هر ویژگی یا اجزای محیط خارجی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارد نامیده می شود فاکتورهای محیطی. نور، گرما، غلظت نمک در آب یا خاک، باد، تگرگ، دشمنان و عوامل بیماری زا - همه اینها عوامل محیطی هستند که فهرست آنها می تواند بسیار بزرگ باشد.
در میان آنها وجود دارد غیر زندهمربوط به طبیعت بی جان و زیستیمربوط به تأثیر موجودات بر یکدیگر است.
عوامل محیطی بسیار متنوع هستند و هر گونه با تجربه تأثیر خود، به طور متفاوتی به آن واکنش نشان می دهد. با این حال، برخی از قوانین کلی وجود دارد که بر واکنش موجودات زنده به هر عامل محیطی حاکم است.
اصلی است قانون بهینه. این نشان می دهد که چگونه موجودات زنده قدرت های مختلف عوامل محیطی را تحمل می کنند. قدرت هر یک از آنها مدام در حال تغییر است. ما در جهانی با شرایط متغیر زندگی می کنیم و فقط در مکان های خاصی از این سیاره مقادیر برخی عوامل کم و بیش ثابت است (در اعماق غارها، در کف اقیانوس ها).
قانون بهینه در این واقعیت بیان می شود که هر عامل محیطی دارای محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر موجودات زنده است.
هنگام انحراف از این حدود، علامت اثر به عکس تغییر می کند. به عنوان مثال، حیوانات و گیاهان گرمای شدید و یخبندان شدید را تحمل نمی کنند. دمای متوسط بهینه است. به همین ترتیب، خشکسالی و باران شدید مداوم به همان اندازه برای محصول نامطلوب هستند. قانون بهینه میزان هر عامل برای زنده ماندن موجودات را نشان می دهد. در نمودار با یک منحنی متقارن نشان داده شده است که نشان می دهد چگونه فعالیت حیاتی گونه با افزایش تدریجی تأثیر عامل تغییر می کند (شکل 13).
شکل 13. طرح عمل عوامل محیطی بر موجودات زنده. 1،2 - نقاط بحرانی
(برای بزرگنمایی تصویر روی عکس کلیک کنید)
در مرکز زیر منحنی - منطقه بهینه. در مقادیر بهینه فاکتور، موجودات زنده به طور فعال رشد، تغذیه و تولید مثل می کنند. هر چه مقدار عامل به سمت راست یا چپ، یعنی در جهت کاهش یا افزایش نیروی عمل منحرف شود، برای موجودات مطلوب کمتر است. منحنی منعکس کننده فعالیت حیاتی به شدت در دو طرف بهینه پایین می آید. دو تا هستند مناطق بد. هنگامی که منحنی محور افقی را قطع می کند، دو عدد وجود دارد نقاط بحرانی. اینها ارزش های عاملی است که موجودات دیگر نمی توانند تحمل کنند و فراتر از آن مرگ رخ می دهد. فاصله بین نقاط بحرانی میزان تحمل موجودات را در برابر تغییرات عامل نشان می دهد. شرایط نزدیک به نقاط بحرانی به ویژه برای بقا دشوار است. چنین شرایطی نامیده می شود مفرط.
اگر منحنی های بهینه ای را برای یک عامل، مانند دما، برای گونه های مختلف ترسیم کنید، منحنی های بهینه با هم منطبق نمی شوند. اغلب آنچه برای یک گونه بهینه است برای گونه دیگر بدبینانه است یا حتی خارج از نقاط بحرانی قرار دارد. شترها و جربوآها نمی توانستند در تندرا زندگی کنند و گوزن شمالی و لمینگ نمی توانستند در بیابان های گرم جنوبی زندگی کنند.
تنوع زیست محیطی گونه ها نیز در موقعیت نقاط بحرانی آشکار می شود: برای برخی آنها نزدیک به هم هستند، برای برخی دیگر آنها به طور گسترده ای فاصله دارند. این بدان معنی است که تعدادی از گونه ها تنها در شرایط بسیار پایدار با تغییرات جزئی در عوامل محیطی می توانند زندگی کنند، در حالی که سایر گونه ها می توانند نوسانات گسترده را تحمل کنند. به عنوان مثال، اگر هوا از بخار آب اشباع نشده باشد، گیاه ایمپاتیانس پژمرده می شود و علف پر تغییرات رطوبت را به خوبی تحمل می کند و حتی در خشکسالی نیز از بین نمی رود.
بنابراین، قانون بهینه به ما نشان می دهد که برای هر نوع، اندازه گیری خاص خود از تأثیر هر عامل وجود دارد. کاهش و افزایش قرار گرفتن در معرض بیش از این اندازه منجر به مرگ ارگانیسم ها می شود.
برای درک رابطه گونه ها با محیط، اهمیت کمتری ندارد قانون عوامل محدود کننده.
در طبیعت، موجودات به طور همزمان تحت تأثیر مجموعه کاملی از عوامل محیطی در ترکیبات مختلف و با قدرت های متفاوت قرار می گیرند. جدا کردن نقش هر یک از آنها آسان نیست. معنی کدام یک از بقیه بیشتر است؟ آنچه در مورد قانون بهینه می دانیم به ما این امکان را می دهد که بفهمیم هیچ عامل کاملاً مثبت یا منفی، مهم یا فرعی وجود ندارد، اما همه چیز به قدرت هر تأثیر بستگی دارد.
قانون عامل محدود کننده بیان می کند که مهم ترین عامل عاملی است که بیشترین انحراف را از مقادیر بهینه برای بدن دارد.
بقای افراد در این دوره خاص به آن بستگی دارد. در دوره های زمانی دیگر، عوامل دیگر ممکن است محدود کننده شوند و در طول زندگی، موجودات زنده با محدودیت های مختلفی در فعالیت زندگی خود مواجه می شوند.
عمل کشاورزی دائماً با قوانین عوامل بهینه و محدود کننده مواجه است. به عنوان مثال، رشد و نمو گندم، و در نتیجه عملکرد، دائماً توسط دماهای بحرانی، کمبود یا بیش از حد رطوبت، کمبود کودهای معدنی، و گاهی اوقات توسط تأثیرات فاجعه بار مانند تگرگ و طوفان محدود می شود. برای حفظ شرایط بهینه محصولات کشاورزی و در عین حال قبل از هر چیز جبران یا کاهش اثر عوامل محدود کننده نیاز به تلاش و هزینه زیادی است.
زیستگاه گونه های مختلف به طرز شگفت آوری متنوع است. برخی از آنها، به عنوان مثال، برخی از کنه های کوچک یا حشرات، تمام عمر خود را در داخل برگ یک گیاه می گذرانند که برای آنها تمام دنیاست، برخی دیگر در فضاهای وسیع و متنوعی مانند گوزن شمالی، نهنگ در اقیانوس، پرندگان مهاجر تسلط دارند. .
بسته به محل زندگی نمایندگان گونه های مختلف، آنها تحت تأثیر مجموعه های مختلفی از عوامل محیطی قرار می گیرند. در سیاره ما چندین مورد وجود دارد محیط های زندگی اولیه، از نظر شرایط زندگی بسیار متفاوت است: آب، زمین-هوا، خاک. زیستگاه ها نیز خود موجوداتی هستند که دیگران در آنها زندگی می کنند.
محیط زندگی آبی.همه آبزیان با وجود تفاوت در سبک زندگی، باید با ویژگی های اصلی محیط خود سازگار شوند. این ویژگی ها، اول از همه، توسط خواص فیزیکی آب تعیین می شود: چگالی، هدایت حرارتی، و توانایی حل کردن نمک ها و گازها.
تراکمآب نیروی شناوری قابل توجه آن را تعیین می کند. این بدان معنی است که وزن موجودات در آب کاهش می یابد و می توان زندگی دائمی را در ستون آب بدون فرو رفتن به پایین انجام داد. بسیاری از گونه ها، عمدتا کوچک، ناتوان از شنای سریع فعال، به نظر می رسد در آب شناور هستند و در آن معلق هستند. مجموعه ای از این گونه ساکنان کوچک آبزی نامیده می شود پلانکتون. پلانکتون شامل جلبک های میکروسکوپی، سخت پوستان کوچک، تخم و لارو ماهی، چتر دریایی و بسیاری از گونه های دیگر است. موجودات پلانکتون توسط جریان ها حمل می شوند و قادر به مقاومت در برابر آنها نیستند. وجود پلانکتون در آب، نوع تصفیه تغذیه، یعنی صاف کردن، با استفاده از دستگاه‌های مختلف، موجودات کوچک و ذرات غذای معلق در آب را ممکن می‌سازد. هم در حیوانات شناگر و هم در حیوانات ته نشسته مانند کرینوئیدها، صدف ها، صدف ها و غیره توسعه می یابد. اگر پلانکتون وجود نداشت، سبک زندگی بی تحرک برای آبزیان غیرممکن بود و این به نوبه خود فقط در محیطی با تراکم کافی امکان پذیر است.
چگالی آب حرکت فعال در آن را دشوار می کند، بنابراین حیوانات سریع شنا مانند ماهی، دلفین، ماهی مرکب باید ماهیچه های قوی و فرم بدنی صاف داشته باشند. به دلیل چگالی زیاد آب، فشار با عمق زیاد افزایش می یابد. ساکنان اعماق دریا قادر به تحمل فشاری هستند که هزاران برابر بیشتر از سطح خشکی است.
نور فقط تا عمق کم در آب نفوذ می کند، بنابراین موجودات گیاهی فقط در افق های بالای ستون آب می توانند وجود داشته باشند. حتی در تمیزترین دریاها، فتوسنتز فقط در اعماق 100-200 متر امکان پذیر است. در اعماق بیشتر هیچ گیاهی وجود ندارد و حیوانات اعماق دریا در تاریکی کامل زندگی می کنند.
درجه حرارتدر آب‌ها نرم‌تر از خشکی است. به دلیل ظرفیت گرمایی زیاد آب، نوسانات دمایی در آن هموار می شود و آبزیان نیازی به سازگاری با یخبندان های شدید یا گرمای چهل درجه ندارند. فقط در چشمه های آب گرم دمای آب می تواند به نقطه جوش نزدیک شود.
یکی از مشکلات زندگی آبزیان است مقدار محدودی از اکسیژن. حلالیت آن خیلی زیاد نیست و علاوه بر این، هنگامی که آب آلوده یا گرم می شود، بسیار کاهش می یابد. بنابراین، در مخازن گاهی اوقات وجود دارد یخ می زند- مرگ دسته جمعی ساکنان به دلیل کمبود اکسیژن که به دلایل مختلف رخ می دهد.
