termofiliniai organizmai. Terminio vandens organizmai Bakterijos karštosiose versmėse
Verdančiame vandenyje, esant 100°C temperatūrai, žūva visų formų gyvi organizmai, įskaitant bakterijas ir mikrobus, kurie yra žinomi dėl savo atsparumo ir gyvybingumo – tai plačiai žinomas ir visuotinai pripažintas faktas. Bet kaip tai negerai pasirodo!
Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje, kai pasirodė pirmosios giliavandenės transporto priemonės, hidroterminių šaltinių, iš kurio nuolat plaka per karšto labai mineralizuoto vandens srovės. Tokių upelių temperatūra siekia neįtikėtinus 200-400°C. Iš pradžių niekas negalėjo pagalvoti, kad gyvybė gali egzistuoti kelių tūkstančių metrų gylyje nuo paviršiaus, amžinoje tamsoje ir net tokioje temperatūroje. Bet ji ten buvo. Ir ne primityvi vienaląstė gyvybė, o ištisos nepriklausomos ekosistemos, susidedančios iš anksčiau mokslui nežinomų rūšių.
Kaimanų tranšėjos dugne maždaug 5000 metrų gylyje rastas hidroterminis šaltinis. Tokie šaltiniai vadinami juodaisiais rūkaliais, nes išsiveržia į juodus dūmus panašus vanduo.
Ekosistemų, gyvenančių šalia hidroelektrinių, pagrindas terminiai šaltiniai chemosintetinės bakterijos yra mikroorganizmai, kurie gauna reikiamas maistines medžiagas oksiduodami įvairias cheminiai elementai; konkrečiu atveju oksiduojant anglies dioksidą. Nuo šių bakterijų priklauso ir visi kiti šiluminių ekosistemų atstovai, tarp jų filtrais besimaitinantys krabai, krevetės, įvairūs moliuskai ir net didžiuliai jūros kirminai.
Šis juodas rūkalius yra visiškai apgaubtas baltųjų jūros anemonų. Sąlygos, kurios reiškia kitų jūrų organizmų mirtį, yra šių būtybių norma. Baltieji anemonai maistą gauna absorbuodami chemosintetines bakterijas.
Organizmai, gyvenantys juodaodžiai rūkaliai„yra visiškai priklausomi nuo vietinių sąlygų ir negali išgyventi didžiajai daugumai pažįstamoje buveinėje jūrų augalija ir gyvūnija. Dėl šios priežasties ilgą laiką nebuvo įmanoma iškelti į paviršių nei vieno gyvo padaro, jie visi žuvo nukritus vandens temperatūrai.
Pompėjos kirmėlė (lot. Alvinella pompejana) – šis povandeninių hidroterminių ekosistemų gyventojas gavo gana simbolinį pavadinimą.
Britų okeanologų valdoma ISIS povandeninė nepilotuojama transporto priemonė sugebėjo iškelti pirmąjį gyvą padarą. Mokslininkai išsiaiškino, kad žemesnė nei 70°C temperatūra yra mirtina šioms nuostabioms būtybėms. Tai gana nuostabu, nes 70°C temperatūra yra mirtina 99% Žemėje gyvenančių organizmų.
Povandeninių terminių ekosistemų atradimas buvo nepaprastai svarbus mokslui. Pirma, buvo išplėstos ribos, kuriose gyvybė gali egzistuoti. Antra, atradimas paskatino mokslininkus nauja versija apie gyvybės atsiradimą Žemėje, pagal kurią gyvybė atsirado hidroterminėse angose. Ir trečia, šis atradimas dar kartą leido suprasti, kad apie mus supantį pasaulį žinome labai mažai.
.(Šaltinis: „Biologinis enciklopedinis žodynas“. Vyriausiasis redaktorius M. S. Giljarovas; Redakcinė kolegija: A. A. Babajevas, G. G. Vinbergas, G. A. Zavarzinas ir kiti – 2 leid., taisyta. – M .: Sov. Enciklopedija, 1986 m.)
Pažiūrėkite, kas yra „TERMOFILINIAI ORGANIZMAI“ kituose žodynuose:
- (thermo ... gr. phileo love) termofiliniai organizmai (vyrauja mikroskopiniai), galintys gyventi gana aukštoje temperatūroje (iki 70); jų natūralios buveinės yra įvairios karštosios versmės ir terminiai vandenys, plg. kriofilinis...... Rusų kalbos svetimžodžių žodynas
- (iš termo (žr. Thermo ...) ... ir graikų philéo I love) termofilai, organizmai, gyvenantys aukštesnėje nei 45 °C temperatūroje (mirtina daugumai gyvų būtybių). Tai keletas žuvų, įvairių bestuburių (kirminų, ... ... Didžioji sovietinė enciklopedija
- ... Vikipedija
Organizmai Mokslinė klasifikacija Klasifikacija: Karalystės organizmai Branduolinis nebranduolinis organizmas (vėlyvoji lotynų organizmus iš vėlyvosios lotynų organizo ... Wikipedia
Žemesni organizmai, kaip ir visos gyvos būtybės apskritai, gali gyventi tik tiksliai apibrėžtomis išorinėmis jų egzistavimo sąlygomis, t. .
Taip vadinamos bakterijos, galinčios vystytis aukštesnėje nei 55 60 °C temperatūroje. Miquel (Miquel) pirmasis atrado ir iš Senos vandens išskyrė nejudančią bacilą, galinčią gyventi ir daugintis 70 °C temperatūroje. Van Tieghemas... enciklopedinis žodynas F. Brockhausas ir I.A. Efronas
Organizmai Mokslinė klasifikacija Klasifikacija: Karalystės organizmai Branduolinis nebranduolinis organizmas (vėlyvoji lotynų organismus iš vėlyvosios lotynų kalbos organizo ... Vikipedija - Taip pat žiūrėkite: Didžiausi organizmai Smulkiausi organizmai yra visi bakterijų, gyvūnų, augalų ir kitų organizmų, aptinkamų Žemė, kurios klasėse (atskyriuose) yra minimalios vertės pagal tokius parametrus kaip ... Vikipedija
Kai kurie organizmai turi ypatingą pranašumą, leidžiantį atlaikyti ekstremaliausias sąlygas, kai kiti tiesiog negali susidoroti. Tarp šių savybių galima pastebėti atsparumą didžiuliam slėgiui, ekstremalioms temperatūroms ir kt. Šios dešimt būtybių iš mūsų sąrašo suteiks šansų visiems, kurie išdrįs pretenduoti į atspariausio organizmo titulą.
10 Himalajų šokinėjančių vorų
Azijos laukinė žąsis garsėja tuo, kad nuskrenda daugiau nei 6,5 kilometro, o aukščiausia žmonių gyvenvietė yra 5100 metrų Peru Anduose. Tačiau didelio aukščio rekordas priklauso visai ne žąsims, o Himalajų šokinėjančiam vorui (Euophrys omnisuperstes). Šis voras, gyvenantis daugiau nei 6700 metrų aukštyje, daugiausia minta mažais vabzdžiais, kuriuos ten atneša vėjo gūsiai. Pagrindinis šio vabzdžio bruožas yra gebėjimas išgyventi sąlygomis, kai beveik visiškai nėra deguonies.
9 Milžiniškas kengūros džemperis
Paprastai, kai galvojame apie gyvūnus, kurie be vandens gali gyventi ilgiausiai, iš karto iškyla kupranugaris. Tačiau kupranugariai be vandens dykumoje gali išgyventi tik 15 dienų. Tuo tarpu nustebsite sužinoję, kad pasaulyje yra gyvūnas, kuris gali nugyventi visą savo gyvenimą negerdamas nė lašo vandens. Milžiniškas kengūros šuolininkas yra artimas bebro giminaitis. Jų vidutinė gyvenimo trukmė paprastai yra nuo 3 iki 5 metų. Drėgmės jie dažniausiai gauna iš maisto valgydami įvairias sėklas. Be to, šie graužikai neprakaituoja, todėl išvengiama papildomo vandens praradimo. Paprastai šie gyvūnai gyvena Mirties slėnyje ir šiuo metu jiems gresia išnykimas.
Kadangi šiluma vandenyje efektyviau perduodama organizmams, 50 laipsnių Celsijaus vandens temperatūra bus daug pavojingesnė nei ta pati oro temperatūra. Dėl šios priežasties bakterijos daugiausia klesti karštuose povandeniniuose šaltiniuose, ko negalima pasakyti apie daugialąstes gyvybės formas. Tačiau yra ypatinga kirminų rūšis, vadinama paralvinella sulfincola, kuri mielai įsikuria vietose, kur vanduo pasiekia 45-55 laipsnių temperatūrą. Mokslininkai atliko eksperimentą, kai viena iš akvariumo sienelių buvo šildoma, todėl paaiškėjo, kad kirminai mieliau pasilikdavo šioje vietoje, nekreipdami dėmesio į vėsesnes vietas. Manoma, kad ši savybė kirmėlėse išsivystė tam, kad jos galėtų pasimėgauti bakterijomis, kurių gausu karštuosiuose šaltiniuose. Nes anksčiau jos neturėjo. natūralūs priešai, bakterijos buvo gana lengvas grobis.
