Биоэкология

Растения незасоленных почв и водоемов – гликофиты чувствительны к засолению.

Общим проявлением засоления у растений-гликофитов является ухудшение их жизнедеятельности, продуктивности, изменения в метаболизме, приводящие к остановке роста.

Жизнеспособность растений в засоленной среде обитания определяется функционированием многих адаптивных систем, направленных на поддержание ионного и водного гомеостаза, на защиту клеточных мембран, сохранение функциональной активности белков, нуклеиновых кислот и других биополимеров.

1.4.5.Кислотность

Кислотность оказывает на живые организмы значительное влияние. При сильном отклонении рН от оптимума наблюдается повреждение протоплазмы клеток корня многих сосудистых растений. Кислотность почвы влияет на степень доступности биогенных элементов и ядовитых веществ.

С повышением кислотности в реках и озерах видовое разнообразие сильно уменьшается: нарушается работа ферментов, газообмен через дыхательные поверхности, осморегуляция и др.

1.4.6.Кислород

Кислород является ресурсом для большинства живых организмов, без него могут жить лишь некоторые прокариоты.

В высокогорье содержание кислорода в воздухе служит границей для распространения многих животных.

В воде содержится около 1 % кислорода, живые организмы удовлетворяют потребность в кислороде по-разному: ракообразные имеют разные выросты (большую по отношению к объему поверхность тела); дельфины всплывают, чтобы сделать вдох, некоторые рыбы создают постоянный ток воды над дыхательными поверхностями, например жабрами.

В водоемах иногда бывают заморы – массовая гибель обитателей из-за нехватки кислорода, наступающая по разным причинам.

1.4.7.Течение

В реках на распространение живых организмов значительное влияние оказывает течение. На самом быстром течении растут нитчатые водоросли, мхи и печеночники; где течение слабее появляется водяной лютик, надежно прикрепляющийся к неподвижному предмету обильной порослью придаточных корней. Там, где течение очень медленное, появляются такие растения, как свободно плавающая ряска.

1.5. Жизненные формы организмов

Внешний облик животных и растений определяет среда обитания и образ жизни. Например, прыгающие млекопитающие обитают в степях, саваннах, где нет укрытий и быстрое передвижение – главная защита от хищников.

Жизненная форма вырабатывалась в ходе вековой эволюции видов.

Некоторые растения принимают разную жизненную форму: черемуха может быть и деревом, и кустом.

Состав жизненных форм организмов в сообществах –индикация особенностей окружающей среды.

Например, некоторые растения из-за экологических условий приобретают не свойственные им формы.

Для каждой экосистемы свойственны свои жизненные формы (для тундры характерны низкорослые растения, для умеренных широт – хвойные и широколиственные деревья, для степей травы и т. д.).

В качестве примера можно выделить одну из многих классификаций жизненных форм растений, в которой, кроме деревьев, кустарников и кустарничков и других известных форм покрытосеменных растений, выделяют монокарпики и поликарпики.

Монокарпики – растения цветущие и плодоносящие 1 раз в жизни. К ним относят однолетники, двухлетники и некоторые из многолетников (агавы, некоторые пальмы и др.). Монокарпики обычно погибают после плодоношения.

Поликарпики – растения, многократно цветущие и плодоносящие.

В связи с тем, что растения в отличие от животных не обладают подвижностью, для растений большую роль играет адаптация к различным экологическим факторам. Например, для некоторых растений пустыни характерны глубокие и разветвленные корневые системы, которые значительно эффективней поглощают воду, другие (кактусы) – накапливают воду в тканях. Некоторые растения имеют восковой налет и значительно меньше испаряют влагу. В сухой сезон у растений уменьшается листовая поверхность, а отдельные кустарники сбрасывают все листья, а иногда и целые ветки (потеря листьев ведет к уменьшению испарения влаги, что позволяет растениям выжить в жару и засуху.)

Для жизненных форм животных большое значение имеют экологические факторы, способ передвижения и характер пищи.

Жизненные формы животных в зависимости от температуры делят на пойкилотермных и гомойотермных.

По способу передвижения жизненных формы животных бывают: плавающие, роющие, наземные древесно-лазающие и воздушные.

При ухудшении условий окружающей среды некоторые виды приостанавливают свою жизнедеятельность и переходят в состояние анабиоза.

Анабиоз – это состояние мнимой смерти. Глубочайший анабиоз – практически полная остановка обмена веществ. Однако в отличие от смерти организмы могут возвращаться к активной жизни.

Состояние анабиоза помогает животным практически не расходовать запасы жира, т.е. практически не тратить энергию.

Анабиоз возможен только при полном обезвоживании организмов. При этом потеря воды клетками тела не должна сопровождаться нарушением внутриклеточных структур.

Состояние сниженного обмена веществ, повышающего устойчивость организмов, называют скрытой жизнью.

Скрытая жизнь – это явление, близкое к анабиозу, способствует экономии энергии.

Скрытая жизнь позволяет переживать неблагоприятные условия окружающей среды, а при улучшении условий организмы вновь возвращаются к активной жизни.

К скрытой жизни относятся следующие явления: зимний покой растений, спячка позвоночных и т.д.

Противоположный способ выживания – поддержание постоянства внутренней среды (терморегуляция у птиц и млекопитающих). Многие растения могут переносить засуху и расти в жарких пустынях, запасы воды в вакуолях клеток позволяют растениям переносить неблагоприятные условия.

