Тіршілік ету аймағы- бұл тірі ағзаны қоршап тұрған және оның тікелей әрекеттесетін табиғат бөлігі. Қоршаған ортаның құрамдас бөліктері мен қасиеттері әртүрлі және өзгермелі. Кез келген тіршілік иесі күрделі, өзгермелі әлемде өмір сүреді, оған үнемі бейімделіп, оның өзгерістеріне сәйкес өзінің тіршілік әрекетін реттейді.

Ағзалардың қоршаған ортаға бейімделуін адаптация деп атайды. Бейімделу қабілеті жалпы тіршіліктің негізгі қасиеттерінің бірі болып табылады, өйткені ол оның өмір сүру мүмкіндігін, ағзалардың тіршілік ету және көбею қабілетін қамтамасыз етеді. Бейімделулер әртүрлі деңгейде көрінеді: жасушалардың биохимиясы мен жеке организмдердің мінез-құлқынан бастап қауымдастықтар мен экологиялық жүйелердің құрылымы мен қызметіне дейін. Адаптациялар түрлердің эволюциясы кезінде пайда болады және өзгереді. Организмдерге әсер ететін ортаның жеке қасиеттері немесе элементтері қоршаған орта факторлары деп аталады. Қоршаған орта факторлары әртүрлі. Олар қажет болуы мүмкін немесе керісінше, тіршілік иелеріне зиянды болуы мүмкін, өмір сүруге және көбеюге ықпал етеді немесе кедергі келтіреді. Қоршаған орта факторларының табиғаты мен нақты әрекеттері әртүрлі. Экологиялық факторлар абиотикалық және биотикалық, антропогендік болып бөлінеді.

Факторлар кешенінде организмдерге қатысты негізінен әмбебап (жалпы) болып табылатын кейбір заңдылықтарды анықтауға болады. Мұндай заңдылықтарға оптималдылық ережесі, факторлардың өзара әрекеттесу ережесі, шектеуші факторлар ережесі және басқалары жатады.

Оңтайлы ереже.Осы ережеге сәйкес организм немесе оның дамуының белгілі бір кезеңі үшін ең қолайлы (оңтайлы) фактор мәнінің диапазоны болады. Фактор әрекетінің оптимумнан ауытқуы неғұрлым маңызды болса, соғұрлым бұл фактор организмнің тіршілік әрекетін тежейді. Бұл диапазон тежелу аймағы деп аталады. Фактордың максималды және минималды рұқсат етілген мәндері - бұл организмнің өмір сүруі мүмкін болмайтын сыни нүктелер.

Популяцияның максималды тығыздығы әдетте оңтайлы аймақпен шектеледі. Әртүрлі организмдер үшін оңтайлы аймақтар бірдей емес. Ағзаның өміршеңдігін сақтай алатын факторлардың ауытқуының амплитудасы неғұрлым кең болса, оның тұрақтылығы соғұрлым жоғары болады, т.б. сол немесе басқа факторларға төзімділік (лат. tolerance – шыдамдылық). Қарсылық амплитудасы кең организмдер эврибионттар тобына жатады (грекше eury – кең, bios – тіршілік). Факторларға бейімделу диапазоны тар организмдер деп аталады стенобионттар(грекше stenos – тар). Әртүрлі факторларға қатысты оңтайлы аймақтардың ерекшеленетінін атап өту маңызды, сондықтан организмдер оңтайлы мәндері бар факторлардың барлық спектрі жағдайында бар болса, олардың әлеуетін толық көрсетеді.

Факторлардың өзара әрекеттесу ережесі. Оның мәні кейбір факторлардың басқа факторлардың әсерін күшейтуі немесе жұмсартуы мүмкін екендігінде жатыр. Мысалы, артық жылуды ауаның төмен ылғалдылығы белгілі бір дәрежеде жұмсартуы мүмкін, өсімдіктердің фотосинтезі үшін жарықтың жетіспеушілігі ауадағы көмірқышқыл газының жоғарылауымен және т.б. Алайда, бұл факторлардың бір-бірімен алмасуы мүмкін деген қорытынды шығармайды. Оларды алмастыруға болмайды.

Шектеу факторларының ережесі.Бұл ереженің мәні мынада: жетіспеушілік немесе артық (критикалық нүктелерге жақын) фактор организмдерге теріс әсер етеді және сонымен қатар басқа факторлардың, соның ішінде оңтайлы факторлардың күшінің көріну мүмкіндігін шектейді. Шектеу факторлары әдетте түрлердің таралу шекарасын және олардың мекендеу ортасын анықтайды. Ағзалардың өнімділігі соларға байланысты.

Өзінің қызметі арқылы адам факторлардың іс-әрекетінің аталған барлық дерлік заңдылықтарын жиі бұзады. Бұл, әсіресе, шектеуші факторларға (тұрғын ортаның бұзылуы, су мен минералды қоректенудің бұзылуы және т.б.) қатысты.

Экология(грек тілінен аударғанда «oikos» - тұрғын үй және «logos» - ғылым) - организмдер мен қоршаған орта арасындағы қарым-қатынас заңдылықтарын, жануарлар мен өсімдіктердің тіршілік ету тәсілін, олардың өнімділігін, санының өзгеруін, түр құрамын зерттейтін ғылым .

Қоршаған орта факторлары

Өмір сүру ортасы- Бұл организмдер өмір сүретін табиғат бөлігі. Тіршіліктің үш ортасы бар – су, ауа, топырақ. Су – тіршілік етудің негізгі ортасы, өйткені тіршілік сонда пайда болды. Организмдер бір ортада (балықтар - суда), екеуінде (ауада және топырақта құрлық өсімдіктері) және тіпті үш ортада (жағалаудағы су өсімдіктері - топырақта, суда және ауада) өмір сүре алады. Кейбір организмдер мезгіл-мезгіл бір ортадан екінші ортаға ауысады (су личинкалары бар жәндіктер, қосмекенділер). Организмдермен әрекеттесетін ортаның жеке элементтері деп аталады қоршаған орта факторлары.

Табиғаты бойынша факторлардың екі тобы бар:

1. бейорганикалық немесе Абиотикалық факторлар:температура, жарық, су, ауа, жел, қоршаған ортаның тұздылығы мен тығыздығы, иондаушы сәулелену;
2. биотикалық факторлар,бірге өмір сүруге, жануарлар мен өсімдіктердің бір-біріне әсер етуіне байланысты.
3. Олар сондай-ақ ерекшелейді антропогендік фактор- адамның табиғатқа әсері. Қоршаған орта факторларының әрқайсысы алмастырылмайды. Осылайша, жылудың жетіспеушілігін жарықтың көптігімен, ал өсімдіктердің қоректенуіне қажетті минералды элементтерді сумен алмастыру мүмкін емес.

Тіршілік әрекетіне ең қолайлы фактордың интенсивтілігі оптималды немесе оптимум деп аталады.

Ағзаның өмір сүруі мүмкін емес шекаралар төменгі және жоғарғы деп аталады төзімділік шегі.

Абиотикалық факторлар

Күн радиациясыЖерде болып жатқан барлық процестер үшін негізгі энергия көзі ретінде қызмет етеді. Жарықтың биологиялық әсері алуан түрлі және оның спектрлік құрамымен, қарқындылығымен және жарықтандыру жиілігімен анықталады.

Күн радиациясының спектріне ультракүлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелер кіреді.

Толқын ұзындығы 0,29 микрон болатын ультракүлгін сәулелер барлық тіршілік иелеріне зиянды әсер етеді, олар атмосфераның озон қабатында сақталады. Ұзынырақ ультракүлгін сәулелер (0,3-0,4 мкм) жоғары химиялық белсенділікке ие. Кішкентай дозаларда ультракүлгін сәулелер пайдалы.

Ағзалар үшін әсіресе көрінетін сәулелер (толқын ұзындығы 0,4-0,75 мкм) маңызды. Жасыл өсімдіктер органикалық заттарды синтездейді. Көптеген жануарлар үшін көрінетін жарық қоршаған ортаның маңызды факторларының бірі болып табылады.

Инфрақызыл сәулелер (толқын ұзындығы 0,75 микроннан астам) жылу энергиясының маңызды көзі болып табылады.

Температура- организмдердің тіршілік процестеріне әсер ететін маңызды фактор: өсу, даму, көбею, тыныс алу, органикалық заттардың синтезі және т.б. Оңтайлы температура түрдің тіршілік ету жағдайына байланысты; жердегі жануарлар мен өсімдіктердің көпшілігі үшін ол өте тар шектерде (15-30°С) ауытқиды. Дене температурасы тұрақсыз организмдер деп аталады суық қанды. Оларда температураның жоғарылауы физиологиялық процестердің жеделдеуін тудырады. Бірақ бұл организмдердің қызып кетуге (өсімдіктерде устьицалардың болуы, жануарларда тері арқылы булануы) бейімделулері бар.

Құстар мен сүтқоректілер эволюция процесінде ең жетілдірілген терморегуляцияға ие болды, яғни. жылы қандыжануарлар, төрт камералы жүректің пайда болуына байланысты. Бұл олардың қоршаған ортаның температуралық жағдайларына қарамастан өмір сүруін қамтамасыз етті және олардың бүкіл жер шарында қоныстануына мүмкіндік берді.

Су- тірі заттардың ажырамас құрамдас бөлігі, маңызды климаттық фактор, өйткені ол жер бетіндегі температураны реттеудің негізгі құралы ретінде қызмет етеді. Ылғалдың жетіспеушілігінен аман қалуға бейімделу құрғақ далалар мен шөлді аймақтардың тұрғындары арасында айқын көрінеді (өзгертілген жапырақтар-тікенектер, жақсы дамыған тамыр жүйесі, жоғары осмостық қысым). Кейбір өсімдіктердің (агава, седум, жас) жапырақтары мен сабақтары етті және суды ұзақ сақтай алады. Басқа өсімдіктер (қызғалдақ, көкнәр, қаз пияз, т.б.) топырақта ылғал әлі жеткілікті болған кезде көктемнің қысқа кезеңінде өсіп, гүлдейді. Бұл өсімдіктердің терең физиологиялық тыныштық күйіне түсу қабілетінің бейімделушілік маңызы зор.