7. Grenlandijos poliarinis ryklys
Grenlandijos ryklys yra vienas didžiausių ir mažiausiai ištirtų ryklių planetoje. Nepaisant to, kad jie plaukia gana lėtai (jas gali aplenkti bet kuris plaukikas mėgėjas), jie yra itin reti. Taip yra dėl to, kad šios rūšies rykliai, kaip taisyklė, gyvena 1200 metrų gylyje. Be to, šis ryklys yra vienas atspariausių šalčiui. Dažniausiai ji mieliau būna vandenyje, kurio temperatūra svyruoja nuo 1 iki 12 laipsnių šilumos. Kadangi šie rykliai gyvena šaltuose vandenyse, jie turi judėti labai lėtai, kad sunaudotų kuo mažiau energijos. Maiste jie neįskaitomi ir valgo viską, kas pasitaiko jų kelyje. Sklando gandai, kad jų gyvenimo trukmė siekia apie 200 metų, tačiau to patvirtinti ar paneigti dar niekas nesugebėjo.
6. Velnio kirminas
Dešimtmečius mokslininkai manė, kad dideliame gylyje gali išgyventi tik vienaląsčiai organizmai. Jų nuomone, aukštas spaudimas, deguonies trūkumas ir ekstremali temperatūra kliudė daugialąsčiams sutvėrimams. Tačiau tada kelių kilometrų gylyje buvo aptikti mikroskopiniai kirminai. Pavadintas Halicephalobus mephisto, pagal demoną iš vokiečių tautosakos, jis buvo rastas vandens mėginiuose 2,2 kilometro žemiau žemės paviršiaus, gulėdamas viename iš urvų m. pietų Afrika. Jie sugebėjo išgyventi ekstremaliomis aplinkos sąlygomis, o tai rodo, kad Marse ir kitose mūsų galaktikos planetose gyvybė yra įmanoma.
5. Varlės
Kai kurios varlių rūšys yra plačiai žinomos dėl savo sugebėjimo tiesiogine prasme sušalti žiemos laikotarpis ir atgaivinti atėjus pavasariui. IN Šiaurės Amerika aptiktos penkios tokių varlių rūšys, iš kurių dažniausia – paprastoji medžių varlė. Kadangi medžių varlės nėra labai stiprios įkasti, jos tiesiog slepiasi po nukritusiais lapais. Jų venose yra tokios medžiagos kaip antifrizas, ir nors jų širdis ilgainiui sustoja, tai laikina. Jų išgyvenimo technikos pagrindas – didžiulė gliukozės koncentracija, patenkanti į kraują iš varlės kepenų. Dar labiau stebina tai, kad varlės sugeba pademonstruoti savo gebėjimą sušalti ne tik viduje natūrali aplinka, bet ir laboratorijoje, leidžiant mokslininkams atrasti savo paslaptis.
(banner_ads_inline)
4 giliavandeniai mikrobai
Visi žinome, kad giliausias pasaulio taškas yra Marianų įduba. Jo gylis siekia beveik 11 kilometrų, o slėgis ten 1100 kartų viršija atmosferos slėgį. Prieš keletą metų mokslininkams ten pavyko aptikti milžiniškas amebas, kurias pavyko užfiksuoti didelės raiškos kamera ir apsaugoti stikline sfera nuo dugne viešpataujančio milžiniško slėgio. Be to, neseniai paties Jameso Camerono atsiųsta ekspedicija parodė, kad Marianos įdubos gelmėse gali egzistuoti ir kitos gyvybės formos. Buvo gauti dugno nuosėdų mėginiai, kurie įrodė, kad įduboje tiesiogine prasme knibžda mikrobų. Šis faktas nustebino mokslininkus, nes ten vyraujančios ekstremalios sąlygos ir didžiulis spaudimas – toli gražu ne rojus.
3. Bdelloidea
Bdelloidea rūšies rotiferiai yra neįtikėtinai mažytės bestuburių patelės, dažniausiai aptinkamos gėlo vandens. Nuo pat jų atradimo šios rūšies patinų nerasta, o patys rotiferiai dauginasi nelytiškai, o tai savo ruožtu sunaikina jų pačių DNR. Jie atkuria savo gimtąją DNR valgydami kitų tipų mikroorganizmus. Dėl šio sugebėjimo rotiferiai gali atlaikyti didžiulę dehidrataciją, be to, jie gali atlaikyti radiacijos lygį, kuris sunaikintų daugumą gyvų organizmų mūsų planetoje. Mokslininkai mano, kad jų gebėjimas atkurti savo DNR atsirado dėl būtinybės išgyventi itin sausoje aplinkoje.
2. Tarakonas
Sklando mitas, kad tarakonai bus vieninteliai gyvi organizmai, kurie išgyvens branduolinį karą. Tiesą sakant, šie vabzdžiai gali gyventi be vandens ir maisto keletą savaičių, o dar daugiau – be galvos gali išgyventi savaites. Tarakonai gyvuoja jau 300 milijonų metų, net pragyveno dinozaurus. „Discovery Channel“ atliko daugybę eksperimentų, kurie turėjo parodyti, ar tarakonai išgyvens, ar ne branduolinė spinduliuotė. Dėl to paaiškėjo, kad beveik pusė visų vabzdžių sugebėjo išgyventi 1000 radiacijos spinduliuotę (toks spinduliavimas gali nužudyti suaugusį sveiką žmogų vos per 10 minučių), be to, 10% tarakonų išgyveno, kai buvo veikiami 10 000 radiacijos. , kuri prilygsta radiacijai iš branduolinio sprogimo Hirosimoje. Deja, nė vienas iš šių mažų vabzdžių neišgyveno 100 000 radiacijos spindulių.
1. Tardigradai
Nustatyta, kad daugiausiai yra mažyčių vandens organizmų, vadinamų tardigradais atsparūs organizmai mūsų planeta. Šie iš pirmo žvilgsnio mieli gyvūnai gali išgyventi beveik bet kokiomis ekstremaliomis sąlygomis, nesvarbu, ar tai būtų karštis ar šaltis, didžiulis slėgis ar didelė radiacija. Jie sugeba kurį laiką išgyventi net erdvėje. Ekstremaliomis sąlygomis ir labai išsausėjus, šie padarai gali išlikti gyvi kelis dešimtmečius. Jie atgyja, tereikia juos patalpinti į tvenkinį.
Temperatūra yra svarbiausias aplinkos veiksnys. Temperatūra daro didžiulę įtaką daugeliui organizmų gyvenimo aspektų, jų paplitimo geografijai, dauginimuisi ir kitoms biologinėms organizmų savybėms, kurios daugiausia priklauso nuo temperatūros. Diapazonas, t.y. temperatūros ribos, kuriose gyvybė gali egzistuoti, svyruoja nuo maždaug -200°C iki +100°C, kartais bakterijų egzistavimas aptinkamas karštuose šaltiniuose, kurių temperatūra siekia 250°C. Tiesą sakant, dauguma organizmų gali išgyventi dar siauresniame temperatūrų diapazone.
Kai kurios mikroorganizmų rūšys, daugiausia bakterijos ir dumbliai, gali gyventi ir daugintis karštose versmėse esant temperatūrai, artimai virimo temperatūrai. Viršutinė karštųjų versmių bakterijų temperatūros riba yra apie 90°C. Temperatūros kintamumas yra labai svarbus ekologiniu požiūriu.
Bet kuri rūšis gali gyventi tik tam tikroje temperatūrų diapazone, vadinamojoje maksimalioje ir mažiausioje mirtinoje temperatūroje. Už šių kritinių ekstremalių temperatūrų, šaltų ar karštų, organizmas miršta. Kažkur tarp jų yra optimali temperatūra, kurioje aktyvi visų organizmų, gyvosios medžiagos kaip visumos, gyvybinė veikla.
Pagal organizmų toleranciją temperatūros režimas jie skirstomi į euriterminius ir stenoterminius, t.y. galintis atlaikyti didelius arba siaurus temperatūros svyravimus. Pavyzdžiui, kerpės ir daugelis bakterijų gali gyventi skirtingoje temperatūroje arba orchidėjos ir kiti šilumą mėgstantys augalai atogrąžų juostos- yra stenoterminiai.
Kai kurie gyvūnai gali išlaikyti pastovią kūno temperatūrą, nepaisant aplinkos temperatūros. Tokie organizmai vadinami homeoterminiais. Kitų gyvūnų kūno temperatūra kinta priklausomai nuo aplinkos temperatūros. Jie vadinami poikilotermais. Pagal tai, kaip organizmai prisitaiko prie temperatūros režimo, jie skirstomi į du tipus. aplinkosaugos grupės: kriofilai – organizmai prisitaikę prie šalčio, prie žemos temperatūros; termofilai – arba šilumą mėgstantys.
