загрузка...
загрузка...
На головну

Середовище проживання. Адаптації. Екологічні фактори - біотичні, абіотичні і антропогенні

  1. I. Фактори ДИТЯЧОГО РОЗВИТКУ
  2. IV. Психологічні чинники.
  3. А) Культурна приналежність і історична ситуація як фактори, що зумовлюють змістовний аспект душевної хвороби
  4. Абіотичні фактори середовища
  5. Адміністративна відповідальність за екологічні правопорушення
  6. антропогенні фактори
  7. Б) Екологічні типи пустель

Навколишнє середовище - це частина природи, яка оточує живий організм і з якою він безпосередньо взаємодіє. На нашій планеті живі організми освоїли чотири основні середовища проживання, сильно розрізняються за специфікою умов: це водне середовище, яка була заселена першої, потім живі організми заселили наземно-повітряне середовище, створили і заселили грунт, а четвертої середовищем стали самі живі організми, в частині яких оселилися паразити і симбіонти.

Пристосування організмів до зовнішнього середовища називаються адаптаціями. Здатність до адаптації - найважливіша властивість живих організмів, яке забезпечує саму можливість існування життя. Адаптації проявляються на всіх рівнях організації живого - від біохімії кліток до структури і функціонування великих екосистем.

Окремі елементи середовища називаються екологічними факторами, які поділяються на абіотичні, біотичні і антропогенні.

абіотичні чинники- Це властивості неживої природи, прямо або побічно впливають на живі організми (фізичні, хімічні, кліматичні і т. П.).

біотичні фактори- Це форми впливу живих істот один на одного.

антропогеннічинники - це форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи, як середовища існування живих організмів, або впливають безпосередньо на живі організми: на їх чисельність, розподіл, поведінку, спосіб життя, здатність до відтворення, генофонд і т. п.

Як приклад взаємодії біотичних факторів (Біотичних взаємовідносин живих організмів) можна розглянути взаємини між видами і популяціями у гідробіонтів - мешканців гідросфери.

Усередині екосистем між популяціями і видами гідробіонтів в природі існують складні і різноманітні біотичні взаємовідносини, які типізуються в такий спосіб для випадків, коли взаємодіють дві популяції:

1. нейтрализм. Популяції не взаємодіють.

2.Переважна конкуренція. Одна з популяцій активно пригнічує іншу.

3.Непряма конкуренція. Приклад: боротьба за загальний дефіцитний трофічний ресурс, взаємне придушення.

4. Аменсалізм. придушення однієї популяції інший без зворотного переважної реакції.

5. паразитизм. Організми будь-якого виду гідробіонтів паразитують на організмах іншого виду гідробіонтів, часто таксономически вельми далекого.

6. хижацтво. Численость популяції хижака залежить від чисельності популяції жертви і навпаки.

7. комменсализм. Одна з двох взаємодіючих популяцій отримує користь з взаємодії, а для другої це байдуже.

8. Протокооперація.Обидві популяції при взаємодії беруть із нього користь, але ці відносини не обов'язкові для їх виживання. Позначення: + / +.

9. мутуалізмом. Взаємодія популяцій взаємовигідно і необхідно для кожної з них для виживання.

Конкретні приклади і теорія.

Конкуренція.

Конкурентні відносини між популяціями двох видів були вперше описані за допомогою математичних моделей двома вченими - лотки і Вольтерра (в 1925 і 1926 рр.), Незалежно один від одного).

У 30-х роках цього століття російський біолог Г. ф. Гаузе, на основі експериментів з інфузорій, вивели важливий екологічний принцип конкурентного виключення, названий "принципом Гаузе", суть якого полягає в тому, що два види не можуть одночасно займати одну і ту ж екологічну нішу; або близькоспоріднені види, що займають подібні екологічні ніші, не можуть співіснувати разом.

Р. Риклефс в 1979 році уточнив цей принцип, обмеживши його дію тільки випадками, коли два види залежать від одного і того ж обмежувального фактору.

Переможцем зазвичай виявляється вид, що володіє набагато більшою швидкістю зростання, ніж інший.

Хижацтво.

При постійних умовах існування взаємини хижака і жертви можуть порушити коливання чисельності і того і іншого. Це відбувається тому, що при зростанні щільності жертви ймовірність її упіймання хижаком зростає швидше, ніж сама щільність. Зростаюча забезпеченість хижака їжею посилює їх розмноження, в результаті чого прогресивно збільшується вплив на жертву і зменшується її чисельність, що в свою чергу призводить до скорочення чисельності хижака. Слідом за цим знову відбувається інтенсивне розмноження жертви, завдяки чому цикл повторюється.