ترکیب نمکمحیط زیست برای موجودات آبزی نیز بسیار مهم است. گونه های دریایی نمی توانند در آب های شیرین زندگی کنند و گونه های آب شیرین به دلیل اختلال در عملکرد سلولی نمی توانند در دریاها زندگی کنند.
محیط زمین-هوای زندگی.این محیط دارای مجموعه ای از ویژگی های متفاوت است. به طور کلی پیچیده تر و متنوع تر از آبزیان است. دارای اکسیژن زیاد، نور زیاد، تغییرات دما در زمان و مکان شدیدتر، افت فشار بسیار ضعیف تر و کمبود رطوبت اغلب رخ می دهد. اگرچه بسیاری از گونه‌ها می‌توانند پرواز کنند و حشرات کوچک، عنکبوت‌ها، میکروارگانیسم‌ها، دانه‌ها و هاگ‌های گیاهی توسط جریان هوا حمل می‌شوند، تغذیه و تولیدمثل موجودات در سطح زمین یا گیاهان اتفاق می‌افتد. در چنین محیطی با چگالی کم مانند هوا، موجودات زنده نیاز به حمایت دارند. بنابراین، گیاهان خشکی‌زی بافت‌های مکانیکی ایجاد کرده‌اند و جانوران خشکی‌زی اسکلت درونی یا بیرونی بارزتری نسبت به جانوران آبزی دارند. چگالی کم هوا، حرکت در آن را آسان می کند.
M. S. Gilyarov (1912-1985)، جانورشناس برجسته، بوم شناس، آکادمیک، بنیانگذار تحقیقات گسترده در دنیای حیوانات خاک، پرواز غیرفعال توسط حدود دو سوم ساکنان زمین تسلط یافت. بیشتر آنها حشرات و پرندگان هستند.
هوا رسانای ضعیف گرما است. این امر حفظ گرمای تولید شده در داخل موجودات زنده و حفظ دمای ثابت در حیوانات خونگرم را آسان تر می کند. خود توسعه خون گرمی در یک محیط زمینی امکان پذیر شد. اجداد پستانداران آبزی مدرن - نهنگ ها، دلفین ها، شیر دریایی ها، فوک ها - زمانی در خشکی زندگی می کردند.
زمین نشینان تنوع زیادی از سازگاری های مربوط به تامین آب خود را دارند، به ویژه در شرایط خشک. در گیاهان، این یک سیستم ریشه قدرتمند، یک لایه ضد آب روی سطح برگ ها و ساقه ها و توانایی تنظیم تبخیر آب از طریق روزنه ها است. در حیوانات، اینها نیز ویژگی های ساختاری مختلف بدن و پوشش هستند، اما علاوه بر این، رفتار مناسب نیز به حفظ تعادل آب کمک می کند. برای مثال، آنها ممکن است به چاله های آبیاری مهاجرت کنند یا به طور فعال از شرایط خشک مخصوصاً اجتناب کنند. برخی از حیوانات می توانند تمام زندگی خود را با غذای خشک زندگی کنند، مانند jerboas یا شب پره لباس معروف. در این صورت آب مورد نیاز بدن به دلیل اکسیده شدن اجزای غذا به وجود می آید.
بسیاری از عوامل محیطی دیگر نیز نقش مهمی در زندگی موجودات زمینی دارند، مانند ترکیب هوا، بادها و توپوگرافی سطح زمین. آب و هوا و آب و هوا بسیار مهم است. ساکنان محیط زمین-هوا باید با آب و هوای قسمتی از زمین که در آن زندگی می کنند سازگار باشند و تغییرپذیری در شرایط آب و هوایی را تحمل کنند.
خاک به عنوان محیط زندگیخاک لایه نازکی از سطح زمین است که توسط فعالیت موجودات زنده پردازش می شود. ذرات جامد با منافذ و حفره ها در خاک نفوذ می کنند که بخشی از آن با آب و بخشی از هوا پر شده است، بنابراین موجودات آبزی کوچک نیز می توانند در خاک ساکن شوند. حجم حفره های کوچک در خاک از ویژگی های بسیار مهم آن است. در خاک های سست می تواند تا 70 درصد و در خاک های متراکم حدود 20 درصد باشد. در این منافذ و حفره ها یا روی سطح ذرات جامد، انواع بسیار زیادی از موجودات میکروسکوپی زندگی می کنند: باکتری ها، قارچ ها، تک یاخته ها، کرم های گرد، بندپایان. حیوانات بزرگتر خودشان در خاک راه عبور می کنند. تمام خاک توسط ریشه گیاه نفوذ می کند. عمق خاک با عمق نفوذ ریشه و فعالیت حیوانات حفاری تعیین می شود. بیش از 1.5-2 متر نیست.
هوای موجود در حفره های خاک همیشه با بخار آب اشباع می شود و ترکیب آن از دی اکسید کربن غنی شده و از اکسیژن تهی می شود. به این ترتیب شرایط زندگی در خاک شبیه محیط آبی می شود. از طرفی نسبت آب و هوا در خاک ها بسته به شرایط آب و هوایی دائما در حال تغییر است. نوسانات دما در سطح بسیار شدید است، اما به سرعت با عمق صاف می شود.
ویژگی اصلی محیط خاک تامین مداوم مواد آلی است که عمدتاً به دلیل مرگ ریشه گیاه و ریزش برگ ها است. این منبع انرژی با ارزش برای باکتری ها، قارچ ها و بسیاری از حیوانات است، بنابراین خاک است پر جنب و جوش ترین محیط. دنیای پنهان او بسیار غنی و متنوع است.
با ظاهر گونه های مختلف جانوران و گیاهان، نه تنها می توان درک کرد که در چه محیطی زندگی می کنند، بلکه می توان نوع زندگی آنها را نیز درک کرد.
اگر یک حیوان چهار پا با ماهیچه های ران بسیار توسعه یافته در پاهای عقب و ماهیچه های بسیار ضعیف تر در پاهای جلویی که آنها نیز کوتاه شده اند، با گردن نسبتا کوتاه و دم بلند در مقابل خود داشته باشیم، می توانیم با اطمینان بگویید که این یک جامپر زمینی است که قادر به حرکات سریع و قابل مانور است و ساکن فضاهای باز است. کانگوروهای معروف استرالیایی، جربوآهای آسیایی صحرایی، بلوزهای آفریقایی و بسیاری دیگر از پستانداران پرنده - نمایندگانی از راسته های مختلف که در قاره های مختلف زندگی می کنند - به این شکل هستند. آنها در استپ ها، دشت ها و ساوانا زندگی می کنند - جایی که حرکت سریع روی زمین وسیله اصلی فرار از شکارچیان است. دم بلند در چرخش های سریع به عنوان یک تعادل دهنده عمل می کند، در غیر این صورت حیوانات تعادل خود را از دست می دهند.
باسن به شدت در اندام های عقبی و در حشرات پرنده - ملخ، ملخ، کک، سوسک پسیل توسعه یافته است.
بدن جمع و جور با دم کوتاه و اندام های کوتاه، که قسمت های جلویی آن بسیار قدرتمند هستند و شبیه بیل یا چنگک هستند، چشمان نابینا، گردن کوتاه و خز کوتاه و گویی کوتاه شده به ما می گویند که این حیوان زیرزمینی است که حفر چاله ها و گالری ها. . این می تواند یک خال جنگلی، یک موش صحرایی مول استپی، یک خال کیسه دار استرالیایی و بسیاری از پستانداران دیگر باشد که سبک زندگی مشابهی دارند.
حشرات حفاری - جیرجیرک های خال نیز با بدن فشرده، چاق و اندام جلویی قدرتمندشان، شبیه به سطل بولدوزر کوچک شده، متمایز می شوند. از نظر ظاهری شبیه یک خال کوچک هستند.
همه گونه های پرنده هواپیماهای پهنی ایجاد کرده اند - بال در پرندگان، خفاش ها، حشرات، یا صاف کردن چین های پوست در طرفین بدن، مانند سنجاب های پرنده یا مارمولک ها.
ارگانیسم هایی که از طریق پرواز غیرفعال با جریان هوا پراکنده می شوند، با اندازه های کوچک و اشکال بسیار متنوع مشخص می شوند. با این حال، همه آنها یک چیز مشترک دارند - توسعه سطح قوی در مقایسه با وزن بدن. این امر به روش‌های مختلفی به دست می‌آید: به دلیل موهای بلند، موهای زائد، برآمدگی‌های مختلف بدن، بلند شدن یا صاف شدن آن و وزن مخصوص سبک‌تر. این همان چیزی است که حشرات کوچک و میوه های پرنده گیاهان شبیه هستند.
شباهت خارجی که در بین نمایندگان گروه ها و گونه های مختلف غیر مرتبط در نتیجه یک سبک زندگی مشابه ایجاد می شود، همگرایی نامیده می شود.
این عمدتا بر اندام هایی تأثیر می گذارد که به طور مستقیم با محیط خارجی در تعامل هستند و در ساختار سیستم های داخلی - گوارشی، دفعی، عصبی بسیار کمتر مشخص می شود.
شکل یک گیاه مشخص کننده ویژگی های رابطه آن با محیط خارجی است، مثلاً نحوه تحمل آن در فصل سرما. درختان و درختچه های بلند بلندترین شاخه ها را دارند.
شکل انگور - با تنه ضعیفی که گیاهان دیگر را در هم می‌پیچد، هم در گونه‌های چوبی و هم در گونه‌های علفی یافت می‌شود. اینها شامل انگور، رازک، چمنزار و انگورهای استوایی است. گیاهان شبیه لیانا با پیچیدن دور تنه و ساقه گونه‌های عمودی، برگها و گل‌های خود را به نور می‌آورند.
در شرایط آب و هوایی مشابه در قاره های مختلف، ظاهری مشابه از پوشش گیاهی ایجاد می شود که از گونه های مختلف و اغلب کاملاً نامرتبط تشکیل شده است.
شکل خارجی که نحوه تعامل آن با محیط را منعکس می کند، شکل زندگی گونه نامیده می شود. گونه های مختلف ممکن است اشکال زندگی مشابهی داشته باشند، اگر سبک زندگی نزدیکی داشته باشند.
