ջերմաֆիլ օրգանիզմներ. Ջերմային ջրային օրգանիզմներ Բակտերիաներ տաք աղբյուրներում
Եռման ջրի մեջ 100°C ջերմաստիճանի դեպքում մահանում են կենդանի օրգանիզմների բոլոր ձևերը, ներառյալ բակտերիաներն ու մանրէները, որոնք հայտնի են իրենց դիմադրությամբ և կենսունակությամբ. սա լայնորեն հայտնի և ընդհանուր առմամբ ճանաչված փաստ է: Բայց որքան սխալ է ստացվում:
1970-ականների վերջին, երբ հայտնվեցին առաջին խորը ծովային մեքենաները, հիդրոթերմալ աղբյուրներ, որտեղից անընդհատ թրթռում են տաք բարձր հանքայնացված ջրի հոսքերը։ Նման հոսանքների ջերմաստիճանը հասնում է անհավատալի 200-400°C-ի։ Սկզբում ոչ ոք չէր կարող պատկերացնել, որ կյանքը կարող է գոյություն ունենալ մակերևույթից մի քանի հազար մետր խորության վրա, հավերժական խավարի մեջ և նույնիսկ նման ջերմաստիճանում: Բայց նա այնտեղ էր: Եվ ոչ թե պարզունակ միաբջիջ կյանք, այլ ամբողջ անկախ էկոհամակարգեր՝ կազմված նախկինում գիտությանը անհայտ տեսակներից։
Հիդրոթերմալ աղբյուր, որը հայտնաբերվել է Կայմանի խրամատի հատակում՝ մոտ 5000 մետր խորության վրա։ Այդպիսի աղբյուրները կոչվում են սեւ ծխողներ՝ սեւ ծխի նմանվող ջրի ժայթքման պատճառով։
Հիդրո-ի մոտ ապրող էկոհամակարգերի հիմքը ջերմային աղբյուրներՔիմոսինթետիկ բակտերիաները միկրոօրգանիզմներ են, որոնք անհրաժեշտ սնուցիչները ստանում են տարբեր օքսիդացման միջոցով քիմիական տարրեր; կոնկրետ դեպքում ածխածնի երկօքսիդի օքսիդացումով։ Ջերմային էկոհամակարգերի մյուս բոլոր ներկայացուցիչները, այդ թվում՝ ֆիլտրով կերակրող խեցգետինները, ծովախեցգետինները, տարբեր փափկամարմինները և նույնիսկ հսկայական ծովային որդերը, կախված են այդ բակտերիայից:
Այս սև ծխողն ամբողջությամբ պարուրված է սպիտակ ծովային անեմոններով: Պայմանները, որոնք մահ են նշանակում այլ ծովային օրգանիզմների համար, նորմ են այս արարածների համար: Սպիտակ անեմոններն իրենց սնունդը ստանում են քիմոսինթետիկ բակտերիաների կլանմամբ:
մեջ ապրող օրգանիզմներ սև ծխողներ«Լիովին կախված են տեղական պայմաններից և ի վիճակի չեն գոյատևել ճնշող մեծամասնությանը ծանոթ բնակավայրում ծովային կյանք. Այդ իսկ պատճառով երկար ժամանակ հնարավոր չէր մեկ կենդանի արարած բարձրացնել մակերես, նրանք բոլորը սատկեցին, երբ ջրի ջերմաստիճանն իջավ։
Pompeii որդ (լատ. Alvinella pompejana) - ստորջրյա հիդրոթերմային էկոհամակարգերի այս բնակիչը ստացել է բավականին խորհրդանշական անուն։
ԴԱԻՇ-ի ստորջրյա անօդաչու մեքենան, որը ղեկավարվում է բրիտանացի օվկիանոսագետների կողմից, կարողացել է մեծացնել առաջին կենդանի արարածին։ Գիտնականները պարզել են, որ 70°C-ից ցածր ջերմաստիճանը մահացու է այս զարմանահրաշ արարածների համար: Սա բավականին ուշագրավ է, քանի որ 70°C ջերմաստիճանը մահացու է Երկրի վրա ապրող օրգանիզմների 99%-ի համար:
Ստորջրյա ջերմային էկոհամակարգերի հայտնաբերումը չափազանց կարևոր էր գիտության համար։ Նախ՝ ընդլայնվել են այն սահմանները, որոնց շրջանակներում կյանքը կարող է գոյություն ունենալ։ Երկրորդ, հայտնագործությունը գիտնականներին հանգեցրել է նոր տարբերակԵրկրի վրա կյանքի ծագման մասին, ըստ որի կյանքը առաջացել է հիդրոթերմային օդանցքներից։ Եվ երրորդ, այս հայտնագործությունը ևս մեկ անգամ ստիպեց մեզ հասկանալ, որ մենք շատ քիչ բան գիտենք մեզ շրջապատող աշխարհի մասին:
.(Աղբյուր՝ «Կենսաբանական հանրագիտարանային բառարան»: Գլխավոր խմբագիր Մ. Ս. Գիլյարով; Խմբագրական խորհուրդ՝ Ա. Ա. Բաբաև, Գ. Գ. Վինբերգ, Գ. Ա. Զավարզին և ուրիշներ - 2-րդ հրատ., ուղղված.
Տեսեք, թե ինչ են «ՏԵՐՄՈՖԻԼ ՕՐԳԱՆԻԶՄՆԵՐԸ» այլ բառարաններում.
- (թերմո ... գր. phileo love) ջերմասեր օրգանիզմներ (հիմնականում մանրադիտակային), որոնք ունակ են ապրել համեմատաբար բարձր ջերմաստիճաններում (մինչև 70); նրանց բնական միջավայրերն են տարբեր տաք աղբյուրները և ջերմային ջրերը, տես. կրիոֆիլ ... ... Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան
- (թերմո (Տե՛ս Thermo ...) ... և հունարեն philéo I love) թերմոֆիլներ, օրգանիզմներ, որոնք ապրում են 45 ° C-ից ավելի ջերմաստիճանում (կենդանի էակների մեծամասնության համար մահացու մահ): Սրանք մի քանի ձկներ են, տարբեր անողնաշարավորների ներկայացուցիչներ (որդեր, ... ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան
- ... Վիքիպեդիա
Օրգանիզմներ Գիտական դասակարգում Դասակարգում.
Ստորին օրգանիզմները, ինչպես ընդհանրապես բոլոր կենդանի էակները, կարող են ապրել միայն իրենց գոյության հստակ սահմանված արտաքին պայմաններում, այսինքն՝ միջավայրի պայմաններում, որտեղ նրանք ապրում են, և յուրաքանչյուր արտաքին գործոնի համար՝ ջերմաստիճանի, ճնշման, խոնավության և այլնի համար: .
Սա այն բակտերիաների անունն է, որոնք կարող են զարգանալ 55 60 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում: Միքելը (Miquel) առաջինն էր, ով գտավ և մեկուսացրեց Սենայի ջրից անշարժ բացիլ, որը կարող է ապրել և բազմանալ 70 ° C ջերմաստիճանում: Վան Թիգհեմ... Հանրագիտարանային բառարանՖ. Բրոքհաուսը և Ի.Ա. Էֆրոն
Օրգանիզմներ Գիտական դասակարգում Դասակարգում. Թագավորության օրգանիզմներ Միջուկային ոչ միջուկային օրգանիզմ (ուշ լատիներեն organismus ուշ լատիներեն organizo ... Վիքիպեդիա - Տես նաև. Երկիր, որոնք ունեն նվազագույն արժեքներ իրենց դասերում (ջոկատներում) ըստ այնպիսի պարամետրերի, ինչպիսիք են ... Վիքիպեդիա
Որոշ օրգանիզմներ ունեն հատուկ առավելություն, որը թույլ է տալիս դիմակայել ամենածայրահեղ պայմաններին, որտեղ մյուսները պարզապես չեն կարողանում հաղթահարել: Այս ունակությունների թվում կարելի է նշել հսկայական ճնշման, ծայրահեղ ջերմաստիճանի դիմադրությունը և այլն: Մեր ցուցակի այս տասը արարածները հնարավորություն կտան յուրաքանչյուրին, ով կհամարձակվի հավակնել ամենադժվար օրգանիզմի կոչմանը:
10 Հիմալայան թռչող սարդ
Ասիական վայրի սագը հայտնի է ավելի քան 6,5 կիլոմետր թռչելով, մինչդեռ մարդկային ամենաբարձր բնակավայրը գտնվում է պերուական Անդերում 5100 մետր բարձրության վրա: Սակայն բարձրության ռեկորդն ամենևին էլ սագերին չի պատկանում, այլ հիմալայան թռչկոտող սարդին (Euophrys omnisuperstes): Ապրելով ավելի քան 6700 մետր բարձրության վրա՝ այս սարդը սնվում է հիմնականում քամու պոռթկումներով այնտեղ բերված մանր միջատներով։ Այս միջատի հիմնական առանձնահատկությունը թթվածնի գրեթե լիակատար բացակայության պայմաններում գոյատևելու ունակությունն է:
9 Հսկա կենգուրու թռչկոտող
Սովորաբար, երբ մտածում ենք այն կենդանիների մասին, որոնք կարող են ամենաերկարը ապրել առանց ջրի, անմիջապես մտքիս է գալիս ուղտը։ Սակայն ուղտերն առանց ջրի կարող են գոյատևել անապատում ընդամենը 15 օր։ Մինչդեռ դուք կզարմանաք, երբ իմանաք, որ աշխարհում կա մի կենդանի, որն իր ողջ կյանքը կարող է ապրել առանց մի կաթիլ ջուր խմելու։ Հսկայական կենգուրու ցատկողը կեղևի մերձավոր ազգականն է: Նրանց կյանքի միջին տեւողությունը սովորաբար 3-ից 5 տարի է: Նրանք սովորաբար խոնավություն են ստանում սննդից՝ ուտելով տարբեր սերմեր։ Բացի այդ, այս կրծողները չեն քրտնում, դրանով իսկ խուսափելով ջրի լրացուցիչ կորստից: Սովորաբար այս կենդանիները ապրում են Մահվան հովտում և ներկայումս գտնվում են անհետացման վտանգի տակ:
Քանի որ ջրի ջերմությունն ավելի արդյունավետ է փոխանցվում օրգանիզմներին, 50 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանը շատ ավելի վտանգավոր կլինի, քան նույն օդի ջերմաստիճանը: Այդ պատճառով բակտերիաները հիմնականում զարգանում են տաք ստորջրյա աղբյուրներում, ինչը չի կարելի ասել բազմաբջիջ կյանքի ձևերի մասին։ Այնուամենայնիվ, կա որդերի հատուկ տեսակ, որը կոչվում է paralvinella sulfincola, որը հաճույքով տեղավորվում է այն վայրերում, որտեղ ջուրը հասնում է 45-55 աստիճան ջերմաստիճանի: Գիտնականները փորձ են անցկացրել, որտեղ ակվարիումի պատերից մեկը տաքացվել է, արդյունքում պարզվել է, որ որդերը նախընտրել են մնալ այս վայրում՝ անտեսելով ավելի զով վայրերը։ Ենթադրվում է, որ այս հատկությունը զարգացել է որդերի մոտ, որպեսզի նրանք կարողանան սնվել տաք աղբյուրներում առատ բակտերիաներով: Որովհետև նախկինում չունեին: բնական թշնամիներ, բակտերիաները համեմատաբար հեշտ զոհ էին։
7. Գրենլանդական բևեռային շնաձուկ
