Слайд 1Лекция 3 АДАПТАЦИЯ ОРГАНИЗМОВ
К ДЕЙСТВИЮ ВАЖНЕЙШИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Адаптации организмов
к абиотическим факторам
Жизненные формы
Свет как экологический фактор
Температура как экологический фактор
Вода
в жизни организмов
Эдафические факторы
Слайд 21. Адаптации к важнейшим абиотическим факторам
Адаптации
– это процесс
и результат приспособления организма к окружающей среде
Слайд 5Основные направления адаптации к неблагоприятным условиям:
уход от неблагоприятных условий
- поведенческие реакции (перелеты птиц на юг, зарывание насекомых в
почву при сильной жаре)…
снижение жизнедеятельности (анабиоз) –спячка млекопитающих, диапауза насекомых, у растений – сбрасывание листьев и перезимовка в виде клубней, луковиц, семян или спор …
приспособление к активной жизни в неблагоприятных условиях –
теплокровность, использование метаболической воды…
Слайд 6Механизмы адаптаций
поведенческие (= этологические) - перелеты на юг, зарывание в
снег…
морфологические (внешние) - густая белая шерсть зайца, копательные или
плавательные ноги, мясистый стебель и колючки кактуса…
физиолого-биохимические – использование своего СО2 кукурузой, метаболической воды верблюдом, наборы ферментов соответствующие составу пищи
Слайд 7Виды адаптаций
Генотипические
происходят под действием отбора в ряду поколений,
и их
результат
передается
по наследству
Индивидуальные
(= акклимации)
возникают на протяжении жизни
одной особи,
по наследству
не передаются
Слайд 8Смертность колорадского жука
от ранее смертельной дозы инсектицида (пример генотипической
адаптации)
Слайд 9Пример индивидуальной адаптации
Слайд 10Следствия адаптации
Возникновение экологических групп (могут переносить те или иные значения
фактора):
Возникновение жизненных форм -
Влаголюбивые –
засухоустойчивые
Теплолюбивые –
морозоустойчивые
Ночные – дневные и т.д.
внешний облик организма, характеризующий его приспособленность к условиям среды
Слайд 11При их образовании возможна конвергенция
- появление внешнего сходства у неродственных
видов, ведущих одинаковый образ жизни в сходных условиях.
Слайд 122. Жизненные формы
Жизненные формы растений
(по внешнему виду)
Деревья (1 ствол,
не ниже 2 м)
Кустарники (ветвление от земли)
Кустарнички (не выше 50
см)
Полукустарники (верх побегов отмирает)
Лианы (лазающие)
Суккуленты (сочные стебли и листья)
Травы (надземная часть отмирает на зиму)
Слайд 13Жизненные формы растений
(по К.Раункиеру)
основной признак – положение почек возобновления
по отношению к почве и снеговому покрову
Слайд 14Фанерофиты (от гр. фанерос – открытый) – деревья и кустарники
с почками над снегом
Хамефиты (от гр. хамаи - на земле)
– полукустарнички, стелющиеся растения с почками под снегом (черника)
Гемикриптофиты (от гр. геми – полу, криптос – тайный, скрытый) - многолетние травы с точкой роста на уровне почвы (одуванчик, злаки)
Криптофиты–сохраняются подземные или подводные клубни, луковицы или корневища (лук, ветреница, картофель, рогоз, стрелолист)
Терофиты (от греч. терос – лето) - в неблагоприятное время года сохраняются только семена (сурепка, марь, щерица, крапива).
Слайд 15Соотношение
разных жизненных форм растений
в разных климатических хонах
Слайд 16Жизненные формы животных
(по Д. Н. Кашкарову)
Плавающие формы
Чисто водные:
а) нектон
(активно плавают), б) планктон (пассивно плавают), в) бентос (на дне)
Полуводные:
а)
ныряющие, б) неныряющие, в) лишь добывающие из воды пищу
Роющие формы
Абсолютные землерои (всю жизнь проводящие под землей)
Относительные землерои (выходящие на поверхность)
Наземные формы
Не делающие нор:
а) бегающие, б) прыгающие, в) ползающие
Делающие норы:
а) бегающие, б) прыгающие, в) ползающие
Животные скал
Древесные лазающие формы
Не сходящие с деревьев Лишь лазающие по деревьям
Воздушные формы
Добывающие пищу в воздухе Высматривающие пищу с воздуха
Слайд 17Жизненные формы обитателей степей разных континентов (конвергенция)
Слайд 183. Свет как экологический фактор:
Роль света:
это первичный источник энергии
для фотосинтеза (ФАР – 370-740 нм) – витальное действие
синхронизатор биологических ритмов (настройка биологических часов) - сигнальное действие
условие зрительной ориентации - сигнальное действие
Слайд 19Экологические группы по предпочитаемой освещенности
Гелиофиты (гр. гелиос – солнце) =
светолюбивые растения. Не выносят тени, у них яркий свет не
подавляет фотосинтеза (степные травы, хлебные злаки, сосна лиственница)
Сциофиты (от гр. скиа – тень) = тенелюбивые растения (ель, пихта, лесные травы - копытень, сныть). Хорошо растут только в тени (предельная интенсивность фотосинтеза)
Факультативные гелиофиты (факультативные – необязательные) = теневыносливые растения. Хорошо растут и в тени, и на солнце (растений лугов и опушек, липа)
Дневные, ночные, сумеречные животные
Слайд 20Экологические оптимумы по отношению к свету
1. Сциофит
2. Гелиофит
3.Факультативный
гелиофит
Слайд 21Фотопериодизм – это реакция организма на сезонные изменения длины дня
Длиннодневным
(северным) организмам нужен день не менее 14-15 час. Иначе растения
(рожь, овес, горох) не цветут, насекомые (капустница, колорадский жук) впадают в диапаузу
Слайд 22Короткодневным (южным) организмам нужен день < 10-12 час. Иначе растения
(огурцы, перец, соя) не цветут, насекомые (тутовый шелкопряд, цикады) впадают
в диапаузу
Слайд 234.Температура как экологический фактор
Температура определяет скорость химических реакций в организме
Скорость
реакций увеличивается в 2-3 раза при повышении температуры на 10О
В
результате ускоряется развитие
Слайд 24Экологические группы по предпочитаемой температуре
Криофилы – обитают при низких температурах
(белый медведь, олений мох – ягель)
Термофилы – обитают при высоких
температурах (жирафы, гуппи, кактусы)
Слайд 25Пойкилотермные организмы (от гр. пойкилос – пестрый, разнообразный и термос
- тепло) меняют свою температуру вместе с температурой среды (микробы,
растения, насекомые, рыбы и т.д.)
Гомойотермные организмы (от гр. гомос – одинаковый) имеют постоянную температуру тела (млекопитающие и птицы)
Гетеротермные организмы (от гр. гетерос – разный) –поддержание постоянной температуры сменяется спячкой с сильным понижением температуры (медведь, еж)
По способности поддерживать внутри оптимальную для себя температуру различают
Слайд 26Адаптации к холоду:
Миграции
Спячка, диапауза
Накопление жира, масла, гликогена
Увеличение концентрации клеточных растворов,
глицерин (антифриз)
Гомойотермность (= теплокровность)
Сохранение точек роста под землей или снегом
Снижение
теплоотдачи (шерсть, слой жира, правила К.Бергмана и Д.Аллена)
Слайд 27Правило К.Бергмана:
у теплокровных размеры тела в северных популяциях вида (или
близких видов) крупнее, чем в южных
Слайд 28Увеличение размера особей
в популяциях кабана,
в районах с более
суровой зимой
Слайд 29Правило Д.Аллена:
у северных популяций вида или близких видов выступающие части
тела (конечности, хвосты, уши) меньше, чем у южных
Слайд 305. Вода в жизни организмов
Роль воды:
Растворитель
Реагент в хим.реакциях (фотосинтеза и
др.
- 500 г воды идет на получение
1 г органич. в-ва)
Транспортная (кровь, у растений 97-99% ее уходит на транспирацию, т.е. испарение)
Термостабилизатор и терморегулятор
Структурная функция (составляет 60-95% массы цитоплазмы)
Слайд 31Экологические группы по потребности в воде
Гидробионты – живут в воде
(рыбы, водоросли)
Гигрофилы – во влажных местообитаниях
Гидатофиты – почти полностью погруженные
растения (кувшинка)
Гидрофиты – сильно выступающие из воды (камыш)
Мезофилы – при умеренной влажности (овес)
Ксерофилы – сухолюбивые
Суккуленты – растения, накапливающие воду в стеблях и листьях (кактус, алоэ)
Склерофиты – растения с жесткими незавядающими стеблями (ковыли, верблюжья колючка)
Слайд 32Адаптации к низкой влагообеспеченности
(содержание воды в клетках обычно 70 -
98%)
Длинные корни
Накапливание воды в стеблях
Восковой налет
Закрывание устьиц
Использование метаболической воды
(верблюд, моль, амбарный долгоносик)
Вместо мочи – твердые ураты (некоторые ящерицы и черепахи)
Слайд 336. Эдафические факторы
Животные, обитающие в почве – геобионты (крот)
Почва
для растений –
Среда укрепления
Источник влаги и минерального питания
Экологические группы по
потребности в питательных веществах
Олиготрофы (от гр. трофэ - питание, олиго – мало) – могут жить на бедных почвах (вереск, сосна, сфагнум)
Мезотрофы (от гр. мезос - средний) – умеренно требовательны к плодородию (клевер, земляника, ель)
Эвтрофы (от гр. эу – хорошо) – на богатых почвах (крапива, черемуха, лещина)
Нитрофилы – требуют много азота (малина, крапива)