شکل زندگی در طول قرن ها تکامل گونه ها ایجاد شده است. گونه هایی که با دگردیسی رشد می کنند به طور طبیعی شکل زندگی خود را در طول چرخه زندگی تغییر می دهند. مثلاً یک کاترپیلار و یک پروانه بالغ یا یک قورباغه و قورباغه اش را مقایسه کنید. برخی از گیاهان بسته به شرایط رشد خود می توانند اشکال مختلف زندگی داشته باشند. به عنوان مثال، لیندن یا گیلاس پرنده می تواند هم درخت راست و هم بوته باشد.
جوامع گیاهی و جانوری در صورتی پایدارتر و کامل تر می شوند که نمایندگان اشکال مختلف زندگی را در بر گیرند. این بدان معناست که چنین جامعه ای از منابع محیطی استفاده کامل تری می کند و ارتباطات داخلی متنوع تری دارد.
ترکیب اشکال زندگی موجودات در جوامع به عنوان شاخصی از ویژگی های محیط آنها و تغییرات رخ داده در آن عمل می کند.
مهندسانی که هواپیما را طراحی می کنند، اشکال مختلف زندگی حشرات در حال پرواز را به دقت مطالعه می کنند. مدل‌هایی از ماشین‌های دارای پرواز فلاپی بر اساس اصل حرکت در هوای دوپترا و Hymenoptera ساخته شده‌اند. فن‌آوری مدرن ماشین‌های پیاده‌روی و همچنین روبات‌هایی با روش‌های حرکتی اهرمی و هیدرولیکی مانند حیواناتی با اشکال مختلف زندگی ساخته است. چنین خودروهایی قابلیت حرکت در شیب های تند و خارج از جاده را دارند.
زندگی بر روی زمین در شرایط روز و شب منظم و فصول متناوب به دلیل چرخش سیاره به دور محور خود و به دور خورشید توسعه یافت. ریتم محیط خارجی باعث ایجاد تناوب، یعنی تکرارپذیری شرایط در زندگی بیشتر گونه ها می شود. هر دو دوره بحرانی، دشوار برای بقا، و دوره های مطلوب به طور منظم تکرار می شوند.
سازگاری با تغییرات دوره ای در محیط بیرونی در موجودات زنده نه تنها با واکنش مستقیم به عوامل متغیر، بلکه در ریتم های داخلی ثابت ارثی نیز بیان می شود.
ریتم های شبانه روزی.ریتم شبانه روزی موجودات زنده را با چرخه روز و شب تطبیق می دهد. در گیاهان، رشد شدید و شکوفه‌دهی گل‌ها در زمان معینی از روز تعیین می‌شود. حیوانات در طول روز فعالیت خود را به شدت تغییر می دهند. بر اساس این ویژگی، گونه های روزانه و شبانه را از هم تشخیص می دهند.
ریتم روزانه موجودات تنها بازتابی از تغییر شرایط خارجی نیست. اگر فرد، یا حیوانات یا گیاهان را در یک محیط ثابت و پایدار بدون تغییر روز و شب قرار دهید، ریتم فرآیندهای زندگی نزدیک به ریتم روزانه حفظ می شود. به نظر می رسد بدن مطابق با ساعت درونی خود زندگی می کند و زمان را معکوس می شمارد.
ریتم شبانه روزی می تواند بر بسیاری از فرآیندهای بدن تأثیر بگذارد. در انسان، حدود 100 ویژگی فیزیولوژیکی تحت چرخه روزانه قرار دارند: ضربان قلب، ریتم تنفس، ترشح هورمون ها، ترشحات غدد گوارشی، فشار خون، دمای بدن و بسیاری موارد دیگر. بنابراین وقتی انسان به جای خواب بیدار است، بدن همچنان به حالت شبانه تنظیم می شود و شب های بی خوابی تاثیر بدی بر سلامتی دارد.
با این حال، ریتم های شبانه روزی در همه گونه ها ظاهر نمی شود، بلکه فقط در آنهایی که تغییر روز و شب در زندگی آنها نقش اکولوژیکی مهمی دارد. ساکنان غارها یا آب های عمیق که چنین تغییری در آنها وجود ندارد، با ریتم های مختلف زندگی می کنند. و حتی در میان ساکنان زمین، همه تناوب روزانه را نشان نمی دهند.
در آزمایشات تحت شرایط کاملاً ثابت، مگس های میوه مگس سرکه ریتم روزانه را برای ده ها نسل حفظ می کنند. این تناوب در آنها مانند بسیاری از گونه های دیگر به ارث می رسد. واکنش‌های تطبیقی مرتبط با چرخه روزانه محیط خارجی بسیار عمیق هستند.
اختلال در ریتم شبانه روزی بدن در هنگام کار در شب، پروازهای فضایی، غواصی و غیره نشان دهنده یک مشکل جدی پزشکی است.
ریتم های سالانهریتم های سالانه موجودات زنده را با تغییرات فصلی در شرایط سازگار می کند. در زندگی گونه ها، دوره های رشد، تولیدمثل، پوست اندازی، مهاجرت و خواب عمیق به طور طبیعی متناوب و تکرار می شوند به گونه ای که موجودات زنده در زمان بحرانی سال در پایدارترین حالت ملاقات می کنند. آسیب پذیرترین فرآیند - تولید مثل و پرورش حیوانات جوان - در فصل مطلوب اتفاق می افتد. این تناوب تغییرات در وضعیت فیزیولوژیکی در طول سال تا حد زیادی ذاتی است، یعنی خود را به عنوان یک ریتم سالانه داخلی نشان می دهد. به عنوان مثال، اگر شترمرغ های استرالیایی یا دینگوی سگ وحشی در باغ وحشی در نیمکره شمالی قرار گیرند، فصل تولیدمثل آنها در پاییز، زمانی که در استرالیا بهار است، آغاز می شود. بازسازی ریتم های داخلی سالانه با دشواری های زیادی در طی چند نسل اتفاق می افتد.
آماده سازی برای تولید مثل یا زمستان گذرانی یک فرآیند طولانی است که مدت ها قبل از شروع دوره های بحرانی در موجودات آغاز می شود.
تغییرات کوتاه مدت شدید آب و هوا (یخبندان تابستانی، برفک های زمستانی) معمولاً ریتم سالانه گیاهان و جانوران را مختل نمی کند. عامل اصلی محیطی که موجودات زنده در چرخه های سالانه خود به آن پاسخ می دهند، تغییرات تصادفی آب و هوا نیست، بلکه دوره نوری- تغییر در نسبت روز و شب.
طول ساعات روز به طور طبیعی در طول سال تغییر می کند و این تغییرات هستند که به عنوان سیگنال دقیقی از نزدیک شدن بهار، تابستان، پاییز یا زمستان عمل می کنند.
توانایی موجودات زنده برای پاسخ به تغییرات طول روز نامیده می شود نور پریودیسم.
اگر روز کوتاه شود، گونه ها شروع به آماده شدن برای زمستان می کنند، اگر طولانی شود، به طور فعال شروع به رشد و تولید مثل می کنند. در این مورد، آنچه برای حیات موجودات مهم است، تغییر طول روز و شب نیست، بلکه تغییر آن است. مقدار سیگنال، نشان دهنده تغییرات عمیق قریب الوقوع در طبیعت است.
همانطور که می دانید طول روز تا حد زیادی به عرض جغرافیایی بستگی دارد. در نیمکره شمالی، روزهای تابستان در جنوب بسیار کوتاهتر از شمال است. بنابراین، گونه‌های جنوبی و شمالی نسبت به مقدار تغییر روز واکنش متفاوتی نشان می‌دهند: گونه‌های جنوبی با روزهای کوتاه‌تری نسبت به شمالی‌ها شروع به تولیدمثل می‌کنند.
فاکتورهای محیطی
Ivanova T.V.، Kalinova G.S.، Myagkova A.N. "زیست شناسی عمومی". مسکو، "روشنگری"، 2000
سبک- انرژی تابشی خورشید که از چندین جزء تشکیل شده است:
همه این نوع پرتوها بر موجودات زنده تأثیر می گذارد.
به لطف صفحه ازن، اشعه ماوراء بنفش و اشعه ایکس تا حدی مسدود می شوند.
نور مرئی تأثیر پیچیده ای بر بدن دارد: پرتوهای قرمز عمدتاً اثر حرارتی دارند. آبی و بنفش - سرعت و جهت واکنش های بیوشیمیایی را تغییر دهید. به طور کلی نور مرئی بر سرعت رشد و نمو گیاهان، شدت فتوسنتز، فعالیت جانوران تأثیر می گذارد، باعث تغییر رطوبت و دمای محیط می شود و یک عامل مهم سیگنال دهی است که چرخه های زیستی روزانه و فصلی را تضمین می کند.
رژیم نور یکی از عوامل غیرزیست پیشرو است که توزیع و تغییرات شدت تابش خورشیدی که به اکوسیستم های طبیعی و مصنوعی می رسد را تعیین می کند. رژیم نور هر زیستگاه توسط عوامل مختلفی تعیین می شود.
شاخص های رژیم نور - شدت، کمیت و کیفیت نور.
شدت (شدت نور)- با مقدار انرژی خورشیدی در هر 1 سانتی متر مربع سطح افقی در 1 دقیقه تعیین می شود. برای نور مستقیم خورشید، این شاخص تقریباً مستقل از عرض جغرافیایی است، اما تحت تأثیر زمین قرار دارد. به عنوان مثال، در دامنه های جنوبی شدت نور همیشه بیشتر از دامنه های شمالی است.
مقدار نور- کل تابش خورشیدی اندازه گیری شده در یک سال نجومی. از قطب ها به سمت استوا افزایش می یابد و با تغییر کیفیت آن همراه است. برای حالت نور، میزان نور منعکس شده نیز مهم است.
آلبیدو سطح زمین - کمیتی که توانایی آن در بازتاب (پراکندگی) تشعشعات وارده بر روی آن را مشخص می کند و برابر است با نسبت مقدار نور منعکس شده به کل مقدار نور فرودی. به صورت درصد (%) بیان می شود و به زاویه تابش نور خورشید و ویژگی های سطح بازتابنده بستگی دارد.