Գրենլանդական շնաձուկը մոլորակի ամենամեծ և ամենաքիչ ուսումնասիրված շնաձկներից է: Չնայած այն հանգամանքին, որ նրանք բավականին դանդաղ են լողում (ցանկացած սիրողական լողորդ կարող է շրջանցել նրանց), դրանք չափազանց հազվադեպ են։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ շնաձկների այս տեսակը, որպես կանոն, ապրում է 1200 մետր խորության վրա։ Բացի այդ, այս շնաձուկը ցրտին ամենադիմացկուններից է։ Սովորաբար նա նախընտրում է մնալ ջրի մեջ, որի ջերմաստիճանը տատանվում է 1-ից 12 աստիճան Ցելսիուսի սահմաններում։ Քանի որ այս շնաձկները ապրում են սառը ջրերում, նրանք պետք է շատ դանդաղ շարժվեն, որպեսզի նվազագույնի հասցնեն իրենց էներգիայի օգտագործումը: Սննդի մեջ նրանք անընթեռնելի են և ուտում են այն ամենը, ինչ գալիս է իրենց ճանապարհին։ Խոսակցություններ կան, որ նրանց կյանքի տեւողությունը մոտ 200 տարի է, սակայն ոչ ոք դեռ չի կարողացել հաստատել կամ հերքել դա։
6. Սատանայի որդ
Տասնամյակներ շարունակ գիտնականները կարծում էին, որ միայն միաբջիջ օրգանիզմները կարող են գոյատևել մեծ խորություններում։ Նրանց կարծիքով. բարձր ճնշում, թթվածնի պակասը և ծայրահեղ ջերմաստիճանը կանգնեցին բազմաբջիջ արարածների ճանապարհին։ Բայց հետո մի քանի կիլոմետր խորության վրա հայտնաբերվեցին մանրադիտակային որդեր: halicephalobus mephisto անունով, գերմանական բանահյուսության դևի անունով, այն հայտնաբերվել է երկրի մակերևույթից 2,2 կիլոմետր խորության վրա գտնվող ջրի նմուշներում՝ ընկած քարանձավներից մեկում։ Հարավային Աֆրիկա. Նրանց հաջողվել է գոյատևել էկոլոգիական ծայրահեղ պայմաններ՝ ենթադրելով, որ կյանքը հնարավոր է Մարսի և մեր գալակտիկայի այլ մոլորակների վրա:
5. Գորտեր
Գորտերի որոշ տեսակներ լայնորեն հայտնի են ամբողջի համար բառացիորեն սառեցնելու ունակությամբ ձմեռային շրջանև վերակենդանանալ գարնան գալուստով: IN Հյուսիսային ԱմերիկաՀայտնաբերվել է նման գորտերի հինգ տեսակ, որոնցից ամենատարածվածը սովորական ծառի գորտն է։ Քանի որ ծառի գորտերն այնքան էլ ուժեղ չեն փոսում, նրանք պարզապես թաքնվում են ընկած տերևների տակ: Նրանք իրենց երակներում հակասառեցման պես նյութ ունեն, և թեև նրանց սրտերը ի վերջո կանգ են առնում, դա ժամանակավոր է: Նրանց գոյատևման տեխնիկայի հիմքը գլյուկոզայի հսկայական կոնցենտրացիան է, որը գորտի լյարդից մտնում է արյան մեջ: Առավել զարմանալի է այն փաստը, որ գորտերը կարողանում են դրսևորել սառչելու իրենց ունակությունը ոչ միայն ներսում բնական միջավայր, այլեւ լաբորատորիայում՝ թույլ տալով գիտնականներին բացահայտել իրենց գաղտնիքները։
(banner_ads_inline)
4 Խորը ծովի մանրէներ
Մենք բոլորս գիտենք, որ աշխարհի ամենախոր կետը Մարիանյան խրամատն է: Նրա խորությունը հասնում է գրեթե 11 կիլոմետրի, իսկ ճնշումն այնտեղ 1100 անգամ գերազանցում է մթնոլորտային ճնշումը։ Մի քանի տարի առաջ գիտնականներին հաջողվեց այնտեղ գտնել հսկա ամեոբա, որը նրանց հաջողվեց ֆիքսել բարձր լուծաչափով տեսախցիկով և պաշտպանված ապակե գնդով ահռելի ճնշումից, որը տիրում է հատակին։ Ավելին, Ջեյմս Քեմերոնի կողմից վերջերս ուղարկված արշավախումբը ցույց տվեց, որ Մարիանյան խրամատի խորքերում կարող են գոյություն ունենալ կյանքի այլ ձևեր։ Ստացվել են հատակի նստվածքների նմուշներ, որոնք ապացուցել են, որ դեպրեսիան բառացիորեն լցված է մանրէներով։ Այս փաստը ապշեցրել է գիտնականներին, քանի որ այնտեղ տիրող էքստրեմալ պայմանները, ինչպես նաև հսկայական ճնշումը հեռու են դրախտից։
3. Բդելոիդեա
Bdelloidea տեսակի ռոտիֆերները աներեւակայելի փոքրիկ էգ անողնաշարավորներ են, որոնք սովորաբար հանդիպում են քաղցրահամ ջուր. Նրանց հայտնաբերումից ի վեր այս տեսակի արուներ չեն հայտնաբերվել, և պտտվողներն իրենք են անսեռ բազմանում, ինչն իր հերթին ոչնչացնում է սեփական ԴՆԹ-ն: Նրանք վերականգնում են իրենց բնիկ ԴՆԹ-ն՝ ուտելով այլ տեսակի միկրոօրգանիզմներ։ Այս ունակության շնորհիվ պտույտները կարող են դիմակայել ծայրահեղ ջրազրկմանը, ավելին, նրանք ի վիճակի են դիմակայել ճառագայթման այն մակարդակին, որը կսպաներ մեր մոլորակի կենդանի օրգանիզմների մեծ մասը: Գիտնականները կարծում են, որ ԴՆԹ-ն վերականգնելու իրենց կարողությունը առաջացել է ծայրահեղ չոր միջավայրում գոյատևելու անհրաժեշտության հետևանքով:
2. Ուտիճ
Առասպել կա, որ ուտիճները կլինեն միակ կենդանի օրգանիզմը, որը կարող է գոյատևել միջուկային պատերազմից: Իրականում այս միջատները կարող են մի քանի շաբաթ ապրել առանց ջրի ու սննդի, իսկ ավելին, նրանք կարող են շաբաթներ ապրել առանց գլխի։ Ուտիճները գոյություն ունեն արդեն 300 միլիոն տարի, նույնիսկ ավելի քան դինոզավրեր: Discovery Channel-ն իրականացրել է մի շարք փորձեր, որոնք պետք է ցույց տան՝ ուտիճները կարող են գոյատևել, թե ոչ միջուկային ճառագայթում. Արդյունքում պարզվել է, որ բոլոր միջատների գրեթե կեսը կարողացել է գոյատևել 1000 ռադ ճառագայթման (այդպիսի ճառագայթումը կարող է սպանել չափահաս առողջ մարդուն ընդամենը 10 րոպեում), ընդ որում, ուտիճների 10%-ը գոյատևել է, երբ ենթարկվել է 10000 ռադ ճառագայթման։ , որը հավասար է Հիրոսիմայի միջուկային պայթյունի ճառագայթմանը։ Ցավոք, այս փոքր միջատներից և ոչ մեկը չդիմացավ 100,000 ռադ ճառագայթման:
1. Թարդիգրադներ
Պարզվել է, որ ջրային փոքրիկ օրգանիզմները, որոնք կոչվում են թարդիգրադներ, ամենաշատն են դիմացկուն օրգանիզմներմեր մոլորակը. Այս, առաջին հայացքից, սրամիտ կենդանիներն ի վիճակի են գոյատևել գրեթե ցանկացած ծայրահեղ պայմաններում, լինի դա շոգ կամ ցուրտ, հսկայական ճնշում կամ բարձր ճառագայթում: Նրանք կարողանում են որոշ ժամանակ գոյատևել նույնիսկ տիեզերքում։ Էքստրեմալ պայմաններում և ծայրահեղ ջրազրկված վիճակում այս արարածները կարողանում են կենդանի մնալ մի քանի տասնամյակ։ Նրանք կենդանանում են, մնում է միայն լճակի մեջ դնել։
Ջերմաստիճանը շրջակա միջավայրի ամենակարևոր գործոնն է: Ջերմաստիճանը հսկայական ազդեցություն ունի օրգանիզմների կյանքի բազմաթիվ ասպեկտների, դրանց բաշխման, վերարտադրության աշխարհագրության և օրգանիզմների այլ կենսաբանական հատկությունների վրա, որոնք հիմնականում կախված են ջերմաստիճանից: Շրջանակ, այսինքն. ջերմաստիճանի սահմանները, որոնց դեպքում կյանքը կարող է գոյություն ունենալ, տատանվում է մոտ -200°C-ից մինչև +100°C, երբեմն բակտերիաների առկայությունը հայտնաբերվում է 250°C ջերմաստիճանի տաք աղբյուրներում: Իրականում, օրգանիզմների մեծ մասը կարող է գոյատևել նույնիսկ ավելի նեղ ջերմաստիճանի միջակայքում:
Միկրոօրգանիզմների որոշ տեսակներ, հիմնականում բակտերիաները և ջրիմուռները, կարողանում են ապրել և բազմանալ տաք աղբյուրներում եռման կետին մոտ ջերմաստիճանում։ Տաք աղբյուրների բակտերիաների ջերմաստիճանի վերին սահմանը մոտ 90°C է: Ջերմաստիճանի փոփոխականությունը շատ կարևոր է էկոլոգիական տեսանկյունից։
Ցանկացած տեսակ ի վիճակի է ապրել միայն ջերմաստիճանի որոշակի միջակայքում, այսպես կոչված, առավելագույն և նվազագույն մահացու ջերմաստիճաններում: Այս կրիտիկական ծայրահեղ ջերմաստիճաններից դուրս՝ ցուրտ կամ շոգ, տեղի է ունենում օրգանիզմի մահը: Ինչ-որ տեղ արանքում է օպտիմալ ջերմաստիճան, որում ակտիվ է բոլոր օրգանիզմների, ողջ նյութի կենսագործունեությունը։
Ըստ օրգանիզմների հանդուրժողականության ջերմաստիճանի ռեժիմդրանք բաժանվում են էվրիթերմային և ստենոթերմային, այսինքն. ի վիճակի է դիմակայել լայն կամ նեղ ջերմաստիճանի տատանումներին: Օրինակ՝ քարաքոսերը և բազմաթիվ բակտերիաները կարող են ապրել տարբեր ջերմաստիճաններում, կամ խոլորձները և ջերմասեր այլ բույսեր։ արեւադարձային գոտիներ- ստենոթերմային են:
Որոշ կենդանիներ կարողանում են պահպանել մարմնի մշտական ջերմաստիճան՝ անկախ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից։ Նման օրգանիզմները կոչվում են հոմեոթերմիկ։ Այլ կենդանիների մոտ մարմնի ջերմաստիճանը փոխվում է՝ կախված շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից։ Դրանք կոչվում են պոիկիլոթերմներ։ Կախված նրանից, թե ինչպես են օրգանիզմները հարմարվում ջերմաստիճանի ռեժիմին, դրանք բաժանվում են երկու տեսակի. բնապահպանական խմբերկրիոֆիլներ - ցրտերին, ցածր ջերմաստիճաններին հարմարեցված օրգանիզմներ. թերմոֆիլներ - կամ ջերմասեր:
Ալենի կանոն- էկոաշխարհագրական կանոն, որը հաստատվել է Դ. Ալենի կողմից 1877թ.-ին: Համաձայն այս կանոնի, համանման կենսակերպ վարող հոմոիոթերմիկ (տաք արյունով) կենդանիների մոտ, նրանք, ովքեր ապրում են ավելի ցուրտ կլիմայական պայմաններում, ունեն համեմատաբար ավելի փոքր դուրս ցցված մարմնի մասեր՝ ականջներ, ոտքեր, պոչեր և այլն:
Մարմնի դուրս ցցված մասերի կրճատումը հանգեցնում է մարմնի հարաբերական մակերեսի նվազմանը և օգնում է խնայել ջերմությունը։
Այս կանոնի օրինակ են շների ընտանիքի ներկայացուցիչները տարբեր շրջաններից: Այս ընտանիքում ամենափոքր (մարմնի երկարության համեմատ) ականջները և ավելի քիչ ձգված դունչը գտնվում են արկտիկական աղվեսի մոտ (տարածքը՝ Արկտիկա), իսկ ամենամեծ ականջներն ու նեղ, երկարավուն դնչիկը ֆենեկ աղվեսի մոտ (տիրույթ՝ Սահարա):
