Среды обитания
Различают четыре среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная и тела организмов.
Водная среда.
Водная среда имеет более высокую плотность, чем воздух, поэтому обитающие в ней растения не нуждаются в механических тканях (их поддерживает вода). Многие водные животные не имеют скелет. Благодаря своей плотности вода делает возможным процесс непрерывного «парения» множества мелких организмов в ее толще. Такие организмы составляют особую экологическую группу – планктон. Многие планктонные организмы имеют дополнительные выросты, шипы, лопасти, увеличивающие площадь поверхности, что удерживает их в толще.
Основная проблема водных организмов – низкое содержание в воде кислорода. Некоторые организмы могут жить только в водоемах с чистой, проточной и холодной водой, содержащей много кислорода (например, форель).
Вода поглощает световые лучи, поэтому фотосинтез возможен лишь в освещенной части толщи воды. Одной из адаптаций растений к фотосинтезу в таких условиях является синтез и накопление дополнительных пигментов, улавливающих лучи разных частей спектра. Например, зеленые водоросли обитают на небольших глубинах, бурые встречаются на большей глубине, а глубже других встречаются красные водоросли.
Наземно-воздушная среда.
Одна из самых сложных сред. Основными проблемами являются дефицит воды и низкая плотность воздуха. При выходе жизни на сушу, проблема дефицита воды в целом была решена путем формирования покровных тканей у растений и животных. Однако многие организмы, обитающие в условиях засушливого климата, продолжают сталкиваться с этой проблемой и решают ее различными способами: активность в ночное время суток, миграции, у растений запасание воды в луковицах или мясистых листьях и стеблях и т.п.
Большинство наземных животных имеют наружный (у членистоногих) или внутренний (позвоночные) скелет. Растения имеют развитые механические ткани.
Наземно-воздушная среда характеризуется непостоянством температуры и резкими ее перепадами в разное время года, поэтому наземные организмы имеют различные адаптации, связанные с этим.
Почвенная среда.
Одна из самых насыщенных жизнью сред. Наиболее многочисленными обитателями почвы являются мелкие беспозвоночные, плесневые грибы и бактерии. Здесь же располагаются подземные органы растений. Большинство обитателей почвы являются редуцентами.
Тела организмов.
Любое живое тело представляет собой жилище для множества более мелких организмов, которые могут быть паразитами, полезными спутниками (симбионтами) или просто безвредными жильцами.
Тела организмов, особенно теплокровных, представляют собой наиболее стабильную среду жизни. Постоянство условий и обилие пищи привели к упрощению строения многих паразитов. Например, ленточные черви, обитающие в кишечнике, не имеют пищеварительной системы и органов чувств, а нервная система у них также сильно редуцирована.
Основная проблема паразитов – заселение потомками нового хозяина. В связи с этим у них очень высокая плодовитость и сложные циклы развития (смена хозяев и размножение на личиночной стадии).
Экологические факторы
Все условия среды, оказывающие прямое или косвенное воздействие на организм, называются экологическими факторами.
Группы экологических факторов.
1) Абиотические факторы – факторы неживой природы: соленость воды, освещенность, влажность почвы, осадки, температура и т.д.
2) Биотические факторы – факторы живой природы, т.е. все формы влияния одних организмов на другие. Например, для цветковых растений биотическим фактором будет присутствие насекомых-опылителей, для копытных – близость хищника или наличие паразитов в организме и т.п.
3) Антропогенные факторы включают все формы воздействия человека на живые организмы. Изменение среды в результате хозяйственной деятельности (строительство дорог, сооружение плотин, выбросы предприятий и др.), а также прямое уничтожение в процессе охоты и т.п., - всё это примеры антропогенных факторов.
Формы взаимоотношений организмов.
Как уже было сказано, все формы взаимоотношений организмов относятся к биотическим факторам. Отношения организмов могут быть внутривидовыми и межвидовыми, прямыми или косвенными.
Формы взаимоотношений организмов удобно рассматривать, используя символы «+», «-»и «0» для обозначения влияния одного организма на другого.
Нейтрализм (0 0) – взаимно нейтральные отношения, при которых организмы не влияют друг на друга. Такие отношения встречаются редко, т.к. все организмы в биоценозе тесно связаны.
Аменсализм (0 -) – нейтрально-вредные отношения, при которых один организм испытывает угнетение, а другому безразлично присутствие первого. Например, светолюбивые травы не могут расти под елью из-за недостатка света, а для ели не имеет значения, что под ней растет или не растет. Другой пример гибель бактерий в результате выделения грибом пенициллом продуктов жизнедеятельности в окружающую среду.
Конкуренция (- -) – отношения, при которых организмы одного (внутривидовая конкуренция) или разных (межвидовая конкуренция) видов используют сходные ресурсы. В этом случае присутствие каждого вида неблагоприятно для другого.
Хищничество и паразитизм (+ -) – полезно-вредные отношения. Один организм извлекает выгоду (хищник или паразит), а другой становится жертвой или его жизнедеятельность угнетается (хозяин паразита).
Комменсализм (+ 0) – полезно-нейтральные отношения, при которых один организм извлекает выгоду, не причиняя вреда другому. Например, грифы доедают остатки добычи льва, мелкие насекомые поселяются в норах млекопитающих, рыбы-прилипалы перемещаются на акулах и пользуются остатками их трапезы.
Симбиоз (+ +) – взаимовыгодные отношения. Примером симбиотических связей могут служить отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике, шляпочных грибов и деревьев, клубеньковых бактерий и бобовых, насекомых-опылителей и цветковых растений, рака-отшельника и актинии и др.
