(Закономерности системы «среда-организм»)
Звучит банально, но самая главная и важная закономерность в системе «среда-организм» — это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Мы уже обсуждали, что облик Земли был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и так далее). Подробнее эти вопросы мы будем рассматривать на уроках по глобальной (биосферной) экологии.
Указанная выше основная закономерность системы «среда-организм» была сформулирована еще В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания:
жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
Не смотря на некоторую сложность языка Вернадского, смысл этой закономерности очевиден: в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов (в глобальном масштабе — в биосфере) происходит постоянный обмен веществом и информацией, что и делает возможным существование жизни.
Из этого следует простой эволюционно-экологический принцип: вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Мы неоднократно говорили о проявлении этой закономерности, когда указывали на комплекс специфических адаптаций к тем или иным условиям среды (см. два предыдущих урока).
Воздействие вида на среду является важной экологической закономерностью. Вернадский отмечал, что такое воздействие эволюционно возрастает. Эта закономерность была сформулирована в виде закона максимума биогенной энергии (энтропии) Вернадского-Бауэра:
Любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами: надсистемами или другими конкурентными системами.
В действии экологических факторов на организм мы отмечали как главную закономерность возможность выделения оптимальных и пессимальных (критических) доз действия фактора. Однако к такому понятию как «оптимум фактора» нельзя подходить с механистических позиций, в природе все намного сложнее. Это нашло выражение в законе неоднозначности действия фактора на организм: любой экологический фактор неодинаково влияет на функции организма; оптимум фактора для одних физиологических процессов может отличаться от такового для других процессов. Так, любой специалист по физиологии растений скажет, что температурный оптимум для фотосинтеза и дыхания во многих случаях различен.
То, что мы говорили на предыдущих урока о взаимодействии экологических факторов, необходимо дополнить представлением об относительной компенсации (взаимозаменяемости) факторов. Недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другим фактором. Например, некоторый недостаток света может быть компенсирован для растений обилием углекислого газа. Однако такая компенсация возможна лишь в определенных пределах. Сколько бы углекислого газа ни было, но в полной темноте фотосинтез все равно не пойдет.
Существование лимитирующих факторов, описанное Либихом, нашло свое отражение в законе ограничивающих факторов Блэкмана и законе толерантности Шелфорда. Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных факторов. Главное отличие законов Блэкмана и Шелфорда от Либиховских правил состоит в том, что этими учеными было показано: не только недостаток (минимум) фактора, но и его избыток (максимум) могут затруднять (ограничивать) развитие организма.
И в заключении хочется указать на еще одну закономерность действия экологических факторов на организм, имеющую важное прикладное значение. Как мы отмечали в одном из предыдущих уроков, теоретическим основанием для расчета ПДК является представление о лимитирующих факторах. Важной проблемой является не только необходимость учета взаимодействия факторов, их синергетического (взаимно усиливающего) действия. Необходимо определиться с понятием порога вредного действия, то есть начиная с каких доз фактора можно говорить о его вредном воздействии на здоровье.
В этой связи необходимо иметь в виду следующие закономерности. Правило фазовых реакций («польза-вред») гласит, что малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (стимулирования). Это дало основание для утверждений о полезности некоторых факторов в малых дозах (например, радиации). Однако это довольно спорное утверждение. Так, Николай Федорович Реймерс указывает, что вывод биологических систем из состояния равновесия с помощью слабых доз токсикантов не может идти им на пользу. Например, этологи знают, что увеличение плодовитости может быть сигналом биологического неблагополучия. У физиологов есть понятие о «цене адаптации»; если рассматривать стимулирование функций организма малыми дозами токсикантов как адаптацию к токсическому воздействию, то необходимо учитывать и цену такой адаптации: изнашивание адаптационных механизмов, ускорение старения и так далее.
В то же время правило фазовых реакций находит свое применение в медицине, собственно, на стимулирующем действии различных веществ и агентов основаны многие медикаментозные методы лечения. Поэтому закон фазовых реакций следует учитывать и применять для лечения, когда иного более оптимального выхода нет.
Необходимо также иметь в виду, что правило фазовых реакций справедливо для многих, но не для всех ядовитых веществ. Например, в действии цианида, блокирующего дыхательные цепи и приводящего к практически мгновенной смерти, вряд ли такие фазы можно выделить. Особенно спорно благоприятное действие малых доз радиации, а соответственно, и вытекающие из его признания/непризнания пороговая и беспороговая концепции. Радиобиологи до сих пор бьются на смерть, отстаивая ту или иную концепцию.
Так, одни ученые утверждают о благоприятности воздействия малых доз радиации на те или иные функции (например, наблюдалось увеличение плодовитости мышей при облучении 0,1-1,5 Гр). Соответственно, эти ученые являются сторонниками пороговой концепции: можно выявить порог вредного действия радиации. Другие ученые занимают противоположную точку зрения и указывают на то, что любое, даже незначительное, дполнительное к фону облучение приводит к дополнительным мутациям и канцерогенезам. Из этого ими выводится беспороговая концепция: нельзя установить какой-то порог и любое дополнительное (к фону) облучение следует признавать вредным. Определенную сложность представляет и тот факт, что люди генетически разнокачественны, и те дозы, которые для подавляющего большинства могут оказаться допороговыми, для отдельных индивидуумов могут вызвать различные эффекты.
Реймерс пишет, что споры сторонников концепции пороговости и беспороговости бессмысленны, так как все зависит от начальных условий и индивидуальных реакций. Успокоительная статистика для пораженного болезнью и его близких мало утешительна. С этим трудно не согласиться, хотя трудно и отрицать наличие определенного (в том числе, политического) смысла в споре пороговой и беспороговой концепций. Подробнее мы поговорим об этой сложной социальной и биологической проблеме в одной из спецвыпусков по социальной экологии.
Глоссарий
Дыхательная цепь
последовательность ферментативных реакций, в ходе которых происходит окисление органических веществ с высвобождением энергии.
Грей (Гр)
единица поглощенной дозы, то есть дозы, поглощенной тем или иным объектом.
1 Гр = 100 рад.
