Живой организм и факторы среды обитания. Лекция № 3 презентация

ПЛАН
1. Среды обитания живых организмов. Адаптация.
2. Классификация экологических факторов.
3. Экологические законы.

Вопрос № 1. Среды обитания живых организмов.

Организм (лат.organismus) - живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Среда обитания – это природное окружение живого организма, которое представляет совокупность свойств неживой природы (абиотических)и свойств живой природы (биотических).
Совокупность жизненно важных свойств природной среды (экологических факторов) - условия существования для живого организма.

Экологическая ниша (местообитание) - место, занимаемое видом в природе.
Экологическая ниша ствола дерева

Экологические ниши
Водоёма
Луга

Среды обитания живых организмов
Свойства сред обитания постоянно меняются, живой организм, чтобы выжить, приспосабливается к изменениям.

Адаптация (Adaptatio – приспособление) живых организмов абиотическим факторам (внешней среды).
Адаптивные признаки - признаки, возникшие у особи в процессе адаптации.

Виды адаптации живых организмов
Морфологическая – изменение формы и строения тела.
2. Физиологическая – химические процессами в организме, перестройка обмена веществ.
3. Поведенческая – изменение поведения живого организма в определённых условиях.

Перелёт птиц на юг, зимняя спячка у медведей, опадение листьев и т.д.

Поведенческие адаптации
(Этологические)
Лягушка-лопатоног
Земноводное пустыни, живёт в норах. Выходит на охоту когда спадёт жара
Оппоссум (сумчатое животное Северной Америки) способен притворяться мёртвым в ходе приближения опасности

Гидробионты (гидро…bios жизнь - обитатели водной среды). Различают мариобионты (обитатели океана) и аквабионты (обитатели пресных вод).
Адаптивные признаки – обтекаемая форма тела, наличие плавников, слизистые покровы, воздухоносные полости

Аэробионты (терробионты) (аэро... гр. bios жизнь) совокупность организмов, населяющих сушу.
Адаптивные признаки приспособ-ление к полёту опорный скелет, терморегуляция, наличие легких

Эдафобионты – организмы обитающие в почве или в грунте
Адаптивные признаки – вытянуто-овальная форма тела, редукция органов зрения, копательный аппарат, мускулатура, прочные покровы тела

Эндобионты (от «эндо» — внутри + бионт) - организмы, обитающие внутри тела другого живого организма.
Адаптивные признаки – упрощение систем органов, наличие органов прикрепления (колючки, присоски), сложные циклы развития

Экологическая валентность (пластичность, толерантность, устойчивость по отношению к абиотическому фактору) -
показатель, характеризующий способность организмов существовать в разных условиях среды и заселять местообитания с экологическими факторами различными по интенсивности.
(Ю. Одум 1975 г.)

Эврибионтные виды (eyros – широкий) – виды выдерживающие широкий диапазон действия фактора (широко приспособленные).
Стенобионтные виды (stenos – узкий) – выдерживают узкий диапазон действия фактора (узко приспособленные).

Стенобионтные и эврибионтные виды
НОРМА РЕАКЦИИ - амплитуда (лат. amplitude – величина, интервал), определяющая границы изменчивости организма, возникающая под действием факторов среды.

Воздействие среды обитания воспринимается живыми организмами через экологические факторы.

Экологический фактор – это элемент природной среды, способный оказывать особое (специфическое) прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз индивидуального развития живого организма.

Вопрос № 2.
Классификация экологических факторов.

Экологические факторы по происхождению
Абиотические
Биотические
Антропогенные

а). Абиотические факторы – совокупность факторов неорганической среды (неживой природы), влияющих на жизнедеятельность организмов.
- климатические (свет, температура влажность, ветер, давление и др.)
- геологические (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излуч.).
8

- орографические (рельеф местности);
- эдафические, почвенно-грунтовые (плотность, структура, рН, гранулометрический состав, химический состав и др.);
- гидрологические (течение, соленость, давление воды).

б). Биотические факторы – совокупность различных форм влияния жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других организмов, а также на неживую среду обитания.
Внутривидовые и межвидовые отношения.
9

Внутривидовые биотические взаимоотношения складываются из группового и массового эффектов, они связаны с перенаселением среды обитания и объединением животных одного вида в группы, колонии, стаи включающие более двух особей. Наличие внутривидовой конкуренции.

Внутривидовые отношения
Групповой и массовый эффект
Каннибализм –внутривидовое хищничество

1. Два живых организма могут не влиять друг на друга (0,0),(0,-), (0,+).
2. Могут влиять благоприятно (++).
3. Могут влиять неблагоприятно (-, -), (+,-).
Межвидовые отношения лежат в основе существования биоценозов.

Межвидовые биотические отношения
Антагонистические – отношения, организмы двух видов подавляют друг друга (-;-) или один вид подавляет другой вид без ущерба для себя (+;-).
конкуренция (+;-) – возникает между видами имеющими сходные потребности за одинаковые ресурсы, один вид подавляет другой вид без ущерба для себя; (соперничество)

Конкуренция
За пищу, территорию, самку, влагу, свет…

паразитизм (+;-) – паразит живет за счет организма хозяина, находясь на поверхности или внутри его тела, он тормозит рост и размножение хозяина, может вызвать его гибель;
хищничество (+;-) – хищник питается жертвой. Хищничество полезно для одного и вредно для другого организма;

Паразитизм
Грибы-трутовики на стволах деревьев
Черви – паразиты в мышцах и кишечнике теплокровных животных

Хищничество
Насекомоядное растение росянка

- нейтрализм (0;0) – виды независимы (не связаны друг с другом непосредственно) и не оказывают влияния друг на друга;
Неантагонистические – организмы двух видов не оказывают друг на друга влияние
-нейтральные (0;0), -взаимовыгодные (+;+), -односторонние (+;0) (-;0)

комменсализм (+;0) – один вид, комменсал, извлекает пользу от сожительства, а другой вид – хозяин не имеет выгоды (взаимная терпимость, квартирантство, нахлебничество);
аменсализм (-;0) – один вид, аменсал, испытывает от другого угнетение роста и размножения;

Комменсализм
Аменсализм
Агнетение травы растущей под пологом елового леса

протокооперация (содружество или симбиоз) (+;+) – оба вида образуют сообщество, но могут существовать и раздельно, сообщество приносит им обоим пользу; Полезное сожительство двух организмов;
14

Симбиоз
Рак-отшельник поедает пищу, обстрелянную стрекательными клетками актинии (кораллового полипа. Приобретает иммунитет яду актинии.

