Arten der Anpassung: morphologische, physiologische und Verhaltensanpassung. Die wichtigsten Wirkungsmuster von Umweltfaktoren Gegenseitige Anpassung innerhalb derselben Art

Lebensraum - Dies ist der Teil der Natur, der einen lebenden Organismus umgibt und mit dem er direkt interagiert. Die Bestandteile und Eigenschaften der Umwelt sind vielfältig und veränderlich. Jedes Lebewesen lebt in einer komplexen, sich verändernden Welt, passt sich ihr ständig an und reguliert ihre Lebensaktivität entsprechend ihrer Veränderungen.

Einzelne Eigenschaften oder Elemente der Umwelt, die auf Organismen einwirken, nennt man Umweltfaktoren. Umweltfaktoren sind vielfältig. Sie können notwendig sein oder umgekehrt für Lebewesen schädlich sein, das Überleben und die Fortpflanzung erleichtern oder behindern. Umweltfaktoren sind unterschiedlicher Natur und Spezifität des Handelns. Darunter sind abiotisch und biotisch, anthropogen.

Abiotischen Faktoren - Temperatur, Licht, radioaktive Strahlung, Druck, Luftfeuchtigkeit, Salzzusammensetzung des Wassers, Wind, Strömungen, Gelände - das sind alles Eigenschaften der unbelebten Natur, die direkt oder indirekt auf lebende Organismen einwirken.

Biotische Faktoren - das sind Formen der Beeinflussung von Lebewesen aufeinander. Jeder Organismus erfährt ständig den direkten oder indirekten Einfluss anderer Lebewesen, tritt in Kontakt mit Vertretern seiner eigenen Art und anderer Arten - Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen, ist von ihnen abhängig und wirkt auf sie ein. Die umgebende organische Welt ist ein wesentlicher Bestandteil der Umwelt jedes Lebewesens.

Die Verflechtungen von Organismen sind die Grundlage für die Existenz von Biozönosen und Populationen; ihre Betrachtung gehört zum Gebiet der Synökologie.

Anthropogene Faktoren - dies sind Formen menschlichen gesellschaftlichen Handelns, die zu einer Veränderung der Natur als Lebensraum anderer Arten führen oder deren Leben unmittelbar beeinflussen. Im Laufe der Menschheitsgeschichte hat die Entwicklung zuerst der Jagd, dann der Landwirtschaft, der Industrie und des Verkehrs die Natur unseres Planeten stark verändert. Die Bedeutung anthropogener Einflüsse auf die gesamte Lebenswelt der Erde nimmt weiterhin rasant zu.

Obwohl ein Mensch die Tierwelt durch Veränderungen abiotischer Faktoren und biotischer Artenbeziehungen beeinflusst, sind die Aktivitäten des Menschen auf dem Planeten als besondere Kraft hervorzuheben, die nicht in den Rahmen dieser Klassifikation passt. Gegenwärtig liegt praktisch das Schicksal der lebenden Hülle der Erde aller Arten von Organismen in den Händen der menschlichen Gesellschaft und hängt vom anthropogenen Einfluss auf die Natur ab.

Ein und derselbe Umweltfaktor hat im Leben zusammenlebender Organismen verschiedener Arten eine unterschiedliche Bedeutung. So ist beispielsweise ein starker Wind im Winter für große, offen lebende Tiere ungünstig, beeinträchtigt aber nicht die kleineren, die sich in Bauen oder unter den Schnee flüchten. Die Salzzusammensetzung des Bodens ist wichtig für die Pflanzenernährung, ist aber für die meisten Landtiere usw. gleichgültig.

Veränderungen der Umweltfaktoren im Laufe der Zeit können sein: 1) regelmäßig-periodisch, die Stärke des Einflusses in Verbindung mit der Tageszeit, der Jahreszeit oder dem Rhythmus von Ebbe und Flut im Ozean ändernd; 2) unregelmäßig, ohne klare Periodizität, zum Beispiel Wetteränderungen in verschiedenen Jahren, katastrophale Phänomene - Stürme, Regengüsse, Erdrutsche usw .; 3) über bekannte, manchmal lange Zeiträume gerichtet, z. B. wenn das Klima kalt ist oder sich erwärmt, Gewässer überwuchert sind, ständig Rinder auf derselben Fläche grasen usw.

Unter den Umweltfaktoren werden Ressourcen und Bedingungen unterschieden. Ressourcen der Umwelt, Organismen nutzen, verbrauchen und dadurch ihre Zahl reduzieren. Zu den Ressourcen gehören Nahrung, Wasser, wenn es knapp ist, Unterkünfte, geeignete Brutplätze usw. Bedingungen - Dies sind Faktoren, an die sich Organismen anpassen müssen, sie aber in der Regel nicht beeinflussen können. Ein und derselbe Umweltfaktor kann für manche eine Ressource und für andere eine Bedingung sein. Licht ist beispielsweise für Pflanzen eine lebenswichtige Energiequelle und für sehende Tiere eine Bedingung für die visuelle Orientierung. Für viele Organismen kann Wasser sowohl eine Lebensgrundlage als auch eine Ressource sein.

Die Anpassung von Organismen an die Umwelt nennt man Anpassung. Anpassung bezieht sich auf alle Veränderungen in der Struktur und Funktion von Organismen, die ihre Überlebenschancen erhöhen.

Die Anpassungsfähigkeit ist eine der grundlegenden Eigenschaften des Lebens im Allgemeinen, da sie die Möglichkeit seiner Existenz bietet, die Fähigkeit von Organismen, zu überleben und sich fortzupflanzen. Anpassungen manifestieren sich auf unterschiedlichen Ebenen: von der Biochemie der Zellen über das Verhalten einzelner Organismen bis hin zur Struktur und Funktionsweise von Lebensgemeinschaften und Ökosystemen. Anpassungen entstehen und entwickeln sich während der Evolution der Arten.

Die wichtigsten Anpassungsmechanismen auf der Ebene des Organismus: 1) biochemisch- manifestieren sich in intrazellulären Prozessen, wie einer Änderung der Arbeit von Enzymen oder einer Änderung ihrer Menge; 2) physiologisch- zum Beispiel vermehrtes Schwitzen mit Temperaturerhöhung bei einer Reihe von Arten; 3) morpho-anatomisch- Merkmale der Struktur und Form des Körpers, die mit dem Lebensstil verbunden sind; 4) Verhaltensauffälligkeiten- zum Beispiel die Suche nach günstigen Lebensräumen durch Tiere, das Anlegen von Höhlen, Nestern usw .; 5) ontogenetisch- die Beschleunigung oder Verlangsamung der individuellen Entwicklung, die zum Überleben unter sich ändernden Bedingungen beiträgt.

Umweltfaktoren der Umwelt haben verschiedene Auswirkungen auf lebende Organismen, das heißt, sie können beide beeinflussen Reizstoffe, Verursachen adaptiver Veränderungen in physiologischen und biochemischen Funktionen; wie Begrenzer, es unmöglich macht, unter diesen Bedingungen zu existieren; wie Modifikatoren, morphologische und anatomische Veränderungen in Organismen verursachen; wie Signale, auf Veränderungen anderer Umweltfaktoren hinweisen.

Trotz der großen Vielfalt von Umweltfaktoren lassen sich eine Reihe allgemeiner Muster in der Art ihrer Auswirkungen auf Organismen und in den Reaktionen von Lebewesen ausmachen.

1. Das Gesetz des Optimums.

Jeder Faktor hat bestimmte Grenzen des positiven Einflusses auf Organismen (Abb. 1). Das Ergebnis der Wirkung eines variablen Faktors hängt in erster Linie von der Stärke seiner Manifestation ab. Sowohl eine unzureichende als auch eine übermäßige Wirkung des Faktors wirkt sich negativ auf die Vitalaktivität des Einzelnen aus. Die günstige Einflusskraft heißt Zone des optimalen ökologischen Faktors oder einfach Optimum für Organismen dieser Art. Je stärker die Abweichungen vom Optimum sind, desto ausgeprägter ist die deprimierende Wirkung dieses Faktors auf Organismen. (Pessimalzone). Die maximal und minimal tolerierten Werte des Faktors sind kritische Punkte, pro jenseits dessen keine Existenz mehr möglich ist, tritt der Tod ein. Die Dauerfestigkeitsgrenzen zwischen den kritischen Punkten heißen ökologische Wertigkeit Lebewesen in Bezug auf einen bestimmten Umweltfaktor.

Reis. eins. Wirkungsschema von Umweltfaktoren auf lebende Organismen

Vertreter verschiedener Arten unterscheiden sich sowohl in der Position des Optimums als auch in der ökologischen Wertigkeit stark voneinander. Zum Beispiel können Polarfüchse in der Tundra Lufttemperaturschwankungen im Bereich von mehr als 80 ° C (von +30 bis -55 ° C) tolerieren, während die Warmwasserkrebse Copilia mirabilis Wassertemperaturänderungen im Bereich von no standhalten können über 6 ° C (von +23 bis +29 ° C). Ein und dieselbe Stärke der Faktormanifestation kann für eine Art optimal, für eine andere pessimal sein und für eine dritte die Grenzen der Ausdauer überschreiten (Abb. 2).

Die große ökologische Wertigkeit der Art in Bezug auf abiotische Umweltfaktoren wird durch den Zusatz „evry“ zum Namen des Faktors angezeigt. Eurythermie Arten - starke Temperaturschwankungen aushalten, eurybat- großer Druckbereich, euryhalin- unterschiedlicher Salzgehalt der Umgebung.

Reis. 2. Position der optimalen Kurven auf der Temperaturskala für verschiedene Arten:

1, 2 - stenothermale Spezies, Kryophile;

3–7 - eurythermische Arten;

8, 9 - stenothermale Spezies, thermophile

Die Unfähigkeit, signifikante Schwankungen des Faktors oder eine enge ökologische Wertigkeit zu tolerieren, wird durch das Präfix "steno" gekennzeichnet - stenotherm, stenobate, stenohaline Arten usw. Im weiteren Sinne des Wortes werden Arten genannt, für deren Existenz streng definierte ökologische Bedingungen erforderlich sind stenobiontisch, und solche, die sich an unterschiedliche Umweltbedingungen anpassen können - eurybiotisch.

Zustände, die sich um einen oder mehrere Faktoren gleichzeitig kritischen Punkten nähern, werden als bezeichnet extrem.

Die Lage der optimalen und kritischen Punkte auf der Steigung des Faktors kann durch Einwirkung von Umgebungsbedingungen in gewissen Grenzen verschoben werden. Dies tritt bei vielen Arten regelmäßig im Wechsel der Jahreszeiten auf. Im Winter können Spatzen beispielsweise starken Frösten standhalten und im Sommer sterben sie an der Abkühlung bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt. Das Phänomen einer Verschiebung des Optimums in Bezug auf einen beliebigen Faktor heißt Akklimatisierung. In Bezug auf die Temperatur ist dies ein bekannter Prozess der Wärmehärtung des Körpers. Für die Temperaturakklimatisierung ist eine beträchtliche Zeit erforderlich. Der Mechanismus ist eine Veränderung in den Zellen von Enzymen, die die gleichen Reaktionen katalysieren, aber bei unterschiedlichen Temperaturen (der sogenannten Isozyme). Jedes Enzym wird von einem eigenen Gen kodiert, daher ist es notwendig, einige Gene auszuschalten und andere zu aktivieren, Transkription, Translation, Zusammenbau einer ausreichenden Menge an neuem Protein usw. Der Gesamtprozess dauert im Durchschnitt etwa zwei Wochen und wird stimuliert durch Veränderungen in der Umgebung. Die Akklimatisierung oder Verhärtung ist eine wichtige Anpassung von Organismen, die unter allmählich sich nähernden ungünstigen Bedingungen oder wenn sie ein Gebiet mit einem anderen Klima betreten, stattfindet. In diesen Fällen ist es ein integraler Bestandteil des allgemeinen Akklimatisierungsprozesses.

