На головну

Організм і середовище

  1. А) Нематоди та їх середовище проживання
  2. А) Фототрофние грунтові організми
  3. Автоматизм в організмах тварин.
  4. Адекватні індикатори репродуктивних ефектів і ефектів, пов'язаних з розвитком організму.
  5. Алюміній в організмі: роль і значення
  6. Афлатоксікози, дія афлатоксинов на організм. Умови, що сприяють забрудненню продуктів харчування афлатоксинами, профілактика афлатоксікозов.

Мета лекції: пояснити рівні організації живих організмів, дати поняття про середовищах життя і середовища проживання. Ознайомити різними адаптаційними можливостями організмів до середовища проживання.

План лекції:

1. Рівні організації живих організмів

2. Потенційні можливості розмноження організмів

3. Основні середовища життя. Поняття про середовище існування

4. Шляхи пристосування організмів до середовища

Основні поняття по темі: рівні організації: тканинний, молекулярний, клітинний, організменний, популяція, біоценоз, біосфера, нектон, планктон, бентос, геофільтратор, геофіли, ГЕОКС, мікробіота, мезобіота, макробіота.

В екології організм розглядається як цілісна система, що взаємодіє із зовнішнім середовищем, як абиотической, так і біотичної.

Виділяють головні рівні організації життя - ген, клітина, орган, організм, популяція, біоценоз, екосистема, біосфера.

молекулярний -самий низький рівень, в якому біологічна система проявляється у вигляді функціонування біологічно активних великих молекул - білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів; клітинний - Рівень, на якому біологічно активні молекули поєднуються в єдину систему. Відносно клітинної організації все організації поділяються на одноклітинні і багатоклітинні; тканинний - Рівень, на якому поєднання однорідних клітин утворює тканину; органний - Рівень, на якому кілька типів тканин функціонально взаємодіє і утворюють певний орган; організменний - Рівень, на якому взаємодія ряду органів зводиться в єдину систему індивідуального організму; популяційної - Видовий, де існує сукупність певних однорідних організмів, пов'язаних єдністю походження, способом життя і місцях проживання; біоценоз і екосистема - Вищий рівень організації живої матерії, який об'єднує різні за видовим складом організмів; біосферний - Рівень, на якому сформувалася природна система найвищого, що охоплює всі прояви життя в межах нашої планети. На цьому рівні відбуваються все кругообіг речовини в глобальному масштабі пов'язані з життєдіяльністю організмів (див. Рис 1).

З усіх вищезазначених рівнів організації життя об'єктом дослідження екології є тільки надорганізменних компоненти цієї структури, починаючи з організмів включаючи біосферу.

Навколишній світ складається з організмів. Будь-який організм смертна і рано чи пізно гине, а життя на Землі триває і процвітає вже близько 4 млрд. Років.

Рис.1 Рівні організації живих організмів

Живі організми постійно відтворюють себе в низці поколінь, що не властиво тіл неживої природи. Саме здатність до розмноження дозволяє видам існувати в природі дуже довго, незважаючи на те, що кожна особина живе обмежений час. Здатність до самовідтворення - головна властивість життя. Навіть самий повільно розмножується вид здатний в короткий час зробити стільки особин, що для них не вистачить місця на земній кулі. Наприклад, всього за п'ять поколінь, тобто за один - півтора літніх місяці, одна єдина тля може залишити більше 300 млн. нащадків. Якщо дати видам розмножуватися вільно, без обмежень, чисельність кожного з них росла б в геометричній прогресії, незважаючи на те, що одні виробляють за все життя всього кілька яєць або дитинчат, а інші - тисячі і навіть мільйони зародків, які можуть вирости в дорослі організми . Фактично в усіх живих організмах закладена здатність розмножуватися безмежно. Однак не один вид не в змозі реалізувати до кінця ту безмежну здатність до розмноження, якою він володіє. Головний обмежувач до безмежного розмноження організмів - нестача ресурсів, найнеобхідніших: для рослин - мінеральних солей, вуглекислого газу, води, світла; для тварин - їжі, води; для мікроорганізмів - різноманітних споживаних ними з'єднань. Запаси цих ресурсів не безмежні, і цим стримується розмноження видів. Другий обмежувач - вплив різних несприятливих умов, що уповільнюють ріст і розмноження організмів. Наприклад, зростання і визрівання рослин сильно залежать від погоди, зокрема від зміни температури і т.д. У природі відбувається також величезний відсів, загибель вже вироблених на світло зародків або підростаючих молодих особин. Наприклад, тисячі жолудів, які щорічно виробляє один великий дуб, виявляється з'їденими білками, кабанами і т.п., або уражаються грибками і бактеріями, або гинуть на стадії проростків з різних причин. В результаті лише з лічених жолудів виростають дорослі дерева. Помічена одна важлива закономірність: високою плодючістю відрізняються саме ті види, у яких дуже велика загибель особин в природі. Таким чином, висока плодючість не завжди призводить до високої чисельності виду. Виживання, зростання і розмноження, чисельність організмів є результатом їх складних взаємодій із середовищем проживання.

