Презентація на тему:
Екологічні фактори і ресурси. Адаптація до екологічних факторів

Основна мета модуля - формування поняття про екологічні фактори та їх ресурсне значення, класифікація екологічних факторів та механізми їх дії на організми, закони мінімуму Лібіха (1840 р.) і екологічної толерантності Шелфорда (1913 р.). Адаптація до екологічних факторів. Життєві форми організмів. МОДУЛЬ 2. I. Екологічні фактори і ресурси. Адаптація до екологічних факторів.

ЛІТЕРАТУРА 1. Чернова Н.М. Билова А.М. Екологія: Посібник для студентів біол. спец. пед. ін-тів. – К.: Освіта, 1988. -272 с. 2. Кучерявий В.П. Екологія. – Львів:Світ, 2000. – 499 с. 1. Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация.– М.: Мир, 1988. – 568 с. 2. Хлебович В.В. Акклимация животных организмов. – Л.: Наука, 1981. – 135 с. 3. Физиология адаптационных процессов / Под ред. Костюк П.Г. – М.: Наука, 1986. – 635 с.

При вивченні теми необхідно набуття таких компетентностей: 1. Типи екологічних факторів. Класифікація екологічних факторів за походженням, характером і механізмами дії, часовими параметрами дії, силою дії та ступенем небезпечності. 2. Реакція організмів на дію екологічних факторів. Закони мінімуму та екологічної толерантності. Екологічні оптимум, песимум та толерантність. Екологічна валентність організімів та видів. Еврі- та стенобіонтність. 3. Механізм дії факторів. Взаємодія факторів. Екологічні ресурси. Комплексність дії екологічних факторів. Типи взаємодії екологічних факторів. Відмінність та спільність екологічних факторів та ресурсів. 4. Теорія адаптації. Життєві форми організмів. Пристосування організмів. Адаптація як комплексне явище. Види адаптацій та їх рівні. Екологічна роль адаптацій.

Екологічні фактори - Раніше виділяли три групи екологічних факторів: – абіотичні (неорганічні умови: хімічні й фізичні, такі, як склад повітря, води, ґрунтів, температура, світло, вологість, радіація, тиск тощо); Сезонність і періодизм біотичні (форми взаємодії між організмами); антропогенні??? – антропічні (форми діяльності людини). які впливають на існування й розвиток організмів всі складові (елементи) природного середовища, і на які живі істоти реагують реакціями пристосування-витримування (за межами здатності пристосування-витримування настає смерть). _______________________________________________________

Реакція організму на добовий режим освітлення в результаті періодичної зміни визначеної тривалості дня і ночі називається фотоперіодизмом. Фотоперіодичність пов'язана з механізмом біологічного годинника, суть якого полягає у здатності організму до циклічних змін функцій. Біологічні годинники  визначають  фізіологічні  ритми відповідно до змін у навколишньому середовищі. У рослин добовий фотоперіодизм регулює процеси фотосинтезу. У тварин виникли пристосування до денного та нічного способу життя. Сезонний ритм — реакція організму на зміну пір року, що регулюється. З настанням короткого осіннього дня рослини скидають листя і готуються до зимового спокою.

Сучасна класифікація екологічних факторів Сьогодні розрізняють десять груп екологічних факторів (загальна кількість – близько шістдесяти), об’єднаних у спеціальну класифікацію: за часом – фактори часу (еволюційний, історичний, діючий), періодичності (періодичний і неперіодичний), первинні та вторинні; за походженням (космічні, абіотичні, природноантропогенні, техногенні, антропогенні); за середовищем виникнення (атмосферні, водні, геоморфологічні, фізіологічні, генетичні, екосистемні); за характером (інформаційні, фізичні, хімічні, енергетичні, термічні, біогенні, комплексні, кліматичні); за об’єктом впливу (індивідуальні, групові, видові, соціальні); за ступенем впливу (летальні, екстремальні, обмежуючі, мутагенні, тератогенні); за умовами дії (залежні чи незалежні від щільності); за спектром впливу (вибіркової чи загальної дії).