Այս կանոնը կիրառվում է նաև մարդկային պոպուլյացիաների նկատմամբ. ամենակարճ (մարմնի չափի համեմատ) քիթը, ձեռքերն ու ոտքերը բնորոշ են էսկիմո-ալեուտ ժողովուրդներին (էսկիմոսներ, ինուիտներ), իսկ մորթիների և տուտսիների համար՝ երկար ձեռքերն ու ոտքերը։
Բերգմանի կանոնըէկոաշխարհագրական կանոն է, որը ձևակերպվել է 1847 թվականին գերմանացի կենսաբան Կարլ Բերգմանի կողմից։ Կանոնն ասում է, որ հոմոիոթերմ (տաք արյունով) կենդանիների նմանատիպ տեսակներից ամենամեծն այն կենդանիներն են, որոնք ապրում են ավելի ցուրտ կլիմայական պայմաններում՝ բարձր լայնություններում կամ լեռներում: Եթե կան սերտորեն կապված տեսակներ (օրինակ՝ նույն սեռի տեսակներ), որոնք էականորեն չեն տարբերվում իրենց սննդակարգով և ապրելակերպով, ապա ավելի մեծ տեսակներ հանդիպում են նաև ավելի խիստ (ցուրտ) կլիմայական պայմաններում։
Կանոնը հիմնված է այն ենթադրության վրա, որ էնդոթերմ տեսակների ջերմության ընդհանուր արտադրությունը կախված է մարմնի ծավալից, իսկ ջերմության փոխանցման արագությունը՝ դրա մակերեսի մակերեսից։ Օրգանիզմների չափերի մեծացումով մարմնի ծավալն ավելի արագ է աճում, քան նրա մակերեսը։ Փորձնականորեն այս կանոնը առաջին անգամ փորձարկվել է տարբեր չափերի շների վրա: Պարզվել է, որ փոքր շների ջերմության արտադրությունն ավելի մեծ է մեկ միավորի զանգվածի հաշվով, բայց անկախ չափից, այն գրեթե անփոփոխ է մնում մակերեսի միավորի համար։
Բերգմանի կանոնը, իրոք, հաճախ իրականացվում է ինչպես նույն տեսակի, այնպես էլ սերտորեն կապված տեսակների մեջ: Օրինակ, վագրի Amur ձեւը հետ Հեռավոր Արեւելքավելի մեծ, քան Սումատրան Ինդոնեզիայից: Գայլի հյուսիսային ենթատեսակները միջինում ավելի մեծ են, քան հարավայինները։ Արջերի ցեղի հարակից տեսակների մեջ ամենամեծն ապրում է հյուսիսային լայնություններում ( բեւեռային արջ, շագանակագույն արջերմոտ. Կոդիակ), և մեծ մասը փոքր տեսակներ(օրինակ, ակնոցավոր արջ) - տաք կլիմայով տարածքներում:
Միևնույն ժամանակ, այս կանոնը հաճախ քննադատության էր ենթարկվում. Նշվեց, որ այն չի կարող ընդհանուր բնույթ կրել, քանի որ կաթնասունների և թռչունների չափերի վրա, բացի ջերմաստիճանից, ազդում են բազմաթիվ այլ գործոններ։ Բացի այդ, պոպուլյացիայի և տեսակների մակարդակով կոշտ կլիմայական պայմաններին հարմարվողականությունը հաճախ տեղի է ունենում ոչ թե մարմնի չափի փոփոխության, այլ մարմնի չափի փոփոխության պատճառով: ներքին օրգաններ(սրտի և թոքերի չափերի մեծացում) կամ կենսաքիմիական հարմարվողականությունների միջոցով։ Հաշվի առնելով այս քննադատությունը, պետք է ընդգծել, որ Բերգմանի կանոնը վիճակագրական բնույթ է կրում և ակնհայտորեն դրսևորում է իր ազդեցությունը, այլ հավասար են:
Իրոք, այս կանոնից շատ բացառություններ կան: Այսպիսով, բրդոտ մամոնտի ամենափոքր ցեղը հայտնի է բևեռային Վրանգել կղզուց; Անտառային գայլի շատ ենթատեսակներ ավելի մեծ են, քան տունդրայինները (օրինակ՝ Կենայի թերակղզուց անհետացած ենթատեսակները. ենթադրվում է, որ մեծ չափերը կարող են առավելություն տալ այս գայլերին թերակղզում բնակվող խոշոր էլկի որսալու ժամանակ): Ամուրի վրա ապրող ընձառյուծի հեռավոր արևելյան ենթատեսակը զգալիորեն փոքր է աֆրիկյանից։ Բերված օրինակներում համեմատվող ձևերը տարբերվում են իրենց կենսակերպով (կղզիների և մայրցամաքային պոպուլյացիաներ. տունդրայի ենթատեսակները, որոնք սնվում են ավելի փոքր որսով, իսկ անտառային ենթատեսակները, սնվում են ավելի մեծ որսով):
Մարդու առնչությամբ կանոնը կիրառելի է որոշակի չափով (օրինակ, պիգմեյների ցեղերը, ըստ երևույթին, բազմիցս և ինքնուրույն հայտնվել են արևադարձային կլիմայով տարբեր տարածքներում); Այնուամենայնիվ, տեղական սննդակարգերի և սովորույթների, միգրացիայի և պոպուլյացիաների միջև գենետիկ շեղումների պատճառով, սահմանափակումներ են դրվում այս կանոնի կիրառելիության վրա:
Գլոգերի կանոնկայանում է նրանում, որ հոմոիոթերմ (տաք արյունով) կենդանիների հարակից ձևերի (միևնույն տեսակների տարբեր ռասաների կամ ենթատեսակների, հարակից տեսակների) մեջ տաք և խոնավ կլիմայական պայմաններում ապրողներն ավելի պայծառ են, քան ցուրտ և չոր կլիմայական պայմաններում: Ստեղծվել է 1833 թվականին Կոնստանտին Գլոգերի (Gloger C. W. L.; 1803-1863), լեհ և գերմանացի թռչնաբանի կողմից։
Օրինակ, անապատային թռչունների տեսակներից շատերը ավելի մռայլ են, քան մերձարևադարձային և մերձարևադարձային իրենց հարազատները անձրևային անտառ. Գլոգերի կանոնը կարելի է բացատրել ինչպես քողարկող նկատառումներով, այնպես էլ պիգմենտների սինթեզի վրա կլիմայական պայմանների ազդեցությամբ։ Որոշ չափով Գլոգերի կանոնը վերաբերում է նաև հարբած կիլոթերմիկ (սառը արյունով) կենդանիներին, մասնավորապես՝ միջատներին։
Խոնավությունը որպես շրջակա միջավայրի գործոն
Սկզբում բոլոր օրգանիզմները ջրային էին։ Նվաճելով հողը՝ նրանք չեն կորցրել իրենց կախվածությունը ջրից։ Ջուրը բոլոր կենդանի օրգանիզմների անբաժանելի մասն է։ Խոնավությունը օդում ջրի գոլորշու քանակությունն է։ Առանց խոնավության կամ ջրի կյանք չկա:
Խոնավությունը պարամետր է, որը բնութագրում է օդում ջրի գոլորշու պարունակությունը: Բացարձակ խոնավությունօդում ջրի գոլորշիների քանակն է և կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից: Այս քանակությունը կոչվում է հարաբերական խոնավություն (այսինքն օդում ջրի գոլորշու քանակի հարաբերակցությունը գոլորշիների հագեցած քանակին ջերմաստիճանի և ճնշման որոշակի պայմաններում):
Բնության մեջ կա խոնավության ամենօրյա ռիթմ։ Խոնավությունը տատանվում է ինչպես ուղղահայաց, այնպես էլ հորիզոնական: Այս գործոնը լույսի և ջերմաստիճանի հետ մեկտեղ կարևոր դեր է խաղում օրգանիզմների գործունեության և դրանց բաշխման կարգավորման գործում։ Խոնավությունը փոխում է նաև ջերմաստիճանի ազդեցությունը։
Օդի չորացումը կարևոր բնապահպանական գործոն է: Հատկապես ցամաքային օրգանիզմների համար մեծ նշանակություն ունի օդի չորացման ազդեցությունը։ Կենդանիները հարմարվում են՝ տեղափոխվելով պահպանվող տարածքներ և ակտիվ են գիշերը։
Բույսերը հողից ջուր են կլանում և գրեթե ամբողջությամբ (97-99%) գոլորշիանում են տերևներով։ Այս գործընթացը կոչվում է տրանսպիրացիա: Գոլորշիացումը սառեցնում է տերևները: Գոլորշիացման շնորհիվ իոնները հողի միջոցով տեղափոխվում են արմատներ, իոնների տեղափոխում բջիջների միջև և այլն։
Որոշակի քանակությամբ խոնավություն էական նշանակություն ունի ցամաքային օրգանիզմների համար։ Նրանցից շատերին նորմալ կյանքի համար 100% հարաբերական խոնավություն է պետք, և հակառակը՝ նորմալ վիճակում գտնվող օրգանիզմը չի կարող երկար ապրել բացարձակ չոր օդում, քանի որ անընդհատ ջուր է կորցնում։ Ջուրը կենդանի նյութի էական մասն է։ Հետեւաբար, որոշակի քանակությամբ ջրի կորուստը հանգեցնում է մահվան:
Չոր կլիմայի բույսերը հարմարվում են մորֆոլոգիական փոփոխություններին, վեգետատիվ օրգանների, հատկապես տերևների կրճատմանը։
Հարմարվում են նաև ցամաքային կենդանիները։ Նրանցից շատերը ջուր են խմում, մյուսները այն ծծում են մարմնի միջով հեղուկ կամ գոլորշի վիճակում: Օրինակ, երկկենցաղների մեծ մասը, որոշ միջատներ և տիզեր: Անապատի կենդանիների մեծ մասը երբեք չի խմում, նրանք իրենց կարիքները բավարարում են սննդով մատակարարվող ջրի հաշվին։ Մյուս կենդանիները ջուր են ստանում ճարպերի օքսիդացման գործընթացում։
Ջուրն անհրաժեշտ է կենդանի օրգանիզմների համար։ Հետևաբար, օրգանիզմները տարածվում են ողջ միջավայրում՝ կախված իրենց կարիքներից. ջրային օրգանիզմները մշտապես ապրում են ջրի մեջ. հիդրոֆիտները կարող են ապրել միայն շատ խոնավ միջավայրում:
Էկոլոգիական վալենտության տեսակետից հիդրոֆիտները և հիգրոֆիտները պատկանում են ստենոգերների խմբին։ Խոնավությունը մեծապես ազդում է օրգանիզմների կենսագործունեության վրա, օրինակ՝ 70% հարաբերական խոնավությունշատ բարենպաստ էր չվող մորեխների էգերի դաշտային հասունացման և պտղաբերության համար: Բարենպաստ վերարտադրմամբ նրանք ահռելի տնտեսական վնաս են հասցնում բազմաթիվ երկրների ցանքատարածություններին։
Օրգանիզմների բաշխվածության էկոլոգիական գնահատման համար օգտագործվում է կլիմայի չորության ցուցանիշը։ Չորությունը ծառայում է որպես օրգանիզմների էկոլոգիական դասակարգման ընտրողական գործոն։
Այսպիսով, կախված տեղական կլիմայի խոնավության առանձնահատկություններից, օրգանիզմների տեսակները բաշխվում են էկոլոգիական խմբերի.
