2.2. Adaptări ale organismelor Adaptările organismelor la mediu se numesc adaptări. Adaptările sunt înțelese ca orice modificări ale structurii și funcțiilor organismelor care cresc șansele lor de supraviețuire.Abilitatea de a se adapta este una dintre principalele proprietăți ale vieții în general, deoarece

Capitolul 3. CHEIE FACTORI ABIOTICI ȘI ADAPTARE LA ELE

3.1.3. Adaptări de temperatură ale organismelor poikiloterme Temperatura organismelor poikiloterme se modifică în urma temperaturii ambiante. Sunt predominant ectotermi, producerea și reținerea propriei călduri nu este suficientă pentru a rezista regimului termic.

3.1.4. Adaptări de temperatură ale organismelor homoioterme

3.4. Principalele modalități de adaptare a organismelor vii la condițiile de mediu În toată varietatea de adaptări ale organismelor vii la condițiile de mediu nefavorabile, se pot distinge trei căi principale: Calea activă este creșterea rezistenței, dezvoltarea proceselor de reglare,

Capitolul 4. MEDII DE BAZĂ DE VIAȚĂ ȘI ORGANISME SE ADAPTĂ LA ELE Pe planeta noastră, organismele vii au stăpânit patru habitate principale, care diferă foarte mult în condițiile specifice. Mediul acvatic a fost primul în care a apărut și s-a răspândit viața. Ulterior, trăind

4.1. Habitat acvatic. Specificitatea adaptării hidrobionților Apa ca habitat are o serie de proprietăți specifice, cum ar fi densitate mare, căderi puternice de presiune, conținut relativ scăzut de oxigen, absorbție puternică a luminii solare etc.

8.6. Emoțiile estetice superioare ca o consecință a selecției naturale Odată ce suntem convinși că emoțiile noastre estetice elementare s-ar putea forma într-adevăr sub acțiunea selecției naturale, putem începe să luăm în considerare originea unor lucruri mult mai complexe.

IV. Instinctele de adaptare la mediul evolutiv

5. DETERMINATE PSIHOFIZIOLOGICE ALE ADAPTĂRII UMANE LA CONDIȚII EXTREME DE ACTIVITATE În prezent, direcțiile principale în studiul adaptării au devenit definirea etapelor de formare a sistemului psihofiziologic de adaptare, criteriile de formare a acestuia,

5. Cele mai importante concluzii din teoria selecției naturale A. Scopul fenomenelor vieții ca rezultat al selecției naturale Lucrarea lui Darwin, așa cum sa menționat la început, a contribuit la stabilirea unei viziuni materialiste asupra lumii în cercuri largi de cititori. Este posibil

17. Instinctele sociale ca produs al selecției naturale Ideea că instinctul ia naștere sub influența selecției naturale a fost sugerată pentru prima dată de Charles Darwin în The Expression of the Emotions in Man and Animals (1873). În acest ultim și cel mai puțin cunoscut dintre cei patru ai lui

Adaptările organismelor la mediul lor se numesc adaptări. Adaptările sunt orice modificări ale structurii și funcțiilor organismelor care cresc șansele lor de supraviețuire.

Sunt cunoscute două tipuri de adaptare: genotipică și fenotipică.

Conform definiției Marii Enciclopedii Medicale (BME): „... adaptarea genotipică are loc ca urmare a selecției celulelor cu un anumit genotip care determină rezistența”. Această definiție nu este perfectă, deoarece nu reflectă ce tip de rezistență la sarcină îi aparține, deoarece în majoritatea cazurilor, dobândind unele avantaje, organismele vii le pierd pe altele. Dacă, de exemplu, o plantă tolerează bine climatele calde și aride, atunci cel mai probabil nu va tolera bine climatele reci și umede.

În ceea ce privește adaptarea fenotipică, în prezent nu există o definiție strictă a acestui termen.

Conform definiției BME, „... adaptarea fenotipică are loc ca o reacție de protecție la acțiunea unui factor dăunător”.

Prin definiție, F.Z. Meyerson „Adaptarea fenotipică este un proces care se dezvoltă în cursul unei vieți individuale, în urma căruia un organism dobândește rezistență absentă anterior la un anumit factor de mediu și câștigă astfel oportunitatea de a trăi în condiții care erau anterior incompatibile cu viața. .”.

Capacitatea de adaptare este una dintre principalele proprietăți ale vieții în general, deoarece oferă, de asemenea, însăși posibilitatea existenței sale, capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Adaptările se manifestă la diferite niveluri: de la biochimia celulelor și comportamentul organismelor individuale până la structura și funcționarea comunităților și a sistemelor ecologice. Adaptările apar și se dezvoltă în cursul evoluției speciilor.

Mecanisme de adaptare

Principalele mecanisme de adaptare la nivelul organismului:

1) biochimic - se manifestă în procese intracelulare, cum ar fi o modificare a activității enzimelor sau o modificare a cantității acestora;

2) fiziologic - de exemplu, transpirație crescută odată cu creșterea temperaturii la un număr de specii;

3) morfo-anatomic - caracteristici ale structurii și formei corpului asociate stilului de viață;

4) comportamentale - de exemplu, căutarea de habitate favorabile de către animale, crearea de vizuini, cuiburi etc.;

5) ontogenetică - accelerarea sau încetinirea dezvoltării individuale, contribuind la supraviețuirea în condiții schimbătoare.