1 рад. = 0,1 Дж/кг
Этология
наука о поведении животных
Порог воздействия
наименьшее воздействие, ощущаемое организмом
Толерантность
способность организмов относительно безболезненно выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них
Вопросы для самоконтроля по теме «аутэкология».
Что такое экология? Что является предметом этой науки?
В чем отличие экологии и охраны природы?
Какова связь экологии и охраны природы?
Что изучает аутэкология?
Что называется экологическим факторам?
Какова главная закономерность действия экологических факторов?
Какие виды экологических факторов вам известны?
Что такое сигнальное действие экологического фактора?
В чем выражается взаимодействие экологических факторов? Почему его важно учитывать при расчете ПДК?
Что такое лимитирующий фактор?
Кто такие стенобионты и эврибионты?
Какие пути адаптации вам известны?
Что такое сумма активных (эффективных) температур?
Какие экологические группы организмов и биологические особенности их представителей вам известны?
Назовите четыре среды жизни. Почему не принято выделять отдельно воздушную среду жизни?
Назовите главные особенности почвы как среды жизни.
Что такое жизненная форма?
www.ronl.ru
(Закономерности системы «среда-организм»)
Звучит банально, но самая главная и важная закономерность в системе «среда-организм» — это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Мы уже обсуждали, что облик Земли был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и так далее). Подробнее эти вопросы мы будем рассматривать на уроках по глобальной (биосферной) экологии.
Указанная выше основная закономерность системы «среда-организм» была сформулирована еще В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания:
жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
Не смотря на некоторую сложность языка Вернадского, смысл этой закономерности очевиден: в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов (в глобальном масштабе — в биосфере) происходит постоянный обмен веществом и информацией, что и делает возможным существование жизни.
Из этого следует простой эволюционно-экологический принцип: вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Мы неоднократно говорили о проявлении этой закономерности, когда указывали на комплекс специфических адаптаций к тем или иным условиям среды (см. два предыдущих урока).
Воздействие вида на среду является важной экологической закономерностью. Вернадский отмечал, что такое воздействие эволюционно возрастает. Эта закономерность была сформулирована в виде закона максимума биогенной энергии (энтропии) Вернадского-Бауэра:
Любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами: надсистемами или другими конкурентными системами.
В действии экологических факторов на организм мы отмечали как главную закономерность возможность выделения оптимальных и пессимальных (критических) доз действия фактора. Однако к такому понятию как «оптимум фактора» нельзя подходить с механистических позиций, в природе все намного сложнее. Это нашло выражение в законе неоднозначности действия фактора на организм: любой экологический фактор неодинаково влияет на функции организма; оптимум фактора для одних физиологических процессов может отличаться от такового для других процессов. Так, любой специалист по физиологии растений скажет, что температурный оптимум для фотосинтеза и дыхания во многих случаях различен.
То, что мы говорили на предыдущих урока о взаимодействии экологических факторов, необходимо дополнить представлением об относительной компенсации (взаимозаменяемости) факторов. Недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другим фактором. Например, некоторый недостаток света может быть компенсирован для растений обилием углекислого газа. Однако такая компенсация возможна лишь в определенных пределах. Сколько бы углекислого газа ни было, но в полной темноте фотосинтез все равно не пойдет.
Существование лимитирующих факторов, описанное Либихом, нашло свое отражение в законе ограничивающих факторов Блэкмана и законе толерантности Шелфорда. Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных факторов. Главное отличие законов Блэкмана и Шелфорда от Либиховских правил состоит в том, что этими учеными было показано: не только недостаток (минимум) фактора, но и его избыток (максимум) могут затруднять (ограничивать) развитие организма.
И в заключении хочется указать на еще одну закономерность действия экологических факторов на организм, имеющую важное прикладное значение. Как мы отмечали в одном из предыдущих уроков, теоретическим основанием для расчета ПДК является представление о лимитирующих факторах. Важной проблемой является не только необходимость учета взаимодействия факторов, их синергетического (взаимно усиливающего) действия. Необходимо определиться с понятием порога вредного действия, то есть начиная с каких доз фактора можно говорить о его вредном воздействии на здоровье.
В этой связи необходимо иметь в виду следующие закономерности. Правило фазовых реакций («польза-вред») гласит, что малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (стимулирования). Это дало основание для утверждений о полезности некоторых факторов в малых дозах (например, радиации). Однако это довольно спорное утверждение. Так, Николай Федорович Реймерс указывает, что вывод биологических систем из состояния равновесия с помощью слабых доз токсикантов не может идти им на пользу. Например, этологи знают, что увеличение плодовитости может быть сигналом биологического неблагополучия. У физиологов есть понятие о «цене адаптации»; если рассматривать стимулирование функций организма малыми дозами токсикантов как адаптацию к токсическому воздействию, то необходимо учитывать и цену такой адаптации: изнашивание адаптационных механизмов, ускорение старения и так далее.
В то же время правило фазовых реакций находит свое применение в медицине, собственно, на стимулирующем действии различных веществ и агентов основаны многие медикаментозные методы лечения. Поэтому закон фазовых реакций следует учитывать и применять для лечения, когда иного более оптимального выхода нет.
Необходимо также иметь в виду, что правило фазовых реакций справедливо для многих, но не для всех ядовитых веществ. Например, в действии цианида, блокирующего дыхательные цепи и приводящего к практически мгновенной смерти, вряд ли такие фазы можно выделить. Особенно спорно благоприятное действие малых доз радиации, а соответственно, и вытекающие из его признания/непризнания пороговая и беспороговая концепции. Радиобиологи до сих пор бьются на смерть, отстаивая ту или иную концепцию.
Так, одни ученые утверждают о благоприятности воздействия малых доз радиации на те или иные функции (например, наблюдалось увеличение плодовитости мышей при облучении 0,1-1,5 Гр). Соответственно, эти ученые являются сторонниками пороговой концепции: можно выявить порог вредного действия радиации. Другие ученые занимают противоположную точку зрения и указывают на то, что любое, даже незначительное, дполнительное к фону облучение приводит к дополнительным мутациям и канцерогенезам. Из этого ими выводится беспороговая концепция: нельзя установить какой-то порог и любое дополнительное (к фону) облучение следует признавать вредным. Определенную сложность представляет и тот факт, что люди генетически разнокачественны, и те дозы, которые для подавляющего большинства могут оказаться допороговыми, для отдельных индивидуумов могут вызвать различные эффекты.
