ساختاربیواکولوژی کلاسیک شامل:

• اتکولوژی (اکولوژی ارگانیسم های منفرد)،

• دموکولوژی (اکولوژی جمعیت ها و گونه ها)،

• سینکولوژی (اکولوژی جوامع موجودات).

در اکولوژی نیز وجود دارد:

• اکولوژی گروه های مختلف سیستماتیک (اکولوژی قارچ ها، گیاهان، پستانداران و غیره)،
• محیط زندگی (زمین، خاک، دریا و ...)
• اکولوژی تکاملی (رابطه بین تکامل گونه ها و شرایط محیطی همراه)
• ردیف مناطق کاربردی(پزشکی، اکولوژی کشاورزی، محیط زیست و علوم اقتصادی).

محیط زندگی - بخشی از طبیعت است که موجودات زنده در آن زندگی می کنند:

• اب،
• هوا،
• خاک،
• ارگانیسم

محیط زندگی آبی.

آب محیط اولیه برای موجودات زنده است، زیرا در آن است که حیات به وجود آمده است. اکثر موجودات قادر به زندگی فعال بدون ورود آب به بدن یا حداقلبدون اینکه محتوای مایع خاصی در بدن حفظ شود. محیط داخلیارگانیسمی که در آن اصلی است فرآیندهای فیزیولوژیکیبدیهی است که هنوز ویژگی های محیطی را که تکامل اولین موجودات در آن رخ داده است حفظ کرده است. بنابراین، محتوای نمک در خون انسان (که در سطح نسبتاً ثابتی حفظ می شود) نزدیک به نمک موجود در آب اقیانوس است. خواص محیط اقیانوسی آبی تا حد زیادی تکامل شیمیایی و فیزیکی همه اشکال حیات را تعیین می کند. صفحه اصلی ویژگی متمایز محیط آبی ثبات نسبی آن است (دامنه نوسانات دمایی فصلی یا روزانه در محیط آبیبسیار کمتر از هوای زمینی). توپوگرافی پایین، تفاوت شرایط در اعماق مختلف، وجود صخره های مرجانی و ... شرایط متنوعی را در محیط آبی ایجاد می کند.

ویژگی های محیط آبی نشات گرفته از فیزیکی و شیمیاییخواص اب. بله، بزرگ اهمیت اکولوژیکیچگالی و ویسکوزیته آب بالایی دارند. وزن مخصوص آب با وزن بدن موجودات زنده قابل مقایسه است. چگالی آب تقریباً 1000 برابر بیشتر از چگالی هوا است. از همین رو موجودات آبزی(به ویژه آنهایی که به طور فعال متحرک هستند) با نیروی زیادی از مقاومت هیدرودینامیکی مواجه می شوند. به همین دلیل، تکامل بسیاری از گروه‌های آبزی به سمتی رفت که شکل‌های بدن و انواع حرکاتی را ایجاد کردند که باعث کاهش کشش شد که منجر به کاهش هزینه انرژی برای شنا شد. بنابراین، یک شکل بدن ساده در میان نمایندگان یافت می شود گروه های مختلفموجودات زنده در آب - دلفین ها (پستانداران)، ماهی های استخوانی و غضروفی.

چگالی بالای آب نیز دلیل انتشار ارتعاشات مکانیکی در محیط آبی است. دارد مهمدر تکامل اندام های حسی، جهت گیری فضایی و ارتباط بین ساکنان آبزی. سرعت صوت در محیط آبی، چهار برابر بیشتر از هوا، فرکانس بالاتر سیگنال های پژواک را تعیین می کند.

به واسطه تراکم بالادر محیط آبی، ساکنان آن از ارتباط اجباری با بستر محروم هستند که مشخصه اشکال زمینی است و با نیروهای گرانش همراه است. بنابراین، یک گروه کامل از موجودات آبزی (اعم از گیاهان و حیوانات) وجود دارد که بدون اتصال اجباری با کف یا سایر بسترها، "شناور" در ستون آب وجود دارد. هدایت الکتریکی امکان شکل گیری تکاملی را باز کرد اندام های الکتریکیاحساسات، دفاع و حمله

زمینی- محیط هوا زندگی مشخص شده استتنوع بسیار زیاد شرایط زندگی، سوله های اکولوژیکی و موجودات ساکن در آنها. توجه به این نکته ضروری است که موجودات زنده نقش اصلی را در شکل دادن به شرایط محیط زمین-هوای زندگی ایفا می کنند و مهمتر از همه. ترکیب گازجو تقریبا تمام اکسیژن اتمسفر زمینمنشا بیوژنیک دارد.

ویژگی های اصلیمحیط زمین-هوا تغییرات دامنه زیادی دارند فاکتورهای محیطیناهمگونی محیط، عمل نیروهای گرانشی، چگالی کمهوا مجموعه ای از عوامل فیزیکی-جغرافیایی و اقلیمی مشخصه یک منطقه طبیعی خاص منجر به شکل گیری تکاملی سازگاری مورفوفیزیولوژیکی موجودات به زندگی در این شرایط، تنوع اشکال زندگی می شود.