2. Mehrdeutigkeit der Wirkung eines Faktors auf verschiedene Funktionen.

Jeder Faktor hat einen anderen Einfluss auf verschiedene Körperfunktionen (Abb. 3). Ein Optimum für manche Prozesse kann ein Pessimum für andere sein. So erhöht die Lufttemperatur von +40 bis +45 ° C bei kaltblütigen Tieren die Geschwindigkeit der Stoffwechselprozesse im Körper erheblich, hemmt jedoch die körperliche Aktivität und die Tiere fallen in thermische Erstarrung. Für viele Fische ist die für die Reifung von Reproduktionsprodukten optimale Wassertemperatur ungünstig für das Laichen, das in einem anderen Temperaturbereich stattfindet.

Reis. 3. Schema der Temperaturabhängigkeit von Photosynthese und Pflanzenatmung (nach V. Larher, 1978): t min, t opt, t max- Temperaturminimum, -optimum und -maximum für das Pflanzenwachstum (schattierter Bereich)

Der Lebenszyklus, in dem der Organismus zu bestimmten Zeiten hauptsächlich bestimmte Funktionen erfüllt (Ernährung, Wachstum, Fortpflanzung, Verbreitung usw.), ist immer im Einklang mit den jahreszeitlichen Veränderungen im Komplex der Umweltfaktoren. Auch mobile Organismen können Lebensräume für die erfolgreiche Umsetzung all ihrer lebenswichtigen Funktionen verändern.

3. Vielfalt individueller Reaktionen auf Umweltfaktoren. Ausdauergrad, kritische Punkte, optimale und pessimale Zonen einzelner Individuen stimmen nicht überein. Diese Variabilität wird sowohl durch die erblichen Eigenschaften der Individuen als auch durch Geschlecht, Alter und physiologische Unterschiede bestimmt. Beim Mühlenfalter Schmetterling, einem der Schädlinge von Mehl- und Getreideprodukten, beträgt die kritische Mindesttemperatur für Raupen beispielsweise -7°C, für adulte Formen -22 °C und für Eier -27 °C. Frost bei -10°C tötet Raupen ab, ist aber für Erwachsene und Eier dieses Schädlings nicht gefährlich. Folglich ist die ökologische Wertigkeit einer Art immer größer als die ökologische Wertigkeit jedes einzelnen Individuums.

4. Relative Unabhängigkeit der Anpassung von Organismen an verschiedene Faktoren. Der Grad der Widerstandsfähigkeit gegenüber irgendeinem Faktor bedeutet nicht die entsprechende ökologische Wertigkeit der Art im Verhältnis zu anderen Faktoren. Zum Beispiel müssen Arten, die große Temperaturschwankungen tolerieren, nicht auch an große Schwankungen der Feuchtigkeit oder des Salzregimes angepasst werden. Eurythermale Spezies können stenohalin, stenobate oder umgekehrt sein. Die ökologischen Wertigkeiten einer Art in Bezug auf verschiedene Faktoren können sehr unterschiedlich sein. Dadurch entsteht eine außergewöhnliche Vielfalt an Anpassungen in der Natur. Die Menge der ökologischen Wertigkeiten in Bezug auf verschiedene Umweltfaktoren ist ökologisches Spektrum der Art.

5. Die Diskrepanz zwischen den ökologischen Spektren bestimmter Arten. Jede Art ist in ihren ökologischen Fähigkeiten spezifisch. Auch bei ähnlichen Arten der Anpassung an die Umwelt gibt es Unterschiede in Bezug auf einzelne Faktoren.

Reis. 4. Veränderungen der Beteiligung einzelner Pflanzenarten an Wiesenkraut in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit (nach L.G. Ramenskiy et al., 1956): 1 - Wiesenklee; 2 - Schafgarbe; 3 - Keleria Deljawin; 4 - Wiesengras; 5 - Schwingel; 6 - das Labkraut ist echt; 7 - früher Segge; 8 - Mädesüß; 9 - Hügelgeranie; 10 – Feld korostavnik; 11 - kurznasiger Ziegenbart

Die Regel der ökologischen Individualität der Arten vom russischen Botaniker L. G. Ramenskiy (1924) in Bezug auf Pflanzen formuliert (Abb. 4), dann durch zoologische Studien weitgehend bestätigt.

6. Interaktion von Faktoren. Die optimale Zone und die Grenzen der Ausdauer von Organismen in Bezug auf jeden Umweltfaktor können sich verschieben, je nachdem, wie stark und in welcher Kombination andere Faktoren gleichzeitig wirken (Abb. 5). Dieses Muster wurde benannt Zusammenspiel von Faktoren. Zum Beispiel ist Hitze in trockener als in feuchter Luft besser zu ertragen. Die Frostgefahr ist bei kaltem Wetter mit starkem Wind viel höher als bei ruhigem Wetter. Somit hat der gleiche Faktor in Kombination mit anderen eine andere Umweltauswirkung. Im Gegenteil, dasselbe ökologische Ergebnis kann auf unterschiedliche Weise erzielt werden. Zum Beispiel kann das Welken von Pflanzen gestoppt werden, indem sowohl die Feuchtigkeit im Boden erhöht als auch die Lufttemperatur gesenkt wird, um die Verdunstung zu reduzieren. Es entsteht der Effekt der teilweisen Substitution von Faktoren.

Reis. 5. Sterblichkeit von Eiern der Kiefernseidenraupe Dendrolimus pini bei verschiedenen Kombinationen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Gleichzeitig hat die gegenseitige Kompensation der Wirkung von Umweltfaktoren bestimmte Grenzen, und es ist unmöglich, einen von ihnen vollständig durch einen anderen zu ersetzen. Das völlige Fehlen von Wasser oder zumindest eines der Grundelemente der mineralischen Ernährung macht Pflanzenleben trotz günstigster Kombination anderer Bedingungen unmöglich. Das extreme Wärmedefizit in Polarwüsten kann weder durch viel Feuchtigkeit noch durch Beleuchtung rund um die Uhr ausgeglichen werden.

Unter Berücksichtigung der Interaktionsmuster von Umweltfaktoren in der landwirtschaftlichen Praxis ist es möglich, die optimalen Lebensbedingungen von Kulturpflanzen und Haustieren gekonnt aufrechtzuerhalten.

7. Die Regel der limitierenden Faktoren. Die Existenzmöglichkeiten von Organismen werden in erster Linie durch die Umweltfaktoren begrenzt, die am weitesten vom Optimum entfernt sind. Nähert sich mindestens einer der Umweltfaktoren den kritischen Werten an oder überschreitet sie diese, so sind Individuen trotz optimaler Kombination anderer Bedingungen vom Tod bedroht. Stark vom Optimum abweichende Faktoren gewinnen im Leben einer Art oder ihrer einzelnen Vertreter in bestimmten Zeiträumen eine überragende Bedeutung.

Umweltbegrenzende Faktoren bestimmen das geografische Verbreitungsgebiet einer Art. Diese Faktoren können unterschiedlicher Natur sein (Abb. 6). So kann die Bewegung der Art nach Norden durch fehlende Hitze, in trockene Gebiete - durch fehlende Feuchtigkeit oder zu hohe Temperaturen - eingeschränkt werden. Auch biotische Verwandtschaften, beispielsweise die Besetzung eines Territoriums durch einen stärkeren Konkurrenten oder das Fehlen von Bestäubern für Pflanzen, können als limitierender Faktor für die Verbreitung dienen. Die Bestäubung von Feigen hängt also vollständig von einer einzigen Insektenart ab - der Wespe Blastophaga psenes. Der Geburtsort dieses Baumes ist das Mittelmeer. Die nach Kalifornien gebrachten Feigen trugen keine Früchte, bis die bestäubenden Wespen dorthin gebracht wurden. Die Verbreitung von Hülsenfrüchten in der Arktis wird durch die Verbreitung bestäubender Hummeln begrenzt. Auf Dikson Island, wo es keine Hummeln gibt, kommen auch keine Hülsenfrüchte vor, obwohl die Existenz dieser Pflanzen dort aufgrund der Temperaturbedingungen noch erlaubt ist.

Reis. 6. Tiefschneebedeckung ist ein limitierender Faktor bei der Verbreitung von Hirschen (nach G.A. Novikov, 1981)

Um festzustellen, ob eine Art in einem bestimmten geografischen Gebiet vorkommen kann, muss zunächst festgestellt werden, ob Umweltfaktoren insbesondere in der gefährdetsten Entwicklungsphase über ihre ökologische Wertigkeit hinausgehen.

In der landwirtschaftlichen Praxis ist es sehr wichtig, limitierende Faktoren zu identifizieren, da Sie die Pflanzenproduktivität oder die Tierproduktivität schnell und effektiv steigern können, indem Sie die Hauptanstrengungen darauf richten, sie zu beseitigen. So kann auf stark sauren Böden der Weizenertrag durch verschiedene agronomische Einflüsse leicht gesteigert werden, die beste Wirkung wird jedoch erst durch eine Kalkung erzielt, die die limitierenden Effekte der Säure beseitigt. Die Kenntnis der limitierenden Faktoren ist daher der Schlüssel zur Steuerung der lebenswichtigen Funktionen von Organismen. In verschiedenen Lebensphasen des Individuums wirken verschiedene Umweltfaktoren als limitierende Faktoren, daher ist eine geschickte und ständige Regulierung der Lebensbedingungen von ausgewachsenen Pflanzen und Tieren erforderlich.

In der Ökologie erfordert die Vielfalt und Vielfalt der Methoden und Wege der Anpassung an die Umwelt Mehrfachklassifikationen. Es ist unmöglich, mit einem einzigen Kriterium alle Aspekte der Anpassungsfähigkeit von Organismen an die Umwelt abzubilden. Umweltklassifizierungen spiegeln die Ähnlichkeiten wider, die sich bei Mitgliedern einer Vielzahl von Gruppen ergeben, wenn sie ähnliche Anpassungsmöglichkeiten. Wenn wir zum Beispiel Tiere nach ihrer Bewegungsart klassifizieren, dann umfasst die ökologische Gruppe von Arten, die sich im Wasser reaktiv bewegen, solche Tiere, die sich in ihrer systematischen Position unterscheiden, wie Quallen, Kopffüßer, einige Ciliaten und Flagellaten, Larven einer Reihe von Libellen usw. (Abb. 7). Als Grundlage für Umweltklassifizierungen können unterschiedlichste Kriterien herangezogen werden: Art der Nahrungsaufnahme, Bewegung, Verhältnis zu Temperatur, Feuchtigkeit, Salzgehalt der Umgebung, Druck usw. Die Einteilung aller Organismen in eurybiontische und stenobiontische nach dem Breitengrad des Anpassungsbereichs an die Umwelt ist ein Beispiel für die einfachste ökologische Klassifikation.

Reis. 7. Vertreter der ökologischen Gruppe von Organismen, die sich reaktiv im Wasser bewegen (nach S. A. Zernov, 1949):

1 - Flagellaten Medusochloris phiale;

2 - Ciliate Craspedotella Pileosus;

3 - Qualle Cytaeis vulgaris;

4 - pelagische Seegurke Pelagothuria;

5 - Libellen-Rocker-Larve;

6 - schwimmender Tintenfisch Octopus vulgaris:

ein- Richtung des Wasserstrahls;

B- die Bewegungsrichtung des Tieres

Ein weiteres Beispiel ist die Einteilung von Organismen in Gruppen. durch die Natur der Ernährung.Autotrophe- Dies sind Organismen, die anorganische Verbindungen als Quelle für den Aufbau ihres Körpers verwenden. Heterotrophe- alle Lebewesen, die Lebensmittel biologischen Ursprungs benötigen. Autotrophe wiederum werden unterteilt in phototrophe und Chemotrope. Erstere nutzen die Energie des Sonnenlichts für die Synthese organischer Moleküle, letztere nutzen die Energie chemischer Bindungen. Heterotrophe werden unterteilt in Saprophyten, mit Lösungen einfacher organischer Verbindungen und Holozoev. Holozoa besitzen einen komplexen Komplex von Verdauungsenzymen und können komplexe organische Verbindungen aufnehmen und in einfachere Komponenten zerlegen. Holozoi sind unterteilt in Saprophagen(füttern von abgestorbenen Pflanzenresten), Phytophagen(Verbraucher lebender Pflanzen), Zoophagen(braucht Lebendfutter) und Nekrophagen(Leichentiere). Jede dieser Gruppen kann wiederum in kleinere unterteilt werden, die ihre eigenen Besonderheiten in der Natur der Ernährung haben.