1. Հիդատոֆիտները ջրային բույսեր են։
2. Հիդրոֆիտները ցամաքային-ջրային բույսեր են։
3. Հիգրոֆիտներ՝ բարձր խոնավության պայմաններում ապրող ցամաքային բույսեր։
4. Մեզոֆիտները բույսեր են, որոնք աճում են միջին խոնավությամբ։
5. Քսերոֆիտները անբավարար խոնավությամբ աճող բույսեր են։ Նրանք, իրենց հերթին, բաժանվում են՝ սուկուլենտներ. հյութեղ բույսեր(կակտուսներ); սկլերոֆիտները նեղ և փոքր տերևներով և խողովակների մեջ ծալված բույսեր են: Նրանք նաև բաժանվում են էքսերոֆիտների և ստիպաքսերոֆիտների։ Էվքսերոֆիտները տափաստանային բույսեր են։ Ստիպաքսերոֆիտները նեղ տերևավոր խոտածածկ խոտերի խումբ են (փետրախոտ, փետուր, բարակ ոտքավոր և այլն)։ Իր հերթին մեզոֆիտները նույնպես բաժանվում են մեզոհիգրոֆիտների, մեզոքսերոֆիտների և այլն։
Ջերմաստիճանին իր արժեքով զիջելով խոնավությունը, այնուամենայնիվ, շրջակա միջավայրի հիմնական գործոններից մեկն է: Վայրի բնության պատմության մեծ մասի ընթացքում օրգանական աշխարհներկայացված էր բացառապես օրգանիզմների ջրային նորմերով։ Կենդանի էակների ճնշող մեծամասնության անբաժանելի մասը ջուրն է, իսկ գամետների վերարտադրության կամ միաձուլման համար գրեթե բոլորին անհրաժեշտ է ջրային միջավայր։ Ցամաքային կենդանիներին ստիպում են իրենց մարմնում արհեստական ստեղծել ջրային միջավայրբեղմնավորման համար, իսկ դա հանգեցնում է նրան, որ վերջինս դառնում է ներքին։
Խոնավությունը օդում ջրի գոլորշու քանակությունն է։ Այն կարող է արտահայտվել գրամներով մեկ խորանարդ մետրի համար:
Լույսը որպես շրջակա միջավայրի գործոն: Լույսի դերը օրգանիզմների կյանքում
Լույսը էներգիայի ձևերից մեկն է: Համաձայն թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի կամ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ էներգիան կարող է փոխվել մի ձևից մյուսը։ Համաձայն այս օրենքի՝ օրգանիզմները ջերմադինամիկ համակարգ են, որն անընդհատ էներգիա և նյութ է փոխանակում շրջակա միջավայրի հետ։ Երկրի մակերևույթի օրգանիզմները ենթարկվում են էներգիայի հոսքին, հիմնականում արևային էներգիային, ինչպես նաև տիեզերական մարմինների երկարալիքային ջերմային ճառագայթմանը:
Այս երկու գործոններն էլ որոշում են կլիմայական պայմաններըշրջակա միջավայր (ջերմաստիճան, ջրի գոլորշիացման արագություն, օդի և ջրի շարժում): 2 կալ էներգիայով արևի լույսը տիեզերքից ընկնում է կենսոլորտի վրա: 1 սմ 2-ի դիմաց 1 րոպեում: Այս, այսպես կոչված, արևային հաստատունը: Այս լույսը, անցնելով մթնոլորտով, թուլանում է և նրա էներգիայի ոչ ավելի, քան 67%-ը կարող է հասնել Երկրի մակերեսին պարզ կեսօրին, այսինքն. 1,34 կալ. սմ 2-ը 1 րոպեում: Անցնելով ամպամածության, ջրի և բուսականության միջով, արևի լույսն ավելի է թուլանում, և դրա մեջ էներգիայի բաշխումը սպեկտրի տարբեր մասերում զգալիորեն փոխվում է։
Արևի լույսի և տիեզերական ճառագայթման թուլացման աստիճանը կախված է լույսի ալիքի երկարությունից (հաճախականությունից): 0,3 միկրոնից պակաս ալիքի երկարությամբ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը գրեթե չի անցնում օզոնային շերտով (մոտ 25 կմ բարձրության վրա): Նման ճառագայթումը վտանգավոր է կենդանի օրգանիզմի, մասնավորապես՝ պրոտոպլազմայի համար։
Կենդանի բնության մեջ լույսը էներգիայի միակ աղբյուրն է, բոլոր բույսերը, բացի բակտերիաներից, ֆոտոսինթեզ են անում, այսինքն. սինթեզել օրգանական նյութեր-ից անօրգանական նյութեր(այսինքն՝ ջրից, հանքային աղերից և CO-ից: Վայրի բնության մեջ լույսը էներգիայի միակ աղբյուրն է, բոլոր բույսերը, բացառությամբ բակտերիաների 2-ի. ճառագայթային էներգիաձուլման գործընթացում): Բոլոր օրգանիզմները սննդի համար կախված են երկրային ֆոտոսինթեզատորներից, այսինքն. քլորոֆիլ կրող բույսեր.
Լույսը որպես շրջակա միջավայրի գործոն բաժանվում է ուլտրամանուշակագույնի` 0,40 - 0,75 մկմ ալիքի երկարությամբ և ինֆրակարմիրի` այս մեծությունից մեծ ալիքի երկարությամբ:
Այս գործոնների ազդեցությունը կախված է օրգանիզմների հատկություններից։ Օրգանիզմների յուրաքանչյուր տեսակ հարմարեցված է լույսի ալիքի երկարությունների այս կամ այն սպեկտրին: Օրգանիզմների որոշ տեսակներ հարմարվել են ուլտրամանուշակագույնին, իսկ մյուսները՝ ինֆրակարմիրին։
Որոշ օրգանիզմներ կարողանում են տարբերել ալիքի երկարությունը։ Նրանք ունեն լույսի ընկալման հատուկ համակարգեր և ունեն գունային տեսողություն, որոնք մեծ նշանակություն ունեն իրենց կյանքում։ Շատ միջատներ զգայուն են կարճ ալիքների ճառագայթման նկատմամբ, որը մարդիկ չեն ընկալում: Գիշերային թիթեռները լավ են ընկալում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները։ Մեղուները և թռչունները ճշգրիտ որոշում են իրենց գտնվելու վայրը և նավարկեք տեղանքով նույնիսկ գիշերը:
Օրգանիզմները նույնպես ուժեղ են արձագանքում լույսի ինտենսիվությանը: Ըստ այս բնութագրերի՝ բույսերը բաժանվում են երեք էկոլոգիական խմբերի.
1. Լուսասեր, արևասեր կամ հելիոֆիտներ – որոնք ունակ են նորմալ զարգանալ միայն արևի ճառագայթների տակ։
2. Ստվերասեր կամ սկիոֆիտները անտառների ստորին շերտերի և խորջրյա բույսերի բույսեր են, օրինակ՝ հովտաշուշան և այլն։
Երբ լույսի ինտենսիվությունը նվազում է, ֆոտոսինթեզը նույնպես դանդաղում է։ Բոլոր կենդանի օրգանիզմներն ունեն շեմային զգայունություն լույսի ինտենսիվության, ինչպես նաև շրջակա միջավայրի այլ գործոնների նկատմամբ։ Տարբեր օրգանիզմներ ունեն տարբեր շեմային զգայունություն շրջակա միջավայրի գործոնների նկատմամբ: Օրինակ, ինտենսիվ լույսը արգելակում է դրոզոֆիլային ճանճերի զարգացումը, նույնիսկ պատճառելով նրանց մահը: Նրանք չեն սիրում լույս և ուտիճներ և այլ միջատներ։ Ֆոտոսինթետիկ բույսերի մեծ մասում, ցածր լույսի ինտենսիվության դեպքում, սպիտակուցի սինթեզը արգելակվում է, մինչդեռ կենդանիների մոտ՝ կենսասինթեզի գործընթացները:
3. Ստվերահանդուրժող կամ ֆակուլտատիվ հելիոֆիտներ: Բույսեր, որոնք լավ են աճում ինչպես ստվերում, այնպես էլ լույսի ներքո: Կենդանիների մոտ օրգանիզմների այս հատկությունները կոչվում են լուսասեր (ֆոտոֆիլներ), ստվերասեր (ֆոտոֆոբներ), էվրիֆոբ՝ ստենոֆոբ։
Էկոլոգիական վալենտություն
կենդանի օրգանիզմի հարմարվողականության աստիճանը շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխություններին. E. v. տեսարան է։ Քանակականորեն այն արտահայտվում է շրջակա միջավայրի փոփոխությունների շրջանակով, որի շրջանակներում տվյալ տեսակը պահպանում է բնականոն կենսագործունեությունը։ E. v. կարելի է դիտարկել ինչպես առանձին բնապահպանական գործոնների նկատմամբ տեսակների արձագանքման, այնպես էլ գործոնների համալիրի առնչությամբ:
Առաջին դեպքում, տեսակները, որոնք հանդուրժում են ազդող գործոնի ուժի լայն փոփոխությունները, նշանակվում են այս գործոնի անունից բաղկացած տերմինով «evry» նախածանցով (eurythermal - ջերմաստիճանի ազդեցության հետ կապված, euryhaline - աղիության նկատմամբ. , եվրիբատիկ - դեպի խորություն և այլն); տեսակները, որոնք հարմարեցված են միայն այս գործոնի փոքր փոփոխություններին, նշանակվում են նմանատիպ տերմինով «ստենո» նախածանցով (ստենոթերմիկ, ստենոհալին և այլն): Լայն Է.–ին տիրապետող տեսակները։ Գործոնների համալիրի առնչությամբ դրանք կոչվում են եվրիբիոնտներ (Տե՛ս. Eurybionts) ի տարբերություն ստենոբիոնտների (Տե՛ս. Stenobionts), որոնք քիչ հարմարվողականություն ունեն։ Քանի որ եվրիբիոնտիզմը հնարավորություն է տալիս բնակեցնել մի շարք կենսամիջավայրեր, իսկ ստենոբիոնտիզմը կտրուկ նեղացնում է տեսակների համար հարմար միջավայրերի շրջանակը, այս երկու խմբերը հաճախ կոչվում են համապատասխանաբար էվրի- կամ ստենոտոպիկ:
եվրիբիոնց, կենդանական և բուսական օրգանիզմներ, որոնք կարող են գոյություն ունենալ շրջակա միջավայրի պայմանների զգալի փոփոխություններով։ Այսպես, օրինակ, ծովի ափի բնակիչները մակընթացության ժամանակ հանդուրժում են կանոնավոր չորացում, ամռանը՝ ուժեղ տաքացում, իսկ ձմռանը՝ սառչում, իսկ երբեմն՝ ցրտահարություն (էվրիթերմային կենդանիներ); գետերի գետաբերանների բնակիչները դիմանում են միջոցներին. ջրի աղիության տատանումներ (եվրիհալինային կենդանիներ); մի շարք կենդանիներ գոյություն ունեն հիդրոստատիկ ճնշման լայն տիրույթում (եվրիբատներ): Բարեխառն լայնությունների ցամաքային շատ բնակիչներ կարողանում են դիմակայել ջերմաստիճանի սեզոնային մեծ տատանումներին։
Տեսակի էվրիբիոնտությունը մեծանում է հանդուրժելու ունակությամբ անբարենպաստ պայմաններանաբիոզի վիճակում (բազմաթիվ բակտերիաներ, սպորներ և շատ բույսերի սերմեր, ցուրտ և բարեխառն լայնությունների չափահաս բազմամյա բույսեր, քաղցրահամ ջրերի սպունգների և բրիոզոների ձմեռող բողբոջներ, ճյուղոտոտների ձվեր, հասուն թարդիգրադներ և որոշ պտույտներ և այլն) կամ ձմեռում (որոշ կաթնասուններ):
ՉԵՏՎԵՐԻԿՈՎԻ ԿԱՆՈՆԸ,Որպես կանոն, ըստ Կրոմի բնության մեջ, կենդանի օրգանիզմների բոլոր տեսակները ներկայացված են ոչ թե առանձին մեկուսացված անհատներով, այլ մի շարք (երբեմն շատ մեծ) անհատ-պոպուլյացիաների ագրեգատների տեսքով: Աճեցվել է Ս. Ս. Չետվերիկովի կողմից (1903):
Դիտել- սա անհատների պոպուլյացիաների պատմականորեն հաստատված մի շարք է, որոնք նման են մորֆոլոգիական և ֆիզիոլոգիական հատկություններով, որոնք ունակ են ազատորեն խառնվել և արտադրել բերրի սերունդ, զբաղեցնելով որոշակի տարածք: Կենդանի օրգանիզմների յուրաքանչյուր տեսակ կարելի է նկարագրել մի շարքով բնորոշ հատկանիշներ, հատկություններ, որոնք կոչվում են տեսքի հատկանիշներ։ Տեսակի բնութագրերը, որոնց միջոցով կարելի է մի տեսակ տարբերել մյուսից, կոչվում են տեսակների չափանիշներ։
Առավել հաճախ օգտագործվող յոթ ընդհանուր դիտման չափանիշներն են.