Реймерс пишет, что споры сторонников концепции пороговости и беспороговости бессмысленны, так как все зависит от начальных условий и индивидуальных реакций. Успокоительная статистика для пораженного болезнью и его близких мало утешительна. С этим трудно не согласиться, хотя трудно и отрицать наличие определенного (в том числе, политического) смысла в споре пороговой и беспороговой концепций. Подробнее мы поговорим об этой сложной социальной и биологической проблеме в одной из спецвыпусков по социальной экологии.
Глоссарий
Дыхательная цепь
последовательность ферментативных реакций, в ходе которых происходит окисление органических веществ с высвобождением энергии.
Грей (Гр)
единица поглощенной дозы, то есть дозы, поглощенной тем или иным объектом.
1 Гр = 100 рад.
1 рад. = 0,1 Дж/кг
Этология
наука о поведении животных
Порог воздействия
наименьшее воздействие, ощущаемое организмом
Толерантность
способность организмов относительно безболезненно выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них
Вопросы для самоконтроля по теме «аутэкология».
Что такое экология? Что является предметом этой науки?
В чем отличие экологии и охраны природы?
Какова связь экологии и охраны природы?
Что изучает аутэкология?
Что называется экологическим факторам?
Какова главная закономерность действия экологических факторов?
Какие виды экологических факторов вам известны?
Что такое сигнальное действие экологического фактора?
В чем выражается взаимодействие экологических факторов? Почему его важно учитывать при расчете ПДК?
Что такое лимитирующий фактор?
Кто такие стенобионты и эврибионты?
Какие пути адаптации вам известны?
Что такое сумма активных (эффективных) температур?
Какие экологические группы организмов и биологические особенности их представителей вам известны?
Назовите четыре среды жизни. Почему не принято выделять отдельно воздушную среду жизни?
Назовите главные особенности почвы как среды жизни.
Что такое жизненная форма?
www.ronl.ru
Обобщающий урок по аутэкологии
(Закономерности системы «среда-организм»)
Звучит банально, но самая главная и важная закономерность в системе «среда-организм» — это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Мы уже обсуждали, что облик Земли был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и так далее). Подробнее эти вопросы мы будем рассматривать на уроках по глобальной (биосферной) экологии.
Указанная выше основная закономерность системы «среда-организм» была сформулирована еще В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания:
жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
Не смотря на некоторую сложность языка Вернадского, смысл этой закономерности очевиден: в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов (в глобальном масштабе — в биосфере) происходит постоянный обмен веществом и информацией, что и делает возможным существование жизни.
Из этого следует простой эволюционно-экологический принцип: вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Мы неоднократно говорили о проявлении этой закономерности, когда указывали на комплекс специфических адаптаций к тем или иным условиям среды (см. два предыдущих урока).
Воздействие вида на среду является важной экологической закономерностью. Вернадский отмечал, что такое воздействие эволюционно возрастает. Эта закономерность была сформулирована в виде закона максимума биогенной энергии (энтропии) Вернадского-Бауэра:
Любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами: надсистемами или другими конкурентными системами.
В действии экологических факторов на организм мы отмечали как главную закономерность возможность выделения оптимальных и пессимальных (критических) доз действия фактора. Однако к такому понятию как «оптимум фактора» нельзя подходить с механистических позиций, в природе все намного сложнее. Это нашло выражение в законе неоднозначности действия фактора на организм: любой экологический фактор неодинаково влияет на функции организма; оптимум фактора для одних физиологических процессов может отличаться от такового для других процессов. Так, любой специалист по физиологии растений скажет, что температурный оптимум для фотосинтеза и дыхания во многих случаях различен.
То, что мы говорили на предыдущих урока о взаимодействии экологических факторов, необходимо дополнить представлением об относительной компенсации (взаимозаменяемости) факторов. Недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другим фактором. Например, некоторый недостаток света может быть компенсирован для растений обилием углекислого газа. Однако такая компенсация возможна лишь в определенных пределах. Сколько бы углекислого газа ни было, но в полной темноте фотосинтез все равно не пойдет.
Существование лимитирующих факторов, описанное Либихом, нашло свое отражение в законе ограничивающих факторов Блэкмана и законе толерантности Шелфорда. Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных факторов. Главное отличие законов Блэкмана и Шелфорда от Либиховских правил состоит в том, что этими учеными было показано: не только недостаток (минимум) фактора, но и его избыток (максимум) могут затруднять (ограничивать) развитие организма.
И в заключении хочется указать на еще одну закономерность действия экологических факторов на организм, имеющую важное прикладное значение. Как мы отмечали в одном из предыдущих уроков, теоретическим основанием для расчета ПДК является представление о лимитирующих факторах. Важной проблемой является не только необходимость учета взаимодействия факторов, их синергетического (взаимно усиливающего) действия. Необходимо определиться с понятием порога вредного действия, то есть начиная с каких доз фактора можно говорить о его вредном воздействии на здоровье.
В этой связи необходимо иметь в виду следующие закономерности. Правило фазовых реакций («польза-вред») гласит, что малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (стимулирования). Это дало основание для утверждений о полезности некоторых факторов в малых дозах (например, радиации). Однако это довольно спорное утверждение. Так, Николай Федорович Реймерс указывает, что вывод биологических систем из состояния равновесия с помощью слабых доз токсикантов не может идти им на пользу. Например, этологи знают, что увеличение плодовитости может быть сигналом биологического неблагополучия. У физиологов есть понятие о «цене адаптации»; если рассматривать стимулирование функций организма малыми дозами токсикантов как адаптацию к токсическому воздействию, то необходимо учитывать и цену такой адаптации: изнашивание адаптационных механизмов, ускорение старения и так далее.
