Rehabilitacja ekologiczna. Biologiczne czynniki środowiskowe

W obrębie biosfery możemy wyróżnić cztery główne siedliska. Są to środowisko wodne, lądowe środowisko powietrzne, gleba oraz środowisko utworzone przez same organizmy żywe.

Środowisko wodne

Woda jest siedliskiem wielu organizmów. Z wody pozyskują wszystkie substancje niezbędne do życia: żywność, wodę, gazy. Dlatego niezależnie od tego, jak różnorodne są organizmy wodne, wszystkie muszą być dostosowane do głównych cech życia w środowisku wodnym. Cechy te są określone przez fizyczne i właściwości chemiczne woda.

Hydrobionty (mieszkańcy środowisko wodne) żyją zarówno w wodzie słodkiej, jak i słonej i są podzielone na grupy (3) w zależności od ich siedliska:

plankton – organizmy żyjące na powierzchni zbiorników wodnych i biernie poruszające się w wyniku ruchu wody;
nekton - aktywnie poruszający się w słupie wody;
bentos – organizmy żyjące na dnie zbiorników wodnych lub zagrzebujące się w mule.

Wiele małych roślin i zwierząt stale unosi się w słupie wody, żyjąc w stanie zawieszenia. Możliwość szybowania jest zapewniona nie tylko właściwości fizyczne woda, która ma siłę wyporu, ale także specjalne przystosowania samych organizmów, na przykład liczne narośla i przydatki, które znacznie zwiększają powierzchnię ich ciała, a tym samym zwiększają tarcie z otaczającą cieczą.

Gęstość ciała zwierząt, takich jak meduzy, jest bardzo zbliżona do gęstości wody.

Pomaga im również pozostać w słupie wody charakterystyczny kształt ciało przypominające spadochron.

Aktywni pływacy (ryby, delfiny, foki itp.) mają wrzecionowate ciało i kończyny w postaci płetw.

Ich poruszanie się w środowisku wodnym ułatwia dodatkowo m.in specjalna konstrukcja osłony zewnętrzne wydzielające specjalny środek smarny – śluz, który zmniejsza tarcie z wodą.

Woda ma bardzo dużą pojemność cieplną, tj. zdolność do gromadzenia i zatrzymywania ciepła. Z tego powodu w wodzie nie występują gwałtowne wahania temperatury, które często występują na lądzie. Bardzo głębokie wody potrafią być bardzo zimne, jednak dzięki stałej temperaturze zwierzęta potrafią wykształcić szereg przystosowań, które zapewniają życie nawet w takich warunkach.

Zwierzęta mogą żyć na ogromnych głębokościach oceanicznych. Rośliny przeżywają tylko w górnej warstwie wody, gdzie dociera energia promienista niezbędna do fotosyntezy. Ta warstwa nazywa się strefa foticzna .

Ponieważ powierzchnia wody odbija większość światła, nawet w najbardziej przezroczystych wodach oceanu grubość strefy foticznej nie przekracza (100) m. Zwierzęta żyjące na dużych głębokościach żywią się żywymi organizmami lub szczątkami zwierząt rośliny, które stale spadają z górnej warstwy.

Podobnie jak organizmy lądowe, zwierzęta i rośliny wodne oddychają i potrzebują tlenu. Ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie maleje wraz ze wzrostem temperatury. Co więcej, tlen rozpuszcza się gorzej w wodzie morskiej niż w wodzie słodkiej. Z tego powodu woda otwarte morze Strefa tropikalna jest uboga w organizmy żywe. I odwrotnie, wody polarne są bogate w plankton - małe skorupiaki, którymi żywią się ryby i duże walenie.

Skład soli w wodzie jest bardzo ważny dla życia. Szczególne znaczenie dla organizmów mają jony \(Ca2+\). Małże i skorupiaki potrzebują wapnia do budowy muszli lub muszli. Stężenie soli w wodzie może się znacznie różnić. Wodę uważa się za świeżą, jeśli w jednym litrze znajduje się mniej niż \(0,5\) g rozpuszczonych soli. Woda morska Charakteryzuje się stałym zasoleniem i zawiera średnio \(35\) g soli na litr.

Środowisko powietrza naziemnego

Ziemskie środowisko powietrzne, opanowane w toku ewolucji później niż środowisko wodne, jest bardziej złożone i różnorodne, a zamieszkują je lepiej zorganizowane organizmy żywe.

Bardzo ważny czynnik O życiu żyjących tu organizmów decydują właściwości i skład otaczających je mas powietrza. Gęstość powietrza jest znacznie mniejsza niż gęstość wody, dlatego organizmy lądowe mają wysoko rozwinięte tkanki podporowe - szkielet wewnętrzny i zewnętrzny. Formy ruchu są bardzo różnorodne: bieganie, skakanie, pełzanie, latanie itp. W powietrzu latają ptaki i niektóre rodzaje owadów. Prądy powietrza przenoszą nasiona roślin, zarodniki i mikroorganizmy.