Залежність дії екологічного фактора від його інтенсивності Зона нормальної життєдіяльності Зона песимуму Зона песимуму Загибель Загибель Зона пригнічення Зона пригнічення Ріст Ріст Розмноження Ріст Розмноження Розвиток Ріст Ріст Розмноження 3 р 2 р 1 р Межі витривалості (екологічної толерантності) виду Сила дії фактору Ступінь сприятливості фактору

Важливим є також поняття лімітуючи фактори, тобто такі, рівень (доза) яких наближається до межі витривалості організму, сила якого нижча або вища оптимальної. Це поняття започатковане законами мінімуму Лібіха (1840 р.) і толерантності Шелфорда (1913 р.). “Бочка Лібіха” Найчастіше лімітуючи ми факторами є: температура, світло, біогенні речовини, течії та тиск у середовищі, пожежі тощо.

За екологічною валентністю організми поділяють на: стенобіонти – з малою пристосованістю до змін середовища (орхідеї, форель, глибоководні риби) та еврибіонти – з великою пристосованістю до змін довкілля (колорадський жук, миші, пацюки, вовки, таргани, очерет, пирій). У межах еврибіонтів і стенобіонтів залежно від конкретного фактора організми поділяють на евритермні та стенотермні (за реакцією на температуру), евригалінні й стеногалінні (за реакцією на солоність водного середовища), еврифоти та стенофоти (за реакцією на освітлення).

Екологічні ресурси Екологічний ресурс – це те, що оранізм засвоює і включає до складу свого тіла (А. Тілман). Екологічний ресурс – всі корисні для функціонування організму речовини чи предмети середовища їх існування, а також місце їх проживання (територія), які сприяють їх росту, розмноженню і розвитку. Типи екологічних ресурсів: пластичні (живильні); енергетичні; територіальні (просторові) ; інформаційні.

Комплексність дії факторів і ресурсів аддитивність F2 (сумація) антагонізм F2 (протидія) Синергізм F2 (підсилення) F 1 F1 Нейтральність F2 (незалежна дія) R R F1 F1 R R

сукупність молекулярних, фізіолого-біохімічних, анатомо-морфологічних і макробіологічних змін в угрупованннях, у напрямку покращення їх шансів на виживання, відтворення і розвиток в умовах середовища їх існування. Типи адаптацій: Адаптація (adaptation) - які призводять до видозмін організму і надорганізмових біологічних систем Компенсаторна – пристосування до умов існування у відповідь на дію фактору. Експлуатативна (наступальна)- радикальні біохімічні, фізіологічні і морфо-структурні зміни, що надають організмові нових сприятливих для нього властивостей в умовах, що можуть виникнути у середовищі.

Реакція організму t, час Дія фактору F 1 F 2 F 3 F 4 F 1 F 2 F 3 F 4 < > < первинна відповідь пригнічення адаптація Динаміка адаптаційного процесу

Механізми адаптації - пристосування макромолекул - зміна концентрації функціонально активних компонентів клітин,утворення нових типів молекул на заміну тих, що були в клітині раніше, але стали непридатними для виконання функцій у змінених умовах; пристосування мікросередовища – зміна структури і функцій макромолекул може викликатися фізико-хімічними параметрами їх мікрооточення (рН, іонна сила, вязкість тощо); пристосування на функціональному рівні – зміна активності макромолекулярних систем, особливо ферментів, не пов’язана з зі зміною кількості макромолекул чи їх типів (ті ж молекули виконують інші функції шляхом регуляції їх активності – метаболічна регуляція);

Рівні адаптації модуляція наявних в клітині (організмі) молекул, енергетичних та пластичних ресурсів. довготривалі (до 14 діб) зміни в організмі чи екосистемі, пов’язані з індукцією синтезу нових білків, структурною перебудовою мембран і ін. адаптивний процес протікає протягом декількох поколінь, що супроводжується мутаціями регуляторних генів, зміною кількісного та якісного складу макромолекул, появою ізоферментів, ферментів нових типів та специфічних метаболітів. 1.Миттєва адаптація - Перши лінія захисту біологічних систем. 2. Аклімація і акліматизація - Протікає на фенотиповому рівні. 3. Генетична адаптація - Закріплюється в поколіннях і виступає фактором еволюції функцій.