Файл: Лекция 2 Живое вещество биосферы. Факторы среды и общие закономерности их действия на организмы.pdf

Лекция №2
Живое вещество биосферы.
Факторы среды и общие закономерности их действия на организмы.

Живое вещество биосферы ак си ом ы
т ео ре ти че ск ой б
и ол ог и
и
Все живые организмы оказываются единством фенотипа и программы для его построения (генотипа), передающейся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана)
Генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома Н.К. Кольцова).
В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-я аксиома Ч. Дарвина).
Случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются
(аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).
Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (2-я аксиома Ч. Дарвина).

Основные свойства живой природы - дискретность и целостность
• Конвариантная редупликация
(самовоспроизведение с изменениями) осуществляется на основе матричного принципа
(сумма трех первых аксиом).

Уровни организации живого вещества
• самый низкий уровень, на котором биологическая система проявляется в виде функционирования биологически активных крупных молекул — белков, нуклеиновых кислот, углеводов.
Молекулярный
(генетический)
• уровень, на котором биологически активные молекулы сочетаются в единую систему.
Клеточный
• уровень, на котором сочетание однородных клеток образует ткань.
Тканевый
• уровень, на котором несколько типов тканей функционально взаимодействуют и образуют определенный орган.
Органный
• уровень, на котором взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма.
Организменный

Уровни организации живого вещества
• совокупность определенных однородных организмов, связанных единством происхождения, образом жизни и местом обитания.
Популяционно- видовой
• уровень организации живой материи, объединяющий разные по видовому составу организмы.
Биогеоценозный
(экосистемный)
• уровень, на котором сформировалась природная система наиболее высокого ранга, охватывающая все проявления жизни в пределах нашей планеты.
Биосферный

Классификация живого вещества по способу питания по способу питания автотрофы фотоавтотрофы хемоавтотрофы гетеротрофы

Среда и условия существования организмов
• Среда — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.
• Условия жизни, или условия существования, — это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.

Виды адаптации
Морфологическая
• Изменение формы или строения организма.
Физиологическая
• Связанная с химическими процессами в организме.
Поведенческая
• Связанная с определенным аспектом поведения животного
Адаптация - это приспособления организмов к среде.
Акклиматизация - простейшая и кратковременная форма адаптации организма к новым условиям,
возникающим из-за изменения условий окружающей среды.
Она всегда носит временный характер и проявляется лишь кратковременными физиологическими сдвигами.

Экологические факторы
Экологические факторы биотические (Влияние растений на других членов биоценоза, влияние животных на других членов и т.д.)
+антропогенные (влияние человеческой деятельности)
абиотические (Свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня, механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость и т.д.)

Экологические факторы по времени эволюционный исторический по периодичности периодический непериодический по очередности первичный вторичный по происхождению
Абиотический
Биотический
Природно-антропогенный
Антропогенный (в том числе техногенный)
по сфере возникновения
Атмосферный
Водный
Геоморфологический
Эдафический
Физиологический,
Генетический,
Популяционный,
Биоценотический,
Экосистемный, Биосферный

Закон оптимума (закон толерантности Шелфорда)

Экологическая пластичность (экологическая валентность) вида
• Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды.
Эврибионты
• Экологически выносливые виды
Стенобионты
• Экологически маловыносливые виды
Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.

Совместное действие экологических факторов
• различны для разных организмов, если даже они живут в одном месте.
• Роль ведущего фактора в разное время года может меняться. ведущие
(главные) факторы фоновые
(сопутствующие, второстепенные) факторы

Лимитирующие (ограничивающие) факторы
•
Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется ограничивающим, или лимитирующим.
Ю. Либих в 1840 г. ввел понятие «лимитирующий фактор»
«Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени».

Бочка Либиха

Анализ условий среды
• путем наблюдения, анализа и эксперимента обнаружить «функционально важные» факторы;
• определить, как эти факторы влияют на особей, популяции, сообщества, тогда удается довольно точно предсказать результат нарушений среды или планируемых ее изменений.

Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов
Излучение: свет
Баланс солнечной радиации на земной поверхности в дневное время
Факторы космического воздействия на
Землю

Важнейшие процессы, протекающие с участием света

Каждое местообитание характеризуется определенным световым режимом, соотношением интенсивности (силы), количества и качества света.
Интенсивность (сила) света
• количество энергии, приходящееся на 1 см
2
горизонтальной поверхности в минуту. альбедо
• количество отражаемого света

Растения световые
(светолюбы, гелиофиты)
теневые
(тенелюбы, сциофиты)
теневыносливые
(сциогелиофиты)
фототропизм
- ростовые
движения у
растений,
которые
проявляются в
том, что из-за
неравномерного
роста стебля или
корня происходит
их искривление

Животные
Фототаксис положительный
(перемещение в сторону наибольшей освещенности)
отрицательный
(перемещение в сторону наименьшей освещенности)