Сыртқы жағдайлардың маусымдық өзгерістері өмірдің маңызды факторларының - температураның, жарықтың, ылғалдылықтың өзгеруімен байланысты. Қоңыржай ендіктердің тұрғындарына маусымдық даму циклдері тән.

Көктемде температура мен жарықтың жоғарылауы кезінде организмдердің белсенді тіршілік әрекеті байқалады: өсімдіктер өсіп, гүлдейді, құстар ұшады, т.б. Жазда өсімдік тұқымдары піседі, жануарлардың көпшілігі төлдейді. Күзде организмдер қыстың қолайсыз жағдайларына дайындала бастайды: өсімдіктер қоректік заттарды, жануарлардың төгілуін және т.б. жинайды. Қыста төмен температурада терең тыныштық орнайды. Бұл құбылыс әсіресе өсімдіктер мен кейбір жануарларға тән.

Әрбір организмде төмен температураға шыдау үшін белгілі бір бейімделушілік бар. Оның үстіне қыста өсімдіктер мен жәндіктердің аязға төзімділігі артады. деп аталады суықта қатаю. Терең салқындату өмірдің уақытша, қайтымды тоқтатылуын тудырады. Бұл шарт деп аталады тоқтатылған анимация. Құстар мен сүтқоректілерде толық анабиоз жағдайы болмайды, өйткені олар гипотермияға бейімделмеген. Олар қыс мезгіліне төтеп беру үшін басқа бейімделулерді дамытты (маусымдық көші-қон және т.б.).

Өсімдіктер мен жануарлардың көпшілігінде маусымдық циклдарды реттеуде күн мен түн ұзақтығының өзгеруі басты рөл атқарады. Тәуліктің фотопериодының ұзақтығына реакция деп аталады фотопериодизм.

Фотопериодизм- Бұл организмдердің алуан түрлілігіндегі маусымдық құбылыстарды реттейтін жалпы, маңызды бейімделу. Тәулік ұзақтығының өзгеруі әрқашан температураның жылдық ауытқуымен тығыз байланысты және оның өзгеруінен бұрын болады, күннің қысқаруынан кейін температура да төмендейді. Жыл бойы күннің ұзақтығы тұрақты түрде өзгереді және кездейсоқ ауытқуларға ұшырамайды. Сондықтан күн ұзақтығы маусымдық өзгерістердің дәл астрономиялық хабаршысы қызметін атқарады. Күн ұзақтығы мен маусымдық құбылыстарды реттеудің рөлін түсіну өсімдіктер мен жануарлардың дамуын ғылыми тұрғыдан түсінуге үлкен мүмкіндіктер ашады.

№6 дәріс

1. Биотикалық факторлар

1.1. Биотикалық факторлардың түсінігі, түрлері.

1.2. Құрлық және су ортасының, топырақтың биотикалық факторлары

1.3. Тірі организмдердің биологиялық белсенді заттары

1.4. Антропогендік факторлар

2. Организмдер мен сыртқы орта факторларының өзара әрекеттесуінің жалпы заңдылықтары

2.1. Шектеуші фактор туралы түсінік. Либихтің минимум заңы, Шелфорд заңы

2.2. Антропогендік факторлардың организмге әсер ету ерекшеліктері

2.3. Организмдердің сыртқы орта факторларына байланысты жіктелуі

Биотикалық факторлар

Жанама өзара әрекеттесу кейбір организмдердің басқаларына қатысты қоршаған ортаны құрайтындығынан тұрады және бұл жерде бірінші кезекте фотосинтетикалық өсімдіктерге тиесілі. Мысалы, ормандардың жергілікті және ғаламдық қоршаған ортаны құрайтын қызметі, оның ішінде олардың топырақты, егістік пен суды қорғаушы рөлі белгілі. Тікелей орман жағдайында ағаштардың морфологиялық ерекшеліктеріне байланысты және нақты орман жануарларының, шөптесін өсімдіктердің, мүктердің және т.б. өмір сүруге мүмкіндік беретін ерекше микроклимат жасалады.Қауырсынды дала жағдайлары мүлдем басқа режимдерді білдіреді. абиотикалық факторлар. Су қоймалары мен су ағындарында өсімдіктер қоршаған ортаның оттегі сияқты маңызды абиотикалық компонентінің негізгі көзі болып табылады.

Сонымен қатар өсімдіктер басқа организмдердің тікелей мекендеу ортасы қызметін атқарады. Мысалы, көптеген саңырауқұлақтар ағаштың ұлпаларында (ағаш, төбе, қабық) дамиды, олардың жеміс денелері (тендер саңырауқұлақтары) діңнің бетінен көрінеді; Көптеген жәндіктер мен басқа омыртқасыздар шөптесін және ағаш тектес өсімдіктердің жапырақтары, жемістері мен сабақтарының ішінде өмір сүреді, ал ағаш қуыстары бірқатар сүтқоректілер мен құстардың әдеттегі мекені болып табылады. Жасырын жануарлардың көптеген түрлері үшін олардың қоректену орны олардың мекендеу ортасымен біріктіріледі.

Құрлық және су ортасындағы тірі организмдердің өзара әрекеттесуі

Тірі организмдердің (негізінен жануарлардың) өзара әрекеттесуі олардың өзара реакциялары бойынша жіктеледі.

Гомотиптік (грек тілінен. гомос- бірдей) реакциялар, яғни даралар мен бір түрдегі даралар топтары арасындағы өзара әрекеттесу және гетеротиптік (грек тілінен. гетерос- әртүрлі, әртүрлі) - әртүрлі түр өкілдерінің өзара әрекеттесуі. Жануарлар арасында тек бір ғана қоректік түрмен (монофагтармен), азды-көпті қоректену көздерімен (тар немесе кең олигофагтар) немесе өсімдіктерді ғана емес, жануарларды да пайдалана отырып, көптеген түрлермен қоректенуге қабілетті түрлер бар. тамаққа арналған тіндер (полифагтар). Соңғыларына, мысалы, жәндіктерді де, өсімдіктердің тұқымдарын да жеуге қабілетті көптеген құстар немесе табиғаты бойынша жыртқыш, бірақ жидектер мен балды ықыласпен жейтін аю сияқты белгілі түрлер жатады.

Жануарлар арасындағы гетеротиптік өзара әрекеттестіктің ең көп тараған түрі – жыртқыштық, яғни кейбір түрлерді басқалардың тікелей қуып жетуі және тұтынуы, мысалы, жәндіктер – құстар, шөп қоректі тұяқтылар – жыртқыштар, ұсақ балықтар – ірілері және т.б. Жыртқыштық омыртқасыздар арасында кең таралған. жануарлар – жәндіктер, өрмекшітәрізділер, құрттар, т.б.

Ағзалардың өзара әрекеттесуінің басқа формаларына өсімдіктердің жануарлармен (жәндіктермен) белгілі тозаңдануы жатады; форезия, яғни. бір түрдің екінші түрге ауысуы (мысалы, құстар мен сүтқоректілердің өсімдік тұқымдары); комменсализм (жалпы тамақтану), кейбір ағзалар қалған тамақпен немесе басқалардың секрециясымен қоректенеді, оған мысал ретінде арыстандардың тамағын жейтін гиендер мен лашындарды келтіруге болады; синойкия (бірге өмір сүру), мысалы, кейбір жануарлардың басқа жануарлардың мекендеу орындарын (қорықтарын, ұяларын) пайдалануы; бейтараптық, яғни ортақ аумақта тұратын әртүрлі түрлердің өзара тәуелсіздігі.

Организмдер арасындағы өзара әрекеттесудің маңызды түрлерінің бірі екі түрдің (немесе бір түрдегі даралардың) бір ресурсқа ие болуға ұмтылысы ретінде анықталатын бәсекелестік болып табылады. Осылайша, түр ішілік және түр аралық бәсекелестік ажыратылады. Түр аралық бәсекелестік бір түрдің екінші түрді (бәсекелесті) берілген мекендеу ортасынан ығыстыруға ұмтылуы ретінде де қарастырылады.

Дегенмен, табиғи (эксперименттік емес) жағдайларда бәсекелестіктің нақты дәлелдерін табу қиын. Әрине, бір түрдің екі түрлі особьтары бір-бірінен ет кесектерін немесе басқа тағамды алуға тырысуы мүмкін, бірақ мұндай құбылыстар особьтардың өздерінің әртүрлі сапасымен, қоршаған ортаның бір факторларына әртүрлі бейімделуімен түсіндіріледі. Ағзаның кез келген түрі белгілі бір факторға емес, олардың кешеніне бейімделген және екі түрлі (тіпті жақын) түрдің талаптары сәйкес келмейді. Сондықтан екеуінің бірі екіншісінің бәсекелестік ұмтылысынан емес, жай ғана басқа факторларға нашар бейімделгендіктен табиғи ортаға мәжбүр болады.Типтік мысал - қылқан жапырақты және жапырақты өсімдіктер арасындағы жарық үшін «бәсекелестік» жас бұтақтарда ағаш түрлері.

Жапырақты ағаштар (көктер, қайың) өсу жағынан қарағайдан немесе шыршадан асып түседі, бірақ бұл олардың арасындағы бәсекелестік деп санауға болмайды: біріншілері екіншісіне қарағанда тазарту мен өртенген жерлерге жақсы бейімделген. Жапырақты «арамшөптерді» гербицидтер мен арборицидтердің көмегімен (шөпті және бұталы өсімдіктерді жоюға арналған химиялық препараттар) жою бойынша көп жылдық жұмыс, әдетте, қылқан жапырақты өсімдіктердің «жеңісіне» әкелмеді. жарықпен қамтамасыз ету, сонымен қатар көптеген басқа факторлар (мысалы, биотикалық және абиотикалық) олардың талаптарына сәйкес келмеді.

Адам осы жағдайлардың барлығын жануарлар дүниесін басқару кезінде, жануарлар мен өсімдіктерді пайдалану кезінде, яғни балық аулау немесе ауыл шаруашылығында өсімдіктерді қорғау сияқты шаруашылық жұмыстарын жүргізу кезінде ескеруі керек.