Середа кожного організму складається з безлічі елементів неорганічної та органічної природи і елементів, привнесених людиною в результаті його господарської діяльності. До навколишнього середовища відноситься вся природне середовище (що виникла на Землі незалежно від людини) і техногенне середовище (створена людиною). поняття довкілля було введено біологом Я. Юкскюль, який вважав, що живі істоти і середовища їх проживання взаємопов'язані між собою і утворюють разом єдину систему - навколишнє нас дійсність. У процесі пристосування до навколишнього середовища організм, взаємодіючи з нею, віддає і приймає різні речовини, енергію, інформацію. Навколишнє середовище - це все, що оточує організм і прямо або побічно впливає на його стан і функціонування. Середовище, що забезпечує можливість життя організмів на Землі, дуже різноманітна.

На нашій планеті можна виділити чотири якісно відмінні середовища життя: водне, наземно-повітряну, грунтову і живі організми. Самі середовища життя також дуже різноманітні. Наприклад, вода як середовище життя може бути морський або прісної, текучої або стоячій. У цьому випадку говорять про середовище проживання. Наприклад, озеро є місцем існування у водному середовищі. Організми живуть у водному середовищі - гідробіонти за місцем проживання підрозділяються: на нектон, планктон і бентос. Нектон - це сукупність плаваючих, вільно переміщаються організмів. Вони здатні долати великі відстані та сильні течії (кити, риби, і ін). Планктон це сукупність плаваючих організмів, які переміщуються головним чином за допомогою течій, не здатні до швидких переміщень (водорості, найпростіші, ракоподібні). Бентос сукупність організмів, що мешкають на дні водойм повільно пересуваються або прикріплені (водорості, актинія і т.д.) У свою чергу, в середовищах існування розрізняють місцеперебування. Так, у водному середовищі життя, в середовищі існування -озера, можна виділити місцеперебування: у товщі води, на дні, у поверхні і т.д. У водному середовищі живуть близько 150 000 видів. Основні абіотичні фактори водного середовища: температура води, щільність і в'язкість води, прозорість води, солоність води, світловий режим, кисень, кислотність води. Водні організми володіють меншою екологічною пластичністю, ніж наземні, так як вода -більш стабільне середовище, і фактори її зазнають порівняно незначні коливання. Однією з особливостей водного середовища є наявність в ній великої кількості дрібних частинок органічної речовини - детриту, що утворюється за рахунок відмирають рослин і тварин. Детрит для багатьох водних організмів являє собою високоякісну їжу, тому деякі з них, так звані біофільтратори, пристосовані добувати його з допомогою спеціальних мікропористих структур, проціджуючи воду і затримуючи зважені в ній частки. Такий спосіб харчування називається фільтрацією: до біофільтраторам відносяться двостулкові молюски, сидячі голкошкірі, асцидії, планктонні ракоподібні та інші. Тварини - біофільтратори грають велику роль в біологічному очищенні водойм.

