Биология 9 Глава 8. §§ 39-42

Биология 9 класс (Пасечник). Конспекты по учебнику. Цитаты использованы в учебных целях.
Глава 8. Взаимосвязи организмов и окружающей среды (39. Экология как наука. 40. Влияние экологических факторов на организмы. 41. Экологическая ниша. 42. Структура популяций). Электронная версия.

ОГЛАВЛЕНИЕ вернуться к списку конспектов


Глава 8. Взаимосвязи организмов
и окружающей среды

Ещё в середине XX в. слово «экология» было известно только специалистам, но в настоящее время оно стало очень популярным. Наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин используют в сочетании со словами: общество, семья, культура, здоровье. Это связано с состоянием окружающей нас среды.

ВЫ УЗНАЕТЕ

  • об экологии как науке;
  • об экосистемной организации живой природы;
  • о биосфере как глобальной экосистеме и роли человека в ней;
  • об экологических проблемах различного уровня.

ВЫ НАУЧИТЕСЬ:

  • составлять цепи питания в экосистемах;
  • проводить анализ и давать оценку влияния факторов окружающей среды в экосистемах.

 

§ 39. ЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА

ВСПОМНИТЕ:
1. Что такое экология?
2. Какие среды жизни вам известны?
3. Какие экологические факторы вы знаете?

Экология как наука.

Экология — наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Современная экология — универсальная, бурно развивающаяся комплексная наука, имеющая большое практическое значение для всех жителей нашей планеты. Экология — наука будущего, и, возможно, само существование человека будет зависеть от прогресса этой науки.

Среды обитания организмов.

Средой называют всё то, что окружает живое существо в природе. На Земле существуют четыре основные среды обитания, освоенные и заселённые организмами. Это водная среда, наземно–воздушная, почвенная и, наконец, среда, образуемая самими живыми организмами. Понятно, что каждая из этих сред имеет свои специфические условия жизни.

Условия среды оказывают определённое влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. В связи с этим условия среды рассматривают как экологические факторы.

Экологические факторы.

Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяют на три основные группы: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы — это компоненты и явления неживой природы. Особенно среди них выделяют две группы: климатические факторы (солнечный свет, температура, влажность) и местные факторы (рельеф, свойства почвы, солёность, течения, ветер, радиация и т. д.). Все они могут влиять на организмы прямо, т. е. непосредственно, например свет или тепло, либо косвенно, например рельеф, который обусловливает действие прямых факторов — освещённости, увлажнения, ветра и др.

Биотические факторы — это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление насекомыми растений, конкуренция, поедание одних организмов другими, паразитизм) и на среду. Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный и своеобразный характер и также могут быть прямыми и косвенными.

Антропогенные факторы — это все те формы деятельности человека, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания живых организмов, или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных.

В свою очередь организмы сами могут оказывать влияние на условия своего существования. Например, наличие растительного покрова смягчает суточные колебания температуры вблизи поверхности земли (под пологом леса или травы), влияет на структуру и химический состав почв.

Все имеющиеся в природе экологические факторы воздействуют на жизнь организмов по–разному и имеют различную степень важности для разных видов.

К числу наиболее интенсивно действующих антропогенных факторов можно отнести загрязнение атмосферы, водоёмов и поверхности суши отходами промышленного производства, вырубку лесов, оказывающую влияние на состояние почвы и режим водоёмов, интенсивный выпас скота, приводящий к нарушению биотических связей в луговых экосистемах, распашку земель, строительство гидротехнических сооружений и др.

 

§ 40. ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ОРГАНИЗМЫ

ВСПОМНИТЕ:
1. Что изучает экология?
2. Какова роль экологии в настоящее время и почему её необходимо изучать?

Влияние экологических факторов на организмы. Толерантность.

Естественно, что у организмов, живущих в определённой среде, вырабатываются специфические приспособления к экологическим условиям именно этой среды.

Однако разные организмы обладают разной толерантностью (лат. tolerantia — терпение) — способностью организмов выдерживать изменения условий жизни (например, колебания температуры). Это очень важное свойство живого, позволяющее приспосабливаться к изменяющимся условиям.

Любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на организмы. Например, организм может погибнуть как от слишком низкой, так и от слишком высокой температуры. На графике толерантность обычно представлена в виде симметричной кривой (рис. 50), которую называют кривой толерантности. Положение вершины кривой указывает оптимальные (наилучшие) условия по этому фактору для особей данного вида.

Для особей некоторых видов характерны кривые с очень острыми пиками (рис. 50, а). Это означает, что диапазон условий нормального существования данного вида очень узок. Пологие кривые соответствуют широкому диапазону толерантности (рис. 50, б). Организмы с широкими границами устойчивости, конечно, имеют шансы на более широкое распространение. Однако широкие границы по одному фактору вовсе не означают широких границ по остальным факторам. Например, многие земноводные могут выдерживать значительные колебания температуры, но не переносят даже кратковременного высыхания кожи.