В результаті таких взаємовідносин створюється так зване "рухлива рівновага" між популяціями хижака і жертви.

В біоценозах, існуючих тривалий час, гострота впливу популяції

хижаків на популяцію жертви згладжується, оскільки в ході еволюції виробляються різні пристосування, "коадаптаціі", що попереджають руйнівних взаємодії популяцій, так як необмежену виедание неминуче призвело б до повного зникнення жертви і до подальшого зникнення хижака.

Взагалі кажучи, хижаки часто надають на популяції жертв положітелное вплив, так як нападають на хворих і ослаблених тварин, покращуючи тим самим генофонд популяції і скорочуючи можливість епізоотій.

Навпаки, при штучному скороченні числа хижаків, наприклад, при полюванні або вилові риб-хижаків, в популяціях їх жертв можуть спалахнути епізоотії, відбувається зниження темпу зростання особин і погіршення їх популяційного генофонду.

Паразитизм.

Паразитичні і хвороботворні, або патогенні організми володіють більш високим біотичних потенціалом, ніж, наприклад, хижаки.

Паразит і хазяїн в процесі коеволюції приходять до певного рівноважного стану: адаптації паразита знижують його вірулентність, а адаптації господаря знижують небезпеку паразита для його здоров'я.

Однак у випадках різкої перебудови біогеоценозів або акліматизації в них нових вселенців, коли у взаємодію вступають паразит і господар історично і еволюційно неадаптовані один до одного, їхні стосунки можуть приймати вкрай гострий характер. Так, паразитичний черв'як Nitzchia sturionis, занесена в Аральське море разом з аккліматізіруемой з Волги севрюгою, викликало в 30-х роках цього століття масову загибель цінної місцевої риби - аральського шипа.

Цей приклад наочно ілюструє, до яких негативних наслідків може привести необдумане втручання людини в природу.

Комменсализм.

Характерні приклади комменсализма: прикріплені рослини і тварини (з одного боку), рухливі організми (з іншого). Комменсализм особливо часто спостерігається у гідробіонтів в океані. Так, в нірках черв'яків, тілах губок, під куполом медуз, на раковинах молюсків, на панцирах морських черепах і ракоподібних і т. П. Часто поселяються інші організми, які не завдають шкоди своїм господарям.

Протокооперація.

Характерний приклад з життя гідробіонтів: голотурії закріплюються на панцирі крабів, при цьому голотурії захищають крабів спеціальними жалкі клітини, а краби переміщують їх на великі відстані.

Мутуалізм.

приклади:

1) "азотфиксирующие бактерії- бобові рослини";

2) "бактерії травного тракту - копитні ссавці";

3) "МІЦЕЛИ грибів - коріння рослин";

4) "водорості-гриби" (лишайник).

Функціонально і морфологічно їх мутуалістіческіе зв'язок настільки сильна, що іноді їх розглядають як єдиний організм, відмінний від водоростей і грибів. Деякі примітивні лишайники розглядають і як систему, в якій гриб є паразитом, глибоко проникли в клітини водорості. У еволюційно більш

розвинених грибів міцелій гриба вже не вторгається в клітини водоростей і обидва

організму вже живуть в повній гармонії. Таким чином, спостерігається

еволюція лишайників від системи "паразит-господар" до більш прогресивної мутуалістіческіе системі.

Інші приклади взаємин з життя гідробіонтів.