Să luăm în considerare aceste mecanisme mai detaliat.

mecanisme biochimice. Animalele care trăiesc în zona de coastă (litorală) a mării sunt bine adaptate la efectele factorilor de mediu negativi și, datorită unui set de adaptări, sunt capabile să supraviețuiască în condiții de deficiență de oxigen. În special: au dezvoltat mecanisme suplimentare pentru consumul de oxigen din mediu; sunt capabili să mențină resursele energetice interne ale organismului prin trecerea la căile metabolice anaerobe; își reduc rata metabolică globală ca răspuns la concentrațiile scăzute de oxigen din apa de mare. Mai mult, a treia metodă este considerată principalul și unul dintre cele mai importante mecanisme de adaptare la lipsa de oxigen pentru multe specii de moluște marine. În timpul secetelor periodice rezultate din ciclurile mareelor, bivalvele intertidale sunt expuse la anoxie pe termen scurt și își schimbă metabolismul pe o cale anaerobă. Ca urmare, sunt considerate organisme anaerobe facultative tipice. Se știe că intensitatea metabolismului în Bivalvia marine în timpul anoxiei scade de peste 18 ori. Prin reducerea ratei metabolice, hipoxia/anoxia afectează semnificativ creșterea și multe alte caracteristici fiziologice ale moluștelor.

În timpul evoluției, bivalvele marine au dezvoltat un set de adaptări biochimice care le permit să supraviețuiască efectelor adverse ale anoxiei pe termen scurt. Datorită modului de viață atașat, adaptările biochimice la bivalve sunt mai diverse și mai pronunțate decât la organismele care trăiesc liber, care, în primul rând, au dezvoltat mecanisme comportamentale și fiziologice care le permit să evite efectele negative pe termen scurt asupra mediului.

La moluștele marine au fost descrise mai multe mecanisme de reglare a nivelului metabolismului. Una dintre ele este o modificare a ratei reacțiilor glicolitice. De exemplu, Bivalvia se caracterizează prin reglarea alosterică a activității enzimatice în condiții anoxice, timp în care metaboliții afectează loci specifici de enzimă. Unul dintre mecanismele importante pentru reducerea ratei metabolismului total este fosforilarea reversibilă a proteinelor. Astfel de modificări în structura proteinelor provoacă modificări semnificative în activitatea multor enzime și proteine ​​funcționale implicate în toate procesele de viață ale corpului. De exemplu, la Littorea littorea, ca și la majoritatea moluștelor rezistente la anoxie, fosforilarea reversibilă a unor enzime glicolitice contribuie la redirecționarea fluxului de carbon către calea anaerobă a metabolismului enzimatic, precum și la suprimarea vitezei căii glicolitice.

În ciuda faptului că o scădere a ratei metabolice este un mecanism favorabil cantitativ care favorizează supraviețuirea moluștelor marine în condiții anoxice, activarea căilor metabolice modificate joacă, de asemenea, un rol important în procesele de adaptare a moluștelor marine la concentrații scăzute de oxigen în apa de mare. În cursul acestor reacții, randamentul de ATP crește semnificativ și se formează produse finale neacide și/sau volatile, care, la rândul lor, contribuie la păstrarea homeostaziei celulare în condiții anoxice.

Deci, adaptarea biochimică este adesea ultima soluție la care recurge un organism atunci când nu are căi comportamentale sau fiziologice de a evita efectele adverse ale mediului.

Deoarece adaptarea biochimică nu este o cale ușoară, este adesea mai ușor pentru organisme să găsească mediul potrivit prin migrare decât să rearanjeze chimia celulei. În cazul moluștelor bivalve de coastă marine atașate, migrarea în condiții de mediu favorabile este imposibilă; prin urmare, acestea au mecanisme de reglare metabolică bine dezvoltate care le permit să se adapteze la zona de coastă în continuă schimbare a mării, care se caracterizează prin drenaj periodic.

Mecanisme fiziologice. Adaptarea termică se datorează unei combinații de modificări fiziologice specifice. Principalele dintre acestea sunt transpirația crescută, scăderea temperaturii de la miez și înveliș și scăderea frecvenței cardiace la exercițiu cu expunerea la temperaturi ridicate (Tabelul 1).

Tabelul 1. Modificări fiziologice adaptive la oameni în condiții de temperatură ambientală ridicată

Mecanisme morfo-anatomice. Astfel, binecunoscuta proteină are o bună formă morfologică și funcțională, ceea ce îi permite să supraviețuiască în habitatul său. Caracteristicile externe adaptive ale structurii proteinei includ următoarele:

Gheare curbate ascuțite care vă permit să vă agățați bine, să vă țineți și să vă deplasați de-a lungul copacului;

Puternice și mai lungi decât picioarele din față, din spate, care permit veveriței să facă sărituri mari;

O coada lunga si pufoasa care actioneaza ca o parasuta saritoare si o incalzeste in cuib in timpul sezonului rece;

Dinți ascuțiți, auto-ascuțitori, care vă permit să roade alimentele dure;

Pierderea lânii, care ajută veverița să rămână caldă iarna și să se simtă mai ușoară vara și oferă, de asemenea, o schimbare a colorării de camuflaj.

Aceste caracteristici adaptive permit veveriței să se deplaseze cu ușurință printre copaci în toate direcțiile, să găsească hrană și să o mănânce, să scape de inamici, să facă un cuib și să crească descendenți și să rămână un animal așezat, în ciuda schimbărilor sezoniere de temperatură. Astfel, se realizează relația proteinelor cu mediul.

mecanisme comportamentale. Pe lângă exemplele de activitate de căutare a habitatelor favorabile, de învățare, de strategii de comportament într-o amenințare (luptă, zbor, decolorare), grupare, motivare constantă prin interesele de supraviețuire și procreare, se poate da un alt exemplu izbitor.