Alleno taisyklė- ekogeografinė taisyklė, kurią 1877 m. nustatė D. Allenas. Pagal šią taisyklę tarp homoioterminių (šiltakraujų) gyvūnų, vedančių panašų gyvenimo būdą, gyvenantys šaltesnio klimato šalyse, turi santykinai mažesnes išsikišusias kūno dalis: ausis, kojas, uodegos ir kt.
Atsikišusių kūno dalių sumažinimas lemia santykinio kūno paviršiaus sumažėjimą ir padeda taupyti šilumą.
Šios taisyklės pavyzdys yra šunų šeimos atstovai iš įvairių regionų. Mažiausios (palyginus su kūno ilgiu) ausys ir mažiau pailgas snukis šioje šeimoje yra arktinės lapės (diapazonas – Arktinis), o didžiausios ausys ir siauras, pailgas snukis – feneko lapei (diapazonas – Sachara).
Ši taisyklė taikoma ir žmonių populiacijoms: trumpiausia (palyginus su kūno dydžiu) nosis, rankos ir kojos būdingos eskimų-aleutų tautoms (eskimams, inuitams), ilgos rankos ir kojos kailiniams ir tutsiams.
Bergmano taisyklė yra ekogeografinė taisyklė, kurią 1847 m. suformulavo vokiečių biologas Carlas Bergmanas. Taisyklė sako, kad iš panašių homoioterminių (šiltakraujų) gyvūnų formų didžiausi yra tie, kurie gyvena šaltesnio klimato zonose – didelėse platumose arba kalnuose. Jei yra artimai giminingų rūšių (pavyzdžiui, tos pačios genties rūšys), kurios savo mityba ir gyvenimo būdu labai nesiskiria, tai didesnių rūšių pasitaiko ir sunkesnio (šalto) klimato sąlygomis.
Taisyklė grindžiama prielaida, kad bendra šilumos gamyba endoterminėse rūšyse priklauso nuo kūno tūrio, o šilumos perdavimo greitis priklauso nuo jo paviršiaus ploto. Didėjant organizmų dydžiui, kūno tūris auga greičiau nei jo paviršius. Eksperimentiškai ši taisyklė pirmą kartą buvo išbandyta su skirtingų dydžių šunimis. Paaiškėjo, kad mažų šunų šilumos gamyba yra didesnė masės vienetui, tačiau nepaisant dydžio, paviršiaus ploto vienetui ji išlieka beveik pastovi.
Bergmano taisyklė iš tiesų dažnai vykdoma tiek toje pačioje rūšyje, tiek tarp glaudžiai susijusių rūšių. Pavyzdžiui, Amūro forma tigras su Tolimieji Rytai didesnis nei Sumatras iš Indonezijos. Šiauriniai vilko porūšiai yra vidutiniškai didesni nei pietiniai. Iš giminingų lokių genties rūšių didžiausios gyvena šiaurinėse platumose ( Baltoji meška, rudieji lokiai su maždaug. Kodiak) ir dauguma mažos rūšys(pavyzdžiui, akinių lokys) – šilto klimato zonose.
Kartu ši taisyklė dažnai buvo kritikuojama; pažymėta, kad jis negali būti bendro pobūdžio, nes žinduolių ir paukščių dydžiui, be temperatūros, įtakos turi ir daugelis kitų veiksnių. Be to, prisitaikymas prie atšiauraus klimato populiacijos ir rūšių lygmeniu dažnai vyksta ne dėl kūno dydžio pokyčių, o dėl kūno dydžio pokyčių. Vidaus organai(širdies ir plaučių dydžio padidėjimas) arba dėl biocheminių adaptacijų. Atsižvelgiant į šią kritiką, reikia pabrėžti, kad Bergmano taisyklė yra statistinio pobūdžio ir aiškiai parodo savo poveikį, kai kiti dalykai yra vienodi.
Iš tiesų, yra daug šios taisyklės išimčių. Taigi mažiausia vilnonio mamuto rasė žinoma iš poliarinės Vrangelio salos; daugelis miško vilkų porūšių yra didesni už tundrinius (pavyzdžiui, išnykęs porūšis iš Kenų pusiasalio; manoma, kad dideli dydžiai gali suteikti šiems vilkams pranašumo medžiojant didelius pusiasalyje gyvenančius briedžius). Tolimųjų Rytų leopardo porūšis, gyvenantis Amūre, yra žymiai mažesnis nei afrikinis. Pateiktuose pavyzdžiuose palygintos formos skiriasi savo gyvenimo būdu (salų ir žemynų populiacijos; tundros porūšis, mintantis mažesniu grobiu, ir miško porūšis, mintantis didesniu grobiu).
Žmogaus atžvilgiu taisyklė tam tikru mastu taikoma (pavyzdžiui, pigmėjų gentys, matyt, pakartotinai ir savarankiškai pasirodė skirtingose atogrąžų klimato vietovėse); tačiau dėl vietinės mitybos ir papročių skirtumų, migracijos ir genetinio dreifo tarp populiacijų šios taisyklės taikymas yra ribojamas.
Glogerio taisyklė susideda iš to, kad tarp homoioterminių (šiltakraujų) giminingų formų (skirtingų rasių ar porūšių tos pačios rūšies, giminingų rūšių) tie, kurie gyvena šiltame ir drėgname klimate, yra ryškesni nei tie, kurie gyvena šaltame ir sausame klimate. 1833 m. įsteigė lenkų ir vokiečių ornitologas Konstantinas Glogeris (Gloger C. W. L.; 1803-1863).
Pavyzdžiui, dauguma dykumos paukščių rūšių yra blausesni nei jų giminaičiai iš subtropinių ir atogrąžų miškai. Glogerio taisyklę galima paaiškinti ir maskavimo sumetimais, ir klimato sąlygų įtaka pigmentų sintezei. Tam tikru mastu Glogerio taisyklė galioja ir girtiems kiloterminiams (šaltakraujams) gyvūnams, ypač vabzdžiams.
Drėgmė kaip aplinkos veiksnys
Iš pradžių visi organizmai buvo vandens. Užkariavę žemę, jie neprarado priklausomybės nuo vandens. Vanduo yra neatsiejama visų gyvų organizmų dalis. Drėgmė yra vandens garų kiekis ore. Be drėgmės ar vandens nėra gyvybės.
Drėgmė yra parametras, apibūdinantis vandens garų kiekį ore. Absoliuti drėgmė yra vandens garų kiekis ore ir priklauso nuo temperatūros ir slėgio. Šis kiekis vadinamas santykine drėgme (t. y. vandens garų kiekio ore ir sočiųjų garų kiekio santykis tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis).
Gamtoje vyrauja paros drėgmės ritmas. Drėgmė svyruoja tiek vertikaliai, tiek horizontaliai. Šis veiksnys kartu su šviesa ir temperatūra vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant organizmų veiklą ir jų pasiskirstymą. Drėgmė taip pat keičia temperatūros poveikį.
Oro džiovinimas yra svarbus aplinkos veiksnys. Ypač sausumos organizmams didelę reikšmę turi džiovinantis oro poveikis. Gyvūnai prisitaiko persikeldami į saugomas teritorijas ir yra aktyvūs naktį.
Augalai sugeria vandenį iš dirvos ir beveik visiškai (97-99%) išgaruoja per lapus. Šis procesas vadinamas transpiracija. Garinimas atvėsina lapus. Garavimo dėka jonai per dirvą nunešami į šaknis, jonų pernešimas tarp ląstelių ir kt.
Tam tikras drėgmės kiekis yra būtinas sausumos organizmams. Daugeliui jų normaliam gyvenimui reikalinga 100% santykinė oro drėgmė, ir atvirkščiai, normalios būklės organizmas negali ilgai gyventi absoliučiai sausame ore, nes nuolat netenka vandens. Vanduo yra esminė gyvosios medžiagos dalis. Todėl tam tikro vandens kiekio praradimas sukelia mirtį.
Sauso klimato augalai prisitaiko prie morfologinių pokyčių, vegetatyvinių organų, ypač lapų, mažėjimo.
Sausumos gyvūnai taip pat prisitaiko. Daugelis jų geria vandenį, kiti siurbia jį per kūno sluoksnį skystą ar garų pavidalu. Pavyzdžiui, dauguma varliagyvių, kai kurie vabzdžiai ir erkės. Dauguma dykumos gyvūnų niekada negeria, savo poreikius tenkina su maistu tiekiamu vandeniu. Kiti gyvūnai gauna vandenį riebalų oksidacijos procese.
Vanduo yra būtinas gyviems organizmams. Todėl organizmai plinta visoje buveinėje priklausomai nuo jų poreikių: vandens organizmai nuolat gyvena vandenyje; hidrofitai gali gyventi tik labai drėgnoje aplinkoje.
