Законы минимума и толерантности

 

Основными функциями живого вещества являются:

1. Энергетическая. Она выполняется растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде органических соединений. Энергия этих соединений в дальнейшем преобразуется в действенную химическую энергию биосферы и в значительной мере всей земной коры.

2. Деструктивная функция. Состоит в разложении и минерализации мертвого органического вещества.

3. Концентрационная функция. Заключается в избирательном накоплении при жизнедеятельности организмов атомов веществ, рассеянных в природе.

4. Средообразующая. Состоит в трансформации физико-химических параметров среды с условия, благоприятные для существования организмов. Является результатом осуществления трех вышеназванных функций, в результате чего создается и поддерживается в равновесии баланс вещества и энергии в биосфере. Эту способность живого вещества к регенерации выражает принцип Лешателье (закон толерантности, закон устойчивого развития): изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений.

Этапы эволюционного развития биосферы:

1. Возникновение предбиологических систем (первый круговорот веществ).

2. Возникновение жизни из неживой материи (3,5 млрд лет назад). Возникновение белкового синтеза, контролируемого нуклеиновыми кислотами, образование мембранных структур.

3. Возникновение человека (антропогенный этап) (1,5 млрд лет назад).

Экологические факторы среды.

Экологические факторы – любые условия окружающей среды, оказывающие длительное или кратковременное влияние на живые организмы, которые реагируют на это влияние приспособительными реакциями.

Классификация экологических факторов среды:

Абиотические	Биотические
Температура, влажность, подвижность воздуха	Фитогенный (растительные организмы)
Эдафенные (факторы почвы) (механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость и т.д.)	Зоогенный (животные)
Орографические (рельеф местности, высота над уровнем моря, экспозиция склона)	Микробиогенный (вирусы, бактерии, простейшие)
Химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, кислотность почв)	Антропогенный

 

Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других организмов. Различают внутривидовые и межвидовые взаимоотношения. Внутривидовые взаимоотношения – особенности поведения, продолжительность жизни, плотность популяции, возрастной состав. Межвидовые взаимоотношения: безразличные, вредные, полезные:

1. Хищничество

2. Паразитизм

3. Форезия – перенос одного вида к другим (например перенос семян на шкуре)

4. Комменсализм – жизнедеятельность одного вида предоставляет пище и убежище другому

5. Синойкия – использование одним видом гнезд или нор других видов

6. Нейтрализм

7. Мутуализм – один вид размножается только в присутствии других

8. Оменсолизм – противоположность мутуализму

9. Протокооперации – совместное проживание и защита от хищников

10. Интерференция – преднамеренное подавление одного вида другим

 

Основные свойства живого вещества.

Жизнь – высшая форма организации материи. Существенным свойством живой материи является обмен веществ, энергии, информации. Белки – носители большинства жизненных веществ и энергии, нуклеиновые кислоты – носители информации.

1. Живое вещество способно существовать только в непрерывном потоке обмена веществ, информации и энергии с окружающей средой. Прекращение движения хотя бы одного компонента прекращает жизнь организма. В основе обмена веществ лежат процессы синтеза веществ в организме и диссимиляции, в результате которых сложные вещества и соединения разлагаются на простые и выделяется энергия, необходимая для реакции биосинтеза. Источником энергии для живого вещества служит солнечная, тепловая радиация, пища. Энергия живых организмов в процессе их жизнедеятельности преобразовывается в механическую, тепловую, световую, химическую и в конце концов рассеивается в окружающем пространстве. Информация – передача от одного живого объекта к другому различных сведений, которые влияют на их жизнедеятельность. Все живое едино по химическому составу.

2. Закон физико-химического единства живого вещества (Вернадский):

Все живое вещество на Земле физико - химически едино. Вредное для одной части живого вещества не может быть безразлично для другой его части.

3. Киральнось. – способность вещества поляризовать свет в одну из сторон: правую или левую.

4. Закон киральной частоты Луи-Пастера: живое вещество состоит из кирально чистых структур.

5. Самовоспроизведение. Каждое живое существо существует ограниченное время, поэтому воспроизведение себе подобных – необходимый фактор для поддержания жизни, то есть образование новых молекул и структур, которые обусловлены ДНК- обязательный момент продолжения жизни на Земле.

Классификация живых организмов:

1. Прокариоты (простейшие)
2. Эукариоты (животные, грибы, растения)

По отношению к кислороду:

1. Аэробные
2. Анаэробные

По питанию:

1. Автотрофы (получают все нужные вещества из окружающей матери и не нуждающиеся в готовых органических соединениях другого организма, основной источник питания - солнце). Создают первичную биомассу, так же их называют продуцентами.
1. Фотоавтотрофы. В качестве источника используют солнце
2. Хемоавтотрофы. Используют энергию окисления неорганических веществ.
2. Гетеротрофы (используют чужие тела для питания). Выполняют роль консументов. Образуют вторичную биомассу.
1. Убивающие объекты питания (хищники)
2. Питающиеся за счет других организмов, но не убивающие их (паразиты, кровососы)
3. Питающиеся отмершей органикой (падальщики).
3. Организмы со смешанным типом питания (миксотрофы).

 

Диапазон действия или зона толерантности экологического фактора ограничен крайними пороговыми значениями данного фактора (точки минимума и максимума, при которых возможно существование данного организма.)

 

(1) – точка минимума.

(2) – точка оптимума.

(3) – точка оптимума.

От точки (1) до (3) – зона толерантности. Слева от точки (1) и справа (3) – зона гибели организма.

Либех сформулировал закон толерантности:

Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

Степень толерантности выражается через такие приставки, как стено (узко) и эври (широко). Стенобионтные живые организмы – живые организмы с узкой зоной толерантности. Эврибионтные живые организмы - живые организмы с широкой зоной толерантности.

По отношению к конкретным факторам среды организмы подразделяются на эвритермные и стенотермные (по температуре), стеногалинные и эвригалинные (по влажности), стеногидридные и эвригидридные (по воде), эвриойкные и стеноойкные. Экологические факторы среды могут выступать как:

1. Раздражители, вызывают приспособительные изменения.
2. Ограничители, обуславливают невозможность существования в данных условиях
3. Модификаторы, вызывают анатомические и морфологические изменения организма.
4. Сигналы, свидетельствуют об изменениях других факторов среды.

В процессе приспособления к неблагоприятным условиям среды организмы смогли выработать 3 пути избегания последних:

1. Активный путь – путь, способствующий усилению сопротивляемости, развитию регуляторных последствий, которые позволяют осуществлять все важные функции организма, несмотря на неблагоприятные факторы.
2. Пассивный. Связан с приспособлением к факторам среды.
3. Активно пассивный.

Адаптации живого организма к факторам среды:

1. Морфологические – наличие таких особенностей внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организма в обычных для них условиях.
2. Физиологическая адаптация. Проявляются в особенностях ферментного набора в пищеварительном тракте животных, проявляемого составом пищи.
3. Поведенческая. Проявляется в самых разных формах.