Jenis adaptasi: adaptasi morfologi, fisiologis dan perilaku. Pola utama aksi faktor lingkungan Adaptasi timbal balik dalam spesies yang sama

Habitat - ini adalah bagian dari alam yang mengelilingi organisme hidup dan berinteraksi langsung dengannya. Bagian-bagian penyusun dan sifat-sifat lingkungan beragam dan dapat berubah. Setiap makhluk hidup hidup di dunia yang kompleks dan berubah, terus-menerus beradaptasi dengannya dan mengatur aktivitas hidupnya sesuai dengan perubahannya.

Sifat individu atau unsur lingkungan yang mempengaruhi organisme disebut faktor lingkungan. Faktor lingkungan beragam. Mereka mungkin diperlukan atau, sebaliknya, berbahaya bagi makhluk hidup, memfasilitasi atau menghambat kelangsungan hidup dan reproduksi. Faktor lingkungan memiliki sifat dan kekhususan tindakan yang berbeda. Diantaranya adalah abiotik dan biotik, antropogenik.

Faktor abiotik - suhu, cahaya, radiasi radioaktif, tekanan, kelembaban udara, komposisi garam air, angin, arus, medan - ini semua adalah sifat-sifat alam mati yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme hidup.

Faktor biotik - ini adalah bentuk pengaruh makhluk hidup satu sama lain. Setiap organisme terus-menerus mengalami pengaruh langsung atau tidak langsung dari makhluk lain, melakukan kontak dengan perwakilan dari spesiesnya sendiri dan spesies lain - tanaman, hewan, mikroorganisme, bergantung pada mereka dan memiliki efek pada mereka. Dunia organik di sekitarnya merupakan bagian integral dari lingkungan setiap makhluk hidup.

Keterkaitan organisme adalah dasar bagi keberadaan biocenosis dan populasi; pertimbangan mereka termasuk dalam bidang syn-ecology.

Faktor antropogenik - ini adalah bentuk aktivitas masyarakat manusia yang mengarah pada perubahan alam sebagai habitat spesies lain atau secara langsung mempengaruhi kehidupan mereka. Dalam perjalanan sejarah manusia, perkembangan perburuan pertama, dan kemudian pertanian, industri, transportasi telah sangat mengubah sifat planet kita. Pentingnya dampak antropogenik pada seluruh dunia kehidupan di Bumi terus berkembang pesat.

Meskipun manusia mempengaruhi alam yang hidup melalui perubahan faktor abiotik dan hubungan biotik spesies, aktivitas manusia di planet ini harus dipilih sebagai kekuatan khusus yang tidak sesuai dengan kerangka klasifikasi ini. Saat ini, praktis nasib penutup bumi yang hidup, dari semua jenis organisme, berada di tangan masyarakat manusia dan bergantung pada pengaruh antropogenik terhadap alam.

Satu dan faktor lingkungan yang sama memiliki arti yang berbeda dalam kehidupan organisme hidup bersama dari spesies yang berbeda. Misalnya, angin kencang di musim dingin tidak menguntungkan bagi hewan besar yang tinggal di tempat terbuka, tetapi tidak mempengaruhi hewan yang lebih kecil, yang berlindung di liang atau di bawah salju. Komposisi garam tanah penting untuk nutrisi tanaman, tetapi tidak penting untuk sebagian besar hewan darat, dll.

Perubahan faktor lingkungan dari waktu ke waktu dapat berupa: 1) teratur-berkala, mengubah kekuatan dampak sehubungan dengan waktu, atau musim dalam setahun, atau ritme pasang surut di lautan; 2) tidak teratur, tanpa periodisitas yang jelas, misalnya, perubahan kondisi cuaca di tahun yang berbeda, fenomena bencana alam - badai, hujan, tanah longsor, dll.; 3) diarahkan untuk jangka waktu yang diketahui, kadang-kadang lama, misalnya, selama pendinginan atau pemanasan iklim, pertumbuhan badan air yang berlebihan, penggembalaan ternak yang konstan di daerah yang sama, dll.

Di antara faktor lingkungan, sumber daya dan kondisi dibedakan. Sumber daya lingkungan, organisme menggunakan, mengkonsumsi, sehingga mengurangi jumlahnya. Sumber daya termasuk makanan, air saat langka, tempat berteduh, tempat berkembang biak yang nyaman, dll. Kondisi - ini adalah faktor-faktor di mana organisme dipaksa untuk beradaptasi, tetapi biasanya tidak dapat mempengaruhi mereka. Satu dan faktor lingkungan yang sama dapat menjadi sumber daya bagi beberapa spesies dan kondisi bagi spesies lain. Misalnya, cahaya adalah sumber energi vital bagi tumbuhan, dan bagi hewan yang dapat melihat, ini adalah kondisi orientasi visual. Bagi banyak organisme, air dapat menjadi kondisi kehidupan dan sumber daya.

Adaptasi organisme terhadap lingkungan disebut adaptasi. Adaptasi mengacu pada setiap perubahan dalam struktur dan fungsi organisme yang meningkatkan peluang mereka untuk bertahan hidup.

Kemampuan untuk beradaptasi adalah salah satu sifat dasar kehidupan secara umum, karena ia juga memberikan kemungkinan keberadaannya, kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Adaptasi dimanifestasikan pada tingkat yang berbeda: dari biokimia sel dan perilaku organisme individu hingga struktur dan fungsi komunitas dan sistem ekologi. Adaptasi muncul dan berkembang selama evolusi spesies.

Mekanisme utama adaptasi pada tingkat organisme: 1) biokimia- memanifestasikan dirinya dalam proses intraseluler, seperti perubahan kerja enzim atau perubahan kuantitasnya; 2) fisiologis- misalnya, peningkatan keringat dengan peningkatan suhu di sejumlah spesies; 3) morfo-anatomi- fitur struktur dan bentuk tubuh yang terkait dengan gaya hidup; 4) perilaku- misalnya, pencarian habitat yang menguntungkan oleh hewan, pembuatan liang, sarang, dll.; lima) ontogenetik- percepatan atau perlambatan perkembangan individu, berkontribusi pada kelangsungan hidup ketika kondisi berubah.

Faktor lingkungan dari lingkungan memiliki berbagai efek pada organisme hidup, yaitu dapat mempengaruhi keduanya iritasi, menyebabkan perubahan adaptif dalam fungsi fisiologis dan biokimia; bagaimana pembatas, membuatnya tidak mungkin ada dalam kondisi ini; bagaimana pengubah, menyebabkan perubahan morfologi dan anatomi pada organisme; bagaimana sinyal, menunjukkan perubahan faktor lingkungan lainnya.

Terlepas dari berbagai macam faktor lingkungan, sejumlah pola umum dapat diidentifikasi dalam sifat dampaknya terhadap organisme dan dalam tanggapan makhluk hidup.

1. Hukum optimal.

Setiap faktor memiliki batas tertentu pengaruh positif pada organisme (Gbr. 1). Hasil dari tindakan faktor variabel tergantung terutama pada kekuatan manifestasinya. Tindakan faktor yang tidak mencukupi dan berlebihan berdampak negatif pada aktivitas vital individu. Kekuatan pengaruh yang menguntungkan disebut zona faktor ekologi optimal atau hanya optimal untuk organisme dari spesies ini. Semakin kuat penyimpangan dari optimal, semakin jelas efek depresi dari faktor ini pada organisme. (zona minimum). Nilai maksimum dan minimum yang ditoleransi dari faktor tersebut adalah titik kritis, per di luar keberadaan yang tidak mungkin lagi, kematian terjadi. Batas daya tahan antara titik kritis disebut valensi ekologis makhluk hidup dalam kaitannya dengan faktor lingkungan tertentu.

Beras. satu. Skema aksi faktor lingkungan pada organisme hidup

Perwakilan dari spesies yang berbeda sangat berbeda satu sama lain baik dalam posisi optimal maupun dalam valensi ekologis. Misalnya, rubah Arktik di tundra dapat mentolerir fluktuasi suhu udara dalam kisaran lebih dari 80 ° C (dari +30 hingga -55 ° C), sedangkan krustasea air hangat Copilia mirabilis dapat menahan perubahan suhu air dalam kisaran tidak lebih dari 6 ° C (dari +23 hingga +29 ° C). Satu dan kekuatan manifestasi yang sama dari suatu faktor dapat optimal untuk satu spesies, pesimis - untuk yang lain, dan melampaui batas daya tahan untuk yang ketiga (Gbr. 2).

Luasnya valensi ekologis spesies dalam kaitannya dengan faktor lingkungan abiotik ditunjukkan dengan penambahan awalan "evry" pada nama faktor tersebut. euritermal spesies - mengalami fluktuasi suhu yang signifikan, eurybat- rentang tekanan lebar, euryhaline- tingkat salinitas lingkungan yang berbeda.

Beras. 2. Posisi kurva optimal pada skala suhu untuk spesies yang berbeda:

1, 2 - spesies stenothermal, cryophiles;

3–7 - spesies eurythermal;

8, 9 - spesies stenothermal, thermophiles

Ketidakmampuan untuk mentolerir fluktuasi faktor yang signifikan, atau valensi ekologis yang sempit, ditandai dengan awalan "steno" - stenotermal, stenobat, stenohalin spesies, dll. Dalam arti kata yang lebih luas, spesies, yang keberadaannya memerlukan kondisi ekologis yang ditentukan secara ketat, disebut stenobiontik, dan mereka yang mampu beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berbeda - euribiontik.

Kondisi yang mendekati oleh satu atau beberapa faktor sekaligus ke titik kritis disebut ekstrim.

Posisi titik optimum dan kritis pada gradien faktor dapat digeser dalam batas-batas tertentu oleh aksi kondisi lingkungan. Ini terjadi secara teratur di banyak spesies saat musim berubah. Di musim dingin, misalnya, burung pipit tahan terhadap salju yang parah, dan di musim panas mereka mati karena pendinginan pada suhu di bawah titik beku. Fenomena pergeseran optimal dalam kaitannya dengan faktor apa pun disebut aklimatisasi. Dalam hal suhu, ini adalah proses pengerasan panas tubuh yang terkenal. Diperlukan periode waktu yang signifikan untuk aklimatisasi suhu. Mekanismenya adalah perubahan sel-sel enzim yang mengkatalisis reaksi yang sama, tetapi pada suhu yang berbeda (yang disebut isozim). Setiap enzim dikodekan oleh gennya sendiri, oleh karena itu, perlu untuk mematikan beberapa gen dan mengaktifkan yang lain, transkripsi, translasi, perakitan protein baru dalam jumlah yang cukup, dll. Proses keseluruhan memakan waktu rata-rata sekitar dua minggu dan dirangsang oleh perubahan lingkungan. Aklimatisasi, atau pengerasan, adalah adaptasi penting organisme yang terjadi di bawah kondisi yang tidak menguntungkan secara bertahap mendekati atau ketika memasuki wilayah dengan iklim yang berbeda. Dalam kasus ini, ini merupakan bagian integral dari proses aklimatisasi secara keseluruhan.

