Vzorci interakcije med organizmi in okoljem. življenjski prostor in delovanje okoljskih dejavnikov. Mrežni projekti na področju okoljske vzgoje Vzorci delovanja okoljskih dejavnikov na organizme

žival

zemlja-zrak

voda

Tla

Drugi organizmi

beli morski pes

travna žaba

navadni mol

Človeški ascaris

Rakova reka

Morska zvezda

Amoeba dizenterija

Deževnik

raca mlakarica

Deževnik

Pesna ogorčica

4. Svetloba.

5. Oranje zemlje.

6. Slanost.

7. Volk v gozdu.

8. Svinjska trakulja v telesu.

9. Onesnaževanje vode z naftnimi derivati.

10. Bolhe v živalskem kožuhu.

11. Izpušni plini avtomobilov.

12. Zakopavanje radioaktivnih odpadkov v zemljo.

2. Pogovor o vprašanjih.

- Kaj ste se novega naučili v lekciji?

Kaj ste se naučili s študijem osnov ekologije?

Kje lahko uporabite svoje znanje, veščine in sposobnosti?

3. Določanje vrst okoljskih interakcij (delo na kartah).

V. Domača naloga: učbenik, povzetek, pripravi diagrame in risbe biotskih odnosov.

Habitat- del narave (skupek določenih stanj žive in nežive narave), ki neposredno obdaja živi organizem in neposredno ali posredno vpliva na njegovo stanje: rast, razvoj, razmnoževanje, preživetje itd.

Pogoji obstoja je celota življenja potrebni dejavniki okolja, brez katerih živ organizem ne more obstajati (svetloba, toplota, vlaga, zrak, prst itd.).

Okoljski dejavniki in njihova razvrstitev

Okoljski dejavniki- to je posamezne elemente habitati, ki lahko vplivajo na organizme, populacije in naravne združbe ter v njih povzročajo prilagoditvene reakcije (prilagoditve).

❖ Razvrstitev okoljskih dejavnikov glede na naravo delovanja:

■ periodični dejavniki(delujejo stalno in imajo dnevni, sezonski in letni cikel: menjava dneva in noči, plimovanje, menjava letnih časov itd.);

■ neperiodični dejavniki(na organizme ali populacije delujejo nenadoma, epizodično);

❖ Razvrstitev okoljskih dejavnikov po izvoru:

■ abiotski dejavniki- vsi dejavniki nežive narave: fizično , oz podnebne (svetloba, temperatura, vlažnost, tlak), edafski , oz tla in tla (mehanska zgradba prsti, njena mineralna sestava), topografska ali orografska (relief), kemična (slanost vode, plinska sestava zraka, pH prsti in vode) itd.;

■ biotski dejavniki- različne oblike vpliva nekaterih živih organizmov na vitalno aktivnost drugih. Hkrati lahko nekateri organizmi služijo kot hrana drugim, so njihov življenjski prostor, spodbujajo razmnoževanje in naselitev, izvajajo mehanske, kemične in druge učinke;

■ antropogenih dejavnikov- različne oblike človekove dejavnosti, ki spreminjajo naravo kot življenjski prostor za druge vrste ali neposredno vplivajo na njihovo življenje (onesnaževanje okolja z industrijskimi odpadki, lov ipd.).

Vzorci delovanja okoljskih dejavnikov na organizme

❖ Narava vpliva okoljskih dejavnikov na organizme:

■ kako dražilne snovi povzročajo prilagoditvene spremembe fizioloških in biokemičnih funkcij;

■ kako omejevalniki ugotoviti nemožnost obstoja določenih organizmov v danih razmerah;

■ kako modifikatorji ugotavljati morfološke, strukturno-funkcionalne in anatomske spremembe v organizmih;

■ kako signali kažejo na spremembe drugih dejavnikov okolja.

❖ Okoljski dejavniki se glede na moč vpliva na telo delijo na:
■ optimalno;
■ normalno;
■ depresivno (stresno);
■ omejitev;
■ omejevanje.