Masy powietrza są w ciągłym ruchu. Temperatura powietrza może zmieniać się bardzo szybko i na dużych obszarach, dlatego organizmy żyjące na lądzie muszą wytrzymać liczne adaptacje ostre zmiany temperatur lub ich unikać.

Najbardziej niezwykłym z nich jest rozwój ciepłokrwistości, który powstał właśnie w ziemskim środowisku powietrznym.
Skład chemiczny powietrza (\(78%\) azot, \(21%\) tlen i \(0,03%\) dwutlenek węgla ma znaczenie dla życia roślin i zwierząt. Na przykład dwutlenek węgla jest najważniejszym surowcem do fotosyntezy. Azot powietrzny jest niezbędny do syntezy białek i kwasów nukleinowych.

Ilość pary wodnej w powietrzu (wilgotność względna) decyduje o intensywności procesów transpiracji w roślinach i parowania ze skóry niektórych zwierząt. Organizmy żyjące w warunkach niskiej wilgotności posiadają liczne adaptacje zapobiegające poważnej utracie wody. Na przykład rośliny pustynne mają potężny system korzeniowy, który może pompować wodę do rośliny z dużych głębokości. Kaktusy magazynują wodę w swoich tkankach i wykorzystują ją oszczędnie. U wielu roślin, aby ograniczyć parowanie, blaszki liściowe przekształcają się w kolce. Wiele zwierząt pustynnych zapada w sen zimowy w najgorętszym okresie, który może trwać kilka miesięcy.

Gleba - jest to wierzchnia warstwa terenu, przekształcona w wyniku żywotnej działalności istot żywych. Jest to ważny i bardzo złożony składnik biosfery, ściśle powiązany z innymi jej częściami. Życie glebowe jest niezwykle bogate. Niektóre organizmy całe życie spędzają w glebie, inne część swojego życia. Pomiędzy cząstkami gleby znajdują się liczne wgłębienia, które można wypełnić wodą lub powietrzem. Dlatego glebę zamieszkują zarówno organizmy wodne, jak i oddychające powietrzem. Ogromna rola Gleba odgrywa kluczową rolę w życiu roślin.

Warunki życia w glebie są w dużej mierze zdeterminowane przez czynniki klimatyczne, z których najważniejszym jest temperatura. Jednak w miarę zagłębiania się w glebę wahania temperatury stają się coraz mniej zauważalne: dzienne zmiany temperatury szybko zanikają, a wraz ze wzrostem głębokości zanikają także sezonowe zmiany temperatury.

Nawet na płytkich głębokościach tak jest kompletna ciemność. Ponadto w miarę zagłębiania się w glebę zawartość tlenu maleje, a zawartość dwutlenku węgla wzrasta. Dlatego tylko bakterie beztlenowe natomiast w górnych warstwach gleby oprócz bakterii, grzybów, pierwotniaków, glisty, stawonogi, a nawet stosunkowo duże zwierzęta tworzące przejścia i budujące schronienia, np. krety, ryjówki, kretoszczury.

Środowisko utworzone przez same organizmy żywe

Jest oczywiste, że warunki życia wewnątrz innego organizmu charakteryzują się większą stałością w porównaniu z warunkami środowiska zewnętrznego.

Dlatego organizmy, które znajdują miejsce w organizmie roślin lub zwierząt, często całkowicie tracą narządy i układy niezbędne gatunkom wolno żyjącym. Nie mają rozwiniętych narządów zmysłów ani narządów ruchu, ale rozwijają adaptacje (często bardzo wyrafinowane) umożliwiające utrzymanie się w ciele żywiciela i skuteczną reprodukcję.

Źródła:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologia. 9. klasa // Drop
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologia. Biologia ogólna (podstawowy poziom) 10-11 klasa // Drop

Zanieczyszczenie biologiczneśrodowisko występuje z powodu wpływ antropogeniczny NA świat. Do biosfery przedostają się głównie różne wirusy i bakterie, które pogarszają stan ekosystemów oraz wpływają na gatunki zwierząt i roślin.

Źródła zanieczyszczeń biologicznych

przedsiębiorstwa spożywcze;
ścieki bytowe i przemysłowe;
wysypiska śmieci i składowiska;
cmentarze;
sieci kanalizacyjne.

Zanieczyszczenia biologiczne w Inne czasy przyczyniły się do pojawienia się epidemii dżumy i ospy, gorączki u ludzi i różne rodzaje zwierzęta i ptaki. W Inne czasy Następujące wirusy były i są niebezpieczne:

wąglik;
plaga;
ospa;
Gorączka krwotoczna Ebola;
księgosusz;
podmuch ryżu;
wirus Nepaha;
tularemia;
toksyna botulinowa;
Wirus Chimera.

Wirusy te prowadzą do fatalny wynik ludzie i zwierzęta. W związku z tym należy podnieść kwestię zanieczyszczeń biologicznych. Jeśli nie zostanie zatrzymany, to jakiś wirus, może masowo i nie tylko Krótki czas zabić miliony zwierząt, roślin i ludzi tak szybko, że zagrożenie skażeniem chemicznym lub radioaktywnym będzie wydawać się mniej poważne.