2. Ambiguitas efek suatu faktor pada fungsi yang berbeda.

Setiap faktor memiliki efek yang berbeda pada fungsi tubuh yang berbeda (Gbr. 3). Optimal untuk beberapa proses mungkin menjadi pesimis untuk yang lain. Jadi, suhu udara dari +40 hingga +45 ° C pada hewan berdarah dingin sangat meningkatkan laju proses metabolisme dalam tubuh, tetapi menghambat aktivitas fisik, dan hewan jatuh ke dalam kelambanan termal. Bagi banyak ikan, suhu air, yang optimal untuk pematangan produk reproduksi, tidak menguntungkan untuk pemijahan, yang terjadi pada kisaran suhu yang berbeda.

Beras. 3. Skema ketergantungan fotosintesis dan respirasi tanaman pada suhu (menurut V. Larher, 1978): t menit, t memilih, t maks- suhu minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhan tanaman (daerah yang diarsir)

Siklus hidup, di mana pada periode tertentu tubuh melakukan fungsi tertentu (nutrisi, pertumbuhan, reproduksi, penyebaran, dll.), selalu konsisten dengan perubahan musiman dalam kompleks faktor lingkungan. Organisme bergerak juga dapat mengubah habitatnya untuk keberhasilan pelaksanaan semua fungsi vitalnya.

3. Ragam reaksi individu terhadap faktor lingkungan. Tingkat daya tahan, titik kritis, zona optimal dan pesimis individu individu tidak bertepatan. Variabilitas ini ditentukan baik oleh kualitas keturunan individu dan oleh jenis kelamin, usia, dan perbedaan fisiologis. Misalnya, di kupu-kupu ngengat penggilingan, salah satu hama tepung dan produk biji-bijian, suhu minimum kritis untuk ulat adalah -7 ° C, untuk bentuk dewasa -22 ° C, dan untuk telur -27 ° C. Embun beku pada -10 ° C membunuh ulat, tetapi tidak berbahaya bagi orang dewasa dan telur hama ini. Akibatnya, valensi ekologis suatu spesies selalu lebih luas daripada valensi ekologis setiap individu.

4. Independensi relatif adaptasi organisme terhadap faktor-faktor yang berbeda. Tingkat ketahanan terhadap faktor apa pun tidak berarti valensi ekologis yang sesuai dari spesies dalam kaitannya dengan faktor-faktor lain. Misalnya, spesies yang mentolerir variasi suhu yang luas tidak perlu juga disesuaikan dengan fluktuasi kelembaban atau rezim garam yang luas. Spesies eurythermal dapat berupa stenohaline, stenobate, atau sebaliknya. Valensi ekologis suatu spesies dalam kaitannya dengan berbagai faktor bisa sangat beragam. Ini menciptakan berbagai adaptasi yang luar biasa di alam. Himpunan valensi ekologi dalam kaitannya dengan faktor lingkungan yang berbeda adalah spektrum ekologi spesies.

5. Perbedaan antara spektrum ekologi spesies tertentu. Setiap spesies memiliki kemampuan ekologis yang spesifik. Bahkan pada spesies yang serupa dalam cara adaptasi terhadap lingkungan, ada perbedaan dalam kaitannya dengan faktor individu.

Beras. 4. Perubahan partisipasi spesies tanaman individu dalam herba padang rumput tergantung pada kelembaban (menurut L.G. Ramenskiy et al., 1956): 1 - semanggi padang rumput; 2 - yarrow biasa; 3 - Keleria Delyavin; 4 - rumput biru padang rumput; 5 - fescue; 6 - sedotan itu asli; 7 - sedimen awal; 8 - padang rumput biasa; 9 - geranium bukit; 10 – bidang korostavnik; 11 - jenggot kambing berhidung pendek

Aturan individualitas ekologis spesies dirumuskan oleh ahli botani Rusia L. G. Ramenskiy (1924) dalam kaitannya dengan tanaman (Gbr. 4), kemudian secara luas dikonfirmasi oleh studi zoologi.

6. Interaksi faktor. Zona optimal dan batas daya tahan organisme dalam kaitannya dengan faktor lingkungan apa pun dapat berubah tergantung pada seberapa kuat dan dalam kombinasi apa faktor lain bertindak secara bersamaan (Gbr. 5). Pola ini bernama interaksi faktor. Misalnya, panas lebih mudah ditoleransi di udara kering daripada udara lembab. Risiko pembekuan jauh lebih tinggi dalam cuaca dingin dengan angin kencang daripada di cuaca tenang. Dengan demikian, faktor yang sama dikombinasikan dengan faktor lain memiliki dampak lingkungan yang berbeda. Sebaliknya, hasil ekologis yang sama dapat diperoleh dengan cara yang berbeda. Misalnya, layu tanaman dapat dihentikan dengan meningkatkan jumlah kelembaban di dalam tanah dan menurunkan suhu udara untuk mengurangi penguapan. Efek substitusi parsial faktor dibuat.

Beras. lima. Kematian telur ulat sutra pinus Dendrolimus pini pada kombinasi suhu dan kelembaban yang berbeda

Pada saat yang sama, kompensasi timbal balik untuk tindakan faktor lingkungan memiliki batas tertentu, dan tidak mungkin untuk sepenuhnya mengganti salah satunya dengan yang lain. Ketiadaan air sama sekali atau setidaknya salah satu elemen dasar nutrisi mineral membuat kehidupan tanaman tidak mungkin, terlepas dari kombinasi kondisi lain yang paling menguntungkan. Defisit panas yang ekstrem di gurun kutub tidak dapat dikompensasikan dengan kelembapan yang melimpah atau penerangan sepanjang waktu.

Dengan mempertimbangkan pola interaksi faktor lingkungan dalam praktik pertanian, dimungkinkan untuk secara terampil mempertahankan kondisi optimal untuk kehidupan tanaman budidaya dan hewan peliharaan.

7. Aturan faktor pembatas. Kemungkinan keberadaan organisme terutama dibatasi oleh faktor-faktor lingkungan yang paling jauh dari optimal. Jika setidaknya salah satu faktor lingkungan mendekati atau melampaui nilai kritis, maka, meskipun kombinasi optimal dari kondisi lain, individu terancam kematian. Faktor apa pun yang sangat menyimpang dari optimal menjadi sangat penting dalam kehidupan suatu spesies atau perwakilan individunya dalam periode waktu tertentu.

Faktor pembatas lingkungan menentukan jangkauan geografis spesies. Sifat dari faktor-faktor ini bisa berbeda (Gbr. 6). Dengan demikian, pergerakan suatu spesies ke utara mungkin dibatasi oleh kurangnya panas, ke daerah kering - oleh kurangnya kelembaban atau suhu yang terlalu tinggi. Hubungan biotik, misalnya, pendudukan suatu wilayah oleh pesaing yang lebih kuat atau kurangnya penyerbuk untuk tanaman, juga dapat berfungsi sebagai faktor pembatas penyebaran. Jadi, penyerbukan buah ara sepenuhnya bergantung pada satu spesies serangga - tawon Blastophaga psenes. Tempat kelahiran pohon ini adalah Mediterania. Buah ara yang dibawa ke California tidak berbuah sampai tawon penyerbuk dibawa ke sana. Distribusi legum di Kutub Utara dibatasi oleh distribusi lebah penyerbuk. Di Pulau Dikson yang tidak terdapat lebah, juga tidak ditemukan kacang-kacangan, meskipun karena kondisi suhu, keberadaan tanaman ini masih diperbolehkan.

Beras. 6. Tutupan salju yang dalam merupakan faktor pembatas dalam distribusi rusa (menurut G.A.Novikov, 1981)

Untuk menentukan apakah suatu spesies dapat eksis di wilayah geografis tertentu, pertama-tama perlu diketahui apakah ada faktor lingkungan yang melampaui valensi ekologisnya, terutama selama periode perkembangan yang paling rentan.

Identifikasi faktor pembatas sangat penting dalam praktik pertanian, karena dengan mengarahkan upaya utama untuk menghilangkannya, Anda dapat dengan cepat dan efektif meningkatkan produktivitas tanaman atau produktivitas hewan. Jadi, pada tanah yang sangat asam, hasil gandum dapat sedikit ditingkatkan dengan menerapkan berbagai pengaruh agronomi, tetapi efek terbaik akan diperoleh hanya sebagai hasil dari pengapuran, yang menghilangkan efek pembatas keasaman. Mengetahui faktor pembatas dengan demikian merupakan kunci untuk mengelola fungsi vital organisme. Pada periode kehidupan individu yang berbeda, berbagai faktor lingkungan bertindak sebagai faktor pembatas, oleh karena itu, diperlukan pengaturan yang terampil dan konstan dari kondisi kehidupan tanaman dan hewan yang tumbuh.

Dalam ekologi, keragaman dan keragaman metode dan cara adaptasi terhadap lingkungan menciptakan kebutuhan untuk klasifikasi ganda. Menggunakan kriteria tunggal, tidak mungkin untuk mencerminkan semua aspek kemampuan beradaptasi organisme terhadap lingkungan. Klasifikasi lingkungan mencerminkan kesamaan yang muncul di antara anggota berbagai kelompok ketika mereka menggunakannya cara adaptasi yang serupa. Misalnya, jika kita mengklasifikasikan hewan menurut cara pergerakannya, maka kelompok ekologis spesies yang bergerak di air secara reaktif akan mencakup hewan yang berbeda dalam posisi sistematis seperti ubur-ubur, cumi, beberapa ciliata dan flagellata, larva sejumlah capung, dll. (Gbr. 7). Berbagai macam kriteria dapat digunakan sebagai dasar untuk klasifikasi lingkungan: cara memberi makan, gerakan, kaitannya dengan suhu, kelembaban, salinitas lingkungan, tekanan dan seterusnya Pembagian semua organisme menjadi eurybiontic dan stenobiontic menurut garis lintang kisaran adaptasi terhadap lingkungan adalah contoh klasifikasi ekologi yang paling sederhana.

Beras. 7. Perwakilan dari kelompok ekologi organisme yang bergerak di air secara reaktif (menurut S. A. Zernov, 1949):

1 - flagellata Medusochloris phiale;

2 - ciliate Craspedotella pileosus;

3 - ubur-ubur Cytaeis vulgaris;

4 - teripang pelagis Pelagothuria;

5 - larva capung-rocker;

6 - berenang gurita Octopus vulgaris:

tetapi- arah aliran air;

B- arah pergerakan hewan

Contoh lain adalah pembagian organisme ke dalam kelompok. oleh sifat makanan.Autotrof- ini adalah organisme yang menggunakan senyawa anorganik sebagai sumber untuk membangun tubuh mereka. Heterotrof- semua makhluk hidup membutuhkan makanan yang berasal dari organik. Pada gilirannya, autotrof dibagi menjadi: fototrof dan kemotrof. Yang pertama menggunakan energi sinar matahari untuk sintesis molekul organik, yang terakhir menggunakan energi ikatan kimia. Heterotrof dibagi menjadi saprofit, menggunakan larutan senyawa organik sederhana, dan Holozoev. Holozoa memiliki kompleks enzim pencernaan yang kompleks dan dapat memakan senyawa organik kompleks, menguraikannya menjadi komponen yang lebih sederhana. Holozoi dibagi menjadi saprofag(memakan sisa-sisa tanaman mati), fitofag(konsumen tumbuhan hidup), zoophages(membutuhkan makanan hidup) dan nekrofag(hewan kadaver). Pada gilirannya, masing-masing kelompok ini dapat dibagi lagi menjadi yang lebih kecil, yang memiliki kekhasan sendiri dalam sifat nutrisi.