1. կոնկրետ տեսակկազմակերպություններ՝ ագրեգատ բնորոշ հատկանիշներտարբերակել տվյալ տեսակի անհատներին մյուսի անհատներից.
2. Աշխարհագրական որոշակիություն. տեսակի անհատների առկայությունը որոշակի վայրում երկրագունդը; միջակայք - տարածք, որտեղ ապրում են տվյալ տեսակի անհատները:
3. Էկոլոգիական որոշակիություն. տեսակների անհատներն ապրում են ֆիզիկական շրջակա միջավայրի գործոնների արժեքների որոշակի տիրույթում, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, խոնավությունը, ճնշումը և այլն:
4. Տարբերակում. տեսակը բաղկացած է անհատների ավելի փոքր խմբերից:
5. Դիսկրետություն. այս տեսակի անհատները բաժանվում են մեկ ուրիշի անհատներից՝ ճեղքվածքով: Հիատուսը որոշվում է մեկուսացման մեխանիզմների ազդեցությամբ, ինչպիսիք են բազմացման ժամանակաշրջանների անհամապատասխանությունը, հատուկ վարքային ռեակցիաների օգտագործումը, հիբրիդների ստերիլությունը, և այլն:
6. Վերարտադրելիություն. անհատների վերարտադրությունը կարող է իրականացվել անսեռ (փոփոխականության աստիճանը ցածր է) և սեռական (փոփոխականության աստիճանը բարձր է, քանի որ յուրաքանչյուր օրգանիզմ միավորում է հոր և մոր հատկանիշները):
7. Առատության որոշակի մակարդակ՝ բնակչությունը ենթարկվում է պարբերական (կյանքի ալիքներ) և ոչ պարբերական փոփոխությունների։
Ցանկացած տեսակի անհատները տարածության մեջ բաշխված են ծայրաստիճան անհավասարաչափ։ Օրինակ՝ եղինջն իր տիրույթում հանդիպում է միայն խոնավ ստվերային վայրերում, բերրի հողով, թավուտներ առաջացնելով գետերի, առուների, լճերի շրջակայքում, ճահիճների ծայրամասերում, ջրհեղեղներում։ խառը անտառներև թփերի թփուտներ։ Եվրոպական խլուրդի գաղութները, որոնք հստակ տեսանելի են երկրի թմբերի վրա, հանդիպում են անտառների եզրերին, մարգագետիններին և դաշտերին: Հարմար է կյանքի համար
թեև բնակավայրերը հաճախ հանդիպում են միջակայքում, դրանք չեն ընդգրկում ողջ տեսականին, և, հետևաբար, այս տեսակի անհատները չեն հանդիպում նրա այլ մասերում: Անիմաստ է եղինջ փնտրել սոճու անտառում կամ խլուրդ՝ ճահճում։
Այսպիսով, տեսակների անհավասար բաշխվածությունը տարածության մեջ արտահայտվում է «խտության կղզիների», «կուտակների» տեսքով։ Այս տեսակի համեմատաբար բարձր տարածվածությամբ տարածքները փոխարինվում են ցածր առատությամբ տարածքներով: Յուրաքանչյուր տեսակի պոպուլյացիայի նման «խտության կենտրոնները» կոչվում են պոպուլյացիաներ։ Պոպուլյացիան տվյալ տեսակի անհատների հավաքածու է, որոնք երկար ժամանակ (մեծ թվով սերունդներ) բնակվում են որոշակի տարածությունում (տարածքի մասում) և մեկուսացված այլ նմանատիպ պոպուլյացիաներից։
Բնակչության ներսում գործնականում իրականացվում է անվճար հատում (պանմիքսիա)։ Այլ կերպ ասած, բնակչությունը անհատների խումբ է, որոնք ազատորեն կապված են միմյանց հետ, երկար ժամանակ ապրում են որոշակի տարածքում և համեմատաբար մեկուսացված են այլ նմանատիպ խմբերից: Այսպիսով, տեսակը պոպուլյացիաների հավաքածու է, իսկ պոպուլյացիան կա կառուցվածքային միավորբարի.
Տարբերությունը պոպուլյացիայի և տեսակի միջև.
1) տարբեր պոպուլյացիաների անհատները ազատորեն խառնվում են միմյանց հետ.
2) տարբեր պոպուլյացիաների անհատները քիչ են տարբերվում միմյանցից,
3) երկու հարևան պոպուլյացիաների միջև բացակայում է, այսինքն՝ կա աստիճանական անցում նրանց միջև։
Տեսակավորման գործընթաց. Ենթադրենք, որ տվյալ տեսակը զբաղեցնում է որոշակի տարածք՝ պայմանավորված նրա սննդակարգի բնույթով։ Անհատների միջև տարաձայնությունների արդյունքում միջակայքը մեծանում է։ Նոր տարածքը կպարունակի տարբեր կերային բույսերով տարածքներ, ֆիզիկական և քիմիական հատկություններև այլն: Անհատները, որոնք հայտնվում են տիրույթի տարբեր մասերում, կազմում են պոպուլյացիաներ: Ապագայում պոպուլյացիաների անհատների միջև անընդհատ աճող տարբերությունների արդյունքում ավելի ու ավելի պարզ կդառնա, որ մի պոպուլյացիայի անհատները ինչ-որ կերպ տարբերվում են մեկ այլ պոպուլյացիայի անհատներից։ Գոյություն ունի պոպուլյացիաների տարամիտման գործընթաց։ Նրանցից յուրաքանչյուրում մուտացիաներ են կուտակվում։
Տարածքի տեղական մասի ցանկացած տեսակի ներկայացուցիչները կազմում են տեղական պոպուլյացիա։ Տեղական պոպուլյացիաների ամբողջությունը, որը կապված է տիրույթի այն մասերի հետ, որոնք կենսապայմանների առումով միատարր են, կազմում է էկոլոգիական պոպուլյացիա: Այսպիսով, եթե տեսակը ապրում է մարգագետնում և անտառում, ապա նրանք խոսում են նրա ծամոնի և մարգագետնային պոպուլյացիայի մասին: Տեսակի տիրույթում գտնվող պոպուլյացիաները, որոնք կապված են որոշակի աշխարհագրական սահմանների հետ, կոչվում են աշխարհագրական պոպուլյացիաներ:
Բնակչության չափերն ու սահմանները կարող են կտրուկ փոխվել: Զանգվածային վերարտադրության բռնկումների ժամանակ տեսակը շատ լայնորեն տարածվում է և առաջանում են հսկայական պոպուլյացիաներ։
Կայուն գծեր ունեցող աշխարհագրական պոպուլյացիաների, խաչասերման և բերրի սերունդ տալու կարողության համախումբը կոչվում է ենթատեսակ։ Դարվինն ասաց, որ նոր տեսակների ձևավորումն անցնում է սորտերի (ենթատեսակների) միջոցով։
Այնուամենայնիվ, պետք է հիշել, որ որոշ տարր հաճախ բացակայում է բնության մեջ:
Մուտացիաները, որոնք տեղի են ունենում յուրաքանչյուր ենթատեսակի անհատների մոտ, ինքնին չեն կարող հանգեցնել նոր տեսակների ձևավորմանը: Պատճառը կայանում է նրանում, որ այս մուտացիան թափառելու է բնակչության միջով, քանի որ ենթատեսակների անհատները, ինչպես գիտենք, վերարտադրողականորեն մեկուսացված չեն: Եթե մուտացիան շահավետ է, ապա այն մեծացնում է պոպուլյացիայի հետերոզիգոտությունը, եթե այն վնասակար է, պարզապես կհրաժարվի ընտրությամբ։
Մշտապես շարունակվող մուտացիոն գործընթացի և ազատ հատման արդյունքում մուտացիաները կուտակվում են պոպուլյացիաներում։ Համաձայն I.I. Schmalhausen-ի տեսության՝ ստեղծվում է ժառանգական փոփոխականության պաշար, այսինքն՝ առաջացող մուտացիաների ճնշող մեծամասնությունը ռեցեսիվ է և ֆենոտիպիկ չի երևում։ Հետերոզիգոտ վիճակում մուտացիաների բարձր կոնցենտրացիայի հասնելուց հետո հավանական է դառնում ռեցեսիվ գեներ կրող անհատների հատումը: Այս դեպքում առաջանում են հոմոզիգոտ անհատներ, որոնցում մուտացիաներն արդեն ֆենոտիպորեն դրսևորվում են։ Այս դեպքերում մուտացիաներն արդեն բնական ընտրության հսկողության տակ են։
Բայց դա դեռևս որոշիչ նշանակություն չունի տեսակավորման գործընթացի համար, քանի որ բնական պոպուլյացիաները բաց են, և նրանց մեջ անընդհատ ներմուծվում են օտար գեներ հարևան պոպուլյացիաներից:
Բավարար գենային հոսք կա բոլոր տեղական պոպուլյացիաների գենոֆոնդների (բոլոր գենոտիպերի ամբողջությունը) մեծ նմանությունը պահպանելու համար: Ենթադրվում է, որ գենոֆոնդի համալրումը օտար գեների շնորհիվ 200 առանձնյակների պոպուլյացիայի մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի 100000 լոկուս, 100 անգամ ավելի է, քան մուտացիաների պատճառով: Որպես հետևանք, ոչ մի պոպուլյացիա չի կարող կտրուկ փոխվել, քանի դեռ այն ենթակա է գենային հոսքի նորմալացնող ազդեցության: Պոպուլյացիայի դիմադրությունը սելեկցիայի ազդեցության տակ իր գենետիկ կազմի փոփոխությունների նկատմամբ կոչվում է գենետիկ հոմեոստազ։
Պոպուլյացիայի մեջ գենետիկ հոմեոստազի արդյունքում նոր տեսակի ձևավորումը շատ դժվար է։ Եվս մեկ պայման պետք է կատարվի. Մասնավորապես, անհրաժեշտ է դուստր պոպուլյացիայի գենոֆոնդը մեկուսացնել մայրական գենոֆոնդից։ Մեկուսացումը կարող է լինել երկու ձևով՝ տարածական և ժամանակային: Տարածական մեկուսացումը տեղի է ունենում տարբեր աշխարհագրական խոչընդոտների պատճառով, ինչպիսիք են անապատները, անտառները, գետերը, ավազաթմբերը, սելավատարները: Ամենից հաճախ տարածական մեկուսացումը տեղի է ունենում շարունակական տիրույթի կտրուկ կրճատման և առանձին գրպանների կամ խորշերի բաժանման պատճառով:
Հաճախ միգրացիայի արդյունքում բնակչությունը մեկուսացվում է։ Այս դեպքում առաջանում է մեկուսացված պոպուլյացիա։ Այնուամենայնիվ, քանի որ մեկուսացված պոպուլյացիայի մեջ անհատների թիվը սովորաբար փոքր է, գոյություն ունի ինբրիդինգի վտանգ՝ դեգեներացիա՝ կապված ինբրիդինգի հետ: Տարածական մեկուսացման վրա հիմնված տեսակավորումը կոչվում է աշխարհագրական։
Մեկուսացման ժամանակավոր ձևը ներառում է վերարտադրության ժամանակի փոփոխություն և ամբողջ կյանքի ցիկլի տեղաշարժեր: Ժամանակավոր մեկուսացման վրա հիմնված տեսակավորումը կոչվում է էկոլոգիական։
