Закономерности действия экологических факторов на живые организмы

Оптимальные для организма условия достигаются при интенсивности экологического фактора, наиболее благоприятной для жизнедеятельности. Толерантность (выносливость) – это способность организма выдерживать весь диапазон экологических факторов. Фактор среды, выходящий за пределы толерантности организма – это ограничивающий (лимитирующий) фактор. Предел толерантности – это диапазон между минимумом и максимум действия экологического фактора на организм, показатель скорости воздействия экологического фактора на организм, показатель силы воздействия экологического фактора на организм.

Закон толерантности Шелфорда (1913): лимитирующее действие фактор может оказывать, находясь в значениях как близких к необходимому минимуму, так и к необходимому максимуму.

Организмы, способные выдержать широкие колебания изменений факторов среды – это эврибионгы. Организмы, обитающие в строго определенных экологических условиях – это стенобионты. Деление всех живых организмов на эврибионтов и стенобионтов относительно, так как на каждый из них действует не отдельно взятый, а весь комплекс факторов, связанных между собой.

Закон минимума Либиха(1840).Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей – закон минимума. Формулировка закона минимума: относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем больше он находится, по сравнению с другими факторами, в минимуме.

5. Биологические ритмы

Большинство факторов изменяются. Изменение среды обитания организмов может, быть: циклическим (смена времен года, приливы и отливы рек, смена дня и ночи), направленным (вырубка лесов, осушение болот), хаотическим (затопление лугов во время разлива рек, образование пустыни после пожара).

Биоритмы – это период колебания во времени биологических процессов, активность организма, его органов или систем, характеризующаяся определенной периодичностью. Суточные ритмы – это изменения, происходящие в организме в течение суток, периодические изменения биологических процессов и явления, обусловленные сменой дня и ночи.

Фотопериодизм – это реакция организмов на сезонные изменения длины дня. У растений фотопериодическая реакция может выражаться: в сроках наступления ростовых процессов, во времени зацветания, во времени плодоношения, в сроках сбрасывания листьев.

Жизненные формы организмов

Жизненная форма – это тип приспособления организмов разных видов к среде обитания, связанного с морфологическими изменениями. Классификации жизненных форм живых организмов являются примером экологической классификации. Жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы. Жизненные формы животных: наземные, подземные, древесные, воздушные, водные. Жизненные формы водных организмов (планктон, нектон, бентос, перифитон, макрофиты, нейстон, плейстон).

При делении организмов на жизненные формы объединение микроорганизмов, грибов, растений или животных в одну группу основывается не на анатомических, физиологических или генетических признаках, а только на их внешнем виде, который в большей или меньшей степени отражает условия обитания. Это позволяет сгруппировать таксономически далекие живые организмы с учетом их взаимодействия со значимыми природными экологическими факторами.

Лекция 16. Популяция и сообщество

Вид и его признаки

2. Популяция: основные характеристики

Динамика численности популяций

Межвидовые связи

Экологическая ниша

Сообщество

1. Вид и его признаки

Вид – это совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область – ареал.

Виды, обладающие широким ареалом, называются космополитами (мышь полевая, пырей, крыса, воробей). Вида, обладающие узким ареалом, называются эндемиками (муха це-це, кенгуру, утконос, сахарный тростник).

Характерные для вида признаки и свойства называют критериями вида. Различают несколько критериев вида: морфологический, физиологический, биохимический, генетический, географический, экологический. Все перечисленные критерии не являются абсолютными и достаточными. Разработаны и другие критерии вида, позволяющие точнее определить место вида в системе органического мира (ДНК-критерий, репродуктивная изоляция и др.). Установление видовой принадлежности производится по совокупности признаков.

2. Популяция: основные характеристики

Популяциейназывают совокупность особей одного вида, живущих на одной территории длительное время и свободно скрещивающихся между собой. Популяция – это наименьшая экологическая единица вида, элементарная единица эволюции. Эволюционный процесс возможен лишь в группировках особей. Изоляция (географическая, репродуктивная, генетическая, экологическая) способствует этому процессу.

Популяция характеризуется такими показателями, как численность, плотность, рождаемость, смертность, естественный прирост, половая структура, возрастная структура, распределение в пространстве, миграционные процессы, динамика численности и др. Под численностью популяциипонимают общее число особей в пределах их естественных мест обитания. Под плотностью популяции понимают число особей, приходящихся на единицу площади или объема. Рождаемость– это увеличение числа особей в популяции за счет размножения на некоторой территории за определенный период. Смертностьюназывают интенсивность процесса гибели особей в популяции. Естественный приростпопуляции – разность между числом родившихся и числом умерших.

Половая структура– соотношение численности самцов и самок. Особи разного пола имеют различную экологическую значимость, поэтому их вклад в жизнеспособность популяции будет различной. Существенное изменение соотношения полов в ту или иную сторону имеет большое экологическое значение. Например, увеличение числа самок может привести к быстрому росту популяции, а увеличение числа самцов – увеличить внутривидовую конкуренцию.

Возрастная структура – соотношение численности особей различного возраста. При характеристике популяций выделяют, как правило, три возрастных группировки: с момента рождения до половой зрелости; с начала половой активности и до ее окончания; со времени прекращения размножения до смерти. Для сравнения возрастного состава популяций используют возрастные пирамиды. В быстрорастущих популяциях значительную долю составляют молодые особи; в популяциях, находящихся в стабильном состоянии, возрастное распределение относительно равномерно; в отмирающих популяциях молодые особи составляют меньшую долю от общей численности популяции.

Пространственная структура– закономерность распределения в пределах ареала: определяется разнородностью ресурсов среды. Распределение особей может быть равномерным, мозаичным, случайным. Особи в популяции распределены по местам обитания так, чтобы иметь преимущества в обеспечении пищей, убежищем, могли защитить себя от хищников или, наоборот, найти жертву.

Когда плотность популяции в определенных частях ареала падает ниже определенного уровня, особи испытывают трудности в поиске партнеров, и рождаемость может упасть. При высокой плотности популяции, резко уменьшается количество и снижается качество пищи, ухудшается здоровье особей. При перенаселенности у некоторых видов наблюдаются стрессовые реакции, при этом рождаемость падает даже при избытке пищи. Особи многих видов животных избегают или уменьшают перенаселенность, покидая территорию обитания и мигрируя в другие части ареала с более благоприятными экологическими условиями.