У риб, зокрема, найбільш звичайні такі форми взаємин між видами: трофічні відносини (типу "хижак-жертва", харчова конкуренція, розбіжність спектрів харчування, адаптаційні пристосування у хижаків і жертв і т. П.), Міжвидовий паразитизм, комменсализм, активна і пасивна отруйність, використання електричних розрядів для захисту або нападу, мутуалізмом і ін. Прикладів цих взаємодій надзвичайно багато, можна навести лише деякі. Міжвидової паразитизм у риб може бути двох типів. При першому риба-паразит досить швидко вбиває свого "господаря". Приклад: паразитизм кругоротих (миксин і міног) і глибоководних сіменхелових вугрів, які вгризаються в тіла риб, поїдають їх нутрощі і вбивають їх. У другому випадку риба-паразит не вбиває свого господаря, а діє як справжній паразит, моногенетіческій сисун. Приклад: два види американських сомів, один з яких, менший за розміром, паразитує в зябрової порожнини більшого сома (Нікольський, 1974). Відомий приклад комменсализма - взаємини між хижими акулами і рибою прилипало. Використовуючи присосок, в яку перетворено її перший спинний плавник, риба-причепа (з сімейства ставридових) прикріплюється до тіла акули, переміщається разом з нею на великі відстані і харчується залишками жертв акули. Те ж саме відноситься і до риби-лоцмана, що допомагає погано бачить акулам знайти своїх жертв і використовує їх залишки в їжу, а акул- для остраху інших ворогів. Цей тип відносин можна віднести вже до мутуалізму. Рух риби-лоцмана поблизу тіла акули з її ж великою швидкістю без великих витрат енергії забезпечується використанням законів тертя в водному середовищі. Акули при цьому ніколи їм не завдають шкоди. Слід підкреслити, що домінуючою формою міжвидових відносин у риб є трофічні відносини і поведінкові реакції (пози, забарвлення, стаєстворення і стайное поведінку, звукові сигнали і т. П.).

До іншої групи біотичних факторів належать поведінкові реакції, які досить різноманітні у риб. Це і зміна структури зграй, "растопиріваніі" колючих плавників і роздування тіла для уявного збільшення його розміру в момент нападу хижака, виліт зграй летючих риб з води у втечі від хижаків, спроби сховатися від них у густий підводної рослинності, в коралових рифах або шляхом заривания в пісок або мул, здатність до видавання та сприйняття найрізноманітніших звукових, хімічних та інших сигналів - всі поведінкові реакції вироблені в процесі еволюції і мають на меті збереження видів та екосистем.

Різноманітні і складні відносини риб з іншими таксономическими групами гідробіонтів (бактеріями і вірусами, хробаками, молюсками, водоростями, найпростішими, кишечнополостними, ракоподібними, голкошкірими, морськими рептиліями, морськими птахами і ссавцями).

Віруси, бактерії та гриби можуть бути патогенними для риб, викликати такі хвороби, як водянка, лімфоцитоз, панкреанекроз, фурункульоз, бранхіомікоз і інші хвороби, краснуха та інші захворювання. Деякі види бактерій, що світяться живуть в органах світіння риб. У ряді випадків бактерії та інші мікроорганізми можуть бути їжею для деяких видів риб.

Водні рослини також відіграють в житті риб серйозну роль, забезпечуючи їх середовище проживання киснем і поглинаючи вуглекислий газ, а за допомогою фотосинтезу забезпечуючи весь трофічний піраміду органічними речовинами. Донні рослини є субстратом для нересту багатьох видів риб і укриття від ворогів для їх молоді. Риби-фітофаги використовують водні рослини в якості основної їжі, причому різні їх групи харчуються переважно фітопланктоном, макрофітами або обростаннями.

З іншого боку, достаток фітопланктону, особливо синьо-зелених водоростей, Цвітіння води, можуть бути згубними для риб.

найпростіші одноклітинні організми є їжею багатьох видів риб на ранніх стадіях їх розвитку. У той же час багато найпростіші є паразитами риб (жгутикові, корненожки, споровики, інфузорії) і викликають їх масову загибель. У прохідних риб ці захворювання посилюються в період їхнього перебування в прісній воді.

Кишковопорожнинні можуть бути їжею для морських і океанічних риб (частіше вимушено, через відсутність іншої їжі). але серед них є внутрішні і зовнішні паразити риб. Деякі кишковопорожнинні (гідри, медузи, гребневики і ін.) Використовують в їжу молодь риб, захоплюючи її щупальцями. Медузи вражають жертв жалкі клітини і потім заковтують їх.

З іншого боку відомі випадки Протокооперація: деякі Помацентрові риби уриває серед щупалець великих медуз - анемона, які, в свою чергу. харчуються залишками їжі цих риб. Інший приклад: молодь тріскових риб тримається під куполом медузи ціаном, ховаючись від хижаків; є й інші подібні приклади.

Кишковопорожнинні, що харчуються планктоном, можуть грати і роль харчових конкурентів риб-планктофагов, наприклад, атлантичної оселедця. Помічено, що при зменшенні чисельності риб-планктофагов в екосистемах зростає роль кишковопорожнинних.

Ще одна група кишковопорожнинних - гідроїдних поліпів, в субтропічних і тропічних водах утворюють коралові рифи - своєрідні екосистеми, в яких багато тропічних і субтропічних риби знаходять своє місце, утворюючи рибне співтовариство коралових рифів. Цих риб часто називають "кораловими рибами" (риби-папуги, риби-метелики і ін.).