گروه های بوم شناختی گیاهان در رابطه با نور
| گروه های زیست محیطی / ویژگی ها | فتوفیلوس (هلیوفیت ها) | سایه دوست (سایوفیت ها) | مقاوم در برابر سایه (هلیوفیت اختیاری) |
| زیستگاه | مناطق باز، به طور مداوم و به خوبی روشن می شود | لایه زیرین جنگل های سایه دار، سایه دائمی | مناطق پر نور، سایه کم |
| ویژگی های تطبیقی | تنومندی، آرایش رزت برگ ها، شاخه های کوتاه شده یا شدیداً شاخه دار، برخی از گل ها به سمت خورشید می چرخند. | آرایش موزاییکی برگ در گونه های درختی، برگ های بزرگ سبز تیره که به صورت افقی قرار دارند | در گونه‌های درختی، برگهای روشن (سطح تاج) ضخیم و خشن، برگهای سایه‌دار مات و بدون کرک هستند. |
| واکنش به تغییرات در شرایط نور | نمی توانند سایه طولانی مدت را تحمل کنند (آنها می میرند) | طاقت نور روشن (ظلم، مرگ) را ندارد | سازگاری نسبتاً آسان با تغییرات در شرایط نوری |
| ویژگی های بارز فعالیت زندگی | بیشترین شدت فتوسنتز در نور کامل خورشید رخ می دهد، هزینه قابل توجه کربوهیدرات ها برای تنفس. | ||
| نمونه هایی از گیاهان | گیاهان اوایل بهار استپ و نیمه بیابانی، کاج اروپایی، اقاقیا، چنار، نیلوفر آبی | گیاهان جنگلی، خزه سبز، صنوبر، صنوبر، سرخدار، راش، شمشاد | بیشتر درختان جنگلی اکالیپتوس هستند |
محتوای نور نسبی
- روشنایی در یک مکان معین که به صورت درصدی از کل مقدار نوری که از بیرون می آید بیان می شود. حداقل منبع نور، متوسط منبع نور در مرز شاخ و برگ در قسمت داخلی تاج است. برای ارزیابی نیاز گیاه به نور، فتوسنتز و متابولیسم استفاده می شود. به عنوان مثال، حداقل نور مجاز برای کاج اروپایی، کاج، توس 10-20٪ است. برای صنوبر، صنوبر، راش - 1-3٪.
رژیم نور به عنوان یک عامل محیطی منجر به ظهور پوشش گیاهی چند لایه می شود، زیرا این امکان استفاده بهتر از تابش خورشید را فراهم می کند.
نور به عنوان شرط جهت گیری گیاهان و جانوران
در گیاهان، جهت گیری به نور در نتیجه اتفاق می افتد فتوتروپیسم ها- حرکات رشد هدایت شده اندام های گیاهی.
اگر حرکت به سمت محرک نور هدایت شود، این نور تروپیسم مثبت است. اگر در جهت مخالف - منفی است.
در حیوانات، جهت گیری به نور در نتیجه اتفاق می افتد فوتوتاکسی- واکنش های حرکتی حیوانات در پاسخ به تابش نور یک طرفه. با فوتوتاکسی مثبت، حیوان در جهت بالاترین نور و با فوتوتاکسی منفی در جهت کمترین روشنایی حرکت می کند. حیوانات برای جهت گیری بصری در فضا به نور نیاز دارند. با شروع با حیوانات coelenterate، آنها اندام های پیچیده حساس به نور را با ساختارهای مختلف توسعه می دهند - چشم. در رابطه با رژیم نور، حیوانات بین گونه‌های شبگرد و کرپوسکولار و گونه‌هایی که در تاریکی دائمی زندگی می‌کنند و نمی‌توانند نور درخشان خورشید را تحمل کنند، متمایز می‌شوند.
رژیم نور نیز بر توزیع جغرافیایی حیوانات تأثیر می گذارد. ارزش سیگنال در زندگی حیوانات است بیولومینسانس- درخشش قابل مشاهده موجودات زنده مرتبط با فرآیندهای زندگی آنها. این در نتیجه اکسیداسیون ترکیبات آلی پیچیده (لوسیفرین ها) با مشارکت آنزیم ها (لوسیفرازها) در پاسخ به تحریک ناشی از محیط خارجی رخ می دهد. انرژی آزاد شده در نتیجه این واکنش ها به صورت گرما تلف نمی شود، بلکه به انرژی تحریک الکترونیکی مولکول هایی تبدیل می شود که قادر به آزاد کردن آن به شکل فوتون هستند. درخشش می تواند از تمام سطح بدن یا اندام های نورانی خاص ساطع شود. توسط حیوانات برای روشن کردن و فریب طعمه ها (ماهی های اعماق دریا)، هشدار دادن، ترساندن یا منحرف کردن شکارچیان (برخی میگو)، برای جذب افراد جنس مخالف در طول فصل جفت گیری (کرم شب تاب)، برای جهت گیری در یک مدرسه استفاده می شود. برخی از حیوانات در پاسخ به تحریک مکانیکی می درخشند (خارپوستان درخشان در صخره های مرجانی کم عمق کارائیب).
بنابراین، گیاهان در درجه اول برای فتوسنتز به نور نیاز دارند، به همین دلیل مواد آلی در بیوسفر ایجاد می شود و انرژی انباشته می شود؛ برای حیوانات عمدتاً ارزش اطلاعاتی دارد.
نور منبع اولیه انرژی است که بدون آن حیات روی زمین غیرممکن است. این ماده در فتوسنتز شرکت می کند و از ایجاد ترکیبات آلی از ترکیبات غیرآلی توسط پوشش گیاهی زمین اطمینان می دهد و این مهمترین عملکرد انرژی آن است. اما تنها بخشی از طیف در محدوده 380 تا 760 نانومتر، که منطقه تابش فعال فیزیولوژیکی (PAR) نامیده می شود، در فتوسنتز نقش دارد. در داخل آن، پرتوهای قرمز-نارنجی (600-700 نانومتر) و بنفش-آبی (400-500 نانومتر) بیشترین اهمیت را برای فتوسنتز دارند، زرد-سبز (500-600 نانومتر) کمترین اهمیت را دارند. دومی منعکس می شود که به گیاهان دارای کلروفیل رنگ سبز آنها را می دهد. با این حال، نور نه تنها یک منبع انرژی، بلکه مهمترین عامل محیطی است که تأثیر بسیار مهمی بر روی موجودات زنده به عنوان یک کل و بر فرآیندها و پدیده های سازگاری در موجودات دارد.
خارج از طیف مرئی و PAR مناطق مادون قرمز (IR) و ماوراء بنفش (UV) هستند. اشعه ماوراء بنفش انرژی زیادی را حمل می کند و اثر فتوشیمیایی دارد - موجودات زنده به آن بسیار حساس هستند. تابش IR انرژی کمتری دارد و به راحتی توسط آب جذب می شود، اما برخی از موجودات خشکی از آن برای بالا بردن دمای بدن بالاتر از محیط استفاده می کنند.
شدت نور برای موجودات مهم است. گیاهان در رابطه با روشنایی به نور دوست (هلیوفیت)، سایه دوست (sciophytes) و سایه متحمل تقسیم می شوند.
دو گروه اول محدوده تحمل متفاوتی در طیف نور اکولوژیکی دارند. نور آفتاب روشن برای هلیوفیت ها (علفزارهای علفزار، غلات، علف های هرز و غیره) بهینه است، نور کم برای گیاهان سایه دوست (گیاهان جنگل های صنوبر تایگا، جنگل های بلوط جنگلی-استپی، جنگل های استوایی) بهینه است. اولی نمی تواند سایه ها را تحمل کند، دومی نمی تواند نور درخشان خورشید را تحمل کند.
گیاهان مقاوم در برابر سایه طیف وسیعی از تحمل نور را دارند و می توانند هم در نور روشن و هم در سایه رشد کنند.
نور ارزش سیگنال دهی زیادی دارد و باعث سازگاری های تنظیمی موجودات می شود. یکی از قابل اطمینان ترین سیگنال هایی که فعالیت ارگانیسم ها را در طول زمان تنظیم می کند، طول روز - دوره نوری است. فتوپریودیسم به عنوان یک پدیده واکنش بدن به تغییرات فصلی در طول روز است.
طول روز در یک مکان معین، در یک زمان معین از سال، همیشه یکسان است، که به گیاهان و حیوانات اجازه می دهد زمان سال را در عرض جغرافیایی معین تعیین کنند، یعنی زمان شروع گلدهی، رسیدن، به عبارت دیگر، دوره نوری نوعی "رله زمانی" یا "مکانیسم ماشه" است که شامل دنباله ای از فرآیندهای فیزیولوژیکی در یک موجود زنده است.
نور پریودیسم را نمی توان با ریتم های معمولی شبانه روزی خارجی که صرفاً به دلیل تغییر روز و شب ایجاد می شود، شناسایی کرد. با این حال، چرخه زندگی روزانه در حیوانات و انسان ها به ویژگی های ذاتی گونه تبدیل می شود، یعنی به ریتم های درونی (درون زا) تبدیل می شود.
اما بر خلاف ریتم های اولیه داخلی، مدت زمان آنها ممکن است با عدد دقیق - 24 ساعت - در 15-20 دقیقه منطبق نباشد و از این نظر به چنین ریتم هایی شبانه روزی (در ترجمه - نزدیک به یک روز) می گویند. زمان حس بدن، و این توانایی "ساعت بیولوژیکی" نامیده می شود. آنها به پرندگان کمک می کنند تا در طول مهاجرت توسط خورشید حرکت کنند و به طور کلی ارگانیسم ها را با ریتم های پیچیده تر طبیعت هدایت می کنند.
پریودیسم نوری، اگرچه به طور ارثی ثابت است، اما خود را فقط در ترکیب با عوامل دیگر، به عنوان مثال دما نشان می دهد: اگر در روز X سرد باشد، گیاه دیرتر شکوفا می شود، یا در صورت رسیدن - اگر سرما زودتر از روز X رخ دهد، پس در مناطق نیمه گرمسیری و گرمسیری، جایی که طول روز بر اساس فصل کمی متفاوت است، دوره نوری نمی تواند به عنوان یک عامل مهم اکولوژیکی عمل کند - جایگزین فصل های خشک و بارانی می شود. و در ارتفاعات عامل اصلی سیگنال دهی دما می شود.
هدف: ویژگی های عوامل محیطی غیر زنده را آشکار می کند و تأثیر آنها را بر موجودات زنده در نظر می گیرد.
وظایف: آشنایی دانش آموزان با عوامل محیطی. ویژگی های عوامل غیر زنده را آشکار می کند، تأثیر دما، نور و رطوبت را بر موجودات زنده در نظر می گیرد. شناسایی گروه های مختلف موجودات زنده بسته به تأثیر عوامل غیرزیست مختلف بر آنها. انجام یک کار عملی برای شناسایی گروه‌های موجودات زنده بسته به عامل غیر زنده.