Топырақтың биотикалық факторлары

Жоғарыда айтылғандай, топырақ биоинертті дене болып табылады. Тірі организмдер оның қалыптасу және қызмет ету процестерінде маңызды рөл атқарады. Оларға, ең алдымен, топырақтан қоректік химиялық заттарды бөліп алып, өліп жатқан ұлпалармен бірге қайтаратын жасыл өсімдіктер жатады.

Бірақ топырақ түзілу процестерінде шешуші рөлді топырақты мекендейтін тірі организмдер (педобионттар) атқарады: микробтар, омыртқасыздар және т.б. Микроорганизмдер химиялық қосылыстардың өзгеруінде, химиялық элементтердің миграциясында, өсімдіктердің қоректенуінде жетекші рөл атқарады. .

Өлі органикалық заттардың бірінші рет жойылуын омыртқасыз жануарлар (құрттар, моллюскалар, жәндіктер және т.б.) қоректену және ас қорыту өнімдерін топыраққа шығару процесінде жүзеге асырады. Топырақта көміртегінің фотосинтетикалық секвестрленуі топырақтың кейбір түрлерінде микроскопиялық жасыл және көк-жасыл балдырлар арқылы жүзеге асады.

Топырақ микроорганизмдері минералдардың негізгі бұзылуын жүзеге асырады және органикалық және минералды қышқылдардың, сілтілердің түзілуіне әкеледі және олармен синтезделген ферменттерді, полисахаридтерді, фенолды қосылыстарды шығарады.

Биогеохимиялық азот айналымының ең маңызды буыны азотфиксация болып табылады, оны азотфиксациялаушы бактериялар жүзеге асырады. Микробтардың азот фиксингінің жалпы өндірісі жылына 160-170 млн т. Сондай-ақ, азотты бекіту, әдетте, симбиотикалық (өсімдіктермен бірлескен), өсімдіктердің тамырларында орналасқан түйінді бактериялармен жүзеге асырылатынын атап өткен жөн.

Тірі организмдердің биологиялық белсенді заттары

Биотикалық табиғаттың экологиялық факторларына тірі организмдер белсенді түрде өндіретін химиялық қосылыстар жатады. Бұл, атап айтқанда, фитонцидтер - микроорганизмдерді өлтіретін немесе олардың өсуін басатын өсімдіктер шығаратын, негізінен ұшқыш заттар. Оларға гликозидтер, терпеноидтар, фенолдар, таниндер және басқа да көптеген заттар жатады. Мысалы, 1 га жапырақты орман тәулігіне 2 кг-ға жуық, қылқан жапырақты орман - 5 кг-ға дейін, арша орманы - 30 кг-ға жуық ұшқыш заттар шығарады. Сондықтан орман экожүйелерінің ауасы адамның қауіпті ауруларын тудыратын микроорганизмдерді өлтіретін аса маңызды санитарлық-гигиеналық маңызы бар. Зауыт үшін фитонцидтер бактериялық, саңырауқұлақ инфекцияларынан және қарапайымдылардан қорғау қызметін атқарады. Өсімдіктер патогендік саңырауқұлақтармен инфекцияға жауап ретінде қорғаныш заттарды шығаруға қабілетті.

Кейбір өсімдіктердің ұшқыш заттары басқа өсімдіктерді ығыстыру құралы ретінде қызмет ете алады. Физиологиялық белсенді заттарды қоршаған ортаға шығару арқылы өсімдіктердің өзара әсері аллелопатия деп аталады (грек тілінен. аллелон- өзара, пафос- азап).

Микробтарды өлтіру (немесе олардың өсуін тежеу) қабілеті бар микроорганизмдер түзетін органикалық заттарды антибиотиктер деп атайды; типтік мысал - пенициллин. Антибиотиктерге өсімдік және жануарлар жасушаларында болатын бактерияға қарсы заттар да жатады.

Уытты және психотроптық әсер ететін қауіпті алкалоидтар көптеген саңырауқұлақтарда және жоғары сатыдағы өсімдіктерде кездеседі. Қатты бас ауруы, жүрек айнуы және тіпті сананың жоғалуы адамның жабайы розмарин батпағында ұзақ тұруының нәтижесінде пайда болуы мүмкін.

Омыртқалы және омыртқасыз жануарлардың репеллент, тартымды, сигнал беретін және өлтіретін заттарды өндіру және бөлу қабілеті бар. Олардың ішінде өрмекшітәрізділер (шаян, қаракурт, тарантул, т.б.), бауырымен жорғалаушылар көп. Адам жануарлар мен өсімдіктердің уларын емдік мақсатта кеңінен пайдаланады.

Жануарлар мен өсімдіктердің бірлескен эволюциясы оларда ең күрделі ақпараттық-химиялық қатынастарды дамытты. Бір ғана мысал келтірейік: көптеген жәндіктер өздерінің қоректік түрлерін иісі арқылы ажыратады, ал қабық қоңыздары, атап айтқанда, шайырдың ұшпа терпендерінің құрамына қарап өліп жатқан ағашқа ғана ұшады.

Қоршаған ортаның антропогендік факторлары

Ғылыми-техникалық прогрестің бүкіл тарихы адамның табиғи орта факторларын өз мақсаттары үшін өзгертуінің және бұрын табиғатта болмаған жаңаларын жасауының жиынтығы.

Кендерден металдарды балқыту және құрал-жабдықтарды өндіру жоғары температуралар, қысымдар және қуатты электромагниттік өрістерсіз мүмкін емес. Ауыл шаруашылығы дақылдарының жоғары өнімін алу және оны сақтау үшін зиянкестер мен ауру қоздырғыштардан тыңайтқыштар мен өсімдіктерді химиялық қорғау құралдарын өндіру қажет. Қазіргі денсаулық сақтауды химиотерапиясыз және физиотерапиясыз елестету мүмкін емес. Бұл мысалдарды көбейтуге болады.

Ғылыми-техникалық прогрестің жетістіктері саяси және экономикалық мақсаттарда қолданыла бастады, бұл адамдар мен олардың мүлкіне әсер ететін ерекше экологиялық факторларды жасауда өте айқын көрінді: атыс қаруынан жаппай физикалық, химиялық және биологиялық әсер ету құралдарына дейін. Бұл жағдайда тікелей антропотроптық (яғни адам ағзасына бағытталған) және, атап айтқанда, қоршаған ортаның ластануын тудыратын антропоцидтік экологиялық факторлардың жиынтығы туралы айтуға болады.

Екінші жағынан, осындай мақсатты факторлармен қатар, табиғи ресурстарды пайдалану және өңдеу кезінде жанама химиялық қосылыстар мен физикалық факторлардың жоғары деңгейінің аймақтары сөзсіз қалыптасады. Кейбір жағдайларда бұл процестер ауыр экологиялық және материалдық зардаптары бар кенеттен (авариялар мен апаттар жағдайында) сипатта болуы мүмкін. Демек, адамдарды қауіпті және зиянды факторлардан қорғаудың жолдары мен әдістерін жасау қажет болды, ол қазір жоғарыда аталған жүйеде - өмір қауіпсіздігінде жүзеге асырылды.

Жеңілдетілген түрде антропогендік экологиялық факторлардың шамамен жіктелуі суретте келтірілген. 1.

Күріш. 1. Қоршаған ортаның антропогендік факторларының классификациясы

Организмдер мен қоршаған орта факторларының өзара әрекеттесуінің жалпы заңдылықтары

Кез келген экологиялық фактор динамикалық, уақыт пен кеңістікте өзгермелі.

Жыл мезгілі белгілі бір уақыт аралығында суық мезгілге жол береді; Күндізгі уақытта температураның, жарықтың, ылғалдылықтың, желдің күшінің және т.б. азды-көпті кең ауқымды ауытқулар байқалады.Осының бәрі қоршаған орта факторларының табиғи ауытқуы, бірақ адам да оларға әсер ете алады. Антропогендік әрекеттің қоршаған ортаға әсері әдетте қоршаған орта факторларының режимдерінің (абсолюттік мәндері мен динамикасы), сондай-ақ факторлардың құрамының өзгеруінде көрінеді, мысалы, өндіріс процесінде ксенобиотиктерді табиғи жүйелерге енгізу кезінде немесе пестицидтерді қолдану арқылы өсімдіктерді қорғау немесе топыраққа органикалық және минералды тыңайтқыштарды енгізу сияқты арнайы шаралар.

Дегенмен, әрбір тірі организм қоршаған орта факторларының қатаң белгіленген деңгейлерін, мөлшерлерін (дозаларын), сондай-ақ олардың ауытқуының белгілі бір шектерін талап етеді. Егер қоршаған ортаның барлық факторларының режимдері организмнің тұқым қуалайтын бекітілген талаптарына (яғни оның генотипіне) сәйкес келсе, онда ол өмір сүре алады және өміршең ұрпақ береді. Организмнің белгілі бір түрінің қоршаған орта факторларына қойылатын талаптары мен төзімділігі оның өмір сүре алатын географиялық белдеуінің шекарасын, яғни оның таралу аймағын анықтайды. Қоршаған орта факторлары да белгілі бір түр санының уақыт пен кеңістіктегі ауытқуының амплитудасын анықтайды, ол ешқашан тұрақты болып қалмайды, бірақ азды-көпті кең шектерде өзгереді.

Шектеу факторының заңы

Табиғи жағдайда тірі организм бір мезгілде бір емес, көптеген экологиялық факторлардың әсеріне ұшырайды - биотикалық және абиотикалық және әрбір фактор организмге белгілі мөлшерде немесе дозада қажет. Өсімдіктер ылғал мен қоректік заттардың (азот, фосфор, калий) айтарлықтай мөлшерін қажет етеді, бірақ бор немесе молибден сияқты басқа заттар елеусіз мөлшерде қажет. Дегенмен, кез келген заттың (макро- және микроэлементтер де) тапшылығы немесе болмауы дененің күйіне теріс әсер етеді, тіпті егер барлық қалғандары қажетті мөлшерде болса да. Агрохимияның негізін салушылардың бірі неміс ғалымы Юстус Либиг (1803-1873) өсімдіктердің минералды қоректену теориясын тұжырымдаған. Ол өсімдіктің дамуы немесе оның жағдайы сол химиялық элементтерге (немесе заттарға), яғни топырақта жеткілікті мөлшерде болатын факторларға емес, жетіспейтін факторларға байланысты екенін анықтады. Мысалы, топырақтағы өсімдікке жеткілікті азот немесе фосфор мөлшері темірдің, бордың немесе калийдің жетіспеушілігін өтей алмайды. Топырақтағы қоректік заттардың кез келгені (кем дегенде біреуі) берілген өсімдікке қажетті мөлшерден аз болса, онда ол қалыптан тыс, баяу дамиды немесе патологиялық ауытқуларға ие болады. Дж.Либиг өз зерттеулерінің нәтижелерін іргелі түрде тұжырымдаған минимум заңы.