Jika tidak, Anda dapat membuat klasifikasi dengan cara mendapatkan makanan. Di antara hewan, misalnya, kelompok seperti penyaring(krustasea kecil, ompong, paus, dll.), bentuk penggembalaan(ungulata, kumbang daun), kolektor(pelatuk, tahi lalat, cicak, ayam), pemburu mangsa bergerak(serigala, singa, lalat-ktyri, dll) dan sejumlah kelompok lainnya. Jadi, terlepas dari perbedaan besar dalam organisasi, cara yang sama untuk menguasai mangsa mengarah pada singa dan lalat ke sejumlah analogi dalam kebiasaan berburu dan fitur struktural umum: tubuh ramping, perkembangan otot yang kuat, kemampuan untuk mengembangkan jangka pendek. kecepatan tinggi, dll.

Klasifikasi lingkungan membantu mengidentifikasi kemungkinan cara adaptasi organisme terhadap lingkungan.

Metabolisme adalah salah satu sifat terpenting kehidupan, yang menentukan hubungan erat bahan-energi organisme dengan lingkungan. Metabolisme sangat tergantung pada kondisi keberadaan. Di alam, kita mengamati dua keadaan dasar kehidupan: hidup aktif dan istirahat. Dengan kehidupan aktif, organisme memberi makan, tumbuh, bergerak, berkembang, berkembang biak, sementara dicirikan oleh metabolisme intensif. Istirahat dapat berbeda dalam kedalaman dan durasi, sementara banyak fungsi tubuh melemah atau tidak dilakukan sama sekali, karena tingkat metabolisme berada di bawah pengaruh faktor eksternal dan internal.

Dalam keadaan istirahat yang dalam, yaitu, metabolisme bahan-energi yang lebih rendah, organisme menjadi kurang bergantung pada lingkungan, memperoleh tingkat stabilitas yang tinggi dan mampu bertahan dalam kondisi yang tidak dapat menahan kehidupan aktif. Kedua negara bagian ini bergantian dalam kehidupan banyak spesies, menjadi adaptasi terhadap habitat dengan iklim yang tidak stabil, perubahan musim yang tajam, yang khas untuk sebagian besar planet ini.

Dengan penekanan metabolisme yang dalam, organisme mungkin tidak menunjukkan tanda-tanda kehidupan sama sekali. Pertanyaan apakah mungkin untuk sepenuhnya menghentikan metabolisme dengan kembalinya ke kehidupan aktif berikutnya, yaitu, semacam "kebangkitan dari kematian", telah diperdebatkan dalam sains selama lebih dari dua abad.

Fenomena pertama kali kematian imajiner ditemukan pada tahun 1702 oleh Anthony van Leeuwenhoek - penemu dunia mikroskopis makhluk hidup. The "animalculi" (rotifers) yang diamati olehnya, ketika dikeringkan, mengkerut, tampak mati dan dapat tetap dalam keadaan ini untuk waktu yang lama (Gbr. 8). Ditempatkan kembali di air, mereka membengkak dan melanjutkan kehidupan yang aktif. Levenguck menjelaskan fenomena ini dengan fakta bahwa cangkang "hewan", jelas, "tidak memungkinkan penguapan sedikit pun" dan mereka tetap hidup dalam kondisi kering. Namun, setelah beberapa dekade, para naturalis sudah berdebat tentang kemungkinan bahwa "kehidupan dapat dihentikan sepenuhnya" dan dipulihkan kembali "dalam 20, 40, 100 tahun atau lebih."

Pada tahun 70-an abad XVIII. fenomena "kebangkitan" setelah pengeringan ditemukan dan dikonfirmasi oleh berbagai eksperimen di sejumlah organisme kecil lainnya - belut gandum, nematoda yang hidup bebas, dan tardigrades. J. Buffon, mengulangi eksperimen J. Needham dengan belut, menegaskan bahwa "organisme ini dapat dibuat mati berkali-kali berturut-turut dan dihidupkan kembali." L. Spallanzani pertama-tama menarik perhatian pada dormansi yang dalam dari benih dan spora tanaman, menganggapnya sebagai pelestarian mereka dalam waktu.

Beras. delapan. Rotifer Philidina roseola pada berbagai tahap pengeringan (menurut P. Yu. Schmidt, 1948):

1 - aktif; 2 - mulai menyusut; 3 - benar-benar berkontraksi sebelum dikeringkan; 4 - dalam keadaan mati suri

Di pertengahan abad XIX. secara meyakinkan ditetapkan bahwa ketahanan rotifera kering, tardigrada dan nematoda terhadap suhu tinggi dan rendah, kekurangan atau ketiadaan oksigen meningkat sebanding dengan tingkat dehidrasinya. Namun, pertanyaannya tetap terbuka apakah ini merupakan gangguan total terhadap kehidupan atau hanya penindasan yang mendalam. Pada tahun 1878, Claude Bernal mengajukan konsep "Hidup tersembunyi" yang ditandai dengan berhentinya metabolisme dan "putusnya hubungan antara makhluk dan lingkungan".

Masalah ini akhirnya diselesaikan hanya pada sepertiga pertama abad XX dengan perkembangan teknik dehidrasi vakum dalam. Eksperimen G. Ram, P. Becquerel dan ilmuwan lain menunjukkan kemungkinan penghentian total kehidupan yang reversibel. Dalam keadaan kering, ketika tidak lebih dari 2% air tersisa di dalam sel dalam bentuk yang terikat secara kimiawi, organisme seperti rotifera, tardigrades, nematoda kecil, biji dan spora tumbuhan, spora bakteri dan jamur bertahan dalam oksigen cair (- 218,4 ° C ), hidrogen cair (-259,4 ° C), helium cair (-269,0 ° C), yaitu suhu mendekati nol mutlak. Dalam hal ini, isi sel mengeras, bahkan tidak ada pergerakan termal molekul, dan semua metabolisme, tentu saja, dihentikan. Setelah ditempatkan dalam kondisi normal, organisme ini terus berkembang. Pada beberapa spesies, penghentian metabolisme pada suhu yang sangat rendah dimungkinkan tanpa pengeringan, asalkan air tidak membeku dalam bentuk kristal, tetapi dalam keadaan amorf.

Perhentian sementara yang lengkap dari kehidupan bernama mati suri. Istilah ini diusulkan oleh V. Preyer pada tahun 1891. Dalam keadaan mati suri, organisme menjadi resisten terhadap berbagai macam pengaruh. Misalnya, tardigrades menjalani percobaan radiasi pengion hingga 570 ribu roentgen selama 24 jam Larva dehidrasi salah satu nyamuk chironomus Afrika, Polypodium vanderplanki, mempertahankan kemampuan untuk hidup kembali setelah terpapar suhu +102 ° C.

Keadaan mati suri sangat memperluas batas pelestarian kehidupan, termasuk dalam waktu. Misalnya, dalam ketebalan gletser Antartika selama pengeboran dalam, mikroorganisme (spora bakteri, jamur, dan ragi) ditemukan, yang kemudian berkembang pada media nutrisi biasa. Usia cakrawala es yang sesuai mencapai 10-13 ribu tahun. Spora beberapa bakteri yang hidup juga telah diisolasi dari lapisan yang lebih dalam yang berumur ratusan ribu tahun.

Anabiosis, bagaimanapun, adalah kejadian langka. Ini tidak mungkin untuk semua spesies dan merupakan keadaan dormansi yang ekstrim pada satwa liar. Kondisi yang diperlukan adalah pelestarian struktur intraseluler tipis yang utuh (organel dan membran) selama pengeringan atau pendinginan organisme yang dalam. Kondisi ini tidak praktis untuk sebagian besar spesies dengan organisasi sel, jaringan, dan organ yang kompleks.

Kemampuan anabiosis ditemukan pada spesies yang memiliki struktur sederhana atau disederhanakan dan hidup dalam kondisi fluktuasi kelembaban yang tajam (pengeringan badan air dangkal, lapisan tanah bagian atas, bantalan lumut dan lumut kerak, dll.).

Bentuk dormansi lain yang terkait dengan keadaan penurunan aktivitas vital sebagai akibat dari penghambatan parsial metabolisme jauh lebih luas di alam. Setiap tingkat penurunan tingkat metabolisme meningkatkan stabilitas organisme dan memungkinkan penggunaan energi yang lebih ekonomis.

Bentuk istirahat dalam keadaan berkurangnya aktivitas vital dibagi menjadi: hipobiosis dan kriptobiosis, atau perdamaian yang dipaksakan dan istirahat fisiologis. Pada hipobiosis, penghambatan aktivitas, atau mati rasa, muncul di bawah tekanan langsung dari kondisi yang tidak menguntungkan dan berhenti segera setelah kondisi ini kembali normal (Gbr. 9). Penekanan proses vital seperti itu dapat terjadi dengan kekurangan panas, air, oksigen, dengan peningkatan tekanan osmotik, dll. Sesuai dengan faktor eksternal utama, dormansi paksa dibedakan kriobiosis(pada suhu rendah), anhidrobiosis(dengan kekurangan air), anoksibiosis(dalam kondisi anaerobik), hiperosmobiosis(dengan kandungan garam yang tinggi dalam air), dll.

Tidak hanya di Kutub Utara dan Antartika, tetapi juga di lintang tengah, beberapa spesies artropoda tahan beku (collembolans, sejumlah lalat, kumbang tanah, dll.) musim dingin dalam keadaan mati rasa, dengan cepat mencair dan beralih ke aktivitas di bawah sinar matahari, dan sekali lagi kehilangan mobilitasnya ketika suhu turun. ... Tanaman yang muncul di musim semi berhenti dan melanjutkan pertumbuhan dan perkembangan setelah pendinginan dan pemanasan. Setelah hujan, tanah gundul sering berubah menjadi hijau karena reproduksi cepat ganggang tanah yang berada dalam dormansi paksa.

Beras. sembilan. Pagon - sepotong es dengan penghuni air tawar yang membeku di dalamnya (dari S.A.Zernov, 1949)

Kedalaman dan durasi penekanan metabolisme pada hipobiosis tergantung pada durasi dan intensitas faktor depresi. Dormansi paksa terjadi pada setiap tahap ontogenesis. Manfaat hipobiosis adalah pemulihan cepat kehidupan aktif. Namun, ini adalah keadaan organisme yang relatif tidak stabil dan, untuk jangka waktu yang lama, dapat merusak karena ketidakseimbangan proses metabolisme, penipisan sumber daya energi, akumulasi produk metabolisme yang kurang teroksidasi dan perubahan fisiologis yang tidak menguntungkan lainnya.