هوای اتمسفر با رطوبت کم و متغیر مشخص می شود. این شرایط تا حد زیادی امکانات توسعه محیط زمین-هوا را محدود (محدود کرد) و همچنین تکامل را هدایت کرد. متابولیسم آب و نمکو ساختار اندام های تنفسی.

خاک چگونه محیط زندگی نتیجه فعالیت موجودات زنده است. موجوداتی که در محیط زمین-هوا پراکنده بودند منجر به پیدایش خاک به عنوان یک زیستگاه منحصر به فرد شدند. خاک استسیستم پیچیده از جمله فاز جامد (ذرات معدنی)، مایع (رطوبت خاک) و گاز. رابطه بین این سه فاز مشخص کننده ویژگی های خاک به عنوان محیط زندگی است. مهمویژگی خاک نیز وجود مقدار مشخصی است مواد آلی. در نتیجه مرگ ارگانیسم ها ایجاد می شود و بخشی از فضولات (ترشحات) آنها است.

شرایط زیستگاه خاک، خواص خاک مانند هوادهی (به عنوان مثال اشباع هوا)، رطوبت (وجود رطوبت)، ظرفیت گرمایی و رژیم حرارتی (تغییرات دمایی روزانه، فصلی، سالانه) را تعیین می کند. رژیم حرارتی در مقایسه با محیط زمین-هوا، به ویژه در اعماق زیاد، محافظه کارتر است. به طور کلی، خاک شرایط زندگی نسبتاً پایداری دارد. تفاوت های عمودی نیز مشخصه سایر خواص خاک است، به عنوان مثال، نفوذ نور به عمق بستگی دارد.

محیط خاک را اشغال می کند موقعیت متوسطبین آب و محیط زمین-هوا. خاک می تواند میزبان ارگانیسم هایی باشد که دارای هر دو آبزی و نوع هوانفس كشيدن. گرادیان عمودی نفوذ نور در خاک حتی بیشتر از آب است. میکروارگانیسم ها در تمام ضخامت خاک یافت می شوند و گیاهان (عمدتاً سیستم های ریشه) با افق های خارجی مرتبط هستند. ارگانیسم های خاک با مشخصه اندام های خاصو انواع حرکت (نقف کردن اندام در پستانداران، توانایی تغییر ضخامت بدن، وجود کپسول های تخصصی سر در برخی از گونه ها)؛ اشکال بدن؛ پوشش های بادوام و انعطاف پذیر؛ کاهش چشم و از بین رفتن رنگدانه ها. در میان ساکنان خاک، ساپروفاژی به طور گسترده توسعه یافته است - خوردن اجساد سایر حیوانات، بقایای پوسیده و غیره.

فاکتورهای محیطی - عناصر محیطی که بر ارگانیسم‌ها تأثیر می‌گذارند، در پاسخ به آن موجودات با واکنش‌های تطبیقی ​​واکنش نشان می‌دهند.

از نظر طبیعت آنها متمایز می شوند:

- عوامل غیر آلی یا غیر زنده: دما، نور، آب، هوا، باد، شوری و چگالی محیط، تشعشعات یونیزان.

- عوامل زیستیمرتبط با زندگی مشترک، تأثیر متقابل حیوانات و گیاهان بر یکدیگر؛

- عوامل انسانی- تاثیر انسانی، فعالیت انسانیبر طبیعت؛ از نظر گستره و جهانی بودن تأثیر خود، به نیروهای زمین شناسی نزدیک می شوند.

هر یک از عوامل محیطی غیر قابل جایگزینی هستند. بنابراین، کمبود گرما را نمی توان با نور فراوان جایگزین کرد، عناصر معدنیلازم برای تغذیه گیاه - آب.

انسان زایی عوامل مرتبط با فعالیت های انسانی است که تحت تأثیر آن محیط تغییر می کند و شکل می گیرد. فعالیت انسان عملاً به کل بیوسفر گسترش می یابد: استخراج معادن، توسعه منابع آب، توسعه هوانوردی و فضانوردی بر وضعیت زیست کره تأثیر می گذارد. در نتیجه فرآیندهای مخربی در بیوسفر به وجود می آید که شامل آلودگی آب می شود. اثر گلخانه ای"، همراه با افزایش غلظت دی اکسید کربن در جو، آسیب به لایه اوزون، "باران اسیدی" و غیره.

ارگانیسم ها سازگار شدن(تطبیق) با تأثیر برخی عوامل در فرآیند انتخاب طبیعی. قابلیت های تطبیقی ​​آنها مشخص می شود هنجار واکنشدر رابطه با هر یک از عوامل، هم دائماً عمل می کنند و هم در ارزش های خود در نوسان هستند. به عنوان مثال، طول ساعات نور روز در یک منطقه خاص ثابت است، اما دما و رطوبت می توانند در محدوده های نسبتاً وسیعی در نوسان باشند.