Երկու դեպքում էլ վճռորոշը նոր, հինին անհամատեղելի, գենետիկ համակարգի ստեղծումն է։ Տեսակավորման միջոցով էվոլյուցիան իրականացվում է, դրա համար էլ ասում են՝ տեսակը տարրական էվոլյուցիոն համակարգ է։ Բնակչությունը տարրական էվոլյուցիոն միավոր է:
Պոպուլյացիաների վիճակագրական և դինամիկ բնութագրերը:
Օրգանիզմների տեսակները բիոցենոզում ներառված են ոչ թե որպես առանձին անհատներ, այլ որպես պոպուլյացիաներ կամ դրանց մասեր։ Պոպուլյացիան տեսակի մի մասն է (բաղկացած է նույն տեսակի անհատներից), որը զբաղեցնում է համեմատաբար միատարր տարածություն և ունակ է ինքնակարգավորման և որոշակի քանակի պահպանմանը։ Զավթված տարածքի յուրաքանչյուր տեսակ բաժանված է պոպուլյացիաների։ Եթե դիտարկենք շրջակա միջավայրի գործոնների ազդեցությունը մեկ օրգանիզմի վրա, ապա գործոնի որոշակի մակարդակի դեպքում (օրինակ՝ ջերմաստիճան) ուսումնասիրվող անհատը կա՛մ գոյատևում է, կա՛մ կմահանա։ Պատկերը փոխվում է, երբ ուսումնասիրում են նույն գործոնի ազդեցությունը նույն տեսակի օրգանիզմների խմբի վրա։
Որոշ անհատներ կմահանան կամ կնվազեցնեն իրենց կենսագործունեությունը մեկ կոնկրետ ջերմաստիճանում, մյուսները՝ ավելի ցածր ջերմաստիճանում, իսկ մյուսները՝ ավելի բարձր: Հետևաբար, կարելի է տալ բնակչության ևս մեկ սահմանում՝ գոյատևելու և սերունդ տալու համար բոլոր կենդանիները: օրգանիզմները շրջակա միջավայրի դինամիկ ռեժիմների պայմաններում պետք է գործոններ գոյություն ունենան խմբավորումների կամ պոպուլյացիաների տեսքով, այսինքն. համանման ժառանգականությամբ ապրող անհատների ագրեգատներ Բնակչության ամենակարևոր հատկանիշը նրա զբաղեցրած ընդհանուր տարածքն է: Սակայն բնակչության ներսում կարող են լինել քիչ թե շատ մեկուսացված խմբավորումներ տարբեր պատճառներով:
Հետևաբար, դժվար է բնակչության սպառիչ սահմանում տալ անհատների առանձին խմբերի միջև սահմանների լղոզման պատճառով: Յուրաքանչյուր տեսակ բաղկացած է մեկ կամ մի քանի պոպուլյացիաներից, և այսպիսով պոպուլյացիան տեսակների գոյության ձևն է՝ նրա ամենափոքր զարգացող միավորը: Բնակչության համար տարբեր տեսակներկան անհատների թվի նվազման ընդունելի սահմաններ, որոնցից այն կողմ բնակչության գոյությունն անհնարին է դառնում։ Գրականության մեջ բնակչության թվի կրիտիկական արժեքների վերաբերյալ ճշգրիտ տվյալներ չկան: Տրված արժեքները հակասական են։ Այնուամենայնիվ, փաստը մնում է փաստ, որ որքան փոքր են անհատները, այնքան բարձր են նրանց թվի կրիտիկական արժեքները: Միկրոօրգանիզմների համար դրանք միլիոնավոր անհատներ են, միջատների համար՝ տասնյակ և հարյուր հազարավոր, իսկ խոշոր կաթնասունների համար՝ մի քանի տասնյակ։
Թիվը չպետք է նվազի այն սահմաններից, որից այն կողմ սեռական գործընկերների հետ հանդիպելու հավանականությունը կտրուկ նվազում է։ Կրիտիկական թիվը կախված է նաև այլ գործոններից։ Օրինակ՝ որոշ օրգանիզմների համար խմբակային ապրելակերպը հատուկ է (գաղութներ, հոտեր, նախիրներ)։ Պոպուլյացիայի ներսում խմբերը համեմատաբար մեկուսացված են: Կարող են լինել դեպքեր, երբ բնակչության ընդհանուր թիվը դեռ բավական մեծ է, և առանձին խմբերի թիվը կրճատվում է կրիտիկական սահմաններից ցածր:
Օրինակ, պերուական կորմորանի գաղութը (խումբը) պետք է ունենա առնվազն 10 հազար առանձնյակ բնակչություն, իսկ հյուսիսային եղջերուների երամակը՝ 300 - 400 գլուխ։ Հասկանալ գործելու մեխանիզմները և լուծել պոպուլյացիաների օգտագործման խնդիրները մեծ նշանակությունտեղեկություններ ունենալ դրանց կառուցվածքի մասին. Տարբերում են կառուցվածքի սեռը, տարիքը, տարածքային և այլ տեսակներ։ Տեսական և կիրառական առումով առավել կարևոր են տարիքային կառուցվածքի տվյալները՝ տարբեր տարիքի անհատների (հաճախ խմբերի մեջ զուգակցված) հարաբերակցությունը։
Կենդանիները բաժանվում են հետևյալ տարիքային խմբերի.
Անչափահասների խումբ (երեխաներ) ծերունական խումբ (ծերունական, վերարտադրության մեջ չզբաղված)
Մեծահասակների խումբ (վերարտադրություն իրականացնող անձինք).
Սովորաբար նորմալ պոպուլյացիաները բնութագրվում են ամենամեծ կենսունակությամբ, որոնցում բոլոր տարիքները ներկայացված են համեմատաբար հավասար: Ռեգրեսիվ (վտանգված) պոպուլյացիայի մեջ գերակշռում են տարեց անհատները, ինչը վկայում է վերարտադրողական ֆունկցիաները խաթարող բացասական գործոնների առկայության մասին։ Այս վիճակի պատճառները բացահայտելու և վերացնելու համար անհրաժեշտ են շտապ միջոցառումներ: Ներխուժող (ինվազիվ) պոպուլյացիաները ներկայացված են հիմնականում երիտասարդ անհատներով։ Նրանց կենսունակությունը սովորաբար անհանգստություն չի առաջացնում, բայց հավանական են չափազանց մեծ թվով անհատների բռնկումներ, քանի որ նման պոպուլյացիաներում տրոֆիկ և այլ հարաբերություններ չեն ձևավորվել:
Հատկապես վտանգավոր է, եթե դա այն տեսակների պոպուլյացիա է, որոնք նախկինում բացակայում էին տարածքում։ Այս դեպքում պոպուլյացիաները սովորաբար գտնում և զբաղեցնում են ազատ էկոլոգիական խորշ և իրացնում են իրենց բուծման ներուժը՝ ինտենսիվ ավելացնելով նրանց թիվը: ) կամ կենսազանգվածը (բույսերում), որն ավելանում է նոպաների միջև ընկած ժամանակահատվածում։ Նախևառաջ պետք է դուրս բերվեն հետարտադրողական տարիքի անհատները (ավարտված վերարտադրությունը): Եթե նպատակը որոշակի արտադրանք ձեռք բերելն է, ապա պոպուլյացիաների տարիքը, սեռը և այլ բնութագրերը ճշգրտվում են՝ հաշվի առնելով առաջադրանքը։
Բուսական համայնքների պոպուլյացիաների շահագործումը (օրինակ՝ փայտանյութ ձեռք բերելու համար) սովորաբար համընկնում է աճի աճի (արտադրության կուտակման) հետ կապված տարիքային դանդաղման ժամանակաշրջանի հետ: Այս ժամանակահատվածը սովորաբար համընկնում է մեկ միավորի վրա փայտի զանգվածի առավելագույն կուտակման հետ: Բնակչությանը բնորոշ է նաև սեռերի որոշակի հարաբերակցությունը, իսկ արական և իգական սեռի հարաբերակցությունը հավասար չէ 1:1-ի։ Հայտնի են այս կամ այն սեռի կտրուկ գերակշռության, սերունդների փոփոխության դեպքեր՝ արուների բացակայությամբ։ Յուրաքանչյուր բնակչություն կարող է ունենալ նաև բարդ տարածական կառուցվածք, (ստորաբաժանվելով քիչ թե շատ մեծ հիերարխիկ խմբերի՝ աշխարհագրականից մինչև տարրական (միկրոպոպուլյացիաներ):
Այսպիսով, եթե մահացության մակարդակը կախված չէ անհատների տարիքից, ապա գոյատևման կորը նվազող գիծ է (տես նկար, տեսակ I): Այսինքն՝ անհատների մահը այս տեսակի մոտ տեղի է ունենում հավասարաչափ, մահացության մակարդակը մնում է անփոփոխ ողջ կյանքի ընթացքում։ Գոյատևման նման կորը բնորոշ է այն տեսակներին, որոնց զարգացումը տեղի է ունենում առանց մետամորֆոզի՝ ծնված սերունդների բավարար կայունությամբ: Այս տեսակը սովորաբար կոչվում է հիդրայի տեսակ - այն բնութագրվում է գոյատևման կորով, որը մոտենում է ուղիղ գծին: Այն տեսակների մոտ, որոնց համար արտաքին գործոնների դերը մահացության մեջ փոքր է, գոյատևման կորը բնութագրվում է մի փոքր նվազումով մինչև որոշակի տարիք, որից հետո տեղի է ունենում կտրուկ անկում՝ բնական (ֆիզիոլոգիական) մահացության պատճառով։
Տիպ II նկարում: Այս տեսակին մոտ գոյատևման կորը բնորոշ է մարդկանց (թեև մարդու գոյատևման կորը որոշ չափով ավելի հարթ է և, հետևաբար, I և II տիպերի միջև է): Այս տեսակը կոչվում է Drosophila-ի տեսակ. հենց այս տեսակն է դրոզոֆիլան դրսևորվում լաբորատոր պայմաններում (չի ուտում գիշատիչների կողմից): Շատ տեսակներ բնութագրվում են բարձր մահացությամբ օնտոգենեզի վաղ փուլերում: Նման տեսակների մոտ գոյատևման կորը բնութագրվում է տարածքի կտրուկ անկմամբ ավելի երիտասարդ տարիք. Անհատները, ովքեր վերապրել են «կրիտիկական» տարիքը, ցույց են տալիս ցածր մահացություն և ապրում են մեծ տարիներ: Տեսակը կոչվում է ոստրեի տեսակ։ III տեսակը նկարում: Գոյատևման կորերի ուսումնասիրությունը մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում բնապահպանի համար։ Այն թույլ է տալիս դատել, թե կոնկրետ որ տարիքում է առավել խոցելի տեսակը: Եթե պատճառների գործողությունը, որը կարող է փոխել ծնելիության մակարդակը կամ մահացությունը, ընկնի ամենախոցելի փուլում, ապա դրանց ազդեցությունը բնակչության հետագա զարգացման վրա կլինի ամենամեծը։ Այս օրինաչափությունը պետք է հաշվի առնել որսը կազմակերպելիս կամ վնասատուների դեմ պայքարում:
Բնակչության տարիքային և սեռային կառուցվածքը.
