Теория: Среды жизни - Глоссарий - Задание - Ссылки - От автора
Уважаемые подписчики! Нашего полку прибыло!
Недавно рассылка "Азы экологии" перешла в разряд "серебряных" и у нее появилось много новых подписчиков. Поэтому позвольте еще раз представить рассылку.
"Азы экологии" - это образовательная рассылка, посвященная проблемам общей экологии, а также прикладной, социальной и урбаэкологии. Мы начали с курса классической биоэкологии. Еженедельно вы будете получать новый урок с примерами, заданиями, глоссарием и другой полезной информацией. Кроме того, между уроками время от времени будут появляться спецвыпуски, посвященные прикладным проблемам экологии и охраны природы -- так, чтобы удовлетворить интересы как можно большего числа читателей.
Рассылка "Азы экологии" не только поможет в изучении школьного и университетского курсов экологии, но и надеюсь, окажется интересной и полезной для всех, кто интересуется взаимоотношениями человека и природы. Вы можете стать авторами материалов рассылки. Для этого надо связаться со мной и сообщить, какую тему Вы хотели бы осветить. Кроме того, я очень надеюсь получить Ваши отзывы, замечания, пожелания, что бы Вы хотели увидеть в последующих уроках. Воспользуйтесь интерактивностью курса!
Если Вы недавно стали подписчиком "Азов экологии", то возможно, Вам интересно узнать темы предыдущих уроков. (Изученные на предыдущих уроках понятия выделены). Пока вышло 4 урока и один спецвыпуск. Вот их темы:
Заказать предыдущие выпуски можно, послав
письмо на адрес subscribe@subscribe.ru
с текстом в теле письма:
ARCH job.education.ecology HTML 2001 04 05
или обратившись к архиву рассылки по адресу
[SUBSCRIBE list_archive]
Если Вам понравился этот выпуск рассылки "Азы экологии" - перешлите его своим друзьям. Код рассылки - job.education.ecology. Домашняя страничка рассылки находится по адресу: http://subscribe.ru/catalog/job.education.ecology
Мой адрес: eco@green.urc.ac .
C наилучшими пожеланиями,
Эдуард Мейлах
Ключевые понятия: среда - среда жизни - водная среда - наземно-воздушная среда - почвенная среда - организм как среда жизни
В предыдущих уроках мы часто говорили о "среде обитания", "среде жизни" и не давали этому понятию точного определения. Интуитивно мы понимали под "средой" все то, что окружает организм и так или иначе на него влияет. Влияния среды на организм - и есть экологические факторы, которые мы изучали на предыдущих уроках. Иными словами, среда жизни характеризуется определенным набором экологических факторов.
Общепризнанным определением среды является определение Николая Павловича Наумова:
СРЕДА - все, что окружает организмы, прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение.
На Земле существует огромное разнообразие условий сред жизни, что обеспечивает разнообразие экологических ниш и их "заселение". Однако, не смотря это разнообразие, различают четыре качественно различные среды жизни, обладающие специфическим набором экологических факторов, а следовательно - требующих и специфического набора адаптаций. Вот эти среды жизни:
Познакомимся с особенностями каждой из этих сред.
По мнению большинства авторов, изучающих возникновение жизни на Земле, эволюционно первичной средой жизни была именно водная среда. Этому положению мы находим не мало косвенных подтверждений. Прежде всего, большинство организмов не способны к активной жизнедеятельности без поступления воды в организм или, по крайней мере, без сохранения определенного содержания жидкости внутри организма. Внутренняя среда организма, в которой происходят основные физиологические процессы, очевидно, по-прежнему сохраняет черты той среды, в которой происходила эволюция первых организмов. Так, содержание солей в крови человека (поддерживаемое на относительно постоянном уровне) близко к таковому в океанической воде. Свойства водной океанической среды во многом определили химико-физическую эволюцию всех форм жизни.
Пожалуй, главной отличительной особенностью водной среды является ее относительная консервативность. Скажем, амплитуда сезонных или суточных колебаний температуры в водной среде намного меньше, чем в наземно-воздушной. Рельеф дна, различие условий на различных глубинах, наличие коралловых рифов и проч. создают разнообразие условий в водной среде.
Особенности водной среды проистекают из физико-химических свойств воды. Так, большое экологическое значение имеют высокая плотность и вязкость воды. Удельная масса воды соизмерима с таковой тела живых организмов. Плотность воды примерно в 1000 раз выше плотности воздуха. Поэтому водные организмы (особенно, активно движущиеся) сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивления, что приводит к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается у представителей различных групп организмов, обитающих в воде, - дельфинов (млекопитающих), костистых и хрящевых рыб.
Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
В связи с высокой плотностью водной среды ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, которая характерна для наземных форм и связана с силами гравитации. Поэтому есть целая группа водных организмов (как растений, так и животных), существующих без обязательной связи с дном или другим субстратом, "парящих" в водной толще.
Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
Наземно-воздушная среда характеризуется огромным разнообразием условий существования, экологических ниш и заселяющих их организмов. Надо отметить, что организмы играют первостепенную роль в формировании условий наземно-воздушной среды жизни, и прежде всего - газового состава атмосферы. Практически весь кислород земной атмосферы имеет биогенное происхожение.
Основными особенностями назмено-воздушной среды является большая амплитуда изменения экологических факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Комплекс физико-географических и климатических факторов, свойственных определенной природной зоне, приводит к эволюционному становлению морфофизиологических адаптаций организмов к жизни в этих условиях, многообразию форм жизни.
Высокое содержание кислорода в атмосфере (около 21%) определяет возможность формирования высокого (энергетического) уровня обмена веществ.
Атмосферный воздух воздух отличается низкой и изменчивой влажностью. Это обстоятельство во многом лимитировало (ограничивало) возможности освоения наземно-воздушной среды, а также направляло эволюцию водно-солевого обмена и структуры органов дыхания.
Почва является результатом деятельности живых организмов. Заселявшие наземно-воздушную среду организмы приводили к возникнвению почвы как уникальной среды обитания. Почва представляет собой сложную систему, включающую твердую фазу (минеральные частицы), жидкую фазу (почвенная влага) и газообразную фазу. Соотношение этих трех фаз и определяет особенности почвы как среды жизни.
Важной особенностью почвы является также наличие определенного количества органического вещества. Оно образуется в результате отмирания организмов и входит в состав их экскретов (выделений).
Условия почвенной среды обитания определяют такие свойства почвы как ее аэрация (то есть насыщенность воздухом), влажность (присутствие влаги), теплоемкость и термический режим (суточный, сезоный, разногодичный ход температур). Термический режим, по сравнению с наземно-воздушной средой, более консервативный, особенно на большой глубине. В целом, почва отличается довольно устойчивыми условиями жизни.
Вертикальные различия характерны и для других свойств почвы, например, проникновение света, естетсвенно, зависит от глубины.
Многие авторы отмечают промежуточность положения почвенной среды жизни между водной и наземно-воздушной средами. В почве возможно обитание организмов, обладающих как водным, так и воздушным типом дыхания. Вертикальный градиент проникновения света в почве еще более выражен, чем в воде. Микроорганизмы встречаются по всей толще почвы, а растения (в первую очередь, корневые системы) связаны с наружными горизонтами.
Для почвенных организмов характерны специфические органы и типы движения (роющие конечности у млекопитающих; способность к изменению толщины тела; наличие специализированных головных капсул у некоторых видов); формы тела (округлая, вольковатая, червеобразная); прочные и гибкие покровы; редукция глаз и исчезновение пигментов. Среди почвенных обитателей широко развита сапрофагия - поедание трупов других животных, гниющих остатков и т.д.
Организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов. Например, человеческий организм является средой обитания для огромного числа различных симбионтов (прежде всего, нормальной микрофлоры кишечника), а не редко :( - и паразитов (разнообразных плоских и круглых червей, простейших).
Организм как среда обитания характеризуется определенным постоянством (гомеостазом). В то же время некоторые виды паразитов вынуждены противостоять агрессивной среде организма (например, агрессивной среде желудочно-кишечного тракта) и имунной системе орагинзма.
Организм, как правило, обеспечивает паразитов и симбионтов питательными веществами, находящимися в доступной форме и нетребующими дальнейшего пищеварения и переработки. Поэтому у большинства паразитов наблюдается упрощение строения (редукция) органов пищеварения. Стратегия их выживания направлена на оставление как можно большего числа потомков, формирование защитных механизмов и приспособлений к рапространению.
Паразитизм и симбиотические взаимоотношения будут нами подробно рассмотрены на одном из уроков, посвященном видам взаимоотношений между организмами.
Ответ на прерыдущее задание. Как правильно отметили все, кто прислал свои версии ответов, темно-зеленая окраска листьев тенелюбивых растений связана с бОльшим содержанием хлорофилла, что важно в условиях дефицита освещения, когда надо наиболее полно усвоить доступный свет.
Начиная с этого выпуска, буду стараться знакомить вас с онлайновыми и оффлайновыми источниками экологической информации.
Одним из наиболее полных информационно-справочных ресурсов в области экологии в Рунете является сайт Эколайн: на нем вы найдете любую информацию от экологического законодательства до данных мониторинга.
Лучшей книгой по общей экологии я (и не только я!) считаю двухтомник Юджина Одума. Поэтому знакомство с оффлайновыми источниками начнем именно с этой книги:
Одум Ю. Экология. В 2-х т. Пер. с англ. - М.: Мир, 1986
На сегодня все. О всех своих замечаниях и предложениях пишите на мой адрес (см. начало выпуска).
Всего доброго!
С уважением,
ведущий рассылки
Эдуард Мейлах