عوامل محیطی با شدت عمل، مقدار بهینه ( حالت مطلوب) حداکثر و حداقل مقادیری که در آن زندگی یک ارگانیسم خاص امکان پذیر است. این گزینه ها برای نمایندگان است انواع متفاوتمتفاوت هستند.

انحراف از بهینه هر عامل، به عنوان مثال، کاهش مقدار غذا، می تواند باریک شود محدودیت های استقامتیپرندگان یا پستانداران در رابطه با کاهش دمای هوا.

عاملی که ارزش آن است این لحظهدر حدود استقامت است و یا فراتر از آنها می گویند محدود کردن.

شدت تأثیر عوامل مختلف محیطی بر روی کل جمعیت را قانون بهینه می نامند و به صورت گرافیکی توصیف می شود. محور ارتین، اندازه جمعیت را بسته به دوز یک عامل خاص (محور آبسیسا) نشان می دهد. برجسته دوزهای بهینهعامل و دوز عاملی که در آن مهار فعالیت حیاتی رخ می دهد از یک موجود زنده. در نمودار این مربوط به پنج است مناطق : منطقه بهینه، در سمت راست و چپ آن مناطق بد (از مرز منطقه بهینه تا حداکثر یا حداقل) و مناطق کشنده (واقع در فراتر از حداکثر و حداقل) که در آن اندازه جمعیت 0 است. شدت عامل که برای فعالیت زندگی مطلوب ترین است، بهینه یا بهینه نامیده می شود. مرزهایی که فراتر از آن وجود یک موجود زنده غیرممکن است نامیده می شود پایین تر و حدود بالاتحمل .

Eurybionts -

موجودات زنده در شرایط مختلفمحیط (تحمل طیف وسیعی از نوسانات عوامل).

استنوبیونت ها -

موجوداتی که به شدت نیاز دارند شرایط خاصوجود (محدوده باریکی از نوسانات عامل).

در تاثیر پیچیده عوامل مختلفروی ارگانیسم ها محدود کردنعامل (محدود کننده رشد موجودات) عاملی است که در کمبود یا بیش از حد است. به اصطلاح "بشکه لیبیگ" به نمایش تصویری این وضعیت کمک می کند. بشکه ای را تصور کنید که لت های چوبی کناره های آن دارای ارتفاع های متفاوتی هستند. واضح است، مهم نیست که لت های دیگر چه ارتفاعی دارند، می توانید دقیقاً به اندازه طول کوتاه ترین لت ها در بشکه آب بریزید.

قانون بهینه، حداقل و حداکثر.

این قانون می گوید که بالاترین عملکرد را می توان تنها با میانگین، یعنی حضور بهینه ضریب حیات گیاه به دست آورد.

اثر این قانون زمانی آشکار می‌شود که گیاهان در زمینه‌های منابع مختلف هر یک از عوامل حیات مانند آب، گرما، دی اکسید کربن یا هر عامل دیگری رشد می‌کنند. در همه موارد، با افزایش مقدار عامل از حداقل به شرایط بهینهرشد گیاه بهبود می یابد و عملکرد افزایش می یابد. با افزایش بیشتر در مقدار عامل، بازده شروع به کاهش می کند تا زمانی که به نزدیک صفر برسد. حداکثر مقدارعامل حیات گیاهی

برای رشد گیاهان کشت شدهاین یک عامل منفرد زندگی نیست که تأثیر می گذارد، بلکه ترکیبی از عوامل زندگی و شرایط محیطی است. مشخص شد که با تغییر تنها یک عامل زندگی، بدون تاثیر مستقیمبرای بقیه، افزایش عملکرد به تدریج محو می شود و سپس به دلیل همان دوزهای اضافی فاکتور کاملاً متوقف می شود. دلیل این امر تأثیر محدود کننده سایر عوامل زندگی است ، زیرا قانون حداقل یا عوامل محدود کننده وارد عمل می شود - عملکرد محصولات کشاورزی به عامل زندگی بستگی دارد که در حداقل نسبی است.

قانون حداقل، یا عوامل محدود کننده، همچنین مربوط به فیزیولوژی گیاهی است که در آن به شرح زیر تفسیر شده است. عاملی که در حداقل نسبی قرار دارد تأثیر سایر عوامل زندگی را محدود می کند. فرض بر این بود که عوامل حیات بر روی گیاهان جدا از یکدیگر عمل می کنند. با این حال، این در طبیعت رخ نمی دهد. آزمایش‌ها و تمرین‌های متعدد ثابت کرده‌اند که فعالیت حیاتی گیاهان زراعی واقعاً به عوامل حیاتی بستگی دارد که در حداقل نسبی قرار دارند، اما در در بعضی مواردفقدان برخی از عوامل حیات را می توان با تأمین خوب سایر عوامل زندگی تا حدودی کاهش داد. به عنوان مثال، اگر دی اکسید کربن عامل محدود کننده در فرآیند فتوسنتز باشد، می توان این محدودیت را به چند طریق برطرف کرد: اولاً با افزایش غلظت. دی اکسید کربندر گیاه اطراف هوای جوی; ثانیا با ایجاد دمای بهینه محیط. دومی منجر به افزایش انتشار مولکول های دی اکسید کربن از محیطبه فضاهای بین سلولی برگ، یعنی به تامین بهترکلروپلاست با دی اکسید کربن
پیچیدگی روابط بین عوامل زندگی در بین خود و همچنین بین آنها و گیاهان اجازه درک ساده از عملکرد قانون حداقل ها یا عوامل محدود کننده را نمی دهد.