Cryptobiosis adalah jenis dormansi yang berbeda secara fundamental. Ini terkait dengan kompleks penataan ulang fisiologis endogen yang terjadi sebelumnya, sebelum timbulnya perubahan musim yang tidak menguntungkan, dan organisme siap untuk itu. Kriptobiosis adalah adaptasi terutama terhadap periodisitas musiman atau faktor lingkungan abiotik lainnya, siklus regulernya. Ini merupakan bagian dari siklus hidup organisme, tidak muncul pada waktu apa pun, tetapi pada tahap perkembangan individu tertentu, yang waktunya untuk mengalami periode kritis dalam setahun.

Transisi ke keadaan istirahat fisiologis membutuhkan waktu. Hal ini didahului oleh akumulasi zat cadangan, dehidrasi parsial jaringan dan organ, penurunan intensitas proses oksidatif dan sejumlah perubahan lain yang umumnya menurunkan metabolisme jaringan. Dalam keadaan kriptobiosis, organisme menjadi berkali-kali lebih tahan terhadap pengaruh lingkungan yang merugikan (Gbr. 10). Dalam hal ini, penataan ulang biokimia utama dalam banyak hal umum untuk tanaman, hewan, dan mikroorganisme (misalnya, peralihan metabolisme ke berbagai tingkat ke jalur glikolisis karena cadangan karbohidrat, dll.). Keluar dari kriptobiosis juga membutuhkan waktu dan tenaga dan tidak dapat dilakukan hanya dengan menghentikan aksi negatif faktor tersebut. Ini memerlukan kondisi khusus, yang berbeda untuk spesies yang berbeda (misalnya, pembekuan, keberadaan air menetes-cair, durasi siang hari tertentu, kualitas cahaya tertentu, fluktuasi suhu wajib, dll.).

Kriptobiosis sebagai strategi bertahan hidup di bawah kondisi yang tidak menguntungkan secara berkala untuk kehidupan aktif adalah produk evolusi jangka panjang dan seleksi alam. Ini tersebar luas di satwa liar. Keadaan kriptobiosis khas, misalnya untuk benih tanaman, kista dan spora berbagai mikroorganisme, jamur, dan ganggang. Diapause artropoda, hibernasi mamalia, dormansi dalam tumbuhan juga merupakan jenis kriptobiosis yang berbeda.

Beras. 10. Cacing tanah dalam keadaan diapause (menurut V. Tishler, 1971)

Keadaan hipobiosis, kriptobiosis, dan anabiosis memastikan kelangsungan hidup spesies dalam kondisi alami dari garis lintang yang berbeda, seringkali yang ekstrem, memungkinkan pelestarian organisme untuk periode yang tidak menguntungkan yang lama, menetap di ruang angkasa, dan dalam banyak hal mendorong batas-batas kemungkinan dan distribusi kehidupan secara umum.

(Disusun sesuai dengan buku teks biologi, kelas 10 19. Topik ini dapat dilakukan dalam biologi kelas 9 §53 (Koneksi biotik di alam), di kelas 6 saat mempelajari topik (Komunitas alam. Biogeocenosis) dan di kelas 7 (Hubungan hewan di alam) oleh buku teks DI Ponomarev Ecology kelas 10-11 yang ditulis NM Chernov.

Tujuan pelajaran : Pelajari koeksistensi spesies dalam biocenosis .

Tujuan Pelajaran:

• Untuk mempelajari jenis koneksi pada spesies yang hidup bersama di biogeocenosis;
• Pertimbangkan koadaptasi dan contoh adaptasi lain yang dikembangkan dalam populasi spesies sehubungan dengan keberadaan dalam komunitas dengan spesies lain yang berdekatan dalam proses evolusi.
• Bekerja dengan istilah.

Rencana belajar:

1) Pembentukan koadaptasi dan contohnya.
2. Adaptasi timbal balik dalam biogeocenosis.
3. Hubungan evaluasi bersama dalam biogeocenosis.
4. Jenis koneksi biocenotic.

1. Jenis koneksi dan dependensi dalam biogeocenosis.

Presentasi.(Slide 5) Semua koneksi dan ketergantungan dalam biogeocenosis dilakukan dalam bentuk interaksi spesies spesifiknya. Hubungan antar spesies ini berkembang selama periode panjang sejarah perkembangan ekosistem. Akibatnya, spesies yang hidup bersama telah terbentuk sifat saling adaptif(koadaptasi). Sebagai contoh, untuk penyerbukan silang bunga, tanaman mulai menghasilkan nektar yang tidak diperlukan untuk dirinya sendiri, tetapi justru karena nektar itulah serangga (lebah, kupu-kupu, lebah) dan beberapa hewan mengunjungi bunga. Mengumpulkan nektar, mereka memindahkan serbuk sari dari satu bunga ke bunga lainnya.

(Slide 6) Ada juga contoh yang diketahui ketika kodok, katak, dan amfibi lainnya, dengan bantuan lendir beracun atau terbakar yang dikeluarkan oleh kulit, menyelamatkan diri dari dimakan oleh pemangsa, karena yang terakhir mengenali dan menghindari penghuni beracun. pewarnaan peringatan.

(Slide 7) Beberapa penghuni biocenosis mengembangkan metode perlindungan, seperti meniru warna dan bentuk tubuh, atau peniruan... Melalui mimikri, spesies yang tidak beracun menjadi serupa dalam warna dan bentuk dengan yang beracun. Kebiasaan pemangsa yang berkembang untuk melewati spesies beracun ternyata berguna untuk meniru individu dari spesies tidak berbisa.

(Slide 8) Menyamar- kesamaan tiruan dari spesies yang tidak dilindungi pada serangga dengan objek dan tanaman lingkungan: kupu-kupu dengan sayap terlipat, mirip dengan daun (1); kupu-kupu merak (2) dan ngengat elang bermata besar (3), memiliki pola pada sayap yang terlihat seperti mata binatang; serangga duri, secara lahiriah menyerupai dalam ukuran dan bentuk duri tanaman (4)

(Slide 9) Pewarnaan atau penyamaran pelindung dikembangkan pada spesies yang hidup secara terbuka dan dapat diakses oleh musuh. Warna ini membuat organisme kurang terlihat dengan latar belakang daerah sekitarnya. Bentuk ulat yang menggurui (menyerupai ranting) melindunginya dari musuh. Pada burung bersarang terbuka (belis kayu, belibis hitam, belibis hazel, dll.), betina yang duduk di sarang hampir tidak dapat dibedakan dari latar belakang sekitarnya. Warna peringatan (mengancam). Spesies sering memiliki warna yang cerah dan mudah diingat. Setelah mencoba mencicipi kepik yang tidak bisa dimakan yang menyengat tawon, burung itu akan mengingat warna cerahnya selama sisa hidupnya.

Peniruan. Di slide, kecoa terlihat sangat mirip kepik, yang tidak bisa dimakan; di sebelah kanan - lalat lebah meniru lebah tanah.

(Slide 10) Kebugaran adalah hasil dari faktor evolusi. Sebagai hasil dari tindakan seleksi alam, individu-individu dengan sifat-sifat yang berguna untuk kemakmuran mereka dipertahankan. Tanda-tanda ini mengarah pada kebaikan, tetapi tidak mutlak kebugaran organisme dengan kondisi di mana mereka hidup.

Perubahan warna. Alam telah memberi beberapa hewan kemampuan untuk berubah warna ketika berpindah dari satu media warna ke warna lainnya. Properti ini berfungsi sebagai perlindungan yang andal bagi hewan, karena membuatnya tidak mengganggu di lingkungan apa pun. Jarum laut, seluncur es, dan blenny langsung disamarkan: di zona ganggang merah, mereka memperoleh warna merah, di antara ganggang hijau - hijau. Bunglon dan cumi-cumi kadal pohon langsung menyamar di bawah tanah dengan warna apa pun, mengulangi pola dasar laut yang paling licik.

Penyelamatan penerbangan. Dalam perjuangan untuk melestarikan kehidupan, beberapa hewan menggunakan teknik yang sama sekali tidak biasa untuk perwakilan kelas mereka. Melarikan diri dari pengejaran, ikan terbang menyebarkan sirip dada besar dan beberapa spesies dan sirip perut di udara dan meluncur di atas air. Perut baji mengayunkan sirip dada, terbang hingga 5 meter. Kadal naga terbang memiliki tulang rusuk palsu dengan selaput kulit, meluruskannya, membentuk kemiripan dua sayap setengah lingkaran lebar, dan merencanakan hingga 30 meter. Ular pohon meratakan tubuhnya dengan merentangkan tulang rusuk dan menonjolkan perutnya. Setelah memberi tubuh bentuk datar jika ada bahaya, mereka terbang ke pohon lain atau meluncur ke tanah.

(Slide 11) Pose yang mengintimidasi. Banyak hewan yang tidak memiliki kekuatan yang cukup untuk mengusir musuh mencoba menakut-nakutinya dengan melakukan berbagai pose menakutkan. Misalnya, kadal bertelinga bulat merentangkan kakinya, membuka mulutnya hingga batasnya dan meregangkan lipatan parotid, yang dipenuhi darah, dan kesan mulut besar tercipta. Efek yang lebih menakutkan dicapai oleh kadal berjumbai, yang tiba-tiba, seperti payung, membuka selaput kulit berwarna cerah di sekitar leher. Postur yang menakutkan sebagai cara untuk menakut-nakuti telah berkembang pada beberapa serangga. Ulat dari kupu-kupu harpy besar dengan tajam mengangkat bagian depan tubuhnya dan mengangkat "ekor" yang panjang dan bergoyang. Langkah defensif asli adalah autotomi- kemampuan untuk secara instan membuang bagian tubuh tertentu pada saat iritasi saraf. Misalnya, ketika seorang penyerang mencengkeram ekor kadal, dia meninggalkannya ke musuh, dan dia melarikan diri. Mutilasi diri terjadi pada beberapa spesies serangga (belalang, serangga tongkat). Beberapa jenis galaturia, ketika dalam bahaya, membuang isi perutnya untuk dimakan musuh. Organ, anggota badan, ekor, dan tentakel yang terputus menggeliat, menarik perhatian penyerang (udang karang, kepiting), berkat ini hewan itu berhasil melarikan diri.

(Slide 12) Tempat penampungan portabel... Demi keselamatan mereka, beberapa spesies hewan membangun atau mengadaptasi berbagai tempat penampungan portabel. Kepiting pertapa memiliki perut lunak yang tidak dilindungi oleh penutup keras; mereka menyembunyikannya di cangkang kosong moluska gastropoda, yang selalu mereka bawa. Larva Caddisfly membangun rumah dari butiran pasir atau cangkang, ulat bagworm di rumah partikel tanaman, kepiting dorippe meletakkan selempang cangkang di punggungnya dan berlari bersamanya di sepanjang bagian bawah, bersembunyi di baliknya seperti perisai. Pembela yang andal. Terkadang hewan menggunakan kualitas pelindung hewan lain untuk keselamatan mereka. Kepiting pertapa menanam anemon di cangkangnya, yang memiliki tentakel yang menyengat. Di tentakel anemon yang beracun, beberapa ikan bersembunyi dari musuh. Jarum bulu babi yang tajam dan beracun untuk ikan ekor jambul dan bebek landak dapat berfungsi sebagai perlindungan yang andal.