В то же время правило фазовых реакций находит свое применение в медицине, собственно, на стимулирующем действии различных веществ и агентов основаны многие медикаментозные методы лечения. Поэтому закон фазовых реакций следует учитывать и применять для лечения, когда иного более оптимального выхода нет.
Необходимо также иметь в виду, что правило фазовых реакций справедливо для многих, но не для всех ядовитых веществ. Например, в действии цианида, блокирующего дыхательные цепи и приводящего к практически мгновенной смерти, вряд ли такие фазы можно выделить. Особенно спорно благоприятное действие малых доз радиации, а соответственно, и вытекающие из его признания/непризнания пороговая и беспороговая концепции. Радиобиологи до сих пор бьются на смерть, отстаивая ту или иную концепцию.
Так, одни ученые утверждают о благоприятности воздействия малых доз радиации на те или иные функции (например, наблюдалось увеличение плодовитости мышей при облучении 0,1-1,5 Гр). Соответственно, эти ученые являются сторонниками пороговой концепции: можно выявить порог вредного действия радиации. Другие ученые занимают противоположную точку зрения и указывают на то, что любое, даже незначительное, дполнительное к фону облучение приводит к дополнительным мутациям и канцерогенезам. Из этого ими выводится беспороговая концепция: нельзя установить какой-то порог и любое дополнительное (к фону) облучение следует признавать вредным. Определенную сложность представляет и тот факт, что люди генетически разнокачественны, и те дозы, которые для подавляющего большинства могут оказаться допороговыми, для отдельных индивидуумов могут вызвать различные эффекты.
Реймерс пишет, что споры сторонников концепции пороговости и беспороговости бессмысленны, так как все зависит от начальных условий и индивидуальных реакций. Успокоительная статистика для пораженного болезнью и его близких мало утешительна. С этим трудно не согласиться, хотя трудно и отрицать наличие определенного (в том числе, политического) смысла в споре пороговой и беспороговой концепций. Подробнее мы поговорим об этой сложной социальной и биологической проблеме в одной из спецвыпусков по социальной экологии.
Глоссарий
Дыхательная цепь
последовательность ферментативных реакций, в ходе которых происходит окисление органических веществ с высвобождением энергии.
Грей (Гр)
единица поглощенной дозы, то есть дозы, поглощенной тем или иным объектом.
1 Гр = 100 рад.
1 рад. = 0,1 Дж/кг
Этология
наука о поведении животных
Порог воздействия
наименьшее воздействие, ощущаемое организмом
Толерантность
способность организмов относительно безболезненно выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них
Вопросы для самоконтроля по теме «аутэкология».
Что такое экология? Что является предметом этой науки?
В чем отличие экологии и охраны природы?
Какова связь экологии и охраны природы?
Что изучает аутэкология?
Что называется экологическим факторам?
Какова главная закономерность действия экологических факторов?
Какие виды экологических факторов вам известны?
Что такое сигнальное действие экологического фактора?
В чем выражается взаимодействие экологических факторов? Почему его важно учитывать при расчете ПДК?
Что такое лимитирующий фактор?
Кто такие стенобионты и эврибионты?
Какие пути адаптации вам известны?
Что такое сумма активных (эффективных) температур?
Какие экологические группы организмов и биологические особенности их представителей вам известны?
Назовите четыре среды жизни. Почему не принято выделять отдельно воздушную среду жизни?
Назовите главные особенности почвы как среды жизни.
Что такое жизненная форма?
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта geographer.ru/
www.ronl.ru
Обобщающий урок по аутэкологии
(Закономерности системы "среда-организм")
Звучит банально, но самая главная и важная закономерность в системе "среда-организм" - это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Мы уже обсуждали, что облик Земли был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и так далее). Подробнее эти вопросы мы будем рассматривать на уроках по глобальной (биосферной) экологии.
Указанная выше основная закономерность системы "среда-организм" была сформулирована еще В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания:
жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
Не смотря на некоторую сложность языка Вернадского, смысл этой закономерности очевиден: в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов (в глобальном масштабе - в биосфере) происходит постоянный обмен веществом и информацией, что и делает возможным существование жизни.
Из этого следует простой эволюционно-экологический принцип: вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Мы неоднократно говорили о проявлении этой закономерности, когда указывали на комплекс специфических адаптаций к тем или иным условиям среды (см. два предыдущих урока).
Воздействие вида на среду является важной экологической закономерностью. Вернадский отмечал, что такое воздействие эволюционно возрастает. Эта закономерность была сформулирована в виде закона максимума биогенной энергии (энтропии) Вернадского-Бауэра:
Любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами: надсистемами или другими конкурентными системами.
В действии экологических факторов на организм мы отмечали как главную закономерность возможность выделения оптимальных и пессимальных (критических) доз действия фактора. Однако к такому понятию как "оптимум фактора" нельзя подходить с механистических позиций, в природе все намного сложнее. Это нашло выражение в законе неоднозначности действия фактора на организм: любой экологический фактор неодинаково влияет на функции организма; оптимум фактора для одних физиологических процессов может отличаться от такового для других процессов. Так, любой специалист по физиологии растений скажет, что температурный оптимум для фотосинтеза и дыхания во многих случаях различен.
То, что мы говорили на предыдущих урока о взаимодействии экологических факторов, необходимо дополнить представлением об относительной компенсации (взаимозаменяемости) факторов. Недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другим фактором. Например, некоторый недостаток света может быть компенсирован для растений обилием углекислого газа. Однако такая компенсация возможна лишь в определенных пределах. Сколько бы углекислого газа ни было, но в полной темноте фотосинтез все равно не пойдет.
Существование лимитирующих факторов, описанное Либихом, нашло свое отражение в законе ограничивающих факторов Блэкмана и законе толерантности Шелфорда. Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных факторов. Главное отличие законов Блэкмана и Шелфорда от Либиховских правил состоит в том, что этими учеными было показано: не только недостаток (минимум) фактора, но и его избыток (максимум) могут затруднять (ограничивать) развитие организма.