در شرایط تولید، شناخت عوامل حیاتی که در مینیمم های اول، دوم و بعدی قرار دارند و با استفاده از تکنیک های کشاورزی و غیره باید تأثیر محدودکننده آنها را از بین برد.

نه تنها عوامل زندگی می توانند عملکرد را محدود کنند، بلکه همچنین شرایط نامطلوبمحیط ها: خاک، گیاه شناسی و کشاورزی، به عنوان مثال، اسیدیته خاک، آلودگی آن. برای محدود کردن آنها باید تدابیری اتخاذ شود تاثیر منفیروی گیاهان کشت شده

ریتم های بیولوژیکی

بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی در طبیعت به صورت ریتمیک رخ می دهند، به عنوان مثال. حالات مختلف بدن با تناوب نسبتاً واضح متناوب می شوند. به عوامل خارجیشامل - تغییرات در روشنایی (فتوپریودیسم)، دما (ترموپریودیسم)، میدان مغناطیسی، شدت تابش کیهانی. رشد و گلدهی گیاهان به تعامل بین آنها بستگی دارد ریتم های بیولوژیکیو تغییرات در عوامل محیطی همین عوامل تعیین کننده زمان مهاجرت پرندگان، پوست اندازی حیوانات و غیره هستند.

پریودیسم نوری

- عاملی که طول ساعات نور روز را تعیین می کند و به نوبه خود بر تجلی سایر عوامل محیطی تأثیر می گذارد. طول ساعات روز سیگنالی از تغییر فصول برای بسیاری از موجودات است. اغلب، بدن تحت تأثیر ترکیبی از عوامل قرار می گیرد و اگر هر یک از آنها محدود کننده باشد، تأثیر دوره نوری کاهش می یابد یا اصلاً ظاهر نمی شود. در دمای پایینمثلاً گیاهان شکوفا نمی شوند.

تکالیف موضوعی

A1. ارگانیسم ها تمایل به سازگاری دارند

1) به چندین، مهم ترین عوامل محیطی

2) به یکی از عواملی که برای بدن بسیار مهم است

3) به کل مجموعه عوامل محیطی

4) عمدتاً به عوامل زیستی

A2. عامل محدود کننده نامیده می شود

1) کاهش میزان بقای گونه ها

2) نزدیکترین به بهینه

3) با طیف وسیعی از مقادیر

4) هر گونه انسان زایی

A3. عامل محدود کننده برای ماهی قزل آلا ممکن است

1) سرعت جریان آب

2) افزایش دمای آب

3) تندروها در جریان

4) باران های طولانی

A4. شقایق دریایی و خرچنگ زاهد با هم رابطه دارند

1) درنده

3) خنثی

4) همزیستی

A5. بهینه بیولوژیکی یک عمل مثبت است.

1) عوامل زیستی

2) عوامل غیر زنده

3) انواع عوامل

4) عوامل انسانی

A6. اکثر دستگاه مهمپستانداران برای زندگی در شرایط محیطی ناپایدار را می توان توانایی در نظر گرفت

1) خود تنظیمی

2) انیمیشن معلق

3) حفاظت از فرزندان

4) باروری بالا

A7. عامل ایجاد کننده تغییرات فصلیدر طبیعت زنده است

1) فشار اتمسفر

2) طول روز

3) رطوبت هوا

4) تی هوا

A8. عامل انسان زایی شامل

1) رقابت بین دو گونه برای قلمرو

4) چیدن انواع توت ها

A9. در معرض عواملی با مقادیر نسبتاً ثابت هستند

1) اسب اهلی

3) کرم گاو

4) شخص

A10. هنجار واکنش گسترده تری در رابطه با نوسانات دمایی فصلی دارد

1) قورباغه برکه ای

2) کادیس مگس

4) گندم

در 1. عوامل بیوتیک عبارتند از

1) بقایای آلی گیاهان و حیوانات در خاک

2) میزان اکسیژن موجود در جو

3) همزیستی، مسکن، شکار

4) پریودیسم نوری

5) تغییر فصل

6) اندازه جمعیت

در بیوسفر ما می توانیم تشخیص دهیم چهار زیستگاه اصلی. اینها محیط آبی، محیط هوای زمینی، خاک و محیطی است که توسط خود موجودات زنده تشکیل شده است.

محیط آبی

آب به عنوان زیستگاه بسیاری از موجودات زنده عمل می کند. آنها تمام مواد لازم برای زندگی را از آب بدست می آورند: غذا، آب، گازها. بنابراین، مهم نیست که موجودات آبزی چقدر متنوع هستند، همه آنها باید با ویژگی های اصلی زندگی در محیط آبی سازگار شوند. این ویژگی ها توسط فیزیکی و خواص شیمیاییاب.