Meje vzdržljivosti telesa je obseg faktorske intenzivnosti, znotraj katerega je možen obstoj organizma. Ta razpon je omejen s skrajnim pragom minimalne in maksimalne točke in označuje strpnost organizem. Ko je intenzivnost dejavnika manjša od minimalne točke (spodnja meja) ali večja od maksimalne točke (zgornja meja), organizem odmre.

biološki optimum- za organizem najugodnejša intenziteta dejavnika. Vrednosti intenzivnosti faktorja, ki ležijo blizu biološkega optimuma, so optimalno območje.

Območja stresa, zatiranja (oz pesimizem) so razponi z močnim pomanjkanjem ali presežkom faktorja; v teh conah je intenzivnost dejavnika v mejah vzdržljivosti, vendar presega meje biološkega optimuma.

Območje normalne dejavnosti leži med cono optimuma in cono pesimuma (stresa).

Strpnost— sposobnost organizmov, da prenesejo odstopanja okoljskega dejavnika od njihovih optimalnih vrednosti.

■ Ista intenzivnost dejavnika je lahko za eno vrsto optimalna, za drugo opresivna (stresna), za tretjo pa presega vzdržljivost.

evribionti- organizmi, ki so sposobni prenesti bistvena odstopanja od biološkega optimuma (tj. imajo široke meje vzdržljivosti); primer: križev krap lahko živi v različnih vodnih telesih.

Stenobionti- organizmi, za obstoj katerih so potrebni strogo določeni razmeroma stalni okoljski pogoji; primer: postrv živi le v vodah z visoko vsebnostjo kisika.

Ekološka valenca- sposobnost organizma, da naseljuje različne habitate.

Ekološka plastičnost- sposobnost organizma, da se prilagodi določenemu razponu variabilnosti dejavnikov okolja.

Medsebojno delovanje okoljskih dejavnikov. Omejitveni dejavnik

Kompleksni vpliv dejavnikov: okoljski dejavniki na živ organizem vplivajo kompleksno, tj. hkrati in skupaj, učinek enega dejavnika pa je v določeni meri odvisen od intenzivnosti drugega dejavnika. Primeri: toploto lažje prenašamo v suhem kot v vlažnem zraku; v zmrzali z močnim vetrom lahko hitreje zmrznete kot v mirnem vremenu itd.

kompenzacijski učinek- pojav delne kompenzacije pomanjkanja (presežka) enega okoljskega dejavnika s presežkom (pomanjkanjem) drugega dejavnika.

Neodvisno prilagajanje delovanju dejavnikov: Organizmi se relativno neodvisno prilagajajo vsakemu od delujočih dejavnikov. Stopnja vzdržljivosti na kateri koli dejavnik ne pomeni podobne vzdržljivosti na delovanje drugih dejavnikov.

Ekološki spekter- celota sposobnosti telesa za obstoj pod vplivom različnih okoljskih dejavnikov.

Omejevalni (omejevalni) faktor- to je okoljski dejavnik, katerega vrednosti presegajo vzdržljivost organizma, zaradi česar ta organizem v teh razmerah ne more obstati.

❖ Vloga omejevalnih dejavnikov:
■ določajo geografska območja razširjenosti vrst;
■ močneje kot drugi dejavniki vplivajo na vitalno aktivnost organizma in delujejo po pravilu minimuma;
■ njihovo delovanje je vitalno za telo, kljub ugodni kombinaciji drugih dejavnikov. Primeri: razširjenost organizmov na Arktiki omejuje pomanjkanje toplote, v puščavah pomanjkanje vlage itd.

Habitat je tisti del narave, ki živi organizem obdaja in s katerim ta neposredno sodeluje. Sestavine in lastnosti okolja so raznolike in spremenljive. Vsako živo bitje živi v zapletenem in spreminjajočem se svetu, se mu nenehno prilagaja in uravnava svojo življenjsko dejavnost v skladu z njegovimi spremembami.

Prilagoditve organizmov na okolje imenujemo prilagoditve. Sposobnost prilagajanja je ena glavnih lastnosti življenja nasploh, saj zagotavlja samo možnost njegovega obstoja, sposobnost organizmov za preživetje in razmnoževanje. Prilagoditve se kažejo na različnih ravneh: od celične biokemije in vedenja posamezni organizmi na strukturo in delovanje skupnosti in ekoloških sistemov. Prilagoditve nastajajo in se spreminjajo med razvojem vrst.

Ločene lastnosti ali elementi okolja, ki vplivajo na organizme, se imenujejo okoljski dejavniki. Dejavniki okolja so raznoliki. Lahko so potrebni ali pa škodljivi za živa bitja, pospešujejo ali ovirajo preživetje in razmnoževanje. Okoljski dejavniki imajo drugačno naravo in specifičnost delovanja. Okoljske dejavnike delimo na abiotske in biotske, antropogene.

Abiotski dejavniki - temperatura, svetloba, radioaktivno sevanje, pritisk, zračna vlaga, solna sestava vode, veter, tokovi, teren - vse to so lastnosti nežive narave, ki neposredno ali posredno vplivajo na žive organizme.

Biotski dejavniki so oblike vpliva živih bitij drug na drugega. Vsak organizem nenehno doživlja neposreden ali posreden vpliv drugih bitij, stopi v stik s predstavniki svoje vrste in drugih vrst - rastlin, živali, mikroorganizmov, je odvisen od njih in sam vpliva nanje. Okoliški organski svet - komponento okolje vsakega živega bitja.

Medsebojne povezave organizmov so osnova za obstoj biocenoz in populacij; obravnava le-teh sodi na področje sinekologije.

Antropogeni dejavniki so oblike dejavnosti človeške družbe, ki vodijo v spremembo narave kot habitata za druge vrste ali neposredno vplivajo na njihovo življenje. Skozi zgodovino človeštva je razvoj najprej lova, nato pa kmetijstva, industrije in prometa močno spremenil naravo našega planeta. Pomen antropogenih vplivov na ves živi svet Zemlje še naprej strmo narašča.

Čeprav človek vpliva na divje živali s spreminjanjem abiotskih dejavnikov in biotskih odnosov med vrstami, je treba izpostaviti delovanje ljudi na planetu kot posebno silo, ki ne sodi v okvir te klasifikacije. Trenutno je skoraj celotna usoda živega pokrova Zemlje in vseh vrst organizmov v rokah človeške družbe in je odvisna od antropogenega vpliva na naravo.

Isti okoljski dejavnik ima v življenju sobivajočih organizmov različen pomen. različni tipi. Na primer, močan veter pozimi ni ugoden za velike živali, ki živijo na prostem, ne vpliva pa na manjše, ki se skrivajo v rovih ali pod snegom. Solna sestava tal je pomembna za prehrano rastlin, vendar je brezbrižna za večino kopenskih živali itd.

Spremembe okoljskih dejavnikov skozi čas so lahko: 1) redno-periodične, spreminjanje moči vpliva v povezavi s časom dneva ali letnim časom ali ritmom plimovanja v oceanu; 2) nepravilne, brez jasne periodičnosti, na primer spremembe vremenskih razmer v različnih letih, katastrofalni pojavi - neurja, nalivi, zemeljski plazovi itd.; 3) usmerjena v znana, včasih dolga časovna obdobja, na primer med ohlajanjem ali segrevanjem podnebja, zaraščanjem vodnih teles, stalno pašo na istem območju itd.

Okoljski okoljski dejavniki imajo različne učinke na žive organizme, to pomeni, da lahko delujejo kot dražilni dejavniki, ki povzročajo prilagoditvene spremembe v fizioloških in biokemičnih funkcijah; kot omejevalci, ki onemogočajo obstoj v teh razmerah; kot modifikatorji, ki povzročajo anatomske in morfološke spremembe v organizmih; kot signale, ki kažejo na spremembe v drugih dejavnikih okolja.

Kljub veliki raznolikosti okoljskih dejavnikov je v naravi njihovega vpliva na organizme in v odzivih živih bitij mogoče prepoznati številne splošne vzorce.

1. Zakon optimuma. Vsak dejavnik ima le določene meje. pozitiven vpliv na organizme. Rezultat delovanja spremenljivega dejavnika je odvisen predvsem od moči njegove manifestacije. Tako nezadostno kot prekomerno delovanje dejavnika negativno vpliva na življenje posameznikov. Ugodna sila vpliva se imenuje območje optimuma ekološkega dejavnika ali preprosto optimum za organizme določene vrste. Čim močnejša so odstopanja od optimuma, tem bolj je izražen zaviralni učinek tega dejavnika na organizme (cona pesimuma). Največje in najmanjše dovoljene vrednosti faktorja so kritične točke, nad katerimi obstoj ni več mogoč, nastopi smrt. Meje vzdržljivosti med kritičnimi točkami imenujemo ekološka valenca živih bitij glede na določen dejavnik okolja.

Predstavniki različnih al-dov se med seboj močno razlikujejo tako po položaju optimuma kot po ekološki valenci. Na primer, polarne lisice iz tundre lahko prenašajo nihanja temperature zraka v območju približno 80 ° C (od +30 do 29 ° C). Enaka moč manifestacije dejavnika je lahko optimalna za eno vrsto, pesimalna za drugo in presega meje vzdržljivosti za tretjo.

Široko ekološko valenco vrste glede na abiotske okoljske dejavnike označimo z dodajanjem predpone "evry" imenu dejavnika. Evritermne vrste - prenašajo znatna temperaturna nihanja, evribatske vrste - širok razpon tlaka, evrihaline - različne stopnje slanosti.

Nezmožnost toleriranja večjih nihanj faktorja oziroma ozko ekološko valenco označujemo s predpono "steno" - stenotermne, stenobatne, stenohaline vrste itd. V širšem smislu so vrste, ki za svoj obstoj potrebujejo strogo določene okoljske pogoje. imenujemo stenobionti, tisti, ki se lahko prilagajajo različnim okoljskim razmeram, pa evribionti.

2. Nejasnost delovanja faktorja na različne funkcije. Vsak dejavnik na različne načine vpliva na različne funkcije telesa. Optimum za nekatere procese je lahko pesimum za druge. Tako temperatura zraka od 40 do 45 ° C pri hladnokrvnih živalih močno poveča hitrost presnovnih procesov v telesu, vendar zavira motorično aktivnost in živali padejo v toplotni stupor. Za mnoge ribe je temperatura vode, ki je optimalna za zorenje reproduktivnih produktov, neugodna za drstenje, ki se pojavi pri drugačnem temperaturnem območju.

Življenjski cikel, v katerem organizem v določenih obdobjih opravlja pretežno določene funkcije (prehrana, rast, razmnoževanje, ponovna naselitev itd.), Je vedno skladen s sezonskimi spremembami v kompleksu okoljskih dejavnikov. Mobilni organizmi lahko tudi spremenijo habitate za uspešno izvajanje vseh svojih življenjskih funkcij.

3. Variabilnost, variabilnost in raznolikost odzivov na delovanje dejavnikov okolja pri posameznih osebkih vrste. Stopnja vzdržljivosti, kritične točke, optimalna in pesimalna cona posameznih osebkov ne sovpadajo. To variabilnost določajo tako dedne lastnosti posameznikov kot spol, starost in fiziološke razlike. Na primer, pri metulju mlinskega molja, enem od škodljivcev moke in žitnih izdelkov, je kritična najnižja temperatura za gosenice -7 ° C, za odrasle oblike - 22 ° C in za jajca -27 ° C. Mraz pri 10 ° C ubije gosenice, vendar ni nevaren za odrasle in jajca tega škodljivca. Posledično je ekološka valenca vrste vedno širša od ekološke valence vsakega posameznika.

4. Na vsakega od okoljskih dejavnikov se vrste prilagajajo relativno neodvisno. Stopnja tolerance na kateri koli dejavnik ne pomeni ustrezne ekološke valence vrste glede na druge dejavnike. Na primer, vrstam, ki prenašajo velike temperaturne spremembe, ni treba prilagoditi tudi velikim nihanjem vlažnosti ali slanosti. Evritermne vrste so lahko stenohalne, stenobatne ali obratno. Ekološke valence vrste glede na različne dejavnike so lahko zelo različne. To ustvarja izjemno raznolikost prilagoditev v naravi. Niz ekoloških valenc v odnosu do različnih okoljskih dejavnikov sestavlja ekološki spekter vrste.

5. Nesovpadanje ekoloških spektrov posameznih vrst. Vsaka vrsta je specifična po svojih ekoloških sposobnostih. Tudi med vrstami, ki so si po načinu prilagajanja okolju blizu, obstajajo razlike v odnosu do posameznih dejavnikov.

Pravilo ekološke individualnosti vrst je formuliral ruski botanik L. G. Ramensky (1924) v zvezi z rastlinami, nato pa je bilo široko potrjeno z zoološkimi študijami.

