Краткое содержание: Параграф § 17 / Биология 11 класс

Основные среды обитания и их особенности

Среда обитания — это всё то, что окружает живое существо в природе. На планете Земля живые организмы освоили четыре основных среды обитания:

• Водная среда: характеризуется высокой плотностью, сильными перепадами давления при увеличении глубины, слабой освещённостью, малым содержанием кислорода (особенно в глубоких слоях). Обитателей водной среды называют гидробионтами. У них развиваются приспособления для плавания, обтекаемая форма тела, наличие многочисленных выростов, увеличенную поверхность, а также специальные органы, снижающие трение о воду (например, слизь). Важной особенностью воды является её высокая теплоёмкость, благодаря чему температура в водоёмах (кроме поверхности) практически не меняется, обеспечивая благоприятные условия для жизни.
• Наземно-воздушная среда: характеризуется низкой плотностью воздуха, что облегчает передвижение; значительными колебаниями температуры, влажности и освещённости; высоким содержанием кислорода. Обитатели этой среды (наземно-воздушные организмы) развивают приспособления для передвижения (бег, прыжки, полёт), защиты от высыхания, поддержания постоянной температуры тела (у теплокровных). Растения имеют мощную корневую систему, водонепроницаемые покровы для регуляции испарения.
• Почвенная среда: представляет собой верхний слой земной коры, изменённый под влиянием воды, воздуха и деятельности организмов. Почва является важным и сложным компонентом биосферы. Условия жизни в почве во многом определяются климатическими факторами. Почва отличается высоким содержанием влаги и питательных веществ, но имеет низкое содержание кислорода на значительной глубине, что способствует обитанию анаэробных бактерий. Почвенные животные (например, черви, кроты) имеют приспособления для рытья и передвижения в плотной среде.
• Среда, создаваемая самими живыми организмами: это организмы как среда обитания для других (например, паразитов и симбионтов). Условия внутри другого организма отличаются постоянством, обилием пищи. Паразиты и симбионты часто имеют упрощённое строение, но развивают эффективные приспособления для удержания внутри хозяина и размножения.

Классификация экологических факторов

Экологические факторы — это все элементы окружающей среды, которые влияют на организмы. Их разделяют на три основные группы:

• Абиотические факторы: компоненты неживой природы, включая климатические факторы (солнечный свет, температура, влажность), территориальные (рельеф, почва, солёность, течения, ветер, уровень радиации). Эти факторы могут влиять на организмы прямо (например, свет) или косвенно (например, рельеф, влияющий на освещённость).
• Биотические факторы: все возможные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление, конкуренция, хищничество, паразитизм). Биотические взаимоотношения сложны и многообразны.
• Антропогенные факторы: формы деятельности человека, изменяющие естественную природную среду, местообитания организмов, или непосредственно влияющие на отдельные виды растений и животных.

Толерантность и лимитирующие факторы

Толерантность (терпимость) — это способность живых организмов выдерживать изменения условий окружающей среды (колебания температуры, влажности, света). Это позволяет им приспосабливаться к меняющимся экологическим условиям.

• Закон оптимума: любой экологический фактор имеет определённые пределы благоприятного воздействия на организм. Нормальная жизнедеятельность возможна при сочетании условий, близких к оптимальным. На графике воздействия экологического фактора можно выделить три зоны интенсивности воздействия (рис. 61): зона оптимальной жизнедеятельности (биологический оптимум) – наиболее благоприятная для жизни и размножения; зоны угнетения (пессимума) – характеризуются неблагоприятным сочетанием факторов; зоны гибели – условия, при которых организм не способен обитать.
• Диапазон толерантности: это предел выносливости организма к определённому экологическому фактору, который можно изобразить кривой толерантности. Положение вершины кривой указывает оптимальные (наилучшие) условия. Существуют организмы с широким и узким диапазонами толерантности (стенобионты и эврибионты).
• Лимитирующие факторы: факторы, сдерживающие развитие организма из-за недостатка или избытка по сравнению с потребностями. Ограничивающими могут быть как биотические, так и абиотические факторы.
• Закон минимума (Либиха): наиболее значим для организма тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимального или находится в минимальном значении.
• Правило толерантности (Шелфорда): существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме.

Адаптация

Адаптация — это процесс и результат приспособления организмов к условиям окружающей среды. Это морфологические, физиологические и поведенческие приспособления.

• Примеры адаптаций: циклические воздействия (диапауза у насекомых, сбрасывание листьев, приливно-отливный ритм у животных), миграции (перелёты птиц, миграция копытных), анабиоз (состояние, при котором жизненные процессы сильно замедляются или прекращаются) – позволяет переносить неблагоприятные условия (засуха, мороз).

Ключевые понятия и определения:

• Среда обитания — всё, что окружает живое существо в природе.
• Экологические факторы — все элементы среды, влияющие на организмы.
• Абиотические факторы — факторы неживой природы (свет, температура, рельеф).
• Биотические факторы — формы влияния живых организмов друг на друга (конкуренция, паразитизм).
• Антропогенные факторы — деятельность человека, изменяющая среду.
• Гидробионты — обитатели водной среды.
• Наземно-воздушные организмы — обитатели наземно-воздушной среды.
• Толерантность (терпимость) — способность организма выдерживать колебания условий среды.
• Закон оптимума — жизнедеятельность возможна при оптимальном сочетании факторов.
• Диапазон толерантности — предел выносливости организма к фактору.
• Лимитирующие факторы — факторы, сдерживающие развитие из-за недостатка или избытка.
• Закон минимума (Либиха) — рост и развитие определяются фактором, находящимся в минимальном количестве.
• Правило толерантности (Шелфорда) — существование вида определяется факторами в минимуме и максимуме.
• Адаптация — процесс и результат приспособления организмов к условиям среды.
• Анабиоз — состояние резкого замедления или прекращения жизненных процессов при неблагоприятных условиях.

Ключевые фигуры:

• Виктор Шелфорд — сформулировал правило толерантности.
• Юстус Либих — сформулировал закон минимума.