هیدروبیونت ها (ساکنان محیط آبی) هم در آب های شیرین و هم در آب های شور زندگی می کنند و بر اساس زیستگاه به گروه های \(3\) تقسیم می شوند:

• پلانکتون - موجوداتی که بر روی سطح اجسام آب زندگی می کنند و به دلیل حرکت آب به طور غیر فعال در حال حرکت هستند.
• نکتون - به طور فعال در ستون آب حرکت می کند.
• بنتوس - موجوداتی که در ته مخازن زندگی می کنند یا در لجن فرو می روند.

بسیاری از گیاهان و حیوانات کوچک به طور مداوم در ستون آب شناور هستند و در حالت معلق زندگی می کنند. توانایی اوج گرفتن نه تنها فراهم شده است مشخصات فیزیکیآب، که دارای نیروی شناور است، اما همچنین دستگاه های خاصخود موجودات، برای مثال، با رشد و زائده های متعدد، سطح بدن خود را به طور قابل توجهی افزایش می دهند و بنابراین، اصطکاک را با مایع اطراف افزایش می دهند.

تراکم بدن حیواناتی مانند چتر دریایی بسیار نزدیک به آب است.

همچنین به آنها کمک می کند در ستون آب بمانند شکل مشخصهبدنی شبیه چتر نجات

شناگران فعال (ماهی‌ها، دلفین‌ها، فوک‌ها و غیره) بدنی دوکی‌شکل و اندام‌هایی به شکل باله دارند.

حرکت آنها در محیط آبی نیز به لطف این تسهیل می شود ساختار خاصپوشش های خارجی که روان کننده خاصی ترشح می کنند - مخاط، که اصطکاک با آب را کاهش می دهد.

آب ظرفیت گرمایی بسیار بالایی دارد، یعنی. توانایی انباشت و حفظ گرما به همین دلیل، نوسانات شدید دمایی در آب وجود ندارد که اغلب در خشکی رخ می دهد. آب های بسیار عمیق می توانند بسیار سرد باشند، اما به لطف دمای ثابت، حیوانات توانسته اند تعدادی سازگاری را ایجاد کنند که حتی در این شرایط زندگی را تضمین می کند.

حیوانات می توانند در اعماق وسیع اقیانوس زندگی کنند. گیاهان فقط در لایه بالایی آب زنده می مانند، جایی که انرژی تابشی لازم برای فتوسنتز وارد می شود. این لایه نامیده می شود منطقه عکس .

از آنجایی که سطح آب بیشتر نور را حتی در شفاف ترین آنها منعکس می کند آب های اقیانوسضخامت منطقه photic از \(100\) متر تجاوز نمی کند. حیوانات در اعماق زیاد یا از موجودات زنده یا از بقایای حیوانات و گیاهانی که دائماً از لایه بالایی پایین می افتند تغذیه می کنند.

مانند موجودات زمینی، حیوانات و گیاهان آبزی نفس می کشند و به اکسیژن نیاز دارند. مقدار اکسیژن محلول در آب با افزایش دما کاهش می یابد. علاوه بر این، اکسیژن در آب دریا کمتر از آب شیرین حل می شود. به همین دلیل آب دریای آزاد منطقه گرمسیریفقیر در موجودات زنده و برعکس، آب های قطبی سرشار از پلانکتون هستند - سخت پوستان کوچکی که ماهی ها و سینه های بزرگ از آنها تغذیه می کنند.

ترکیب نمک آب برای زندگی بسیار مهم است. یون های \(Ca2+\) برای موجودات از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. صدف ها و سخت پوستان برای ساختن پوسته یا پوسته خود به کلسیم نیاز دارند. غلظت نمک در آب می تواند بسیار متفاوت باشد. اگر یک لیتر نمک های محلول کمتر از 0.5 گرم باشد، آب تازه محسوب می شود. آب دریابا شوری ثابت مشخص می شود و به طور متوسط ​​حاوی \(35\) گرم نمک در هر لیتر است.

محیط هوای زمینی

محیط هوای زمینی که در سیر تکاملی دیرتر از محیط آبی تسلط یافت، پیچیده تر و متنوع تر است و موجودات زنده بسیار سازمان یافته تری در آن زندگی می کنند.

اکثر عامل مهمزندگی موجوداتی که در اینجا زندگی می کنند با خواص و ترکیب توده های هوای اطراف آنها تعیین می شود. چگالی هوا بسیار کمتر از چگالی آب است، بنابراین موجودات زمینیبافت های حمایت کننده بسیار توسعه یافته اند - اسکلت داخلی و خارجی. اشکال حرکت بسیار متنوع است: دویدن، پریدن، خزیدن، پرواز و ... پرندگان و برخی از انواع حشرات در هوا پرواز می کنند. جریان هوا حامل دانه ها، هاگ ها و میکروارگانیسم های گیاهی است.