În condiții naturale și experimentale ale mediului acvatic, atât speciile de pești marini, cât și de apă dulce se orientează folosind elemente comportamentale. În acest caz, apare atât adaptarea spațială, cât și temporală la diverși factori - temperatură, iluminare, conținut de oxigen, viteza curentului etc. Destul de des, fenomenul de alegere spontană a unuia sau altui factor de mediu este observat la pești, de exemplu, orientarea de-a lungul gradientul temperaturii apei. Mecanismele comportamentale ale orientării peștilor în raport cu factorul de temperatură al mediului sunt adesea similare sau ușor diferite de reacția la alți factori.

mecanisme ontogenetice. Sistemele de adaptare ontogenetică reprezintă fundamentul care asigură supraviețuirea și reproducerea cu succes a unui număr suficient de indivizi în condiții obișnuite de habitat pentru populație. Conservarea lor este atât de importantă pentru supraviețuirea speciilor încât în ​​evoluție a apărut un întreg grup de sisteme genetice, care sunt concepute pentru a servi drept barieră de protecție a sistemelor de adaptare ontogenetică de efectele distructive ale acelor factori evolutivi care au contribuit cândva la formarea lor.

Există următoarele subspecii ale acestui tip de adaptare:

Adaptarea genotipică - selectarea determinată ereditar (modificarea genotipului) adaptabilitate crescută la condițiile schimbate (mutageneză spontană);

Adaptarea fenotipică - cu această selecție, variabilitatea este limitată de viteza de reacție determinată de genotipul stabil.

La diptere, pentru care, datorită prezenței cromozomilor politene giganți ai glandelor salivare, este posibil să se dezvăluie o structură liniară fină a cromozomilor, se găsesc adesea complexe întregi de specii gemene, constând din mai multe, aproape nedistinse din punct de vedere morfologic, strâns legate. specii. Pentru alte specii zoologice care nu au cromozomi politenici, un diagnostic citologic atât de fin este dificil, dar chiar și pentru acestea, pe arhipelaguri izolate, se pot observa adesea grupuri întregi de specii strâns înrudite, clar de origine recentă, puternic divergente de la un continent comun. strămoş. Exemple clasice sunt fetele de flori din Hawaii, cintezele Darwin din Insulele Galapagos, șopârlele și melcii din Insulele Solomon și multe alte grupuri de specii endemice. Toate acestea indică posibilitatea unor acte multiple de speciație asociate cu episoade singulare de colonizare și radiații adaptative pe scară largă, al căror mecanism de declanșare a fost destabilizarea unui genom stabil anterior, bine integrat.

Un caz special de colorare criptică este colorarea conform principiului contraumbririi. La organismele acvatice, se manifestă mai des, deoarece. lumina din mediul acvatic cade numai de sus. Principiul contraumbririi presupune o culoare mai închisă a părții superioare a corpului și o culoare mai deschisă a celei inferioare (o umbră cade pe ea).

Colorarea prin disecție Colorarea prin disecție este, de asemenea, un caz special de colorare protectoare, deși se folosește o strategie ușor diferită. În acest caz, corpul are dungi sau pete luminoase, contrastante. De departe, este foarte dificil pentru un prădător să distingă limitele corpului unei potențiale prăzi.

Colorare de avertizare Acest tip de colorare protectoare este caracteristică animalelor protejate (cum ar fi această moluște nudibranche, care folosește acid azotic pentru a se proteja de inamici). Otrava, intepatura sau alte mijloace de aparare fac animalul necomestibil pentru pradator, iar colorarea serveste pentru a se asigura ca aspectul obiectului se pastreaza in memoria pradatorului, in combinatie cu senzatiile neplacute pe care acesta le-a experimentat cand a incercat sa mananca animalul.

Colorație amenințătoare Spre deosebire de culoarea de avertizare, colorarea amenințătoare este inerentă organismelor comestibile neprotejate din punctul de vedere al unui prădător. Această colorație nu este vizibilă tot timpul, spre deosebire de cea de avertizare, ea este arătată brusc prădătorului atacator pentru a-l dezorienta. Se crede că „ochii” de pe aripile multor fluturi servesc acestui scop.

Mimetism Termenul „mimetism” combină o serie de forme diferite de culori protectoare, comune cu care există o asemănare, organisme, imitarea culorii unor creaturi de către altele. Tipuri de mimetism: 4 Mimetism clasic Mimetism batesian 4 Mimetism clasic, sau mimetism batesian - imitarea unui organism neprotejat protejat; 4 Mimetismul lui Muller 4 Mimetismul lui Muller - colorare similară („reclamă”) într-un număr de specii de organisme protejate; 4 Mimesia 4 Mimesia - imitarea obiectelor neînsuflețite; 4 Mimetism colectiv 4 Mimetism colectiv - crearea unei imagini comune de către un grup de organisme; 4 Mimetism agresiv 4 Mimetism agresiv - elemente de imitare de către un prădător pentru a atrage prada.

Mimetism clasic sau mimetism batesian (mimetism batesian) Un organism neprotejat (deja comestibil) imită un organism protejat (necomestibil) în culoare. Astfel, imitatorul exploatează stereotipul format în memoria prădătorului prin contactul cu modelul (organismul protejat). În fotografie - un hoverfly, imitând viespea în culoare și forma corpului.

Mimetism Müllerian (Mimicry Müllerian) În acest caz, o serie de specii protejate, necomestibile au o colorație similară („un anunț pentru toți”). Astfel, se obține următorul efect: pe de o parte, prădătorul nu trebuie să încerce un organism din fiecare specie, imaginea generală a unui animal mâncat din greșeală va fi destul de ferm imprimată. Pe de altă parte, prădătorul nu trebuie să memoreze zeci de variante diferite ale colorației strălucitoare de avertizare a diferitelor specii. Un exemplu este colorarea similară a unui număr de specii din Ordinul Hymenoptera.

