Рассмотрите рисунок 112. Каковы особенности сред обитания у изображенных на рисунках организмов? Какое воздействие оказывает среда обитания на организмы?
Среда обитания - это все условия живой и неживой природы, окружающие организм, с которыми он находится во взаимоотношениях. Выделяют четыре среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и внутриорганизменную.
Водная среда обитания. Это самая распространенная на нашей планете среда. Она объединяет Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды. Водная среда имеет ряд особенностей: большую плотность, сильные перепады давления, относительное малое содержание кислорода, высокую теплопроводность и ограниченную проницаемость для света. Высокая плотность водной среды (в 700 раз больше, чем у воздуха) создает для обитающих в ней организмов возможность опоры (рис. 112,1). Так, одноклеточные водоросли и простейшие, медузы и мелкие рачки имеют разнообразные выросты на теле, увеличивающие площадь соприкосновения с водой, что обеспечивает их плавучесть. Другие водные обитатели, например рыбы, удерживают свое тело в толще воды благодаря плавательному пузырю или жировым включениям. Сопротивление воды активно плавающие водные животные преодолевают благодаря обтекаемой форме тела и специальным органам, например, плавникам. Убывание света с глубиной ограничивает распространение в водной среде растений, которым свет необходим для фотосинтеза. На животных недостаток света оказывает меньшее влияние. Рыбы и моллюски встречаются на глубинах в несколько тысяч метров.
Наземно-воздушная среда обитания. Наземно-воздушная среда обитания - самая разнообразная по условиям, с чем связано большое разнообразие населяющих ее организмов (рис. 112,2).
Рис. 112. Среды обитания организмов: 1 — водная; 2 — наземно-воздушная; 3 — почвенная; 4 — внутриорганизменная
Она характеризуется низкими плотностью и давлением, высоким содержанием кислорода и обилием света. Этой среде свойственны значительные температурные колебания и неравномерное распределение влаги. Обитатели наземно-воздушной среды имеют ряд общих особенностей. Так, у растений и животных развились опорные и проводящие системы, механизмы терморегуляции и дыхания, защитные образования, помогающие сберечь влагу. Большинство обитателей наземно-воздушной среды активно передвигаются, в связи с чем у них есть рычажные конечности, соединенные суставами, а у некоторых и крылья, и выросты, обеспечивающие полет.
Почвенная среда обитания. Почва представляет собой рыхлый поверхностный слой суши, образованный деятельностью организмов и влиянием климата. Она состоит из твердых частиц, окруженных воздухом, и водой. Как среда обитания почва характеризуется большой плотностью, отсутствием света, незначительными температурными колебаниями, низким содержанием кислорода и достаточно высоким содержанием углекислого газа.
Для почвенных организмов характерны следующие особенности (рис. 112,3). Так, почвенные животные (черви, клещи, многоножки, насекомые, кроты) имеют небольшие размеры тела, прочные покровы и, как правило, у них отсутствуют глаза. Накопленные в почве отмершие части растений и животных, а также продукты их жизнедеятельности служат пищей для обитающих в почве простейших, бактерий и грибов.
Внутриорганизменная среда обитания. Эта специфическая среда обитания представлена телами самих организмов. Их используют организмы-паразиты, главным образом микроорганизмы, грибы, черви, клещи, личинки насекомых, а также симбиотические простейшие и водоросли. Для них другие тела - место жизни и источник питательных веществ (рис. 112, 4).
Внутриорганизменная среда имеет ряд преимуществ: стабильные температурные и газовые условия, достаточное количество воды и пищи, защищенность от внешних воздействий. Вместе с тем, организмы-паразиты испытывают ряд трудностей. Главные из них - это ограниченность жизненного пространства, сложность распространения паразита от одного хозяина к другому и защитные реакции со стороны организма-хозяина. Постоянство условий обитания привела к тому, что многие организмы- паразиты, например, ленточные черви, утратили органы передвижения и пищеварения. Сложность распространения паразита от одного хозяина к другому компенсировалась огромной плодовитостью паразита. Для защиты от организма-хозяина паразиты имеют плотные покровы тела и органы прикрепления.