Andernfalls können Sie eine Klassifizierung erstellen auf dem Weg zum Essen. Unter Tieren sind zum Beispiel Gruppen wie Filter(kleine Krebstiere, Zahnlose, Wale usw.), Weideformen(Huftiere, Blattkäfer), Sammler(Spechte, Maulwürfe, Spitzmäuse, Hühner), bewegende Beutejäger(Wölfe, Löwen, Fliegen-Ktyri usw.) und eine Reihe anderer Gruppen. Trotz der großen Unähnlichkeit in der Organisation führt die gleiche Art, Beute zu meistern, zu einer Reihe von Analogien bei Löwen und Ktyr-Fliegen in ihren Jagdgewohnheiten und allgemeinen Strukturmerkmalen: schlanker Körper, starke Muskelentwicklung, die Fähigkeit, eine kurze Begriff hohe Geschwindigkeit usw.

Umweltklassifikationen helfen dabei, in der Natur mögliche Wege der Anpassung von Organismen an die Umwelt zu identifizieren.

Der Stoffwechsel ist eine der wichtigsten Eigenschaften des Lebens, die die enge stofflich-energetische Verbindung von Organismen mit der Umwelt bestimmt. Der Stoffwechsel ist stark von den Existenzbedingungen abhängig. In der Natur beobachten wir zwei Hauptzustände des Lebens: aktives Leben und Ruhe. Mit aktivem Leben ernähren, wachsen, bewegen, entwickeln, vermehren sich Organismen, gekennzeichnet durch einen intensiven Stoffwechsel. Die Ruhe kann in Tiefe und Dauer unterschiedlich sein, während viele Funktionen des Körpers geschwächt oder gar nicht ausgeführt werden, da der Stoffwechsel unter dem Einfluss äußerer und innerer Faktoren fällt.

In einem Zustand tiefer Ruhe, also eines reduzierten Stoff-Energie-Stoffwechsels, werden Organismen weniger abhängig von der Umwelt, erlangen ein hohes Maß an Stabilität und sind in der Lage, Bedingungen zu ertragen, die während eines aktiven Lebens nicht standhalten könnten. Diese beiden Zustände wechseln sich im Leben vieler Arten ab, da sie sich an Lebensräume mit einem instabilen Klima und starken jahreszeitlichen Veränderungen anpassen, die für den Großteil des Planeten typisch sind.

Bei einer tiefen Unterdrückung des Stoffwechsels zeigen Organismen möglicherweise überhaupt keine sichtbaren Lebenszeichen. Die Frage, ob es möglich ist, den Stoffwechsel mit anschließender Rückkehr zum aktiven Leben, also einer Art "Auferstehung von den Toten", vollständig zu stoppen, wird in der Wissenschaft seit mehr als zwei Jahrhunderten diskutiert.

Erster Eindruck imaginärer Tod wurde 1702 von Anthony van Leeuwenhoek entdeckt - dem Entdecker der mikroskopischen Welt der Lebewesen. Die von ihm beobachteten "Animalculi" (Rädertiere) sahen in getrockneten, faltigen Wassertröpfchen tot aus und konnten lange in diesem Zustand verharren (Abb. 8). Zurück ins Wasser gelegt, schwollen sie an und gingen zu einem aktiven Leben über. Levenguk erklärte dieses Phänomen damit, dass die Schale der "Tiere" offensichtlich "nicht die geringste Verdunstung zulässt" und sie unter trockenen Bedingungen am Leben bleiben. Allerdings argumentierten Naturforscher bereits nach mehreren Jahrzehnten über die Möglichkeit, dass "das Leben vollständig gestoppt" und "in 20, 40, 100 Jahren oder mehr" wiederhergestellt werden kann.

In den 70er Jahren des 18. Jahrhunderts. das Phänomen der "Auferstehung" nach dem Trocknen wurde entdeckt und durch zahlreiche Experimente in einer Reihe anderer kleiner Organismen - Weizenaale, freilebende Nematoden und Bärtierchen - bestätigt. J. Buffon wiederholte die Experimente von J. Needham mit Akne und argumentierte, dass "diese Organismen so oft wie nötig sterben und wieder zum Leben erweckt werden können." L. Spallanzani machte zuerst auf die tiefe Ruhe von Samen und Pflanzensporen aufmerksam und betrachtete diese als ihre Erhaltung in der Zeit.

Reis. acht. Rotifer Philidina roseola in verschiedenen Trocknungsstadien (nach P. Yu. Schmidt, 1948):

1 - aktiv; 2 - beginnen zu schrumpfen; 3 - vor dem Trocknen vollständig zusammengezogen; 4 - in einem Zustand der ausgesetzten Animation

Mitte des 19. Jahrhunderts. Es wurde überzeugend festgestellt, dass die Widerstandsfähigkeit von Trockenrädern, Bärtierchen und Nematoden gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen, Sauerstoffmangel oder -mangel mit dem Grad ihrer Dehydration zunimmt. Es blieb jedoch die Frage offen, ob dies eine vollständige Unterbrechung des Lebens oder nur seine tiefe Unterdrückung ist. 1878 stellte Claude Bernal das Konzept vor "Verstecktes Leben" die er durch das Aufhören des Stoffwechsels und "einen Bruch in der Beziehung zwischen Wesen und Umwelt" charakterisierte.

Dieses Problem wurde erst im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts mit der Entwicklung der Technik der Tiefenvakuum-Dehydration endgültig gelöst. Die Experimente von G. Ram, P. Becquerel und anderen Wissenschaftlern zeigten die Möglichkeit vollständiger reversibler Lebensstopp. Im trockenen Zustand, wenn nicht mehr als 2 % des Wassers in chemisch gebundener Form in den Zellen verblieben, hielten Organismen wie Rädertierchen, Bärtierchen, kleine Nematoden, Samen und Sporen von Pflanzen, Bakterien- und Pilzsporen in flüssigem Sauerstoff (- 218,4 °C), flüssiger Wasserstoff (-259,4 °C), flüssiges Helium (-269,0 °C), also Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt. In diesem Fall verfestigt sich der Inhalt der Zellen, es kommt nicht einmal zu einer thermischen Bewegung der Moleküle und natürlich wird jeder Stoffwechsel gestoppt. Unter normalen Bedingungen entwickeln sich diese Organismen weiter. Bei einigen Arten ist ein Stoppen des Stoffwechsels bei extrem niedrigen Temperaturen ohne Austrocknung möglich, vorausgesetzt, dass Wasser nicht in einem kristallinen, sondern in einem amorphen Zustand gefriert.

Der komplette vorübergehende Stillstand des Lebens wurde benannt Scheintod. Der Begriff wurde bereits 1891 von V. Preyer vorgeschlagen. In einem Zustand der schwebenden Belebung werden Organismen gegen eine Vielzahl von Einflüssen resistent. Zum Beispiel wurden Bärtierchen in dem Experiment einer ionisierenden Strahlung von bis zu 570.000 Röntgen für 24 Stunden unterzogen.Dehydrierte Larven einer der afrikanischen Chironomus-Mücken, Polypodium vanderplanki, behalten die Fähigkeit, sich nach Temperaturen von +102 ° C wiederzubeleben.

Der Zustand der ausgesetzten Animation erweitert die Grenzen der Erhaltung des Lebens erheblich, auch in der Zeit. Beispielsweise wurden in der Dicke des antarktischen Gletschers bei Tiefbohrungen Mikroorganismen (Sporen von Bakterien, Pilzen und Hefen) gefunden, die sich anschließend auf gewöhnlichen Nährmedien entwickelten. Das Alter der entsprechenden Eishorizonte erreicht 10–13 Tausend Jahre. Sporen einiger lebensfähiger Bakterien wurden auch aus Hunderttausenden von Jahren alten tieferen Schichten isoliert.

Anabiose ist jedoch ein seltenes Ereignis. Es ist nicht für alle Arten möglich und ist ein extremer Ruhezustand bei Wildtieren. Seine notwendige Bedingung ist die Erhaltung intakter dünner intrazellulärer Strukturen (Organellen und Membranen) während des Trocknens oder Tiefkühlens von Organismen. Dieser Zustand ist für die meisten Arten mit einer komplexen Organisation von Zellen, Geweben und Organen nicht praktikabel.

Die Fähigkeit zur Anabiose findet sich bei Arten, die eine einfache oder vereinfachte Struktur haben und unter Bedingungen starker Feuchtigkeitsschwankungen leben (Austrocknen von flachen Gewässern, oberen Bodenschichten, Moos- und Flechtenpolstern usw.).

Andere Formen der Ruhe, die mit einem Zustand verminderter Vitalaktivität als Folge einer teilweisen Stoffwechselhemmung einhergehen, sind in der Natur viel weiter verbreitet. Jeder Grad der Verringerung des Stoffwechsels erhöht die Stabilität der Organismen und ermöglicht einen sparsameren Umgang mit Energie.

Ruheformen in einem Zustand reduzierter Vitalaktivität werden unterteilt in Hypobiose und Kryptobiose, oder erzwungener Frieden und physiologische Ruhe. Bei einer Hypobiose kommt es unter dem direkten Druck ungünstiger Bedingungen zu einer Aktivitätshemmung oder Taubheit, die fast unmittelbar nach der Normalisierung dieser Bedingungen aufhört (Abb. 9). Eine solche Unterdrückung lebenswichtiger Prozesse kann bei einem Mangel an Wärme, Wasser, Sauerstoff, bei einem Anstieg des osmotischen Drucks usw. auftreten. Entsprechend dem führenden äußeren Faktor wird eine erzwungene Ruhephase unterschieden Kryobiasis(bei niedrigen Temperaturen), Anhydrobiose(bei Wassermangel), Anoxybiose(unter anaeroben Bedingungen), Hyperosmobiose(mit hohem Salzgehalt im Wasser) usw.

Nicht nur in der Arktis und Antarktis, sondern auch in mittleren Breiten überwintern einige frostresistente Gliederfüßerarten (Kollembolane, eine Reihe von Fliegen, Laufkäfer etc.) Sonnenstrahlen und verlieren bei sinkender Temperatur wieder ihre Beweglichkeit. ... Pflanzen, die im Frühjahr aufgetaucht sind, stoppen und nehmen Wachstum und Entwicklung nach der Abkühlung und Erwärmung wieder auf. Nach einem Regenfall verfärbt sich der nackte Boden oft durch die schnelle Vermehrung von Bodenalgen, die sich in erzwungener Ruhe befanden.

Reis. 9. Pagon ist ein Stück Eis mit darin eingefrorenen Süßwasserbewohnern (aus S. A. Zernov, 1949)

Die Tiefe und Dauer der Unterdrückung des Stoffwechsels bei Hypobiose hängt von der Dauer und Intensität des Hemmfaktors ab. Eine erzwungene Dormanz tritt in jedem Stadium der Ontogenese auf. Die Vorteile der Hypobiose sind die schnelle Wiederherstellung des aktiven Lebens. Dies ist jedoch ein relativ instabiler Zustand von Organismen und kann bei langer Dauer aufgrund eines Ungleichgewichts von Stoffwechselprozessen, Erschöpfung der Energieressourcen, Ansammlung unteroxidierter Stoffwechselprodukte und anderer ungünstiger physiologischer Veränderungen schädlich sein.