Тіршілік ортасы және қоршаған орта факторлары туралы түсінік

Ағзаның тіршілік ету ортасы- бұл оның өмірінің абиотикалық және биотикалық жағдайларының жиынтығы. Қоршаған ортаның қасиеттері үнемі өзгеріп отырады және кез келген тіршілік иесі өмір сүру үшін осы өзгерістерге бейімделеді.

Қоршаған ортаның әсерін организмдер қоршаған орта факторлары деп аталатын қоршаған орта факторлары арқылы қабылдайды.

Қоршаған орта факторлары- бұл организмге белгілі бір әсер ететін ортаның белгілі бір жағдайлары мен элементтері. Олар абиотикалық, биотикалық және антропогендік болып бөлінеді (2.1-сурет).

Абиотикалық факторлар – жануарлар мен өсімдіктердің тіршілігіне және таралуына әсер ететін бейорганикалық ортадағы факторлардың бүкіл жиынтығы. Олардың ішінде физикалық, химиялық және эдафикалық.

Физикалық факторлар – көзі физикалық күй немесе құбылыс (механикалық, толқындық және т.б.) болып табылатындар. Мысалы, температура, егер ол жоғары болса, күйік болады, өте төмен болса, үсік болады. Температураның әсеріне басқа факторлар да әсер етуі мүмкін: суда - ағыс, құрлықта - жел мен ылғалдылық және т.б.

Химиялық факторлар – қоршаған ортаның химиялық құрамынан туындайтын факторлар. Мысалы, судың тұздылығы, егер ол жоғары болса, су қоймасында тіршілік мүлдем болмауы мүмкін (Өлі теңіз), бірақ сонымен бірге теңіз ағзаларының көпшілігі тұщы суда өмір сүре алмайды. Жануарлардың құрлықтағы және судағы және т.б. тіршілігі оттегі деңгейінің жеткілікті болуына байланысты.

Эдафикалық факторлар, яғни топырақ факторлары — топырақ пен тау жыныстарының оларда тіршілік ететін, яғни тіршілік ету ортасы болып табылатын организмдерге де, өсімдіктердің тамыр жүйесіне де әсер ететін химиялық, физикалық және механикалық қасиеттерінің жиынтығы. Химиялық компоненттердің (биогендік элементтердің), температураның, ылғалдылықтың, топырақтың құрылымының, қарашірік құрамының және т.б. әсерлері белгілі. өсімдіктердің өсуі мен дамуы туралы.

Биотикалық факторлар – кейбір организмдердің тіршілік әрекетінің басқалардың тіршілік әрекетіне, сондай-ақ жансыз ортасына әсерлерінің жиынтығы. Соңғы жағдайда біз организмдердің өздерінің өмір сүру жағдайларына белгілі бір дәрежеде әсер ету қабілеті туралы айтып отырмыз. Мысалы, орманда өсімдік жамылғысының әсерінен ерекше микроклимат немесе микроорта жасалады, онда ашық мекендеу ортасымен салыстырғанда өзіндік температуралық және ылғалдылық режимі жасалады: қыста ол бірнеше градусқа жылы болады, жазда ол салқынырақ және ылғалдырақ. Арнайы микроорта да ағаш қуыстарында, шұңқырларда, үңгірлерде және т.б.

Таза абиотикалық сипатқа ие қар жамылғысының астындағы микроорта жағдайларын ерекше атап өтуге болады. Қалыңдығы кем дегенде 50-70 см болған кезде тиімдірек болатын қардың жылыну әсерінің нәтижесінде оның түбінде шамамен 5 сантиметрлік қабатта кішкентай кеміргіштер қыста өмір сүреді, өйткені мұнда температура жағдайлары қолайлы. олар үшін (0-ден - 2 °C дейін). Дәл осындай әсердің арқасында қар астында күздік дәнді дақылдардың көшеттері - қара бидай мен бидай сақталады. Ірі аңдар – бұғы, бұлан, қасқыр, түлкі, қоян, т.б. – да қатты аяздан қарға тығылады – демалу үшін қарға жатады.

Бір түрдегі даралар арасындағы түр ішілік өзара әрекеттестік топтық және жаппай әсерлерден және түр ішілік бәсекелестіктен тұрады. Топтық және массалық әсерлер - бұл Грасс (1944) ойлап тапқан терминдер, олар бір түрдегі жануарларды екі немесе одан да көп дара топтарға топтастыруды және қоршаған ортаның толып кетуінен туындаған әсерді білдіреді. Бұл әсерлер қазір көбінесе демографиялық факторлар деп аталады. Олар популяциялық деңгейде организмдер топтарының саны мен тығыздығының динамикасын сипаттайды, ол түр аралық бәсекелестіктен түбегейлі айырмашылығы бар түрішілік бәсекеге негізделген. Ол негізінен жануарлардың аумақтық мінез-құлқында көрінеді, олар өздерінің ұя салатын жерлерін және аймақтағы белгілі бір аумақты қорғайды. Көптеген құстар мен балықтар осындай.

Түр аралық қатынастар әлдеқайда алуан түрлі. Жақын жерде тұратын екі түр бір-біріне мүлдем әсер етпеуі мүмкін, олар бір-біріне жақсы немесе жағымсыз әсер етуі мүмкін. Ықтимал комбинация түрлері қарым-қатынастардың әртүрлі түрлерін көрсетеді:

бейтараптық- екі түрі де тәуелсіз және бір-біріне әсер етпейді;

бәсеке- әр түр бір-біріне кері әсер етеді;

мутуализм- түрлер бір-бірінсіз өмір сүре алмайды;

түтікке операция(достастық) – екі түр де қауымдастық құрайды, бірақ қауымдастық екеуіне де пайда әкелсе де, бөлек өмір сүре алады;

комменсализм- бір түр, яғни комменсал, бірге өмір сүруден пайда көрсе, екінші түр, иесі мүлде пайда көрмейді (өзара төзімділік);

аменсализм- бір түр, аменсал, екіншісінің өсуі мен көбеюін тежейді;

жыртқыштық- жыртқыш түр өз олжасымен қоректенеді.

Биотикалық қауымдастықтардың (биоценоздардың) болуының негізінде түр аралық қатынастар жатыр.

Антропогендікфакторлар – адам тудыратын және қоршаған ортаға әсер ететін факторлар (ластану, топырақ эрозиясы, ормандардың жойылуы және т.б.) қолданбалы экологияда қарастырылады.

Абиотикалық факторлардың ішінде көбінесе су ортасының климаттық (температура, ауа ылғалдылығы, жел т.б.) және гидрографиялық факторлары (су, ағыс, тұздылық және т.б.) бөлінеді.

Көптеген факторлар уақыт өте келе сапалық және сандық түрде өзгереді. Мысалы, климаттық – тәулік бойы, жыл мезгілі, жыл бойынша (температура, жарық, т.б.).

Уақыт өте келе өзгерістері жүйелі түрде қайталанып отыратын факторлар периодтық деп аталады. Оларға тек климаттық емес, сонымен қатар кейбір гидрографиялықтар - толқындар, кейбір мұхит ағындары жатады. Күтпеген жерден пайда болатын факторлар (жанартау атқылауы, жыртқыштардың шабуылы және т.б.) мерзімді емес деп аталады.

Ағзалардың тіршілік жағдайына бейімделуін зерттеу кезінде факторларды мерзімді және периодты емес деп бөлу (Мончадский, 1958) өте маңызды.

Дәріс 9

Ағзалардың бейімделулері туралы негізгі түсініктер

Бейімделу (лат. «құрылғы») - организмдердің қоршаған ортаға бейімделуі. Бұл процесс организмдердің (даралар, түрлер, популяциялар) және олардың мүшелерінің құрылысы мен қызметтерін қамтиды. Бейімделу әрқашан үш негізгі фактордың – өзгергіштіктің, тұқым қуалаушылықтың және табиғи сұрыпталудың (сонымен қатар жасанды сұрыптау – адам жүзеге асыратын) әсерінен дамиды.

Организмдердің сыртқы орта факторларына негізгі бейімделуі тұқым қуалайтын жолмен анықталады. Олар биотаның тарихи және эволюциялық жолында қалыптасып, қоршаған орта факторларының өзгергіштігімен бірге өзгерді. Организмдер тұрақты жұмыс істейтін периодтық факторларға бейімделген, бірақ олардың арасында біріншілік және қайталама факторларды ажырату маңызды.

Негізгі- бұл жер бетінде тіршілік пайда болғанға дейін болған факторлар: температура, жарық, толқындар және т.б.. Бұл факторларға организмдердің бейімделуі ең ежелгі және ең кемел.

Екіншімерзімді факторлар біріншіліктердің өзгеруінің салдары болып табылады: температураға байланысты ауа ылғалдылығы; өсімдік дамуының циклдік сипатына қарай өсімдік тағамы; түр ішілік әсер етудің бірқатар биотикалық факторлары және т.б. Олар біріншіліктен кейін пайда болды және оларға бейімделу әрқашан анық көрінбейді.

Қалыпты жағдайда тіршілік ету ортасында тек мерзімді факторлар әрекет етуі керек, ал мерзімді емес факторлар болмауы керек.

