Экологические факторы. Адаптация живых организмов

4. Коэффициент суммарного  водопотребления – количество  воды, расходуемое растением и почвой на создание единицы биомассы (для луговых трав – 350-400 м3 воды на одну тонну биомассы);

Нарушение водного режима, загрязнение поверхностных вод опасно, а в некоторых случаях губительно для цензов. Изменение круговорота воды в биосфере может привести к непредсказуемым последствиям для всех живых организмов.

Свет.

Свет, есть одна из форм энергии. По первому закону термодинамики, или закону сохранения энергии, энергия может переходить из одной формы в другую. По этому закону, организмы являются термодинамической системой постоянно обменивающейся с окружающей средой энергией и веществом. Организмы, на поверхности Земли подвергаются воздействию потока энергии, в основном солнечной энергий, а также и длинноволного теплового излучения космических тел. Оба эти фактора определяют климатические условия среды (температура, скорость испарения воды, движение воздуха и воды). На биосферу из космоса падает солнечный свет с энергией 2 кал. на 1см2 в 1 мин. Эта так называемая солнечная постоянная. Этот свет, проходя через атмосферу, ослабляется и до поверхности Земли в ясный полдень может дойти не более 67% его энергии, т.е. 1,34 кал. на см2 в 1мин. Проходя через облачный покров, воду и растительность, солнечный свет еще больше ослабляется, и в нем значительно изменяется распределение энергии по разным участкам спектра.

Степень ослабления солнечного света и космического излучения зависит от длины волны (частоты) света. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,3 мкм почти не проходит через озоновый слой (на высоте около 25 км). Такое излучение опасно для живого организма в частности для протоплазмы.

В живой природе свет единственный источник энергии, все растения, кроме бактерий? фотосинтезируют, т.е. синтезируют органические вещества из неорганических веществ (т.е. из воды, минеральных солей и СО2 -- при помощи лучистой энергии в процессе ассимиляции). Все организмы зависят в питании от земных фотосинтезирующих, т.е. хлорофиллоносных растений.

Свет как экологический фактор делится на ультрафиолетовый с длиной волны - 0,40 - 0,75 мкм и инфракрасный с длиной волны больше этих величии.

Действие этих факторов зависит от свойства организмов. Каждый вид организма адаптирован к тому или иному спектру длиной волны света. Одни виды организмов адаптировались к ультрафиолетовым, а другие к инфракрасным.

Некоторые организмы способны различить длину волны. Они обладают специальными световоспринимаемыми системами и имеют цветное зрение, которые имеют огромное значение в их жизнедеятельности. Многие насекомые чувствительны к коротковолновому излучение, которое человек не воспринимает. Ночные бабочки хорошо воспринимают ультрафиолетовые лучи. Пчелы и птицы точно определяют свое местонахождение и ориентируются на местности даже ночью.

Организмы сильно реагируют и на интенсивность света. По этим признакам растения делятся на три экологические группы:

1. Светолюбивые, солнцелюбивые или  гелиофиты, - которые способны нормально развиваться только под солнечными лучами.

2. Тенелюбивые, или сциофиты - это  растения нижних ярусов лесов  и глубоководные растения, например, ландыши и другие.

При снижении интенсивности света замедляется и фотосинтез. У всех живых организмов существуют пороговые чувствительности интенсивности света, а также к другим экологическим факторам. У различных организмов пороговая чувствительность к экологическим факторам неодинакова. Например, интенсивный свет тормозит развитие мух дрозофил, даже вызывает их гибель. Не любят свет и тараканы, и другие насекомые. У большинства фотосинтетических растений при слабой интенсивности света идет торможение синтеза белков, а у животных тормозятся процессы биосинтеза.

3. Теневыносливые или факультативные  гелиофиты. Растения, которые хорошо растут и в тени и на свету. У животных эти свойства организмов называются светолюбивые (фотофилы), тенелюбивые (фотофобы), эврифобные - стенофобные.

5. Общие закономерности действия факторов среды на организмы.

1. Принцип совокупного действия факторов — все факторы действуют на организм одновременно и в комплексе.

2. Закон оптимума — возрастание напряженности экологического фактора или совокупности факторов начинается с предельно малых величин, вызывает в начале увеличение эффекта, а после достижения некоторой величины дальнейшее нарастание оказывает отрицательное воздействие на жизнедеятельность данного организма. Способность организмов переносить отклонения факторов среды от оптимальных доз называется толерантностью.

3. Правило ограничивающего фактора (закон минимума Либиха) – элементы, которые отсутствуют или находится в минимуме, препятствуют другим элементам достичь полного эффекта.

4. Принцип незаменимости факторов — действие одного фактора может быть изменено, но не заменено другим.

 

 

6. Реакции организма на действие факторов.

1. Правило предварения Алехина – растения с широким ареалом в ее южной части занимают северные склоны, в северной – южные, а в центральной части ареала – все формы рельефа.

2. Правило смены места обитания или ярусов – мезофильные виды насекомых с широким ареалом на севере занимают более сухие места обитания, а на юге – более влажные. Древогрызущие насекомые на севере занимают верхние ярусы, на юге – нижние.

3. Правило Бергмана – виды млекопитающих  (теплокровных в целом) с широким ареалом, или близкородственные виды на севере имеют более крупные размеры, чем на юге (соотношение объема и площади поверхности меняется не одинаково. С увеличением размеров животного, объем увеличивается значительней, чем плошать поверхности – позволяет экономить тепло).

4. Правило Аллена – особи одного вида с широким ареалом или особи близкородственных видов на юге имеют более выступающие части, чем на севере (касается теплокровных). Пример – писец – рыжая лисица – лисица фенека.

5. Правило изменения соотношения между шириной древесины и луба (Еремина) – при ухудшении условий в сторону экстремальных (освещенности, влажности, тепла) соотношение между шириной годичных слоев древесины и луба изменяется. Их ширина уменьшается, а соотношение меняется от 1:6 (8) в нормальных условиях до 1:1 в экстремальных условиях.

 

 

Заключение.

Рассуждая по принципу аналогии, можно предположить, что так же как окружающая среда воздействует на нас, вынуждая нас искать способы приспособления к ней, также и мы можем воздействовать на клетки наших организмов, как надсистема, вынуждая их приспосабливаться к внешним для них условиям теми способами, которые мы от них ожидаем и которые по каким-то причинам нам необходимы.

Адаптация к факторам, повторяющимся без строгой периодичности, формируется гораздо сложнее. Тем не менее, чем более характерен данный фактор для природы (например, пожары, сильные бури, землетрясения), тем больше конкретных механизмов адаптаций находит для них жизнь.

Если бы все живые организмы не могли бы приспосабливаться и мутировать к изменению экологических факторов, то скорее всего, все бы уже  вымерли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1979. - 352 с.

2. Риклефс Р. Основы общей экологии. - М.: Мир, 1979. - 424 с.

3. Степановских А.С. Экология. - Курган: ГИПП «Зауралье», 1997. - 616 с.

4. Христофорова Н.К. Основы экологии. - Владивосток: Дальнаука, 1999. -517 с.