Ekologinio valentingumo požiūriu hidrofitai ir higrofitai priklauso stenogerių grupei. Drėgmė labai veikia gyvybines organizmų funkcijas, pavyzdžiui, 70 proc. santykinė drėgmė buvo labai palanki migruojančių skėrių patelių brendimui lauke ir vaisingumui. Palankiai daugindamiesi jie daro didžiulę ekonominę žalą daugelio šalių pasėliams.
Ekologiniam organizmų paplitimo įvertinimui naudojamas klimato sausumo rodiklis. Sausumas yra selektyvus organizmų ekologinės klasifikacijos veiksnys.
Taigi, priklausomai nuo vietinio klimato drėgmės ypatybių, organizmų rūšys skirstomos į ekologines grupes:
1. Hidatofitai yra vandens augalai.
2. Hidrofitai – sausumos-vandens augalai.
3. Higrofitai – sausumos augalai, gyvenantys didelės drėgmės sąlygomis.
4. Mezofitai – augalai, augantys su vidutiniu drėgnumu.
5. Kserofitai – tai augalai, augantys nepakankamai drėgmės. Jie, savo ruožtu, skirstomi į: sukulentus - sultingi augalai(kaktusai); sklerofitai yra augalai siaurais ir mažais lapeliais, susilankstę į kanalėlius. Jie taip pat skirstomi į eukserofitus ir stipakserofitus. Eukserofitai yra stepių augalai. Stipakserofitai – siauralapių velėninių žolių (plunksninių, eraičinų, plonakojų ir kt.) grupė. Savo ruožtu mezofitai taip pat skirstomi į mezohigrofitus, mezokserofitus ir kt.
Dėl savo vertės temperatūros, drėgmė vis dėlto yra vienas iš pagrindinių aplinkos veiksnių. Per didžiąją dalį laukinės gamtos istorijos organinis pasaulis atstovavo išskirtinai organizmų vandens normos. Neatsiejama daugumos gyvų būtybių dalis yra vanduo, o lytinių ląstelių dauginimuisi ar susiliejimui beveik visoms joms reikalinga vandens aplinka. Sausumos gyvūnai yra priversti sukurti savo kūne dirbtinį vandens aplinka tręšimui, o tai lemia tai, kad pastarasis tampa vidine.
Drėgmė yra vandens garų kiekis ore. Jis gali būti išreikštas gramais kubiniame metre.
Šviesa kaip aplinkos veiksnys. Šviesos vaidmuo organizmų gyvenime
Šviesa yra viena iš energijos formų. Pagal pirmąjį termodinamikos dėsnį arba energijos tvermės dėsnį, energija gali keistis iš vienos formos į kitą. Pagal šį dėsnį organizmai yra termodinaminė sistema, nuolat besikeičianti energija ir medžiaga su aplinka. Žemės paviršiuje esantys organizmai yra veikiami energijos, daugiausia saulės energijos, srauto, taip pat ilgųjų bangų šiluminės spinduliuotės iš kosminių kūnų.
Abu šie veiksniai lemia klimato sąlygos aplinka (temperatūra, vandens garavimo greitis, oro ir vandens judėjimas). Saulės šviesa, kurios energija yra 2 cal, patenka į biosferą iš kosmoso. už 1 cm 2 per 1 min. Ši vadinamoji saulės konstanta. Ši šviesa, einanti per atmosferą, yra susilpnėjusi ir giedrą vidurdienį Žemės paviršių gali pasiekti ne daugiau kaip 67% jos energijos, t.y. 1,34 cal. per cm 2 per 1 min. Praeinant debesų dangą, vandenį ir augmeniją, saulės šviesa dar labiau susilpnėja, o energijos pasiskirstymas joje įvairiose spektro dalyse labai pasikeičia.
Saulės šviesos ir kosminės spinduliuotės slopinimo laipsnis priklauso nuo šviesos bangos ilgio (dažnio). Ultravioletinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis mažesnis nei 0,3 mikrono, beveik neprasiskverbia pro ozono sluoksnį (apie 25 km aukštyje). Tokia spinduliuotė pavojinga gyvam organizmui, ypač protoplazmai.
Gyvojoje gamtoje šviesa yra vienintelis energijos šaltinis, visi augalai, išskyrus bakterijas, fotosintezuoja, t.y. susintetinti organinės medžiagos iš neorganinių medžiagų(t. y. iš vandens, mineralinių druskų ir CO – laukinėje gamtoje šviesa yra vienintelis energijos šaltinis, visi augalai, išskyrus bakterijas 2 – su spinduliavimo energija asimiliacijos procese). Visi organizmai maistui priklauso nuo antžeminių fotosintezatorių t.y. chlorofilą turintys augalai.
Šviesa, kaip aplinkos veiksnys, skirstoma į ultravioletinius, kurių bangos ilgis yra 0,40–0,75 mikrono, ir infraraudonuosius, kurių bangos ilgis yra didesnis nei šis dydis.
Šių veiksnių poveikis priklauso nuo organizmų savybių. Kiekvienas organizmo tipas yra prisitaikęs prie vienokio ar kitokio šviesos bangų ilgio spektro. Kai kurios organizmų rūšys prisitaikė prie ultravioletinių, o kitos prie infraraudonųjų spindulių.
Kai kurie organizmai sugeba atskirti bangos ilgį. Jie turi specialias šviesos suvokimo sistemas ir spalvų matymą, o tai turi didelę reikšmę jų gyvenime. Daugelis vabzdžių yra jautrūs trumpųjų bangų spinduliuotei, kurios žmonės nesuvokia. Nakties drugeliai gerai suvokia ultravioletinius spindulius. Bitės ir paukščiai tiksliai nustato savo vietą ir naršyti reljefą net naktį.
Organizmai taip pat stipriai reaguoja į šviesos intensyvumą. Pagal šias savybes augalai skirstomi į tris ekologines grupes:
1. Šviesamėgiai, saulę mėgstantys arba heliofitai – kurie sugeba normaliai vystytis tik saulės spinduliais.
2. Pavėsį mėgstantys, arba sciofitai, yra žemesnių miškų sluoksnių ir giliavandenių augalų augalai, pavyzdžiui, pakalnutės ir kt.
Mažėjant šviesos intensyvumui, sulėtėja ir fotosintezė. Visi gyvi organizmai turi slenkstinį jautrumą šviesos intensyvumui, taip pat kitiems aplinkos veiksniams. Skirtingi organizmai turi skirtingą slenkstinį jautrumą aplinkos veiksniams. Pavyzdžiui, intensyvi šviesa stabdo Drosophyll musių vystymąsi ir netgi sukelia jų mirtį. Jie nemėgsta šviesos ir tarakonų bei kitų vabzdžių. Daugumoje fotosintetinių augalų, esant mažam šviesos intensyvumui, baltymų sintezė yra slopinama, o gyvūnuose – biosintezės procesai.
3. Atsparūs šešėliams arba fakultatyvūs heliofitai. Augalai, kurie gerai auga tiek pavėsyje, tiek šviesoje. Gyvūnuose šios organizmų savybės vadinamos šviesą mylinčiomis (fotofilais), šešėlinėmis (fotofobomis), eurifobinėmis – stenofobinėmis.
Ekologinis valentingumas
gyvo organizmo prisitaikymo prie aplinkos sąlygų pokyčių laipsnis. E. v. yra vaizdo nuosavybė. Kiekybiškai jis išreiškiamas aplinkos pokyčių diapazonu, per kurį tam tikra rūšis išlaiko normalią gyvybinę veiklą. E. v. gali būti nagrinėjamas tiek atsižvelgiant į rūšies reakciją į atskirus aplinkos veiksnius, tiek su veiksnių kompleksu.
Pirmuoju atveju rūšys, kurios toleruoja didelius įtakos faktoriaus stiprumo pokyčius, žymimos terminu, susidedančiu iš šio veiksnio pavadinimo su priešdėliu "evry" (eurythermal - atsižvelgiant į temperatūros įtaką, eurihalinas - į druskingumą , eurybatic – iki gylio ir pan.); rūšys, pritaikytos tik nedideliems šio veiksnio pokyčiams, žymimos panašiu terminu su priešdėliu „steno“ (stenoterminė, stenohalinė ir kt.). Tipai, turintys platų E. in. veiksnių komplekso atžvilgiu jie vadinami eurybiontais (žr. Eurybiontai), priešingai nei stenobiontai (žr. Stenobiontai), kurie mažai prisitaiko. Kadangi euribiontizmas leidžia apgyvendinti įvairias buveines, o stenobiontizmas smarkiai susiaurina rūšiai tinkamų buveinių spektrą, šios dvi grupės dažnai vadinamos atitinkamai euri- arba stenotopinėmis.
eurybiontų, gyvūnų ir augalų organizmai, kurie gali egzistuoti labai pasikeitus aplinkos sąlygoms. Taigi, pavyzdžiui, jūros pakrantės gyventojai atoslūgio metu ištveria reguliarų džiūvimą, vasarą - stiprų atšilimą, o žiemą - atšalimą, o kartais ir užšalimą (euriterminiai gyvūnai); upių žiočių gyventojai atlaiko priemones. vandens druskingumo svyravimai (eurihaliniai gyvūnai); daugybė gyvūnų egzistuoja įvairiuose hidrostatinio slėgio diapazonuose (euribatai). Daugelis vidutinio klimato platumų sausumos gyventojų gali atlaikyti didelius sezoninius temperatūros svyravimus.