Kryptobiose ist eine grundlegend andere Art der Ruhephase. Es ist mit einem Komplex von endogenen physiologischen Umlagerungen verbunden, die im Voraus auftreten, bevor ungünstige saisonale Veränderungen eintreten, und Organismen sind darauf vorbereitet. Kryptobiose ist eine Anpassung in erster Linie an die saisonale oder andere Periodizität abiotischer Umweltfaktoren, ihre regelmäßige Zyklizität. Es ist ein Teil des Lebenszyklus von Organismen, entsteht nicht zu irgendeinem Zeitpunkt, sondern in einem bestimmten Stadium der individuellen Entwicklung, das auf kritische Perioden des Jahres abgestimmt ist.

Der Übergang in einen physiologischen Ruhezustand braucht Zeit. Vorausgegangen sind die Ansammlung von Reservestoffen, eine teilweise Dehydration von Geweben und Organen, eine Abnahme der Intensität oxidativer Prozesse und eine Reihe anderer Veränderungen, die den Gewebestoffwechsel im Allgemeinen senken. In einem Zustand der Kryptobiose werden Organismen um ein Vielfaches widerstandsfähiger gegen widrige Umwelteinflüsse (Abb. 10). Dabei sind die wesentlichen biochemischen Umlagerungen in vielerlei Hinsicht für Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen üblich (zB die Umstellung des Stoffwechsels in unterschiedlichem Ausmaß auf den Glykolyseweg durch Reservekohlenhydrate etc.). Der Ausstieg aus der Kryptobiose erfordert auch Zeit und Energie und kann nicht einfach durch Stoppen der negativen Wirkung des Faktors durchgeführt werden. Dies erfordert besondere Bedingungen, die für verschiedene Arten unterschiedlich sind (z. B. Gefrieren, Vorhandensein von Tropfwasser, eine bestimmte Länge der Tageslichtstunden, eine bestimmte Lichtqualität, obligatorische Temperaturschwankungen usw.).

Kryptobiose als Überlebensstrategie unter periodisch ungünstigen Bedingungen für ein aktives Leben ist ein Produkt langfristiger Evolution und natürlicher Selektion. Es ist in Wildtieren weit verbreitet. Der Zustand der Kryptobiose ist beispielsweise typisch für Pflanzensamen, Zysten und Sporen verschiedener Mikroorganismen, Pilze und Algen. Diapause von Arthropoden, Winterschlaf von Säugetieren, tiefe Pflanzenruhe sind auch verschiedene Arten der Kryptobiose.

Reis. 10. Regenwurm im Zustand der Diapause (nach V. Tishler, 1971)

Die Zustände Hypobiose, Kryptobiose und Anabiose sichern das Überleben von Arten unter natürlichen Bedingungen unterschiedlicher, oft extremer Breiten, ermöglichen die Erhaltung von Organismen für lange ungünstige Zeiträume, siedeln sich im Weltraum an und verschieben in vielerlei Hinsicht die Grenzen des Möglichen und Lebensverteilung im Allgemeinen.

(Erstellt nach dem Lehrbuch Biologie, Klasse 10 § 19. Dieses Thema kann in der Biologie der Klasse 9 §53 (Biotische Zusammenhänge in der Natur), in der Klasse 6 beim Studium des Themas (Natürliche Lebensgemeinschaften. Biogeozenose) und in der Klasse 7 durchgeführt werden (Beziehungen von Tieren in der Natur) Autor Lehrbücher IN Ponomarev Ökologie 10-11 Grad Autor NM Chernov.

Der Zweck des Unterrichts : Studieren Sie die Koexistenz von Arten in der Biozönose .

Lernziele:

• Untersuchung der Arten von Verbindungen bei zusammenlebenden Arten in der Biogeozänose;
• Betrachten Sie die Koadaptation und andere Beispiele der Anpassung, die in einer Population von Arten in Verbindung mit der Existenz in einer Gemeinschaft mit anderen, nahegelegenen Arten im Evolutionsprozess entwickelt wurden.
• Arbeiten mit Begriffen.

Unterrichtsplan:

1) Bildung von Koadaptionen und ihre Beispiele.
2. Gegenseitige Anpassungen in der Biogeozenose.
3. Koevaluationsbeziehungen in der Biogeozenose.
4. Arten von biozönotischen Verbindungen.

1. Arten von Verbindungen und Abhängigkeiten in der Biogeozenose.

Präsentation.(Folie 5) Alle Zusammenhänge und Abhängigkeiten in der Biogeozänose erfolgen in Form von Interaktionen ihrer spezifischen Arten. Diese Beziehungen zwischen den Arten haben sich über einen langen Zeitraum der historischen Entwicklung von Ökosystemen entwickelt. Als Ergebnis haben sich zusammenlebende Arten gebildet sich gegenseitig anpassende Eigenschaften(Koadaptation). zum Beispiel, zur Fremdbestäubung von Blüten begann die Pflanze Nektar zu produzieren, der für sie selbst nicht notwendig war, aber gerade wegen des Nektars besuchen Insekten (Bienen, Schmetterlinge, Hummeln) und einige Tiere Blumen. Sie sammeln Nektar und übertragen Pollen von einer Blüte zur anderen.

(Folie 6) Es sind auch Beispiele bekannt, bei denen sich Kröten, Frösche und andere Amphibien mit Hilfe von giftigem oder brennendem Schleim, der von der Haut abgesondert wird, vor dem Verzehr durch Raubtiere retten, da diese giftige Bewohner gut erkennen und meiden Warnung Färbung.

(Folie 7) Einige Bewohner der Biozönose entwickelten eine Schutzmethode, wie die Nachahmung von Farbe und Körperform, oder Mimikry... Durch Mimikry werden ungiftige Arten in Farbe und Form giftigen ähnlich. Die entwickelte Gewohnheit von Raubtieren, giftige Arten zu umgehen, erwies sich als nützlich für nachgeahmte Individuen nicht giftiger Arten.

(Folie 8) Verkleidung- nachahmende Ähnlichkeit ungeschützter Arten bei Insekten mit Umweltobjekten und Pflanzen: ein Schmetterling mit gefalteten Flügeln, ähnlich einem Blatt (1); Tagpfauenauge (2) und Großaugenschwärmer (3) mit einem Muster auf den Flügeln, das wie Tieraugen aussieht; Dornwanze, äußerlich ähnlich in Größe und Form einem Dorn einer Pflanze (4)

(Folie 9) Schützende Färbung oder Verkleidung in Arten entwickelt, die offen leben und für Feinde zugänglich sein können. Diese Farbe macht die Organismen vor dem Hintergrund der Umgebung weniger sichtbar. Die bevormundende Form der Raupe (ähnlich einem Zweig) schützt sie vor Feinden. Bei offen brütenden Vögeln (Auerhahn, Birkhuhn, Haselhuhn usw.) ist das auf dem Nest sitzende Weibchen vom umgebenden Hintergrund kaum zu unterscheiden. Warnende (bedrohliche) Färbung. Arten haben oft eine helle, einprägsame Farbe. Sobald der Vogel versucht hat, einen ungenießbaren Marienkäfer zu kosten, der eine Wespe sticht, wird sich der Vogel für den Rest seines Lebens an seine leuchtende Farbe erinnern.

Mimikry. Auf der Folie sieht die Kakerlake einem Marienkäfer sehr ähnlich, der ungenießbar ist; rechts - eine Hummelfliege imitiert eine Erdhummel.

(Folie 10) Fitness ist das Ergebnis evolutionärer Faktoren. Als Ergebnis der natürlichen Auslese werden Individuen mit Eigenschaften erhalten, die für ihren Wohlstand nützlich sind. Diese Zeichen führen zum Guten, aber nicht zum Absoluten Fitness Organismen an die Bedingungen, unter denen sie leben.

Farbwechsel. Die Natur hat einigen Tieren die Fähigkeit verliehen, die Farbe zu ändern, wenn sie von einem Farbmedium zu einem anderen wechseln. Diese Eigenschaft dient als zuverlässiger Schutz für das Tier, da es in jeder Umgebung unauffällig ist. Seenadeln, Seepferdchen und Schleier werden sofort getarnt: In der Zone der Rotalgen nehmen sie eine rote Farbe an, unter Grünalgen - Grün. Das Baumeidechsen-Chamäleon und der Tintenfisch verkleiden sich sofort unter dem Boden jeder Farbe und wiederholen das raffinierteste Muster des Meeresbodens.

Flugrettung. Im Kampf um die Erhaltung des Lebens wenden einige Tiere Techniken an, die für die Vertreter ihrer Klasse völlig untypisch sind. Auf der Flucht vor der Verfolgung breiten fliegende Fische riesige Brustflossen und einige Arten auch Bauchflossen in der Luft aus und gleiten über das Wasser. Der Keilbauch wedelt mit seinen Brustflossen und fliegt bis zu 5 Meter weit. Die fliegende Dracheneidechse hat falsche Rippen mit einer Hautmembran, die sie begradigt, die wie zwei breite halbkreisförmige Flügel aussehen, und bis zu 30 Meter groß ist. Baumschlangen glätten ihren Körper, indem sie ihre Rippen spreizen und ihren Bauch hervorstrecken. Nachdem sie dem Körper bei Gefahr eine flache Form gegeben haben, fliegen sie zu einem anderen Baum oder gleiten zu Boden.

(Folie 11) Einschüchternde Pose. Viele Tiere, die nicht genug Kraft haben, um den Feind abzuwehren, versuchen ihn mit verschiedenen erschreckenden Posen zu verscheuchen. So spreizt beispielsweise eine Rundohreidechse ihre Beine, öffnet ihr Maul bis zum Anschlag und streckt die mit Blut gefüllten Ohrspeicheldrüsenfalten, wodurch der Eindruck eines riesigen Mauls entsteht. Eine noch erschreckendere Wirkung erzielt die Rüschenechse, die wie ein Regenschirm plötzlich die knallbunte Hautmembran um den Hals öffnet. Bei einigen Insekten hat sich eine erschreckende Haltung zur Vertreibung entwickelt. Die Raupe eines großen Harpyie-Schmetterlings hebt den vorderen Teil des Körpers scharf an und hebt ihre langen, wackelnden "Schwänze". Der ursprüngliche Defensivzug ist Autotomie- die Fähigkeit, im Moment einer nervösen Reizung sofort einen bestimmten Teil des Körpers zu werfen. Wenn ein Angreifer zum Beispiel eine Eidechse am Schwanz packt, überlässt sie ihn dem Feind und sie rennt weg. Bei einigen Insektenarten (Heuschrecken, Stabheuschrecken) kommt es zur Selbstverstümmelung. Einige Arten von Galaturien werfen bei Gefahr ihre Eingeweide aus, um vom Feind verschlungen zu werden. Die abgetrennten Organe, Gliedmaßen, Schwänze und Tentakel winden sich und ziehen die Aufmerksamkeit des Angreifers (Krebse, Krabben) auf sich, wodurch dem Tier die Flucht gelingt.