2. Adaptasi timbal balik dalam biogeocenosis.

(Slide 13) Adaptasi timbal balik dalam biogeocenosis. Metode untuk menarik penyerbuk dan melindungi dari musuh adalah adaptasi yang dikembangkan dalam populasi spesies sehubungan dengan keberadaan komunitas dengan spesies lain di dekatnya. Pada saat yang sama, sifat adaptif muncul tidak hanya pada tumbuhan, tetapi juga pada hewan penyerbuk (nektar, struktur bunga, alat mulut, dll.).

Adaptasi timbal balik yang terbentuk di bawah kondisi biogeocenosis memastikan stabilitas yang lebih besar dari keberadaan populasi dan spesies yang berinteraksi.

(Slide 14) Pembagian buah dan biji dengan bantuan hewan. Semut menyebarkan benih tanaman ivan da marya. Di tanaman ini, biji lonjong putih menyerupai kepompong semut, dan semut menyeretnya ke sarang semut, dan kemudian biji yang sama ini, tetapi sudah menjadi gelap dan matang, dibuang saat panen karena tidak perlu.

(Slide 15) Berbagai spesies burung (jay, nutcracker) dan mamalia (chipmunk, squirrel) menyimpan benih untuk musim dingin. Biji yang tidak dimakan berkecambah di musim semi.

3. Hubungan evaluasi bersama dalam biogeocenosis.

(Slide 16) Hubungan evaluasi bersama dalam biogeocenosis. Semua sifat adaptif spesies, yang mencerminkan hubungan biocenotic mereka, muncul dalam komunitas selama evolusi panjang dan dengan bantuan seleksi alam.

(Slide 17) Hanya pada tingkat populasi perkembangan koadaptasi dilakukan dalam proses evolusi bersama spesies.

(Slide 18) Koadaptasi yang diarahkan secara berlawanan. Dengan bantuan seleksi alam, evolusi bersama (koevolusi) dari populasi yang terkait secara trofik mengarah pada pengembangan koadaptasi yang berlawanan arah dalam organisme yang menyediakan makanan dan organisme yang mengkonsumsi makanan ini. Coevolutionary dalam biogeocenosis membentuk trofik, koneksi biocenotic, relung ekologis, bentuk kehidupan yang terbentuk, cara hidup dan aktivitas tertentu di siang hari atau musim, dll.

4. Jenis koneksi biocenotic.

(Slide 19) Jenis hubungan biotik Sebagai hasil dari koevolusi, beberapa spesies, ketika berinteraksi dengan spesies lain, menerima manfaat, yang lain - membahayakan. Jika Anda menunjukkan manfaat dengan tanda (+), bahaya - (-), dan pengaruh acuh tak acuh - (0). Dalam diagram, kita melihat berbagai hubungan biotik dalam biogeocenosis.

(Slide20) Hubungan yang saling menguntungkan (++) (simbiosis). Hubungan mutualistik wajib disebut simbiosis. Misalnya, lumut adalah tempat tinggal bersama alga dan jamur. Hubungan simbiosis yang stabil terbentuk antara jamur topi dan tumbuhan tingkat tinggi. Hifa jamur cendawan dengan erat mengepang akar tipis pohon birch. Jamur terurai dan mengangkut beberapa zat tanah yang tidak dapat diakses oleh birch ke akar birch, meningkatkan nutrisi mineral. Jamur mempromosikan penyerapan fosfor, nitrogen, air yang lebih baik oleh tanaman. Pohon birch menghasilkan berbagai vitamin dan zat aktif lainnya. Untuk bagiannya, birch adalah satu-satunya sumber bahan organik untuk jamur. Pohon tidak akan dapat tumbuh subur di tanah yang sangat miskin tanpa jamur mitra.
Dalam diagram, kita melihat berbagai hubungan biotik dalam biogeocenosis.

(Slide 21) Hubungan yang saling menguntungkan (++) (mutualisme). Anemon dan kepiting pertapa. Anemon, coelenterata, menjalani gaya hidup yang tidak banyak bergerak, menempelkan diri ke tanah, batu, pada cangkang kosong moluska. Kepiting pertapa mencari perlindungan di cangkang ini. Bergerak di sepanjang bagian bawah, kanker membawa cangkang dan anemon. Hal ini memungkinkan dia untuk bertemu lebih banyak makanan dan mitra berkembang biak. Untuk kanker, lingkungan seperti itu juga menguntungkan. Sel-sel penyengat anemon melindunginya dari pemangsa. Bagian dari mangsa anemon, yang dilumpuhkan oleh sel-sel penyengat, pergi ke kanker. Simbiosis- ini adalah hidup bersama yang sangat berguna dari spesies tertentu. Hidup berdampingan Apakah ada hubungan spesies yang saling menguntungkan.

(Slide 22) Hubungan yang menguntungkan (+ -) Antara tumbuhan dan herbivora. Tidak ada yang menyebut sapi yang merumput di padang rumput atau gajah di sabana sebagai predator, tetapi jenis hubungan mereka dengan tanaman sesuai dengan interaksi "predator-mangsa". Interaksi ini disebut herbivora. Sebagai aturan, hewan herbivora tidak sepenuhnya menghancurkan tanaman, tetapi memakan bagian masing-masing.

(Slide 23) Koneksi berbahaya yang berguna (+ -) Antara mangsa dan pemangsa. Setiap organisme hidup di lingkungan organisme lain dan terus-menerus masuk ke dalam berbagai hubungan di antara mereka. Di antara jenis utama hubungan biotik, predasi adalah yang paling terkenal. Interaksi tipe "predator-mangsa" adalah hubungan makanan langsung antara organisme, yang hasilnya negatif untuk satu individu dan positif untuk yang lain. Untuk perburuan yang sukses, predator harus memiliki kualitas yang sesuai: naluri yang baik, penglihatan. Burung hantu memiliki bulu khusus yang membuat penerbangan tidak bersuara. Pemangsa membutuhkan cakar, gigi, atau paruh yang tajam.

(Slide 24)Tautan berbahaya (+ -). Nyamuk. Nyamuk penghisap darah tidak membunuh korbannya, tetapi hanya memakan sebagian dari darahnya. Bisakah jenis hubungan ini disebut predasi? Rupanya ya. Hubungan nyamuk dengan mangsanya dalam banyak hal mirip dengan apa yang kita lihat dalam kasus herbivora dan tumbuhan. Bagaimanapun, hubungan predator-mangsa adalah hubungan nutrisi langsung antara organisme, di mana satu individu menerima manfaat, sementara yang lain menderita ketidaknyamanan.

(Slide 28) Tautan netral yang berguna (+ 0) komensalisme: parasitisme. Seringkali di alam ada hubungan seperti itu di antara spesies ketika salah satu dari mereka memasok makanan atau tempat tinggal bagi yang lain, dan dia sendiri tidak mengalami kerugian atau manfaat dari ini. Jenis hubungan biotik ini disebut komensalisme, atau parasit. Di Far North, rubah kutub berfungsi sebagai komensal beruang kutub.

(Slide 29) Tautan netral yang berguna (+ 0) komensalisme: penginapan. Sisa makanan tuan rumah dijadikan sebagai makanan bagi ikan yang patuh. Pada saat yang sama, bentuk hubungan ini tidak memiliki makna positif maupun negatif bagi hiu. Mereka menempel pada tubuh hiu dengan pengisap mereka dan bergerak bersama mereka melintasi lautan.

(Slide 30) Tautan yang saling merugikan (- -) Kompetisi antarspesies Persaingan terjadi ketika dua atau lebih populasi menggunakan sumber daya yang sama yang persediaannya terbatas. Misalnya, burung nasar dan serigala di sabana Afrika dapat bersaing memperebutkan sisa makanan dari pemangsa besar. Dalam perjuangan kompetitif, bukan yang terkuat yang menang, tetapi yang terkuat.

(Slide 31) Hubungan yang saling merugikan (- -) Kompetisi intraspesifik Semakin mirip kebutuhan dua individu untuk satu atau lain sumber daya yang kekurangan pasokan, semakin kuat persaingan di antara mereka. Oleh karena itu, persaingan antar individu dari spesies yang sama (intraspesifik) akan lebih menonjol dibandingkan antar individu dari spesies yang berbeda (interspesifik). Dalam beberapa tahun, antelop sabana berkembang biak secara intensif, mencapai kepadatan yang sangat besar. Kawanan yang tak terhitung jumlahnya dari hewan-hewan ini memakan dan menginjak-injak hampir semua rumput. Jika antelop gagal menemukan padang rumput baru, kebanyakan dari mereka mati kelaparan.

(Slide 32) Hubungan yang saling merugikan (- -) Persaingan antarspesies. Kompetisi apa pun, termasuk antarspesies, tidak menguntungkan organisme. Itulah mengapa hal itu menjadi salah satu penyebab terjadinya diferensiasi, atau divergensi spesies. Dalam perjalanan evolusi yang panjang, spesies “menjauh” dari persaingan satu sama lain. Relung ekologi sedang dibentuk.

(Slide 33) Hubungan yang saling merugikan (- -) Antagonisme– hubungan di mana keberadaan satu spesies mengesampingkan keberadaan spesies lain.

(Slide 34) Hubungan yang saling merugikan (- -) Agresi– secara aktif mengklarifikasi hubungan antar spesies.

(Slide 35) Netral (0 -) Amensalisme Hutan cemara. Semua tanaman yang menyukai cahaya, jatuh ke bawah naungan pohon-pohon besar, kekurangan cahaya, yang menyebabkan penurunan kondisinya. Untuk pohon itu sendiri, lingkungan seperti itu biasanya acuh tak acuh.

(Slide 36) Netralisme(0 0) Dalam ekosistem, selalu ada spesies yang mendiami wilayah yang sama, tetapi tidak berhubungan langsung satu sama lain.