Mimetism agresiv În mimetism agresiv, prădătorul are adaptări care îi permit să atragă o pradă potențială. Un exemplu este peștele clovn, care are excrescențe pe cap care seamănă cu viermii și sunt, de asemenea, capabili să se miște. Sclava însăși stă întinsă în jos (are o colorare criptică magnifică!) Și așteaptă apropierea victimei, ocupată să caute mâncare.

Natura relativă a fitnessului Fiecare dintre culorile de protecție de mai sus este adaptativă, adică util pentru organisme numai în anumite condiții de mediu. Dacă aceste condiții se schimbă (de exemplu, culoarea de fundal pentru o colorație patrona), poate deveni chiar dezadaptativă, dăunătoare. Gândiți-vă la situațiile în care natura relativă a fitness-ului se va manifesta cu: 4n4 colorare de avertizare; 4m4 Bates mimetism; 4d4 mimetism colectiv?

Identificarea factorilor limitatori este de mare importanță practică. În primul rând, pentru cultivarea culturilor: aplicarea îngrășămintelor necesare, vararea solului, refacerea etc. permit cresterea productivitatii, imbunatatirea fertilitatii solului, imbunatatirea existentei plantelor cultivate.

1. Ce înseamnă prefixul „evry” și „steno” în numele speciei? Dați exemple de eurybionts și stenobionts.

Limită largă de toleranță a specieiîn raport cu factorii de mediu abiotici, notați prin adăugarea de prefixe la denumirea factorului "evry. Incapacitatea de a tolera fluctuații semnificative ale factorilor sau o limită scăzută de rezistență este caracterizată de prefixul „steno”, de exemplu, animale stenoterme. Micile schimbări de temperatură au un efect redus asupra organismelor euritermale și pot fi fatale pentru cele stenoterme. Specia adaptată la temperaturi scăzute este criofilă(din greaca krios - rece), iar la temperaturi ridicate - termofilă. Modele similare se aplică și altor factori. Plantele pot fi hidrofil, adică pretențios la apă și xerofil(rezistent la uscat).

În raport cu conținutul săruriîn habitat se disting eurygales și stenogals (de la grecește gals - sare), la iluminare - eurifotele și stenofotele, în raport cu la aciditatea mediului- Specii eurionice și stenionice.

Deoarece euribiontismul face posibilă popularea unei varietăți de habitate, iar stenobiontismul restrânge drastic gama de locuri potrivite pentru specie, aceste două grupuri sunt adesea numite evry - și stenobionts. Multe animale terestre care trăiesc într-un climat continental sunt capabile să reziste la fluctuații semnificative de temperatură, umiditate și radiații solare.

Stenobiontii includ- orhidee, păstrăv, cocoși de alun din Orientul Îndepărtat, pești de adâncime).

Animalele care sunt stenobionte simultan în raport cu mai mulți factori sunt numite stenobionte în sensul larg al cuvântului ( pești care trăiesc în râurile și pâraiele de munte, nu tolerează temperaturi prea ridicate și conținut scăzut de oxigen, locuitori ai tropicelor umede, neadaptați la temperaturi scăzute și umiditate scăzută a aerului).

Eurybiontii sunt Gândacul cartofului de Colorado, șoarece, șobolani, lupi, gândaci, stuf, iarbă de grâu.

1. Adaptarea organismelor vii la factorii de mediu. Tipuri de adaptare.

adaptare ( din lat. adaptare – adaptare ) - aceasta este o adaptare evolutivă a organismelor mediului, exprimată printr-o modificare a trăsăturilor lor externe și interne.

Indivizii care din anumite motive și-au pierdut capacitatea de adaptare, în condițiile schimbărilor în regimurile factorilor de mediu, sunt sortiți să eliminare, adică spre disparitie.

Tipuri de adaptare: adaptări morfologice, fiziologice și comportamentale.

Morfologia este doctrina formelor exterioare ale organismelor și părților lor.

1.Adaptarea morfologică- aceasta este o adaptare care se manifestă prin adaptarea la înotul rapid la animalele acvatice, la supraviețuirea în condiții de temperaturi ridicate și deficit de umiditate - la cactusi și alte suculente.

2.Adaptări fiziologice constau în caracteristicile ansamblului enzimatic din tubul digestiv al animalelor, determinate de compoziția alimentelor. De exemplu, locuitorii din deșerturile uscate sunt capabili să asigure nevoia de umiditate datorită oxidării biochimice a grăsimilor.

3.Adaptări comportamentale (etologice). apar sub o varietate de forme. De exemplu, există forme de comportament adaptativ al animalelor care vizează asigurarea unui schimb optim de căldură cu mediul. Comportamentul adaptativ se poate manifesta prin crearea de adăposturi, mișcare în direcția unor condiții de temperatură mai favorabile, preferate, alegerea locurilor cu umiditate sau lumină optimă. Multe nevertebrate se caracterizează printr-o atitudine selectivă față de lumină, care se manifestă prin apropierea sau îndepărtarea de sursă (taxis). Sunt cunoscute migrațiile diurne și sezoniere ale mamiferelor și păsărilor, inclusiv migrațiile și zborurile, precum și mișcările intercontinentale ale peștilor.

Comportamentul adaptativ se poate manifesta la prădători în procesul de vânătoare (urmărirea și urmărirea prăzii) și în prada lor (ascunderea, încurcarea traseului). Comportamentul animalelor în perioada de împerechere și în timpul creșterii puilor este excepțional de specific.