(Folie 12) Tragbare Unterstände... Zu ihrer Sicherheit bauen oder adaptieren einige Tierarten verschiedene tragbare Unterstände. Der Einsiedlerkrebs hat einen weichen, von einer harten Hülle ungeschützten Hinterleib, den er in der leeren Hülle einer Schneckenschnecke verbirgt, die er ständig bei sich trägt. Köcherfliegenlarven bauen Häuser aus Sandkörnern oder Muscheln, eine Sackwurmraupe in einem Haus aus Pflanzenresten, Dorippenkrabben heben eine Muschelschärpe auf ihren Rücken und laufen damit am Boden entlang und verstecken sich wie ein Schild dahinter. Zuverlässige Verteidiger. Manchmal nutzen Tiere die schützenden Eigenschaften anderer Tiere zu ihrer Sicherheit. Der Einsiedlerkrebs pflanzt eine Anemone auf seinen Panzer, der stechende Tentakel hat. In den giftigen Tentakeln der Anemonen verstecken sich manche Fische vor Feinden. Als zuverlässiger Schutz können spitze Giftnadeln von Seeigel-Diademen für Haubenschwanzfische und Igelenten dienen.

2. Gegenseitige Anpassungen in der Biogeozenose.

(Folie 13) Gegenseitige Anpassungen in der Biogeozenose. Methoden zum Anlocken von Bestäubern und zum Schutz vor Feinden sind Anpassungen, die sich in Populationen von Arten im Zusammenhang mit der Lebensgemeinschaft mit anderen, nahen Arten entwickelt haben. Gleichzeitig treten adaptive Eigenschaften nicht nur bei Pflanzen, sondern auch bei bestäubenden Tieren auf (Nektar, Blütenstruktur, Mundapparat usw.).

Unter den Bedingungen der Biogeozänosen gebildete wechselseitige Anpassungen sorgen für eine größere Stabilität der Existenz interagierender Populationen und Arten.

(Folie 14) Verteilung von Früchten und Samen mit Hilfe von Tieren. Die Ameisen verbreiten die Samen der Ivan-da-Marya-Pflanze. Bei dieser Pflanze ähneln weiße längliche Samen in ihrer Form einem Ameisenkokon, und die Ameisen ziehen sie zum Ameisenhaufen, und dann werden dieselben Samen, die bereits verdunkelt und reif sind, während der Ernte als unnötig weggeworfen.

(Folie 15) Verschiedene Vogelarten (Häher, Nussknacker) und Säugetiere (Streifenhörnchen, Eichhörnchen) decken sich für den Winter mit Samen ein. Ungefressene Samen keimen im Frühjahr.

3. Koevaluationsbeziehungen in der Biogeozenose.

(Folie 16) Koevaluationsbeziehungen in der Biogeozenose. Alle Anpassungseigenschaften der Arten, die ihre biozönotische Verwandtschaft widerspiegeln, sind im Laufe langer Evolution und mit Hilfe der natürlichen Selektion in der Gemeinschaft entstanden.

(Folie 17) Nur auf der Ebene der Populationen erfolgt die Entwicklung von Anpassungen im Prozess der gemeinsamen Evolution der Arten.

(Folie 18) Gegengerichtete Koadaptionen. Die gemeinsame Evolution (Koevolution) trophisch verwandter Populationen führt mit Hilfe der natürlichen Selektion zur Entwicklung entgegengesetzt gerichteter Koadaptionen in nahrungsliefernden und nahrungsverzehrenden Organismen. Koevolutionär in Biogeozänosen etablierte trophische, biozönotische Verbindungen, ökologische Nischen, gebildete Lebensformen, eine bestimmte Lebensweise und Aktivität im Tages- oder Jahreszeitenverlauf usw.

4. Arten von biozönotischen Verbindungen.

(Folie 19) Arten biotischer Beziehungen. Als Ergebnis der Koevolution erhalten einige Arten bei der Interaktion mit anderen Arten Vorteile, andere - Schaden. Wenn wir Nutzen mit einem (+) Zeichen kennzeichnen, Schaden - (-) und gleichgültiger Einfluss - (0). In der Grafik sehen wir eine Vielzahl von biotischen Zusammenhängen in der Biogeozänose.

(Folie20) Für beide Seiten vorteilhafte Verbindungen (+ +) (Symbiose). Obligatorische wechselseitige Beziehungen werden als Symbiose bezeichnet. Flechten sind beispielsweise ein Zusammenleben von Algen und Pilzen. Zwischen Hutpilzen und höheren Pflanzen entsteht eine stabile Symbiose. Die Hyphen des Steinpilzes flechten die dünnen Wurzeln von Birken fest. Der Pilz zersetzt und transportiert einige für die Birke unzugängliche Bodensubstanzen zu den Wurzeln der Birke, wodurch die mineralische Ernährung verbessert wird. Der Pilz fördert eine bessere Aufnahme von Phosphor, Stickstoff und Wasser durch die Pflanze. Die Birke produziert eine Vielzahl von Vitaminen und anderen Wirkstoffen. Birke wiederum ist die einzige Quelle für den Pilz. organisches Material... Ohne Partnerpilze könnten Bäume auf sehr kargen Böden nicht gedeihen.
In der Grafik sehen wir eine Vielzahl von biotischen Zusammenhängen in der Biogeozänose.

(Folie 21) Für beide Seiten vorteilhafte Verbindungen (+ +) (Gegenseitigkeit). Anemonen und Einsiedlerkrebse. Anemonen, Coelenteraten, führen einen sitzenden Lebensstil und heften sich an den Boden, Steine, an leere Schalen von Weichtieren. Einsiedlerkrebse finden in diesen Muscheln Zuflucht. Der Krebs trägt den Boden entlang und trägt die Schale und die Anemonen. Dadurch kann sie mehr Nahrungs- und Zuchtpartner treffen. Auch für Krebs ist eine solche Nachbarschaft günstig. Die Nesselzellen der Anemone schützen sie vor Fressfeinden. Ein Teil der Beute von Anemonen, gelähmt durch Nesselzellen, geht zum Krebs. Symbiose- Dies ist ein enges nützliches Zusammenleben bestimmter, spezifischer Arten. Gegenseitigkeit Ist jede für beide Seiten vorteilhafte Beziehung der Arten.

(Folie 22) Nützliche Verbindungen (+ -) Zwischen Pflanzen und Pflanzenfressern. Niemand bezeichnet eine auf einer Wiese grasende Kuh oder einen Elefanten in der Savanne als Raubtier, aber die Art ihrer Beziehung zu Pflanzen entspricht der „Raubtier-Beute“-Interaktion. Diese Wechselwirkung wird Pflanzenfresser genannt. Pflanzenfressende Tiere vernichten Pflanzen in der Regel nicht vollständig, sondern fressen deren Einzelteile.

(Folie 23) Nützliche schädliche Verbindungen (+ -) Zwischen Beute und Räuber. Jeder Organismus lebt in der Umgebung anderer Organismen und geht ständig verschiedene Beziehungen zwischen ihnen ein. Unter den wichtigsten Arten biotischer Beziehungen ist die Prädation die bekannteste. Die Interaktion vom Typ "Raubtier-Beute" ist eine direkte Nahrungsverbindung zwischen Organismen, deren Ergebnisse für das eine Individuum negativ und für das andere positiv sind. Für eine erfolgreiche Jagd müssen Raubtiere die entsprechenden Eigenschaften mitbringen: guter Instinkt, Sehvermögen. Die Eule hat ein spezielles Gefieder, das den Flug geräuschlos macht. Ein Raubtier braucht scharfe Krallen, Zähne oder einen Schnabel.

(Folie 24)Schädliche Links (+ -). Moskito. Die blutsaugende Mücke tötet ihr Opfer nicht, sondern verzehrt nur einen Teil ihres Blutes. Kann man diese Art von Beziehung als Prädation bezeichnen? Anscheinend schon. Die Beziehung einer Mücke zu ihrer Beute ähnelt in vielerlei Hinsicht der von Pflanzenfressern und Pflanzen. Schließlich ist eine Räuber-Beute-Beziehung eine direkte Ernährungsbeziehung zwischen Organismen, bei der ein Individuum Vorteile hat, während das andere Unannehmlichkeiten erleidet.

(Folie 28) Nützlicher neutraler Link (+ 0) Kommensalismus: Parasitismus. Oftmals gibt es in der Natur solche Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Arten, wenn eine von ihnen die andere mit Nahrung oder Unterschlupf versorgt und er selbst keinen Schaden davon erleidet oder davon profitiert. Diese Art der biotischen Beziehung wird Kommensalismus oder Parasit genannt. Im hohen Norden dienen Polarfüchse als Kommensale des Eisbären.

(Folie 29) Nützlicher neutraler Link (+ 0) Kommensalismus: Unterkunft. Reste von der Mahlzeit des Wirts dienen als Nahrung für anhaftende Fische. Gleichzeitig hat diese Beziehungsform für Haie weder positive noch negative Bedeutung. Sie heften sich mit ihren Saugnäpfen an den Körper von Haien und bewegen sich mit ihnen über den Ozean.

(Folie 30) Gegenseitig schädliche Links (- -) Interspezies-Konkurrenz Konkurrenz tritt auf, wenn zwei oder mehr Bevölkerungsgruppen dieselbe Ressource nutzen, die knapp ist. Zum Beispiel können Geier und Schakale in afrikanischen Savannen um Nahrungsreste von großen Raubtieren konkurrieren. In einem Konkurrenzkampf gewinnt nicht der Stärkste, sondern der Stärkste.

(Folie 31) Gegenseitig schädliche Beziehungen (- -) Intraspezifische Konkurrenz Je ähnlicher die Bedürfnisse zweier Individuen nach der einen oder anderen knappen Ressource sind, desto stärker ist die Konkurrenz zwischen ihnen. Daher ist die Konkurrenz zwischen Individuen derselben Art (intraspezifisch) ausgeprägter als zwischen Individuen verschiedener Arten (interspezifisch). In einigen Jahren vermehren sich Savannenantilopen intensiv und erreichen eine enorme Dichte. Unzählige Herden dieser Tiere fressen und zertrampeln fast das gesamte Gras. Finden die Antilopen keine neue Weide, verhungern die meisten.

(Folie 32) Gegenseitig schädliche Verbindungen (- -) Konkurrenz zwischen den Arten. Jegliche Konkurrenz, einschließlich Interspezies, ist für Organismen nicht von Vorteil. Deshalb ist es einer der Gründe für die Differenzierung oder Divergenz von Arten. Im Laufe einer langen Evolution „entfernen“ sich Arten von der Konkurrenz untereinander. Ökologische Nischen werden gebildet.

(Folie 33) Gegenseitig schädliche Beziehungen (- -) Antagonismus– eine Beziehung, bei der das Vorkommen einer Art das Vorkommen einer anderen Art ausschließt.

(Folie 34) Gegenseitig schädliche Beziehungen (- -) Aggression– aktiv die Beziehung zwischen den Arten zu klären.

(Folie 35) Neutral (0 -) Amensalismus Fichtenwald. Allen lichtliebenden Pflanzen, die in den Schatten großer Bäume fallen, fehlt das Licht, was zu einer Verschlechterung ihres Zustands führt. Für den Baum selbst ist eine solche Nachbarschaft normalerweise gleichgültig.

(Folie 36) Neutralismus(0 0) In Ökosystemen gibt es immer Arten, die auf demselben Territorium leben, aber nicht direkt miteinander verwandt sind.

5. Arbeiten mit Begriffen: Koadaptation, Mimikry, Schutz- und Warnfärbung, Autotomie, Symbiose, Mutualismus, Kompensation ... usw

Literatur

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6. I. A. Zhigarev.Ökologie. Elektronische Anschauungshilfe der Reihe "World of Biology". M. 2008

Im Laufe der Evolution, unter dem Einfluss der natürlichen Selektion, die Formen auswählt, die den lokalen Bedingungen am besten entsprechen, konzentrieren sich innerhalb der Population ähnliche Individuen, die sich in einer gewissen Gleichmäßigkeit ihrer phänotypischen Merkmale unterscheiden. Es ist kein Zufall, dass bei der Untersuchung von Populationen die Ähnlichkeit im Aussehen der darin enthaltenen Individuen – in Größe, Farbe und anderen Merkmalen – auffällig ist. Aber noch wichtiger ist, dass Tiere im Lebensraum des gleichen Typs, der für eine bestimmte Population charakteristisch ist, homogene Gruppenreaktionen auf äußere Einflüsse entwickeln. Das Vorhandensein solcher Reaktionen ist äußerst wichtig für die Aufrechterhaltung der Integrität der Bevölkerung. Reagierten seine einzelnen Mitglieder nämlich unterschiedlich auf dieselben Reize, dann würden natürlich nicht zentripetale, sondern zentrifugale Tendenzen in der Bevölkerung dominieren. Dank Gruppenantworten funktioniert die Bevölkerung als Ganzes. Das Vorstehende bedeutet natürlich nicht, dass dadurch die ökologische Variabilität in der Population eliminiert wird. Sie spielt nach wie vor eine sehr wichtige Rolle, insbesondere in einem dynamischen Umfeld.