Экологические факторы. Отдельные условия среды обитания, оказывающие влияние на организмы, называют экологическими факторами (от лат. factor - делающий, производящий). Различают абиотические, биотические и антропогенные экологические факторы. Абиотические факторы - все условия неживой природы: климатические (свет, температура, влажность, давление), почвенные (механическая структура почвы и ее состав), орографические (рельеф местности). Биотические факторы - все формы взаимодействия организмов друг с другом (влияние животных на растения, растений на животных, микроорганизмов на растения и животных). Антропогенные факторы - разнообразные виды человеческой деятельности, приводящие к изменениям природы как среды обитания организмов и непосредственно сказывающиеся на их жизни (загрязнение среды обитания отходами промышленности и сельского хозяйства, охота, вырубка лесов, распашка степей, осушение болот и др.).
Закономерности действия экологических факторов.
1. Экологические факторы действуют на организмы по-разному. Действуя как раздражители, они вызывают ответные реакции организмов. Действуя как ограничители, они делают невозможным существования организмов в данных условиях. Действуя как модификаторы, они приводят к изменениям отдельных черт строения и функций организмов. Действуя как сигналы, они информируют организмы об изменениях других экологических факторов.
2. Любой экологический фактор действует по закону биологического оптимума (рис. 113). Биологический оптимум - наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора. Отклонения от биологического оптимума составляют зоны угнетения организма. Диапазон действия экологического фактора ограничен точками минимума и максимума. Он составляет пределы выносливости организма, обусловливающую его способность выносить отклонения экологического фактора от оптимальных для себя значений. Организмы с широкими пределами выносливости способны выдерживать значительные отклонения от оптимума.
Рис. 113. Схема действия закона биологического оптимума
Так, серебристый карась способен жить в различных водоемах - прудах и озерах с высоким и очень низким содержанием кислорода в воде (рис. 114,1). Организмы с узкими пределами выносливости не способны выдерживать отклонения, например, ручьевая форель обитает только в реках с быстрым течением и высоким содержанием кислорода (рис. 114,2).
Рис. 114. Виды с широкими и узкими пределами выносливости: 1 — серебристый карась; 2 - ручьевая форель
3. Экологические факторы действуют на организмы одновременно и совместно. Действие одного фактора зависит от действия другого. Биологический оптимум и пределы выносливости к одному фактору могут изменяться под воздействием другого экологического фактора. Например, человек легче переносит жару в сухом воздухе, чем во влажном, а замерзает быстрее на морозе с сильным ветром, чем в тихую погоду.
4. Существуют ограничивающие факторы. Ограничивающий фактор - тот, у которого значения выходят за пределы выносливости организма, что делает невозможным его существование в данных условиях среды. Ограничивающие факторы сильнее других влияют на жизнедеятельность организмов (рис. 115). Их действие является наиболее значимым для организма и не зависит от благоприятного сочетания других факторов. Ограничивающие факторы определяют ареалы распространения видов на нашей планете.
Рис. 115. Ограничивающие факторы: 1 — распространение организмов в Арктике ограничивается недостатком тепла; 2 — распространение организмов в пустынях — недостатком влаги
5. К каждому из экологических факторов организмы приспосабливаются независимым путем. Степень выносливости организма к какому-либо экологическому фактору не означает соответствующей его выносливости к другим экологическим факторам. Например, некоторые насекомые способны переносить временное понижение температуры и впадают при этом в состояние оцепенения, но не выдерживают резких изменений влажности воздуха и погибают.
Среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная, внутри-организменная; экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные; биологический оптимум, ограничивающий фактор.
1. Что такое среда обитания? Какие различают среды обитания организмов? 2. Какие факторы называют экологическими? 3. На какие группы классифицируют экологические факторы? Приведите примеры разных экологических факторов. 4. В чем состоят основные закономерности действия экологических факторов на организмы?
Охарактеризуйте экологические факторы. Перечертите в тетрадь и заполните таблицу.
Экологические факторы