تجهیزات: ارائه کامپیوتری، تکالیف گروهی با تصاویر گیاهان و جانوران، تکلیف عملی.
در طول کلاس ها
همه موجودات زنده ساکن زمین تحت تأثیر عوامل محیطی هستند.
فاکتورهای محیطی- اینها خصوصیات فردی یا عناصر محیطی هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر موجودات زنده تأثیر می گذارند، حداقل در طی یکی از مراحل رشد فردی. عوامل محیطی متنوع هستند. بسته به رویکرد، چندین صلاحیت وجود دارد. این بر اساس تأثیر بر فعالیت زندگی موجودات، درجه تغییرپذیری در طول زمان و مدت زمان عمل است. بیایید طبقه بندی عوامل محیطی را بر اساس منشاء آنها در نظر بگیریم.
ما تأثیر اولی را در نظر خواهیم گرفت سه عامل غیر زندهمحیط زیست، زیرا تأثیر آنها بیشتر است - دما، نور و رطوبت.
به عنوان مثال، در سوسک می، مرحله لاروی در خاک انجام می شود. این تحت تأثیر عوامل محیطی غیرزیست است: خاک، هوا، رطوبت غیر مستقیم، ترکیب شیمیایی خاک - به هیچ وجه تحت تأثیر نور نیست.
به عنوان مثال، باکتری ها می توانند در شدیدترین شرایط زنده بمانند - آنها در آبفشان ها، چشمه های سولفید هیدروژن، آب های بسیار شور، در اعماق اقیانوس جهانی، بسیار عمیق در خاک، در یخ های قطب جنوب، در بلندترین قله ها (حتی اورست 8848 متر)، در بدن موجودات زنده.
درجه حرارت
بیشتر گونه های گیاهی و جانوری با محدوده نسبتاً باریکی از دما سازگاری دارند. برخی از موجودات، به ویژه در حالت استراحت یا انیمیشن معلق، قادر به تحمل دمای نسبتاً پایین هستند. نوسانات دما در آب معمولا کمتر از خشکی است، بنابراین محدودیت های تحمل دمای موجودات آبزی بدتر از موجودات زمینی است. شدت متابولیسم بستگی به دما دارد. اساساً موجودات زنده در دمای 0 تا 50+ در سطح ماسه در بیابان و تا 70- در برخی از مناطق سیبری شرقی زندگی می کنند. میانگین دامنه دما از 50+ تا 50- در زیستگاه های خشکی و از 2+ تا 27+ در اقیانوس ها است. به عنوان مثال، میکروارگانیسم ها می توانند تا 200- خنک شوند، انواع خاصی از باکتری ها و جلبک ها می توانند در چشمه های آب گرم در دمای 80+ و 88+ زندگی و تکثیر شوند.
تمیز دادن موجودات حیوانی:
موجودات با دمای بدن ناپایدار (ماهی، دوزیستان، خزندگان)
در طبیعت دما ثابت نیست. جاندارانی که در عرض های جغرافیایی معتدل زندگی می کنند و در معرض نوسانات دما هستند کمتر قادر به تحمل دمای ثابت هستند. نوسانات شدید - گرما، یخبندان - برای موجودات نامطلوب است. حیوانات سازگاری هایی را برای مقابله با سرمایش و گرمای بیش از حد ایجاد کرده اند. به عنوان مثال، با شروع فصل زمستان، گیاهان و حیوانات با دمای بدن ناپایدار وارد حالت خواب زمستانی می شوند. سرعت متابولیسم آنها به شدت کاهش می یابد. در آماده سازی برای زمستان، مقدار زیادی چربی و کربوهیدرات در بافت های حیوانی ذخیره می شود، مقدار آب موجود در فیبر کاهش می یابد، قندها و گلیسیرین جمع می شوند که از یخ زدگی جلوگیری می کند. این باعث افزایش مقاومت موجودات زمستانی در برابر سرما می شود.
در فصل گرم، برعکس، مکانیسم های فیزیولوژیکی فعال می شوند که از گرمای بیش از حد محافظت می کنند. در گیاهان، تبخیر رطوبت از طریق روزنه افزایش می یابد که منجر به کاهش دمای برگ می شود. در حیوانات، تبخیر آب از طریق دستگاه تنفسی و پوست افزایش می یابد.
موجوداتی که دمای بدنشان ثابت است. (پرندگان، پستانداران)
این موجودات در ساختار داخلی اندام های خود دچار تغییراتی شدند که به سازگاری آنها با دمای ثابت بدن کمک کرد. به عنوان مثال، این یک قلب 4 حفره ای و وجود یک قوس آئورت است که از جداسازی کامل جریان خون شریانی و وریدی، متابولیسم شدید به دلیل تامین بافت ها با خون شریانی اشباع شده با اکسیژن، پرها یا موهای پوشاننده بدن را تضمین می کند. ، که به حفظ گرما کمک می کند، فعالیت عصبی به خوبی توسعه یافته است). همه اینها به نمایندگان پرندگان و پستانداران اجازه می دهد تا در طول تغییرات دمایی ناگهانی فعال بمانند و بر همه زیستگاه ها تسلط پیدا کنند.
در شرایط طبیعی، دما به ندرت در سطح مطلوب برای زندگی باقی می ماند. بنابراین، گیاهان و جانوران سازگاری های خاصی ایجاد می کنند که نوسانات ناگهانی دما را تضعیف می کند. حیواناتی مانند فیل ها گوش های بزرگتری نسبت به جد خود، ماموت دارند که در آب و هوای سرد زندگی می کردند. علاوه بر اندام شنوایی، گوش به عنوان یک ترموستات عمل می کند. برای محافظت در برابر گرمای بیش از حد، گیاهان یک پوشش مومی شکل و یک کوتیکول ضخیم ایجاد می کنند.
سبک
نور تمام فرآیندهای حیاتی را که روی زمین اتفاق می افتد فراهم می کند. برای موجودات، طول موج تابش درک شده، مدت زمان و شدت قرار گرفتن در معرض آن مهم است. به عنوان مثال، در گیاهان، کاهش طول روز و شدت نور منجر به ریزش برگ های پاییزی می شود.
توسط رابطه گیاه با نورتقسیم شده به:
مدت و شدت قرار گرفتن در معرض نور نقش مهمی در تنظیم فعالیت موجودات زنده و رشد آنها دارد. - دوره نوریدر عرض های جغرافیایی معتدل، چرخه نمو جانوران و گیاهان محدود به فصول سال است و سیگنال آمادگی برای تغییرات دما، طول ساعات نور روز است که بر خلاف عوامل دیگر، همیشه در یک مکان مشخص و در ساعت ثابت می ماند. یک زمان خاص فتوپریودیسم یک مکانیسم ماشه ای است که شامل فرآیندهای فیزیولوژیکی است که منجر به رشد و گلدهی گیاه در بهار، میوه دهی در تابستان و ریزش برگ ها در پاییز در گیاهان می شود. در حیوانات، تجمع چربی تا پاییز، تولید مثل حیوانات، مهاجرت آنها، مهاجرت پرندگان و شروع مرحله استراحت در حشرات. ( پیام دانش آموز).
علاوه بر تغییرات فصلی، تغییرات روزانه در شرایط نوری نیز وجود دارد؛ تغییر روز و شب، ریتم روزانه فعالیت فیزیولوژیکی موجودات را تعیین می کند. یک انطباق مهم که بقای یک فرد را تضمین می کند، نوعی "ساعت بیولوژیکی" است، توانایی درک زمان.
حیوانات، که فعالیت آن بستگی دارد بسته به زمان روز، بیا با سبک زندگی روز، شب و گرگ و میش.
رطوبت
آب یکی از اجزای ضروری سلول است، بنابراین مقدار آن در زیستگاه های خاص عاملی محدود کننده برای گیاهان و جانوران است و ماهیت گیاهان و جانوران یک منطقه معین را تعیین می کند.
رطوبت بیش از حد در خاک منجر به غرقابی و ظهور پوشش گیاهی مرداب می شود. بسته به رطوبت خاک (میزان بارندگی)، ترکیب گونه ای پوشش گیاهی تغییر می کند. جنگل های پهن برگ جای خود را به پوشش گیاهی برگ های کوچک و سپس جنگلی-استپی می دهند. بعدی چمن کم است و 250 میلی لیتر در سال - بیابان. بارش ممکن است در طول سال به طور یکنواخت نریزد؛ موجودات زنده باید خشکسالی های طولانی مدت را تحمل کنند. به عنوان مثال، گیاهان و جانوران ساوانا، که در آن شدت پوشش گیاهی و همچنین تغذیه شدید صحرا، به فصل بارندگی بستگی دارد.
در طبیعت، نوسانات روزانه رطوبت هوا رخ می دهد که بر فعالیت موجودات تاثیر می گذارد. رابطه نزدیکی بین رطوبت و دما وجود دارد. دما زمانی که رطوبت زیاد یا کم باشد تأثیر بیشتری بر بدن دارد. گیاهان و حیوانات با سطوح مختلف رطوبت سازگاری پیدا کرده اند. به عنوان مثال، در گیاهان، یک سیستم ریشه قدرتمند ایجاد می شود، کوتیکول برگ ضخیم می شود، تیغه برگ کاهش می یابد یا به سوزن و خار تبدیل می شود. در ساکسائول، فتوسنتز در قسمت سبز ساقه اتفاق می افتد. رشد گیاه در زمان خشکسالی متوقف می شود. کاکتوس ها رطوبت را در قسمت منبسط شده ساقه ذخیره می کنند؛ سوزن به جای برگ باعث کاهش تبخیر می شود.
حیوانات همچنین سازگاری هایی ایجاد کرده اند که به آنها اجازه می دهد کمبود رطوبت را تحمل کنند. حیوانات کوچک - جوندگان، مارها، لاک پشت ها، بندپایان - رطوبت را از غذا دریافت می کنند. منبع آب می تواند یک ماده چربی مانند باشد، مثلاً در شتر. در هوای گرم، برخی از حیوانات - جوندگان، لاک پشت ها - به خواب زمستانی می روند که چند ماه طول می کشد. در آغاز تابستان، پس از یک گلدهی کوتاه، گیاهان زودگذر می توانند برگ های خود را بریزند، قسمت های بالای زمین از بین رفته و در نتیجه دوره خشکی را تجربه می کنند. در عین حال، پیازها و ریزوم ها تا فصل بعد حفظ می شوند.