Ցանկացած բնակչություն ունի որոշակի կազմակերպություն։ Տարածքի վրա անհատների բաշխվածությունը, անհատների խմբերի հարաբերակցությունն ըստ սեռի, տարիքի, մորֆոլոգիական, ֆիզիոլոգիական, վարքային և գենետիկական բնութագրերի արտացոլում են համապատասխան. բնակչության կառուցվածքը ՝ տարածական, սեռ, տարիք և այլն: Կառուցվածքը ձևավորվում է մի կողմից՝ ելնելով տեսակների ընդհանուր կենսաբանական հատկություններից, իսկ մյուս կողմից՝ շրջակա միջավայրի աբիոտիկ գործոնների և այլ տեսակների պոպուլյացիաների ազդեցության տակ։
Բնակչության կառուցվածքն այսպիսով ունի հարմարվողական բնույթ։ Նույն տեսակների տարբեր պոպուլյացիաներն ունեն և՛ նմանատիպ առանձնահատկություններ, և՛ տարբերակիչ հատկանիշներ, որոնք բնութագրում են իրենց բնակավայրերի շրջակա միջավայրի պայմանների առանձնահատկությունները:
Ընդհանուր առմամբ, ի լրումն անհատների հարմարվողական կարողությունների, որոշակի տարածքներում ձևավորվում են բնակչության խմբային հարմարվողականության հարմարվողական առանձնահատկությունները՝ որպես վերանհատական համակարգ, ինչը ցույց է տալիս, որ բնակչության հարմարվողական հատկանիշները շատ ավելի բարձր են, քան անհատներինը։ որոնք կազմում են այն:
Տարիքային կազմը- էական է բնակչության գոյության համար։ Օրգանիզմների կյանքի միջին տևողությունը և տարբեր տարիքի անհատների թվաքանակի (կամ կենսազանգվածի) հարաբերակցությունը բնութագրվում է բնակչության տարիքային կառուցվածքով։ Տարիքային կառուցվածքի ձևավորումը տեղի է ունենում վերարտադրության և մահացության գործընթացների համակցված գործողության արդյունքում։
Ցանկացած բնակչության մեջ պայմանականորեն առանձնանում են 3 տարիքային էկոլոգիական խմբեր.
Նախնական վերարտադրողական;
վերարտադրողական;
Հետվերարտադրողական.
Նախավերարտադրողական խումբը ներառում է անհատներ, որոնք դեռ ունակ չեն վերարտադրվելու։ Վերարտադրողական - վերարտադրվելու ունակ անհատներ: Հետվերարտադրողական - անհատներ, ովքեր կորցրել են վերարտադրվելու ունակությունը: Այս ժամանակահատվածների տեւողությունը մեծապես տարբերվում է կախված օրգանիզմների տեսակից:
Բարենպաստ պայմաններում բնակչությունը պարունակում է բոլոր տարիքային խմբերը և պահպանում է քիչ թե շատ կայուն տարիքային կազմ։ Արագ աճող պոպուլյացիաներում գերակշռում են երիտասարդ անհատները, իսկ նվազող պոպուլյացիաներում գերակշռում են ծերերը, որոնք այլևս չեն կարողանում ինտենսիվ վերարտադրվել։ Նման պոպուլյացիաները անարդյունավետ են և բավականաչափ կայուն չեն:
Տեսարաններ կան պարզ տարիքային կառուցվածք պոպուլյացիաներ, որոնք բաղկացած են գրեթե նույն տարիքի անհատներից:
Օրինակ՝ մեկ պոպուլյացիայի բոլոր միամյա բույսերը գարնանը սածիլման փուլում են, հետո գրեթե միաժամանակ ծաղկում են, իսկ աշնանը սերմեր են տալիս։
Տեսակների մեջ բարդ տարիքային կառուցվածք բնակչությունը միաժամանակ ապրում է մի քանի սերունդ:
Օրինակ, փղերի փորձի մեջ կան երիտասարդ, հասուն և ծերացող կենդանիներ:
Բազմաթիվ սերունդներ (տարբեր տարիքային խմբերի) ընդգրկող պոպուլյացիաներն ավելի կայուն են, ավելի քիչ ենթակա են որոշակի տարում վերարտադրության կամ մահացության վրա ազդող գործոնների ազդեցությանը: Ծայրահեղ պայմանները կարող են հանգեցնել ամենախոցելի տարիքային խմբերի մահվան, սակայն առավել տոկունները գոյատևում են և նոր սերունդներ ծնում:
Օրինակ՝ մարդը համարվում է բարդույթով կենսաբանական տեսակ տարիքային կառուցվածքը. Տեսակի պոպուլյացիաների կայունությունն իրեն դրսևորեց, օրինակ, Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ։
Պոպուլյացիաների տարիքային կառուցվածքներն ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են գրաֆիկական տեխնիկա, օրինակ՝ բնակչության տարիքային բուրգերը, որոնք լայնորեն կիրառվում են ժողովրդագրական հետազոտություններում (նկ. 3.9):
Նկ.3.9. Բնակչության տարիքային բուրգեր.
A - զանգվածային վերարտադրություն, B - կայուն բնակչություն, C - բնակչության նվազում
Տեսակի պոպուլյացիաների կայունությունը մեծապես կախված է սեռական կառուցվածքը , այսինքն. տարբեր սեռերի անհատների հարաբերակցությունը. Պոպուլյացիաների ներսում սեռական խմբերը ձևավորվում են մորֆոլոգիայի (մարմնի ձև և կառուցվածք) և տարբեր սեռերի էկոլոգիայի տարբերությունների հիման վրա:
Օրինակ՝ որոշ միջատների մոտ արուներն ունեն թեւեր, իսկ էգերը՝ ոչ, որոշ կաթնասունների արուները՝ եղջյուրներ, բայց էգերի մոտ դրանք բացակայում են, արու թռչունները ունեն վառ փետուր, իսկ էգերը՝ քողարկված։
Էկոլոգիական տարբերություններն արտահայտվում են սննդի նախասիրություններ(շատ մոծակների էգերը արյուն են ծծում, իսկ արուները սնվում են նեկտարով):
Գենետիկական մեխանիզմն ապահովում է ծննդյան ժամանակ երկու սեռերի անհատների մոտավորապես հավասար հարաբերակցություն: Այնուամենայնիվ, սկզբնական հարաբերակցությունը շուտով խախտվում է տղամարդկանց և կանանց միջև ֆիզիոլոգիական, վարքային և էկոլոգիական տարբերությունների արդյունքում՝ առաջացնելով անհավասար մահացություն:
Բնակչության տարիքային և սեռային կառուցվածքի վերլուծությունը հնարավորություն է տալիս կանխատեսել դրանց թիվը մի շարք հաջորդ սերունդների և տարիների համար: Սա կարևոր է ձկնորսության, կենդանիներին կրակելու, բերքը մորեխների արշավանքից փրկելու և այլ դեպքերում հնարավորությունները գնահատելիս:
Ջերմ աղբյուրները, որոնք սովորաբար հանդիպում են հրաբխային տարածքներում, ունեն բավականին հարուստ կենդանի բնակչություն:
Վաղուց, երբ կար ամենամակերեսային պատկերացումները բակտերիաների և այլ ստորին էակների մասին, հաստատվեց բաղնիքներում յուրահատուկ բուսական և կենդանական աշխարհի գոյությունը։ Այսպես, օրինակ, 1774 թվականին Սոներաթը հայտնել է Իսլանդիայի տաք աղբյուրներում ձկների առկայության մասին, որոնք ունեին 69° ջերմաստիճան։ Այս եզրակացությունը հետագայում չի հաստատվել այլ հետազոտողների կողմից՝ կապված Իսլանդիայի պայմանների հետ, սակայն այլ վայրերում, այնուամենայնիվ, նման դիտարկումներ են արվել։ Իսկիա կղզում Էրենբերգը (1858) նշել է ձկների առկայությունը 55°-ից բարձր ջերմաստիճան ունեցող աղբյուրներում։ Հոփ-Սեյլերը (1875) նույնպես տեսել է ձուկ ջրի մեջ, որի ջերմաստիճանը նույնպես մոտ 55° է: Նույնիսկ եթե ենթադրենք, որ բոլոր նշված դեպքերում ջերմաչափը սխալ է եղել, այնուամենայնիվ, կարելի է եզրակացություն անել որոշ ձկների՝ բավականին բարձր ջերմաստիճանում ապրելու ունակության մասին։ Ձկների հետ մեկտեղ լոգարաններում երբեմն նշմարվում էր գորտերի, որդերի և փափկամարմինների առկայությունը։ Ավելի ուշ այստեղ հայտնաբերվել են նաև նախակենդանիներ։
1908 թվականին լույս տեսավ Իսելի աշխատանքը, որն ավելի մանրամասն սահմանեց տաք աղբյուրներում ապրող կենդանական աշխարհի ջերմաստիճանի սահմանները։
Կենդանական աշխարհի հետ մեկտեղ ջրիմուռների առկայությունը բաղնիքներում չափազանց հեշտ է հաստատել՝ երբեմն ձևավորելով հզոր աղտոտում: Ըստ Ռոդինայի (1945), տաք աղբյուրներում կուտակված ջրիմուռների հաստությունը հաճախ հասնում է մի քանի մետրի։
Ջերմասեր ջրիմուռների ասոցիացիաների և դրանց բաղադրությունը որոշող գործոնների մասին բավականաչափ խոսել ենք «Բարձր ջերմաստիճանում ապրող ջրիմուռներ» բաժնում։ Այստեղ մենք միայն հիշում ենք, որ դրանցից ամենաջերմակայունը կապույտ-կանաչ ջրիմուռներն են, որոնք կարող են զարգանալ մինչև 80-85 ° ջերմաստիճան: Կանաչ ջրիմուռները հանդուրժում են 60°C-ից մի փոքր բարձր ջերմաստիճանը, մինչդեռ դիատոմները դադարում են զարգանալ մոտ 50°C-ում:
Ինչպես արդեն նշվեց, ջրիմուռները, որոնք զարգանում են ջերմային բաղնիքներում, էական դեր են խաղում տարբեր տեսակի թեփուկների ձևավորման գործում, որոնք ներառում են հանքային միացություններ:
Ջերմասեր ջրիմուռները մեծ ազդեցություն ունեն ջերմային բաղնիքներում բակտերիաների պոպուլյացիայի զարգացման վրա։ Նրանք իրենց կյանքի ընթացքում էկզոսմոզով որոշակի քանակությամբ օրգանական միացություններ են բաց թողնում ջրի մեջ, իսկ երբ մահանում են, բակտերիաների համար բավականին բարենպաստ ենթաշերտ են ստեղծում։ Հետևաբար, զարմանալի չէ, որ ջերմային ջրերի բակտերիալ պոպուլյացիան առավել առատորեն ներկայացված է ջրիմուռների կուտակման վայրերում:
