ІІІ семестр

Розділ 4. Надорганізмові рівні організації життя

Лекція 1

Тема: Екологічні чинники. Загальні закономірності їх впливу на організм.

1. Екологія як наука
2. Екологічні фактори, їх види
3. Загальні закономірності впливу екологічних факторів на живі організми

          Які розділи біології відомі і що вони вивчають? (молекулярна біологія (органічні і неорганічні сполуки біологічно активні речовини), цитологія (будова клітин, мітоз, мейоз), гістологія (тканини рослин і тварин), організмовий рівень (віруси (неклітинні), прокаріоти, еукаріоти, найпростіші, розмноження організмів), генетика (моногібридне і дигібридне схрещування).

              1.Термін «екологія» було запропоновано у 1866 році Геккелем.

Екологія – наука про взаємозв’язки між організмами, їхніми угрупуваннями та середовищем їх існування.

Завдання екології:

• з’ясувати взаємозв’язки між організмами та їхніми угрупуваннями (симбіоз, паразитизм, ланцюги живлення);
• вивчити взаємозв’язки організмів з навколишнім середовищем (пристосування до умов середовища);
• створити основи для раціонального використання природних ресурсів (щоб не зашкодити природі) та прогнозування змін природи під впливом діяльності людини;
• застосування екологічних знань у галузі охорони навколишнього середовища та відновленні зруйнованих природних систем.

Предмет екології – вивчення зв’язків між самими організмами та їх зв’язків з навколишнім середовищем.

Методи екологічних досліджень:

• спостереження, експеримент, дослідження, опис;
• метод екологічної індикації – дає змогу вивчити видовий склад та чисельність особин певного виду в певній екосистемі;
• екологічний моніторинг – дає змогу виявляти зміни внаслідок постійного спостереження  за певною місцевістю – «локальний моніторинг» (природоохоронна територія, зона ЧАЕС), регіоном – «регіональний моніторинг, за біосферою в цілому – «локальний»;
• моделювання – вивчає взаємозв’язки організмів (харчові, конкурентні), встановлює залежність чисельності популяції від інтенсивності дії екологічних факторів (розводити тварин (жаб), які живляться комахами в місцях, де багато шкідників рослинності).

Екологічні чинники (фактори) – елементи чи властивості середовища, які впливають на живі організми.

Типи екологічних чинників:

- абіотичні – чинники неживої природи, які впливають на окремі організми або їх угрупування.

Види:

А) кліматичні – світло, тепло, волога;

Б) грунтові – механічний склад, фізичні властивості та мікрофлора грунтів;

В) топографічні – висота над рівнем моря, рельєф.

Світло необхідне рослинам для росту і фотосинтезу, тваринам необхідне для орієнтації у просторі (денні і нічні тварини) та утворення вітаміну D.

Температура впливає на рослин: при зниженні температури – листопад, у пустелях листя рослин має опушення чи восковий наліт (відбиває сонячні промені). У холоднокровних тварин температура тіла залежить від температури навколишнього середовища, у теплокровних тварин наявний волосяний покрив, потовиділення, сплячка, жировідкладання (для підтримання температури тіла в рівновазі).

Вода є обов’язковим компонентом для життя рослин, тому у багатьох рослин є пристосування для збереження води – колючки, занурені продихи, кутикула, заглиблена коренева система, запаси води в стеблі та листках. У тварин відбувається накопичення жиру.

Грунт впливає на життєдіяльність рослин, які ростуть на заболочених грунтах (де мало кисню), тому у них з’являються повітряні корені. Одні ростуть на кислих грунтах (щавель), інші на лужних (дуби), а деякі на засолених грунтах (полин).

Біотичні чинники – фактори впливу живих істот одна на одну.

Типи біотичних чинників:

• фітогенні – вплив рослин на живі організми (паразитизм, симбіоз (лишайники);
• зоогенні – вплив тварин на живі організми (поїдання, хижацтво, витоптування, запилення);
• антропогенні – форми людської діяльності, які призводять до змін як середовища існування організмів та безпосередньо впливають на життя самих організмів (відходи від промисловості, транспортні викиди в атмосферу, вирубування лісів, вилов рідкісних тварин, полювання, рибальство, природоохоронна діяльність).

3.Хоча факторів є чимало, але існують певні закономірності їх впливу на живі організми.

Пристосування організмів до умов середовища називається адаптаціями. Організми пристосовуються до того середовища в якому вони живуть.

Загальні закономірності впливу чинників на організм:

• Кожен чинник позитивно впливає на організм лише в певних межах (закон оптимуму). Чим більше відхилення від оптимуму, тим менш сприятливий вплив чинника на організм. Існують певні межі дії чинника (мінімальний і максимальний), нижче і вище за які організм гине (песці переносять коливання температури  +30^◦ С (верхня межа)  -55^◦ С (нижня межа), якщо температура виходить за ці межі, то тварина гине).
• Стійкість видів до дії чинників не однакова (бурий ведмідь харчується різною їжею, а лось лише рослинною їжею). Види, які переносять широке коливання дії того чи іншого фактора називаються евритопними (еври – широкий). Види, які переносять вузьке коливання дії фактори – стенотопні.
• У одного організму може бути висока витривалість відносно одного чинника, але низька до інших (лишайники витримують тривалу посуху та зменшення органіки в субстраті, але дуже чутливі до забруднення атмосферного повітря).
• Межі витривалості організму відносно іншого чинника середовища можуть змінюватися у разі взаємодії різних чинників (якщо організм одержує достатню кількість їжі, то він легше переносить надлишок або нестачу інших факторів – зменшення температури).
• Жоден чинник не може бути повністю замінений іншим. Якщо хоча б один чинник досягає критичної величини, то організм може загинути. Таке значення чинника називається обмежувальним (лімітуючим) – ті, що виходять за межі максимуму або мінімуму (у пустелі лімітукючий фактор - вода, у тундрі – зменшення температури, в горах – нестача кисню).
• Для дії екологічного чинника характерний екологічний мінімум (нестача або надлишок фактора) та екологічний максимум. Діапазон між цими двома величинами називається екологічною толерантністю. В діапазоні толерантності виділяють точку оптимуму – відповідає найкращій життєдіяльності організму. За межами зони толерантності – смерть.