Rūšies eurybiontiškumą didina gebėjimas toleruoti nepalankios sąlygos esant anabiozei (daug bakterijų, daugelio augalų sporų ir sėklų, suaugusių daugiamečių šaltų ir vidutinių platumų augalų, žiemojančių gėlavandenių kempinių ir briozų pumpurų, šakojakojų kiaušinėlių, suaugusių tardigradų ir kai kurių rotiferių ir kt.) arba žiemos miego (kai kurie žinduoliai).
ČETVERIKOVO TAISYKLĖ, Paprastai, pasak Kromo, gamtoje visų tipų gyvus organizmus atstovauja ne atskiri izoliuoti individai, o daugybės (kartais labai didelių) individų-populiacijų agregatų pavidalu. Veisė S. S. Četverikovas (1903).
Žiūrėti- tai istoriškai susiklosčiusi individų populiacijų, kurios yra panašios morfologinėmis ir fiziologinėmis savybėmis, galinčių laisvai kryžmintis ir susilaukti vaisingų palikuonių, užimančių tam tikrą plotą, rinkinys. Kiekvieną gyvų organizmų tipą galima apibūdinti rinkiniu būdingi bruožai, savybės, kurios vadinamos rodinio ypatybėmis. Rūšies savybės, pagal kurias galima atskirti vieną rūšį nuo kitos, vadinamos rūšies kriterijais.
Dažniausiai naudojami septyni bendrieji peržiūros kriterijai yra šie:
1. konkretus tipas organizacijos: agregatas būdingi bruožai atskirti tam tikros rūšies individus nuo kitos.
2. Geografinis tikrumas: rūšies individų egzistavimas tam tikroje vietoje pasaulis; arealas – plotas, kuriame gyvena tam tikros rūšies individai.
3. Ekologinis tikrumas: rūšies individai gyvena tam tikroje fizinių aplinkos veiksnių, tokių kaip temperatūra, drėgmė, slėgis ir kt., verčių diapazone.
4. Diferenciacija: rūšis susideda iš mažesnių individų grupių.
5. Diskretiškumas: šios rūšies individus nuo kitos individų skiria atotrūkis – pertrauka.Pertrauką lemia izoliacinių mechanizmų veikimas, pvz., veisimosi laikotarpių neatitikimas, specifinių elgsenos reakcijų panaudojimas, hibridų sterilumas. ir tt
6. Atkuriamumas: individų dauginimasis gali būti vykdomas nelytiniu būdu (kintamumo laipsnis mažas) ir lytiškai (kintamumo laipsnis didelis, nes kiekvienas organizmas sujungia tėvo ir motinos savybes).
7. Tam tikras gausumo lygis: populiacijoje vyksta periodiniai (gyvybės bangos) ir neperiodiniai pokyčiai.
Bet kurios rūšies individai erdvėje pasiskirsto itin netolygiai. Pavyzdžiui, dilgėlė savo paplitimo ribose aptinkama tik drėgnose pavėsingose vietose su derlingu dirvožemiu, formuojasi krūmynai upių, upelių salpose, aplink ežerus, pelkių pakraščiuose, mišrūs miškai ir krūmų tankmės. Miško pakraščiuose, pievose ir laukuose aptinkamos europinio kurmio kolonijos, aiškiai matomos ant žemės kauburėlių. Tinka gyvenimui
nors buveinės dažnai aptinkamos arealo viduje, jos neapima viso arealo, todėl kitose jo dalyse šios rūšies individai neaptinkami. Nėra prasmės ieškoti dilgėlių pušyne ar kurmio pelkėje.
Taigi netolygus rūšių pasiskirstymas erdvėje išreiškiamas „tankio salelių“, „klumpelių“ pavidalu. Vietovės, kuriose gana didelis šios rūšies paplitimas, kaitaliojasi su mažo gausumo vietovėmis. Tokie kiekvienos rūšies populiacijos „tankio centrai“ vadinami populiacijomis. Populiacija – tai tam tikros rūšies individų rinkinys, ilgą laiką (daug kartų) gyvenantis tam tikroje erdvėje (diapazono dalyje) ir izoliuotas nuo kitų panašių populiacijų.
Gyventojų viduje laisvas kirtimas (panmixia) praktiškai vykdomas. Kitaip tariant, populiacija – tai grupė asmenų, laisvai besirišančių tarpusavyje, ilgą laiką gyvenančių tam tikroje teritorijoje ir santykinai izoliuotų nuo kitų panašių grupių. Taigi rūšis yra populiacijų rinkinys, o populiacija yra struktūrinis vienetas malonus.
Skirtumas tarp populiacijos ir rūšies:
1) skirtingų populiacijų individai laisvai kryžminasi tarpusavyje,
2) skirtingų populiacijų individai mažai skiriasi vienas nuo kito,
3) tarp dviejų gretimų populiacijų nėra atotrūkio, tai yra, tarp jų vyksta laipsniškas perėjimas.
Specifikacijos procesas. Tarkime, kad tam tikra rūšis užima tam tikrą plotą, nulemtą jos mitybos pobūdžio. Dėl individų skirtumų diapazonas didėja. Naujoje teritorijoje bus plotai su įvairiais pašariniais augalais, fizinės ir cheminės savybės tt Asmenys, atsidūrę skirtingose arealo dalyse, sudaro populiacijas. Ateityje dėl vis didėjančių skirtumų tarp populiacijų individų vis labiau paaiškės, kad vienos populiacijos individai kažkuo skiriasi nuo kitos populiacijos individų. Vyksta populiacijų divergencijos procesas. Kiekviename iš jų kaupiasi mutacijos.
Bet kurios rūšies atstovai vietinėje arealo dalyje sudaro vietinę populiaciją. Ekologinę populiaciją sudaro vietinių populiacijų visuma, susieta su arealo dalimis, kurios yra vienarūšės gyvenimo sąlygų požiūriu. Taigi, jei rūšis gyvena pievoje ir miške, tada jie kalba apie jos dantenų ir pievų populiacijas. Su tam tikromis geografinėmis ribomis susietos rūšies arealo populiacijos vadinamos geografinėmis populiacijomis.
Populiacijų dydis ir ribos gali labai pasikeisti. Masinio dauginimosi protrūkių metu rūšis išplinta labai plačiai ir susidaro milžiniškos populiacijos.
Geografinių populiacijų rinkinys, turintis stabilius bruožus, gebėjimą kryžmintis ir susilaukti vaisingų palikuonių, vadinamas porūšiu. Darvinas teigė, kad naujų rūšių formavimasis vyksta per veisles (porūšius).
Tačiau reikia atsiminti, kad kai kurių elementų gamtoje dažnai nėra.
Kiekvieno porūšio individuose atsirandančios mutacijos savaime negali sukelti naujų rūšių susidarymo. Priežastis slypi tame, kad ši mutacija klajos per populiaciją, nes porūšių individai, kaip žinome, nėra reprodukciškai izoliuoti. Jei mutacija yra naudinga, ji padidina populiacijos heterozigotiškumą, o jei žalinga, ji bus tiesiog atmesta atrankos būdu.
Dėl nuolat vykstančio mutacijos proceso ir laisvo kryžminimo mutacijos kaupiasi populiacijose. Pagal I. I. Schmalhausen teoriją sukuriamas paveldimo kintamumo rezervas, t.y., didžioji dauguma atsirandančių mutacijų yra recesyvinės ir neatsiranda fenotipiškai. Pasiekus didelę mutacijų koncentraciją heterozigotinėje būsenoje, recesyvinius genus nešiojančių individų kryžminimas tampa tikėtinas. Tokiu atveju atsiranda homozigotiniai individai, kuriuose mutacijos jau pasireiškia fenotipiškai. Tokiais atvejais mutacijas jau kontroliuoja natūrali atranka.
Bet tai dar neturi lemiamos reikšmės rūšiavimosi procesui, nes natūralios populiacijos yra atviros ir į jas nuolat patenka svetimų genų iš kaimyninių populiacijų.
Yra pakankamai genų srauto, kad būtų išlaikytas didelis visų vietinių populiacijų genų fondų (visų genotipų visumos) panašumas. Skaičiuojama, kad 200 individų, kurių kiekvienas turi po 100 000 lokusų, genofondo pasipildymas dėl svetimų genų yra 100 kartų didesnis nei – dėl mutacijų. Dėl to jokia populiacija negali dramatiškai pasikeisti tol, kol jai veikia normalizuojanti genų srauto įtaka. Populiacijos atsparumas genetinės sudėties pokyčiams, veikiant atrankai, vadinamas genetine homeostaze.