Бейімделудің қайнар көзі – организмдегі генетикалық өзгерістер – тарихи және эволюциялық кезеңде табиғи факторлардың әсерінен де, организмге жасанды әсер ету нәтижесінде де пайда болатын мутациялар. Мутациялар алуан түрлі және олардың жинақталуы тіпті ыдырау құбылыстарына әкелуі мүмкін, бірақ сұрыптаудың арқасында мутациялар және олардың комбинациясы «тірі формалардың бейімделуін ұйымдастырудағы жетекші шығармашылық фактор» мәніне ие болады (TSB, 1-том, 1970).

Тарихи және эволюциялық даму жолында абиотикалық және биотикалық факторлар организмдерге қосылып әрекет етеді. Ағзалардың осы факторлар кешеніне сәтті бейімделуі де, «сәтсіз» де белгілі, яғни бейімделудің орнына түр жойылып кетеді.

Тіршілік ету аймағы - бұл тірі ағзаны қоршап тұрған және оның тікелей әрекеттесетін табиғат бөлігі. Қоршаған ортаның құрамдас бөліктері мен қасиеттері әртүрлі және өзгермелі. Кез келген тіршілік иесі күрделі, өзгермелі әлемде өмір сүреді, оған үнемі бейімделіп, оның өзгерістеріне сәйкес өзінің тіршілік әрекетін реттейді.

Ағзаларға әсер ететін ортаның жеке қасиеттері немесе элементтері деп аталады қоршаған орта факторлары. Қоршаған орта факторлары әртүрлі. Олар қажет болуы мүмкін немесе керісінше, тіршілік иелеріне зиянды болуы мүмкін, өмір сүруге және көбеюге ықпал етеді немесе кедергі келтіреді. Қоршаған орта факторларының табиғаты мен нақты әрекеттері әртүрлі. Олардың қатарында абиотикалықЖәне биотикалық, антропогендік.

Абиотикалық факторлар - температура, жарық, радиоактивті сәулелену, қысым, ауа ылғалдылығы, судың тұздық құрамы, жел, ағыс, жер бедері - осының барлығы тірі организмдерге тікелей немесе жанама әсер ететін жансыз табиғаттың қасиеттері.

Биотикалық факторлар - бұл тірі жандардың бір-біріне әсер ету формалары. Әрбір организм үнемі басқа тіршілік иелерінің тікелей немесе жанама әсерін бастан кешіреді, өз түрінің өкілдерімен және басқа түрлермен - өсімдіктермен, жануарлармен, микроорганизмдермен байланысқа түседі, оларға тәуелді және өзі оларға әсер етеді. Айналадағы органикалық дүние әрбір тіршілік иесін қоршаған ортаның ажырамас бөлігі болып табылады.

Организмдер арасындағы өзара байланыстар биоценоздар мен популяциялардың өмір сүруінің негізі болып табылады; оларды қарастыру синэкология саласына жатады.

Антропогендік факторлар - бұл басқа түрлердің тіршілік ету ортасы ретінде табиғаттың өзгеруіне әкелетін немесе олардың өміріне тікелей әсер ететін адам қоғамының қызмет түрлері. Адамзат тарихында әуелі аңшылықтың, одан кейін ауыл шаруашылығының, өнеркәсіптің, көліктің дамуы планетамыздың табиғатын қатты өзгертті. Жердің бүкіл тірі әлеміне антропогендік әсерлердің маңыздылығы тез өсуде.

Адамдар тірі табиғатқа абиотикалық факторлардың және түрлердің биотикалық қарым-қатынастарының өзгеруі арқылы әсер еткенімен, планетадағы адамның әрекеті осы жіктеу шеңберіне сәйкес келмейтін ерекше күш ретінде анықталуы керек. Қазіргі уақытта Жердің тірі бетінің, организмдердің барлық түрлерінің тағдыры адам қоғамының қолында және табиғатқа антропогендік әсерге байланысты.

Әртүрлі түрдегі бірге тіршілік ететін организмдердің тіршілігінде бір экологиялық фактордың әртүрлі маңызы бар. Мысалы, қыста қатты желдер ашық тіршілік ететін ірі жануарларға қолайсыз, бірақ шұңқырға немесе қар астына тығылатын ұсақ жануарларға әсер етпейді. Топырақтың тұзды құрамы өсімдіктердің қоректенуі үшін маңызды, бірақ жердегі жануарлардың көпшілігіне немқұрайлы және т.б.

Қоршаған орта факторларының уақыт бойынша өзгеруі мыналар болуы мүмкін: 1) тұрақты кезеңді, тәулік уақытына немесе жыл мезгіліне немесе мұхиттағы толқындардың ырғағына байланысты әсер ету күшін өзгерту; 2) тұрақты емес, айқын кезеңділігі жоқ, мысалы, әр жылдардағы ауа райы жағдайларының өзгеруі, апатты құбылыстар – боран, нөсер, көшкін және т.б.; 3) белгілі, кейде ұзақ уақытқа бағытталған, мысалы, климаттың салқындауы немесе жылынуы, су айдындарының шамадан тыс өсуі, сол аумақта үнемі мал жаюы және т.б.

Қоршаған орта факторларының ішінде ресурстар мен жағдайлар бөлінеді. Ресурстар организмдер қоршаған ортаны пайдаланады және тұтынады, осылайша олардың санын азайтады. Ресурстарға азық-түлік, тапшылық кезінде су, баспана, көбеюге қолайлы жерлер, т.б. Шарттар - бұл организмдер бейімделуге мәжбүр болатын факторлар, бірақ әдетте оларға әсер ете алмайды. Бірдей экологиялық фактор кейбіреулер үшін ресурс, ал басқа түрлер үшін шарт болуы мүмкін. Мысалы, жарық өсімдіктер үшін өмірлік энергия ресурсы болып табылады, ал көру қабілеті бар жануарлар үшін ол көзбен бағдарлаудың шарты болып табылады. Су көптеген ағзалар үшін өмір сүру шарты және ресурс бола алады.

2.2. Ағзалардың адаптациялары

Организмдердің қоршаған ортаға бейімделуі деп аталады бейімделу. Адаптациялар – организмдердің тіршілік ету мүмкіндігін арттыратын құрылымы мен қызметіндегі кез келген өзгерістер.

Бейімделу қабілеті жалпы тіршіліктің негізгі қасиеттерінің бірі болып табылады, өйткені ол оның өмір сүру мүмкіндігін, ағзалардың тіршілік ету және көбею қабілетін қамтамасыз етеді. Бейімделулер әртүрлі деңгейде көрінеді: жасушалардың биохимиясы мен жеке организмдердің мінез-құлқынан бастап қауымдастықтар мен экологиялық жүйелердің құрылымы мен қызметіне дейін. Бейімделулер түрлердің эволюциясы кезінде пайда болады және дамиды.

Ағза деңгейіндегі бейімделудің негізгі механизмдері: 1) биохимиялық– ферменттердің жұмысының өзгеруі немесе олардың санының өзгеруі сияқты жасушаішілік процестерде көрінеді; 2) физиологиялық– мысалы, бірқатар түрлерде температураның жоғарылауымен терлеудің жоғарылауы; 3) морфоанатомиялық– өмір салтына байланысты дене құрылысы мен пішінінің ерекшеліктері; 4) мінез-құлық– мысалы, жануарлардың қолайлы мекендейтін жерлерін іздестіру, шұңқырлар, ұялар жасау және т.б.; 5) онтогенетикалық– жеке дамуды жеделдету немесе баяулату, жағдайлар өзгерген кезде өмір сүруге ықпал ету.

Экологиялық орта факторлары тірі организмдерге әртүрлі әсер етеді, яғни екеуіне де әсер ете алады тітіркендіргіштер,физиологиялық және биохимиялық функциялардың бейімделу өзгерістерін тудыратын; Қалай шектегіштер,осы жағдайларда өмір сүрудің мүмкін еместігін тудыратын; Қалай модификаторлар,организмдердің морфологиялық және анатомиялық өзгерістерін тудыратын; Қалай сигналдар,қоршаған ортаның басқа факторларының өзгеруін көрсетеді.

2.3. Қоршаған орта факторларының организмдерге әсер етуінің жалпы заңдылықтары

Қоршаған орта факторларының алуан түрлілігіне қарамастан, олардың ағзаларға әсер ету сипаты мен тірі тіршілік иелерінің реакцияларында бірқатар жалпы заңдылықтарды анықтауға болады.

1. Оптимум заңы.

Әрбір фактордың организмдерге оң әсер етуінің белгілі шегі бар (1-сурет). Айнымалы фактордың нәтижесі ең алдымен оның көріну күшіне байланысты. Фактордың жеткіліксіз және шамадан тыс әрекеті жеке адамдардың өмірлік белсенділігіне теріс әсер етеді. Әсер етудің пайдалы күші деп аталады оңтайлы экологиялық фактор аймағы немесе жай оңтайлы осы түрдегі организмдер үшін. Оптимумнан ауытқу неғұрлым көп болса, осы фактордың организмдерге ингибиторлық әсері соғұрлым айқын болады. (пессимум аймағы). Фактордың максималды және минималды тасымалданатын мәндері сыни нүктелер,арттаодан тыс өмір сүру мүмкін емес, өлім пайда болады. Критикалық нүктелер арасындағы төзімділік шегі деп аталады экологиялық валенттілік белгілі бір экологиялық факторға қатысты тіршілік иелері.

Күріш. 1. Тірі организмдерге сыртқы орта факторларының әсер ету схемасы

Әртүрлі түрлердің өкілдері бір-бірінен оптимум жағдайы бойынша да, экологиялық валенттілігі бойынша да айтарлықтай ерекшеленеді. Мысалы, тундрадағы арктикалық түлкілер ауа температурасының 80 °C-тан жоғары (+30-дан -55 °C-қа дейін) ауытқуына шыдай алады, ал жылы су шаяндары Copilia mirabilis диапазондағы су температурасының өзгеруіне төтеп бере алады. 6 °C аспайтын (+23-тен +29 °C-қа дейін). Фактордың бірдей көріну күші бір түр үшін оңтайлы, екіншісі үшін пессимальды болуы мүмкін және үшінші үшін төзімділік шегінен шығуы мүмкін (2-сурет).