Закономерности воздействия экологических факторов.
Закон оптимума гласит, что каждый фактор имеет пределы положительного влияния на организм. Это значит, что слишком высокая интенсивность действия фактора, также как его недостаток, негативно сказываются на жизнедеятельности организма. Например, слишком высокие температуры оказывают на организм такое же негативное влияние, как и слишком низкие. Наиболее благоприятным оказывается некое среднее значение фактора. Наиболее благоприятное сочетание факторов или наиболее благоприятное значение определенного фактора называется биологическим оптимумом.
Часто интенсивность действия того или иного фактора выходят за пределы выносливости организма. Фактор, в наибольшей степени ограничивающий жизнедеятельность организма (больше всего отклоняющийся от оптимума) называется ограничивающим (лимитирующим) фактором.
Воздействие многих факторов изменяется периодически. Например, периодически изменяется световой режим (суточный ритм), происходит смена времен года (годовой ритм), приходит и уходит вода (приливы и отливы). В связи с этим у организмов выработались биоритмы – периодические изменения интенсивности различных процессов.
Годовой ритм является одним из важнейших, поскольку с ним связаны процессы размножения, выращивания потомства и др. Важнейшим сигнальным факторам, указывающим на смену времени года является продолжительность светового дня, поскольку значение этого фактора изменяется закономерно. Реакция организмов на изменение длины светового дня называется фотопериодизмом.
Тренинг А24
А24.1 Какая из предложенных пар характеризуется конкурентными отношениями:
1) росянка и насекомое;
2) термиты и жгутиковые простейшие;
3) картофель и сорные растения;
4) совы и грызуны.
А24.2 В каком примере идет речь о биотическом факторе:
1) поедание синицами различных насекомых;
2) наступление сезона засухи;
3) строительство гидроэлектростанции;
4) увеличение продолжительности светлого времени суток.
А24.3 К абиотическим факторам относится:
1) влияние паразитов;
2) сбор ягод;
3) конкуренция за пищу;
4) состав почвы.
A24.4 К биотическим компонентам экосистемы относятся:
1) механический состав почвы и химический состав воды;
2) особенности рельефа;
3) продуценты, консументы, редуценты;
4) биогенные элементы.
А24.5 Различные формы деятельности человека составляют группу факторов:
1) экологических;
2) биотических;
3) антропогенных;
4) абиотических.
А24.6 Примером антропогенного фактора может служить:
1) загрязнение водоёма сточными водами;
2) опыление растений насекомыми;
3) холодная зима;
4) большая соленость воды.
А24.7 Биотическими факторами называются:
1) факторы, ограничивающие рост численности вида;
2) факторы неживой природы;
3) влияния организмов друг на друга;
4) различные формы деятельности человека.
А24.8 Для синиц в зимнее время главным ограничивающим фактором является:
1) недостаток корма;
2) высота снежного покрова;
3) ветер;
4) фактор беспокойства.
А24.9 Конкуренция, хищничество, паразитизм и другие формы взаимоотношений организмов являются факторами:
1) биотическими;
2) абиотическими;
3) антропогенными;
4) ограничивающими.
А24.10 Конкурентные отношения характеризуются:
1) поеданием одних видов другими;
2) использованием одним видом продуктов жизнедеятельности другого;
3) ослаблением межвидовой борьбы за существование;
4) взаимным угнетением двух или нескольких видов.
А24.11 Отношения, при которых один вид использует другой в качестве источника пищи и среды жизни, называются:
1) паразитизмом;
2) конкуренцией;
3) хищничеством;
4) нейтрализмом.
А24.12 Симбиотическими называют отношения между видами, при которых
1) один вид извлекает пользу, а другому эти отношения безразличны
2) виды взаимно угнетают друг друга
3) оба вида извлекают из взаимодействия пользу
4) один вид получает пользу, а другой – вред
А24.13 Конкурентные отношения в водоёме складываются между:
1) прудовиком и прудовой лягушкой;
2) карпом и водорослями;
3) окунем и щукой;
4) плотвой и ручейником.
А24.14 Взаимоотношения дерева и гриба-трутовика являются примером:
1) комменсализма;
2) конкуренции;
3) симбиоза;
4) паразитизма.
А24.15 Отношения термитов и живущих в их кишечнике жгутиковых простейших служат примером симбиоза, т.к.:
1) жгутиковые и термиты борются за одну и ту же пищу;
2) жгутиковые питаются тканями и клетками термитов;
3) жгутиковые помогают термитам усваивать клетчатку;
4) жгутиковые служат пищей для термитов.
А24.16 Между лаской и горностаем наблюдается конкуренция, так как они:
1) относятся к семейству куньих;
2) имеют примерно одинаковое число потомков;
3) являются теплокровными животными;
4) питаются сходной пищей.
А24.17 Недостаток соединений азота в почве может ограничивать жизнедеятельность:
1) почвенных беспозвоночных;
2) грызунов;
3) бобовых растений;
4) злаков.
А24.18 Фактором, ограничивающим распространение водорослей на больших глубинах, является:
1) большое давление;
2) недостаток света;
3) скорость течения;
4) недостаток растворенного в воде кислорода.
А24.19 Экологический фактор, значение которого выходит за пределы выносливости организма, называется:
1) биотическим;
2) абиотическим;
3) ограничивающим;
4) антропогенным.
А24.20 Фактором, ограничивающим рост деревьев на болоте, является недостаток:
1) тепла;
2) воды;
3) кислорода в почве;
4) света.