Există două tipuri de adaptare la factori externi. Mod pasiv de adaptare- aceasta este o adaptare în funcție de tipul de toleranță (toleranță, anduranță) constă în apariția unui anumit grad de rezistență la acest factor, capacitatea de a menține funcții atunci când puterea influenței sale se modifică .. Se formează acest tip de adaptare ca proprietate caracteristică a speciei şi se realizează la nivel celular şi tisular. Al doilea tip de fixare activ. În acest caz, organismul, folosind mecanisme adaptative specifice, compensează modificările cauzate de factorul de influență, astfel încât mediul intern rămâne relativ constant. Adaptările active sunt adaptări de tip rezistent (rezistență) care mențin homeostazia mediului intern al organismului. Un exemplu de tip tolerant de adaptare sunt animalele poikiloosmotice, un exemplu de tip rezistent este homoyosmotic .

1. Definiți o populație. Numiți principalele caracteristici de grup ale populației. Dați exemple de populații. Populații în creștere, stabile și pe moarte.

populatie- un grup de indivizi din aceeași specie care interacționează între ei și locuiesc împreună pe un teritoriu comun. Principalele caracteristici ale populației sunt următoarele:

1. Număr - numărul total de indivizi dintr-o anumită zonă.

2. Densitatea populației - numărul mediu de indivizi pe unitatea de suprafață sau de volum.

3. Fertilitatea - numărul de noi indivizi care au apărut pe unitatea de timp ca urmare a reproducerii.

4. Mortalitatea - numărul de indivizi morți din populație pe unitatea de timp.

5. Creșterea populației – diferența dintre fertilitate și mortalitate.

6. Rata de creștere - creștere medie pe unitatea de timp.

Populațiile se caracterizează printr-o anumită organizare, distribuția indivizilor pe teritoriu, raportul grupurilor după sex, vârstă și caracteristici comportamentale. Se formează, pe de o parte, pe baza proprietăților biologice generale ale speciei și, pe de altă parte, sub influența factorilor de mediu abiotici și a populațiilor altor specii.

Structura populației este instabilă. Creșterea și dezvoltarea organismelor, nașterea altora noi, moartea din diverse cauze, schimbările condițiilor de mediu, creșterea sau scăderea numărului de inamici - toate acestea duc la o schimbare a diferitelor rapoarte în cadrul populației.

Creșterea sau creșterea populației- aceasta este o populație în care predomină indivizii tineri, o astfel de populație este în creștere ca număr sau este introdusă în ecosistem (de exemplu, țări din „lumea a treia”); Mai des, există un exces de nașteri față de decese și populația crește într-o asemenea măsură încât poate apărea un focar de reproducere în masă. Acest lucru este valabil mai ales pentru animalele mici.

Cu o intensitate echilibrată a fertilităţii şi mortalităţii, a populație stabilă.Într-o astfel de populație, mortalitatea este compensată de creștere, iar numărul acesteia, precum și aria ei, sunt menținute la același nivel. . Populație stabilă - aceasta este o populație în care numărul indivizilor de diferite vârste variază uniform și are caracterul unei distribuții normale (de exemplu, putem numi populația țărilor vest-europene).

Populația în scădere (pe moarte). este o populație în care rata mortalității depășește rata natalității . O populație în scădere sau pe moarte este o populație dominată de indivizi mai în vârstă. Un exemplu este Rusia din anii 1990.

Cu toate acestea, nici nu se poate micșora la infinit.. La un anumit nivel de abundență, intensitatea mortalității începe să scadă, iar fecunditatea crește. . În cele din urmă, o populație în scădere, după ce a atins un anumit număr minim, se transformă în opusul său - o populație în creștere. Rata natalității într-o astfel de populație crește treptat și la un anumit moment se nivelează odată cu mortalitatea, adică populația devine stabilă pentru o perioadă scurtă de timp. Populațiile în scădere sunt dominate de indivizi bătrâni care nu mai sunt capabili să se reproducă intensiv. Această structură de vârstă indică condiții nefavorabile.

1. Nișă ecologică a organismului, concepte și definiții. Habitat. Aranjarea reciprocă a nișelor ecologice. Nișa ecologică a omului.

Orice fel de animal, plantă, microb este capabil să trăiască, să se hrănească, să se reproducă în mod normal doar în locul în care a fost „înregistrat” prin evoluție de-a lungul multor milenii, începând de la strămoșii săi. Pentru a se referi la acest fenomen, biologii au împrumutat termen din arhitectură - cuvântul „nișă”și au început să spună că fiecare tip de organism viu își ocupă propria nișă ecologică unică în natură.

Nișa ecologică a unui organism- aceasta este totalitatea tuturor cerințelor sale pentru condițiile de mediu (compoziția și regimurile factorilor de mediu) și locul în care aceste cerințe sunt îndeplinite, sau totalitatea setului de caracteristici biologice și parametri fizici ai mediului care determină condițiile pentru existența unei anumite specii, transformarea acesteia de energie, schimbul de informații cu mediul și altele asemenea.