Metody zwalczania zanieczyszczeń biologicznych

Dla ludzi wszystko jest prostsze: można zaszczepić się na najstraszniejsze wirusy. Zakażenia flory i fauny różnymi mikroorganizmami i bakteriami nie można kontrolować. W ramach środków zapobiegawczych należy wszędzie przestrzegać wysokich standardów sanitarno-epidemiologicznych. Wynalazki są szczególnie niebezpieczne Inżynieria genetyczna i biotechnologia. Z laboratoriów mikroorganizmy mogą przedostać się do środowiska i szybko się rozprzestrzenić. Niektóre wynalazki prowadzą do mutacje genowe, wpływają nie tylko na stan organizmu konkretnych jednostek, ale także przyczyniają się do jego pogorszenia funkcja rozrodcza, w wyniku czego gatunki flory i fauny nie będą mogły odnowić swojej liczebności. To samo dotyczy rasy ludzkiej. Zatem zanieczyszczenia biologiczne mogą szybko i szeroko zniszczyć całe życie na planecie, w tym ludzi.

Struktura klasyczna bioekologia obejmuje:

autekologia (ekologia poszczególnych organizmów),
demekologia (ekologia populacji i gatunków),
synekologia (ekologia zbiorowisk organizmów).

W ekologii wyróżnia się także:

ekologia różnych grup systematycznych (ekologia grzybów, roślin, ssaków itp.),
środowiska życia (ląd, gleba, morze itp.),
ekologia ewolucyjna (związek ewolucji gatunków z towarzyszącymi im warunkami środowiskowymi),
wiersz stosowane obszary(medycyna, ekologia rolnictwa, nauki o środowisku i ekonomia).

Środowisko życia - jest częścią przyrody, w której żyją organizmy:

woda,
powietrze,
gleba,
organizm.

Wodne środowisko życia.

Woda jest podstawowym środowiskiem życia istot żywych, ponieważ to w niej powstało życie. Większość organizmów nie jest zdolna do aktywnego życia bez przedostawania się wody do organizmu lub co najmniej bez utrzymywania określonej zawartości płynów w organizmie. Środowisko wewnętrzne Organizm, w którym zachodzą główne procesy fizjologiczne, oczywiście nadal zachowuje cechy środowiska, w którym zachodziła ewolucja pierwszych organizmów. Zatem zawartość soli w ludzkiej krwi (utrzymująca się na stosunkowo niskim poziomie). stały poziom) blisko tego w wodzie oceanicznej. Właściwości wodnego środowiska oceanicznego w dużej mierze zdeterminowały chemiczną i fizyczną ewolucję wszystkich form życia. Dom osobliwość Środowisko wodne to jego względna stabilność (amplituda sezonowych lub dobowych wahań temperatury w środowisku wodnym jest znacznie mniejsza niż w środowisku lądowo-powietrznym). Topografia dna, różnice w warunkach na różnych głębokościach, obecność raf koralowych itp. tworzą różnorodne warunki w środowisku wodnym.

Cechy środowiska wodnego wynikają z fizyki i chemii nieruchomości woda. Zatem duża gęstość i lepkość wody mają ogromne znaczenie dla środowiska. Ciężar właściwy wody jest porównywalny z ciężarem ciała organizmów żywych. Gęstość wody jest około 1000 razy większa niż gęstość powietrza. Dlatego organizmy wodne (zwłaszcza te aktywnie poruszające się) napotykają dużą siłę oporu hydrodynamicznego. Z tego powodu ewolucja wielu grup zwierząt wodnych poszła w kierunku opracowania kształtów ciała i typów ruchu, które zmniejszały opór, co doprowadziło do zmniejszenia kosztów energii potrzebnej do pływania. Zatem wśród przedstawicieli można znaleźć opływowy kształt ciała różne grupy organizmy żyjące w wodzie - delfiny (ssaki), ryby kostne i chrzęstne.

Duża gęstość wody powoduje również, że drgania mechaniczne dobrze rozprzestrzeniają się w środowisku wodnym. Miał ważny w ewolucji narządów zmysłów, orientacji przestrzennej i komunikacji pomiędzy mieszkańcami wód. Cztery razy większa niż w powietrzu, prędkość dźwięku w środowisku wodnym determinuje więcej Wysoka częstotliwość sygnały echolokacyjne.

Wskutek duża gęstość W środowisku wodnym jego mieszkańcy pozbawieni są obowiązkowego połączenia z podłożem, charakterystycznego dla form lądowych i związanego z siłami grawitacji. Dlatego jest cała grupa organizmy wodne(zarówno rośliny, jak i zwierzęta), istniejące bez obligatoryjnego połączenia z dnem lub innym podłożem, „pływające” w słupie wody. Przewodnictwo elektryczne otworzyło możliwość ewolucyjnego tworzenia elektrycznych narządów zmysłów, obrony i ataku.

Środowisko gruntowo-powietrzne życie scharakteryzowany ogromna różnorodność warunki życia, nisze ekologiczne i organizmy je zamieszkujące. Należy pamiętać, że organizmy odgrywają pierwszorzędną rolę w kształtowaniu warunków lądowo-powietrznego środowiska życia, a przede wszystkim składu gazowego atmosfery. Prawie cały tlen atmosfera ziemska jest pochodzenia biogennego.

Główne cechyśrodowisku gruntowo-powietrznym występują duże zmiany amplitudy czynniki środowiskowe, niejednorodność środowiska, działanie sił grawitacyjnych, niska gęstość powietrze. Zespół czynników fizyczno-geograficznych i klimatycznych charakterystycznych dla danego człowieka obszar naturalny, prowadzi do ewolucyjnego ukształtowania się morfofizjologicznego przystosowania organizmów do życia w tych warunkach, różnorodności form życia.

Powietrze atmosferyczne charakteryzuje się niską i zmienną wilgotnością. Okoliczność ta w dużym stopniu ograniczała (ograniczała) możliwości zagospodarowania środowiska gruntowo-powietrznego, a także ukierunkowała ewolucję metabolizm wody i soli i struktury narządów oddechowych.

Gleba jak środowisko życia jest wynikiem działalności organizmów żywych. Organizmy zamieszkujące środowisko gruntowo-powietrzne doprowadziły do powstania gleby jako wyjątkowego siedliska. Gleba jest skomplikowany system , w tym faza stała(cząstki mineralne), ciecz (wilgotność gleby) i gaz. Zależność między tymi trzema fazami określa cechy gleby jako środowiska życia. Ważny funkcja gleba to także obecność pewnej ilości materia organiczna. Powstaje w wyniku śmierci organizmów i jest częścią ich odchodów (wydzielin).

Warunki siedliskowe gleby determinują takie właściwości gleby, jak napowietrzenie (czyli nasycenie powietrzem), wilgotność (obecność wilgoci), pojemność cieplną i reżim termiczny (dobowe, sezonowe, roczne wahania temperatury). Reżim termiczny jest bardziej konserwatywny w porównaniu ze środowiskiem gruntowo-powietrznym, szczególnie na dużych głębokościach. Ogólnie rzecz biorąc, gleba ma dość stabilne warunki życia. Różnice pionowe są również charakterystyczne dla innych właściwości gleby, na przykład przenikanie światła zależy od głębokości.

Zajmuje środowisko glebowe pozycja pośrednia pomiędzy środowiskiem wodnym i lądowo-powietrznym. W glebie mogą żyć organizmy oddychające zarówno drogą wodną, jak i powietrzną. Pionowy gradient penetracji światła w glebie jest jeszcze bardziej wyraźny niż w wodzie. Mikroorganizmy występują w całej glebie i roślinach (głównie systemy korzeniowe) są powiązane z horyzontami zewnętrznymi. Organizmy glebowe charakteryzują się specyficznymi narządami i rodzajami ruchu (zakopywanie kończyn u ssaków, zdolność do zmiany grubości ciała, obecność wyspecjalizowanych torebek na głowie u niektórych gatunków); kształty ciała; trwałe i elastyczne osłony; redukcja oczu i zanik pigmentów. Wśród mieszkańców gleby szeroko rozwinięta jest saprofagia - zjadanie zwłok innych zwierząt, gnicie szczątków itp.

Czynniki środowiskowe - elementy środowiska wpływające na organizmy, w odpowiedzi na które organizmy reagują reakcjami adaptacyjnymi.

Z natury wyróżniają się:

- nieorganiczny lub Czynniki abiotyczne : temperatura, światło, woda, powietrze, wiatr, zasolenie i gęstość środowiska, promieniowanie jonizujące;

- czynniki biotyczne związane ze wspólnym mieszkaniem, wzajemnym wpływem zwierząt i roślin na siebie;

- czynniki antropogeniczne- wpływ człowieka, działalność człowieka na przyrodę; pod względem zakresu i globalności swojego oddziaływania zbliżają się do sił geologicznych.

Każdy z czynników środowiskowych jest niezastąpiony. Zatem braku ciepła nie da się zastąpić dużą ilością światła, a składników mineralnych niezbędnych do odżywiania roślin wodą.

Antropogeniczny czynniki związane z działalnością człowieka, pod wpływem której zmienia się i kształtuje środowisko. Działalność człowieka rozciąga się praktycznie na całą biosferę: górnictwo, zagospodarowanie zasobów wodnych, rozwój lotnictwa i astronautyki wpływają na stan biosfery. W rezultacie istnieją procesy destrukcyjne w biosferze, do których zalicza się zanieczyszczenie wody, „efekt cieplarniany” związany ze wzrostem stężenia dwutlenku węgla w atmosferze, niszczenie warstwy ozonowej, „kwaśne deszcze” itp.

Organizmy przystosować się(dostosować się) do wpływu pewnych czynników w procesie naturalna selekcja. Określane są ich możliwości adaptacyjne norma reakcji w odniesieniu do każdego z czynników, zarówno stale działających, jak i zmiennych w swoich wartościach. Na przykład długość dnia w danym regionie jest stała, ale temperatura i wilgotność mogą wahać się w dość szerokich granicach.

Czynniki środowiskowe charakteryzują się intensywnością działania, optymalną wartością ( optymalny), maksymalne i minimalne wartości, w ramach których możliwe jest życie konkretnego organizmu. Parametry te są różne dla przedstawicieli różnych gatunków.

Odchylenie od optymalnego dowolnego czynnika, na przykład zmniejszenie ilości pożywienia, może się zawęzić granice wytrzymałości ptaków lub ssaków w związku ze spadkiem temperatury powietrza.

Czynnik, którego wartość wynosi ten moment jest na granicy wytrzymałości lub ją przekracza ograniczające.

Natężenie wpływu różnych czynników środowiskowych na populację jako całość nazywa się regułą optymalną i opisuje się ją graficznie. Oś rzędnych przedstawia wielkość populacji w zależności od dawki danego czynnika (oś odciętych). Atrakcja optymalne dawki czynnik i dawka czynnika, przy której następuje zahamowanie czynności życiowych danego organizmu. Na wykresie odpowiada to pięciu strefy : strefa optymalna, na prawo i na lewo od niej strefy pesymalne (od granicy strefy optymalnej do max lub min) oraz strefy śmiertelne (znajdujące się poza max i min), w których liczebność populacji wynosi 0. Intensywność współczynnika to, co jest najkorzystniejsze dla aktywności życiowej, nazywa się optymalnym lub optymalnym. Nazywa się granice, poza którymi istnienie organizmu jest niemożliwe dolna i górna granica wytrzymałości .

Eurybionty -

organizmy żyjące w różne warunkiśrodowisko (tolerują szeroki zakres wahań czynników).

Stenobionty -

organizmy, które tego wymagają określone warunki istnienie (wąski zakres wahań czynników).

Ze złożonym wpływem różne czynniki na organizmach ograniczające Czynnik (ograniczający rozwój organizmów) to czynnik, którego występuje w niedoborze lub w nadmiarze. Tak zwana „beczka Liebiga” pomaga przedstawić tę sytuację w przenośni. Wyobraź sobie beczkę, w której drewniane listwy po bokach mają różną wysokość. Wiadomo, że niezależnie od wysokości pozostałych listew, do beczki można wlać dokładnie tyle wody, ile wynosi długość najkrótszych listew.

Prawo optymalnego, minimalnego i maksymalnego.

Prawo to mówi, że najwyższy plon można uzyskać jedynie przy średniej, czyli optymalnej, obecności czynnika życiowego rośliny.

Efekt tego prawa jest wyraźnie widoczny, gdy rośliny rosną na tle różnych dostaw dowolnego czynnika życia, na przykład wody, ciepła, dwutlenku węgla lub jakiegokolwiek innego. We wszystkich przypadkach, gdy ilość czynnika wzrośnie od minimalnej do optymalnej, warunki wzrostu roślin ulegną poprawie, a plon wzrośnie. Wraz z dalszym wzrostem ilości czynnika wydajność zacznie spadać, aż osiągnie wartość bliską zera maksymalna ilość czynnik życia roślin.

Na wzrost rośliny uprawne Nie ma tu wpływu pojedynczy czynnik życia, ale kombinacja czynników życia i warunków środowiskowych. Stwierdzono, że zmieniając tylko jeden czynnik życia, bez bezpośredniego wpływu na pozostałe, wzrost plonów stopniowo zanika, a następnie całkowicie zatrzymuje się przy tych samych dodatkowych dawkach tego czynnika. Powodem tego jest ograniczający wpływ innych czynników życiowych, ponieważ wchodzi w grę prawo minimum, czyli czynników ograniczających - plony upraw rolnych zależą od czynnika życia, który jest na względnym minimum.

Prawo minimum, Lub czynniki ograniczające, ma również związek z fizjologią roślin, gdzie zinterpretowano go w następujący sposób; czynnik będący na względnym minimum ogranicza wpływ wszystkich innych czynników życia. Przyjęto, że czynniki życiowe działają na rośliny w izolacji od siebie. Jednak takie zjawisko nie występuje w naturze. Liczne eksperymenty i praktyka wykazały, że aktywność życiowa roślin uprawnych w rzeczywistości zależy od czynników życiowych, które są na względnym minimum, ale w w niektórych przypadkach Brak niektórych czynników życia można w pewnym stopniu złagodzić poprzez dobre zaopatrzenie w inne czynniki życia. Przykładowo, jeśli dwutlenek węgla jest czynnikiem ograniczającym proces fotosyntezy, to ograniczenie to można usunąć na kilka sposobów: po pierwsze, zwiększając stężenie dwutlenku węgla w otaczającej roślinie powietrze atmosferyczne; po drugie, tworząc optymalna temperatura powietrze otoczenia. To ostatnie doprowadzi do zwiększonej dyfuzji cząsteczek dwutlenku węgla z środowisko do przestrzeni międzykomórkowych liścia, czyli w celu lepszego zaopatrzenia chloroplastów w dwutlenek węgla.
Złożoność relacji między czynnikami życiowymi między sobą, a także między nimi a roślinami, nie pozwala na uproszczone zrozumienie działania prawa minimum, czyli czynników ograniczających.

W warunkach produkcyjnych konieczne jest poznanie czynników życia znajdujących się w pierwszym, drugim i kolejnych minimum oraz usunięcie ich ograniczającego wpływu za pomocą technik agrotechnicznych i innych.

Nie tylko czynniki życiowe mogą ograniczać plony, ale także niekorzystne warunkiśrodowiska: glebowe, fitologiczne i agrotechniczne, np. kwasowość gleby, jej zanieczyszczenie. Należy podjąć działania, aby je ograniczyć negatywny wpływ na roślinach uprawnych.

Rytmy biologiczne.

Wiele procesy biologiczne w przyrodzie przebiegają rytmicznie, tj. różne stany organizmy występują naprzemiennie z dość wyraźną okresowością. DO czynniki zewnętrzne obejmują – zmiany oświetlenia (fotoperiodyzm), temperatury (termoperiodyzm), pole magnetyczne, intensywność promieniowania kosmicznego. Wzrost i kwitnienie roślin zależy od interakcji między nimi rytmy biologiczne oraz zmiany czynników środowiskowych. Te same czynniki determinują czas migracji ptaków, linienia zwierząt itp.

Fotoperiodyzm

– czynnik determinujący długość godzin dziennych, a co za tym idzie, wpływający na przejawy innych czynników środowiskowych. Długość dnia jest dla wielu organizmów sygnałem zmieniających się pór roku. Bardzo często na organizm wpływa splot czynników, a jeśli któryś z nich jest ograniczający, wówczas wpływ fotoperiodu jest zmniejszony lub nie pojawia się wcale. Na niskie temperatury na przykład rośliny nie kwitną.

Zadania tematyczne

A1. Organizmy mają tendencję do adaptacji

1) na kilka, najistotniejszych czynników środowiskowych

2) do jednego czynnika, który jest najważniejszy dla organizmu

3) do całego zespołu czynników środowiskowych

4) głównie na czynniki biotyczne

A2. Czynnik ograniczający nazywa się

1) zmniejszenie przeżywalności gatunku

2) najbliższe optymalnemu

3) o szerokim zakresie wartości

4) wszelkie antropogeniczne

A3. Czynnikiem ograniczającym dla pstrąga potokowego może być

1) prędkość przepływu wody

2) wzrost temperatury wody

3) bystrza w potoku

4) długie deszcze

A4. Ukwiał morski i krab pustelnik są w związku

1) drapieżny

3) neutralny

4) symbiotyczny

A5. Optimum biologiczne jest działaniem pozytywnym.

1) czynniki biotyczne

2) czynniki abiotyczne

3) wszelkiego rodzaju czynniki

4) czynniki antropogeniczne

A6. Za najważniejsze przystosowanie ssaków do życia w zmiennych warunkach środowiskowych można uznać umiejętność

1) samoregulacja

2) zawieszona animacja

3) ochrona potomstwa

4) wysoka płodność

A7. Czynnikiem powodującym sezonowe zmiany w dzikiej przyrodzie jest

1) ciśnienie atmosferyczne

2) długość dnia

3) wilgotność powietrza

4) t powietrze

A8. Czynnik antropogeniczny obejmuje

1) rywalizacja między dwoma gatunkami o terytorium

4) zbieranie jagód

A9. narażone na działanie czynników o stosunkowo stałych wartościach

1) koń domowy

3) tasiemiec bydlęcy

4) osoba

A10. Ma szerszą normę reakcji w odniesieniu do sezonowych wahań temperatury

1) żaba błotna

2) chruścik

4) pszenica

W 1. Czynniki biotyczne obejmują

1) pozostałości organiczne roślin i zwierząt w glebie

2) ilość tlenu w atmosferze

3) symbioza, mieszkanie, drapieżnictwo

4) fotoperiodyzm

5) zmiana pór roku

6) wielkość populacji

Systemy biologiczne

System- to zbiór elementów, które współdziałają ze sobą i tworzą jedną całość.

Typy systemy biologiczne:

Otwarte i zamknięte (dla energii, informacji, substancji)

Żywe (biologiczne, społeczne) i nieożywione (chemiczne, fizyczne)

Wysoko uporządkowane (organizmy) i nisko uporządkowane (kryształy)

Samoregulujące (organizmy) i z regulacją zewnętrzną (reakcje chemiczne)

Ogólna charakterystyka systemów: każdy system składa się z elementów, części (podsystemów) i ma określoną strukturę.

Właściwości systemu: integralność (podporządkowanie komponentów wspólny cel); wzajemne powiązania (zmiana w jednym elemencie prowadzi do zmiany w innych); hierarchia (system może być częścią innego, większego systemu).

Zasady organizacji układów biologicznych

Otwartość – systemy biologiczne są otwarte na napływ do nich substancji, energii i informacji.
Wysoki porządek - spójność pomiędzy elementami tworzącymi system; efektywne wykorzystanie przychodząca energia.
Optymalny projekt - najbardziej udane kombinacje elementów i części; systemy biologiczne obejmują najlżejsze pierwiastki chemiczne; oszczędność materiał budowlany, minimalizacja materii żywej.
Sterowność to przejście z jednego stanu do drugiego.
Hierarchia to wzajemne podporządkowanie się elementów i części.

Poziomy organizacji materii żywej

Poziom molekularny

Decyduje o tym skład chemiczny układów żywych (cząsteczki organiczne i nieorganiczne oraz ich kompleksy), procesy biochemiczne - metabolizm i konwersja energii, przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznej. Na tym poziomie istnieje granica pomiędzy przyrodą żywą i nieożywioną.

Układ: biopolimery - białka, kwasy nukleinowe.

Procesy: transfer informacji genetycznej - replikacja, transkrypcja, translacja.

Poziom organoidowo-komórkowy

Decyduje o tym budowa i funkcjonowanie komórek, ich różnicowanie i specjalizacja w trakcie mechanizmów rozwoju i podziału. Nie ma pozakomórkowych form życia, a wirusy mogą wykazywać właściwości żywych systemów tylko wewnątrz żywych komórek.

System: komórka.

Procesy: metabolizm komórkowy, cykle życia i podział, które są regulowane przez białka enzymatyczne.

Poziom tkanki

Jest to spowodowane zbiorem komórek o podobnej strukturze i połączonych wspólną funkcją.

System: tkanina.

Procesy: procesy interakcji komórek w organizmie wielokomórkowym.

Poziom organów

Zależy to od struktury i aktywności życiowej kilku rodzajów tkanek tworzących poszczególne narządy.

System: organy.

Procesy: procesy interakcji między narządami i układami narządów.

Poziom organizmowy

Decydują o tym cechy struktury i funkcjonowania poszczególnych jednostek, mechanizmy skoordynowanej pracy narządów i układów narządów oraz reakcje na zmieniające się warunki środowiskowe.

Układ: organizm.

Procesy: ontogeneza, metabolizm, homeostaza, reprodukcja.

Poziom populacji i gatunku

Jest to określone przez relacje między organizmami tej samej populacji, między organizmami a ich siedliskiem.

System: populacja, gatunek.

Procesy: zmiany w puli genowej, elementarne zmiany ewolucyjne.

Poziom biogeocenotyczny (ekosystemu).

Zdeterminowane powiązaniami między organizmami różnych gatunków i różną złożonością organizacji.

System: biogeocenoza (ekosystem).

Procesy: cyrkulacja substancji i przemiana energii w biogeocenozie (ekosystemie), łańcuchy pokarmowe i sieci.

Poziom biosfery

Decydują o tym relacje pomiędzy różnymi ekosystemami (biogeocenozy), obieg substancji i przemiana energii.

System: Biosfera.

Procesy: obieg substancji i przemiana energii.

Podstawowe właściwości układów żywych

1. Jedność skład chemiczny

Organizmy żywe zbudowane są z tego samego pierwiastki chemiczne, podobnie jak ciała przyrody nieożywionej, tylko w różnych proporcjach - 98% składu chemicznego organizmów żywych to węgiel, tlen, wodór i azot.

2. Metabolizm

Wszystkie żywe organizmy są zdolne do wymiany substancji ze środowiskiem podczas ich wchłaniania niezbędne substancje i wydala produkty przemiany materii. Metabolizm zapewnia homeostazę - stałość skład fizyczny i chemiczny ciało i wszystkie jego części. Metabolizm zachodzi także w przyrodzie nieożywionej, lecz w tym przypadku przemieszczają się one (wymywanie z gleby) lub zmieniają jedynie stan skupienia (parowanie wody), a kiedy metabolizm biologiczny substancje - ich przemiana.

3. Samoreprodukcja (reprodukcja)

Organizmy żywe są zdolne do reprodukcji własnego rodzaju. Właściwość ta opiera się na tworzeniu nowych cząsteczek i struktur w oparciu o informacje zapisane w DNA. Dzięki samoreprodukcji nie tylko całe organizmy, ale także komórki i organelle komórkowe po podziale są identyczne ze swoimi poprzednikami.

4. Dziedziczność

Zdolność organizmów do zachowania i przekazywania z pokolenia na pokolenie znaków, właściwości, cech, tj. zapewnić ciągłość pokoleń.

5. Zmienność

Zdolność organizmów do nabywania nowych cech i właściwości w trakcie życia, która opiera się na procesie zmiany cząsteczek DNA. Ta właściwość zapewnia materiał do doboru naturalnego.

6. Rozwój i wzrost

Rozwój jest uniwersalną właściwością materii - nieodwracalną, ukierunkowaną, naturalną zmianą w układach ożywionych i nieożywionych, w wyniku której pojawiają się jakościowo nowe stany układów. Przedstawiono rozwój systemów żywych rozwój indywidualny(ontogeneza) i rozwój historyczny gatunek (filogeneza). Rozwojowi towarzyszy wzrost - wzrost wielkości, masy i objętości ciała.