5. Bekerja dengan istilah: koadaptasi, mimikri, warna pelindung dan peringatan, autotomi, simbiosis, mutualisme, kompensasi ... dan sebagainya

literatur

1. I.N. Ponomareva dan Biologi lainnya. Kelas 10. M. Ventana-Graf. 2008 (§ sembilan belas).
2. D.K.Belyaev. Biologi umum. M.Pencerahan. 2004 r.
3. I.N. Ponomareva dkk.Dasar-Dasar Biologi Umum. Kelas 9. M. Ventana-Graf. 2006 (§ 53).
4. V.A. Vronskii. Ekologi. Kamus referensi. Phoenix. 1997 tahun
5. N.M. Chernov. Dasar-dasar ekologi Kelas 10-11. Bustard. 2001 tahun
6. I.A. Zhigarev. Ekologi. Bantuan visual elektronik dari seri "Dunia Biologi". M.2008

Dalam proses evolusi, di bawah pengaruh seleksi alam, yang memilih bentuk-bentuk yang paling sesuai dengan kondisi lokal, individu-individu yang mirip satu sama lain, berbeda dalam kemerataan ciri-ciri fenotipiknya, terkonsentrasi di dalam populasi. Bukan kebetulan bahwa ketika mempelajari populasi, kesamaan dalam penampilan individu yang termasuk di dalamnya - dalam ukuran, warna, dan karakteristik lainnya - sangat mencolok. Tetapi bahkan lebih penting bahwa di habitat dengan tipe karakteristik yang sama dari populasi tertentu, hewan mengembangkan reaksi kelompok yang homogen terhadap pengaruh eksternal. Kehadiran reaksi semacam itu sangat penting untuk menjaga integritas populasi. Memang, jika anggota individu bereaksi secara berbeda terhadap rangsangan yang sama, maka secara alami, bukan sentripetal, tetapi kecenderungan sentrifugal akan mendominasi dalam populasi. Berkat tanggapan kelompok, populasi berfungsi secara keseluruhan. Hal tersebut di atas, tentu saja, tidak berarti bahwa dengan demikian variabilitas ekologis dalam populasi dihilangkan. Itu terus memainkan peran yang sangat penting, terutama dalam lingkungan yang dinamis.

Di dunia hewan dan tumbuhan, ada berbagai macam perangkat yang memfasilitasi kontak antar individu. SA Severtsov pada tahun 1951 mengusulkan untuk menyebut adaptasi timbal balik semacam itu dalam suatu spesies yang sama, berbeda dengan koadaptasi - adaptasi antar spesies. Kesesuaian adalah karakteristik dari semua spesies dan, karenanya, populasi spesies. Berkat mereka, integritas spesies dan populasi individu dipertahankan. Jadi, ciri-ciri morfologi, ekologi, perilaku, yang memastikan pertemuan jenis kelamin, perkawinan yang sukses, reproduksi dan membesarkan keturunan, sangat penting. Ini adalah kompleks adaptasi inti yang memastikan kelanjutan spesies dalam serangkaian generasi yang tak ada habisnya. Di sini, peran kolosal dimainkan oleh seleksi seksual yang dipelajari oleh Darwin, di mana tidak hanya pertemuan jenis kelamin yang berhasil bergantung, tetapi kawin, pertama-tama, perwakilan terbaik dari spesies tertentu, yang dengannya kelangsungan hidup baik spesies maupun populasi individu tidak hanya dilestarikan, tetapi juga ditingkatkan.

Sebagai contoh kongruensi semacam ini, S. A. Severtsov mempelajari struktur tanduk berbagai spesies rusa dan artiodactyl lainnya. Dia dengan meyakinkan menunjukkan bahwa senjata yang tampaknya tangguh ini memiliki perangkat semacam itu yang meminimalkan bahayanya bagi pejantan lain dari spesies yang sama dan memberikan tabrakan mereka selama musim kawin karakter turnamen yang dominan, yang, bagaimanapun, tidak menghilangkan tanduk yang sama dari signifikansi pertahanan. (gbr. 72).

Beras. 72. Melawan rusa jantan merah (setelah: Severtsov, 1951).

Di antara manifestasi terpenting dari kehidupan kelompok hewan adalah dinamika angka. Itu tergantung pada kompleks berbagai faktor, termasuk faktor biogeocenological. Oleh karena itu, seluruh masalah yang kompleks ini akan dibahas lebih lanjut, dalam bab tentang biogeocenology. Di sini kita akan fokus pada beberapa aspek populasinya, karena mereka sangat penting untuk mempertahankan homeostasis populasi dan berfungsi sebagai contoh ilustratif adaptasi kelompok.

Bahkan relatif baru-baru ini, ahli zoologi melihat alasan fluktuasi jumlah terutama dalam pengaruh pada reproduksi dan kematian hewan dari berbagai faktor lingkungan eksternal (iklim, biotik, dll.). Pada 1950-an dan 1960-an, studi eksperimental dan lapangan dari banyak spesies invertebrata dan vertebrata, termasuk mamalia, telah mengungkapkan pengaruh mendalam dari mekanisme pengaturan intrapopulasi pada kesuburan mereka. Contoh ilustratif dari apa yang telah dikatakan adalah eksperimen meyakinkan A. Nicholson dengan lalat bangkai hijau (Lucilia cuprina), yang menunjukkan
bahwa bahkan dalam kondisi keberadaan yang optimal (khususnya, pemberian makan) dalam populasi laboratorium larva dan dewasa serangga ini tidak ada pertumbuhan yang berkelanjutan atau keadaan jumlah yang stabil, tetapi fluktuasi siklusnya diamati (Gbr. 73). Tidak diragukan lagi, fluktuasi ini tidak lebih dari mekanisme regulasi yang disebutkan di atas yang bekerja tergantung pada kepadatan penduduk. Dengan peningkatan yang berlebihan pada yang terakhir, "efek massal" mulai mempengaruhi keadaan hewan, yang, berbeda dengan "efek kelompok", bertindak negatif, merangsang persaingan dan bahkan kanibalisme (Gbr. 74), yaitu makan individu milik spesies yang sama atau bahkan populasi, sampai ke keturunan mereka sendiri.

Beras. 73. Fluktuasi jumlah lalat bangkai hijau (namun: Dajo, 1975).
1 - populasi orang dewasa; 2 - jumlah telur yang diletakkan per hari.

Beras. 74. Ketergantungan kanibalisme kumbang tepung kecil dalam kaitannya dengan telurnya pada kepadatan populasi (setelah: Dajo, 1975).

Dalam beberapa kasus, khususnya saat memelihara hewan laboratorium, kanibalisme bersifat patologis. Begitulah fakta sering memakan kelinci, tikus, dan hamster oleh hewan dewasa, orang tua mereka, yang merupakan konsekuensi dari perawatan dan pemberian makan yang tidak tepat. Jelas, situasi serupa dapat muncul dalam lingkungan alami.

Kanibalisme tidak jarang terjadi pada induk hewan dan burung pemangsa, terutama pada tahun-tahun kelaparan dan dengan perkembangan individu anak dan anak ayam yang tidak merata (Gbr. 75). Yang paling lemah dari mereka biasanya dihancurkan oleh yang lebih kuat, dan kadang-kadang oleh orang tua, yang memiliki nilai adaptif untuk populasi secara keseluruhan, memungkinkan individu yang paling layak untuk bertahan hidup.

Beras. 75. Perkembangan anak ayam yang tidak merata dalam satu induk burung hantu bertelinga pendek. Foto

Konsumsi massal anak-anak selama tahun-tahun panen besar mereka dikenal dengan ikan - smelt, cod, navaga, dll. Dalam makanan mackerel Jepang selama periode pemijahan, tetapi hanya dengan kelimpahan tinggi, kaviarnya sendiri memainkan peran penting.

Pada sejumlah spesies invertebrata dan vertebrata, kanibalisme bukan hanya fenomena umum, tetapi memainkan peran penting dalam keberadaan mereka dan mengarah pada munculnya adaptasi yang aneh. Jadi, kanibalisme adalah ciri khas ulat ngengat musim dingin. Ini dinetralisir oleh fakta bahwa kupu-kupu bertelur secara tunggal atau dalam kelompok yang sangat kecil, sehingga ulat terpaksa menjalani gaya hidup menyendiri. Kanibalisme diamati pada perwakilan dari banyak ordo ikan (termasuk yang disebutkan di atas); apalagi, pada sejumlah spesies, juvenilnya sendiri malah menjadi makanan utama. Fitur biologis ini memungkinkan beberapa subspesies dari tenggeran umum (predator khas) untuk eksis secara normal di badan air di mana tidak ada spesies ikan lain yang bisa dimakan hinggap. Akibatnya, rantai makanan sangat disederhanakan dan dipersingkat di sini. Ia hanya memiliki dua mata rantai konsumen: fitoplankton-zooplankton-bertengger. Penyempurnaan orde kedua terbagi menjadi dua tahap, berbeda dalam usia, ukuran dan kebutuhan nutrisi: juvenil hinggap, memakan zooplankton, dan ikan dewasa, hidup dari juvenil ini. Contoh menarik dari hubungan semacam ini adalah bertengger Balkhash. Remajanya sendiri membuat sekitar 80% dari makanannya. Dengan demikian, orang dewasa tidak hanya mempertahankan keberadaan mereka, tetapi pada saat yang sama membatasi ukuran populasi dan menjaga keseimbangan ekologis yang diperlukan, yang sangat penting di badan air tertutup dengan sumber daya vital yang terbatas, di mana reproduksi predator yang berlebihan akan memiliki konsekuensi yang berbahaya.

Sebuah studi rinci tentang dinamika jumlah spesies tikus murine memungkinkan untuk membangun pola yang hampir otomatis. Selama periode kepadatan penduduk tertinggi, yang tampaknya menunjukkan kemakmurannya, mekanisme yang menghambat kesuburan mulai bekerja. Pada saat yang sama, semakin banyak betina yang mandul, ibu hamil membawa lebih sedikit anak, persentase betina di antara mereka menurun, dan sebagai akibatnya, kesuburan total populasi terus menurun.

Fenomena ini, seiring dengan peningkatan angka kematian, mengarah pada fakta bahwa bahkan dalam kondisi lingkungan yang stabil, ukuran populasi mulai menurun hingga terjadi depresi. Pada tahap ini, aksi mekanisme regulasi tidak mempengaruhi arah penghambatan, tetapi stimulasi reproduksi. Kesuburan individu betina terus meningkat. Hampir semuanya mulai bereproduksi, dan mereka membawa lebih banyak keturunan, di antaranya ada banyak betina. Akibatnya, fertilitas total seluruh penduduk meningkat. Setelah selesainya siklus seperti itu, populasi kembali mengalami efek penghambatan yang mengurangi intensitas reproduksi, dan seluruh gambar berulang lagi dan lagi.

Proses siklus yang dijelaskan didasarkan pada banyak faktor. Di antara mereka, peran yang sangat penting dimainkan oleh sistem hipofisis-supra-ginjal kelenjar endokrin, intensitas sekresi adrenalin ke dalam aliran darah. Dalam kondisi kepadatan populasi yang sangat tinggi, hewan mengembangkan keadaan stres (tegangan lebih). Akhirnya, penyakit syok juga memainkan peran penghambat, yang terjadi ketika hewan pengerat berkomunikasi terlalu dekat satu sama lain, ketika mereka jatuh ke dalam keadaan agitasi yang meningkat, yang berubah menjadi agresi timbal balik langsung karena kekurangan makanan, tempat tinggal, ruang kosong dan vital lainnya. sumber daya. Semua keadaan ini menekan kesuburan, menghambat pertumbuhan populasi dan berkontribusi pada penurunan kepadatannya di wilayah tertentu. Proses ini, sampai batas tertentu, dapat dinilai dengan skema terlampir dari hipotesis dinamika jumlah ahli ekologi Inggris D. Chitty (Gbr. 76).