Dėl genetinės homeostazės populiacijoje labai sunku susiformuoti naujai rūšiai. Turi būti įvykdyta dar viena sąlyga! Būtent, būtina išskirti dukterinės populiacijos genofondą nuo motinos genofondo. Izoliacija gali būti dviejų formų: erdvinė ir laiko. Erdvinė izoliacija atsiranda dėl įvairių geografinių kliūčių, tokių kaip dykumos, miškai, upės, kopos, salpos. Dažniausiai erdvinė izoliacija atsiranda dėl staigaus nuolatinio diapazono sumažėjimo ir jo suskaidymo į atskiras kišenes ar nišas.
Dažnai populiacija tampa izoliuota dėl migracijos. Tokiu atveju susidaro izoliuota populiacija. Tačiau kadangi individų skaičius izoliuotoje populiacijoje paprastai yra nedidelis, kyla giminingo giminystės – išsigimimo, susijusio su giminingumu, pavojus. Speciacija, pagrįsta erdvine izoliacija, vadinama geografine.
Laikinoji izoliacijos forma apima dauginimosi laiko pasikeitimą ir viso gyvenimo ciklo pokyčius. Laikina izoliacija paremta specifikacija vadinama ekologine.
Abiem atvejais lemiamas dalykas yra naujos, nesuderinamos su sena, genetinės sistemos sukūrimas. Per specifikaciją evoliucija realizuojama, todėl jie sako, kad rūšis yra elementari evoliucinė sistema. Populiacija yra elementarus evoliucinis vienetas!
Statistinės ir dinaminės populiacijų charakteristikos.
Organizmų rūšys į biocenozę įtraukiamos ne kaip atskiri individai, o kaip populiacijos ar jų dalys. Populiacija – rūšies dalis (sudaryta iš tos pačios rūšies individų), užimanti santykinai vienalytę erdvę ir galinti susireguliuoti bei išlaikyti tam tikrą skaičių. Kiekviena rūšis okupuotoje teritorijoje yra suskirstyta į populiacijas.Jei vertinsime aplinkos veiksnių įtaką vienam organizmui, tai esant tam tikram veiksnio lygiui (pavyzdžiui, temperatūrai), tiriamas individas arba išgyvens, arba mirs. Vaizdas pasikeičia tiriant to paties veiksnio poveikį tos pačios rūšies organizmų grupei.
Vieni individai žus arba sumažins savo gyvybinę veiklą esant tam tikrai temperatūrai, kiti žemesnėje, treti aukštesnėje.Todėl galima pateikti dar vieną populiacijos apibrėžimą: norint išgyventi ir susilaukti palikuonių, visi gyvi. organizmai dinamiškų aplinkos režimų sąlygomis turi egzistuoti grupuočių, arba populiacijų, pavidalu, t.y. panašaus paveldimumo kartu gyvenančių individų visumos.Svarbiausias populiacijos požymis yra bendra jos užimama teritorija. Tačiau populiacijoje dėl įvairių priežasčių gali būti daugiau ar mažiau izoliuotų grupių.
Todėl sunku pateikti išsamų populiacijos apibrėžimą dėl ribų tarp atskirų individų grupių neryškumo. Kiekviena rūšis susideda iš vienos ar daugiau populiacijų, todėl populiacija yra rūšies egzistavimo forma, jos mažiausias besivystantis vienetas. Populiacijoms Įvairios rūšys yra priimtinos individų skaičiaus mažėjimo ribos, kurias peržengus populiacijos egzistavimas tampa neįmanomas. Literatūroje nėra tikslių duomenų apie populiacijos dydžio kritines vertes. Pateiktos vertės yra prieštaringos. Tačiau faktas išlieka tas, kad kuo mažesni asmenys, tuo didesnės jų skaičiaus kritinės vertės. Mikroorganizmų atveju tai yra milijonai individų, vabzdžiams - dešimtys ir šimtai tūkstančių, o dideliems žinduoliams - kelios dešimtys.
Skaičius neturėtų sumažėti žemiau ribos, už kurią smarkiai sumažėja tikimybė susitikti su seksualiniais partneriais. Kritinis skaičius priklauso ir nuo kitų veiksnių. Pavyzdžiui, kai kuriems organizmams grupinis gyvenimo būdas yra specifinis (kolonijos, pulkai, bandos). Grupės populiacijoje yra gana izoliuotos. Gali būti atvejų, kai visos populiacijos dydis vis dar yra gana didelis, o atskirų grupių skaičius sumažėja žemiau kritinių ribų.
Pavyzdžiui, Peru kormoranų kolonijoje (grupėje) turi būti ne mažiau kaip 10 tūkstančių individų, o šiaurės elnių bandoje – 300–400 galvų. Suprasti veikimo mechanizmus ir spręsti populiacijų naudojimo problemas didelę reikšmę turėti informacijos apie jų struktūrą. Yra lyties, amžiaus, teritorinės ir kitos struktūros. Teoriniu ir taikomuoju požiūriu svarbiausi yra duomenys apie amžiaus struktūrą – įvairaus amžiaus individų (dažnai jungiamų į grupes) santykis.
Gyvūnai skirstomi į šias amžiaus grupes:
Nepilnamečių grupė (vaikai) senatvinė grupė (senatvinė, nedalyvauja dauginantis)
Suaugusiųjų grupė (asmenys, užsiimantys dauginimu).
Paprastai normalioms populiacijoms būdingas didžiausias gyvybingumas, kai visi amžiaus tarpsniai atstovaujami gana tolygiai. Regresyvioje (nykstančioje) populiacijoje vyrauja senatviniai individai, o tai rodo neigiamų veiksnių, trikdančių reprodukcines funkcijas, buvimą. Norint nustatyti ir pašalinti šios būklės priežastis, reikia imtis skubių priemonių. Invazinėms (invazinėms) populiacijoms daugiausia atstovauja jauni individai. Jų gyvybingumas paprastai nekelia susirūpinimo, tačiau tikėtini pernelyg didelio individų skaičiaus protrūkiai, nes tokiose populiacijose nesusiformavo trofiniai ir kiti ryšiai.
Tai ypač pavojinga, jei tai yra rūšių populiacija, kurios anksčiau toje vietovėje nebuvo. Tokiu atveju populiacijos dažniausiai susiranda ir užima laisvą ekologinę nišą ir realizuoja savo veisimosi potencialą, intensyviai didindamos savo skaičių.Jei populiacija yra normalios ar artimos normaliai būklės, žmogus gali iš jos pašalinti individų skaičių (gyvūnuose). ) arba biomasę (augaluose), kuri didėja per laikotarpį tarp priepuolių. Visų pirma, turėtų būti pašalinami poproduktyvaus amžiaus (užbaigto reprodukcijos) asmenys. Jei tikslas yra gauti tam tikrą produktą, tada populiacijų amžius, lytis ir kitos savybės koreguojamos atsižvelgiant į užduotį.
Augalų bendrijų populiacijų išnaudojimas (pavyzdžiui, medienai gauti) dažniausiai sutampa su su amžiumi susijusio augimo sulėtėjimo (produkcijos kaupimo) laikotarpiu. Šis laikotarpis dažniausiai sutampa su maksimaliu medienos masės sukaupimu ploto vienete. Taip pat populiacijai būdingas tam tikras lyčių santykis, o patinų ir patelių santykis nėra lygus 1:1. Yra žinomi atvejai, kai ryškus vienos ar kitos lyties vyravimas, kartų kaitaliojimasis su vyrų nebuvimu. Kiekviena populiacija taip pat gali turėti sudėtingą erdvinę struktūrą (suskirstyti į daugiau ar mažiau dideles hierarchines grupes – nuo geografinių iki elementarių (mikropopuliacijų).
Taigi, jei mirtingumas nepriklauso nuo individų amžiaus, tai išgyvenamumo kreivė yra mažėjanti linija (žr. pav. I tipas). Tai yra, šio tipo individų mirtis įvyksta tolygiai, mirtingumas išlieka pastovus visą gyvenimą. Tokia išlikimo kreivė būdinga rūšims, kurių vystymasis vyksta be metamorfozės esant pakankamam gimusių palikuonių stabilumui. Šis tipas dažniausiai vadinamas hidra tipu – jam būdinga išgyvenimo kreivė, artėjanti prie tiesios linijos. Rūšių, kurių išorinių veiksnių vaidmuo mirtingumui yra mažas, išgyvenamumo kreivė būdinga nežymiu mažėjimu iki tam tikro amžiaus, po kurio pastebimas staigus kritimas dėl natūralaus (fiziologinio) mirtingumo.