Черви грають в житті риб і позитивну і негативну роль. Так, поліхети (многощетінковиє черви) в ряді морів відіграють роль в їжі риб.

У той же час багато таксонів черв'яків є паразитами риб: це моно- і дігенетіческіх сосальщики, стрічкові черв'яки, скребни, круглі черв'яки і п'явки.

Молюски тісно пов'язані з рибами трофічними відносинами, паразитизмом і Коменсалізм. Так, багато донні і пелагічні молюски служать рибам їжею, в той же час великі головоногі молюски (кальмари, восьминоги, каракатиці), і деякі великі двостулкові - можуть харчуватися рибою, захоплюючи їх. Головоногі молюски часто є конкурентами риб у використанні харчових ресурсів. Деякі види риб відкладають ікру в мантійну порожнину молюсків з метою їх захисту від ворогів і від обсихання в відлив (приклад комменсализма). У той же час личинки двох родів двостулкових молюсків можуть паразитувати на зябрах і плавниках риб, не викликаючи їх загибель.

Ракообразниеіграют важливу роль в харчуванні риб. Їжею риб є планктонні ракоподібні (весільного, евфаузіевих, в тому числі криль), а також великі донні ракоподібні - краби, креветки, лангусти, омари та ін. Деякі великі донні ракоподібні є трофічними конкурентами риб-бентофагов. У той же час планктонні ракоподібні іноді нападають на личинок риб, використовуючи їх в їжу. деякі донні ракоподібні харчуються трупами риб, а краби-плавунци можуть полювати за дрібними пелагическими рибами.

Крім трофічних відносин ракоподібних і риб можуть пов'язувати відносини комменсализма: рибки - карепрокти за допомогою спеціального яйцеклада відкладають ікру під панцир крабів. Паразитами риб є деякі весільного, жаброхвостие і равноногие ракоподібні, які паразитують на шкірі і зябрах риб.

Иглокожие (морські зірки, морські їжаки, офіури і ін.), Також є важливим об'єктом харчування морських і океанічних риб-бентофагов, у яких зубної апарат спеціально адаптований для разгризанія і роздрібнення їх твердих частин тіла. У той же час морські зірки і морські їжаки можуть нападати на невеликих донних риб, використовуючи при цьому свої "промені" і вирости- "педіцілляріі".

Випадок комменсализма серед риб і голкошкірих відзначений для риби - фіерасфера

і голотурій, в одній з порожнин яких може жити ця риба, використовуючи її в якості притулку.

Серед морських рептілійесть великі морські черепахи-карети, які можуть харчуватися рибою.

Багато морські птахи використовують риб в їжу, наприклад, в Перу, на "пташиних базарах" вони знищують велику кількість перуанських анчоусів, те ж саме відбувається практично у всіх биопродуктивной ділянках морів і океанів. Тим самим морські птахи витягають з вод океану значні кількості біогенних елементів, в першу чергу фосфатів, беручи участь в обміні речовин між океаном і сушею і в круговороті речовин в цілому.

Морські ссавці використовують в їжу морських і океанічних риб у величезних кількостях. Наприклад, дельфіни тільки в Чорному морі, за розрахунками фахівців, виїдають щорічно виїдають близько 1 млн. Т пелагічних риб. Багато кити північної півкулі використовують в їжу стайнях пелагічних риб, таких як анчоусовие, оселедцевих, мойва, лососеві, тріскові, а також камбалових і скатів.

Тюлені на півночі часто харчуються морськими окунями і тріскових.

З іншого боку багато морські ссавці є харчовими конкурентами риб, наприклад вусаті кити харчуються планктонними ракоподібними, проціджуючи воду через свій цедільний апарат, як і риби-планктофаг.

Ссавці суші також впливають на чисельність прохідних риб, наприклад бурі ведмеді на нерестових мілководних річках Далекого Сходу полюють за лососями під час їх ходу на нерест.

Що стосується абіотичних факторів, На прикладі гідросфери - це вплив температури, хімічного, зокрема сольового складу води, наявності в ній розчинених газів, біогенних елементів, динаміки вод, рельєфу дна водойм, освітленості і т. П. Розглянемо роль абіотичних факторів на прикладі риб.