И в заключении хочется указать на еще одну закономерность действия экологических факторов на организм, имеющую важное прикладное значение. Как мы отмечали в одном из предыдущих уроков, теоретическим основанием для расчета ПДК является представление о лимитирующих факторах. Важной проблемой является не только необходимость учета взаимодействия факторов, их синергетического (взаимно усиливающего) действия. Необходимо определиться с понятием порога вредного действия, то есть начиная с каких доз фактора можно говорить о его вредном воздействии на здоровье.
В этой связи необходимо иметь в виду следующие закономерности. Правило фазовых реакций ("польза-вред") гласит, что малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (стимулирования). Это дало основание для утверждений о полезности некоторых факторов в малых дозах (например, радиации). Однако это довольно спорное утверждение. Так, Николай Федорович Реймерс указывает, что вывод биологических систем из состояния равновесия с помощью слабых доз токсикантов не может идти им на пользу. Например, этологи знают, что увеличение плодовитости может быть сигналом биологического неблагополучия. У физиологов есть понятие о "цене адаптации"; если рассматривать стимулирование функций организма малыми дозами токсикантов как адаптацию к токсическому воздействию, то необходимо учитывать и цену такой адаптации: изнашивание адаптационных механизмов, ускорение старения и так далее.
В то же время правило фазовых реакций находит свое применение в медицине, собственно, на стимулирующем действии различных веществ и агентов основаны многие медикаментозные методы лечения. Поэтому закон фазовых реакций следует учитывать и применять для лечения, когда иного более оптимального выхода нет.
Необходимо также иметь в виду, что правило фазовых реакций справедливо для многих, но не для всех ядовитых веществ. Например, в действии цианида, блокирующего дыхательные цепи и приводящего к практически мгновенной смерти, вряд ли такие фазы можно выделить. Особенно спорно благоприятное действие малых доз радиации, а соответственно, и вытекающие из его признания/непризнания пороговая и беспороговая концепции. Радиобиологи до сих пор бьются на смерть, отстаивая ту или иную концепцию.
Так, одни ученые утверждают о благоприятности воздействия малых доз радиации на те или иные функции (например, наблюдалось увеличение плодовитости мышей при облучении 0,1-1,5 Гр). Соответственно, эти ученые являются сторонниками пороговой концепции: можно выявить порог вредного действия радиации. Другие ученые занимают противоположную точку зрения и указывают на то, что любое, даже незначительное, дполнительное к фону облучение приводит к дополнительным мутациям и канцерогенезам. Из этого ими выводится беспороговая концепция: нельзя установить какой-то порог и любое дополнительное (к фону) облучение следует признавать вредным. Определенную сложность представляет и тот факт, что люди генетически разнокачественны, и те дозы, которые для подавляющего большинства могут оказаться допороговыми, для отдельных индивидуумов могут вызвать различные эффекты.
Реймерс пишет, что споры сторонников концепции пороговости и беспороговости бессмысленны, так как все зависит от начальных условий и индивидуальных реакций. Успокоительная статистика для пораженного болезнью и его близких мало утешительна. С этим трудно не согласиться, хотя трудно и отрицать наличие определенного (в том числе, политического) смысла в споре пороговой и беспороговой концепций. Подробнее мы поговорим об этой сложной социальной и биологической проблеме в одной из спецвыпусков по социальной экологии.
Глоссарий
Дыхательная цепь
последовательность ферментативных реакций, в ходе которых происходит окисление органических веществ с высвобождением энергии.
Грей (Гр)
единица поглощенной дозы, то есть дозы, поглощенной тем или иным объектом.
1 Гр = 100 рад.
1 рад. = 0,1 Дж/кг
Этология
наука о поведении животных
Порог воздействия
наименьшее воздействие, ощущаемое организмом
Толерантность
способность организмов относительно безболезненно выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них
Вопросы для самоконтроля по теме "аутэкология".
Что такое экология? Что является предметом этой науки?
В чем отличие экологии и охраны природы?
Какова связь экологии и охраны природы?
Что изучает аутэкология?
Что называется экологическим факторам?
Какова главная закономерность действия экологических факторов?
Какие виды экологических факторов вам известны?
Что такое сигнальное действие экологического фактора?
В чем выражается взаимодействие экологических факторов? Почему его важно учитывать при расчете ПДК?
Что такое лимитирующий фактор?
Кто такие стенобионты и эврибионты?
Какие пути адаптации вам известны?
Что такое сумма активных (эффективных) температур?
Какие экологические группы организмов и биологические особенности их представителей вам известны?
Назовите четыре среды жизни. Почему не принято выделять отдельно воздушную среду жизни?
Назовите главные особенности почвы как среды жизни.
Что такое жизненная форма?
www.referatmix.ru
Обобщающий урок по аутэкологии
(Закономерности системы "среда-организм")
Звучит банально, но самая главная и важная закономерность в системе "среда-организм" - это неразрывная связь и взаимное влияние среды и организма. Как организм испытывает воздействие среды (действие комплекса экологических факторов), так и среда претерпевает изменения в результате воздействия живых организмов. Мы уже обсуждали, что облик Земли был бы совсем иным, если бы на планете не было жизни (в атмосфере не было бы кислорода, не было бы такого явления как почва и так далее). Подробнее эти вопросы мы будем рассматривать на уроках по глобальной (биосферной) экологии.
Указанная выше основная закономерность системы "среда-организм" была сформулирована еще В. И. Вернадским и получила название закона единства организма и среды его обитания:
жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
Не смотря на некоторую сложность языка Вернадского, смысл этой закономерности очевиден: в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов (в глобальном масштабе - в биосфере) происходит постоянный обмен веществом и информацией, что и делает возможным существование жизни.
Из этого следует простой эволюционно-экологический принцип: вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Мы неоднократно говорили о проявлении этой закономерности, когда указывали на комплекс специфических адаптаций к тем или иным условиям среды (см. два предыдущих урока).
Воздействие вида на среду является важной экологической закономерностью. Вернадский отмечал, что такое воздействие эволюционно возрастает. Эта закономерность была сформулирована в виде закона максимума биогенной энергии (энтропии) Вернадского-Бауэра:
Любая биологическая система, находясь в подвижном равновесии с окружающей ее природной средой и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Давление на среду растет до тех пор, пока не будет строго ограничено внешними факторами: надсистемами или другими конкурентными системами.