توده های هوا دائما در حرکت هستند. دمای هوا می تواند خیلی سریع و با سرعت تغییر کند فضاهای بزرگبنابراین، ارگانیسم‌هایی که در خشکی زندگی می‌کنند سازگاری‌های متعددی دارند که به آنها امکان مقاومت را می‌دهد تغییرات شدیددرجه حرارت یا اجتناب از آنها.

قابل توجه ترین آنها ایجاد خون گرمی است که دقیقاً در محیط هوای زمینی بوجود آمد.
برای زندگی گیاهان و حیوانات مهم است ترکیب شیمیاییهوا (\(78٪\) نیتروژن، \(21٪\) اکسیژن و \(0.03٪\) دی اکسید کربن). برای مثال دی اکسید کربن مهمترین ماده خام برای فتوسنتز است. نیتروژن هوا برای سنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک ضروری است.

مقدار بخار آب موجود در هوا (رطوبت نسبی) شدت فرآیندهای تعرق در گیاهان و تبخیر از پوست برخی از حیوانات را تعیین می کند. ارگانیسم هایی که در شرایط رطوبت کم زندگی می کنند سازگاری های متعددی برای جلوگیری از اتلاف شدید آب دارند. به عنوان مثال، گیاهان بیابانی دارای یک قدرت قوی هستند ریشه سیستم، قادر به پمپاژ آب از اعماق زیاد به داخل گیاه است. کاکتوس ها آب را در بافت های خود ذخیره می کنند و به قدری از آن استفاده می کنند. در بسیاری از گیاهان برای کاهش تبخیر، تیغه های برگ به خار تبدیل می شوند. بسیاری از حیوانات بیابانی در گرمترین دوره خواب زمستانی به سر می برند که می تواند چندین ماه طول بکشد.

خاک - این لایه بالایی زمین است که در نتیجه فعالیت حیاتی موجودات زنده تغییر شکل یافته است. این یک جزء مهم و بسیار پیچیده از بیوسفر است که ارتباط نزدیکی با سایر بخش‌های آن دارد. زندگی خاک به طور غیرعادی غنی است. برخی از موجودات تمام عمر خود را در خاک می گذرانند، برخی دیگر بخشی از زندگی خود را سپری می کنند. بین ذرات خاک حفره های متعددی وجود دارد که می توان آنها را با آب یا هوا پر کرد. بنابراین، خاک توسط موجودات آبزی و تنفسی در هوا زندگی می کند. خاک نقش مهمی در زندگی گیاهان دارد.

شرایط زندگی در خاک تا حد زیادی توسط عوامل اقلیمی تعیین می شود که مهمترین آنها دما است. با این حال، با رفتن به عمق خاک، نوسانات دما کمتر و کمتر محسوس می شوند: تغییرات دمای روزانه به سرعت محو می شوند و با افزایش عمق، تغییرات دمای فصلی نیز محو می شوند.

حتی در اعماق کم نیز وجود دارد تاریکی کامل. علاوه بر این، با فرو رفتن در خاک، محتوای اکسیژن کاهش می یابد و محتوای دی اکسید کربن افزایش می یابد. بنابراین، تنها باکتری های بی هوازی، درحالیکه در لایه های بالاییعلاوه بر باکتری ها، خاک ها حاوی قارچ های فراوان، تک یاخته ها، کرم های گرد، بندپایان و حتی حیوانات نسبتاً بزرگی که گذرگاه می سازند و پناهگاه می سازند، به عنوان مثال خال ها، حشرات، موش های صحرایی خال.

محیطی که توسط خود موجودات زنده تشکیل شده است

بدیهی است که شرایط زندگی در یک موجود دیگر در مقایسه با شرایط محیط خارجی با ثبات بیشتری مشخص می شود.

بنابراین، موجوداتی که در بدن گیاهان یا حیوانات جایی پیدا می کنند، اغلب اندام ها و سیستم های لازم برای گونه های آزاد را از دست می دهند. آنها اندام های حسی یا اندام های حرکتی توسعه نیافته اند، اما سازگاری هایی (اغلب بسیار پیچیده) برای حفظ در بدن میزبان و تولید مثل موثر ایجاد می کنند.

منابع:

Kamensky A.A.، Kriksunov E.A.، Pasechnik V.V. زیست شناسی. کلاس نهم // بوستارد
Kamensky A.A.، Kriksunov E.A.، Pasechnik V.V. زیست شناسی. زیست شناسی عمومی ( یک سطح پایه از) درجه 10-11 // بوستارد

به عوامل بیولوژیکیمحیط شامل میکروارگانیسم ها و ذرات پروتئین مانند است که با اثر بر روی بدن انسان واکنش خاصی را ایجاد می کند. واکنش ایمنی. عوامل بیولوژیکی شامل پریون ها، ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها و تک یاخته ها هستند. تأثیر آنها بر بدن انسان ثابت است و نمی توان آن را رد کرد. ارتباط بین میکروارگانیسم ها و ارگانیسم بیولوژیکیمی توان بر اساس اصل بی طرفی (اشیاء بر یکدیگر تأثیر نمی گذارد) یا همزیستی (هم زیستی دو نفر) ساخته شود. موجودات مختلف، که بزرگتر آن "استاد" است). اکثر میکروارگانیسم ها که با بدن انسان در تعامل هستند، از این سود می برند، در حالی که نه تنها به بدن "میزبان" آسیب نمی رسانند، بلکه اغلب برای آن مفید هستند. دو شکل همزیستی وجود دارد.