Conceptul de nișă ecologică este folosit de obicei atunci când se folosesc relațiile speciilor apropiate din punct de vedere ecologic aparținând aceluiași nivel trofic. Termenul de „nișă ecologică” a fost propus de J. Grinnell în 1917 pentru a caracteriza distribuția spațială a speciilor, adică nișa ecologică a fost definită ca un concept apropiat de habitat. C. Elton a definit o nișă ecologică ca fiind poziția unei specii într-o comunitate, subliniind importanța deosebită a relațiilor trofice. O nișă poate fi gândită ca parte a unui spațiu imaginar multidimensional (hipervolum), ale cărui dimensiuni individuale corespund factorilor necesari speciei. Cu cât parametrul variază mai mult, adică adaptabilitatea unei specii la un anumit factor de mediu, cu atât nișa sa este mai largă. Nișa poate crește și în cazul concurenței slăbite.

habitatul speciei- este spatiul fizic ocupat de o specie, organism, comunitate, este determinat de totalitatea conditiilor mediului abiotic si biotic care asigura intregul ciclu de dezvoltare al indivizilor aceleiasi specii.

Habitatul speciei poate fi desemnat ca „nișă spațială”.

Poziția funcțională în comunitate, în modalitățile de prelucrare a materiei și energiei în procesul de nutriție, se numește nișă trofică.

Figurat vorbind, dacă un habitat este, parcă, adresa organismelor unei anumite specii, atunci o nișă trofică este o profesie, rolul unui organism în habitatul său.

Combinația dintre aceștia și alți parametri este de obicei numită nișă ecologică.

nișă ecologică(din nișa franceză - o adâncitură în perete) - acesta este locul ocupat de o specie biologică în biosferă, include nu numai poziția ei în spațiu, ci și locul în interacțiuni trofice și alte din comunitate, ca și cum „profesia” speciei.

Fundamental ecologic de nișă(potențial) este o nișă ecologică în care o specie poate exista în absența concurenței din partea altor specii.

Nișă ecologică realizată (real) – nișă ecologică, parte a unei nișe fundamentale (potențiale) pe care o specie o poate apăra în competiție cu alte specii.

După poziţia relativă a nişelor celor două tipuri, acestea se împart în trei tipuri: nişe ecologice necontigue; nișe învecinate, dar care nu se suprapun; nişe învecinate şi suprapuse.

Omul este unul dintre reprezentanții regnului animal, o specie biologică din clasa mamiferelor. În ciuda faptului că are multe proprietăți specifice (minte, vorbire articulată, activitate de muncă, biosocialitate etc.), nu și-a pierdut esența biologică și toate legile ecologiei îi sunt valabile în aceeași măsură ca și pentru alte organisme vii. . . Omul are ale lui, numai ale lui, nișă ecologică. Spațiul în care este localizată nișa umană este foarte limitat. Ca specie biologică, o persoană poate trăi numai în țara centurii ecuatoriale (tropicale, subtropicale), unde a apărut familia hominide.

1. Formulați legea fundamentală a lui Gause. Ce este o „formă de viață”? Ce forme ecologice (sau de viață) se disting printre locuitorii mediului acvatic?

Atât în ​​plante, cât și în lumea animală, competiția interspecifică și intraspecifică este foarte răspândită. Există o diferență fundamentală între ele.

Regula (sau chiar legea) Gause: două specii nu pot ocupa aceeași nișă ecologică în același timp și, prin urmare, se îndepărtează în mod necesar.

Într-unul dintre experimente, Gause a crescut două tipuri de ciliați - Paramecium caudatum și Paramecium aurelia. Ca hrană, au primit în mod regulat unul dintre tipurile de bacterii care nu se înmulțesc în prezența parameciului. Dacă fiecare tip de ciliat a fost cultivat separat, atunci populațiile lor au crescut conform unei curbe sigmoide tipice (a). În același timp, numărul de paramecie a fost determinat de cantitatea de alimente. Dar atunci când coexistă, paramecia a început să concureze, iar P. aurelia și-a înlocuit complet concurentul (b).

Orez. Concurență între două specii de ciliați strâns înrudite care ocupă o nișă ecologică comună. a - Paramecium caudatum; b - P. aurelia. 1. - într-o singură cultură; 2. - în cultură mixtă

Odată cu cultivarea în comun a ciliatelor, după un timp a rămas o singură specie. În același timp, ciliați nu atacau indivizi de alt tip și nu emanau substanțe nocive. Explicația constă în faptul că speciile studiate se deosebeau prin rate inegale de creștere. În competiția pentru hrană a câștigat cea mai rapidă specie de reproducere.

La reproducere P. caudatum și P. bursaria nu a avut loc o astfel de deplasare, ambele specii erau în echilibru, cele din urmă fiind concentrate pe fundul și pereții vasului, iar prima în spațiul liber, adică într-o nișă ecologică diferită. Experimentele cu alte tipuri de ciliați au demonstrat regularitatea relației dintre pradă și prădător.

Principiul tifonului se numeste principiu concursuri de eliminare. Acest principiu duce fie la separarea ecologică a speciilor strâns înrudite, fie la scăderea densității lor acolo unde sunt capabile să coexiste. Ca urmare a competiției, una dintre specii este înlăturată. Principiul Gause joacă un rol imens în dezvoltarea conceptului de nișă și, de asemenea, îi obligă pe ecologisti să caute răspunsuri la o serie de întrebări: Cum coexistă specii similare? Cât de mari trebuie să fie diferențele dintre specii pentru a putea coexista. ? Cum eviți excluderea competitivă?

Forma de viață a speciei este un complex dezvoltat istoric al proprietăților sale biologice, fiziologice și morfologice, care determină o anumită reacție la influența mediului.

Dintre locuitorii mediului acvatic (hidrobionti), clasificarea distinge urmatoarele forme de viata.

1.Neuston(din grecescul neuston - capabil să înoate) – colecție de organisme marine și de apă dulce care trăiesc lângă suprafața apei , de exemplu, larvele de țânțari, multe protozoare, gândaci de pădure și din plante, binecunoscuta linte de rață.