Абиотикалық орта факторларына қатысты түрдің кең экологиялық валенттілігі фактор атына «eury» префиксін қосу арқылы көрсетіледі. Эвритермиялықтемператураның айтарлықтай ауытқуларына төзетін түрлер, эврибаттар- кең қысым диапазоны; эуригалин– қоршаған ортаның тұздылығының әртүрлі дәрежесі.

Күріш. 2. Әртүрлі түрлер үшін температура шкаласында оңтайлы қисықтардың орналасуы:

1, 2 - стенотермиялық түрлер, криофильдер;

3–7 – эвритермиялық түрлер;

8, 9 - стенотермиялық түрлер, термофилдер

Фактордың елеулі ауытқуларына шыдай алмау немесе тар экологиялық валенттілік «стено» префиксімен сипатталады - стенотермиялық, стенобат, стенохалинтүрлер және т.б. Кең мағынада тіршілігі қатаң анықталған орта жағдайларын талап ететін түрлер деп аталады. стенобионтикалық, және қоршаған ортаның әртүрлі жағдайларына бейімделе алатындар - эврибионт.

Бір немесе бірнеше факторлардың әсерінен критикалық нүктелерге жақындаған шарттар деп аталады төтенше.

Фактор градиентіндегі оптимум және критикалық нүктелердің орны қоршаған орта жағдайларының әсерінен белгілі бір шектерде ығысуы мүмкін. Бұл жыл мезгілдерінің өзгеруіне байланысты көптеген түрлерде үнемі орын алады. Қыста, мысалы, торғайлар қатты аязға төтеп береді, ал жазда олар нөлден төмен температурада салқындаудан өледі. Кез келген факторға қатысты оптимумның ығысу құбылысы деп аталады бейімделу. Температура тұрғысынан бұл дененің термиялық қатаюының белгілі процесі. Температураға бейімделу айтарлықтай уақыт кезеңін талап етеді. Механизм - бірдей реакцияларды катализдейтін жасушалардағы ферменттердің өзгеруі, бірақ әртүрлі температурада (деп аталатын изозимдер).Әрбір фермент өзінің генімен кодталады, сондықтан кейбір гендерді өшіріп, басқаларын белсендіру, транскрипциялау, трансляциялау, жаңа ақуыздың жеткілікті мөлшерін жинау және т.б. қажет. Жалпы процесс орта есеппен екі аптаға созылады және ынталандырылады. қоршаған ортаның өзгеруімен. Бейімделу немесе қатаю - бұл организмдердің біртіндеп жақындап келе жатқан қолайсыз жағдайларда немесе климаты басқа аумақтарға кіру кезінде пайда болатын маңызды бейімделуі. Бұл жағдайларда ол жалпы акклиматизация процесінің құрамдас бөлігі болып табылады.

2. Фактордың әртүрлі функцияларға әсерінің екіұштылығы.

Әрбір фактор дененің әртүрлі функцияларына әртүрлі әсер етеді (Cурет 3). Кейбір процестер үшін оптимум басқалары үшін пессимум болуы мүмкін. Осылайша, суық қанды жануарларда ауа температурасы +40-тан +45 ° C-қа дейін организмдегі зат алмасу процестерінің жылдамдығын айтарлықтай арттырады, бірақ қозғалыс белсенділігін тежейді, ал жануарлар термиялық ступорға түседі. Көптеген балықтар үшін репродуктивті өнімдердің жетілуіне оңтайлы су температурасы басқа температура диапазонында болатын уылдырық шашу үшін қолайсыз.

Күріш. 3. Фотосинтез бен өсімдік тынысының температураға тәуелділігінің схемасы (В.Ларчер, 1978 ж.): t min, t opt, t max– өсімдіктің өсуі үшін минималды температура, оңтайлы және максимум (көлеңкелі аймақ)

Белгілі бір кезеңдерде организм ең алдымен белгілі бір функцияларды (қоректену, өсу, көбею, қоныстану және т.б.) орындайтын өмірлік цикл әрқашан қоршаған орта факторларының кешеніндегі маусымдық өзгерістерге сәйкес келеді. Қозғалмалы организмдер тіршілік ету ортасын да өзінің барлық өмірлік функцияларын сәтті орындау үшін өзгерте алады.

3. Қоршаған орта факторларына жеке реакциялардың әртүрлілігі.Жеке тұлғалардың төзімділік дәрежесі, критикалық нүктелері, оңтайлы және пессимальды аймақтары сәйкес келмейді. Бұл өзгергіштік жеке адамдардың тұқым қуалаушылық қасиеттерімен де, жыныс, жас және физиологиялық ерекшеліктермен де анықталады. Мысалы, ұн және астық өнімдерінің зиянкестерінің бірі диірмен көбелегі шынжыр табандар үшін -7 °С, ересек формалар үшін -22 °C, жұмыртқалар үшін -27 °C сыни ең төменгі температураға ие. -10 °C аяз құрттарды өлтіреді, бірақ бұл зиянкестің ересектері мен жұмыртқалары үшін қауіпті емес. Демек, түрдің экологиялық валенттілігі әр индивидтің экологиялық валенттілігінен әрқашан кең.

4. Организмдердің әртүрлі факторларға бейімделуінің салыстырмалы тәуелсіздігі.Кез келген факторға төзімділік дәрежесі басқа факторларға қатысты түрдің сәйкес экологиялық валенттілігін білдірмейді. Мысалы, температураның кең ауытқуларына шыдайтын түрлер ылғалдылықтың немесе тұздылықтың кең ауытқуларына төзе білуі міндетті емес. Эуритермиялық түрлер стеногалинді, стенобатикалық немесе керісінше болуы мүмкін. Түрдің әртүрлі факторларға қатысты экологиялық валенттіліктері өте әртүрлі болуы мүмкін. Бұл табиғатта бейімделудің ерекше әртүрлілігін тудырады. Қоршаған ортаның әртүрлі факторларына қатысты экологиялық валенттіліктердің жиынтығы болып табылады түрлердің экологиялық спектрі.

5. Жеке түрлердің экологиялық спектрлерінің сәйкессіздігі.Әрбір түр өзінің экологиялық мүмкіндіктерімен ерекшеленеді. Қоршаған ортаға бейімделу әдістері жағынан ұқсас түрлердің өзінде кейбір жеке факторларға қатынасында айырмашылықтар бар.

Күріш. 4. Ылғалға байланысты шабындық шөптесін өсімдіктердің жекелеген түрлерінің қатысуының өзгеруі (Л. Г. Раменский және т.б., 1956). 1 – қызыл беде; 2 – кәдімгі мыңжапырақ; 3 – Делявин сельдерейі; 4 – шалғынды көк шөп; 5 – бетеге; 6 – нағыз төсек төсемі; 7 – ерте қияқ; 8 – шалғынды; 9 – төбе герань; 10 – далалық бұта; 11 – қысқа мұрынды салсификация

Түрлердің экологиялық даралығы ережесіОрыс ботанигі Л.Г.Раменский (1924) өсімдіктерге қатысты тұжырымдаған (4-сурет), кейін ол зоологиялық зерттеулермен кеңінен расталды.

6. Факторлардың өзара әсері.Организмдердің кез келген қоршаған орта факторына қатысты төзімділігінің оңтайлы аймағы мен шектері күшіне және қандай комбинацияда басқа факторлардың бір уақытта әрекет ететініне байланысты ауысуы мүмкін (5-сурет). Бұл үлгі деп аталады факторлардың өзара әрекеттесуі. Мысалы, ылғалды ауада емес, құрғақ жерде жылуды көтеру оңай. Тыныш ауа райына қарағанда қатты желмен салқын ауа райында қатып қалу қаупі әлдеқайда жоғары. Осылайша, бір фактор басқалармен бірге қоршаған ортаға әртүрлі әсер етеді. Керісінше, бірдей экологиялық нәтиже әртүрлі жолмен алынуы мүмкін. Мысалы, топырақтағы ылғалдың мөлшерін көбейту арқылы да, булануды азайтатын ауа температурасын төмендету арқылы да өсімдіктердің қурап қалуын тоқтатуға болады. Факторларды ішінара алмастыру әсері жасалады.

Күріш. 5. Температура мен ылғалдылықтың әртүрлі комбинацияларында қарағай жібек құрты жұмыртқаларының өлімі Dendrolimus pini

Сонымен бірге қоршаған орта факторларының өзара компенсациясының белгілі бір шегі бар және олардың біреуін екіншісімен толық ауыстыру мүмкін емес. Судың толық болмауы немесе минералды қоректік заттардың кем дегенде біреуі өсімдіктің өмірін басқа жағдайлардың ең қолайлы комбинацияларына қарамастан мүмкін емес етеді. Полярлық шөлдердегі төтенше жылу тапшылығы ылғалдың көптігімен де, 24 сағаттық жарықпен де өтелмейді.

Ауылшаруашылық тәжірибесінде қоршаған орта факторларының өзара әрекеттесу заңдылықтарын ескере отырып, мәдени өсімдіктер мен үй жануарларының өмір сүруінің оңтайлы жағдайларын шебер ұстауға болады.

7. Шектеу факторларының ережесі.Ағзалардың өмір сүру мүмкіндіктері, ең алдымен, оптимумнан ең алыстағы қоршаған орта факторларымен шектеледі. Егер қоршаған орта факторларының ең болмағанда біреуі сыни мәндерге жақындаса немесе одан асып кетсе, онда басқа жағдайлардың оңтайлы үйлесіміне қарамастан, жеке тұлғаларға өлім қаупі төнеді. Оптималдыдан қатты ауытқыған кез келген факторлар белгілі бір уақыт аралығында түрдің немесе оның жеке өкілдерінің өмірінде басты мәнге ие болады.