Температура води

У більшості видів риб температура тіла змінюється разом зі змінами температури навколишнього середовища (води) і може бути лише на 0,5-1 градус С вище неї. Винятком є ??тунці, у яких під час руху в результаті інтенсивної м'язової діяльності температура тіла може перевищувати температуру навколишнього середовища на 10 градусів С. Кожен вид живе в певному діапазоні температури води: вузькому (у стенотермним риб) або широкому (у еврітермних). Розрізняють риб теплолюбних, холодолюбивих і риб помірних (по температурі) вод.

Особливо чутливі риби до температури на ранніх стадіях розвитку. В цілому, діапазон температур, при якому можуть жити різні види риб, надзвичайно широкий (від гарячих джерел з температурою 50 градусів С, як Луканов, до нуля градусів, температури замерзання. Деякі риби, наприклад, Далла, Навіть можуть взимку вмерзати в лід, а навесні оживають, відгодовуються і нерестяться, залишаючи нормальне потомство. Інший приклад: ікра сигових риб може на зиму вмерзати в лід, після чого навесні нормально розвивається. Цей стан називається анабіозом.

Солоність води.

Стосовно солоності води риб ділять на морських, солоноватоводних, прохідних і напівпрохідних, прісноводних. Риби можуть бути евригалінні (Що живуть в широкому діапазоні солоності) і стеногалінние (У вузькому діапазоні),

Розчинені у воді солі відіграють важливу роль у формуванні біопродуктивності зон і забезпеченості риб їжею.

Розчинені у воді гази.

Це, перш за все, кисень, азот, вуглекислий газ та інші гази. Кисень необхідний для дихання риб, проціджують воду через зябра. При нестачі кисню в воді настає «Замор», наприклад, при евтрофікації (надлишку надходження органічних речовин), коли в евтрофованих зоні кисень витрачається на окислювальні процеси, може загинути все живе.

Гази розчиняються у воді з атмосфери, а також потрапляють у воду в результаті життєдіяльності організмів і при хімічних процесах. В одному літрі води міститься 7 куб. см. кисню (для порівняння - в повітрі 210 куб. см.). Ступінь розчинення газів у воді залежить від її температури і солоності: чим вище ці показники. Тим більше газів розчиняється в воді. Співвідношення розчиненого кисню та азоту в воді зазвичай складає 1: 2 (для порівняння, в повітрі - 1: 4). Вміст кисню у воді зменшується з глибиною. Потужним джерелом збагачення води киснем є процес фотосинтезу. Різні види риб живуть у воді з різним вмістом кисню: найбільш вимогливі до нього лососеві риби, найменш - коропові (особливо карасі).

Отруйними газами для гідробіонтів в воді є: двоокис вуглецю, азот, сірководень, аміак, метан. Вони зазвичай накопичуються в воді при нестачі кисню.

Глибина, рельєф дна, характер грунту, тиск, світло.

Риби живуть від поверхні води до максимальних глибин океану (11 км), де тиск перевищує 1000 атмосфер. Їх тіло на такій глибині просякнуте рідинами і газами з таким же тиском. як і в навколишньому середовищі.

Рельєф дна також сильно впливає на розподіл і спосіб життя риб. Розрізняють такі екологічні групи океанічних риб: шельфові, шельф-океанічні, власне океанічні, а також виділяють риб підводних гір і височин.

За прихильність до різних типів грунтів виділяють риб коралових рифів, мулистих, піщаних, гравійних або каменисто-скельних грунтів, риб, що віддають перевагу гирлові і предустьевих ділянки річок і т. П. Деякі риби живуть на самому грунті, деякі можуть закопуватися в м'які ґрунти.

Світло проникає лише в поверхневі шари океану: червоні і жовті промені - до 10 м, сині і фіолетові - до 100 м. У глибоководних риб очі телескопічні або відсутні зовсім. 45% видів риб, що населяють глибини більше 300 м, мають органами світіння, необхідними для взаємної ідентифікації.

Рух водних мас, течії.

Найбільш биопродуктивной і сприятливі для утворення скупчень риб так звані фронтальні зони, що розділяють холодні і теплі течії, а також зовнішня периферія круговоротов вод і зони апвеллинга (підйому вод з глибин до поверхні).




В. і. Саускан | КУРС ЛЕКЦІЙ | Історія екології, як науки. | Історія екології. | Походження життя на Землі і її сучасні форми | Еволюція і сучасний склад флори і фауни Землі. | Принцип взаємодії факторів. | Екосистема - це комплекс живої та неживої природи, що володіє певною цілісністю, географічним положенням і структурно-функціональними зв'язками. | Антропогенний вплив на природу. Урбанізація. | Урбанізація природи. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати