Предмет экологии. Экологические факторы среды.

МКОУ СОШ №3

Предмет экологии. Экологические факторы среды.

Выполнила: Артёмова Ксения, 11 Б

Проверила: Коноплева Т.А.

Аша

План:

Понятие об экологии.

Среда обитания

Экологические факторы.

Толерантность организмов. Биологический оптимум фактора.

Температура как фактор среды, приспособления к ее изменению.

Свет как фактор среды, приспособления к его изменению.

Влажность как фактор среды, приспособления к ее изменению.

1. Понятие об экологии.

Живые организмы и неживое окружение связаны друг с другом и находятся во взаимосвязи. Организмы обмениваются веществом и энергией между собой и окружающей средой.

Вспомните, какие связи существуют между живыми организмами? (Беседа с обучающимися)

(Пищевые связи: растения -травоядные животные-хищники-бактерии.

Топические связи – одни организмы создают условия для проживания других организмов)

Все взаимосвязи объединяют живые организмы и окружающую среду в экологические системы.

Экология (от греч. “ ойкос” – жилище, убежище, “ логос”– наука) – это наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Экология – биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов, экосистем, биогеоценозов и биосферы. Термин впервые ввёл немецкий ученый Э. Геккель (1866 г.) в работе “ Общая морфология организма”.

Предметом экологии являются отдельные особи, популяции, сообщества, экосистемы.

Задачи экологии состоят в:

- изучении влияния окружающей среды на живые организмы,

- выявление проблем взаимодействия человека и природы,

-предложение рациональных путей выхода из экологического кризиса.

2. Среда обитания.

Среда обитания – это та часть природы, которая окружает организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части среды и свойства среды изменчивы, поэтому любой организм вынужден постоянно приспосабливаться.

Какие среды обитания вам известны?(Беседа с обучающимися)

1.Наземно-воздушная, ее обитатели называются аэробионты (птицы, большинство млекопитающих, пресмыкающиеся, насекомые…)

Характеристики среды: – концентрация кислорода – большая, количество воды – низкое, колебания температуры – большие, освещенность хорошая, плотность – низкая.

Характеристики среды: – концентрация кислорода – малая, количество воды – большое, колебания температуры – невысокие, освещенность различная, плотность – высокая.

3. Экологические факторы

Экологические факторы – это свойства и элементы среды, которые воздействуют на организмы и заставляют их приспосабливаться (например: смена сезонов, конкуренты по пище). Одни факторы могут способствовать, другие – препятствовать выживанию

Классификация факторов. Экологические факторы многообразны. Существует несколько квалификаций, в зависимости от подхода. Это по влиянию на жизнедеятельность организмов, по степени изменчивости во времени, по длительности действия.

Антропогенные – факторы, сформированные человеком и последствием его деятельности.
А. Прямое уничтожение человеком видов. (Например: истребление бизонов в Северной Америке в1830 г. – 40 млн., в настоящее время –30 тыс. Скорость вымирания в 10 раз выше ,чем 200 лет назад).

Б. Переселение видов. (Например: в Австралию овцы ввезены преднамеренно, а кролики –непреднамеренно; рыжий таракан в Русско-Прусскую войну в ранцах солдат непреднамеренно перемещен в Россию).
Демонстрируются слайды с изображением городских пейзажев (трубы заводов, скопление автомобилей в пробке, свалки мусора).
В. Урбанизация природы. (Воздействие развивающейся промышленности и укрупнение городов ведет к отторжению природы, скоплению большого числа людей, массовый выезд в пригородную зону – рекреационный пресс: вспугивание птиц, исчезновение разнотравья, увеличение численности бродячих кошек и собак, появление гибридов волка и собаки, выросшее количество полевых воробьев и голубей – переносчиков гриппа, постельных клещей.)
Г. Воздействие химических веществ. (Более 120 тыс. химических веществ применяет человек, только 10% исследовано на характер воздействия, например: дуст широко применялся в сельском хозяйстве в 70-е годы был обнаружен в мясе пингвинов в Антарктиде, снят с производства из-за вредного влияния на нервную систему).
Д. Воздействие проникающей радиации (мало изучено).

Некоторые факторы относительно постоянные – сила земного тяготения, солнечная радиация, солевой состав океана, другие – изменчивы – температура, влажность, сила ветра, количество осадков (особенно в наземно-воздушной среде)

. ТЕМПЕРАТУРА как фактор среды и приспособления к ее изменению.

Большинство видов растений и животных приспособлены к довольно узкому диапазону температур. Колебание температуры в воде обычно меньше, чем на суше, поэтому пределы устойчивости к температуре у водных организмов хуже, чем у наземных.

От температуры зависит интенсивность обмена веществ. В основном организмы живут при температуре от 0 до +50 на поверхности песка в пустыни и до – 70 в некоторых областях Восточной Сибири. Средний диапазон температур находится в пределах от +50 до –50 в наземных местообитаниях и от +2 до +27 – в Мировом океане. (Например, микроорганизмы выдерживают охлаждение до –200, отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре + 80, +88.)

Различают животные организмы:

- с постоянной температурой тела (теплокровные);

- с непостоянной температурой тела (хладнокровные).

Организмы с непостоянной температурой тела - пойкилотермные (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся)

В природе температура не постоянна. Животные выработали приспособления для борьбы с охлаждением и перегревом. Например, с наступлением зимы растения и животные с непостоянной температурой тела впадают в состояние зимнего покоя. Анабиоз – временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедленны до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных и у животных зимой и в жаркий период времени); Интенсивность обмена веществ у них резко снижается. При подготовке к зиме в тканях животных запасается много жира, углеводов, количество воды в клетчатке уменьшается, накапливаются сахара, глицерин, препятствующий замерзанию. Так морозостойкость зимующих организмов увеличивается.

В жаркое время года наоборот, включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение влаги через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожу.

Организмы с постоянной температурой тела - гомойотермные (птицы, млекопитающие)

У этих организмов произошли изменения во внутреннем строении органов, что способствовало их приспособленности к постоянной температуре тела. Это, например – 4-х камерное сердце и наличие одной дуги аорты, обеспечивающие полное разделение артериального и венозного кровотока, интенсивный обмен веществ благодаря снабжению тканей артериальной кровью, насыщенной кислородом, перьевой или волосяной покров тела, способствующий сохранению тепла, хорошо развитая нервная деятельность. Все это позволило представителям птиц и млекопитающим сохранять активность при резких перепадах температур и освоить все места обитания.

Но среди них бывают и гетеротермные животные(ежи, летучие мыши), температура тела которых также зависит от среды.

У растений и животных возникают специальные приспособления, которые ослабляют резкие колебания температуры. У животных, например слонов большая ушная раковина, по сравнению с его предком мамонтом, живущем в холодном климате. Ушная раковина кроме органа слуха выполняет функцию терморегулятора. У растений для защиты от перегрева появляется восковой налет, плотная кутикула.

СВЕТ как фактор среды и приспособления к нему

Свет обеспечивает все жизненные процессы, протекающие на Земле. Для организмов важна длина волны воспринимаемого излучения, его продолжительность и интенсивность воздействия. Например, у растений уменьшение длины светового дня и

интенсивность освещения приводит к осеннему листопаду.

Важную роль в регуляции активности живых организмов и их развитии играет продолжительность и интенсивность воздействие света – фотопериод. Фотопериодизм – это пусковой механизм, включающий физиологические процессы, приводящие к росту и цветению растений весной, плодоношению летом, сбрасыванию листьев осенью у растений. У животных к накоплению жира к осени, размножению животных, их миграции, перелету птиц и наступлению стадии покоя у насекомых. (Сообщение учащихся).

Суточные изменения режима освещенности, смена дня и ночи определяет суточный ритм физиологической активности организмов. Важное приспособление, которое обеспечивает выживание особи – это своего рода «биологические часы», способность ощущать время.

Животные, активность которых зависит от времени суток, бывают с дневным, ночным и сумеречным образом жизни

7. ВЛАЖНОСТЬ как фактор среды и приспособления к ней

Вода – это необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в тех или иных местах обитания является ограничивающим фактором для растений и животных и определяет характер флоры и фауны данной местности.

Избыток влаги в почве приводит к заболачиванию почвы и появлению болотной растительности. В зависимости от влажности почвы (количество осадков) видовой состав растительности меняется. Широколиственные леса сменяются мелколиственными, затем лесостепной растительностью. Далее низкотравье, и при 250 мл в год – пустыня.

Осадки в течение года могут выпадать не равномерно, живым организмам приходится переносить длительные засухи. Например, растения и животные саванн, где интенсивность растительного покрова, а так же и интенсивное питание копытных животных зависит от сезона дождей.

У растений и животных появились приспособления к разной влажности. Например, у степных и пустынных растений – развита мощная корневая система, утолщена кутикула листа, листовая пластинка уменьшена или превращена в иголки и колючки. У саксаула фотосинтез идет зеленой частью стебля. Рост в период засухи у растений прекращается. Кактусы запасают влагу в расширенной части стебля, иголки вместо листьев уменьшают испарение.

У животных тоже появились приспособленности, позволяющих переносить недостаток влаги:

- мелкие животные – грызуны, змеи, черепахи, членистоногие – добывают влагу из пищи.

- источником воды может стать жироподобное вещество например у верблюда.

- в жаркое время некоторые животные – грызуны, черепахи впадают в спячку, продолжавшуюся несколько месяцев.

- растения – эфемеры к началу лета, после кратковременного цветения, могут сбрасывать листья, отмирать наземные части и так переживать период засухи. При этом до следующего сезона сохраняются луковицы, корневища.

Заключение. Экология должна служить научной базой любых мероприятий по использованию и охране природных ресурсов, по сохранению среды в благоприятном состоянии для обитания человека. Достижения экологии позволяют перестроить систему борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, отходя от попыток их полного истребления с помощью пестицидов широкого спектра действия, наносящего большой вред всему биогеоценозу, к действительной регуляции численности определённых видов биологическими и агротехническими методами и только ограниченно.

“Нельзя допустить, чтобы люди направляли на своё собственное уничтожение те силы природы, которые они сумели открыть и покорить”. (Ф. Жолио-Кюри)

Литература:

1. Биология под ред Беляева Д.К., 2012 с. 243 -247

2. Сивоглазов В.И. и др, Биология 10-11 кл., 2011, с. 304-319