Шектеулі орта факторлары түрдің географиялық ареалын анықтайды. Бұл факторлардың табиғаты әртүрлі болуы мүмкін (6-сурет). Осылайша, түрлердің солтүстікке қозғалысы жылудың жетіспеушілігімен, ал құрғақ аймақтарға ылғалдың жетіспеушілігімен немесе тым жоғары температурамен шектелуі мүмкін. Биотикалық қатынастар таралу үшін шектеуші факторлар ретінде де қызмет ете алады, мысалы, күшті бәсекелестің аумақты басып алуы немесе өсімдіктер үшін тозаңдандырғыштардың болмауы. Осылайша, інжірдің тозаңдануы толығымен жәндіктердің бір түріне - Blastophaga psenes арасына байланысты. Бұл ағаштың отаны - Жерорта теңізі. Калифорнияға әкелінген інжірлер онда тозаңдандыратын аралар енгізілгенге дейін жеміс бермеді. Бұршақ тұқымдастардың Арктикада таралуы оларды тозаңдандыратын аралардың таралуымен шектеледі. Аралар жоқ Диксон аралында бұршақ дақылдары табылмайды, дегенмен температура жағдайларына байланысты бұл өсімдіктердің болуы әлі де рұқсат етілген.

Күріш. 6. Қалың қар жамылғысы бұғылардың таралуын шектеуші фактор болып табылады (Г.А. Новиков бойынша, 1981 ж.)

Түрдің белгілі бір географиялық аймақта өмір сүре алатынын анықтау үшін алдымен қоршаған ортаның қандай да бір факторлары оның экологиялық валенттілігінен тыс екенін анықтау керек, әсіресе оның дамуының ең осал кезеңінде.

Шектеу факторларын анықтау ауылшаруашылық тәжірибесінде өте маңызды, өйткені негізгі күштерді оларды жоюға бағыттау арқылы өсімдік өнімділігін немесе мал өнімділігін тез және тиімді арттыруға болады. Осылайша, қышқылдығы жоғары топырақтарда әртүрлі агротехникалық әсерлерді қолдану арқылы бидайдың өнімділігін аздап арттыруға болады, бірақ ең жақсы нәтиже қышқылдықтың шектеуші әсерін жоятын әктеу нәтижесінде ғана алынады. Осылайша, шектеуші факторларды білу организмдердің тіршілік әрекетін бақылаудың кілті болып табылады. Жеке адамдар өмірінің әртүрлі кезеңдерінде әртүрлі экологиялық факторлар шектеуші факторлар ретінде әрекет етеді, сондықтан мәдени өсімдіктер мен жануарлардың өмір сүру жағдайларын шебер және тұрақты түрде реттеу қажет.

2.4. Организмдердің экологиялық классификациясының принциптері

Экологияда қоршаған ортаға бейімделу әдістері мен жолдарының көптүрлілігі мен көптүрлілігі көптеген классификациялардың қажеттілігін тудырады. Кез келген бір критерийді пайдалана отырып, организмдердің қоршаған ортаға бейімделуінің барлық аспектілерін көрсету мүмкін емес. Экологиялық классификациялар, егер олар пайдаланатын болса, өте әртүрлі топтардың өкілдері арасында пайда болатын ұқсастықтарды көрсетеді бейімделудің ұқсас тәсілдері. Мысалы, жануарларды қозғалу тәсілдеріне қарай жіктейтін болсақ, онда реактивті жолмен суда қозғалатын түрлердің экологиялық тобына жүйелі орналасуы бойынша әртүрлі жануарлар жатады, мысалы, медузалар, басаяқтылар, кейбір кірпікшелілер мен жікшіктілер, личинкалар. инеліктердің саны және т.б. (7-сурет). Қоршаған ортаның жіктелуі әртүрлі критерийлерге негізделуі мүмкін: қоректену әдістері, қозғалыс, температураға, ылғалдылыққа, тұздылыққа, қысымға қатынасыт.б.Барлық организмдердің қоршаған ортаға бейімделу диапазонының кеңдігіне қарай эврибионт және стенобионт болып бөлінуі қарапайым экологиялық классификацияның мысалы болып табылады.

Күріш. 7. Суда реактивті түрде қозғалатын организмдердің экологиялық тобының өкілдері (С.А.Зернов бойынша, 1949 ж.):

1 – жалауша тәрізді Medusochloris phiale;

2 – кірпікшелі Craspedotella pileosus;

3 – Cytaeis vulgaris медузасы;

4 – пелагикалық голотуриялық пелаготурия;

5 – рокер инелік личинкасы;

6 – жүзетін сегізаяқ Octopus vulgaris:

А– су ағынының бағыты;

б– жануардың қозғалыс бағыты

Тағы бір мысал – организмдердің топтарға бөлінуі қоректену сипатына сәйкес.Автотрофтарденелерін құру үшін бейорганикалық қосылыстарды көз ретінде пайдаланатын организмдер. Гетеротрофтар– органикалық шыққан тағамды қажет ететін барлық тіршілік иелері. Өз кезегінде автотрофтар болып бөлінеді фототрофтарЖәне химотрофтар.Біріншілері күн сәулесінің энергиясын органикалық молекулаларды синтездеу үшін пайдаланса, екіншісі химиялық байланыстардың энергиясын пайдаланады. Гетеротрофтар болып бөлінеді сапрофиттер,қарапайым органикалық қосылыстардың ерітінділерін пайдалану, және холозоандықтар.Холозоандардың ас қорыту ферменттерінің күрделі жиынтығы бар және күрделі органикалық қосылыстарды тұтына алады, оларды қарапайым компоненттерге бөледі. Холозоандықтар болып бөлінеді сапрофагтар(өлі өсімдік қалдықтарымен қоректенеді) фитофагтар(тірі өсімдіктерді тұтынушылар), зоофагтар(тірі тамаққа мұқтаж) және некрофагтар(жыртқыштар). Өз кезегінде, бұл топтардың әрқайсысын өздерінің ерекше тамақтану үлгілері бар кішігірім топтарға бөлуге болады.

Әйтпесе, сіз классификацияны құра аласыз тағамды алу әдісіне сәйкес.Жануарлар арасында, мысалы, топтар сүзгілер(ұсақ шаянтәрізділер, тіссіз, кит және т.б.), жайылым формалары(тұяқтылар, жапырақ қоңыздары), жинаушылар(тоқылдақтар, меңдер, шұңқырлар, тауықтар), қозғалатын олжа аңшылары(қасқыр, арыстан, қара шыбын, т.б.) және басқа да бірқатар топтар. Осылайша, ұйымдастырудағы үлкен айырмашылыққа қарамастан, арыстандар мен көбелектердегі олжаны игерудің бірдей әдісі олардың аң аулау әдеттері мен жалпы құрылымдық ерекшеліктерінде бірқатар ұқсастықтарға әкеледі: дененің арық болуы, бұлшықеттердің күшті дамуы, қысқа даму қабілеті. мерзімді жоғары жылдамдық және т.б.

Экологиялық классификациялар организмдердің қоршаған ортаға бейімделуінің табиғатта мүмкін болатын жолдарын анықтауға көмектеседі.

2.5. Белсенді және жасырын өмір

Зат алмасу – организмдердің қоршаған ортамен тығыз материалдық-энергетикалық байланысын анықтайтын тіршіліктің маңызды қасиеттерінің бірі. Метаболизм өмір сүру жағдайларына күшті тәуелділікті көрсетеді. Табиғатта біз өмірдің екі негізгі күйін байқаймыз: белсенді өмір және тыныштық. Белсенді тіршілік кезінде организмдер қоректенеді, өседі, қозғалады, дамиды, көбейеді және қарқынды метаболизммен сипатталады. Демалыс тереңдігі мен ұзақтығы бойынша әртүрлі болуы мүмкін, дененің көптеген функциялары әлсірейді немесе мүлдем орындалмайды, өйткені сыртқы және ішкі факторлардың әсерінен метаболизм деңгейі төмендейді.

Терең тыныштық жағдайында, яғни зат-энергия алмасуы төмендеген кезде организмдер қоршаған ортаға тәуелділігі азаяды, тұрақтылықтың жоғары дәрежесіне ие болады және белсенді өмір сүру кезінде төтеп бере алмайтын жағдайларға шыдай алады. Бұл екі күй көптеген түрлердің өмірінде кезектесіп отырады, бұл планетаның көп бөлігіне тән тұрақсыз климаты және күрт маусымдық өзгерістері бар мекендеу ортасына бейімделу.

Метаболизмнің терең басылуымен организмдер өмірдің көрінетін белгілерін мүлдем көрсетпеуі мүмкін. Кейіннен белсенді өмірге оралу арқылы метаболизмді толығымен тоқтату мүмкін бе, яғни «өлгеннен қайта тірілу» түрі ғылымда екі ғасырдан астам уақыт бойы талқыланып келеді.

Бірінші рет құбылыс ойдан шығарылған өлім 1702 жылы тірі жандардың микроскопиялық әлемін ашушы Энтони ван Левенгук ашты. Су тамшылары кепкен кезде ол байқаған «жануарлар» (ротиферлер) жиырылып, өлі болып көрінді және ұзақ уақыт бойы осы күйде қалуы мүмкін (Cурет 8). Қайтадан суға салып, олар ісініп, белсенді өмір сүре бастады. Левенгук бұл құбылысты «жануарлардың» қабығының «шамамен булануға жол бермейтіндігімен» және құрғақ жағдайда тірі қалуымен түсіндірді. Алайда, бірнеше онжылдықтар ішінде натуралистер «өмірдің толығымен тоқтап қалуы» және «20, 40, 100 немесе одан да көп жылдан кейін» қайтадан қалпына келуі мүмкін екендігі туралы дауласып жатты.

XVIII ғасырдың 70-жылдарында. кептіруден кейінгі «қайта тірілу» құбылысы бірқатар басқа ұсақ организмдерде - бидай жыланбаларында, еркін тіршілік ететін нематодтарда және тардиградтарда көптеген тәжірибелер арқылы ашылды және расталды. Дж.Буффон Дж.Нидхэмнің жыланбалықтармен жасаған тәжірибелерін қайталай отырып, «бұл организмдерді қалағанша өліп, қайта тірілтуге болады» деп дәлелдеді. Өсімдіктердің тұқымдары мен спораларының терең тыныштық күйіне бірінші болып назар аударған Л.Спалланзани болды, оны олардың уақыт өте келе сақталуы деп бағалады.