توسط رابطه گیاه با آبتقسیم کردن:
در رابطه با به آب دادن به حیواناتتقسیم کردن:
انواع سازگاری موجودات زنده با نوسانات دما، رطوبت و نور:
(پیام دانشجویان.)
بیایید آن را انجام دهیم نتیجه،برای همه موجودات زنده، یعنی گیاهان و جانوران تحت تأثیر عوامل محیطی غیر زنده (عوامل طبیعت بی جان) به ویژه دما، نور و رطوبت هستند. بسته به تأثیر عوامل طبیعت بی جان، گیاهان و حیوانات به گروه های مختلفی تقسیم می شوند و با تأثیر این عوامل غیر زنده سازگاری پیدا می کنند.
کارهای عملی در گروه:(پیوست 1)
1. وظیفه: از میان حیوانات ذکر شده، آنهایی را نام ببرید که خونسرد هستند (یعنی دمای بدنشان ناپایدار است).
2. وظیفه: از میان حیوانات ذکر شده، آنهایی را نام ببرید که خونگرم هستند (یعنی دمای بدن ثابتی دارند).
3. وظیفه: از بین گیاهان پیشنهادی، گیاهانی را انتخاب کنید که نور دوست، سایه دوست و مقاوم به سایه هستند و آنها را در جدول یادداشت کنید.
4. وظیفه: حیواناتی را انتخاب کنید که سبک زندگی روزانه، شبانه و گرگ و میش دارند.
5. وظیفه: گیاهان متعلق به گروه های مختلف را در رابطه با آب انتخاب کنید.
6. وظیفه: انتخاب حیوانات متعلق به گروه های مختلف در رابطه با آب.
تکالیف با موضوع "عوامل محیطی غیر زنده"، پاسخ(
معرفی
4. عوامل ادافیک
5. محیط های زندگی متفاوت
نتیجه
معرفی
تنوع بسیار زیادی از شرایط زندگی بر روی زمین وجود دارد که انواع سوله های اکولوژیکی و "جمعیت" آنها را فراهم می کند. با این حال، با وجود این تنوع، چهار محیط زندگی از نظر کیفی متفاوت وجود دارد که دارای مجموعه خاصی از عوامل محیطی هستند و بنابراین نیاز به مجموعه ای از سازگاری ها دارند. اینها محیط های زندگی هستند: زمین-هوا (زمین). اب؛ خاک؛ موجودات دیگر
هر گونه با مجموعه خاص شرایط محیطی خود سازگار است - یک جایگاه اکولوژیکی.
هر گونه با محیط خاص خود، با غذای خاص، شکارچیان، دما، شوری آب و سایر عناصر دنیای بیرون سازگار است که بدون آنها نمی تواند وجود داشته باشد.
برای وجود موجودات، مجموعه ای از عوامل مورد نیاز است. نیاز بدن به آنها متفاوت است، اما هر کدام تا حدی وجود خود را محدود می کنند.
فقدان (کمبود) برخی از عوامل محیطی را می توان با سایر عوامل مشابه (مشابه) جبران کرد. ارگانیسم ها "برده" شرایط محیطی نیستند - تا حدی خود آنها شرایط محیطی را به گونه ای تطبیق داده و تغییر می دهند که کمبود عوامل خاصی را کاهش دهند.
عدم وجود عوامل فیزیولوژیکی ضروری (نور، آب، دی اکسید کربن، مواد مغذی) در محیط توسط دیگران قابل جبران (جایگزین) نیست.
1. نور به عنوان یک عامل محیطی. نقش نور در زندگی موجودات
نور یکی از اشکال انرژی است. طبق قانون اول ترمودینامیک یا قانون بقای انرژی، انرژی می تواند از شکلی به شکل دیگر تغییر کند. بر اساس این قانون، موجودات یک سیستم ترمودینامیکی هستند که دائماً انرژی و ماده را با محیط مبادله می کنند. موجودات موجود در سطح زمین در معرض جریانی از انرژی، عمدتاً انرژی خورشیدی، و همچنین تابش حرارتی امواج بلند از اجسام کیهانی قرار دارند. هر دوی این عوامل شرایط اقلیمی محیط را تعیین می کنند (دما، سرعت تبخیر آب، حرکت هوا و آب). نور خورشید با انرژی 2 کالری از فضا بر روی بیوسفر می افتد. 1 سانتی متر مربع در 1 دقیقه این به اصطلاح ثابت خورشیدی است. این نور که از جو عبور می کند ضعیف می شود و بیش از 67 درصد انرژی آن در یک ظهر صاف نمی تواند به سطح زمین برسد. 1.34 کالری در هر سانتی متر مربع در 1 دقیقه با عبور از پوشش ابر، آب و پوشش گیاهی، نور خورشید بیشتر تضعیف می‌شود و توزیع انرژی در آن در بخش‌های مختلف طیف به‌طور چشمگیری تغییر می‌کند.
میزان کاهش نور خورشید و تشعشعات کیهانی به طول موج (فرکانس) نور بستگی دارد. اشعه ماوراء بنفش با طول موج کمتر از 0.3 میکرون تقریباً از لایه اوزون (در ارتفاع حدود 25 کیلومتری) عبور نمی کند. چنین تشعشعی برای یک موجود زنده، به ویژه برای پروتوپلاسم خطرناک است.
در طبیعت زنده، نور تنها منبع انرژی است، همه گیاهان به جز باکتری ها فتوسنتز می کنند، یعنی. سنتز مواد آلی از مواد معدنی (یعنی از آب، نمک های معدنی و CO 2 - با استفاده از انرژی تابشی در فرآیند جذب). همه موجودات برای تغذیه به موجودات فتوسنتزی زمینی وابسته هستند، یعنی. گیاهان دارای کلروفیل
نور به عنوان یک عامل محیطی به ماوراء بنفش با طول موج 0.40 - 0.75 میکرون و مادون قرمز با طول موج بیشتر از این بزرگی ها تقسیم می شود.
عمل این عوامل به خواص موجودات بستگی دارد. هر نوع ارگانیسم با طول موج خاصی از نور سازگار است. برخی از انواع موجودات با پرتو فرابنفش سازگار شده اند، در حالی که برخی دیگر با اشعه مادون قرمز سازگار شده اند.
برخی از موجودات قادر به تشخیص طول موج هستند. آنها دارای سیستم های ویژه درک نور و دید رنگ هستند که در زندگی آنها اهمیت زیادی دارد. بسیاری از حشرات به تشعشعات موج کوتاه حساس هستند که انسان قادر به درک آن نیست. پروانه ها اشعه ماوراء بنفش را به خوبی درک می کنند. زنبورها و پرندگان به طور دقیق مکان خود را تعیین می کنند و حتی در شب در منطقه حرکت می کنند.
موجودات زنده نیز به شدت به شدت نور واکنش نشان می دهند. بر اساس این ویژگی ها، گیاهان به سه گروه اکولوژیکی تقسیم می شوند:
1. نور دوست، آفتاب دوست یا هلیوفیت - که به طور معمول فقط در زیر اشعه خورشید قادر به رشد هستند.
2. گیاهان سایه دوست یا سایوفیت ها، گیاهانی هستند که در طبقات پایینی جنگل ها و گیاهان اعماق دریا هستند، مثلاً نیلوفرهای دره و غیره.
با کاهش شدت نور، فتوسنتز نیز کند می شود. همه موجودات زنده دارای حساسیت آستانه ای به شدت نور و همچنین سایر عوامل محیطی هستند. موجودات مختلف حساسیت آستانه متفاوتی به عوامل محیطی دارند. به عنوان مثال، نور شدید مانع از رشد مگس‌های مگس مگس مگس مگس می‌شود و حتی باعث مرگ آنها می‌شود. سوسک ها و سایر حشرات نور را دوست ندارند. در اکثر گیاهان فتوسنتزی، در شدت نور کم، سنتز پروتئین مهار می شود و در حیوانات، فرآیندهای بیوسنتز مهار می شود.
3. هلیوفیت های مقاوم به سایه یا اختیاری. گیاهانی که هم در سایه و هم در نور به خوبی رشد می کنند. در حیوانات، این خواص موجودات را نور دوست (فتوفیل)، سایه دوست (فوتوفوب)، اوریفوبیک - تنگ هراسی می نامند.
2. دما به عنوان یک عامل محیطی
دما مهمترین عامل محیطی است. دما تأثیر زیادی بر بسیاری از جنبه های زندگی موجودات، جغرافیای توزیع، تولید مثل و سایر خواص بیولوژیکی موجودات، که عمدتاً به دما بستگی دارد، دارد. محدوده، یعنی محدوده دمایی که در آن زندگی می تواند وجود داشته باشد از حدود -200 درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد متغیر است و گاهی اوقات باکتری ها در چشمه های آب گرم در دمای 250 درجه سانتیگراد وجود دارند. در حقیقت، بیشتر موجودات زنده می توانند در محدوده باریک تری از دماها زنده بمانند.
برخی از انواع میکروارگانیسم ها، عمدتاً باکتری ها و جلبک ها، قادر به زندگی و تولید مثل در چشمه های آب گرم در دمای نزدیک به نقطه جوش هستند. حد بالای درجه حرارت برای باکتری های چشمه آب گرم حدود 90 درجه سانتیگراد است. تغییر دما از نظر محیطی بسیار مهم است.
هر گونه ای قادر است فقط در یک محدوده دمایی معین زندگی کند، به اصطلاح حداکثر و حداقل دمای کشنده. فراتر از این دمای بحرانی، سرما یا گرما، مرگ ارگانیسم رخ می دهد. جایی بین آنها دمای مطلوبی وجود دارد که در آن فعالیت حیاتی همه موجودات، یعنی ماده زنده به عنوان یک کل، فعال است.
بر اساس تحمل موجودات به شرایط دما، آنها را به اوریترمیک و استنوترمیک تقسیم می کنند. قادر به تحمل نوسانات دما در محدوده وسیع یا باریک است. به عنوان مثال، گلسنگ ها و بسیاری از باکتری ها می توانند در دماهای مختلف زندگی کنند، یا ارکیده ها و سایر گیاهان گرما دوست مناطق گرمسیری گرمازا هستند.