Лимитирующие факторы.

Установлено, что успешную жизнедеятельность организма ограничивает экологический фактор, количество и качество которого близки к минимуму, необходимому организму. Если в почве достаточно азота, фосфора и других минеральных веществ, но не хватает калия, растение будет развиваться только до тех пор, пока не усвоит весь калий. Известно, что избыток какого–либо экологического фактора может быть так же вреден, как и его недостаток, т. е. всё хорошо в меру. Факторы, сдерживающие развитие организмов из–за их недостатка или избытка по сравнению с потребностями, называют лимитирующими.

Адаптация организмов.

Процесс и результат приспособления организмов к условиям окружающей среды называют адаптацией. Наиболее наглядными можно считать морфологические адаптации, т. е. особенности внешнего строения растений и животных.

Соответствие организма и среды особенно отчётливо прослеживается при ознакомлении с реакциями её обитателей на циклические изменения внешних условий. Смена времён года является периодически повторяющимся (циклическим) изменением, так же как и поочерёдное наступление то тёмного, то светлого времени суток или прилива и отлива.

Многократное воздействие циклических изменений приводит к возникновению циклических особенностей образа жизни. Таковы, например, ежегодное сбрасывание листвы листопадными деревьями, сезонный цикл изменения густоты меха у млекопитающих и др.

Различные организмы по–разному реагируют на сезонные изменения климата. Мелкие млекопитающие, например полёвки и лесные мыши, зимуют, впадая в спячку и прячась в укромных местах. Крупные млекопитающие поступают иначе: на изменение условий существования они отвечают изменением степени теплоизоляции тела. У животных, обитающих в условиях суровой зимы, к наступлению холодов мех густеет, увеличивается его длина. В ряде случаев меняется и окраска, как это происходит, например, у зайца–беляка. Такие приспособления помогают животным не только беречься от холода, но и маскироваться от врагов.

Из сезонных изменений образа жизни широко распространённым приспособлением к неблагоприятным условиям у многих животных являются миграции, или перемещения. Это могут быть перемещения в новые убежища или массовые переселения в иные климатические области (например, ежегодные перелёты птиц и т. п.).

Растения и прикреплённые животные (например, коралловые полипы) перемещаться, конечно, не могут, зато именно у этих организмов сезонные изменения проявляются наиболее ярко. Некоторые растения, живущие в засушливых районах, образуют в течение одного года три поколения листьев, причём листья каждого поколения обладают своим характерным строением. У некоторых из них во время влажного сезона образуются сравнительно крупные листья. Во время более засушливого сезона они опадают, а на смену им приходят мелкие листья, или чешуйки. Иногда исчезает и такая листва, а растение проводит наиболее засушливый период лишь с зелёными стеблями да колючками. Так происходит, например, у молочаев.

Особым приспособлением к неблагоприятным условиям является анабиоз — состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедляются, что отсутствуют все видимые признаки жизни. Такое состояние характерно для спор, сухих семян, одноклеточных организмов, некоторых червей, членистоногих, земноводных. В состоянии анабиоза организмы могут переносить крайне неблагоприятные условия, например глубокое промерзание.

 

§ 41. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША

ВСПОМНИТЕ:
1. Что такое местообитание?
2. Что такое пищевая цепь?
3. Что такое конкуренция?

Местообитание организма.

Вы знаете, что бурый медведь обитает в лесах, а белый медведь живёт на Севере среди льдов и снегов. Каждый понимает, что этих животных мы не встретим в пустыне, а вот верблюд — житель пустынь. Мы можем говорить о растениях и животных лесов, степей, морей и т. д., другими словами, о местообитаниях организмов. Когда в экологии используют термин «местообитание», то подразумевают место, где живёт организм, его «адрес».

Экологическая ниша.

В природе на одной и той же территории обитают сотни групп организмов разных видов. Мы знаем, что организмы ведут жёсткую конкурентную борьбу между собой, а уживаются благодаря тому, что занимают разные экологические ниши.

Экологическая ниша определяется совокупностью всех жизненных условий, необходимых для существования того или иного вида, а также его ролью в биологическом сообществе. Можно сказать, что ниша — «профессия» организма. Так, кенгуру, зебра и бизон обитают на разных континентах, но занимают сходные ниши на просторах степей. В то же время травоядные животные, обитающие в одном месте, могут занимать различные экологические ниши, поедая траву на разной высоте. Например, в африканских саваннах копытные используют пастбищные корма по–разному: зебры обрывают верхушки трав, антилопы гну поедают определённые виды растений, газели выщипывают только низкие травы, а антилопы топи кормятся высокими стеблями.