Күріш. 8. Rotifer Philidina roseola кептірудің әртүрлі кезеңдерінде (П. Ю. Шмидт бойынша, 1948 ж.):

1 – белсенді; 2 – келісім-шарт жасауды бастау; 3 – кептіру алдында толығымен жиырылады; 4 - тоқтатылған анимация күйінде

19 ғасырдың ортасында. құрғақ ротиферлердің, тардиградтардың және нематодтардың жоғары және төмен температураларға, оттегінің жетіспеушілігіне немесе болмауына төзімділігі олардың сусыздану дәрежесіне пропорционалды түрде жоғарылайтыны сенімді түрде анықталды. Дегенмен, бұл өмірдің толық үзілуіне әкелді ме, әлде тек терең қысымға ұшырады ма деген сұрақ ашық қалды. 1878 жылы Клод Бернал тұжырымдаманы ұсынды «жасырын өмір»ол метаболизмнің тоқтауымен және «болмыс пен қоршаған орта арасындағы қарым-қатынастың үзілуімен» сипатталды.

Бұл мәселе тек 20 ғасырдың бірінші үштен бір бөлігінде терең вакуумды сусыздандыру технологиясының дамуымен түпкілікті шешілді. Мүмкіндігін Г.Рам, П.Беккерель және басқа ғалымдардың тәжірибелері көрсетті өмірдің толық қайтымды тоқтауы.Құрғақ күйде, химиялық байланысқан күйде жасушаларда 2%-дан аспайтын су қалған кезде, ротиферлер, тардиградтар, ұсақ нематодтар, өсімдіктердің тұқымдары мен споралары, бактериялар мен саңырауқұлақтардың споралары сияқты организмдер сұйық оттегінің әсеріне төтеп берді ( -218,4 °C ), сұйық сутегі (-259,4 °C), сұйық гелий (-269,0 °C), яғни абсолютті нөлге жақын температуралар. Бұл жағдайда жасушалардың мазмұны қатаяды, тіпті молекулалардың жылулық қозғалысы да болмайды және барлық метаболизм табиғи түрде тоқтайды. Қалыпты жағдайда орналастырылғаннан кейін бұл организмдер дамуын жалғастырады. Кейбір түрлерде ультра төмен температурада метаболизмді тоқтату су кристалды емес, аморфты күйде қатып қалса, кептірусіз мүмкін болады.

Өмірдің толық уақытша тоқтауы деп аталады тоқтатылған анимация. Бұл терминді 1891 жылы В.Прейер ұсынған. Тоқтатылған анимация жағдайында организмдер әртүрлі әсерлерге төзімді болады. Мысалы, тәжірибеде тардиградтар 24 сағат бойы 570 мың рентгенге дейінгі иондаушы сәулеленуге төтеп берді.Африкалық хирономус масаларының бірі Polypodium vanderplanki сусызданған дернәсілдері +102 °C температура әсерінен кейін тірілу қабілетін сақтайды.

Тоқтатылған анимация күйі өмірді сақтау шекараларын, соның ішінде уақыт бойынша айтарлықтай кеңейтеді. Мысалы, Антарктикалық мұздықтың қалыңдығын терең бұрғылау кезінде микроорганизмдер (бактериялардың, саңырауқұлақтардың және ашытқылардың споралары) анықталды, олар кейіннен қарапайым қоректік орталарда дамыды. Сәйкес мұздық горизонттардың жасы 10–13 мың жылға жетеді. Кейбір өміршең бактериялардың споралары да жүздеген мың жыл бұрынғы терең қабаттардан оқшауланған.

Алайда анабиоз өте сирек кездесетін құбылыс. Бұл барлық түрлер үшін мүмкін емес және тірі табиғаттағы экстремалды тыныштық күйі. Оның қажетті шарты организмдерді кептіру немесе терең салқындату кезінде бұзылмаған ұсақ жасушаішілік құрылымдардың (органеллалар мен мембраналар) сақталуы болып табылады. Бұл жағдай жасушалардың, ұлпалардың және мүшелердің күрделі ұйымы бар көптеген түрлер үшін мүмкін емес.

Анабиозға қабілеттілік құрылымы қарапайым немесе жеңілдетілген және ылғалдылықтың күрт ауытқуы жағдайында (ұсақ су қоймаларын, топырақтың жоғарғы қабаттарын, мүк пен қыналар жастықтарын кептіру және т.б.) өмір сүретін түрлерде кездеседі.

Табиғатта метаболизмнің ішінара тежелуінің нәтижесінде тіршілік әрекетінің төмендеуімен байланысты тыныштықтың басқа түрлері әлдеқайда кең таралған. Зат алмасу деңгейінің кез келген төмендеуі организмдердің тұрақтылығын арттырады және энергияны үнемді жұмсауға мүмкіндік береді.

Тіршілік белсенділігінің төмендеуі жағдайында демалу формалары бөлінеді гипобиоз Және криптобиоз, немесе мәжбүрлі бейбітшілік Және физиологиялық демалыс. Гипобиозда белсенділіктің тежелуі немесе торпор қолайсыз жағдайлардың тікелей қысымында пайда болады және бұл жағдайлар қалыпты жағдайға оралғаннан кейін бірден дерлік тоқтайды (9-сурет). Өмірлік процестердің мұндай басылуы жылу, су, оттегі жетіспеушілігімен, осмостық қысымның жоғарылауымен және т.б. болуы мүмкін. Мәжбүрлі демалудың жетекші сыртқы факторына сәйкес, бар. криобиоз(төмен температурада), ангидробиоз(судың жетіспеушілігімен), аноксибиоз(анаэробты жағдайда), гиперосмобиоз(судағы тұз мөлшері жоғары) т.б.

Арктика мен Антарктикада ғана емес, сонымен қатар орта ендіктерде де буынаяқтылардың аязға төзімді кейбір түрлері (коллемболалар, бірқатар шыбындар, жер қоңыздары және т.б.) қыстайтын күйде қыстап, тез еріген кезде белсенділікке ауысады. күн сәулелері, содан кейін температура төмендеген кезде қайтадан қозғалғыштығын жоғалтады. Көктемде пайда болған өсімдіктер салқындау мен жылынудан кейін тоқтап, өсуі мен дамуын қалпына келтіреді. Жаңбырдан кейін еріксіз тыныштықта болған топырақ балдырларының тез көбеюіне байланысты жалаңаш топырақ жиі жасылға айналады.

Күріш. 9. Пагон - тұщы су тұрғындары қатып қалған мұз бөлігі (С.А.Зерновтан, 1949 ж.)

Гипобиоз кезіндегі метаболикалық тежелудің тереңдігі мен ұзақтығы ингибиторлық фактордың ұзақтығы мен қарқындылығына байланысты. Мәжбүрлі тыныштық онтогенездің кез келген сатысында болады. Гипобиоздың артықшылығы - белсенді өмірді жылдам қалпына келтіру. Дегенмен, бұл организмдердің салыстырмалы түрде тұрақсыз күйі және ұзақ уақыт бойы метаболикалық процестердің теңгерімсіздігінен, энергия ресурстарының сарқылуынан, тотықсызданған метаболикалық өнімдердің жиналуынан және басқа да қолайсыз физиологиялық өзгерістерден зардап шегуі мүмкін.

Криптобиоз - тыныштықтың түбегейлі басқа түрі. Ол қолайсыз маусымдық өзгерістердің басталуына дейін алдын ала болатын эндогендік физиологиялық өзгерістер кешенімен байланысты және организмдер оларға дайын болады. Криптобиоз – ең алдымен абиотикалық орта факторларының маусымдық немесе басқа кезеңділігіне, олардың тұрақты циклділігіне бейімделу. Ол организмдердің өмірлік циклінің бір бөлігін құрайды және кез келген кезеңде емес, жылдың сыни кезеңдерімен сәйкес келетін жеке дамудың белгілі бір кезеңінде болады.

Физиологиялық тыныштық жағдайына көшу уақытты қажет етеді. Оның алдында резервтік заттардың жиналуы, тіндер мен мүшелердің ішінара сусыздануы, тотығу процестерінің қарқындылығының төмендеуі және жалпы тіндердің метаболизмін төмендететін бірқатар басқа өзгерістер болады. Криптобиоз жағдайында организмдер қоршаған ортаның қолайсыз әсерлеріне бірнеше есе төзімді болады (10-сурет). Бұл жағдайда негізгі биохимиялық қайта құрулар көбінесе өсімдіктерге, жануарларға және микроорганизмдерге тән (мысалы, метаболизмнің резервтік көмірсулар есебінен гликолитикалық жолға әртүрлі дәрежеде ауысуы және т.б.). Криптобиоздан шығу да уақыт пен энергияны қажет етеді және фактордың теріс әсерін жай ғана тоқтату арқылы жүзеге асырылмайды. Бұл әртүрлі түрлер үшін әртүрлі ерекше жағдайларды қажет етеді (мысалы, мұздату, тамшы-сұйық судың болуы, күндізгі жарықтың белгілі бір ұзақтығы, жарықтың белгілі бір сапасы, температураның міндетті ауытқуы және т.б.).

Белсенді өмір сүру үшін мерзімді қолайсыз жағдайларда өмір сүру стратегиясы ретінде криптобиоз ұзақ мерзімді эволюция мен табиғи сұрыпталудың өнімі болып табылады. Жабайы табиғатта кеңінен таралған. Криптобиоздың күйі, мысалы, өсімдік тұқымдарына, әртүрлі микроорганизмдердің кисталары мен спораларына, саңырауқұлақтар мен балдырларға тән. Буынаяқтылардың диапаузасы, сүтқоректілердің қысқы ұйқысы, өсімдіктердің терең ұйқысы да криптобиоздың әртүрлі түріне жатады.

Күріш. 10. Диапауза күйіндегі жауын құрты (В.Тишлер бойынша, 1971 ж.)

Гипобиоз, криптобиоз және анабиоз күйлері әртүрлі ендіктердегі табиғи жағдайларда түрлердің өмір сүруін қамтамасыз етеді, көбінесе экстремалды, ұзақ қолайсыз кезеңдерде организмдердің сақталуына мүмкіндік береді, ғарышта қоныстанады және көптеген жолдармен тіршілік ету мүмкіндігі мен таралу шекараларын ығыстырады. жалпы алғанда.