При анабиозе и скрытой жизни организмы экономят энергию и обладают повышенной устойчивостью, но плохо адаптируются к значительному ухудшению условий, так как обладают малой активностью.

При постоянстве внутренней среды организмы поддерживают активность в широком диапазоне условий окружающей среды, однако при этом они тратят много энергии.

Еще один способ выживания – избегание неблагоприятных условий и поиск более благоприятных местообитаний.

Этот способ доступен только организмам, обладающим подвижностью.

Яркие примеры поиска благоприятных местообитаний – дальние перелеты птиц, создание гнезд и нор животными, зимовка в снегу (зимой тетеревиные зарываются в снег, где проводят большую часть времени).

1.6. Антропогенные факторы

Человек – часть биосферы. Все ресурсы он получает из биосферы, туда же он сбрасывает отходы – промышленные и бытовые. Человек значительно расширил промышленную деятельность в последнее столетие. В результате возникли острейшие проблемы: истощение природных ресурсов, потепление климата, загрязнение окружающей среды выбросами промышленных предприятий и транспорта, бытовыми отходами, ядохимикатами, вымирание некоторых видов растений и животных, разрушение естественных экосистем.

Антропогенные факторы – факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека и оказывающие влияние на живые организмы.

Антропогенные факторы делят на три группы:

– изменение и загрязнение окружающей среды;

– изменение численности живых организмов, в том числе вымирание видов;

– переселение организмов.

Человек всегда оказывал влияние на окружающую среду. Среди первых элементов воздействия на окружающую среду можно назвать зачатки земледелия. Катастрофические результаты влияния человека на природу впервые были отражены в списке истреблённых человеком видов растений и животных. Большой урон понесла природа в период великих географических открытий. Произошло внезапное расширение всемирного рынка, появилось множество колоний. Из колоний в Европу хлынуло большое количество золота и серебра. Однако, стремление некоторых мореплавателей быстро обогатиться любым путем, а также необходимость пищевых ресурсов привели к безвозвратной потере многих видов, особенно пострадали островные виды. Многие острова представляют собой уникальные экосистемы, некоторые островные виды – эндемичны, т.е. не встречаются больше нигде. Островные виды уникальны своей уязвимостью. Доверчивость животных, небольшое количество или полное отсутствие хищников, слабая конкуренция характерны для некоторых островов. Одним из самых известных вымерших животных был дронт, который даже был описан в сказках (мы можем прочесть о нем в одной из глав сказок «Алиса в стране чудес» и « Мэри Поппинс»). «Додо» (в переводе с португальского означает дурачок) так назвали дронта португальцы, потому что он совершенно не боялся человека. Матросы ради спортивного интереса соревновались в том, кто больше забьет дронтов. А это было очень просто сделать, используя лишь дубинки. Единственной защитой дронта был клюв. Более 400 лет назад, в 1598 г., появилось первое непрофессиональное описание бескрылой птицы дронта. Ученый мир Европы узнал о необычной, нелетающей птице додо. Одно из описаний гласит: «больше наших лебедей, с огромной головой, до половины покрытой перьями, как бы с капюшоном. Хвост состоит из нескольких мягких загнутых внутрь перьев пепельного цвета» Взрослая птица весила до 25 кг, почти вдвое больше индюка. Лапы дронта с четырьмя пальцами напоминали индюшачьи. Дронты обладали изогнутым, почти орлиным клювом и неоперенной кожей вокруг него и глаз. Необычно у этой птицы буквально все, особенно гнездовое поведение. Гнездо сооружалось в виде холмика из земли, пальмовых листьев и веток, куда откладывалось одно единственное крупное (не меньше гусиного) белое яйцо. Насиживали его 7 недель поочередно самка и самец. В период высиживания родители никого не подпускали к гнезду, опасность до появления человека представляли особи того же вида. Дронт не мог летать и быстро бегать. На островах не было хищников, и бояться было нечего. В результате многовековой эволюции додо постепенно утратил крылья, которые превратились в несколько перышек. Спокойная жизнь для дронтов закончилась, когда появился человек. Дронт обладал вкусным мясом, достаточно было всего лишь трех птиц, чтобы накормить всю команду корабля. На все плавание хватало нескольких десятков засоленных дронтов. Дронт не выдержал соседства свиней, собак и крыс. Всеядные свиньи стали поедать птичьи яйца и птенцов. Затем на остров были завезены кролики, индийские зайцы, мангусты, козы, кошки и др. Если серого маврикийского дронта удалось довезти живым до зоопарков северных широт, то с его родственниками это никак не получалось. Наблюдавший в 1668 французский священник писал: « я увидел птицу, которую нигде раньше не встречал. Колонисты называют ее пустынником, так как она действительно любит одиночество и встречается в глухих местах. Она была бы похожа на индюка, если бы не длинные ноги. Ее красивое оперение радует глаз. Цвет его постоянно меняется, отливая золотом. Мясо у нее изысканное… Каждый из нас захотел взять с собой по две птицы, чтобы послать их во Францию и там передать Его Величеству; но на корабле птицы умерли, вероятно, от тоски, отказавшись от еды и питья». Последнее упоминание о маврикийском дронте относится к 1681 г.В этот период английский художник Бенджамин Хэрри, наблюдая за живым дронтом на Маврикии, сделал зарисовку с натуры. Его манускрипт хранится в Британском музее. В 1693 г. додо впервые не попал в список животных Маврикия, так как исчез полностью.