Конспект лекции по биологии на тему: Экологические факторы. Приспособления организмов к влиянию различных экологических факторов.
Конспект лекции по разделу Биология (дисциплины Естествознание) на тему:
«Экологические факторы и их классификация. Приспособления организмов к влиянию различных экологических факторов»
Цель занятия: углубить знания об экологических факторах и закономерностях влияния их на организмы и окружающую среду, сформировать у студентов экологическое сознание , понимание роли человека в окружающей среде.
Задачи:
Образовательные: научить объяснять влияние экологических факторов на живые организмы.
Развивающие: развивать у студентов мыслительные способности, умение синтезировать и анализировать полученные знания, развивать речь и память, продолжить формирование умений и навыков работы в группе.
Воспитывающие: сформировать интерес к науке экологии и желание изучать её закономерности, воспитывать экологическую культуру и навыки самостоятельной работы.
1. Экологические факторы и их классификация. Экологические факторы – это отдельные элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы. Каждая из сред обитания отличается особенностями воздействия экологических факторов. По природе экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы – компоненты неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на организм. Их делят на следующие группы:
– климатические факторы (свет, температура, влажность, ветер, атмосферное давление и др.);
– геологические факторы (землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение и др.);
– орографические факторы, или факторы рельефа (высота местности над уровнем моря, экспозиция местности – положение местности по отношению к сторонам света и др.);
– эдафические, или почвенно-грунтовые факторы (химический состав, плотность, структура, рН и др.);
– гидрологические факторы (течение, соленость, давление и др.).
Иначе абиотические факторы делят на физические и химические.
Биотические факторы – воздействие на организм других живых организмов.
В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:
– внутривидовые факторы – это влияние на организм особей этого же вида (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);
– межвидовые факторы – это влияние на организм особей других видов (волка на зайца, сосны на березу и т.д.).
В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:
– фитогенные факторы – это влияние растений;
– зоогенные факторы – влияние животных;
– микогенные факторы – влияние грибов;
– микробогенные факторы – влияние микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших).
По типу взаимодействия различают протокооперацию, мутуализм, комменсализм, внутривидовую и межвидовую конкуренции, паразитизм, хищничество, аменсализм, нейтрализм.
Антропогенные факторы – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).
При этом различают воздействие человека как биологического организма (потребление пищи, дыхание, выделение и т.д.) и его хозяйственную деятельность (сельское хозяйство, промышленность, энергетика, транспорт, бытовая деятельность и т. д.). Факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, называются техногенными.
В зависимости от характера воздействий антропогенные факторы делят на две группы:
– факторы прямого влияния – это непосредственное (прямое) воздействие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы и т. д.);
– факторы косвенного влияния – это опосредованное (косвенное) воздействие на организм (загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, беспокойство и т.д.).
Разные экологические факторы обладают различной изменчивостью в пространстве и во времени. Одни из них относительно постоянны (например, сила тяготения, солнечная радиация, соленость океана), другие очень изменчивы (например, температура и влажность воздуха, сила ветра).
Источнк: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
2. Приспособления организмов к влиянию различных экологических факторов
Влияние внешних факторов на форму организмов.
Условия существования живых организмов удивительно разнообразны. Для одних жизненное пространство ограничено единственной клеткой, для других оно охватывает целый континент или весь мировой океан. В зависимости от того, где и как существуют живые организмы, на них действуют разнообразные экологические факторы, находящиеся в сложном взаимодействии между собой. Приспособленность живых организмов к конкретным условиям, в которых они могут нормально существовать и оставлять потомство, называется адаптацией. Следует помнить, что любая адаптация представляет собой результат эволюции.
На организменном уровне все адаптации можно разделить на:
морфологические; анатомические; физиологические; биохимические;
этологические, или поведенческие.
В зависимости от условий обитания, каждый из этих типов адаптаций имеет свои особенности.