Beras. 76. Skema hipotesis dinamika jumlah D. Chitty (setelah: Chernyavsky, 1975).

Kesuburan dalam populasi spesies sangat bervariasi di bawah situasi ekologi dan etologi yang berbeda. Menurut data T.V. Koshkina, di antara tikus merah taiga di Wilayah Kemerovo pada tahun-tahun kelimpahan tinggi, underyearling betina, yaitu mereka yang lahir pada tahun tertentu, tidak berkembang biak sama sekali. Selama periode depresi, populasi tidak hanya melahirkan semua wanita dewasa, tetapi juga lebih dari 62% anak di bawah umur. Selain itu, mereka mencapai pubertas dengan sangat cepat, sehingga beberapa dari mereka berhasil membawa 2-3 anak selama musim panas. Jadi, pada tahap penurunan populasi, populasi, seolah-olah, memobilisasi kemampuan reproduksinya dan, berkat ini, keluar dari depresi. Namun, harus diingat bahwa keadaan penindasan di mana populasi berada dalam periode kehidupan yang tidak menguntungkan, secara signifikan mempengaruhi generasi tikus berikutnya. Mereka, khususnya, dicirikan oleh berkurangnya resistensi terhadap efek negatif dari kondisi habitat.

Akhirnya, perlu dicatat bahwa pertimbangan di atas pasti bersifat skematis. Mereka membutuhkan penyesuaian tertentu dalam kaitannya dengan spesies yang berbeda, bahkan terkait erat, serta wilayah individu.

Di semua bidang kehidupan keluarga, penyesuaian timbal balik pasangan dilakukan, yang menyangkut semua bidang kehidupan suami dan istri. Esensi adaptasi terhadap kehidupan pernikahan terletak pada kesamaan pasangan dan koordinasi timbal balik dalam pikiran, perasaan, dan perilaku. Adaptasi pasangan mengandaikan penyamaan temperamen yang terkenal, kedalaman dan kekuatan ketertarikan, saling pengertian yang halus. Itu diwujudkan dalam semua bidang hubungan keluarga tanpa kecuali: psikologis, material dan sehari-hari, budaya, seksual dan erotis, pendidikan.

Adaptasi gaya hidup melibatkan tugas-tugas berikut:

adaptasi pasangan untuk peran baru suami dan istri dan fungsi terkait;

persetujuan sampel perilaku non-keluarga sebelum menikah;

penyertaan wajib pasangan dalam lingkaran ikatan keluarga bersama.

Dua jenis adaptasi kutub sesuai dengan pernikahan muda - adaptasi primer dan sekunder.

Adaptasi utama dari pasangan- mencapai kepatuhan yang lebih besar dalam motivasi pernikahan, gagasan yang konsisten tentang sifat dan distribusi tanggung jawab dan peran keluarga. Adaptasi primer pasangan dilakukan dalam bentuk adaptasi peran dan interpersonal.

Adaptasi peran memiliki fitur berikut:

untuk adaptasi timbal balik yang sukses, penggambaran yang jelas tentang peran sosial dan interpersonal diperlukan;

tidak hanya peran sosial suami istri, tetapi juga peran interpersonal mereka juga dapat bertentangan, menciptakan hambatan untuk keharmonisan dalam keluarga.

Adaptasi berbasis peran utama harus mencakup rekonsiliasi ide tentang sifat dan distribusi tanggung jawab keluarga.

Berhasil antarpribadi adaptasi mengandaikan kedekatan emosional, tingkat saling pengertian yang tinggi dan keterampilan yang dikembangkan dalam mengatur interaksi perilaku antara pasangan. Adaptasi interpersonal menyiratkan adaptasi timbal balik dari pasangan keluarga dengan karakteristik satu sama lain dan kebutuhan (dan kemungkinan) untuk menggabungkan "Aku" mereka menjadi satu "Kami". Dalam proses adaptasi primer, peran khusus dalam hubungan ditugaskan untuk komunikasi - pertukaran informasi langsung, pertukaran tindakan dan persepsi satu sama lain dalam keluarga.

Adaptasi sekunder (negatif) dari pasangan- kecanduan berlebihan satu sama lain, pengabaian cinta suami-istri dan sifat pribadi yang unik dari asosiasi keluarga.

Menurut S.V. Kovalev, jenis adaptasi ini dimanifestasikan dalam melemahnya perasaan, devaluasi mereka, berubah menjadi kebiasaan, munculnya ketidakpedulian. Adaptasi negatif terjadi di tiga bidang utama:

Intelektual, di mana ada penurunan minat pada pasangan lain sebagai pribadi karena pengulangan pemikiran yang sama, penilaian, penilaian, dll.;

Moral - tindakan negatif dari "efek" pakaian dalam, "deklasifikasi" pasangan yang ceroboh di depan satu sama lain, ketika mereka mulai menunjukkan bukan kualitas, pikiran, dan tindakan terbaik mereka, menggunakan gerakan dan intonasi yang tidak dapat diterima selama komunikasi, dll.;

Seksual - budaya kehidupan intim yang rendah, aksesibilitas keintiman yang mudah dan hubungan yang monoton satu sama lain dapat menyebabkan penurunan daya tarik timbal balik dan penurunan hasrat seksual.

Ada tiga kondisi utama untuk melawan adaptasi sekunder. Syarat pertama adalah pekerjaan terus-menerus pada diri sendiri, pertumbuhan spiritual, keinginan untuk terus-menerus mempertahankan prestise dan status Anda di mata orang yang dicintai, karena, menurut komentar yang adil dari I.M. Sechenov, "kecerahan gairah hanya didukung oleh variabilitas gambar yang penuh gairah."

Kondisi kedua mengatasi konsekuensi negatif dari adaptasi sekunder - ini adalah peningkatan lebih lanjut dalam budaya hubungan antara pasangan, pendidikan yang konsisten dalam diri sendiri tentang akomodatif, kebajikan, kepekaan, pengekangan. M. Prishvin berkata: “Orang yang Anda cintai dalam diri saya tentu lebih baik dari saya, saya tidak seperti itu. Tapi kamu sayang, dan aku akan berusaha menjadi lebih baik dari diriku sendiri.”

Syarat ketiga kekuatan keluarga dalam menghadapi ancaman adaptasi negatif adalah peningkatan otonomi bersama pasangan, kebebasan relatif mereka satu sama lain.

Jumlah segala macam faktor lingkungan berpotensi tidak terbatas. Terlepas dari pengaruh beragam faktor lingkungan pada organisme, adalah mungkin untuk mengidentifikasi sifat umum (pola) dari dampaknya.

Rentang tindakan atau zona toleransi (daya tahan) faktor lingkungan dibatasi oleh nilai ambang batas ekstrem (titik minimum dan maksimum) di mana keberadaan suatu organisme dimungkinkan. Semakin luas rentang fluktuasi faktor ekologis, di mana spesies tertentu dapat hidup, semakin luas rentang daya tahannya (toleransi).

Sesuai dengan batas daya tahan organisme, zona aktivitas vital normal (vital), zona penindasan (sublethal) dibedakan, diikuti oleh batas bawah dan atas aktivitas vital. Di luar batas ini, ada zona mematikan di mana kematian organisme terjadi. Titik pada sumbu absis, yang sesuai dengan indikator terbaik dari aktivitas vital tubuh (nilai faktor optimal), adalah titik optimal.

Kondisi lingkungan di mana faktor apa pun (atau kombinasinya) melampaui zona nyaman dan memiliki efek depresi disebut ekstrem.

Dalam hal tingkat dampak pada organisme, faktor-faktornya tidak sama. Karena itu, ketika menganalisisnya, yang paling signifikan selalu disorot. Faktor-faktor yang membatasi perkembangan organisme karena kekurangan atau kelebihan dibandingkan dengan kebutuhan (kandungan optimal) disebut pembatas (limiting). Untuk setiap faktor, ada kisaran daya tahan yang tidak dapat dicapai oleh tubuh. Akibatnya, faktor apa pun dapat bertindak sebagai faktor pembatas jika tidak ada, berada di bawah level kritis, atau melebihi level tertinggi.

Untuk keberadaan dan daya tahan organisme, faktor yang tersedia dalam jumlah minimum sangat penting. Gagasan ini membentuk dasar hukum minimum, yang dirumuskan oleh ahli kimia Jerman J. Liebig: "Ketahanan suatu organisme ditentukan oleh mata rantai terlemah dalam rantai kebutuhan ekologisnya."

Misalnya: Di Pulau Dickson, di mana tidak ada lebah, kacang-kacangan juga tidak tumbuh. Kurangnya panas mencegah penyebaran beberapa jenis tanaman buah ke utara (persik, kenari).

Diketahui dari praktik bahwa faktor pembatas tidak hanya kekurangan, tetapi juga kelebihan faktor seperti panas, cahaya, air. Akibatnya, organisme dicirikan oleh minimum ekologis dan maksimum ekologis. Untuk pertama kalinya ide ini diungkapkan oleh ilmuwan Amerika W. Shelford, yang menjadi dasar hukum toleransi: "Faktor pembatas untuk kemakmuran suatu organisme dapat setidaknya dan maksimum dari dampak lingkungan, kisaran antara yang menentukan besarnya daya tahan (toleransi) organisme terhadap faktor ini.” Berdasarkan undang-undang ini dapat dirumuskan beberapa ketentuan, yaitu:

Organisme dapat memiliki rentang toleransi yang luas untuk satu faktor dan rentang yang sempit untuk faktor lainnya;

Organisme dengan kisaran toleransi yang luas terhadap semua faktor biasanya yang paling tersebar luas;

Jika kondisi untuk satu faktor ekologis tidak optimal untuk spesies tersebut, maka kisaran toleransi terhadap faktor ekologi lainnya juga dapat menyempit;

Periode berkembang biak biasanya kritis, selama periode ini banyak faktor lingkungan sering menjadi pembatas

Setiap faktor memiliki batas-batas tertentu pengaruh positif pada organisme. Tindakan faktor yang tidak mencukupi dan berlebihan berdampak negatif pada aktivitas vital individu. Semakin kuat penyimpangan dari optimal dalam satu arah atau lainnya, semakin jelas efek depresi faktor pada organisme. Pola ini disebut aturan optimal: "Setiap spesies organisme memiliki nilai optimalnya sendiri dari tindakan faktor lingkungan dan batas daya tahannya sendiri, di mana optimal ekologisnya berada."

Misalnya: Rubah Arktik di tundra dapat mentolerir fluktuasi suhu udara sekitar 80 ° C (dari +30 hingga -50 ° C), krustasea air hangat tidak dapat menahan bahkan sedikit fluktuasi suhu. Suhu mereka berada di kisaran 23-29 ° , yaitu sekitar 6 ° .

Faktor lingkungan tidak bertindak sendiri-sendiri, melainkan bersama-sama. Interaksi berbagai faktor adalah bahwa perubahan intensitas salah satunya dapat mempersempit batas daya tahan terhadap faktor lain atau sebaliknya meningkatkannya.