Організми живуть на поверхні Землі, оточені газоподібної середовищем, що характеризується низькою вологістю, щільністю і тиском, а також високим вмістом кисню. Діючі в наземно-повітряному середовищі екологічні фактори відрізняються рядом специфічних особливостей: у порівнянні з іншими середовищами світло тут діє інтенсивніше, температура зазнає більш сильні коливання, вологість значно змінюється в залежності від географічного положення, сезону та часу доби. Вплив майже всіх перерахованих факторів тісно пов'язане з рухом повітряних мас - вітрами. У організмів - мешканців наземно-повітряного середовища в процесі еволюції виробилися специфічні анатома - морфологічні, фізіологічні, поведінкові та інші адаптації. У них з'явилися органи, що забезпечують безпосереднє засвоєння атмосферного повітря; сильне розвиток отримали скелетні освіти, що підтримують тіло в умовах незначної щільності середовища; вироблялися складних пристосування для захисту від несприятливих факторів; встановилася більш тісний зв'язок з грунтом; виробилася велика рухливість тварин в пошуках їжі; з'явилися літаючі тварини і переносяться повітряними течіями плоди, насіння, пилок рослин. Для наземно-повітряного середовища характерна чітко виражена зональність; розрізняють широтні і меридіональні, або довготні природні зони. Перші тягнуться з заході на схід, другі з півночі на південь.

Грунт як середовище життя має своєрідними біологічними особливостями, оскільки тісно пов'язана з життєдіяльністю організмів. Грунтові організми за ступенем зв'язку з місцем існування поділяються на три основні групи:

- Геобіонти - постійні мешканці грунту, весь цикл їх розвитку протікає в грунті (дощові черв'яки);

- Геофіли - тварини, частина циклу розвитку яких проходить в грунті. До них відносяться більшість комах: саранові, комарі, долгоножки, жуки і т.д .;

- ГЕОКС - тварини, іноді відвідують грунт для тимчасового укриття чи притулку (Тараканова, гризуни, ссавці, що живуть в норах).

За розмірами і ступеня рухливості грунтові мешканці діляться на групи:

- Мікробіота - грунтові мікроорганізми, складові основну ланку детритной харчового ланцюга (зелені і синьо-зелені водорості, бактерії, гриби, найпростіші);

- Мезобіота - порівняно дрібні рухливі тварини комахи, дощові черв'яки і інші тварини аж до риють хребетних;

- Макробіота - великі відносно рухомі комахи, дощові черв'яки і інші тварини (риє хребетні).

Верхні шари грунту містять масу коренів рослин. У процесі росту, відмирання і розкладання вони розпушують ґрунт, створюючи певну структуру, а разом з тим і умови для життя інших організмів. Кількість організмів у грунті величезна, однак в зв'язку із згладженими екологічних умов все вони відрізняються «вирівняність групового складу», крім того, для них характерна повторюваність в різних кліматичних зонах.