Անդրադառնալով տաք աղբյուրների ջերմասեր բակտերիաներին՝ պետք է նշել, որ մեր երկրում դրանք ուսումնասիրվել են բավականին շատ մանրէաբանների կողմից։ Այստեղ պետք է նշել Ցիկլինսկայայի (1899), Գուբինի (1924-1929), Աֆանասևա-Կեսթերի (1929), Եգորովայի (1936-1940), Վոլկովայի (1939), Հայրենիքի (1945) և Իսաչենկոյի (1948) անունները։
Տաք աղբյուրների հետ առնչվող հետազոտողների մեծ մասը սահմանափակվել է միայն դրանցում բակտերիալ ֆլորա հաստատելու փաստով։ Միայն համեմատաբար քիչ մանրէաբաններ են անդրադարձել թերմայում բակտերիաների կյանքի հիմնարար ասպեկտներին:
Մեր վերանայման մեջ մենք կշարունակենք միայն վերջին խմբի ուսումնասիրությունները:
Ջերմասեր բակտերիաները հայտնաբերվել են մի շարք երկրներում տաք աղբյուրներում. Սովետական Միություն, Ֆրանսիա, Իտալիա, Գերմանիա, Սլովակիա, Ճապոնիա և այլն։ Քանի որ տաք աղբյուրների ջրերը հաճախ աղքատ են օրգանական նյութերով, զարմանալի չէ, որ դրանք երբեմն պարունակում են շատ փոքր քանակությամբ սապրոֆիտ բակտերիաներ։
Ավտոտրոֆ սնվող բակտերիաների վերարտադրությունը, որոնց թվում երկաթի և ծծմբի բակտերիաները բավականին տարածված են լոգարաններում, պայմանավորված է հիմնականում ջրի քիմիական բաղադրությամբ, ինչպես նաև ջերմաստիճանով։
Տաք ջրերից մեկուսացված որոշ թերմոֆիլ բակտերիաներ նկարագրվել են որպես նոր տեսակներ։ Այս ձևերը ներառում են՝ Բակ. thermophilus filiformis. ուսումնասիրել է Ցիկլինսկայան (1899), երկու սպորակիր ձողեր՝ Բակ. լյուդվիգի և Բակ. ilidzensis capsulatus՝ մեկուսացված Կարլինսկու կողմից (1895 թ.), Spirochaeta daxensis՝ մեկուսացված Kantakouzen-ի (1910 թ.) և Thiospirillum pistiense՝ մեկուսացված Չուրդայի կողմից (1935 թ.)։
Տաք աղբյուրների ջրի ջերմաստիճանը խիստ ազդում է բակտերիաների պոպուլյացիայի տեսակային կազմի վրա։ Ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող ջրերում հայտնաբերվել են կոկի և սպիրոխետանման բակտերիաներ (Ռոդինայի և Կանտակուզենայի աշխատանքներ): Սակայն այստեղ էլ գերակշռող ձեւն են սպորակիր ձողերը։
Վերջերս ջերմաստիճանի ազդեցությունը տերմինի բակտերիալ պոպուլյացիայի տեսակային կազմի վրա շատ գունեղ ցուցադրվեց Ռոդինայի աշխատության մեջ (1945), ով ուսումնասիրել է Տաջիկստանի Խոջի-Օբի-Գարմի տաք աղբյուրները: Այս համակարգի առանձին աղբյուրների ջերմաստիճանը տատանվում է 50-86°-ի սահմաններում: Միացնելով, այս տերմինները տալիս են հոսք, որի հատակին, 68 °-ից ոչ ավելի ջերմաստիճան ունեցող վայրերում, նկատվել է կապույտ-կանաչ ջրիմուռների արագ աճ: Տեղ-տեղ ջրիմուռները տարբեր գույների հաստ շերտեր են գոյացրել։ Ջրի եզրին, խորշերի կողային պատերին ծծմբի նստվածքներ կային։
Տարբեր աղբյուրներում, արտահոսքի, ինչպես նաև կապտականաչ ջրիմուռների հաստության մեջ երեք օրվա ընթացքում տեղադրվել են կեղտոտ ակնոցներ։ Բացի այդ, հավաքված նյութը ցանվել է սննդարար միջավայրերի վրա։ Պարզվել է, որ ամենաշատ ջուրն է բարձր ջերմաստիճանիպարունակում է հիմնականում ձողաձև բակտերիաներ: Սեպաձև ձևեր, որոնք, մասնավորապես, հիշեցնում են Azotobacter-ը, առաջանում են 60 °-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում: Դատելով բոլոր տվյալներից՝ կարելի է ասել, որ ինքը՝ Azotobacter-ը 52°C-ից բարձր չի աճում, մինչդեռ աղտոտման մեջ հայտնաբերված խոշոր կլոր բջիջները պատկանում են այլ տեսակի մանրէների։
Առավել ջերմակայուն են բակտերիաների որոշ տեսակներ, որոնք զարգանում են միս-պեպտոն ագարի վրա, թիո-բակտերիաներ, ինչպիսիք են Tkiobacillus thioparus-ը և ծծմբազերծող նյութերը: Ի դեպ, հարկ է նշել, որ Եգորովան և Սոկոլովան (1940 թ.) հայտնաբերել են Microspira-ն ջրի մեջ 50-60° ջերմաստիճանում։
Ռոդինայի աշխատանքում ազոտը ամրագրող բակտերիաներ չեն հայտնաբերվել 50°C ջերմաստիճանի ջրի մեջ։ Սակայն հողերն ուսումնասիրելիս անաէրոբ ազոտի ամրագրիչներ են հայտնաբերվել նույնիսկ 77°C-ում, իսկ Azotobacter-ը՝ 52°C-ում։ Սա ենթադրում է, որ ջուրը, ընդհանուր առմամբ, հարմար հիմք չէ ազոտի ամրացնող սարքերի համար:
Տաք աղբյուրների հողերում բակտերիաների ուսումնասիրությունը ցույց տվեց խմբի կազմի նույն կախվածությունը ջերմաստիճանից, ինչ ջրի մեջ: Այնուամենայնիվ, հողի միկրոպոպուլյացիան թվային առումով շատ ավելի հարուստ էր։ Օրգանական միացություններով աղքատ ավազոտ հողերը բավականին վատ միկրոպոպուլյացիա ունեին, մինչդեռ մուգ գույնի օրգանական նյութեր պարունակող հողերը առատորեն բնակեցված էին բակտերիաներով։ Այսպիսով, սուբստրատի բաղադրության և դրանում պարունակվող մանրադիտակային արարածների բնույթի միջև կապը բացահայտվեց այստեղ շատ պարզ:
Հատկանշական է, որ Հայրենիքի ոչ ջրում, ոչ էլ տիղմերում չեն գտնվել ջերմաֆիլ բակտերիաներորոնք քայքայում են մանրաթելերը: Այս պահինՄենք հակված ենք այն վերագրելու մեթոդաբանական դժվարություններին, քանի որ ջերմաֆիլ ցելյուլոզ քայքայող բակտերիաները բավականին պահանջկոտ են սննդարար միջավայրերի նկատմամբ: Ինչպես ցույց է տվել Իմշենեցկին, դրանց մեկուսացման համար անհրաժեշտ են բավականին հատուկ սննդարար սուբստրատներ։
Տաք աղբյուրներում, բացի սապրոֆիտներից, կան ավտոտրոֆներ՝ ծծմբի և երկաթի բակտերիաներ։
Թերմայում ծծմբային բակտերիաների աճի հնարավորության մասին ամենահին դիտարկումները, ըստ երևույթին, արվել են Մեյերի և Արենսի, ինչպես նաև Միոշիի կողմից: Միոշին դիտել է թելիկ ծծմբային բակտերիաների զարգացումը աղբյուրներում, որոնց ջրի ջերմաստիճանը հասել է 70°C-ի։ Եգորովան (1936), ով ուսումնասիրել է Բրագունի ծծմբի աղբյուրները, նշել է ծծմբային բակտերիաների առկայությունը նույնիսկ ջրի 80°C ջերմաստիճանում։
Գլխում « ընդհանուր բնութագրերըՋերմասեր բակտերիաների մորֆոլոգիական և ֆիզիոլոգիական առանձնահատկությունները» մենք բավական մանրամասն նկարագրեցինք ջերմասեր երկաթի և ծծմբային բակտերիաների հատկությունները։ Այս տեղեկությունը կրկնելը նպատակահարմար չէ, և մենք այստեղ կսահմանափակվենք հիշեցումով, որ ավտոտրոֆ բակտերիաների առանձին սեռերը և նույնիսկ տեսակները դադարեցնում են իրենց զարգացումը տարբեր ջերմաստիճաններում:
Այսպիսով, ծծմբային բակտերիաների առավելագույն ջերմաստիճանը մոտ 80 ° C է: Երկաթի բակտերիաների համար, ինչպիսիք են Streptothrix ochraceae-ն և Spirillum ferrugineum-ը, Mioshi-ն սահմանել է առավելագույնը 41-45°:
Dufrenois (Dufrencfy, 1921) հայտնաբերվել է տաք ջրերում 50-63° ջերմաստիճան ունեցող նստվածքների վրա, որը շատ նման է Siderocapsa-ին: Նրա դիտարկումների համաձայն՝ թելային երկաթի բակտերիաների աճը տեղի է ունեցել միայն սառը ջրերում։
Վոլկովան (1945 թ.) Պյատիգորսկի խմբի հանքային աղբյուրներում դիտարկել է Gallionella ցեղի բակտերիաների զարգացումը, երբ ջրի ջերմաստիճանը չի գերազանցել 27-32°։ Ավելի բարձր ջերմաստիճան ունեցող լոգարաններում երկաթի բակտերիաները իսպառ բացակայում էին։
Համեմատելով մեր նշած նյութերը՝ ակամայից պետք է եզրակացնել, որ որոշ դեպքերում դա ոչ թե ջրի ջերմաստիճանն է, այլ դրա. քիմիական բաղադրությունըորոշում է որոշակի միկրոօրգանիզմների զարգացումը.
Բակտերիաները, ջրիմուռների հետ միասին, ակտիվ մասնակցություն են ունենում որոշ միներալների, բիոլիթների և կաուստոբիոլիտների ձևավորմանը։ Ավելի մանրամասն ուսումնասիրվել է բակտերիաների դերը կալցիումի տեղումների մեջ։ Այս հարցը մանրամասնորեն ընդգրկված է ջերմաֆիլ բակտերիաների կողմից առաջացած ֆիզիոլոգիական պրոցեսների մասին բաժնում:
Ուշադրության է արժանի Վոլկովայի արած եզրակացությունը. Նա նշում է, որ «բարեզինան», որը կուտակված է Պյատիգորսկի ծծմբի աղբյուրների հոսանքների հաստ ծածկույթի մեջ, պարունակում է շատ տարրական ծծումբ և հիմնականում ունի Penicillium սեռից բորբոս սնկերի միկելիում: Միկելիումը կազմում է ստրոման, որը ներառում է ձողաձև բակտերիաներ, որոնք, ըստ երևույթին, կապված են ծծմբային բակտերիաների հետ։
Բրյուսոֆը կարծում է, որ սիլիկաթթվի նստվածքների առաջացմանը մասնակցում են նաև տերմինային բակտերիաները։
Բաղնիքներում հայտնաբերվել են մանրէներ վերականգնող սուլֆատներ։ Աֆանասիևա-Կեսթերի խոսքով՝ դրանք նման են Microspira aestuarii van Delden-ին և Vibrio thermodesulfuricans Elion-ին։ Գուբինը (1924-1929 թթ.) մի շարք գաղափարներ է արտահայտել այս բակտերիաների հնարավոր դերի մասին լոգարաններում ջրածնի սուլֆիդի առաջացման գործում։
Եթե սխալ եք գտնում, խնդրում ենք ընդգծել տեքստի մի հատվածը և սեղմել Ctrl+Enter.
Բեռնվում է...