کامنسالیسم رابطه ای است که در آن فقط یکی از طرفین بدون آسیب رساندن به دیگری سود می برد. مجموع چنین میکروارگانیسم هایی در انسان به عنوان میکرو فلور طبیعی (طبیعی) تعریف می شود (به عنوان مثال، میکرو فلور طبیعی پوست که عمدتاً از مایکوباکتری ها، استرپتوکوک ها، استافیلوکوک ها و باکتری های پروپیونیک تشکیل شده است).

متقابل بودن یک همزیستی سودمند متقابل است. به عنوان مثال Escherichia coli، Bacteroides، Bifidobacterium و سایر نمایندگان هستند میکرو فلور رودهشخص

امروزه تحت تأثیر تغییرات محیطی انسانی، تکامل عوامل بیولوژیکی به دلیل تسریع سرعت تنوع ژنتیکی آنها و افزایش بیماری زایی آنها (بیماریزایی) رخ می دهد. سیستم های حفاظتیانسان‌ها که در رابطه با اشیاء بیولوژیکی «معمولی» (عادی برای ارگانیسم) کاملاً مؤثر هستند، اغلب تحت تأثیر عوامل حتی نسبتاً ضعیف، اما از نظر تکاملی ناآشنا، غیرقابل دفاع هستند. مکانیسم‌های دفاعی ظریف که هزاران سال قبل از ظهور انسان توسعه یافته‌اند و در طول تاریخ بشریت پیوسته بهبود یافته‌اند، در مواجهه با تغییرات سریع شرایط زندگی ناقص هستند. علاوه بر این، افزایش جمعیت شهری، شدت فرآیندهای مهاجرت، رشد لینک های ارتباطیتعیین نرخ سریع گسترش عفونت ها، که همراه با افزایش بیماری زایی پاتوژن ها، منجر به تکامل روند اپیدمی به عنوان یک کل می شود.

آلودگی بیولوژیکی محیط زیست به دلیل تأثیرات انسان زایی روی می دهد جهان. عمدتاً وارد بیوسفر می شوند ویروس های مختلفو باکتری هایی که اکوسیستم ها را تخریب می کنند و گونه های جانوری و گیاهی را تحت تاثیر قرار می دهند.

منابع آلودگی بیولوژیکی

• شرکت های مواد غذایی؛
• فاضلاب خانگی و صنعتی؛
• دفن زباله و دفن زباله؛
• گورستان ها؛
• شبکه های فاضلاب

آلودگی بیولوژیکی در زمان های مختلفبه ظهور اپیدمی طاعون و آبله، تب در مردم و گونه های مختلف حیوانات و پرندگان کمک کرد. که در زمان های مختلفویروس های زیر خطرناک بوده و هستند:

• سیاه زخم;
• طاعون؛
• ابله؛
• تب هموراژیک ابولا؛
• آفت طعام؛
• بلاست برنج؛
• ویروس نپا؛
• تولارمی؛
• سم بوتولینوم؛
• ویروس Chimera.

این ویروس ها منجر به نتیجه کشندهمردم و حیوانات در نتیجه باید مشکل را مطرح کرد آلودگی بیولوژیکی. اگر متوقف نشود، ویروسی، شاید به صورت انبوه و فراتر از آن مدت کوتاهیمیلیون ها حیوان، گیاه و انسان را چنان سریع بکشند که خطر آلودگی شیمیایی یا رادیواکتیو کمتر به نظر برسد.

روش های مقابله با آلودگی بیولوژیکی

برای مردم، همه چیز ساده تر است: می توانید در برابر وحشتناک ترین ویروس ها واکسینه شوید. آلودگی گیاهان و جانوران توسط میکروارگانیسم ها و باکتری های مختلف قابل کنترل نیست. به عنوان یک اقدام پیشگیرانه، استانداردهای بهداشتی و اپیدمیولوژیک بالا باید در همه جا رعایت شود. اختراعات به ویژه خطرناک هستند مهندسی ژنتیکو بیوتکنولوژی از آزمایشگاه ها، میکروارگانیسم ها می توانند وارد محیط شده و به سرعت پخش شوند. برخی اختراعات منجر به جهش های ژنی، نه تنها بر وضعیت بدن افراد خاص تأثیر می گذارد، بلکه به وخامت آن نیز کمک می کند عملکرد تولید مثل، در نتیجه گونه های گیاهی و جانوری نمی توانند تعداد خود را تجدید کنند. همین امر در مورد نسل بشر نیز صدق می کند. بنابراین، آلودگی بیولوژیکی می تواند به سرعت و به طور گسترده تمام زندگی روی کره زمین، از جمله انسان ها را نابود کند.