Для тварин і рослин, які ведуть паразитичний спосіб життя, організм, на якому або в якому вони поселяються (господар), є специфічною середовищем існування, тобто організм господаря для паразита є місцем існування. Багато паразитів майже повністю втратили зв'язок із зовнішнім світом - все стадії їх розвитку проходять в організмі господарів. Між паразитами і господарями в процесі еволюції виникли складні взаємини. Виділяють три шляхи виникнення паразитизму: «квартірантство» - коли дрібніший організм поселяється в житло більшого або з поблизу нього і з часом переходить на тіло господаря, а потім і всередину, перемикаючись на харчування за рахунок його їжі або соків і тим самим завдаючи йому шкоду. Так квартирант перетворюється в паразита; «Хижацтво» - якщо хижак нападає на велику здобич, яку не може знищити і з'їсти відразу, він прикріплюється до неї і постійно живиться тканинами або соками її тіла. При певних умовах такий хижак проникає всередину тіла господаря і перетворюється в паразита. Випадкове проникнення - великі тварини можуть заковтувати з їжею дрібні організми: деякі з них не гинуть, а пристосовуючись до нових умов, перетворюються в паразитів. Всі паразити поділяються на дві групи: ектопаразити - зовнішні паразити, що живуть на поверхні тіла господаря (кліщі, п'явки, блохи) і ендопаразити - внутрішні паразити, що живуть усередині тіла господаря (більшість гельмінтів, вірусів, бактерій, паразитичні найпростіші). У тварин і рослин, які ведуть паразитичний спосіб життя, виробилися численні пристосування до паразитування у вигляді анатомо - морфологічних і фізіологічних особливостей. При погіршенні умов середовища багато видів здатні припиняти свою життєдіяльність і переходити в стан прихованої життя. Такий стан уявної смерті було названо анабіозом - (ана- немає, біос - життя). Глибокий анабіоз - це повна зупинка обміну речовин. На відміну від смерті організми можуть при цьому повертатися до активного життя. Стан анабіозу можливе лише при повному зневодненні організмів. При цьому важливо, щоб втрата води клітинами тіла не супроводжувалася порушенням внутрішньоклітинних структур. Більшість видів до цього не здатні. Однак уповільнення життєдіяльності в несприятливих умовах - явище широко поширене. Стан організмів, близький до анабіозу, називають прихованою життям. До явищ прихованої життя відносяться заціпеніння комах, зимовий спокій рослин, сплячка хребетних тварин, збереження насіння і спор в грунті, а дрібних мешканців - в пересихаючих водоймах. Приховане життя - дуже важливе екологічне пристосування. Це спосіб переживати несприятливі зміни середовища проживання. При відновленні необхідних умов організми знову переходять до активного життя. Переходячи в стан заціпеніння або спокою, рослини і тварини як би підкоряються впливам середовища, заощаджуючи при цьому витрати на своє існування.

Інший, прямо протилежний спосіб виживання організмів пов'язаний з підтримкою сталості внутрішнього середовища, незважаючи на коливання впливів зовнішніх факторів. Наприклад, птахи та ссавці - підтримують всередині себе постійну температуру, оптимальну для біохімічних процесів в клітинах тіла. Багато рослин здатні переносити сильні посухи і рости навіть в жарких пустелях. Таке опір впливу зовнішнього середовища вимагає великих витрат енергії і спеціальних пристосувань в зовнішньому і внутрішньому будову організмів.

Крім підпорядкування і опору впливу зовнішнього середовища, можливий і третій спосіб виживання - уникнення несприятливих умов і активний пошук інших, більш сприятливих місць проживання. Цей шлях пристосувань доступний тільки рухомим тваринам, які можуть переміщатися в просторі.

Всі три способи виживання можуть поєднуватися у представників одного і того ж виду. Наприклад, рослини не можуть підтримувати постійну температуру тіла, але багато хто з них здатні регулювати водний обмін. Холоднокровні тварини підкоряються несприятливих факторів, але можуть і уникати їх впливу.

Таким чином головні способи виживання організмів при погіршенні умов - або тимчасовий перехід в неактивний стан, або збереження активності при додаткових витратах енергії, або уникнення несприятливого фактора і зміна місць проживання. Кожен вид здійснює ці способи по-своєму.

висновки

Таким чином, виділяють основні рівні організації живих систем від молекулярного до біосферного, де кожен рівень характеризується певною сукупністю властивостей і екологія вивчає починаючи з организменного рівня. Живим організмам властива - здатність до самовідтворення, а також пристосованість до умов навколишнього середовища. Середа кожного організму складається з безлічі елементів неорганічної та органічної природи.

Контрольні питання

1. Які рівні біологічної організації є об'єктами вивчення екології?

2. Що таке середовище проживання і які середовища заселені організмами?

3. Чому слід говорити про залежність живих істот не тільки від навколишнього середовища, а й про їх вплив на неї?

4. Що сприяє виживанню виду?

5. Перерахуйте основні середовища проживання?

6. Чому деякі організми впадають в стан анабіозу? У чому екологічний сенс цього процесу?

 



ВИСНОВОК | Поняття конституційного ладу і його основ
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати