавтотрофами. Различают консументов первого порядка - растительноядные виды животных (фитофаги), второго и больших порядков - плотоядные (зоофаги), хищники. Кроме того, их делят на фаготрофов (гр. phagos - пожирающий) и сапротрофов (гр. sapros – гнилой).

Фаготрофы питаются непосредственно растительными или животными организмами. К ним относятся крупные животные – макроконсументы.

Сапротрофы (сапрофаги) используют для питания органическое вещество мертвых остатков.

Редуценты (деструкторы) (лат. redicens - возвращающий, восстанав­ливающий) - организмы, минерализирующиеся органические остатки в неорганические вещества в ходе своей жизнедеятельности, пригодные для использования продуцентами. Минерализация органических веществ частично идет у всех живых организмов: в процессе дыхания выделяется углекислый газ, из организма выводятся вода, минеральные соли, аммиак и т.д., но одновременно выделяются и органические вещества. Истинными редуцентами, завершающими цикл разрушения органических веществ, считаются такие организмы, которые выделяют во внешнюю среду только неорганические вещества, пригодные к использованию продуцентами. К редуцентам относятся грибы и многие виды бактерий. Поскольку грибы и бактерии получают необходимую энергию, разлагая мертвое органическое вещество (детрит), их называют детритофагами.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: