| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
ЕКОЛОГІЧНІ АДАПТАЦІЇ |
||
|
Фактори навколишнього середовища в сукупності створюють умови життя видів. Серед них виділяють особливу групу - ресурси життя. До ресурсів відносять всі ті компоненти природи, які безпосередньо використовуються для підтримки життєдіяльності та проходження життєвого циклу видів: світло і елементи мінерального живлення для 27 рослин, вода, харчові субстрати, місця для розмноження тварин і т.п. Ресурси убувають у міру їх використання. Вони можуть відновлюватися, але завжди мають верхню стелю обмеження, в свою чергу залежний від природних умов. Одні й ті ж компоненти середовища можуть грати роль і умов, і ресурсів для багатьох видів. До них, наприклад, відноситься вода. У сухих аридних районах вона - найважливіший ресурс, від якого залежать можливості життя, а у водоймах, болотах та інших перезволожених місцепроживання визначає умови існування, до яких необхідно виробляти відповідні адаптації. Сонячне світло - найнеобхідніший ресурс життя для рослин, але для тварин - це умова, при якому можлива і здійснюється зорова орієнтація в просторі. В історії людського суспільства сфера використання ресурсів природи постійно розширювалася. Наші предки - збирачі використовували в основному ресурси живої природи, як більшість видів тварин. У їжу йшли плоди і вегетативні частини рослин, молюски, членистоногі, риби, дрібні ссавці, птахи, гриби і т.п. Навчившись з часом ефективно полювати на великих тварин, вони могли підривати їх чисельність в конкретних районах. Полювання і збирання вимагали рухливого способу життя і періодичної зміни територій. Мінеральні ресурси використовувалися спочатку в мінімальній кількості, в основному для виробництва кам'яних знарядь. З виникненням землеробства і переходом до осілого способу життя важливим ресурсом стала грунт для посівів і територія дл пасовищ. При невмілому і інтенсивному використанні деградація і засолення грунту приводили до падіння її родючості, що змінювало долі цілих народів. З цим пов'язують, наприклад, падіння древньої шумерської цивілізації. Виплавлення перших металів, будівництво глинобитних і кам'яних споруд збільшило залежність народів від мінеральних ресурсів природи, а також від джерел енергії. Ними служили спочатку деревина, потім кам'яне вугілля, нафту та інші горючі копалини, а потім - електрика, радіоактивні елементи та ін Сучасна цивілізація використовує для матеріального і культурного споживання величезний спектр компонентів природи. Життя сучасного людства вимагає гігантського забезпечення водними, земельними, енергетичними, мінеральними, біологічними та іншими ресурсами. Можливі межі використання цих ресурсів визначають майбутню долю населення людей на планеті і є найважливішою політичною турботою конкретних держав. 28 Практично невичерпної є сонячна енергія, що надходить на Землю. Істотна зміна інтенсивності сонячної радіації, розраховане астрономами, відноситься до настільки далекого майбутнього (мільярди років), що це не турбує сучасне людство. Невичерпним ресурсом може бути енергія припливів і відливів, які також визначаються космічними причинами. Її тільки починають освоювати. З земних невичерпних ресурсів можна з відомою часткою умовності назвати атмосферу і води Світового океану, але їх антропогенне забруднення вже перетворюється на серйозну екологічну проблему. Решта ресурси мають реальні, відчутні межі використання. Ресурси, за рахунок яких живе людське суспільство, ми ділимо на відновлювані і невідновних. До відновлюваних відносяться прісна вода, грунти, рослинність, тваринний світ і всі інші біологічні об'єкти. Вони поновлюються з різною швидкістю, від декількох (рослини і тварини) до сотень і тисяч років (грунту), і можуть підтримувати людське суспільство тільки за умови, якщо швидкість їх вилучення не перевищує швидкості самовідновлення. Невідновних ресурси природи - це всі корисні копалини, які або не утворюються знову, або відроджуються за мірками геологічних вимірювань, що не порівнянним зі швидкістю їх використання. Рано чи пізно їх запаси будуть вичерпані. Отже, основна стратегія підтримки сучасної цивілізації за рахунок природи - це дотримання певних меж у використанні відновлюваних ресурсів і економну витрату невідновних, з розробкою можливостей їх заміни. Інакше людство підірве основи свого існування на Землі. Вже зараз багато невідновних ресурси наближаються до свого вичерпання, а відновлювані перебувають або на межі можливого використання, або ця межа вже перейдено. За розрахунками ООН, одна третина людства повсякденно відчуває нестачу прісної води. Її світове споживання за ХХ сторіччя зросла в 9 разів. За рік використовується близько 10% стоку всіх річок, але більша частина прісних вод сильно забруднена. Розвіданих запасів вугілля при сучасному рівні споживання вистачить на 160 - 600 років, нафти - на 25 - 90, газу - на 40 - 130, урану - на 30 - 80 років. Відкриваються нові родовища знаходяться в незручних місцях і їх видобуток стає все дорожче. Швидко вичерпуються запаси руд, з яких видобувають метали. Найважливіших металів може вистачити на строк від 20 до 200 років (за розрахунками, алюмінію - на 220, заліза - на 160, міді 29 - на 33, свинцю і цинку всього на 18-20 років) якщо збережуться темпи їх сучасного використання. На межі знаходяться виробництво і видобуток харчової продукції. За період землеробства грунту світу втратили приблизно третину свого родючого шару. Під сільськогосподарські угіддя зайнята зараз вся придатна для цього площа суші (близько 37%). Подальше розширення орних земель йде за рахунок вирубки лісів, які вже зведені на 1/3 по всій планеті. Межа річного улову риби в океані вже досягнутий (90 млн. т), і подальше збільшення вилову загрожує знищенням промислових видів. Сумним прикладом є китобійний промисел, швидко що підірвав чисельність практично всіх видів у Світовому океані. Пік видобутку потужних китобійних флотилій був досягнутий в 1964 р. (вбито 64 тисячі китів), і вже через 15 років, в 1979 р. Міжнародна комісія з квот наклала повну заборону на їх видобуток через загрозу остаточного знищення цих тварин. Раціональне, що не істощітельное використання відновлюваних ресурсів вимагає екологічної грамотності суспільства і не може бути результатом стихійної експлуатації природи. Більшість видів у живій природі не досягає такої чисельності, яка загрожувала б їм повним підривом власних ресурсів. Їхнє життя протікає під постійним впливом різних факторів, що змінюють силу впливу і змушують пристосовуватися до них. Екологічні фактори (температура, світло, тиск, концентрація солей, вміст кисню тощо) по-різному впливають на організми. Однак в дії всіх факторів існує щось спільне, що викликає цілком закономірні відповідні реакції, які можна передбачати і виразити кількісно. Цим загальним законам підкоряється і людина як істота біологічна. Основна закономірність у впливі екологічних факторів на організми отримала назву закону оптимуму. Результати дії змінного фактора залежать насамперед від сили його прояву, або дозування. Чинники позитивно впливають на організми лише в певних межах. Недостатнє або надлишкове їх дія позначається на організмах негативно. Зона оптимуму - це той діапазон дії фактора, який найбільш сприятливий для життєдіяльності. Відхилення від оптимуму визначають зони пессімума. У них організми відчувають пригнічення. Мінімально і максимально стерпні значення чинника - це критичні точки, що призводять організм до загибелі. 30 Закон оптимуму універсальний. Він визначає міру, межі умов, в яких можливе існування видів, а також міру коливання цих умов. Види надзвичайно різноманітні за здатності переносити зміни факторів. У природі виділяються два крайні варіанти - вузька спеціалізація і широка витривалість. У спеціалізованих видів критичні точки значення фактора сильно зближені, такі види можуть жити тільки при сталості умов. Так, багато глибоководні мешканці - риби, голкошкірі, ракоподібні не переносять коливання температури навіть на 2-3 градуси. Рослини вологих місць існування (калужница болотна, недотрога та ін.) моментально в'януть, якщо повітря навколо них не насичене водяними парами. Види з вузьким діапазоном витривалості називають стенобіонтам, а з широким - Еврибіонти. Якщо потрібно підкреслити відношення до якого-небудь фактору, використовують слова «Стіна» і «Еврі» стосовно його назвою, наприклад, стенотермним вигляд - не переносить коливання температур, Евригалінні - здібний жити при широких коливаннях солоності води і т.п. Ступінь витривалості стосовно до різних факторів може бути зовсім неоднаковою. Стенотермні види можуть жити в широких межах зміни тиску, і навпаки. Багато риби активно міняють глибину проживання, вибираючи шари з оптимальною температурою. Тиск же при цьому зростає на 1 атм кожні 10 м. Наземні тварини, особливо в районах з континентальним кліматом, витримують широкі річні та добові коливання температури, але чутливі до зміни тиску. Ця комбінаторика створює величезне екологічне різноманітність видів живої природи, здатних заселяти всі куточки планети з набором самих різних умов. Суму екологічних можливостей по відношенню до всього набору факторів середовища називають екологічним спектром вигляду. Правило екологічної індивідуальності видів підкреслює, що кожен вид унікальний за своїми пристосовним можливостям. Екологічні спектри різних видів не збігаються. Навіть близькі види розрізняються по зонах оптимуму, песимуму і положенню критичних точок щодо хоча б одного або ряду факторів середовища. Ці особливості дозволяють їм по-різному використовувати ресурси і розподілятися в просторі. Правило екологічної індивідуальності видів сформулював вперше вітчизняний геоботаник Л. Г. Раменский (1924 р.) на прикладі ставлення лугових рослин до вологості і вмісту гумусу в грунті. Пізніше воно було підтверджено 31 численними дослідженнями і має велике практичне значення. Для того щоб використовувати, охороняти або контролювати небудь вид в природі, потрібно дуже добре знати його відмінні екологічні властивості. Закон оптимуму свідчить, що в житті будь-якого виду немає цілком позитивних чи негативних факторів, все залежить від сили їх прояву. В межах виду також існує значна мінливість в реакціях окремих особин на силу дії фактора. Вона залежить від статевих, вікових, фізіологічних і спадкових відмінностей. Перші стадії розвитку і рослин, і тварин зазвичай чутливіші по відношенню до змін середовища. Заморозки сильніше діють на сходи, ніж на дорослі рослини. Покояться стадії (насіння, спори, яйця, лялечки комах, зимоспящих жовтня тощо) більш стійкі до несприятливих факторів в порівнянні з активними. У житті людини прояв цих індивідуальних особливостей по відношенню до факторів середовища слід враховувати в першу чергу при турботі про здоров'я. У реакціях організмів на зміну умов реалізується також закон взаємодії чинників. І оптимальна зона, і межі витривалості організмів по відношенню до будь-якого фактору середовища можуть змінюватися залежно від того, в якому поєднанні і з якою силою діють в цей час інші чинники. Вони можуть посилювати чи послаблювати один одного у впливі на організм. Так, всі знають, що сильний мороз важче переносити у вітряну погоду, а спеку - при вологому повітрі. Вітер прискорює в'янення рослин при дефіциті вологи. Забруднення води важкими металами змінює стійкість ряду безхребетних тварин до коливань температури. Вся практика обробітку культурних рослин і вирощування тварин заснована на грамотному використанні законів оптимуму і взаємодії факторів. Врожайність і продуктивність сортів і порід залежить від того, чи вдається не допустити сильного відхилення умов від оптимальних, а тим більше - наближення до критичних точках. На цьому ж заснована і прикладна медицина. Хоча дія окремих несприятливих факторів можна пом'якшити посиленням або ослабленням інших, повністю замінити їх не можна. Нестачу тепла для рослин не відшкодувати ні поливом, ні цілодобовим освітленням, не випадково рослинність так мізерна в арктичних пустелях. Так само не можна нічим компенсувати повну відсутність вологи. У жарких пустелях Землі є небагато райони, де дощі не випадають десятиліттями, і піски там практично стерильні. 