7. Drażliwość

Zdolność organizmów do selektywnej reakcji wpływy zewnętrzneśrodowisko. Zmiany warunków środowiskowych w stosunku do organizmu to podrażnienie i reakcja organizmu na bodźce zewnętrzne- drażliwość - wskaźnik wrażliwości organizmu na czynniki drażniące. U roślin - tropizmy (zmiany we wzorcach wzrostu): geotropizm, heliotropizm, aerotropizm, reotropizm, termotropizm, fototropizm - i nastia (ruch poszczególne części organizm roślinny): ruch liści w kierunku światła; u najprostszych zwierząt - taksówki (zmiany charakteru ruchu): chemotaksja, fototaksja, aerotaksja, geotaksja, reotaksja, termotaksja; u zwierząt wielokomórkowych - odruch (reakcja organizmu na podrażnienie, przeprowadzana i kontrolowana przez układ nerwowy).

8. Dyskretność i rzetelność

Każdy organizm (układ biologiczny) składa się z izolowanych, odgraniczonych przestrzennie elementów, które są ściśle ze sobą powiązane i oddziałują na siebie, czyli są jednolite strukturalnie i funkcjonalnie.

9. Samoregulacja

Zdolność organizmów żywych do utrzymania stałego składu fizycznego i chemicznego, intensywności procesy fizjologiczne w zmieniających się warunkach środowiskowych. Wada składniki odżywcze mobilizuje wewnętrzne zasoby organizmu, a nadmiar powoduje zaprzestanie ich syntezy.

10. Rytm

Zmiany intensywności procesów i funkcji fizjologicznych różne okresy wahania (rytmy dobowe, sezonowe). Rytm zapewnia przystosowanie się organizmów do okresowo zmieniających się warunków życia.

11. Zależność energetyczna

Organizmy żywe to systemy otwarte, które są stabilne tylko wtedy, gdy mają ciągły dostęp do energii i materii z zewnątrz.

12. Samoaktualizacja

Zdolność do przywracania makrocząsteczek, organelli i komórek podczas ich stopniowego niszczenia.

13. Hierarchia

Wszystkie istoty żywe, od biopolimerów po biosferę, podlegają pewnemu podporządkowaniu, a funkcjonowanie mniej złożonych układów biologicznych umożliwia istnienie bardziej złożonych układów biologicznych.

Kirilenko A. A. Biologia. Ujednolicony egzamin państwowy. Rozdział " Biologia molekularna" Teoria, zadania szkoleniowe. 2017.

Biologiczne czynniki środowiska obejmują mikroorganizmy i cząstki białkowe, które działając na organizm ludzki, powodują specyficzną odpowiedź immunologiczną. Czynniki biologiczne obejmują priony, wirusy, bakterie, grzyby i pierwotniaki. Ich wpływ na organizm ludzki jest stały i nie można go wykluczyć. Związek między mikroorganizmami i organizm biologiczny można budować na zasadzie neutralności (obiekty nie wpływają na siebie) lub symbiozie (współżycie dwóch różne organizmy, z których większy to „master”). Większość mikroorganizmów wchodzących w interakcję z organizmem człowieka czerpie z tego korzyści, nie tylko nie szkodząc organizmowi „gospodarza”, ale często okazując się dla niego pożytecznym. Istnieją dwie formy symbiozy.

Komensalizm to relacja, w której tylko jeden z partnerów odnosi korzyści, nie szkodząc drugiemu. Całość takich mikroorganizmów u człowieka definiuje się jako normalną (naturalną) mikroflorę (na przykład naturalną mikroflorę skóry, składającą się głównie z prątków, paciorkowców, gronkowców i bakterii propionowych).

Mutualizm to wzajemnie korzystne współistnienie. Przykładami są Escherichia coli, Bacteroides, Bifidobacterium i inni przedstawiciele mikroflora jelitowa osoba.

Współcześnie pod wpływem antropogenicznych zmian środowiska ewolucja czynników biologicznych następuje w wyniku przyspieszenia tempa ich zmienności genetycznej i wzrostu ich patogeniczności (patogeniczności). Systemy obronne człowieka, które są dość skuteczne w stosunku do „zwykłych” (nawykowych dla organizmu) obiektów biologicznych, często okazują się nieskuteczne pod wpływem nawet stosunkowo słabych, ale nieznanych ewolucyjnie czynników. Subtelne mechanizmy obronne, wypracowane przez tysiące lat na długo przed pojawieniem się człowieka i stale udoskonalane na przestrzeni dziejów ludzkości, okazują się niedoskonałe w obliczu zbyt szybko zmieniających się warunków życia. Ponadto wzrost liczby ludności miejskiej, intensywność procesy migracyjne rozwój połączeń komunikacyjnych determinuje szybkie tempo rozprzestrzeniania się infekcji, co wraz ze wzrostem patogeniczności patogenów prowadzi do ewolucji całego procesu epidemicznego.