مزایای روش های بیولوژیکی

مشاهدات طولانی مدت، که ما آن را نظارت با استفاده از اصطلاحات مدرن می نامیم، تنها بر روی تغییرات غلظت در محیط برخی موارد انجام شد. مواد مضرو برخی دیگر از پارامترهای وضعیت محیط طبیعی، عمدتاً با دلایل طبیعی. برخلاف پویایی اکوسیستم ها که توسط عوامل طبیعی ایجاد می شود، تغییرات آنها تحت تأثیر عوامل انسانی و عوامل تکنولوژیکخیلی سریع اتفاق بیفتد

منطقی است که فرض کنیم از آنجایی که موجودات زنده به شدت و به طور منفی تحت تأثیر ناخالصی های شیمیایی مختلف در محیط قرار می گیرند، با روش های شیمیایی است که باید کیفیت محیط را ارزیابی کرد. با این حال، این کاملا درست نیست. واقعیت این است که اغلب روش های شیمیایی به دلیل غلظت کم آنها قادر به تعیین وجود مواد مضر در محیط نیستند، اما به دلیل اثر تجمع آنها. اثرات مضرملموس می شود

یادداشت 1

به همین ترتیب، روش‌های شیمیایی نمی‌توانند ویژگی‌های اثر ترکیبی چندین ماده مضر را بر بدن منعکس کنند، که نمی‌توان آن را به مجموع اثرات فردی تقلیل داد. در نهایت، پدیده سازگاری وجود دارد که به موجب آن قرار گرفتن در معرض غلظت های یکسان از همان آلاینده ها نسل های مختلفموجودات برابر نیستند همه این معایب روش های شیمیاییبرای موارد بیولوژیکی بی اهمیت می شود.

اشیاء آزمایش بیولوژیکی

تعریف 1

اشیاء آزمایشی موجوداتی هستند که برای ارزیابی سمیت استفاده می شوند مواد شیمیایی، انتشارات صنعتی، ناخالصی های جوی، طبیعی و فاضلاب، خاک ها، رسوبات کف مخازن، خوراک و غیره.

اینها نوعی "حسگر" اطلاعات سیگنالی هستند که درجه سمیت محیط را نشان می دهد؛ آنها جایگزینی تجزیه و تحلیل های شیمیایی پیچیده را امکان پذیر می کنند و بدون در نظر گرفتن سمیت (سمی بودن، مضر بودن) محیط زیست به سرعت مشخص می شوند. وابستگی آن به یک ماده تحلیلی به راحتی قابل تعیین یا مجموعه ای کامل از مواد شیمیایی غیرقابل تعیین است. تست اشیاء با درجه بالاتقریب ها به ما اجازه می دهند کمی سازیسطح سمیت آلودگی هوا، آب و خاک.

پرکاربردترین اشیاء هستند موجودات مختلف- گیاهان، بی مهرگان و مهره داران.

روش های تحقیق نیز متفاوت است. این یک مطالعه است ترکیب گونهو تعداد شاخص‌های زیستی در جوامع، تحقیقات آزمایشگاهی، که در آن تأثیر محیط آزمایش شده بر بقا، باروری و پایداری رشد موجودات ذکر شده است. اهداف محبوب چنین تحقیقاتی عبارتند از:

• بذر تعدادی از گیاهان،
• گلسنگ ها،
• دافنی،
• بسیاری از بی مهرگان آبزی،
• ماهی،
• و غیره.

تبصره 2

کل روش اغلب با توجه به شی مورد استفاده نامگذاری می شود، به عنوان مثال، روشی که مبتنی بر استفاده از گلسنگ به عنوان یک جسم آزمایشی است، نشانگر لیکن نامیده می شود.

اجسام مورد آزمایش باید به ماهیت و ترکیب بستر، شرایط ریزاقلیمی و ترکیب محیط حساس باشند. استفاده از آنها به عنوان اشیاء نظارت جهانی توسط آنها تسهیل می شود استفاده گستردهو واکنش آشکار به نفوذ خارجی، با وجود این واقعیت که تنوع ذاتی این موجودات باید نسبتاً ناچیز باشد.

اشیاء آزمایشی به عنوان یک شاخص جدایی ناپذیر از وضعیت محیط عمل می کنند و به طور غیرمستقیم از طریق واکنش خود "مطلوب بودن" کلی مجموعه عوامل محیطی غیرزیست را برای موجودات زنده بیان می کنند. علاوه بر این، بیشتر ترکیبات شیمیایی که تأثیر مضری بر موجودات دارند در انتشار بیشتر تولیدات صنعتی گنجانده شده است که استفاده از اشیاء آزمایش بیولوژیکی را برای نشان دادن دقیق بار انسانی امکان پذیر می کند.

ظریف ترین مکانیسم چنین مطالعاتی، مطالعه ثبات رشد است، که ارزیابی سطوح ضعیف تاثیر بر محیط را که منجر به مرگ ارگانیسم ها نمی شود، ممکن می سازد.