In der Tier- und Pflanzenwelt gibt es eine Vielzahl von Geräten, die den Kontakt zwischen Menschen erleichtern. SA Severtsov schlug 1951 vor, solche gegenseitigen Anpassungen innerhalb einer Art Kongruenzen zu nennen, im Gegensatz zu Koadaptationen - Anpassungen zwischen Arten. Kongruenzen sind charakteristisch für alle Arten und dementsprechend auch für Artenpopulationen. Dank ihnen bleibt die Integrität der Art und der einzelnen Populationen erhalten. Daher sind die Merkmale der Morphologie, Ökologie und des Verhaltens, die das Zusammentreffen der Geschlechter, die erfolgreiche Paarung, die Fortpflanzung und die Aufzucht der Nachkommen gewährleisten, äußerst wichtig. Dies ist ein Komplex von Kernanpassungen, die den Fortbestand der Art in einer endlosen Reihe von Generationen sicherstellen. Eine kolossale Rolle spielt dabei die von Darwin untersuchte sexuelle Selektion, von der nicht nur das erfolgreiche Zusammentreffen der Geschlechter abhängt, sondern vor allem die Paarung der besten Vertreter einer bestimmten Art, aufgrund derer die Lebensfähigkeit von sowohl die Art als auch einzelne Populationen werden nicht nur erhalten, sondern auch verstärkt.

Als Beispiel für diese Art von Kongruenz untersuchte S. A. Severtsov die Struktur des Geweihs verschiedener Hirscharten und anderer Artiodactyle. Er zeigte überzeugend, dass diese scheinbar gewaltige Waffe über ein solches Gerät verfügt, das ihre Gefahr für andere Männchen der gleichen Art minimiert und ihren Zusammenstößen während der Paarungszeit einen überwiegend Turniercharakter verleiht, der jedoch denselben Hörnern nicht die defensive Bedeutung nimmt. (Abb. 72).

Reis. 72. Kämpfende Rothirschmännchen (nach: Severtsov, 1951).

Zu den wichtigsten Erscheinungsformen des Gruppenlebens von Tieren gehört die Dynamik der Zahlen. Sie hängt von einem Komplex verschiedener, auch biogeozänologischer Faktoren ab. Daher wird dieses ganze komplexe Problem im Kapitel zur Biogeozenologie weiter betrachtet. Hier werden wir uns auf einige ihrer Populationsaspekte konzentrieren, da sie für die Aufrechterhaltung der Populationshomöostase von größter Bedeutung sind und als anschauliches Beispiel für Gruppenadaptation dienen.

Bis vor relativ kurzer Zeit sahen Zoologen die Gründe für die Zahlenschwankungen vor allem im Einfluss verschiedener äußerer Umweltfaktoren (klimatisch, biotisch etc.) auf die Fortpflanzung und Sterblichkeit der Tiere. In den 50-60er Jahren zeigten experimentelle und Feldstudien an vielen Arten von Wirbellosen und Wirbeltieren bis hin zu Säugetieren den tiefgreifenden Einfluss von Regulierungsmechanismen innerhalb der Population auf ihre Fertilität. Ein anschauliches Beispiel für das Gesagte sind die überzeugenden Experimente von A. Nicholson mit einer grünen Aasfliege (Lucilia cuprina), die zeigten:
dass selbst unter optimalen Existenzbedingungen (insbesondere Fütterung) in der Laborpopulation von Larven und Adulten dieses Insekts kein kontinuierliches Wachstum oder ein stabiler Bestandszustand vorliegt, sondern seine zyklischen Schwankungen beobachtet werden (Abb. 73). Es besteht kein Zweifel, dass diese Schwankungen auf nichts anderes zurückzuführen sind als auf die oben erwähnten Regulationsmechanismen, die in Abhängigkeit von der Bevölkerungsdichte wirken. Bei einer übermäßigen Zunahme des letzteren beginnt sich ein "Masseneffekt" auf den Zustand der Tiere auszuwirken, der im Gegensatz zum "Gruppeneffekt" negativ wirkt und den Wettbewerb und sogar Kannibalismus anregt (Abb. 74), dh das Fressen Individuen derselben Art oder sogar Populationen bis hin zu ihren eigenen Nachkommen.

Reis. 73. Schwankungen in der Zahl der grünen Aasfliegen (aber: Dajo, 1975).
1 - erwachsene Bevölkerung; 2 - die Anzahl der pro Tag gelegten Eier.

Reis. 74. Die Abhängigkeit des Kannibalismus des Kleinen Mehlkäfers im Verhältnis zu seinen Eiern von der Populationsdichte (nach: Dajo, 1975).

In einigen Fällen, insbesondere bei der Haltung von Versuchstieren, ist Kannibalismus pathologisch. Dies sind die häufigen Tatsachen, dass erwachsene Tiere, ihre Eltern, Kaninchen, Ratten und Hamster essen, was eine Folge unsachgemäßer Pflege und Fütterung ist. Natürlich können ähnliche Situationen in einer natürlichen Umgebung auftreten.

Kannibalismus ist in Bruten von Raubtieren und Vögeln keine Seltenheit, insbesondere in Hungerjahren und bei ungleichmäßiger Entwicklung einzelner Jungtiere und Küken (Abb. 75). Die schwächsten von ihnen werden normalerweise von den stärkeren und manchmal von den Eltern zerstört, was einen Anpassungswert für die gesamte Bevölkerung hat und es den lebensfähigsten Individuen ermöglicht, zu überleben.

Reis. 75. Ungleichmäßige Entwicklung der Küken in einer Sumpfohreule-Brut. Foto

Der Massenkonsum von Jungtieren in den Jahren ihrer großen Ernte ist für Fisch bekannt - Stint, Kabeljau, Navaga usw. In der Ernährung der japanischen Makrele während der Laichzeit spielt der eigene Kaviar eine wichtige Rolle, jedoch nur mit einer großen Anzahl.

Bei einer Reihe von Wirbellosen- und Wirbeltierarten kommt Kannibalismus nicht nur häufig vor, sondern spielt eine wichtige Rolle in deren Existenz und führt zur Entstehung eigentümlicher Anpassungen. Kannibalismus ist also charakteristisch für die Raupen der Wintermotte. Sie wird dadurch neutralisiert, dass Schmetterlinge ihre Eier einzeln oder in sehr kleinen Gruppen ablegen, so dass die Raupen gezwungen sind, einen Einzelgänger zu führen. Kannibalismus wird bei Vertretern vieler Fischordnungen (einschließlich der oben genannten) beobachtet; Darüber hinaus sind bei einer Reihe von Arten die eigenen Jungtiere sogar das Hauptnahrungsmittel. Dieses biologische Merkmal ermöglicht es einigen Unterarten des Barschs (einem typischen Räuber), normalerweise in Gewässern zu existieren, in denen es keine anderen Fischarten gibt, von denen sich der Barsch ernähren könnte. Dadurch wird die Nahrungskette hier extrem vereinfacht und verkürzt. Es hat nur zwei Verbraucherglieder: Phytoplankton-Zooplankton-Barsch. Die Vollendung der zweiten Ordnung gliedert sich in zwei Stadien, die sich in Alter, Größe und Ernährungsbedürfnissen unterscheiden: Jungbarsch, der sich von Zooplankton ernährt, und erwachsener Fisch, der von diesem Jungtier lebt. Ein interessantes Beispiel für diese Art von Beziehung ist der Balkhash-Barsch. Seine eigenen Jungtiere machen etwa 80 % seiner Nahrung aus. Erwachsene erhalten somit nicht nur ihre Existenz, sondern begrenzen gleichzeitig die Populationsgröße und erhalten das notwendige ökologische Gleichgewicht, was besonders in geschlossenen Gewässern mit begrenzten Lebensgrundlagen wichtig ist, wo eine übermäßige Vermehrung von Raubtieren nachteilige Folgen hätte.

Eine detaillierte Untersuchung der Dynamik der Artenzahl von Mausnagern ermöglichte es, ein fast automatisches Muster zu erstellen. In den Zeiten der höchsten Bevölkerungsdichte, die auf ihren Wohlstand hindeuten, beginnen Mechanismen zu wirken, die die Fruchtbarkeit hemmen. Gleichzeitig bleiben immer mehr Weibchen unfruchtbar, schwangere Frauen bringen weniger Junge zur Welt, der Anteil der Weibchen sinkt, und damit sinkt die Gesamtfruchtbarkeit der Bevölkerung stetig.

Dieses Phänomen führt zusammen mit einem Anstieg der Sterblichkeit dazu, dass auch unter stabilen Umweltbedingungen die Populationsgröße abnimmt, bis eine Depression einsetzt. In diesem Stadium beeinflusst die Wirkung von Regulationsmechanismen nicht die Richtung der Hemmung, sondern die Stimulierung der Fortpflanzung. Die Fruchtbarkeit einzelner Weibchen nimmt stetig zu. Fast alle beginnen sich zu vermehren und bringen eine erhöhte Anzahl von Nachkommen, darunter besonders viele Weibchen. Dadurch steigt die Gesamtfruchtbarkeit der gesamten Bevölkerung. Nach Abschluss eines solchen Zyklus erfährt die Bevölkerung wieder eine hemmende Wirkung, die die Reproduktionsintensität reduziert, und das ganze Bild wiederholt sich immer wieder.

Der beschriebene zyklische Prozess basiert auf vielen Faktoren. Unter ihnen spielt das Hypophyse-Suprarenal-System der endokrinen Drüsen, die Intensität der Adrenalinsekretion in den Blutkreislauf, eine sehr wichtige Rolle. Bei einer zu hohen Populationsdichte entwickeln Tiere einen Stresszustand (Überanstrengung). Schließlich spielt auch die Schockkrankheit eine hemmende Rolle, die auftritt, wenn Nagetiere zu eng miteinander kommunizieren, wenn sie in einen erhöhten Erregungszustand verfallen, der durch Mangel an Nahrung, Unterkunft, Freiraum und anderen lebenswichtigen Ressourcen in direkte gegenseitige Aggression übergeht . All diese Umstände unterdrücken die Fruchtbarkeit, hemmen das Bevölkerungswachstum und tragen zu einer Verringerung ihrer Dichte in einem bestimmten Gebiet bei. Dieser Vorgang kann bis zu einem gewissen Grad nach dem beigefügten Schema der Zahldynamikhypothese des englischen Ökologen D. Chitty beurteilt werden (Abb. 76).

Reis. 76. Schema der Hypothese der Dynamik der Zahl von D. Chitty (nach: Chernyavsky, 1975).