برخی از حیوانات بدون توجه به دمای محیط قادرند دمای بدن خود را ثابت نگه دارند. چنین موجوداتی را گرمازا می نامند. در سایر حیوانات دمای بدن بسته به دمای محیط متفاوت است. به آنها پوکیلوترمیک می گویند. بسته به روش سازگاری موجودات با شرایط دما، آنها به دو گروه اکولوژیکی تقسیم می شوند: کرایوفیل ها - موجودات سازگار با سرما، به دمای پایین. گرما دوست - یا گرما دوست.
3. رطوبت به عنوان یک عامل محیطی
در ابتدا همه موجودات آبزی بودند. آنها با فتح زمین، وابستگی خود را به آب از دست ندادند. آب جزء لاینفک همه موجودات زنده است. رطوبت مقدار بخار آب موجود در هوا است. بدون رطوبت یا آب زندگی وجود ندارد.
رطوبت پارامتری است که میزان بخار آب موجود در هوا را مشخص می کند. رطوبت مطلق مقدار بخار آب موجود در هوا است و به دما و فشار بستگی دارد. این مقدار رطوبت نسبی نامیده می شود (یعنی نسبت مقدار بخار آب موجود در هوا به مقدار بخار اشباع شده در شرایط خاص دما و فشار).
در طبیعت ریتم روزانه رطوبت وجود دارد. رطوبت به صورت عمودی و افقی در نوسان است. این عامل به همراه نور و دما نقش زیادی در تنظیم فعالیت موجودات و توزیع آنها دارد. رطوبت نیز اثر دما را تغییر می دهد.
یک عامل مهم محیطی خشک شدن هوا است. به خصوص برای موجودات زمینی، اثر خشک شدن هوا از اهمیت بالایی برخوردار است. حیوانات با جابجایی به مکان‌های حفاظت‌شده و داشتن یک سبک زندگی فعال در شب سازگار می‌شوند.
گیاهان آب را از خاک جذب می کنند و تقریباً همه (97-99٪) از طریق برگ ها تبخیر می شوند. این فرآیند تعرق نامیده می شود. تبخیر باعث خنک شدن برگها می شود. به لطف تبخیر، یون ها از طریق خاک به ریشه ها منتقل می شوند، یون ها بین سلول ها و غیره منتقل می شوند.
مقدار معینی از رطوبت برای موجودات زمینی کاملا ضروری است. بسیاری از آنها برای عملکرد طبیعی نیاز به رطوبت نسبی 100٪ دارند و برعکس، یک موجود زنده در شرایط عادی نمی تواند برای مدت طولانی در هوای کاملا خشک زندگی کند، زیرا دائماً آب خود را از دست می دهد. آب جزء ضروری ماده زنده است. بنابراین از دست دادن آب به مقدار معین منجر به مرگ می شود.
گیاهان در اقلیم خشک از طریق تغییرات مورفولوژیکی و کاهش اندام های رویشی به ویژه برگ ها سازگار می شوند.
جانوران خشکی نیز سازگار می شوند. بسیاری از آنها آب می نوشند، برخی دیگر آن را به صورت مایع یا بخار از طریق بدن جذب می کنند. به عنوان مثال، بیشتر دوزیستان، برخی از حشرات و کنه ها. اکثر جانوران بیابان هرگز آب نمی نوشند، بلکه نیازهای خود را از آب تامین شده با غذا تامین می کنند. سایر حیوانات از طریق فرآیند اکسیداسیون چربی آب را به دست می آورند.
آب برای موجودات زنده کاملا ضروری است. بنابراین، موجودات زنده بسته به نیازهایشان در سرتاسر زیستگاه خود پخش می شوند: موجودات آبزی به طور مداوم در آب زندگی می کنند. هیدروفیت ها فقط می توانند در محیط های بسیار مرطوب زندگی کنند.
از نظر ظرفیت اکولوژیکی، هیدروفیت ها و هیگروفیت ها در گروه تنگی ها هستند. رطوبت تا حد زیادی بر عملکردهای حیاتی موجودات تأثیر می گذارد، به عنوان مثال، رطوبت نسبی 70 درصد برای بلوغ مزرعه و باروری ملخ های مهاجر ماده بسیار مطلوب بود. هنگامی که با موفقیت تکثیر شوند، در بسیاری از کشورها خسارت اقتصادی زیادی به محصولات زراعی وارد می کنند.
برای ارزیابی اکولوژیکی پراکندگی موجودات، از شاخص خشکی آب و هوا استفاده می شود. خشکی به عنوان یک عامل انتخابی برای طبقه بندی اکولوژیکی موجودات عمل می کند.
بنابراین، بسته به ویژگی های رطوبت آب و هوای محلی، گونه های موجودات زنده به گروه های اکولوژیکی تقسیم می شوند:
1. هیداتوفیت ها گیاهان آبزی هستند.
2. هیدروفیت ها گیاهان خشکی ـ آبزی هستند.
3. Hygrophytes - گیاهان زمینی که در شرایط رطوبت بالا زندگی می کنند.
4. مزوفیت ها گیاهانی هستند که با رطوبت متوسط رشد می کنند
5. زیرافیت ها گیاهانی هستند که با رطوبت ناکافی رشد می کنند. آنها به نوبه خود به این موارد تقسیم می شوند: ساکولنت ها - گیاهان آبدار (کاکتوس). اسکلروفیت ها گیاهانی با برگ های باریک و کوچک هستند که به شکل لوله در می آیند. آنها همچنین به یوکسروفیت ها و استیپاکسروفیت ها تقسیم می شوند. Euxerophytes گیاهان استپی هستند. استیپاکسروفیت ها گروهی از علف های چمن با برگ های باریک (علف پر، فسکیو، تونکونوگو و غیره) هستند. به نوبه خود، مزوفیت ها نیز به مزوهیگروفیت ها، مزوکسروفیت ها و غیره تقسیم می شوند.
اگرچه رطوبت از نظر درجه حرارت پایین تر است، اما یکی از عوامل محیطی اصلی است. در بیشتر تاریخ طبیعت زنده، جهان ارگانیک منحصراً توسط موجودات آبزی نشان داده می شد. بخش جدایی ناپذیر اکثریت قریب به اتفاق موجودات زنده آب است و تقریباً همه آنها به یک محیط آبی برای تولید مثل یا ترکیب گامت ها نیاز دارند. جانوران خشکی مجبور به ایجاد یک محیط آبی مصنوعی در بدن خود برای لقاح می شوند و این منجر به داخلی شدن این دومی می شود.
رطوبت مقدار بخار آب موجود در هوا است. می توان آن را بر حسب گرم بر متر مکعب بیان کرد.
4. عوامل ادافیک
خواص اصلی خاک که بر زندگی موجودات تاثیر می گذارد شامل ساختار فیزیکی آن است، به عنوان مثال. شیب، عمق و گرانولومتری، ترکیب شیمیایی خود خاک و مواد در حال گردش در آن - گازها (لازم است شرایط هوادهی آن را بدانید)، آب، مواد آلی و معدنی به شکل یون.
مشخصه اصلی خاک که هم برای گیاهان و هم برای جانوران حفاری از اهمیت بالایی برخوردار است، اندازه ذرات آن است.
شرایط خاکی توسط عوامل اقلیمی تعیین می شود. حتی در عمق ناچیز، تاریکی کامل در خاک حاکم است و این ویژگی ویژگی بارز زیستگاه گونه هایی است که از نور اجتناب می کنند. با رفتن به عمق خاک، نوسانات دما کمتر و کمتر می شود: تغییرات روزانه به سرعت محو می شوند و با شروع از یک عمق خاص، تفاوت های فصلی هموار می شوند. اختلاف دمای روزانه در عمق 50 سانتی متری ناپدید می شود. با شیرجه رفتن در خاک، محتوای اکسیژن در آن کاهش می یابد و CO 2 افزایش می یابد. در اعماق قابل توجه، شرایط به شرایط بی هوازی نزدیک می شود، جایی که برخی از باکتری های بی هوازی زندگی می کنند. کرم های خاکی در حال حاضر محیطی با محتوای CO 2 بالاتر از جو را ترجیح می دهند.
رطوبت خاک یک ویژگی بسیار مهم به ویژه برای گیاهانی است که روی آن رشد می کنند. این به عوامل متعددی بستگی دارد: رژیم بارندگی، عمق لایه، و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، ذرات آن بسته به اندازه، محتوای مواد آلی و غیره. فلور خاک های خشک و مرطوب یکسان نیست و نمی توان محصولات مشابهی را در این خاک ها کشت کرد. جانوران خاک نیز به رطوبت خاک بسیار حساس هستند و به عنوان یک قاعده، خشکی بیش از حد را تحمل نمی کنند. نمونه های معروف آن کرم های خاکی و موریانه ها هستند. این دومی ها گاهی مجبور می شوند با ساختن گالری های زیرزمینی در اعماق زیاد، آب مستعمرات خود را تامین کنند. با این حال، محتوای بیش از حد آب در خاک، لارو حشرات را در تعداد زیادی از بین می برد.
مواد معدنی لازم برای تغذیه گیاه به صورت یون های حل شده در آب در خاک یافت می شود. حداقل اثری از بیش از 60 عنصر شیمیایی در خاک یافت می شود. CO 2 و نیتروژن در مقادیر زیادی موجود است. محتوای سایرین، مانند نیکل یا کبالت، بسیار کم است. برخی از یون ها برای گیاهان سمی هستند، برخی دیگر، برعکس، حیاتی هستند. غلظت یون هیدروژن در خاک - pH - به طور متوسط نزدیک به یک مقدار خنثی است. فلور چنین خاک هایی به ویژه از نظر گونه ها غنی است. خاک های آهکی و شور دارای pH قلیایی حدود 8-9 هستند. در باتلاق‌های پیت اسفاگنوم، PH اسیدی می‌تواند به 4 کاهش یابد.
برخی از یون ها اهمیت زیست محیطی زیادی دارند. آنها می توانند باعث از بین رفتن بسیاری از گونه ها شوند و برعکس، به توسعه اشکال بسیار منحصر به فرد کمک کنند. خاکهای روی سنگ آهک از نظر یون Ca +2 بسیار غنی هستند. پوشش گیاهی خاصی به نام کلسفیت روی آنها رشد می کند (ادلوایس در کوهستان، بسیاری از انواع ارکیده). در مقابل این پوشش گیاهی، پوشش گیاهی کلسیفوبیک وجود دارد. این شامل شاه بلوط، سرخس سرخس و اکثر هدرها است. چنین پوشش گیاهی گاهی اوقات پوشش گیاهی سنگ چخماق نامیده می شود، زیرا زمین های فقیر از نظر کلسیم حاوی سیلیکون بیشتری هستند. در واقع، این پوشش گیاهی مستقیماً به سیلیکون کمک نمی کند، بلکه به سادگی از کلسیم اجتناب می کند. برخی از حیوانات نیاز ارگانیک به کلسیم دارند. مشخص است که مرغ ها در صورت قرار گرفتن در محلی که خاک از نظر کلسیم فقیر است، تخم گذاری را در پوسته های سخت متوقف می کنند. منطقه سنگ آهک به وفور توسط گاستروپودهای پوسته‌دار (حلزون‌ها) پر شده است که از نظر گونه‌ها در اینجا به طور گسترده نشان داده می‌شوند، اما آنها تقریباً به طور کامل در توده‌های گرانیتی ناپدید می‌شوند.