В действии экологических факторов на организм мы отмечали как главную закономерность возможность выделения оптимальных и пессимальных (критических) доз действия фактора. Однако к такому понятию как "оптимум фактора" нельзя подходить с механистических позиций, в природе все намного сложнее. Это нашло выражение в законе неоднозначности действия фактора на организм: любой экологический фактор неодинаково влияет на функции организма; оптимум фактора для одних физиологических процессов может отличаться от такового для других процессов. Так, любой специалист по физиологии растений скажет, что температурный оптимум для фотосинтеза и дыхания во многих случаях различен.
То, что мы говорили на предыдущих урока о взаимодействии экологических факторов, необходимо дополнить представлением об относительной компенсации (взаимозаменяемости) факторов. Недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другим фактором. Например, некоторый недостаток света может быть компенсирован для растений обилием углекислого газа. Однако такая компенсация возможна лишь в определенных пределах. Сколько бы углекислого газа ни было, но в полной темноте фотосинтез все равно не пойдет.
Существование лимитирующих факторов, описанное Либихом, нашло свое отражение в законе ограничивающих факторов Блэкмана и законе толерантности Шелфорда. Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных факторов. Главное отличие законов Блэкмана и Шелфорда от Либиховских правил состоит в том, что этими учеными было показано: не только недостаток (минимум) фактора, но и его избыток (максимум) могут затруднять (ограничивать) развитие организма.
И в заключении хочется указать на еще одну закономерность действия экологических факторов на организм, имеющую важное прикладное значение. Как мы отмечали в одном из предыдущих уроков, теоретическим основанием для расчета ПДК является представление о лимитирующих факторах. Важной проблемой является не только необходимость учета взаимодействия факторов, их синергетического (взаимно усиливающего) действия. Необходимо определиться с понятием порога вредного действия, то есть начиная с каких доз фактора можно говорить о его вредном воздействии на здоровье.
В этой связи необходимо иметь в виду следующие закономерности. Правило фазовых реакций ("польза-вред") гласит, что малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (стимулирования). Это дало основание для утверждений о полезности некоторых факторов в малых дозах (например, радиации). Однако это довольно спорное утверждение. Так, Николай Федорович Реймерс указывает, что вывод биологических систем из состояния равновесия с помощью слабых доз токсикантов не может идти им на пользу. Например, этологи знают, что увеличение плодовитости может быть сигналом биологического неблагополучия. У физиологов есть понятие о "цене адаптации"; если рассматривать стимулирование функций организма малыми дозами токсикантов как адаптацию к токсическому воздействию, то необходимо учитывать и цену такой адаптации: изнашивание адаптационных механизмов, ускорение старения и так далее.
В то же время правило фазовых реакций находит свое применение в медицине, собственно, на стимулирующем действии различных веществ и агентов основаны многие медикаментозные методы лечения. Поэтому закон фазовых реакций следует учитывать и применять для лечения, когда иного более оптимального выхода нет.
Необходимо также иметь в виду, что правило фазовых реакций справедливо для многих, но не для всех ядовитых веществ. Например, в действии цианида, блокирующего дыхательные цепи и приводящего к практически мгновенной смерти, вряд ли такие фазы можно выделить. Особенно спорно благоприятное действие малых доз радиации, а соответственно, и вытекающие из его признания/непризнания пороговая и беспороговая концепции. Радиобиологи до сих пор бьются на смерть, отстаивая ту или иную концепцию.
Так, одни ученые утверждают о благоприятности воздействия малых доз радиации на те или иные функции (например, наблюдалось увеличение плодовитости мышей при облучении 0,1-1,5 Гр). Соответственно, эти ученые являются сторонниками пороговой концепции: можно выявить порог вредного действия радиации. Другие ученые занимают противоположную точку зрения и указывают на то, что любое, даже незначительное, дполнительное к фону облучение приводит к дополнительным мутациям и канцерогенезам. Из этого ими выводится беспороговая концепция: нельзя установить какой-то порог и любое дополнительное (к фону) облучение следует признавать вредным. Определенную сложность представляет и тот факт, что люди генетически разнокачественны, и те дозы, которые для подавляющего большинства могут оказаться допороговыми, для отдельных индивидуумов могут вызвать различные эффекты.
Реймерс пишет, что споры сторонников концепции пороговости и беспороговости бессмысленны, так как все зависит от начальных условий и индивидуальных реакций. Успокоительная статистика для пораженного болезнью и его близких мало утешительна. С этим трудно не согласиться, хотя трудно и отрицать наличие определенного (в том числе, политического) смысла в споре пороговой и беспороговой концепций. Подробнее мы поговорим об этой сложной социальной и биологической проблеме в одной из спецвыпусков по социальной экологии.
Глоссарий
Дыхательная цепь
последовательность ферментативных реакций, в ходе которых происходит окисление органических веществ с высвобождением энергии.
Грей (Гр)
единица поглощенной дозы, то есть дозы, поглощенной тем или иным объектом.
1 Гр = 100 рад.
1 рад. = 0,1 Дж/кг
Этология
наука о поведении животных
Порог воздействия
наименьшее воздействие, ощущаемое организмом
Толерантность
способность организмов относительно безболезненно выносить отклонения факторов среды от оптимальных для них
Вопросы для самоконтроля по теме "аутэкология".
Что такое экология? Что является предметом этой науки?
В чем отличие экологии и охраны природы?
Какова связь экологии и охраны природы?
Что изучает аутэкология?
Что называется экологическим факторам?
Какова главная закономерность действия экологических факторов?
Какие виды экологических факторов вам известны?
Что такое сигнальное действие экологического фактора?
В чем выражается взаимодействие экологических факторов? Почему его важно учитывать при расчете ПДК?
Что такое лимитирующий фактор?
Кто такие стенобионты и эврибионты?
Какие пути адаптации вам известны?
Что такое сумма активных (эффективных) температур?
Какие экологические группы организмов и биологические особенности их представителей вам известны?
Назовите четыре среды жизни. Почему не принято выделять отдельно воздушную среду жизни?