Die Fruchtbarkeit innerhalb einer Artenpopulation variiert stark unter verschiedenen ökologischen und ethologischen Situationen. Nach Angaben von T. V. Koshkina brüten unter den Roten Wühlmäusen der Taiga der Region Kemerowo in den Jahren mit hohem Überfluss weibliche Unterjährlinge, d. h. die in einem bestimmten Jahr geborenen, überhaupt nicht. Während der Depression gebären die Populationen nicht nur alle erwachsenen Weibchen, sondern auch mehr als 62 % der unterjährigen Jungen. Außerdem erreichen sie ungewöhnlich schnell die Pubertät, sodass einige von ihnen es schaffen, über den Sommer 2-3 Bruten zu bringen. So mobilisiert die Bevölkerung im Stadium des Bevölkerungsrückgangs sozusagen ihre Fortpflanzungsfähigkeiten und kommt dadurch aus der Depression heraus. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass der Unterdrückungszustand, in dem sich die Bevölkerung in einem ungünstigen Lebensabschnitt befand, die nachfolgenden Generationen von Nagetieren erheblich beeinflusst. Diese zeichnen sich insbesondere durch eine verminderte Widerstandsfähigkeit gegen die negativen Auswirkungen der Lebensbedingungen aus.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die obigen Betrachtungen zwangsläufig schematisch sind. Sie erfordern gewisse Anpassungen in Bezug auf verschiedene, sogar eng verwandte Arten sowie einzelne Regionen.

In allen Bereichen des Familienlebens wird eine gegenseitige Anpassung der Ehegatten durchgeführt, die alle Lebensbereiche eines Mannes und einer Frau betrifft. Das Wesen der Anpassung an das Eheleben liegt in der gegenseitigen Ähnlichkeit der Ehepartner und in der gegenseitigen Koordination von Gedanken, Gefühlen und Verhalten. Ehegattenanpassung setzt eine bekannte Angleichung der Temperamente, Tiefe und Stärke der Anziehungskraft, subtiles gegenseitiges Verständnis voraus. Es ist ausnahmslos in allen Beziehungsbereichen der Familie verkörpert: psychologisch, materiell und alltäglich, kulturell, sexuell und erotisch, erzieherisch.

Die Anpassung des Lebensstils umfasst die folgenden Aufgaben:

Anpassung der Ehegatten an neue Rollen von Ehemann und Ehefrau und damit verbundene Funktionen;

Billigung von Mustern von nichtfamiliärem Verhalten vor der Eheschließung;

obligatorische Einbeziehung der Ehegatten in den Kreis der gegenseitigen Familienbande.

Zwei polare Arten der Anpassung entsprechen einer jungen Ehe - primäre und sekundäre Anpassung.

Primäre Anpassung der Ehepartner- Erzielung einer größeren Übereinstimmung bei der Motivation der Ehe, einheitliche Vorstellungen über die Art und Aufteilung der familiären Pflichten und Rollen. Die primäre Anpassung der Ehepartner erfolgt in Form von Rollen- und zwischenmenschlicher Anpassung.

Rollenanpassung hat folgende Funktionen:

für eine erfolgreiche gegenseitige Anpassung ist eine klare Abgrenzung der sozialen und zwischenmenschlichen Rollen erforderlich;

Nicht nur soziale Rollen Ehemann und Ehefrau, aber auch ihre zwischenmenschlichen Rollen können sich widersprechen, Hindernisse für die Harmonie in der Familie schaffen.

Primäre rollenbasierte Anpassung beinhaltet notwendigerweise die Koordination von Vorstellungen über die Art und Verteilung der Familienpflichten.

Erfolgreich zwischenmenschlich Anpassung setzt emotionale Nähe, ein hohes Maß an gegenseitigem Verständnis und die Entwicklung von Fähigkeiten zur Organisation von Verhaltensinteraktionen zwischen Ehepartnern voraus. Zwischenmenschliche Anpassung impliziert die gegenseitige Anpassung der Familienpartner an die Eigenschaften des anderen und die Notwendigkeit (und Möglichkeit), ihr „Ich“ zu einem „Wir“ zu verschmelzen. Im Prozess der primären Anpassung kommt der Kommunikation eine besondere Rolle in Beziehungen zu - direkter Informationsaustausch, Handlungsaustausch und gegenseitige Wahrnehmung in der Familie.

Sekundäre (negative) Anpassung der Ehepartner- übermäßige Abhängigkeit voneinander, Vergessen der ehelichen Liebe und die einzigartige persönliche Natur der Familienzusammenführung.

Laut S. V. Kovalev, diese Art der Anpassung manifestiert sich in der Schwächung der Gefühle, ihrer Abwertung, der Umwandlung in eine Gewohnheit, dem Auftreten von Gleichgültigkeit. Negative Anpassung findet in drei Hauptbereichen statt:

Intellektuell, wenn das Interesse am anderen Ehegatten als Person aufgrund der Wiederholung derselben Gedanken, Urteile, Einschätzungen usw. abnimmt;

Moral - die negative Wirkung der "Wirkung" von Unterwäsche, schlampige "Deklassifizierung" von Ehepartnern voreinander, wenn sie beginnen, nicht ihre besten Eigenschaften, Gedanken und Handlungen zu demonstrieren, während der Kommunikation inakzeptable Gesten und Intonationen zu verwenden usw .;

Sexuell - eine niedrige Kultur des intimen Lebens, leichte Zugänglichkeit von Intimität und Monotonie der Beziehungen untereinander können zu einer Abnahme der gegenseitigen Attraktivität und einer Abnahme des sexuellen Verlangens führen.

Es gibt drei Hauptbedingungen für den Kampf gegen die sekundäre Anpassung. Die erste Bedingung ist ständige Arbeit an sich selbst, spirituelles Wachstum, der Wunsch, in den Augen eines geliebten Menschen ständig sein Prestige und seinen Status zu wahren, denn nach der gerechten Bemerkung von I.M. Sechenov, "die Helligkeit der Leidenschaft wird nur durch die Variabilität des leidenschaftlichen Bildes unterstützt."

Zweite BedingungÜberwindung der negativen Folgen der sekundären Anpassung - dies ist eine weitere Steigerung der Beziehungskultur zwischen den Ehepartnern, eine konsequente Erziehung zu Gesinnung, Wohlwollen, Sensibilität, Zurückhaltung. M. Prishvin sagte: „Die Person, die Sie in mir lieben, ist natürlich besser als ich, ich bin nicht so. Aber du liebst, und ich werde versuchen, besser zu sein als ich selbst.“

Die dritte Bedingung Die Stärke der Familie angesichts der drohenden negativen Anpassung ist eine Zunahme der gegenseitigen Autonomie der Ehegatten, ihrer relativen Freiheit voneinander.

Die Zahl aller möglichen Umweltfaktoren ist potentiell unbegrenzt. Trotz des vielfältigen Einflusses von Umweltfaktoren auf Organismen ist es möglich, die allgemeine Natur (Muster) ihrer Auswirkungen zu identifizieren.

Der Wirkungsbereich oder Toleranzbereich (Ausdauer) des Umweltfaktors wird durch die extremen Schwellenwerte (Minimum und Maximum) begrenzt, bei denen die Existenz eines Organismus möglich ist. Je größer die Schwankungsbreite des ökologischen Faktors ist, innerhalb derer eine bestimmte Art existieren kann, desto größer ist ihre Ausdauer (Toleranz).

Entsprechend den Grenzen der Ausdauer der Organismen werden eine Zone normaler Vitalaktivität (vital), Zonen der Unterdrückung (subletal) unterschieden, gefolgt von der unteren und der oberen Grenze der Vitalaktivität. Außerhalb dieser Grenzen gibt es eine tödliche Zone, in der der Tod des Organismus eintritt. Der Punkt auf der Abszissenachse, der dem besten Indikator für die Vitalaktivität des Körpers (optimaler Faktorwert) entspricht, ist der optimale Punkt.

Umweltbedingungen, bei denen jeder Faktor (oder deren Kombination) über die Komfortzone hinausgeht und eine deprimierende Wirkung hat, werden als extrem bezeichnet.

Hinsichtlich des Ausmaßes der Auswirkungen auf Organismen sind die Faktoren ungleich. Daher werden bei der Analyse immer die wichtigsten hervorgehoben. Faktoren, die die Entwicklung von Organismen aufgrund von Mangel oder Überschuss im Vergleich zum Bedarf (optimaler Gehalt) einschränken, werden als limitierend (limitierend) bezeichnet. Für jeden Faktor gibt es eine Spanne der Ausdauer, über die hinaus der Organismus nicht mehr existieren kann. Folglich kann jeder Faktor als begrenzender Faktor wirken, wenn er fehlt, unter dem kritischen Niveau liegt oder das höchste Niveau überschreitet.

Für die Existenz und das Durchhaltevermögen des Organismus ist der Faktor entscheidend, der in der für den Organismus minimalen Menge vorhanden ist. Diese Idee bildete die Grundlage für das Gesetz des Minimums, formuliert vom deutschen Chemiker J. Liebig: "Die Ausdauer eines Organismus wird durch das schwächste Glied in der Kette seiner ökologischen Bedürfnisse bestimmt."

Zum Beispiel: Auf Dickson Island, wo es keine Hummeln gibt, wachsen auch keine Hülsenfrüchte. Der Mangel an Hitze verhindert die Ausbreitung einiger Obstpflanzenarten nach Norden (Pfirsich, Walnuss).

Aus der Praxis ist bekannt, dass der limitierende Faktor nicht nur ein Mangel, sondern auch ein Überschuss an Faktoren wie Wärme, Licht, Wasser sein kann. Folglich zeichnen sich Organismen durch ein ökologisches Minimum und ein ökologisches Maximum aus. Erstmals geäußert wurde diese Idee von dem amerikanischen Wissenschaftler W. Shelford, der die Grundlage des Toleranzgesetzes bildete: „Der limitierende Faktor für das Gedeihen eines Organismus kann mindestens und höchstens die Umweltbelastung sein, die Spanne zwischen die die Ausdauer (Toleranz) des Organismus gegenüber diesem Faktor bestimmt." Ausgehend von diesem Gesetz lassen sich eine Reihe von Bestimmungen formulieren, nämlich:

Organismen können einen großen Toleranzbereich für einen Faktor und einen engen Toleranzbereich für einen anderen aufweisen;

Organismen mit einem breiten Toleranzbereich gegenüber allen Faktoren sind normalerweise am weitesten verbreitet;

Sind die Bedingungen für einen ökologischen Faktor für die Art nicht optimal, kann sich auch der Toleranzbereich gegenüber anderen ökologischen Faktoren verengen;

Die Brutzeit ist normalerweise kritisch, während dieser Zeit werden viele Umweltfaktoren oft limitierend

Jeder Faktor hat bestimmte Grenzen einer positiven Wirkung auf Organismen. Sowohl eine unzureichende als auch eine übermäßige Wirkung des Faktors wirkt sich negativ auf die Vitalaktivität des Einzelnen aus. Je stärker die Abweichung vom Optimum in die eine oder andere Richtung ist, desto ausgeprägter ist die deprimierende Wirkung des Faktors auf den Organismus. Diese Regelmäßigkeit wird als Regel des Optimums bezeichnet: "Jede Art von Organismen hat seine eigenen optimalen Werte der Wirkung von Umweltfaktoren und seine eigenen Grenzen der Ausdauer, zwischen denen sein ökologisches Optimum liegt."

Zum Beispiel: Polarfuchs in der Tundra verträgt Lufttemperaturschwankungen von etwa 80 °C (von +30 bis -50 °C), Warmwasser-Krebstiere können selbst geringen Temperaturschwankungen nicht standhalten. Ihre Temperatur liegt im Bereich von 23-29 ° C, was etwa 6 ° C entspricht.

Umweltfaktoren wirken nicht einzeln, sondern wechselseitig. Das Zusammenspiel verschiedener Faktoren besteht darin, dass eine Änderung der Intensität eines von ihnen die Ausdauergrenze auf einen anderen Faktor verengen oder umgekehrt erhöhen kann.