در خاک های غنی از یون 0 3، فلور خاصی به نام نیتروفیل نیز ایجاد می شود. بقایای آلی که اغلب روی آنها یافت می شود حاوی نیتروژن توسط باکتری ها، ابتدا به نمک های آمونیوم، سپس به نیترات ها و در نهایت به نیترات ها تجزیه می شوند. گیاهانی از این نوع، به عنوان مثال، بیشه های متراکم در کوه ها در نزدیکی مراتع گاو تشکیل می دهند.
خاک همچنین حاوی مواد آلی است که از تجزیه گیاهان و حیوانات مرده تولید می شود. محتوای این مواد با افزایش عمق کاهش می یابد. به عنوان مثال، در جنگل منبع مهم تامین آنها بستر برگ های ریخته شده است و بستر درختان برگریز از این نظر غنی تر از مخروطی ها است. از موجودات مخرب - گیاهان ساپروفیت و حیوانات ساپروفاژ تغذیه می کند. ساپروفیت ها عمدتاً توسط باکتری ها و قارچ ها نشان داده می شوند، اما در میان آنها می توان گیاهان بالاتری را نیز یافت که کلروفیل را به عنوان سازگاری ثانویه از دست داده اند. به عنوان مثال، ارکیده ها از این قبیل هستند.
5. محیط های زندگی متفاوت
طبق نظر اکثر نویسندگانی که منشا حیات روی زمین را مطالعه می‌کنند، از نظر تکاملی محیط اولیه حیات، محیط آبی بوده است. ما تائیدهای غیرمستقیم زیادی از این موضع می یابیم. اول از همه، بیشتر موجودات زنده قادر به زندگی فعال بدون ورود آب به بدن یا، حداقل، بدون حفظ محتوای مایع خاص در داخل بدن نیستند.
شاید وجه تمایز اصلی محیط آبی محافظه کاری نسبی آن باشد. به عنوان مثال، دامنه نوسانات دمایی فصلی یا روزانه در محیط آبی بسیار کمتر از محیط زمین-هوا است. توپوگرافی پایین، تفاوت در شرایط در اعماق مختلف، وجود صخره های مرجانی و غیره. شرایط متنوعی را در محیط آبی ایجاد می کند.
ویژگی های محیط آبی از خواص فیزیکی و شیمیایی آب ناشی می شود. بنابراین چگالی و ویسکوزیته بالای آب از اهمیت زیست محیطی بالایی برخوردار است. وزن مخصوص آب با وزن بدن موجودات زنده قابل مقایسه است. چگالی آب تقریباً 1000 برابر بیشتر از چگالی هوا است. بنابراین، موجودات آبزی (به ویژه موجودات فعال در حال حرکت) با نیروی زیادی از مقاومت هیدرودینامیکی مواجه می شوند. به همین دلیل، تکامل بسیاری از گروه‌های آبزی به سمت شکل‌گیری شکل‌های بدن و انواع حرکت‌هایی پیش رفت که باعث کاهش کشش می‌شود، که منجر به کاهش هزینه انرژی برای شنا می‌شود. بنابراین، یک شکل بدن ساده در نمایندگان گروه های مختلف موجودات زنده در آب یافت می شود - دلفین ها (پستانداران)، ماهی های استخوانی و غضروفی.
چگالی بالای آب نیز دلیل انتشار ارتعاشات مکانیکی در محیط آبی است. این در تکامل اندام های حسی، جهت گیری فضایی و ارتباط بین ساکنان آبزی مهم بود. سرعت صوت در محیط آبی، چهار برابر بیشتر از هوا، فرکانس بالاتر سیگنال های پژواک را تعیین می کند.
به دلیل تراکم زیاد محیط آبی، ساکنان آن از ارتباط اجباری با بستر که مشخصه اشکال زمینی است و با نیروهای گرانش همراه است، محروم هستند. بنابراین، یک گروه کامل از موجودات آبزی (اعم از گیاهان و حیوانات) وجود دارد که بدون اتصال اجباری با کف یا سایر بسترها، در ستون آب "شناور" وجود دارند.
هدایت الکتریکی امکان شکل گیری تکاملی اندام های حس الکتریکی، دفاع و حمله را باز کرد.
محیط زمین-هوا با تنوع زیادی از شرایط زندگی، سوله های اکولوژیکی و موجودات ساکن در آنها مشخص می شود.
از ویژگی های اصلی محیط زمین-هوا می توان به دامنه زیاد تغییرات در عوامل محیطی، ناهمگونی محیط، عمل نیروهای گرانشی و چگالی کم هوا اشاره کرد. مجموعه ای از عوامل فیزیکی-جغرافیایی و اقلیمی مشخصه یک منطقه طبیعی خاص منجر به شکل گیری تکاملی سازگاری های مورفوفیزیولوژیکی موجودات به زندگی در این شرایط، تنوع اشکال زندگی می شود.
هوای اتمسفر با رطوبت کم و متغیر مشخص می شود. این شرایط تا حد زیادی امکانات تسلط بر محیط زمین-هوا را محدود کرد (محدود کرد)، و همچنین تکامل متابولیسم آب-نمک و ساختار اندام های تنفسی را هدایت کرد.
خاک حاصل فعالیت موجودات زنده است.
یکی از ویژگی های مهم خاک نیز وجود مقدار معینی از مواد آلی است. در نتیجه مرگ ارگانیسم ها ایجاد می شود و بخشی از فضولات (ترشحات) آنها است.
شرایط زیستگاه خاک خواصی مانند هوادهی آن (یعنی اشباع با هوا)، رطوبت (وجود رطوبت)، ظرفیت گرمایی و رژیم حرارتی (تغییرات دمایی روزانه، فصلی، سالانه) را تعیین می کند. رژیم حرارتی، در مقایسه با محیط زمین-هوا، محافظه کارتر است، به خصوص در اعماق زیاد. به طور کلی، خاک شرایط زندگی نسبتاً پایداری دارد.
تفاوت های عمودی نیز مشخصه سایر خواص خاک است، به عنوان مثال، نفوذ نور به طور طبیعی به عمق بستگی دارد.
ارگانیسم‌های خاک با اندام‌ها و انواع حرکت مشخص می‌شوند ( اندام‌های حفاری در پستانداران؛ توانایی تغییر ضخامت بدن؛ وجود کپسول‌های سر تخصصی در برخی از گونه‌ها). شکل بدن (گرد، آتشفشانی، کرم شکل)؛ پوشش های بادوام و انعطاف پذیر؛ کاهش چشم و از بین رفتن رنگدانه ها. در میان ساکنان خاک، ساپروفاژی به طور گسترده توسعه یافته است - خوردن اجساد سایر حیوانات، بقایای پوسیده و غیره.
نتیجه
خروج یکی از عوامل محیطی فراتر از مقادیر حداقل (آستانه) یا حداکثر (افراطی) (منطقه تحمل مشخصه گونه) حتی با ترکیب بهینه سایر عوامل، مرگ ارگانیسم را تهدید می کند. مثال‌ها عبارتند از: ظاهر یک جو اکسیژن، عصر یخبندان، خشکسالی، تغییرات فشار هنگام افزایش غواصان و غیره.
هر یک از عوامل محیطی بر انواع مختلف موجودات مختلف تأثیر می گذارد: بهینه برای برخی ممکن است برای برخی دیگر بد باشد.
موجودات موجود در سطح زمین در معرض جریانی از انرژی، عمدتاً انرژی خورشیدی، و همچنین تابش حرارتی امواج بلند از اجسام کیهانی قرار دارند. هر دوی این عوامل شرایط اقلیمی محیط را تعیین می کنند (دما، سرعت تبخیر آب، حرکت هوا و آب).
دما مهمترین عامل محیطی است. دما تأثیر زیادی بر بسیاری از جنبه های زندگی موجودات، جغرافیای توزیع، تولید مثل و سایر خواص بیولوژیکی موجودات، که عمدتاً به دما بستگی دارد، دارد.
یک عامل مهم محیطی خشک شدن هوا است. به خصوص برای موجودات زمینی، اثر خشک شدن هوا از اهمیت بالایی برخوردار است.
اگرچه رطوبت از نظر درجه حرارت پایین تر است، اما یکی از عوامل محیطی اصلی است. در بیشتر تاریخ طبیعت زنده، جهان ارگانیک منحصراً توسط موجودات آبزی نشان داده می شد.
عوامل ادافیک شامل کل مجموعه ای از خواص فیزیکی و شیمیایی خاک است که می تواند بر روی موجودات زنده تأثیرات زیست محیطی داشته باشد. آنها نقش مهمی در زندگی آن ارگانیسم هایی دارند که با خاک ارتباط نزدیک دارند. گیاهان به ویژه به عوامل ادافیک وابسته هستند.
فهرست ادبیات استفاده شده
1. Dedyu I.I. فرهنگ لغت دایره المعارف زیست محیطی. - Chisinau: ITU Publishing House, 1990. - 406 p.
2. نوویکوف جی.آ. مبانی اکولوژی عمومی و حفاظت از طبیعت. - L.: انتشارات Leningr. دانشگاه، 1979. - 352 ص.
3. رادکویچ V.A. بوم شناسی. - مینسک: مدرسه عالی، 1983. - 320 ص.
4. Reimers N.F. اکولوژی: نظریه، قوانین، قواعد، اصول و فرضیه ها. -M.: روسیه جوان، 1994. - 367 ص.
5. Ricklefs R. مبانی اکولوژی عمومی. - م.: میر، 1979. - 424 ص.
6. Stepanovskikh A.S. بوم شناسی. - کورگان: GIPP "Zauralye"، 1997. - 616 p.
7. Khristoforova N.K. مبانی اکولوژی. - Vladivostok: Dalnauka, 1999. -517 p.