32 Життя організмів підпорядковується також правилу обмежують, або лімітують факторів. Воно дозволяє зрозуміти, які з численних і одночасно діючих факторів найбільш важливі в даний момент, визначаючи виживання, ріст і розвиток організмів. Таким обмежуючим фактором може стати будь-який з них, якщо його значення сильно відхиляється від оптимуму і наближається до критичних точках. Оскільки фактори мінливі, життя організмів в різні відрізки часу може визначатися різними умовами середовища. Засуха, заморозки, зливи, град, нестача елементів живлення можуть поперемінно обмежувати розвиток сільськогосподарських рослин, і агрономи кладуть всі зусилля на послаблення їх крайніх впливів. Якщо хоча б один з факторів середовища при оптимальному поєднанні інших наближається до критичних точках, організмам загрожує загибель. Лімітуючим чинником визначають і поширення видів, їх ареали. На кордонах ареалів умови їх існування, як правило, далекі від оптимуму. Недолік тепла перешкоджає просуванню багатьох видів на північ. У тундрах не можуть жити земноводні та рептилії. Поширення ряду копитних обмежується висотою снігового покриву взимку, так як глибокий сніг ускладнює пересування і видобуток корму. Правило лімітують факторів спочатку було сформульовано в екології як закон мінімуму. Німецький хімік Ю. Лібіх, який вивчав в кінці XIX століття вплив мінеральних добрив на рослини, встановив, що врожай залежить в першу чергу від тих елементів живлення, яких у грунті найменше в порівнянні з необхідною нормою. Наприклад, якщо калію в грунті всього 20% від того, що потрібно рослинам, то і врожай, незважаючи на достаток азоту, фосфору та інших елементів, не підніметься вище 20% від можливого. Лібіх не розглядав вплив на рослини надлишку добрив. Лише через кілька десятиліть, після численних спостережень і експериментів, біологи встановили, що надлишок будь-якого фактора, так само як і його недолік, так само негативно впливає на життя організмів. Правило лімітують факторів має також другу назву - закону толерантності Шелфорда, по імені американського зоолога, який сформулював його на початку ХХ століття (толерантність - витривалість). Зокрема, для рослин надлишок якого-небудь елемента в грунті порушує умови всмоктування грунтових розчинів, що також знижує врожайність. Закон оптимуму та інші загальні закони впливу екологічних факторів на організми прінізивают і все наше життя. У побуті вони проявляються в необхідності дотримання заходів у споживанні тих чи інших речовин: їжі і окремих її 33 компонентів, лікарських препаратів, засобів для чищення та дезінфікуючих хімікатів, засобів захисту від шкідників і т.п. Почуття міри у всьому, включаючи поведінку, високо цінується в моралі всіх народів світу. Однак ці прості і інтуїтивно давно розуміються закони часто грубо порушуються у господарській діяльності, що призводить до забруднення середовища і екологічних катастроф. Надлишок добрив, внесених у грунт - причина широко поширеною евтрофікації (цвітіння) водойм. Знесення фосфору й азоту з полів в прісні водойми викликає бурхливе розмноження бактерій і водоростей з подальшим загниванням відмерлої маси і створенням анаеробних умов. Надлишок отрутохімікатів, що застосовуються в боротьбі з шкідниками, в кінцевому рахунку через продукти харчування та воду надходять в організм людини, підриваючи здоров'я. Ці складності створюються самою людиною, що не дотримуються кількісні норми впливу на навколишнє середовище. Адаптивні біологічні ритми - також важливі екологічні особливості організмів. Більшість видів живої природи стикається з регулярною періодичністю змін навколишнього середовища, ритмікою впливу факторів. Ці зовнішні по відношенню до організмів ритми визначаються геофізичними причинами, пов'язаними з обертанням Землі навколо власної осі, навколо Сонця, і Місяця навколо Землі. Тому на планеті відбувається регулярна зміна дня і ночі, пір року, припливів і відливів на узбережжях морів і океанів, а також зміна фаз Місяця, що спостерігається з Землі. Ця періодичність виявляється і в життєдіяльності організмів, якщо вона важлива для виживання. Ритми життєдіяльності, пов'язані з циклічними змінами зовнішнього середовища, називають адаптивними, на відміну від інших, суто біологічних ритмів, які проявляються в усіх без винятку процесах в організмах. Ритми поділу клітин, серцебиття, дихання, шлункової секреції - це внутрішні біологічні ритми, що підтримують життя. Адаптивні ж ритми - це ті, які пристосовують організм до циклів зовнішніх умов, наприклад, ритміка відпочинку і неспання протягом доби, приуроченість періоду розмноження до певної пори року, зміна поведінки придонних тварин під час припливів і відливів і т.п. Якщо види протягом своєму житті не стикаються з періодичністю зовнішнього середовища, адаптивні ритми у них не виражені. Так, мешканці глибин океану, печер та інших місць з постійними умовами не проявляють добової ціклікі, їх активність має інший режим. 34 У рослин добові ритми пов'язані не тільки із зміною інтенсивності фотосинтезу, а й зі станом тургору, ростовими процесами і т.п. У тварин добовий ритм проявляється насамперед у зміні активності і відпочинку. Протягом доби змінюється також інтенсивність багатьох фізіологічних процесів в організмі, що зберігає енергію під час відпочинку і мобілізує її в період діяльності. Розрізняють денні, нічні та сутінкові види. У деяких видів зміни активності становлять пряму відповідну реакцію на зміну освітленості. Ряд комах і гризунів поводиться «по-нічному», наприклад, при настанні сонячного затемнення. Такі види можуть зміщувати свій добовий ритм протягом року. У інших добова ритміка зачіпає безліч функцій організму і закріплена спадково. Такі види зберігають циклічність життєдіяльності навіть якщо в експерименті помістити їх в умови постійної освітленості або повної темряви. Періоди циклів в цьому випадку майже рівні 24 годинах, але у різних індивідуумів відрізняються на кілька хвилин, як у годинника, які злегка поспішають або відстають, тому такий вільно поточний ритм, не отримуючи коригувальних сигналів із зовнішнього середовища, поступово зміщується в часі, і через кілька діб вже не відповідає реальній зміні дня і ночі. При відновленні нормальних умов синхронність внутрішньої і зовнішньої ритміки через деякий час відновлюється. Такі успадковані, генетично закріплені внутрішні ритми називаються циркадних (у дослівному перекладі - околосуточной). Організми виявляються як би запрограмованими на певний режим діяльності протягом доби, а зовнішні чинники освітленості лише злегка «підправляють» хід внутрішніх «біологічних годин». Циркадні ритми властиві тим видам, для яких зміни умов життя протягом доби мають велике значення. У людини циркадному ритму схильне понад 100 фізіологічних функцій (ритм дихання, серцевої діяльності, залоз внутрішньої секреції, травлення, активності мозку, кров'яного тиску і багато іншого). Тому збої цих режимів або адаптація до іншої ритміці дня і ночі представляє серйозну медичну проблему. З нею стикаються люди, що працюють в нічну зміну під землею, в підводних і космічних кораблях або швидко перетинають годинні географічні пояси. Перебудова циркадного ритму на новий режим відбувається не відразу, для цього потрібно від декількох днів до двох тижнів, залежно від стану здоров'я та нервової системи людини. 35 Ще важливіші для живих істот адаптивні ритми, пов'язані з регулярною зміною сезонів року. Вони вимагають глибоких зрушень у фізіології організмів, що забезпечують переживання критичних періодів, як наприклад, осінній листопад і зимовий спокій рослин, накопичення жирів, линьки, сплячки і далекі міграції тварин, розмноження в найбільш сприятливий сезон і т.п. Такі серйозні перебудови в фізіології вимагають часу і повинні починатися заздалегідь, щоб організм був готовий до настання відповідних змін. У річних ритмах тварин і рослин тому особливу роль відіграє фотопериодизм. Так називають здатність організмів реагувати на зміну фотоперіоду, тобто співвідношення темного і світлого часу доби. Фотоперіод надає точну інформацію про наближення чергового пори року. Річна цікліка найчастіше глибоко запрограмована, і перебудувати її важко. Однак у господарській практиці це успішно вдається для деяких видів. Наприклад, режимом імітуючи електричного освітлення скорочення року на звірофермах отримують від хутрових звірів три приплоду за дворічний період. Штучне подовження світлового дня на птахофабриках стимулює більш раннє настання періоду несучості у курей. У теплицях можна змусити рослини раніше зацвітати і плодоносити і т.п. У найбільш складній ритмічної середовищі живуть мешканці мілководь в приливно-відливної зоні. Тут річні та добові цикли поєднуються з циклами припливів і відливів, наступаючих двічі на добу зі зрушенням в 50 хвилин і тому припадають на різні години. Ці види також реагують на сигнальні фактори, готуючись до чергового відпливу, в ролі яких виступають слабкі зміни електромагнітних полів, супроводжуючі припливи. Певні фази Місяця також виконують роль сигнальних факторів для ряду мілководних придонних безхребетних, як наприклад, многощетинкових черв'яків 36 палоло, стимулюючи масовий викид ними статевих продуктів. Для видів із зовнішнім запліднення дуже важлива синхронність розмноження, що і досягається реакцією на зовнішній сигнал. Розглядаючи вплив екологічних факторів і відповідні реакції різноманітних видів, ми виділяємо три основні шляхи адаптації до умов середовища. Перший їх них - підпорядкування організму до впливу чинників із зміною інтенсивності обміну речовин. Такий шлях властивий видам із змінною температурою тіла (пойкілотермним) і змінним вмістом води (пойкілогідріческім). Підпорядкування середовищі економить енергетичні ресурси організму, але обмежує періоди його активності. Прямо протилежний шлях - активний опір впливу зовнішнього середовища. Він пов'язаний з підтриманням постійної температури тіла, обводнення та інших показників внутрішнього середовища організму і розвитком способів підтримки сталості життєдіяльності (механізмів гомеостазу) в умовах, що змінюються. Такі Гомойотермниє, гомойогідріческіе і т.п. види. Третій шлях адаптації властивий в основному тваринам, здатним до переміщення в просторі. Це шлях уникнення несприятливих умов, активний вибір відповідних місць існування - міграції, особливі форми поведінки (риття нір, будівництво гнізд та інших споруд тощо), що допомагають піти від негативного впливу факторів. Частіше за всіх у пристосуваннях видів до середовища поєднуються елементи всіх трьох основних шляхів адаптацій. Активна і прихована життя - теж прояв залежності від екологічних умов. При підпорядкуванні несприятливих факторів організми уповільнюють вещественно-енергетичний обмін і набувають високу ступінь стійкості, яку не могли б проявити в активному стані. Це важлива адаптація, що дозволяє виживати в екстремальних ситуаціях. При глибокому придушенні обміну речовин організми можуть взагалі не проявляти ознак життя. У деяких видів можлива навіть повна зупинка метаболічних процесів - анабіоз, або «уявна смерть». Здатність до анабіозу і подальшого відновлення життєдіяльності досягалася в експериментах з дрібними організмами: найпростішими, коловертками, нематодами, спорами рослин і грибів, насінням і т.п. Більшість цих видів живе в умовах різкої зміни умов вологості (у слоевищ лишайників, дрібних пересихаючих водоймах і т.д.) Необхідна умова анабіозу - повне видалення води з клітин, а умова відновлення життєдіяльності - збереження незруйнованими внутрішньоклітинних органел і мембран. Це можливо тільки при певному будові 37 клітин, що містять воду в дуже дрібних численних вакуолях. У стані анабіозу організми здатні переносити неймовірно низькі температури (до - 271 ° С), сильне радіоактивне опромінення, дію різних отрут та ін і зберігають життєздатність нічого не невизначено довгий час. Спори бактерій з нижніх шарів антарктичного крижаного щита поверталися до життя, пролежавши там десятки і сотні тисяч років. Передбачаються й терміни в мільйони років. Більшість організмів нездатне до повного анабіозу через складність будови клітин і неможливості зберегти їх структуру при повному зневодненні. Однак, уповільнення обміну речовин аж до глибокого спокою - дуже широко поширена адаптація, сильно розширює можливості виживання видів. Вона отримала назву латентної, або прихованого життя. Виділяють дві форми прихованого життя - гіпобіоз і кріптобіоза. Гіпобіоз - пряме уповільнення обміну речовин при дії несприятливого фактора з швидким поверненням до активного життя якщо фактор перестає діяти. Таке, наприклад, заціпеніння комах при зниженні денної температури, вмерзання в лід водних рослин, личинок бабок або жаб (у тому випадку, якщо кристалики льоду не утворюються в клітинах, а тільки в позаклітинній рідини). При відтаванні їх життєдіяльність відновлюється. Якщо умови життя сприятливі, гіпобіоз не настає, і організми активні протягом усього життя. Кріптобіоза складає частину життєвого циклу організмів. Він генетично запрограмований і