Zum Beispiel: Optimale Temperatur erhöht die Toleranz gegenüber Feuchtigkeits- und Nahrungsmangel; Hitze wird leichter vertragen, wenn die Luft nicht feucht, sondern trocken ist; starker Frost ohne Wind wird von Mensch oder Tier leichter vertragen, bei windigem Wetter, bei starkem Frost besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit von Erfrierungen etc. Aber trotz der gegenseitigen Beeinflussung der Faktoren können sie sich immer noch nicht ersetzen, was sich im Gesetz der Unabhängigkeit der Faktoren V.R. widerspiegelt. Williams: "Die Lebensbedingungen sind gleich, keiner der Faktoren des Lebens kann durch einen anderen ersetzt werden." Beispielsweise kann die Einwirkung von Feuchtigkeit (Wasser) nicht durch die Einwirkung von Kohlendioxid oder Sonnenlicht ersetzt werden.

3. Grundideen zur Anpassung von Organismen.

Die Einzigartigkeit der Bedingungen jeder Lebensumgebung bestimmte die Einzigartigkeit lebender Organismen. Alle Organismen im Evolutionsprozess haben spezifische, morphologische, physiologische, Verhaltens- und andere Anpassungen an das Leben in ihrer Lebensumgebung und an verschiedene besondere Bedingungen entwickelt.

Die Anpassung von Organismen an die Umwelt wird als Anpassung bezeichnet. Es entwickelt sich unter dem Einfluss von drei Hauptfaktoren - Variabilität, Vererbung und natürliche (künstliche) Selektion. Auf ihrem historischen und evolutionären Weg haben sich Organismen an periodische primäre und sekundäre Faktoren angepasst.

Periodische Primärfaktoren sind solche, die vor dem Erscheinen des Lebens existierten (Temperatur, Licht, Ebbe, Flut usw.). Die Anpassung an diese Faktoren ist die perfekteste. Periodische sekundäre Faktoren sind eine Folge von Veränderungen der primären Faktoren (Luftfeuchtigkeit, abhängig von Temperatur; Pflanzennahrung, abhängig von Zyklizität und Entwicklung der Pflanzen usw.) Unter normalen Bedingungen sollten im Lebensraum nur periodische Faktoren vorhanden sein und nicht -periodische sollten fehlen.

Nicht periodische Faktoren haben eine katastrophale Wirkung und verursachen Krankheiten oder sogar den Tod von lebenden Organismen. Um für ihn schädliche Organismen, beispielsweise Insekten, zu zerstören, führt eine Person nicht periodische Faktoren ein - Pestizide.

Die wichtigsten Anpassungsmöglichkeiten:

Der aktive Weg (Widerstand) ist eine Widerstandserhöhung, Aktivierung von Prozessen, die es ermöglichen, alle physiologischen Funktionen auszuführen. Zum Beispiel: Aufrechterhaltung einer bestimmten Körpertemperatur durch Warmblüter.

Der passive Weg (Unterwerfung) ist die Unterordnung der lebenswichtigen Funktionen des Körpers unter Veränderungen von Umweltfaktoren. Sie ist charakteristisch für alle Pflanzen und Kaltblüter und äußert sich in einer Verlangsamung von Wachstum und Entwicklung, die einen sparsameren Umgang mit Ressourcen ermöglicht.

Bei Warmblütern (Säugetiere und Vögel) werden passive Anpassungen in ungünstigen Zeiten von Arten verwendet, die in Erstarrung, Winterschlaf und Winterschlaf fallen.

Vermeidung von Nebenwirkungen (Vermeidung) - die Entwicklung solcher Lebenszyklen, in denen die anfälligsten Entwicklungsstadien in den günstigsten Perioden des Jahres abgeschlossen werden.

Bei Tieren - Verhaltensformen: Verbringung von Tieren an Orte mit günstigeren Temperaturen (Flüge, Wanderungen); Änderung des Aktivitätszeitpunkts (Winterschlaf, Nachtaufnahme in der Wüste); Erwärmung von Unterständen, Nestern mit Flusen, trockenen Blättern, Vertiefung von Höhlen usw .;

Bei Pflanzen Veränderungen der Wachstumsprozesse; So hilft beispielsweise der Zwergwuchs der Tundrapflanzen, die Wärme der Oberflächenschicht zu nutzen.

Die Fähigkeit von Organismen, ungünstige Zeiten (Temperaturwechsel, Feuchtigkeitsmangel usw.) in einem Zustand zu überleben, in dem der Stoffwechsel stark abnimmt und keine sichtbaren Manifestationen des Lebens vorhanden sind, wird als suspendierte Animation bezeichnet (Samen, Bakteriensporen, Wirbellose, Amphibien usw.) .)

Die Bandbreite der Anpassungsfähigkeit einer Art an verschiedene Umweltbedingungen wird durch die ökologische Wertigkeit (Plastizität) charakterisiert (Abb. 3).

Umweltfreundlich plastikfrei, d.h. Arten mit geringer Ausdauer werden als Stenobiont (stenos - schmal) bezeichnet - Forelle, Tiefseefisch, Eisbär.

Die robusteren sind eurybiontisch (eurus - breit) - Wolf, Braunbär, Schilf.

Obwohl Arten im Allgemeinen an das Leben in einem bestimmten Bereich von Bedingungen angepasst sind, gibt es außerdem innerhalb des Verbreitungsgebiets der Arten Orte mit unterschiedlichen ökologischen Bedingungen. Populationen werden in Ökotypen (Subpopulationen) unterteilt.

Ökotyp ist eine Reihe von Organismen jeglicher Art, die ausgeprägte Anpassungseigenschaften an ihren Lebensraum aufweisen.

Pflanzenökotypen unterscheiden sich in jährlichen Wachstumszyklen, Blütezeit, äußeren und anderen Merkmalen.

Bei Tieren, zum Beispiel bei Schafen, wurden 4 Ökotypen unterschieden:

Englisches Fleisch und Fleischwolle (Nordwesteuropa);

Kammgarn und Merino (Mittelmeer);

Fettschwanz und Fettschwanz (Steppen, Wüsten, Halbwüsten);

Kurzschwanz (Waldzone Europas und nördliche Regionen)

Die Nutzung von Ökotypen von Pflanzen und Tieren kann eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Pflanzenbaus und der Tierhaltung spielen, insbesondere bei der ökologischen Begründung der Zonierung von Sorten und Rassen in Regionen mit unterschiedlichen natürlichen und klimatischen Bedingungen.

4. Das Konzept der „Lebensform“ und der „ökologischen Nische“

Organismen und die Umwelt, in der sie leben, stehen in ständiger Wechselwirkung. Das Ergebnis ist eine auffallende Übereinstimmung zwischen zwei Systemen: dem Organismus und der Umwelt. Diese Korrespondenz ist adaptiv. Unter den Anpassungen lebender Organismen spielen morphologische Anpassungen die größte Rolle. Veränderungen betreffen am stärksten Organe, die in direktem Kontakt mit der äußeren Umgebung stehen. Als Ergebnis kommt es bei verschiedenen Arten zu einer Konvergenz (Konvergenz) der morphologischen (äußeren) Merkmale. Gleichzeitig bleiben die inneren Merkmale der Struktur von Organismen, ihr allgemeiner Strukturplan unverändert.

Die morphologische (morphophysiologische) Art der Anpassung eines Tieres oder einer Pflanze an bestimmte Lebensbedingungen und eine bestimmte Lebensweise wird als Lebensform des Organismus bezeichnet.

(Konvergenz ist das Auftreten ähnlicher äußerer Zeichen in verschiedenen, nicht verwandten Formen als Ergebnis eines ähnlichen Lebensstils).

Gleichzeitig können die gleichen Arten unter verschiedenen Bedingungen unterschiedliche Lebensformen annehmen: Lärche, Fichte im hohen Norden bilden kriechende Formen.

Die Lehre von den Lebensformen wurde von A. Humboldt (1806) begründet. Eine besondere Richtung in der Lebensformenlehre gehört K. Raunkier. Die umfassendsten Grundlagen für die Klassifizierung von Lebensformen pflanzlicher Organismen wurden in den Studien von I.G. Serebrjakowa.

Die Lebensformen in tierischen Organismen sind vielfältig. Leider gibt es keine einheitliches System Klassifizierung der Vielfalt der Lebensformen von Tieren und es gibt keinen allgemeinen Ansatz zu ihrer Definition.

Der Begriff der „Lebensform“ ist eng mit dem Begriff der „ökologischen Nische“ verwandt. Das Konzept der "ökologischen Nische" in der Ökologie wurde von I. Grinnell (1917) eingeführt, um die Rolle einer bestimmten Art in einer Gemeinschaft zu bestimmen.

Eine ökologische Nische ist die Position einer Art, die sie im Gesellschaftssystem einnimmt, ein Komplex ihrer Verbindungen und Anforderungen an abiotische Umweltfaktoren.

Yu. Odum (1975) stellte eine ökologische Nische im übertragenen Sinne als Besetzung des „Berufs“ eines Organismus im Artensystem dar, zu dem er gehört, und sein Lebensraum ist die „Adresse“ einer Art. Die Bedeutung der ökologischen Nische ermöglicht es, die Fragen zu beantworten, wie, wo und was sich die Art ernährt, wessen Beute sie ist, wie und wo sie ruht und sich fortpflanzt.

So sichert beispielsweise eine Grünpflanze, die sich an der Ergänzung einer Gemeinschaft beteiligt, die Existenz einer Reihe von ökologischen Nischen:

1 - Wurzelfresser; 2 - Wurzelsekrete essen; 3 - Blattkäfer; 4 - Kofferraumfresser; 5 - Fruchtkäfer; 6 - Samenfresser; 7 - Blumenkäfer; 8 - Pollenfresser; 9 - Saftkäfer; 10 - Nierenfresser.

Gleichzeitig können die gleichen Arten in unterschiedlichen Entwicklungsphasen unterschiedliche ökologische Nischen besetzen. Eine Kaulquappe frisst beispielsweise pflanzliche Nahrung, ein erwachsener Frosch ist ein typisches fruchtfressendes Tier, daher zeichnen sie sich durch verschiedene ökologische Nischen aus.

Es gibt keine 2 verschiedenen Arten, die dieselben ökologischen Nischen besetzen, aber es gibt eng verwandte Arten, die oft so ähnlich sind, dass sie dieselbe Nische benötigen. In diesem Fall ist ein harter Wettbewerb zwischen den Arten um Platz, Nahrung, Nährstoffe usw. Das Ergebnis interspezifischer Konkurrenz kann entweder die gegenseitige Anpassung von 2 Arten sein, oder die Population einer Art wird durch die Population einer anderen Art ersetzt und die erstere ist gezwungen, an einen anderen Ort zu ziehen oder auf ein anderes Futter umzustellen. Das Phänomen der ökologischen Trennung eng verwandter (oder anderweitig ähnlicher) Arten wurde als Prinzip des Konkurrenzausschlusses oder als Gauze-Prinzip bezeichnet (zu Ehren des russischen Wissenschaftlers Gauze, der seine Existenz 1934 experimentell bewies).

Die Einführung einer Population in neue Gemeinschaften ist nur bei geeigneten Bedingungen und der Möglichkeit, eine entsprechende ökologische Nische zu besetzen, möglich. Die bewusste oder unfreiwillige Einführung neuer Populationen in eine freie ökologische Nische, ohne Berücksichtigung aller Besonderheiten der Existenz, führt oft zu einer schnellen Vermehrung, Verdrängung oder Zerstörung anderer Arten und einer Verletzung des ökologischen Gleichgewichts. Ein Beispiel für die schädlichen Auswirkungen der künstlichen Umsiedlung von Organismen ist der Kartoffelkäfer - der gefährlichste Kartoffelschädling. Seine Heimat ist Nordamerika. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts. es wurde mit Kartoffeln nach Frankreich gebracht. Jetzt bewohnt er ganz Europa. Es ist sehr produktiv, leicht zu bewegen, hat wenige natürliche Feinde und zerstört bis zu 40% der Ernte.