II tipas paveikslėlyje. Šiam tipui artima išgyvenimo kreivė būdinga žmonėms (nors žmonių išgyvenimo kreivė yra kiek plokštesnė, taigi kažkur tarp I ir II tipų). Šis tipas vadinamas Drosophila tipu: būtent šį tipą Drosophila demonstruoja laboratorinėmis sąlygomis (jo nevalgo plėšrūnai). Daugeliui rūšių būdingas didelis mirtingumas ankstyvosiose ontogenezės stadijose. Tokioms rūšims išlikimo kreivė būdinga staigiu ploto kritimu jaunesnio amžiaus. Asmenys, išgyvenę „kritinį“ amžių, demonstruoja mažą mirtingumą ir gyvena ilgą amžių. Tipas vadinamas austrių tipu. III tipas paveikslėlyje. Ekologą labai domina išgyvenimo kreivių tyrimas. Tai leidžia nuspręsti, kokio amžiaus tam tikra rūšis yra labiausiai pažeidžiama. Jei priežasčių, galinčių pakeisti gimstamumą ar mirtingumą, veikimas pateks į pažeidžiamiausią stadiją, tai jų įtaka tolesnei populiacijos raidai bus didžiausia. Į šį modelį reikia atsižvelgti organizuojant medžioklę arba kovojant su kenkėjais.
Populiacijų amžiaus ir lyties struktūra.
Bet kuri populiacija turi tam tikrą organizaciją. Individų pasiskirstymas teritorijoje, individų grupių santykis pagal lytį, amžių, morfologines, fiziologines, elgesio ir genetines savybes atspindi atitinkamą gyventojų struktūra : erdvinė, lytis, amžius ir kt. Struktūra susidaro, viena vertus, remiantis bendromis rūšies biologinėmis savybėmis, kita vertus, veikiant abiotiniams aplinkos veiksniams ir kitų rūšių populiacijoms.
Taigi gyventojų struktūra yra prisitaikanti. Skirtingos tos pačios rūšies populiacijos turi ir panašių bruožų, ir išskirtinių bruožų, apibūdinančių aplinkos sąlygų specifiką jų buveinėse.
Apskritai, be individų adaptacinių gebėjimų, tam tikrose teritorijose formuojasi ir populiacijos, kaip viršindividualios sistemos, grupinės adaptacijos ypatumai, o tai rodo, kad populiacijos adaptaciniai bruožai yra daug aukštesni nei individų. kad tai sudaro.
Amžiaus sudėtis– būtinas gyventojų egzistavimui. Vidutinė organizmų gyvenimo trukmė ir įvairaus amžiaus individų skaičiaus (arba biomasės) santykis apibūdinamas populiacijos amžiaus struktūra. Amžiaus struktūros formavimasis atsiranda dėl bendro reprodukcijos ir mirtingumo procesų veikimo.
Bet kurioje populiacijoje sąlygiškai išskiriamos 3 amžiaus ekologinės grupės:
Ikireprodukcinis;
reprodukcinė;
Poreprodukcinė.
Ikireprodukcinė grupė apima individus, kurie dar nėra pajėgūs daugintis. Daugintis – individai, galintys daugintis. Poreprodukcinė – individai, praradę gebėjimą daugintis. Šių laikotarpių trukmė labai skiriasi priklausomai nuo organizmų tipo.
Esant palankioms sąlygoms, populiacija apima visas amžiaus grupes ir išlaiko daugiau ar mažiau stabilią amžiaus sudėtį. Sparčiai augančiose populiacijose vyrauja jauni individai, o nykstančiose populiacijose vyrauja seni, nebegalintys intensyviai daugintis. Tokios populiacijos yra neproduktyvios ir nėra pakankamai stabilios.
Yra vaizdai iš paprasta amžiaus struktūra populiacijos, kurias sudaro beveik to paties amžiaus asmenys.
Pavyzdžiui, visi vienos populiacijos vienmečiai augalai pavasarį būna daigų stadijoje, tada žydi beveik vienu metu, o rudenį išaugina sėklas.
Rūšyje nuo sudėtinga amžiaus struktūra gyventojų vienu metu gyvena kelias kartas.
Pavyzdžiui, dramblių patirtis rodo, kad jauni, subrendę ir senstantys gyvūnai.
Daugelio kartų (įvairių amžiaus grupių) populiacijos yra stabilesnės, mažiau jautrios veiksnių, turinčių įtakos reprodukcijai ar mirtingumui konkrečiais metais, įtakai. Ekstremalios sąlygos gali sukelti pažeidžiamiausių amžiaus grupių mirtį, tačiau atspariausi išgyvena ir užaugina naujas kartas.
Pavyzdžiui, žmogus laikomas biologine rūšimi su kompleksu amžiaus struktūra. Rūšies populiacijų stabilumas pasireiškė, pavyzdžiui, Antrojo pasaulinio karo metais.
Populiacijų amžiaus struktūroms tirti naudojamos grafinės technikos, pavyzdžiui, populiacijos amžiaus piramidės, kurios plačiai naudojamos demografiniuose tyrimuose (3.9 pav.).
3.9 pav. Gyventojų amžiaus piramidės.
A – masinis dauginimasis, B – stabili populiacija, C – mažėjanti populiacija
Rūšies populiacijų stabilumas labai priklauso nuo seksualinė struktūra , t.y. skirtingų lyčių asmenų santykiai. Lyčių grupės populiacijose susidaro dėl skirtingų lyčių morfologijos (kūno formos ir struktūros) ir ekologijos skirtumų.
Pavyzdžiui, kai kurių vabzdžių patinai turi sparnus, o patelės – neturi, kai kurių žinduolių patinai turi ragus, bet jų nėra patelėse, paukščių patinai turi ryškią plunksną, o patelės – kamufliažas.
Ekologiniai skirtumai išreiškiami maisto pasirinkimai(daugelio uodų patelės siurbia kraują, o patinai minta nektaru).
Genetinis mechanizmas numato maždaug vienodą abiejų lyčių asmenų santykį gimus. Tačiau pradinis santykis greitai nutrūksta dėl fiziologinių, elgsenos ir ekologinių skirtumų tarp patinų ir patelių, o tai lemia nevienodą mirtingumą.
Populiacijų amžiaus ir lyties struktūros analizė leidžia numatyti jos skaičių kelioms ateinančioms kartoms ir metams. Tai svarbu vertinant galimybes žvejoti, šaudyti žvėris, gelbėti pasėlius nuo skėrių invazijų ir kitais atvejais.
Karštosiose versmėse, dažniausiai randamose vulkaninėse vietovėse, gyvena gana turtingi gyventojai.
Seniai, kai apie bakterijas ir kitas žemesnes būtybes buvo paviršutiniškiausia mintis, pirtyse buvo nustatyta savita flora ir fauna. Pavyzdžiui, 1774 m. Sonnerathas pranešė apie žuvis Islandijos karštuosiuose šaltiniuose, kurių temperatūra siekė 69°. Šios išvados vėliau nepatvirtino kiti tyrinėtojai dėl Islandijos terminų, tačiau kitose vietose panašių pastebėjimų vis dėlto buvo. Iskijos saloje Ehrenbergas (1858 m.) pastebėjo žuvų buvimą šaltiniuose, kurių temperatūra aukštesnė nei 55°. Hoppe-Seyler (1875) taip pat matė žuvis vandenyje, kurio temperatūra taip pat buvo apie 55°. Net jei darytume prielaidą, kad visais nurodytais atvejais termometras buvo netikslus, vis tiek galima daryti išvadą apie kai kurių žuvų gebėjimą gyventi gana aukštoje temperatūroje. Kartu su žuvimis voniose kartais buvo pastebėta varlių, kirminų ir moliuskų. Vėliau čia buvo aptikti ir pirmuonys.
1908 metais buvo paskelbtas Isselio darbas, kuriame išsamiau buvo nustatytos karštosiose versmėse gyvenančios gyvūnų pasaulio temperatūros ribos.
Be gyvūnų pasaulio, dumblių buvimą voniose nustatyti labai lengva, kartais formuojant galingą nešvarumą. Pasak Rodinos (1945), karštosiose versmėse susikaupusių dumblių storis dažnai siekia kelis metrus.
Apie termofilinių dumblių asociacijas ir jų sudėtį lemiančius veiksnius jau pakankamai kalbėjome skyriuje „Dumbliai, gyvenantys aukštoje temperatūroje“. Čia tik primename, kad termiškai stabiliausi iš jų yra melsvadumbliai, kurie gali išsivystyti iki 80–85 ° temperatūros. Žalieji dumbliai toleruoja šiek tiek aukštesnę nei 60 °C temperatūrą, o diatomės nustoja vystytis esant maždaug 50 °C.
Kaip jau minėta, dumbliai, besivystantys terminėse voniose, vaidina svarbų vaidmenį formuojant įvairių rūšių apnašas, kuriose yra mineralinių junginių.