мутуализм (+;+) – один из видов симбиоза; виды не могут существовать друг без друга.

В). Антропогенный фактор включает
Антропогенное влияние (anthropos, genes) –
влияние деятельности человека на природную среду, которая вызывает её изменение.

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВЛИЯНИЯ
По формам деятельности человека (сельскохозяйственное, промышленное);
По направлению обмена веществом и энергией (изъятие, привнесение);
По длительности и режиму воздействия (постоянное, периодическое, циклическое);

По последствиям воздействия
положительное (+) – позитивное природоохранные мероприятия,
отрицательное(-) – негативное, разрушительное; преднамеренное – осознанное и непреднамеренное – неосознанное;
прямое - непосредственное и косвенное - опосредованное.

Антропогенные (антропические)
- физические: использование атомной энергии, влияние шума, вибрации, тепла и света;
химические: использование химических веществ в промышленности и с/х.
биологические: микроорганизмы бактерии, вирусы и простейшие.

Антропогенное влияние

Вопрос № 3. Экологические законы.

1.ЗАКОН ОПТИМУМА любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы.

Зона оптимума – это диапазон (интервал, сфера) действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности.
Значения фактора, лежащие в зоне угнетения, называют экологическим пессимумом.

Минимальное и максимальное значения фактора, при которых наступает гибель, называются экологическим минимумом и экологическим максимумом или критическими точками за пределами которых невозможна жизнедеятельность организма.

ЗАКОН ОПТИМУМА

Влияние температуры на развитие и рост растений

2.ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ
Рост и развитие организмов зависят, от факторов среды, значения которых приближаются к экологическому минимуму или экологическому максимуму
(1913 г. - В. Шелфорд).

Диапазон (интервал, сфера) действия экологического фактора между минимумом и максимумом – предел толерантности (tolerantia терпение, выносливость вида).

3. ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МИНИМУМА и МАКСИМУМА
Рост и развитие живых организмов зависят, в первую очередь, от факторов природной среды, значения которых приближаются к экологическому минимуму. (1840 г. Ю. Либих)
Шелфорд - существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме.

Лимитирующими (ограничивающими) экологическими факторами называют факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностью организма.
Ф. Блэкман (1909 г.)

Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.
«Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору».

Лимитирующими факторами являются
а) для продуцентов:
- содержание биогенных элементов в почве; тепло-, свето- и влагообеспеченность;
б) для консументов:
- наличие воды и источников пищи;
- внутри- и межвидовая конкуренция;
- сокращение территории обитания (ареала,акватории).

Бочка Либиха
Для жизнедеятельности живого организма наиболее значим тот фактор значение которого находится в пределах экологического минимума
Объём воды в бочке зависит от высоты наименьшей доски

4. ЗАКОН СОВМЕСТНОГО (СОВОКУПНОГО) ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ
Экологические факторы действуют на живые организмы совместно. Взаимосвязь экологических факторов: взаимное их усиление и ослабление определяют успешность жизни организма.

Взаимодействие температуры и влажности – формирует два типа климата: морской и континентальный.
Морскому климату свойственны менее резкие колебания температуры и влажности, чем континентальному.

5. ЗАКОН НЕЗАВИСИМОГО (НЕЗАМЕНИМОГО) ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ Несмотря на взаимное влияние экологических факторов, они не могут заменить друг друга: влажность, свет … (В.Р. Вильямс).

Используя предложенные понятия составьте характеристику живого организма
Стенобионт, эврибионт;
Ксерофил, мезофил, гигрофил;
3. Батиофил;
4. Фотофил;
5. Геофил;
6. Фотофоб;
7. Оксифил;
8. Галофоб;
9. Гидрофоб;
10. Термобионт.
ЗАДАНИЕ

Бионт – отношение к жизни (узко или широко приспособленный вид)
Ксеро - сухой
Мезо – умеренный
Гигро – влажный
Фил – любить
Фоб – бояться (страх)
Фото – свет
Батио – глубина
Гало - соль
Гидро – вода
Термо – температура
Гео – земля
Окси - кислород

Например:
Галофил – живой организм обитающий в местах с повышенной солёностью.
Гидрофил – живой организм обитающий в условиях с повышенной увлажненностью.
Фотофил – живой организм обитающий в условиях с повышенной освещенностью

СОСТАВИТЬ КОНСПЕКТ
1. Законы Дансеро, Законы Коммонера.
2. Компенсация экологических факторов (правило Аллена).
3. Правило Бергмана.

СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ

КОМПЕНСАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
При разных температурах один вид, имеющий широкое географическое распространение, приобретает различные морфологические и физиологические особенности, адаптированные к условиям среды обитания.

У животных, уши, хвосты и лапы чем короче, а тело тем массивнее чем холоднее климат – правило Аллена.
Изменчивость размера и морды у лисиц
1- африканская лисица; 2 – европейская лисица; 3 - песец