приурочений до настання несприятливого часу року. Організми готуються до нього заздалегідь і впадають в кріптобіоза навіть якщо умови залишаються постійними. Такий, наприклад, зимовий спокій рослин. Листопадне дерево в певний період скине листя навіть якщо вирощувати його в теплиці. До явищ криптобиоза відноситься сплячка тварин і різні прояви діапаузи - призупинення розвитку в яйцях, насінні, на різних етапах життя комах, в ембріональному розвитку деяких ссавців, які припадають на зимовий час або інші несприятливі, регулярно повторювані періоди року. З криптобиоза організми не можна відразу вивести простим зміною умов, потрібен час для його реалізації, після чого організм починає реагувати на певні сигнальні фактори. Знання шляхів і можливостей адаптацій організмів використовується при розробці біологічних технологій. Наприклад, явище анабіозу докорінно змінило режим утримання культур мікроорганізмів. Штами з важливими людини 38 властивостями раніше зберігали в активному стані, що вимагало постійного їх пересіву і не давало гарантії збереження властивостей через постійно виникаючих мутацій. Тепер їх тримають при температурах, близьких до абсолютного нуля, в стані анабіозу. Подібні технології застосовують для зберігання клітин і тканин в медичних цілях, сперми цінних виробників при селекції тварин, генетичних матеріалів видів, яким загрожує вимирання і т.п. Розробка будь-яких біотехнологій вимагає тонкого і глибокого знання адаптивних особливостей використовуваних видів. Питання до лекції 3. 1. Чим відрізняються поняття «умова» і «ресурс»? 2. Що відноситься до природних ресурсів житті сучасного суспільства? 3. Що таке закон оптимуму і закон лімітують факторів? Як вони співвідносяться між собою? 4. Що називають адаптивними ритмами організмів? 5. Що таке латентна (прихована) життя, які її форми і екологічне значення для організмів? Рекомендована література 1. Чернова Н.М., Билов А.М. Загальна екологія. Підручник для студентів педагогічних вузів. - М.: Дрофа, 2004. 412 с. 2. Шилов І.А. Екологія. Підручник для біол. і мед. вузів. - М.: Вища школа, 1997 - 2003. 512 с. 3.Одум Ю. Екологія. - М.: Світ, 1986. Т. 1. 328с. 4. Горишіна Т.К. Екологія рослин. - М.: Вища школа, 1979. 368 с. Контрольна робота № 1. 1. Перелічіть і коротко охарактеризуйте основні етапи розвитку екології. 2. Як співвідносяться між собою галузі знання «загальна екологія» і «соціальна екологія»? 39 3. Складіть список, з яким числом видів Ви були пов'язані речовинно-енергетичними відносинами, виходячи з Вашого меню за тиждень, прийому лікарських препаратів і утримання домашніх тварин. 4. Розрахуйте теоретично можливе потомство від однієї пари домашніх кроликів за 3 роки. Прийняти, що самка здатна давати 6 приплодів на рік до 8 кроленят, і що молоді самки починають розмножуватися через 10 місяців після народження. Наведіть розрахунки. 5. У яких областях промисловості використовуються бактерії і їх здатність швидко розмножуватися. Запропонуйте свої варіанти використання швидко розмножуються видів. 6. Вкажіть переваги і недоліки гомойотермии в порівнянні з пойкілотермов. Які особливості будови і фізіології теплокровних (гомойотермним) тварин допомагають їм підтримувати постійну температуру тіла? 7. Поясніть, чому птахи і ссавці легше переносять низьку температуру середовища в порівнянні з високою. 8. Які тварини і рослини вашій місцевості відносяться до волого-і сухолюбивой? Вкажіть для 3 -4 з них, якими адаптаціями для цього вони володіють. 9. Поясніть, чому закінчився невдачею експеримент з акліматизацією південноамериканської лами в горах Тянь-Шаню. 10. Які екологічні фактори найбільш важливі в водної, а які - в наземній середовищі життя? Чому? 11. В яких умовах адаптивна форма рослин перекотиполе? 12. Що станеться з навколишнім середовищем, якщо в тайзі повністю знищити отрутохімікатами гнус - комарів і мошок, сильно докучають людині? 13. Які з видів природи вашій місцевості можна віднести до біологічних ресурсів людини? 14. Чи реальний повний анабіоз у людини? Чому? 15. Чому маки і тюльпани можуть рости в жарких пустелях? Як назвати цей шлях адаптації? 40
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "ЕКОЛОГІЧНІ АДАПТАЦІЇ" |
||
|
||