2. Mai aproape de suprafața apei locuiește plancton.

Plancton(din greacă planktos - soaring) - organisme plutitoare capabile să facă mișcări verticale și orizontale în principal în conformitate cu mișcarea maselor de apă. Aloca fitoplancton alge fotosintetice care înot liber și zooplancton- crustacee mici, larve de moluște și pești, meduze, pești mici.

3.Nekton(din grecescul nektos - plutitor) - organisme care plutesc liber, capabile de mișcare independentă verticală și orizontală. Nekton trăiește în coloana de apă - aceștia sunt pești, în mări și oceane, amfibieni, insecte acvatice mari, crustacee, de asemenea reptile (șerpi de mare și țestoase) și mamifere: cetacee (delfini și balene) și pinipede (foci).

4. Periphyton(din grecescul peri - în jur, despre, phyton - plantă) - animale și plante atașate de tulpinile plantelor superioare și care se ridică deasupra fundului (moluște, rotifere, briozoare, hidre etc.).

5. Bentos ( din greaca bentos - adâncime, fund) - organisme bentonice care duc un stil de viață atașat sau liber, inclusiv: trăind în grosimea sedimentului de fund. Acestea sunt în principal moluște, unele plante inferioare, larve de insecte târâtoare și viermi. Stratul inferior este locuit de organisme care se hrănesc în principal cu resturi în descompunere.

1. Ce este biocenoza, biogeocenoza, agrocenoza? Structura biogeocenozei. Cine este fondatorul doctrinei biocenozei? Exemple de biogeocenoze.

Biocenoza(din greaca koinos - bios comun - viata) este o comunitate de organisme vii care interactioneaza, formata din plante (fitocenoza), animale (zoocenoza), microorganisme (microbocenoza) adaptate la convietuirea pe un teritoriu dat.

Conceptul de „biocenoză” - condițional, deoarece organismele nu pot trăi în afara mediului de existență, dar este convenabil să-l folosească în procesul de studiere a relațiilor ecologice dintre organisme.În funcție de zonă, atitudine față de activitatea umană, grad de saturație, utilitate etc. există biocenoze de pământ, apă, naturale și antropice, saturate și nesaturate, full-membri și neful-membri.

Biocenoze, ca și populațiile - acesta este un nivel supra-organism de organizare a vieții, dar de rang superior.

Dimensiunile grupurilor biocenotice sunt diferite- sunt si mari comunitati de perne de licheni pe trunchiuri de copac sau un ciot putrezit, dar aceasta este si o populatie de stepe, paduri, deserturi etc.

Comunitatea organismelor se numește biocenoză și știința care studiază comunitatea organismelor - biocenologie.

V.N. Sukaciov termenul a fost propus (și general acceptat) pentru a se referi la comunități biogeocenoza(din greacă bios - viață, geo - Pământ, cenoză - comunitate) - este un ansamblu de organisme și fenomene naturale caracteristice unei zone geografice date.

Structura biogeocenozei include două componente biotic - comunitate de organisme vii vegetale și animale (biocenoză) - si abiotic - un set de factori de mediu nevii (ecotop sau biotop).

Spaţiu cu condiții mai mult sau mai puțin omogene, care ocupă o biocenoză, se numește biotop (topis – loc) sau ecotop.

Ecotop include două componente principale: climatetop- clima în toate manifestările sale diverse şi edaphotop(din greaca edafos - sol) - sol, relief, apa.

Biogeocenoza\u003d biocenoză (fitocenoză + zoocenoză + microbocenoză) + biotop (climatotop + edaphotop).

Biogeocenoze - acestea sunt formațiuni naturale (conțin elementul „geo” - Pământul ) .

Exemple biogeocenoze poate exista un iaz, o poiană, o pădure mixtă sau cu o singură specie. La nivelul biogeocenozei au loc toate procesele de transformare a energiei și materiei din biosferă.

Agrocenoza(din latină agraris și greacă koikos - comun) - o comunitate de organisme create de om și susținute artificial de acesta cu o productivitate (productivitate) crescută a uneia sau mai multor specii de plante sau animale selectate.

Agrocenoza diferă de biogeocenoza componentele principale. Nu poate exista fără sprijin uman, deoarece este o comunitate biotică creată artificial.

1. Conceptul de „ecosistem”. Trei principii de funcționare a ecosistemelor.

sistem ecologic- unul dintre cele mai importante concepte de ecologie, prescurtat ca ecosistem.

Ecosistem(din grecescul oikos - locuință și sistem) - aceasta este orice comunitate de ființe vii, împreună cu habitatul lor, conectate în interior printr-un sistem complex de relații.

Ecosistem - acestea sunt asociații supraorganistice, inclusiv organisme și mediul neînsuflețit (inert), care sunt în interacțiune, fără de care este imposibil să menținem viața pe planeta noastră. Aceasta este o comunitate de organisme vegetale și animale și un mediu anorganic.

Pe baza interacțiunii organismelor vii care formează un ecosistem, între ele și cu habitatul lor, în orice ecosistem, se disting agregatele interdependente biotic(organisme vii) și abiotic componente (natură inertă sau neînsuflețită), precum și factori de mediu (cum ar fi radiația solară, umiditatea și temperatura, presiunea atmosferică); factori antropici si altii.

La componentele abiotice ale ecosistemelor includ substante anorganice - carbon, azot, apa, dioxid de carbon atmosferic, minerale, substante organice care se afla predominant in sol: proteine, carbohidrati, grasimi, substante humice etc., care patrund in sol dupa moartea organismelor.

La componentele biotice ale ecosistemului includ producători, autotrofe (plante, chimiosintetice), consumatori (animale) și detritofagi, descompozitori (animale, bacterii, ciuperci).