Влияние факторов внешней среды (температуры, света, плотности среды, давления и так далее) в первую очередь отражается на внешнем облике живых организмов. Хорошие пловцы среди животных обладают формами тела, напоминающее «торпедо», из-за чего очертания их тела очень похожи. Быстро плавающими животными являются некоторые рыбы (акулы, тунец, меч-рыба), птицы (пингвины), млекопитающие (китообразные и ластоногие), а также головоногие моллюски (кальмары). Все эти животные окрашены единообразно по принципу противотени: верхняя сторона тела темная, а нижняя светлая. Такая окраска позволяет им оставаться незаметными в толще воды как при взгляде сверху (темная спина на фоне темного дна или толщи воды), так и при взгляде снизу (светлое брюхо на фоне светлого неба). Рис. 1. Быстро плавающие (нектонные) животные: акула, пингвин, дельфин, тюлень монах, кит, кальмар
Для животных, пассивно перемещающихся в водной среде, характерен совершенно иной облик. Для них важна легкость тела и большая площадь его поверхности. Чаще всего эти животные прозрачны, что делает их практически невидимыми в толще воды.
Рис. 2. Парящие в воде (планктонные) животные: радиолярия, веслоногий рачок, медуза
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 1. Быстро плавающие (нектонные) животные: акула, пингвин, дельфин, тюлень монах, кит, кальмар
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 2. Парящие в воде (планктонные) животные: радиолярия, веслоногий рачок, медуза
Сходные принципы освоения среды обитания приводят к выработке сходных морфологических адаптаций. В основе этого процесса может лежать конвергенция, или схождение признаков. Она представляет собой процесс независимого образования сходных черт строения у преимущественно неродственных организмов, обитающих в сходных условиях среды.
При этом сходным образом устроены различные по происхождению органы, то есть аналогичные. Примером могут служить копательные конечности крота (млекопитающее) и медведки (насекомое), а также крылья птиц (хордовые) и бабочек (насекомые).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Крот звездорыл
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Медведка
Рис. 1. Конвергенция передних конечностей млекопитающего и насекомого
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 2. Положение глаз и ноздрей у амфибиотических позвоночных животных как пример параллелизма.
Слева направо: лягушка, крокодил, бегемот
Следует помнить, что любая приспособленность помогает организмам выжить только во вполне определенных условиях среды. Однако, даже в этих условиях она эффективна далеко не всегда. Незаметный на снегу заяц беляк, тем не менее, хорошо виден на фоне темных стволов деревьев. При изменении условий среды возникшие ранее адаптации, чаще всего, оказываются бесполезными. Известно, что резцы грызунов отличаются постоянным ростом. Благодаря тому, что грызуны питаются твердой пищей, их резцы постоянно стачиваются. Но если крысам давать только мягкий корм, резцы вырастают настолько, что не позволяют животному питаться.
Все это свидетельствует о том, что адаптации живых организмов не абсолютны, а относительны.
Нередко сходные морфологические адаптации возникают в результате параллельной эволюции, или параллелизмов. Она характеризуется независимым образованием сходных черт строения у преимущественно родственных организмов, обитающих в сходных условиях среды. В этом случае сходно устроены одинаковые по происхождению органы, то есть гомологичные.
Так, расположенные на одном уровне глаза и ноздри, позволяющие наблюдать за происходящим на поверхности и одновременно дышать, оставаясь полностью под водой, характерны для нескольких групп позвоночных животных: амфибий, рептилий и млекопитающих.
Вопросы для закрепления:
1. Что называется адаптацией?
2. В результате какого процесса вырабатываются адаптации?
3. Какие адаптации выделяются на организменном уровне?
4. В чем разница между покровительственной и предупреждающей окраской?
5. В чем заключается эффект маскировки?
6. Что такое мимикрия?
7. Что такое конвергенция?
8. Какие органы называются аналогичными?
9. Какие органы называются гомологичными?
10. В чем выражается относительность адаптаций?
Источники: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
13PAGE 15
13PAGE 14215
Заголовок 215