Занятие экологическая пластичность организмов
Занятие 2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ ОРГАНИЗМОВ.
Для каждого организма и в целом для вида есть свой оптимум условий. Как оказалось, он неодинаков не только для разных видов, находящихся в различных условиях, но и для отдельных стадий развития одного организма. Хорошо известны, например, оптимальные температуры цветения, плодоношения, прорастания, икрометания, размножения многих видов. В зависимости от того, какой уровень оптимума наиболее приемлем для видов, среди них различают тепло- и холодолюбивые, влаго- и сухолюбивые, приспособленные к высокой или низкой солености.
Для каждого вида характерна и степень выносливости. Например, растения и животные умеренного пояса могут существовать в довольно широком температурном диапазоне, виды же тропического климата не выдерживают значительных колебаний ее.
Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.
Виды, способные существовать при небольших отклонениях фактора от оптимальной величины, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора — широкоприспособленными. К первым относится большинство обитателей морей, нормальная жизнедеятельность которых сохраняется лишь при высокой концентрации солей в окружающей среде. Организмы пресных вод, наоборот, приспособлены к низкому содержанию солей в среде. Следовательно, и морские и пресноводные виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. Однако трехиглой колюшке (Gasterosteus aculcatus), например, свойственна большая экологическая пластичность, поскольку она может жить как в пресных, так и в соленых водах. Экологически непластичные, т. е. маловыносливые виды называются стенобионтными (stenos — узкий) , более выносливые — эврибионтными (eyros — широкий). Стенобионтность и эврибионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительное время развивавшиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, в то время как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными (рис. 3).
Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки эври- или стено- к названию фактора. Так, по отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, к концентрации солей — эври- и стеногалинные, к свету — эври- и стенофотные и т. д.
По отношению ко всем факторам среды (или во всяком случае ко многим) эврибионтных организмов очень мало. Чаще всего эври- или стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Например, морские и пресноводные рыбы будут стеногалинными, в то время как упомянутая трехиглая колюшка — типичный эвригалинный представитель; растение, будучи эвритермным, может одновременно относиться к стеногигробионтам, т. е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.
Эврибионтность обычно способствует широкому распространению видов. Как известно, многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами и распространены повсеместно. Стенобионтность же обычно ограничивает ареалы. Однако нередко благодаря высокой специализированности стенобионтам принадлежат обширные территории. Так, рыбоядная птица скопа (Pandion haliaetus), являясь типичным стенофагом, по отношению к другим факторам выступает как эврибионт. Она обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.
Поскольку все факторы среды взаимосвязаны и среди них нет абсолютно безразличных для любого организма, каждая популяция и вид в целом реагируют на эти факторы, но воспринимают их по-разному. Такая избирательность обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории. Распространение организмов зависит от времени и места их происхождения, от факторов, к которым они исторически приспособились. В результате какой-то фактор, препятствующий распространению одних видов, может оказаться благоприятным для других. Так, для адаптированных к пресной воде растений и животных высокая концентрация солей морей и океанов является препятствием для заселения их и, наоборот, морские животные и растения не способны существовать в пресных водоемах.
Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. В свою очередь в растительных ассоциациях формируются неодинаковые условия для животных. Исторически приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, животные, растения и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные биогеоценозы, в конечном итоге объединяющиеся в биосферу Земли.
Таким образом, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. При этом экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Вот почему каждый вид обладает специфичным экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.
Стенобат — организм, способный существовать лишь на какой-либо строго определенной глубине, то есть при относительно постоянном давлении. Одни стенобаты обитают на мелководье (литорали), например, многие ракообразные, другие живут на больших глубинах (абиссальные формы, например, глубоководные рыбы).
Эврибат — организм, способный жить на различной глубине (некоторые головоногие моллюски, иглокожие, кашалоты).
Стеногал — организм, переносящий лишь небольшие изменения солености и химического состава среды. Термин обычно относят к водным обитателям (медузы, бычки, стерлядь, линь, карась).
Эвригал — организм, переносящий значительные изменения солености и химического состава среды (проходные и полупроходные рыбы).
Стенотерм — организм, живущий при постоянных температурных условиях. Различают: термофилы — теплолюбивые формы (рифообразующие кораллы, многие насекомые, большинство амфибий и рептилий, тропические растения) и криофилы — холодолюбивые формы (арктические ракообразные, лососевые рыбы, многие тюлени, белый медведь, кустарниковые березки, некоторые ивы, мхи, лишайники).
Эвритерм — организм, способный жить в условиях значительных колебаний температуры среды (волк, сокол-сапсан).
Стенотоп — организм, существующий лишь в специфических, очень ограниченных условиях среды (песчаная акация растет только в пустынях, тонкопалый суслик живет только в песчаной пустыне, соня — лишь в широколиственных лесах. Организмы-стенотопы, как правило, вымирают при сильном нарушении их местообитаний).
Эвритоп — организм, способный существовать в самых разнообразных условиях среды (многие микроорганизмы, сорняки, хорек обыкновенный, обитающий на полях, лугах, лесных полянах).
Стенотроф — организм, питающийся одним или немногими близкими по составу кормами (орел-змеед — преимущественно змеями, рыбный филин — рыбой). Термин, близкий к стенотрофу -стенофан, обычно применяется по отношению к животным. Питание небольшим набором кормов создает изоляцию с близкими по пищевому режиму видами, но при изменении условий обитания, в том числе из-за деятельности человека, приводит к угрозе вымирания.
Эвритроф — организм, питающийся многими пищевыми объектами, иногда разными способами (облигатные паразиты, паразитизм для которых необязателен). Термин прилагается ко всему живому.
Термин эврифаг близок к эвритрофу, но применяется только к животным (всеядные животные — серая ворона, бурый медведь, еж). Обычно эврифаг одновременно и эвритоп, эврибионт и т.д.
Стенофот — организм, способный жить только в узких пределах степени освещенности (яркого света или сумерек). Обычно это светолюбивые и тенелюбивые растения, животные (гелеофиты и сциофиты), а также ночные и живущие в темноте (в почве, пещерах) организмы. Например, полевки и мыши способны пережить прямое освещение солнцем не более 5-30 минут. У растений потребность в свете меняется с возрастом, временем года и другими условиями.
Эврифот — организм, способный жить в очень разных условиях светового режима (теневыносливые растения, многие животные).
Стеноионность — способность жить в средах с определенной кислотностью среды. Особенно чувствительны хвойные деревья, ракообразные, улитки, лососевые рыбы.
Эвриионность — способность жить в средах с различной кислотностью. Эвриионны многие насекомые, некоторые виды фито- и зоопланктона, из рыб — угорь и голец.
Стенооксибионт — организм, способный жить в среде, содержащей строго определенное количество молекулярного кислорода.
Выполните задание (5 баллов)
Определить и записать, к какой группе организмов (обозначенных в лекции) относятся следующие виды животных и растений нашей области: мох кукушкин лен, плаун, папоротник, росянка, липа, сосна, ель, планария, слизень, лужанка, дафния, мокрица, таракан, жук-плавунец, личинка поденки, карась, линь, голец, стерлядь, тритон, ворона.
Источник