Назовите главные особенности почвы как среды жизни.
Что такое жизненная форма?
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://geographer.ru/
bukvasha.ru
Аутэколо́гия (др.-греч. αὐτός — «сам») — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой. В отличие от демэкологии и синэкологии, сосредоточенных на изучении взаимоотношений со средой популяций и экосистем, состоящих из множества организмов, исследует индивидуальные организмы на стыке с физиологией. Данный термин ныне считается устаревшим (Odum, 1959), а предмет раздела полагают неотличимым от такового демэкологии. Это связано с тем, что уровнем организации живого, на котором возможно изучение взаимодействия с косной средой, считают популяцию организмов определенного вида.
АУТЭКОЛОГИЯ
(А.) - раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, популяции и виды (растений, животных, грибов, бактерий). Задача А. - выявление физиологических, морфологических и прочих приспособлений (адаптаций) видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы (для растений). В последние годы у А. появилась новая задача - изучение механизмов реагирования организмов на различные варианты химического и физического загрязнения (включая радиоактивное загрязнение) среды. Теоретическая основа А. - ее законы. Первый закон А. - закон оптимума: по любому экологическому фактору любой организм имеет определенные пределы распространения (пределы толерантности). Как правило, в центре ряда значений фактора, ограниченного пределами толерантности, лежит область наиболее благоприятных условий жизни организма, при которых формируется самая большая биомасса и высокая плотность популяции. Напротив, у границ толерантности расположены зоны угнетения организмов, когда падает плотность их популяций и виды становятся наиболее уязвимыми к действию неблагоприятных экологических факторов, включая и влияние человека. Второй закон А. - индивидуальность экологии видов: каждый вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распределений разных видов перекрываются, но их оптимумы различаютс. По этой причине при изменении условий среды в пространстве (например, от сухой вершины холма к влажному логу) или во времени (при пересыхании озера, при усилении выпаса, при зарастании скал) состав экосистем изменяется постепенно. Известный российский эколог Л. Г. Раменский сформулировал этот закон образно: <Виды - это не рота солдат, марширующих в ногу>. Третий закон А. - закон лимитирующих (ограничивающих) факторов: наиболее важным для распределения вида является тот фактор, значения которого находятся в минимуме или максимуме. Например, в степной зоне лимитирующим фактором развития растений является увлажнение (значение находится в минимуме) или засоление почвы (значение находится в максимуме), а в лесной - ее обеспеченность питательными элементами (значения находятся в минимуме). Законы А. широко используются в сельскохозяйственной практике, например, при выборе сортов растений и пород животных, которые наиболее целесообразно выращивать или разводить в конкретном районе.
Экологический словарь, 2001
Аутэкология — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма ( вида ) и факторов среды его обитания.
Аутэкология — раздел экологии, изучающий взаимоотношения особей ( организмов ) с окружающей средой.
Иногда считают, что аутэкология — это методический подход, изучающий живые организмы преимущественно в их зависимости от абиотических факторов внешней среды.
Экология организмов, или аутэкология ( изучает взаимодействие между отдельными организмами и факторами среды их жизни ).
Экология человека — это аутэкология особи ( от греческого autos — сам ), изучает взаимоотношения организмов со средой их обитания.
Как следует из материала первой темы, экология включает два взаимосвязанных раздела : аутэкологию и синэкологию. Внимание аутэкологии концентрируется на взаимоотношениях особей или групп особей с условиями окружающей среды.
Шретера экология особей была названа аутэкологией ( от греч. Такое деление вскоре было принято и в зооэкологии.
Таким образом, техника — обоюдоострое оружие : она может быть средством познания единства человека и природы и средством разрушения этого единства. Аутэкология изучает индивидуальные организмы или отдельные виды. Обычно при этом особое внимание уделяется жизненным циклам и поведению как способам приспособления к среде. Синэкология изучает группы организмов, составляющих определенные единства. Так, если, скажем, изучается отношение белого дуба ( одного дерева или вида в целом ) или американского большого дрозда ( одной особи или вида в целом ) к среде, то это исследование является по своему характеру аутэкологическим. Если же изучается лес, в котором растет этот дуб или живет дрозд, то подход будет синэкологическим. В первом случае все внимание сосредоточено на отдельно взятом организме и цель состоит в том, чтобы увидеть, как он вписывается в общую экологическую картину, подобно тому как, рассматривая произведение живописи, можно сконцентрировать внимание на каком-то отдельном фрагменте. Во втором случае рассматривается картина в целом ( т. е., если продолжить аналогию с живописью, — изучается композиция ).
Каждому виду организмов свойственны определенные условия, в которых он развивается, пределы факторов внешней среды, местообитание. Они представляют сумму характеристик данного вида, обуславливающих его способность занять определенное положение в многомерном пространстве экологических ниш и составляющих аутэкологию вида. При изучении аутэкологии внимание исследователя сосредоточено на идентификации вида, выявлении его численности в местообитании, способности к приспособлению. Каждый вид характеризуется набором функциональных характеристик, и для их описания выработаны классификации с соответствующей терминологией. Ниже дается краткое перечисление аутэкологических типов и употребляемая для этого терминология.
На представлена структура современной экологии. Выделяют крупные подразделения : общая экология ( биоэкология ), геоэкология, прикладная экология, экология человека и социальная. Классификация биоэкологии по уровням биотических систем представлена аутэкологией ( особей и организмов ), синэкологией ( экология сообществ ), популяционной экологией и пр. В последние годы в связи с возникшими глобальными экологическими проблемами особую актуальность приобретает прикладная экология с различными направлениями. Поэтому экология создает фундамент для решения проблем в области рационального природопользования и охраны окружающей среды, что необходимо для создания благоприятных условий существования человеческой цивилизации.
Экологические законы, правила и принципы позволяют лучше понять теоретические основы сельскохозяйственной экологии и эффективнее ее использовать в решении задач по производству экологически чистой продукции растениеводства и животноводства, сохранению качества окружающей природной среды. Жизнь растений и животных протекает под постоянным влиянием окружающей их среды. Среда влияет на состояние популяций, биоценозов и других надорганизменных систем. Среда слагается из множества разнообразных компонентов ( элементов ). Аутэкология — раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма ( вида ) и факторов среды его обитания.