Termofiliniai dumbliai turi didelę įtaką bakterijų populiacijos vystymuisi terminėse pirtyse. Per savo gyvenimą egzosmozės būdu į vandenį išskiria tam tikrą kiekį organinių junginių, o žūdami sukuria gana palankų substratą bakterijoms. Todėl nenuostabu, kad terminių vandenų bakterijų populiacija gausiausiai atstovaujama dumblių kaupimosi vietose.
Kalbant apie termofilines karštųjų versmių bakterijas, reikia pažymėti, kad mūsų šalyje jas tyrinėjo nemažai mikrobiologų. Čia reikia pažymėti Ciklinskajos (1899), Gubino (1924-1929), Afanasjevos-Kesteros (1929), Egorovos (1936-1940), Volkovos (1939), Tėvynės (1945) ir Isačenkos (1948) vardus.
Dauguma tyrėjų, kurie nagrinėjo karštąsias versmes, apsiribojo tik tuo, kad jose įsitvirtino bakterinė flora. Tik palyginti nedaug mikrobiologų nagrinėjo pagrindinius bakterijų gyvenimo termuose aspektus.
Savo apžvalgoje pasiliksime tik prie paskutinės grupės tyrimų.
Daugelyje šalių karštose versmėse rasta termofilinių bakterijų. Sovietų Sąjunga, Prancūzija, Italija, Vokietija, Slovakija, Japonija ir kt. Kadangi karštųjų versmių vandenyse dažnai trūksta organinių medžiagų, nenuostabu, kad juose kartais būna labai mažai saprofitinių bakterijų.
Autotrofiškai besimaitinančių bakterijų, tarp kurių voniose gana plačiai paplitusios geležies ir sieros bakterijos, dauginimąsi daugiausia lemia vandens cheminė sudėtis, taip pat jo temperatūra.
Kai kurios termofilinės bakterijos, išskirtos iš karšto vandens, buvo apibūdintos kaip naujos rūšys. Šios formos apima: Bac. thermophilus filiformis. tyrinėjo Tsiklinskaja (1899), dvi sporas laikančios lazdelės – Bac. ludwigi ir Bac. ilidzensis capsulatus, kurį išskyrė Karlinsky (1895), Spirochaeta daxensis išskyrė Kantakouzen (1910), ir Thiospirillum pistiense išskyrė Czurda (1935).
Karštųjų versmių vandens temperatūra stipriai veikia bakterijų populiacijos rūšinę sudėtį. Vandenyse, kurių temperatūra žemesnė, aptikta kokos ir į spirochetas panašių bakterijų (Rodina ir Kantakouzena darbai). Tačiau ir čia vyrauja sporinės lazdelės.
Neseniai temperatūros įtaka šio termino bakterijų populiacijos rūšinei sudėčiai buvo labai spalvingai parodyta Rodinos (1945), tyrinėjusios Khoji-Obi-Garm karštąsias versmes Tadžikistane, darbe. Šios sistemos atskirų šaltinių temperatūra svyruoja nuo 50-86°. Sujungus, šie terminai suteikia srautą, kurio apačioje vietose, kurių temperatūra neviršija 68 °, buvo stebimas greitas melsvadumblių augimas. Vietomis dumbliai suformavo storus skirtingų spalvų sluoksnius. Vandens pakraštyje, ant nišų šoninių sienelių, buvo sieros nuosėdų.
Įvairiuose šaltiniuose, nuotėkiuose, taip pat melsvadumblių tirštumo vietose trims dienoms buvo dedami užteršimo stiklai. Be to, surinkta medžiaga buvo pasėta ant maistinių medžiagų. Nustatyta, kad vandens su daugiausia aukštos temperatūros Jame vyrauja lazdelės formos bakterijos. Pleištinės formos, ypač panašios į Azotobacter, atsiranda ne aukštesnėje kaip 60 ° temperatūroje. Sprendžiant iš visų duomenų, galima teigti, kad pati Azotobacter neauga aukštesnėje nei 52°C temperatūroje, o stambios apvalios ląstelės, esančios užteršimo vietoje, priklauso kitų tipų mikrobams.
Atspariausios karščiui yra kai kurios bakterijų formos, kurios vystosi ant mėsos peptono agaro, tiobakterijos, tokios kaip Tkiobacillus thioparus, ir desulfuratoriai. Beje, verta paminėti, kad Egorova ir Sokolova (1940) rado Microspira 50-60° temperatūros vandenyje.
Rodinos darbe azotą fiksuojančių bakterijų 50°C temperatūros vandenyje nerasta. Tačiau tiriant dirvožemius anaerobinių azoto fiksatorių rasta net 77°C, o Azotobacter - 52°C temperatūroje. Tai rodo, kad vanduo paprastai nėra tinkamas substratas azoto fiksatoriams.
Bakterijų tyrimas karštųjų versmių dirvose atskleidė tokią pat grupės sudėties priklausomybę nuo temperatūros ten kaip ir vandenyje. Tačiau dirvožemio mikropopuliacija buvo daug turtingesnė. Organinių junginių neturtinguose smėlio dirvožemiuose buvo gana skurdi mikropopuliacija, o tamsios spalvos organinių medžiagų turinčiose dirvose gausiai gyveno bakterijos. Taigi čia labai aiškiai atsiskleidė santykis tarp substrato sudėties ir jame esančių mikroskopinių būtybių prigimties.
Pastebėtina, kad nei vandenyje, nei Tėvynės dumbluose nepavyko rasti termofilinės bakterijos kurios skaido pluoštą. Šis momentas esame linkę tai sieti su metodologiniais sunkumais, nes termofilinės celiuliozę skaidančios bakterijos yra gana reiklios maistinėms terpėms. Kaip parodė Imshenetsky, jų izoliacijai reikalingi gana specifiniai maistinių medžiagų substratai.
Karštuosiuose šaltiniuose, be saprofitų, yra ir autotrofų – sieros ir geležies bakterijų.
Seniausius stebėjimus apie sieros bakterijų augimo galimybę termuose, matyt, atliko Meyeris ir Ahrensas, taip pat Mioshi. Miošis stebėjo siūlinių sieros bakterijų vystymąsi šaltiniuose, kurių vandens temperatūra siekė 70°C. Egorova (1936), tyrinėjusi Bragun sieros šaltinius, pastebėjo, kad sieros bakterijos yra net esant 80°C vandens temperatūrai.
Skyriuje " bendrosios charakteristikos Morfologinės ir fiziologinės termofilinių bakterijų savybės“ pakankamai išsamiai aprašėme termofilinių geležies ir sieros bakterijų savybes. Šios informacijos kartoti netikslinga ir apsiribosime priminimu, kad atskiros autotrofinių bakterijų gentys ir net rūšys baigia vystytis esant skirtingoms temperatūroms.
Taigi maksimali temperatūra sieros bakterijoms yra apie 80°C. Geležies bakterijoms, tokioms kaip Streptothrix ochraceae ir Spirillum ferrugineum, Mioshi nustatė didžiausią 41–45° kampą.
Dufrenois (Dufrencfy, 1921) rasta ant nuosėdų karštuose vandenyse, kurių temperatūra 50-63° geležies bakterijos, labai panašios į Siderocapsa. Jo pastebėjimais, gijinės geležies bakterijos augo tik šaltuose vandenyse.
Volkova (1945) stebėjo Gallionella genties bakterijų vystymąsi Pjatigorsko grupės mineraliniuose šaltiniuose, kai vandens temperatūra neviršijo 27-32°. Aukštesnės temperatūros voniose geležies bakterijų visiškai nebuvo.
Lyginant mūsų nurodytas medžiagas, nevalingai tenka daryti išvadą, kad kai kuriais atvejais tai ne vandens temperatūra, o jo cheminė sudėtis lemia tam tikrų mikroorganizmų vystymąsi.
Bakterijos kartu su dumbliais aktyviai dalyvauja kai kurių mineralų, biolitų ir kaustobiolitų formavime. Bakterijų vaidmuo kalcio nusodinime buvo ištirtas išsamiau. Šis klausimas išsamiai aptariamas skyriuje apie termofilinių bakterijų sukeliamus fiziologinius procesus.
Volkovos padaryta išvada nusipelno dėmesio. Ji pažymi, kad Piatigorsko sieros šaltinių upeliuose stora danga nusėdusi „barezina“ turi daug elementinės sieros ir iš esmės turi Penicillium genties pelėsinio grybelio grybieną. Grybiena sudaro stromą, kurioje yra lazdelės formos bakterijos, matyt, susijusios su sieros bakterijomis.
Brussoffas mano, kad terminės bakterijos taip pat dalyvauja formuojant silicio rūgšties nuosėdas.
Voniose rasta bakterijų redukuojančių sulfatų. Pasak Afanasieva-Kester, jie primena Microspira aestuarii van Delden ir Vibrio thermodesulfuricans Elion. Gubinas (1924-1929) išsakė nemažai idėjų apie galimą šių bakterijų vaidmenį susidarant vandenilio sulfidui voniose.
Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.
Įkeliama...