Экологические ниши совместно живущих видов могут частично перекрываться, но полностью никогда не совпадают, так как при этом один вид будет вытеснять другой. Так, при совместном обитании двух популяций — серой и чёрной крыс — серые крысы вытесняют чёрных.

Один и тот же вид в разные периоды развития может занимать различные экологические ниши. Например, головастик питается растительной пищей, а взрослая лягушка — типичное плотоядное животное, поэтому их ниши различны.

Одно и то же местообитание содержит множество ниш. Каждый вид занимает свою собственную нишу, отвоёванную у других в ходе конкурентной борьбы. Такая специализация организмов позволяет им, с одной стороны, наиболее полно использовать всё пригодное для жизни пространство и источники пищи, а с другой — функционировать на благо всего сообщества. В случае исчезновения вида по каким–либо причинам его экологическую нишу рано или поздно займёт другой вид, выполняющий те же функции в сообществе.

 

§ 42. СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ

ВСПОМНИТЕ:
1. Что такое популяция?
2. Может ли вид состоять из одной популяции?
3. Какова роль популяций в эволюции?

Популяцией называют совокупность особей одного вида, занимающих определённую территорию и обменивающихся генетическим материалом. Ввиду того что живые организмы, входящие в одну популяцию, свободно скрещиваются между собой, можно говорить о генофонде популяции.

Популяции состоят из одновидовых организмов, совместно населяющих определённые участки и связанных между собой различными взаимоотношениями, которые обеспечивают им устойчивое существование в данной природной среде. Например, популяцию образуют все особи карася, обитающего в небольшом озере, или все берёзы в лесу. Важнейшим свойством популяций является способность к самовоспроизводству.

Неоднородность организмов, входящих в популяцию, создаёт условия для действия естественного отбора, поэтому популяция считается наименьшей эволюционной единицей. Популяция, таким образом, представляет собой надорганизменную форму организации жизни. Именно благодаря функционированию популяций создаются условия, способствующие поддержанию жизни. В сообществах каждая популяция играет отведённую ей роль, составляя вместе с популяциями других видов некое природное единство, развивающееся и действующее по своим законам.

Свойства популяции.

Популяция обладает не только биологическими свойствами составляющих её организмов, но и собственными, которые присущи группе особей в целом. К таким свойствам относятся, например, рождаемость, смертность, возрастной состав (структура) и численность особей.

Наилучшим образом популяцию как группу организмов характеризует численность — определённое число особей на данной площади. Поскольку подсчитать всех особей данной популяции, как правило, невозможно, то для оценки численности в экологии принято использовать понятие «плотность популяции». Плотность популяции — это число особей, приходящихся на единицу площади или объёма жизненного пространства. Например: 500 деревьев на 1 га леса, 5 млн особей хлореллы в 1 м3 воды, 200 кг рыбы на 1 га поверхности водоёма. Измерением плотности пользуются в тех случаях, когда важно знать динамику популяции, т. е. ход изменений численности во времени.

Рождаемость характеризует способность популяции к увеличению численности за счёт размножения особей. Показатель рождаемости — это число новых особей (также яиц, семян), родившихся (вылупившихся, отложенных) в популяции за определённый промежуток времени.

Если проследить судьбу некоторой группы особей, родившихся в одно и то же время, можно легко обнаружить, что их численность в течение жизни непрерывно снижается в результате отмирания части особей. Этот процесс называют смертностью. Средняя продолжительность жизни определяется величиной смертности особей в группе организмов, появившихся на свет в одном и том же году. Чем больше смертность, тем меньше средняя продолжительность жизни группы, и наоборот.

Возрастная структура популяции характеризуется средней продолжительностью жизни организмов и соотношением численности (или биомассы) особей различного возраста. Формирование возрастной структуры популяции происходит в результате совместного действия процессов размножения и смертности. Анализ возрастной структуры позволяет прогнозировать численность популяций на ряд ближайших поколений и лет, что применяется, к примеру, для оценки возможностей промысла рыбы, в охотничьем хозяйстве, в зоологических исследованиях. Особенностями возрастной структуры определяются многие свойства популяции как системы.

 

Для того чтобы проверить, как вы усвоили материал главы, выполните тестовые задания в рабочей тетради. Если вы сомневаетесь в правильности своих ответов, повторите материалы соответствующих параграфов.

 


ОГЛАВЛЕНИЕ вернуться к списку конспектов

Биология 9 класс (Пасечник). Конспекты по учебнику. Цитаты использованы в учебных целях.
Глава 8. Взаимосвязи организмов и окружающей среды.

  • 39. Экология как наука.
  • 40. Влияние экологических факторов на организмы
  • 41. Экологическая ниша
  • 42. Структура популяций

Добавить комментарий

На сайте используется ручная модерация. Срок проверки комментариев: от 1 часа до 3 дней