По подходам к предмету выделяют аналитическую и динамическую экологии. С точки зрения фактора времени рассматривают историческую и эволюционную экологии ( в том числе археологию ). В системе экологии человека выделяют социальную экологию ( взаимоотношение социальных групп общества с их средой жизни ), отличающуюся от экологии индивида и экологии человеческих популяций по функционально-пространственному уровню, равную синэкологии, но имеющую ту особенность, что сообщества людей в связи с их средой имеют доминанту социальной организации ( социальную экологию рассматривают для уровней от элементарных социальных групп до человечества в целом ). Линдемана ( 1942 ) и формирования представления о том, что экосистема является предметом экологии, методом ее исследований явился системный подход, нашедший отражение в работах. В экологии используются методы исследований и понятия, применяемые и в других науках — биологии, математике, физике, химии и т. д. Многие же методы исследований свойственны исключительно экологии. Например, если исследования экологии особей ( аутэкология ) иногда близки исследованиям в области физиологии или биогеографии, то изучение популяций и биоценозов относится всецело к экологии. При переходе от одного уровня к другому — более высокому — у веществ выявляются новые свойства.
Задача наша состоит в том, чтобы среди иерархически соподчиненных систем выбрать ту, которая более всего соответствует цели исследования. Экология микроорганизмов представляет собой приложение принципов системного анализа к миру микробов. Наиболее соответствующим профессиональной подготовке общих микробиологов является уровень микробного сообщества. В сообщество входят разнообразные по своим физиологическим особенностям организмы. Условия развития их в природе представляют область аутэкологии, в первую очередь определяемую экофизиологией данного вида. Она, в свою очередь, определяется биологией клетки данного вида, особенностями его обмена, в первую очередь энергетического, регуляцией, кинетикой роста, пределами устойчивости к факторам внешней среды. Совокупная деятельность микроорганизмов в природе, когда все микробное население представляется «черным ящиком», о деятельности которого судят по суммарным геохимическим реакциям, рассматривается синэкологией и, собственно говоря, не требует специально микробиологических знаний, кроме самых поверхностных. Такую задачу достаточно точно решает геохимик или агрохимик, понимающий условия среды, в которой действуют микроорганизмы, и оперирующий суммарными понятиями «сульфидогенеза», «метаногенеза», деструкции и продукции. Задача микробиолога — - понять, что происходит внутри «черного ящика», каковы особенности взаимодействия функциональных группировок организмов друг с другом, где находятся механизмы, определяющие то или иное направление процессов.
Как следует из материала первой темы, экология включает два взаимосвязанных раздела : аутэкологию и синэкологию. Внимание аутэкологии концентрируется на взаимоотношениях особей или групп особей с условиями окружающей среды.
Каждому виду организмов свойственны определенные условия, в которых он развивается, пределы факторов внешней среды, местообитание. Они представляют сумму характеристик данного вида, обуславливающих его способность занять определенное положение в многомерном пространстве экологических ниш и составляющих аутэкологию вида. При изучении аутэкологии внимание исследователя сосредоточено на идентификации вида, выявлении его численности в местообитании, способности к приспособлению. Каждый вид характеризуется набором функциональных характеристик, и для их описания выработаны классификации с соответствующей терминологией. Ниже дается краткое перечисление аутэкологических типов и употребляемая для этого терминология.
referat911.ru
Цель лекции -сформировать целостное представление о взаимодействиях организмов со средой обитания и экологических факторах.
Содержание лекции:условия и среды обитания организмов, экологические факторы среды обитания, реакция организма на действие экологических факторов.
Аутоэкологияисследует индивидуальные связи отдельного организма (вида, особи) с окружающей его средой.
Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям.
Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными породами приповерхностной части литосферы. Также биологи выделяют четвертую среду жизни – сами живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.
Любой живой организм реагирует на экологические факторы среды, в которых он проживает.
В понятие природной среды (ниши) входят все условия живой и неживой природы, в которых существует организм, популяция, природное сообщество. Природная среда (ниша) прямо или косвенно влияет на их состояние и свойства.
Компоненты природной среды, влияющие на состояние и свойства организма, популяции, природного сообщества, называют экологическими факторами – любое условие сред, на которое живой организм реагирует приспособительными реакциями. Среди них различают три разные по своей природе группы факторов: абиотические, биотические, антропогенные.
Абиотические факторы – это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность воздуха, ветер, давление; местные: рельеф, свойства почвы, соленость течения, радиация и т.д; химические (газовый состав воздуха , солевой состав воды, кислотность).
Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания.
Антропогенные факторы – формы деятельности человека, оказывающее прямое действие на жизнь организмов или косвенное влияние на них посредством изменения среды обитания. К таким факторам относится воздействие сельскохозяйственного производства, промышленности, транспорта и всех других форм ведения хозяйства. Современные экологические проблемы и возрастающий интерес к экологии связан с действием антропогенных факторов.
Разные экологические факторы, такие как температура, влажность, наличие пищи действуют на каждую особь. В ответ на это у организмов через естественный отбор вырабатываются различные приспособления к ним.
Адаптация– различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции. Способность к адаптации - одно из основных свойств живых организмов, обеспечивающих возможность своего существования. К основным факторам, развивающим процесс адаптации относятся: наследственность, изменчивость, естественный (равно как и искусственный, осуществляемый человеком) отбор.
В середине XIX века Ю. Либих установил закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Этот закон имеет ограниченное действие и только на уровне химических веществ.
Наиболее полно всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом. Эти два предела называют пределами толерантности (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Толерантность организмов к действию экологического фактора
В зависимости от диапазона толерантности живые организмы делятся на эврибионтов и стенобионтов. Эврибионт – организм, способный жить в различных, порой резко отличающихся друг от друга условиях среды. Стенобионт – организм, требующий строго определенных условий среды.
В жизни живых организмов большое значение имеют физиологические адаптации, простейшей из которых является акклиматизация– физиологическое приспособление к перенесению жары и холода.
infopedia.su
