Конспект урока: Экологические факторы и закономерности их влияния на организмы

Экология: определение, разделы

Рис. 1. Александр Гумбольдт

Изучение живой природы не ограничивается познанием строения живых организмов, их разнообразия. Мир преобразуется, меняется. Живые организмы должны найти себе место в этом мире. Ещё в древности люди пытались постичь законы взаимоотношений организмов с окружающей природой. Первые попытки принадлежат немецкому естествоиспытателю Александру Гумбольту (1769–1859). Он пытался выявить закономерности влияния климата на растения. Карл Франсович Рулье (1814–1858) обнаружил морфологические сходства живых организмов, обитающих в одинаковых условиях. В XX веке произошло становление науки. 

Современная экология — это комплекс наук (рис. 2).

Рис. 2. Экология — комплекс наук

Среда обитания — основное понятие экологии

Совокупность условий живой и неживой природы влияет непосредственно на организмы, на их строение, продолжительность жизни, выживаемость вида. 

На Земле существуют 4 среды обитания организмов: водная, наземно-воздушная, почвенная и внутриорганизменная. Жизнь впервые возникла в водной среде. Затем организмы освоили остальные среды. Каждая среда имеет свои особенности. В организменной среде обитания существуют паразиты и симбионты.

Экологические факторы

Отдельные условия среды оказывают различное воздействие на живые организмы. Все явления и элементы и элементы среды, которые оказывают прямое или косвенное влияние на организм называют экологическими факторами. Среду обитания можно описать набором экологических факторов. Существует несколько классификаций.

По компонентам среды обитания бывают:

• абиотические — все условия неживой природы (свет, температура, влажность, давление);
• биотические — формы взаимодействий организмов между собой;
• антропогенные — влияние человеческой деятельности, которые приводят к изменениям в природе (вырубка лесов, техногенная катастрофа, рыболовство и т. д.).

В зависимости от времени воздействия бывают:

• факторы, действующие постоянно. Примеры: УФ-радиация, концентрация соли в океане, сила тяготения и др.
• периодические. Примеры: смена дня и ночи в сутках, сезонные изменения, изменение светового дня в течение года. Такие факторы приводят к появлению биологических ритмов у животных.
• непериодические. Внезапно возникают: стихийные бедствия, резкий рост численности какой-либо популяции, техногенная катастрофа.

Действие экологических факторов на организмы

Факторы среды оказывают широкий спектр воздействия на организмы. Экологические факторы выступают в роли:

• раздражителей, вызывая ответные реакции;
• ограничителей, определяя границы ареала распространения живых организмов;
• модификаторов, вызывая изменения в строении и физиологии организмов;
• сигналов, обеспечивая связь всех компонентов природы.

Рис. 3. Действие экологического фактора на популяцию

Существуют общие закономерности ответных реакций организмов на действия факторов:

• есть определённые пределы положительного действия фактора, внутри которых организмы определённого вида поддерживают свою численность на высоком уровне. Биологический оптимум — зона наиболее благоприятного действия экологического фактора. В этом случае предел выносливости или толерантности ограничен точками минимума и максимума действия фактора. За пределами организм ждёт гибель. Есть организмы, способные выдерживать сильные отклонения от зоны выносливости, т. е. обладают экологической пластичностью. Стенобионты, наоборот, имеют узкие пределы выносливости.

 

• На организмы действует совокупность факторов одновременно. Один фактор меняет зону оптимума действия другого.

• Существуют факторы, действия которых приводит к гибели организма. Такие факторы называются лимитирующими или ограничивающими.

Пример 2

Рис. 4. Правило лимитирующего фактора

В современной формулировке закон Юстуса Либиха звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологической потребности.

 

Пусть в почве содержатся все элементы минерального питания в оптимальном состоянии, необходимые для данного вида растений, кроме одного из них, например, Zn. Рост растений на такой почве будет угнетён. Если добавить в почву нужное количество бора или цинка, то это приведёт к увеличению урожая.

• К каждому фактору организм приспосабливается независимым путём.

Рис. 5. Императорский пингвин

Пример 3

 

Обыкновенная полёвка способна осваивать различные места обитания (эврибионт). 

Ареал обитания императорского пингвина достаточно мал из-за необходимых специфичных условий среды. 

Значение экологии

Современная экология вышла за научные рамки и стала прикладной дисциплиной. Промышленная экология занимается поиском безотходных технологий. Перед человечеством встаёт большой вопрос, как наладить взаимоотношения с природой. Эта проблема целостности мира и выживания человеческого рода. Знание экологических закономерностей позволит сохранить природу и рационально использовать её богатства.