6. Interakcija dejavnikov. Optimalno območje in meje vzdržljivosti organizmov glede na kateri koli dejavnik okolja se lahko premaknejo glede na moč in kombinacijo drugih dejavnikov, ki delujejo sočasno. Ta vzorec se imenuje interakcija dejavnikov. Na primer, toploto je lažje prenašati v suhem kot v vlažnem zraku. Nevarnost zmrzali je veliko večja pri zmrzali z močnimi vetrovi kot v mirnem vremenu. Tako ima isti dejavnik v kombinaciji z drugimi neenakomeren vpliv na okolje. Nasprotno, enak ekološki rezultat je lahko

sijala na različne načine. Na primer, venenje rastlin je mogoče ustaviti tako s povečanjem količine vlage v tleh kot z znižanjem temperature zraka, kar zmanjša izhlapevanje. Ustvari se učinek delne medsebojne zamenjave dejavnikov.

Hkrati ima medsebojna kompenzacija delovanja okoljskih dejavnikov določene meje in enega od njih ni mogoče popolnoma nadomestiti z drugim. Popolna odsotnost vode ali celo enega od glavnih elementov mineralne prehrane onemogoča življenje rastline kljub najugodnejši kombinaciji drugih pogojev. Ekstremnega pomanjkanja toplote v polarnih puščavah ni mogoče nadomestiti niti z obilico vlage niti z 24-urno osvetlitvijo.

Ob upoštevanju vzorcev medsebojnega delovanja okoljskih dejavnikov v kmetijski praksi je mogoče spretno vzdrževati optimalne življenjske pogoje. gojene rastline in hišne ljubljenčke.

7. Pravilo omejitvenih dejavnikov. Okoljski dejavniki, ki so najbolj oddaljeni od optimalnega, še posebej otežujejo obstoj vrste v danih razmerah. Če se vsaj eden od dejavnikov okolja približa ali preseže kritične vrednosti, potem kljub optimalni kombinaciji drugih pogojev posameznikom grozi smrt. Takšni dejavniki, ki močno odstopajo od optimalnega, postanejo izjemnega pomena v življenju vrste ali njenih posameznih predstavnikov v določenem časovnem intervalu.

Okoljski omejitveni dejavniki določajo geografsko razširjenost vrste. Narava teh dejavnikov je lahko drugačna. Tako lahko gibanje vrste proti severu omejuje pomanjkanje toplote, v sušne predele pa pomanjkanje vlage ali previsoke temperature. Biotski odnosi, na primer zasedba ozemlja s strani močnejšega konkurenta ali pomanjkanje opraševalcev za rastline, so lahko tudi dejavnik, ki omejuje razširjenost. Opraševanje fig je torej v celoti odvisno od ene same vrste žuželk – ose Blastophaga psenes. To drevo izvira iz Sredozemlja. Fige, ki so bile uvedene v Kalifornijo, niso obrodile, dokler tja niso prinesli os opraševalcev. Razširjenost stročnic na Arktiki omejuje razširjenost čmrljev, ki jih oprašujejo. Na otoku Dikson, kjer ni čmrljev, stročnic ni, čeprav temperaturni pogoji tam je obstoj teh rastlin še dopusten.

Da bi ugotovili, ali vrsta lahko obstaja na določenem geografskem območju, je treba najprej ugotoviti, ali kakšni okoljski dejavniki presegajo njeno ekološko valenco, zlasti v najbolj ranljivem obdobju razvoja.

Identifikacija omejevalnih dejavnikov je v kmetijski praksi zelo pomembna, saj lahko z usmeritvijo glavnih prizadevanj v njihovo odpravo hitro in učinkovito povečamo donos rastlin ali produktivnost živali. Tako lahko na močno kislih tleh pridelek pšenice nekoliko povečamo z različnimi agrotehničnimi vplivi, najboljši učinek pa bomo dosegli le z apnenjem, ki bo odstranilo omejujoče učinke kislosti. Poznavanje omejitvenih dejavnikov je tako ključno za obvladovanje življenja organizmov. V različnih življenjskih obdobjih posameznikov delujejo različni okoljski dejavniki kot omejitveni dejavniki, zato je potrebno spretno in stalno uravnavanje življenjskih razmer gojenih rastlin in živali.