După cum știți, un număr mare de diferite organisme vii trăiesc pe teritoriul planetei noastre. Fiecare dintre ei trăiește exclusiv în acele condiții de viață la care este adaptat. Proprietatea organismelor de a se adapta la noile caracteristici ale mediului se numește adaptare. O astfel de adaptabilitate este un întreg set de caracteristici diferite ale structurii fiziologice și ale caracteristicilor comportamentale ale unei anumite specii, care îi permit să trăiască în anumite condiții de mediu. Să vorbim puțin mai detaliat despre caracteristicile adaptării organismelor la condițiile de mediu.

Adaptarea este cea mai importantă parte a procesului evolutiv, ea ajută organismul să rezolve anumite probleme de mediu pe care mediul le pune în față. Astfel de sarcini sunt rezolvate prin schimbarea, îmbunătățirea și, uneori, chiar dispariția indivizilor. Aceste procese ajută la realizarea unei stări de adaptare a organismelor la nișele ecologice pe care le ocupă. În consecință, adaptarea poate fi privită ca o bază largă pentru apariția sau dispariția anumitor organe, împărțirea speciilor în diferite, formarea de noi populații și soiuri și, de asemenea, pentru complexitatea organizării.

Adaptarea este un proces continuu care afectează o varietate de caracteristici ale organismului.
Unele noi adaptări pot apărea numai dacă un anumit individ are informații ereditare care contribuie la o schimbare a structurilor sau funcțiilor în direcția corectă. Deci dezvoltarea sistemului respirator la mamifere și insecte este posibilă numai sub controlul anumitor gene.

Luați în considerare mai detaliat diferitele tipuri de adaptare a organismelor vii.

Apărare pasivă

În timpul evoluției, mulți indivizi vii au dezvoltat anumite mijloace pentru a se proteja pe ei înșiși și pe urmașii lor. Deci, un exemplu izbitor de astfel de adaptare este considerat a fi colorarea protectoare, ca urmare a căreia indivizii devin greu de distins și protejați de prădători. De exemplu, ouăle depuse pe nisip sau pe pământ sunt gri și maro, cu pete diferite, respectiv, sunt greu de găsit printre solul din jur. În zonele inaccesibile prădătorilor, ouăle în cele mai multe cazuri sunt lipsite de culoare.

Și animalele din deșert folosesc același tip de adaptare, deoarece culoarea lor este de obicei reprezentată de diferite nuanțe de galben-maro și galben-nisip.
Ca o variantă de protecție pasivă, poate fi luată în considerare și colorarea înfricoșătoare, deoarece ajută la protejarea de prădători, ca și cum ar fi avertizarea despre incomestbilitatea unui anumit organism.

În plus, acest tip de adaptare poate fi luată în considerare și în cazurile în care organismul dezvoltă similitudini cu mediul. Printre exemple se numără gândacii care arată ca licheni, cicadele care arată ca spini în tufișuri și insecte stick care nu se pot distinge de crengi.

Mecanismele pasive de adaptare defensivă includ, de asemenea, fecunditatea ridicată a anumitor indivizi, precum și alte mijloace, cum ar fi acoperiri dure la raci și crabi, țepi, spini și fire de păr otrăvitoare la plante.

Relativitatea și oportunitatea adaptării

Modificările în structura și comportamentul organismelor apar ca răspuns la anumite probleme de mediu, respectiv, diferă în relativitate și oportunitate. Deci dacă vorbim despre relativitate, atunci ea constă în limitarea unor astfel de schimbări adaptative în funcție de condițiile de viață. Deci, de exemplu, culoarea pigmentată specială a fluturilor de molii de mesteacăn, spre deosebire de soiurile lor albe, devine vizibilă și valoroasă doar dacă îi vedeți pe un trunchi de copac afumat. Atunci când condițiile de mediu se schimbă, astfel de adaptări pot să nu aducă niciun beneficiu organismului și chiar să-l dăuneze.

De exemplu, creșterea activă și constantă a incisivilor la șobolani este utilă numai dacă aceștia mănâncă alimente solide. Când treceți la o dietă moale, incisivii pot crește la o dimensiune excesivă și pot face imposibilă alimentația.

De asemenea, merită subliniat faptul că schimbările adaptative nu sunt capabile să ofere proprietarilor lor protecție de 100%. Culoarea specială a albinelor și viespilor le protejează de a fi mâncate de multe păsări, dar există varietăți de păsări care nu îi acordă nicio atenție. Aricii sunt capabili să mănânce șerpi otrăvitori. Și acea carapace dură care protejează țestoasele de pământ de inamici este ruptă atunci când sunt aruncate de la înălțime de păsările de pradă.

Adaptarea organismelor în viața umană

Proprietățile adaptative ale diferitelor organisme explică apariția noilor bacterii și a altor microorganisme care sunt rezistente la medicamente. Această tendință este deosebit de clară cu utilizarea antibioticelor, deoarece în timp utilizarea lor devine ineficientă. Microorganismele pot învăța să sintetizeze o enzimă specială care distruge medicamentul utilizat, sau pereții lor celulari devin impermeabili la substanțele active ale medicamentului.

Apariția unor tulpini rezistente de microorganisme este adesea vina medicilor care folosesc doze minime de medicamente pentru a reduce probabilitatea efectelor secundare. Dacă transferăm o astfel de caracteristică în lumea exterioară, devine clar modul în care insectele și mamiferele dezvoltă rezistență la diferite tipuri de otrăvuri.

Proprietățile adaptative ale tuturor organismelor ar trebui considerate ca parte a selecției naturale.