Misalnya: Suhu optimal meningkatkan toleransi terhadap kurangnya kelembaban dan makanan; panas lebih mudah ditoleransi jika udara tidak lembab, tetapi kering; embun beku yang kuat tanpa angin lebih mudah ditoleransi oleh manusia atau hewan, sedangkan dalam cuaca berangin, dengan embun beku yang parah, ada kemungkinan radang dingin yang sangat tinggi, dll. Namun, meskipun faktor-faktor tersebut saling mempengaruhi, mereka tetap tidak dapat menggantikan satu sama lain, yang tercermin dalam hukum independensi faktor V.R. Williams: "Kondisi kehidupan adalah sama, tidak ada faktor kehidupan yang dapat digantikan oleh faktor lain." Misalnya, aksi kelembaban (air) tidak dapat digantikan oleh aksi karbon dioksida atau sinar matahari.

3. Konsep dasar adaptasi organisme.

Keunikan kondisi setiap lingkungan kehidupan menentukan keunikan makhluk hidup. Semua organisme dalam proses evolusi telah mengembangkan adaptasi spesifik, morfologis, fisiologis, perilaku, dan lainnya untuk hidup di lingkungan kehidupannya dan terhadap berbagai kondisi tertentu.

Adaptasi organisme terhadap lingkungan disebut adaptasi. Ini berkembang di bawah pengaruh tiga faktor utama - variabilitas, keturunan dan seleksi alam (buatan). Pada jalur sejarah dan evolusi mereka, organisme telah beradaptasi dengan faktor primer dan sekunder periodik.

Faktor primer periodik adalah faktor-faktor yang ada sebelum munculnya kehidupan (suhu, cahaya, pasang surut, aliran, dll.). Adaptasi terhadap faktor-faktor ini adalah yang paling sempurna. Faktor sekunder periodik adalah konsekuensi dari perubahan faktor primer (kelembaban udara, tergantung pada suhu; makanan tanaman, tergantung pada siklus dan perkembangan tanaman, dll.) Dalam kondisi normal, hanya faktor periodik yang harus ada di habitat, dan bukan faktor periodik. -yang periodik harus tidak ada.

Faktor non-periodik bertindak katastrofik, menyebabkan penyakit atau bahkan kematian organisme hidup. Seseorang, untuk menghancurkan organisme yang berbahaya baginya, misalnya, serangga, memperkenalkan faktor non-periodik - pestisida.

Cara utama adaptasi:

Jalur aktif (resistensi) adalah peningkatan resistensi, aktivasi proses yang memungkinkan semua fungsi fisiologis dilakukan. Misalnya: menjaga suhu tubuh tertentu oleh hewan berdarah panas.

Jalur pasif (penundukan) adalah subordinasi fungsi vital tubuh terhadap perubahan faktor lingkungan. Ini adalah karakteristik dari semua tanaman dan hewan berdarah dingin dan diekspresikan dalam perlambatan pertumbuhan dan perkembangan, yang memungkinkan untuk menggunakan sumber daya secara lebih ekonomis.

Di antara hewan berdarah panas (mamalia dan burung), adaptasi pasif pada periode yang tidak menguntungkan digunakan oleh spesies yang mati suri, hibernasi, dan tidur musim dingin.

Penghindaran efek buruk (penghindaran) - pengembangan siklus hidup seperti itu di mana tahap perkembangan yang paling rentan diselesaikan pada periode yang paling menguntungkan tahun ini.

Pada hewan - bentuk perilaku: pergerakan hewan ke tempat-tempat dengan suhu yang lebih menguntungkan (penerbangan, migrasi); perubahan waktu aktivitas (hibernasi di musim dingin, gambar nokturnal di gurun); pemanasan tempat berlindung, sarang dengan bulu, daun kering, pendalaman liang, dll.;

Pada tumbuhan, perubahan proses pertumbuhan; Misalnya, dwarfisme tanaman tundra membantu memanfaatkan kehangatan lapisan permukaan.

Kemampuan organisme untuk bertahan hidup pada waktu yang tidak menguntungkan (perubahan suhu, kurangnya kelembaban, dll.) dalam keadaan di mana metabolisme menurun tajam dan tidak ada manifestasi kehidupan yang terlihat disebut mati suri (biji, spora bakteri, invertebrata, amfibi, dll.) .)

Kisaran kemampuan beradaptasi suatu spesies terhadap berbagai kondisi lingkungan dicirikan oleh valensi ekologis (plastisitas) (Gbr. 3).

Non-plastik ramah lingkungan, mis. spesies dengan daya tahan rendah disebut stenobiont (stenos - sempit) - ikan trout, ikan laut dalam, beruang kutub.

Yang lebih kuat adalah eurybiontic (eurus - lebar) - serigala, beruang coklat, buluh.

Selain itu, meskipun spesies pada umumnya beradaptasi untuk hidup dalam kisaran kondisi tertentu, ada tempat dengan kondisi ekologis yang berbeda dalam kisaran spesies. Populasi dibagi lagi menjadi ekotipe (subpopulasi).

Ekotipe adalah sekumpulan organisme jenis apa pun yang memiliki sifat adaptasi yang jelas terhadap habitatnya.

Ekotipe tanaman berbeda dalam siklus pertumbuhan tahunan, waktu berbunga, karakteristik eksternal dan lainnya.

Pada hewan, misalnya, pada domba, 4 ekotipe telah dibedakan:

Daging dan wol daging Inggris (Eropa barat laut);

Wol dan merino (Mediterania);

Berekor gemuk dan berekor gemuk (stepa, gurun, semi-gurun);

Ekor pendek (zona hutan Eropa dan wilayah utara)

Pemanfaatan ekotipe tumbuhan dan satwa dapat berperan penting dalam pengembangan budidaya tanaman dan peternakan, terutama dalam pembuktian ekologis zonasi varietas dan breed di daerah dengan kondisi alam dan iklim yang beragam.

4. Konsep "bentuk kehidupan" dan "ceruk ekologis"

Organisme dan lingkungan tempat mereka hidup selalu berinteraksi. Hasilnya adalah korespondensi yang mencolok antara dua sistem: organisme dan lingkungan. Korespondensi ini bersifat adaptif. Di antara adaptasi organisme hidup, adaptasi morfologi memainkan peran terbesar. Perubahan paling besar mempengaruhi organ-organ yang berhubungan langsung dengan lingkungan luar. Akibatnya terjadi konvergensi (konvergensi) karakter morfologi (eksternal) pada spesies yang berbeda. Pada saat yang sama, fitur internal struktur organisme, rencana struktur umum mereka tetap tidak berubah.

Jenis adaptasi morfologis (morfo-fisiologis) hewan atau tumbuhan terhadap kondisi kehidupan tertentu dan cara hidup tertentu disebut bentuk kehidupan organisme.

(Konvergensi adalah munculnya tanda-tanda eksternal yang serupa dalam bentuk-bentuk berbeda yang tidak terkait sebagai akibat dari gaya hidup yang serupa).

Pada saat yang sama, spesies yang sama dalam kondisi yang berbeda dapat memperoleh bentuk kehidupan yang berbeda: misalnya, larch, cemara di ujung utara membentuk bentuk merayap.

Doktrin bentuk kehidupan dimulai oleh A. Humboldt (1806). Sebuah arahan khusus dalam doktrin bentuk kehidupan milik K. Raunkier. Fondasi paling lengkap untuk klasifikasi bentuk kehidupan organisme tumbuhan dikembangkan dalam studi I.G. Serebryakova.

Bentuk kehidupan pada organisme hewan beragam. Sayangnya, tidak ada sistem tunggal yang mengklasifikasikan keanekaragaman bentuk kehidupan hewan dan tidak ada pendekatan umum untuk definisi mereka.

Konsep "bentuk kehidupan" erat kaitannya dengan konsep "relung ekologi". Konsep "relung ekologi" dalam ekologi diperkenalkan oleh I. Grinnell (1917) untuk menentukan peran spesies tertentu dalam suatu komunitas.

Relung ekologi adalah posisi spesies yang ditempatinya dalam sistem komunitas, kompleks koneksi dan persyaratan untuk faktor lingkungan abiotik.

Yu Odum (1975) secara kiasan menyajikan ceruk ekologis sebagai pekerjaan "profesi" organisme dalam sistem spesies yang menjadi miliknya, dan habitatnya adalah "alamat" suatu spesies. Pentingnya relung ekologi memungkinkan untuk menjawab pertanyaan tentang bagaimana, di mana dan apa yang dimakan spesies, mangsa siapa, bagaimana dan di mana ia beristirahat dan berkembang biak.

Jadi, misalnya, tanaman hijau, mengambil bagian dalam pembentukan komunitas, memastikan keberadaan sejumlah relung ekologis:

1 - pemakan akar; 2 - makan sekresi akar; 3 - kumbang daun; 4 - pemakan belalai; 5 - kumbang buah; 6 - pemakan biji-bijian; 7 - kumbang bunga; 8 - pemakan serbuk sari; 9 - kumbang jus; 10 - pemakan ginjal.

Pada saat yang sama, spesies yang sama dalam periode perkembangan yang berbeda dapat menempati relung ekologi yang berbeda. Misalnya, kecebong makan makanan nabati, katak dewasa adalah hewan pemakan buah yang khas, oleh karena itu mereka dicirikan oleh berbagai relung ekologi.

Tidak ada 2 spesies berbeda yang menempati relung ekologi yang sama, tetapi ada spesies yang berkerabat dekat, seringkali sangat mirip sehingga membutuhkan relung yang sama. Dalam hal ini, persaingan antarspesies yang ketat untuk ruang, makanan, nutrisi, dll. Hasil kompetisi interspesifik dapat berupa adaptasi timbal balik dari 2 spesies, atau populasi satu spesies digantikan oleh populasi spesies lain, dan yang pertama terpaksa pindah ke tempat lain atau beralih ke makanan lain. Fenomena pemisahan ekologis spesies yang terkait erat (atau serupa) disebut prinsip pengecualian kompetitif atau prinsip Gauze (untuk menghormati ilmuwan Rusia Gauze, yang membuktikan keberadaannya secara eksperimental pada tahun 1934)

Pengenalan suatu populasi ke dalam komunitas baru hanya mungkin jika ada kondisi yang sesuai dan kesempatan untuk menempati ceruk ekologis yang sesuai. Pengenalan populasi baru secara sadar atau tidak sukarela ke dalam ceruk ekologis yang bebas, tanpa memperhitungkan semua fitur keberadaan, sering kali mengarah pada reproduksi cepat, pemindahan atau penghancuran spesies lain dan pelanggaran keseimbangan ekologis. Contoh efek berbahaya dari relokasi organisme buatan adalah kumbang kentang Colorado - hama kentang yang paling berbahaya. Tanah airnya adalah Amerika Utara. Pada awal abad ke-20. itu dibawa dengan kentang ke Prancis. Sekarang dia mendiami seluruh Eropa. Dia sangat produktif, mudah dipindahkan, memiliki sedikit musuh alami, menghancurkan hingga 40% dari hasil panen.