Crisi di grande male nell'epilessia. Descrizione dell'epilessia nei bambini

Bersaglio: rivelare le caratteristiche dei fattori ambientali abiotici e considerare il loro impatto sugli organismi viventi.

Compiti: far conoscere agli studenti i fattori ambientali ambientali; rivelare le caratteristiche dei fattori abiotici, considerare l'effetto della temperatura, della luce e dell'umidità sugli organismi viventi; identificare diversi gruppi di organismi viventi a seconda dell'influenza di diversi fattori abiotici su di essi; svolgere un compito pratico per determinare gruppi di organismi, a seconda del fattore abiotico.

Attrezzatura: presentazione al computer, compiti in gruppo con immagini di piante e animali, compito pratico.

DURANTE LE LEZIONI

Tutti gli organismi viventi che popolano la Terra sono influenzati da fattori ambientali.

Fattori ambientali- si tratta di proprietà individuali o elementi dell'ambiente che influenzano direttamente o indirettamente gli organismi viventi, almeno durante una delle fasi dello sviluppo individuale. I fattori ambientali sono diversi. Esistono diverse qualifiche, a seconda dell'approccio. Ciò a seconda dell'impatto sull'attività vitale degli organismi, a seconda del grado di variabilità nel tempo, a seconda della durata d'azione. Considera la classificazione dei fattori ambientali in base alla loro origine.

Considereremo l'impatto del primo tre fattori abiotici ambiente, poiché la loro influenza è più significativa: si tratta di temperatura, luce e umidità.

Ad esempio, nello scarabeo di maggio, lo stadio larvale avviene nel terreno. È influenzato da fattori ambientali abiotici: suolo, aria, indirettamente umidità, composizione chimica del suolo - la luce non influisce affatto.

Ad esempio, i batteri sono in grado di sopravvivere nelle condizioni più estreme: si trovano nei geyser, nelle sorgenti di idrogeno solforato, nell'acqua molto salata, nelle profondità degli oceani, molto in profondità nel suolo, nel ghiaccio dell'Antartide, sulle montagne più alte vette (anche l'Everest 8848 m), nei corpi degli organismi viventi.

TEMPERATURA

La maggior parte delle specie animali e vegetali sono adattate a un intervallo di temperature piuttosto ristretto. Alcuni organismi, soprattutto quelli in riposo o in animazione sospesa, sono in grado di resistere a temperature abbastanza basse. La fluttuazione della temperatura nell'acqua è solitamente inferiore a quella terrestre, quindi i limiti di tolleranza alla temperatura negli organismi acquatici sono peggiori che in quelli terrestri. La velocità del metabolismo dipende dalla temperatura. Fondamentalmente gli organismi vivono a temperature comprese tra 0 e +50 sulla superficie della sabbia nel deserto e fino a -70 in alcune zone della Siberia orientale. L'intervallo di temperatura media va da +50 a -50 negli habitat terrestri e da +2 a +27 nell'Oceano Mondiale. Ad esempio, i microrganismi possono resistere al raffreddamento fino a -200, alcuni tipi di batteri e alghe possono vivere e moltiplicarsi nelle sorgenti termali a una temperatura di + 80, +88.

Distinguere organismi animali:

con una temperatura corporea costante (a sangue caldo);
con temperatura corporea instabile (a sangue freddo).

Organismi con temperatura corporea instabile (pesci, anfibi, rettili)

La temperatura non è costante in natura. Gli organismi che vivono a latitudini temperate e sono soggetti a fluttuazioni di temperatura sono meno capaci di tollerare la temperatura costante. Forti fluttuazioni - calore, gelate - sono sfavorevoli per gli organismi. Gli animali hanno sviluppato adattamenti per affrontare il raffreddamento e il surriscaldamento. Ad esempio, con l'inizio dell'inverno, le piante e gli animali con una temperatura corporea instabile cadono in uno stato di dormienza invernale. Il loro tasso metabolico è drasticamente ridotto. In preparazione all'inverno, molti grassi e carboidrati vengono immagazzinati nei tessuti degli animali, la quantità di acqua nella fibra diminuisce, si accumulano zuccheri e glicerina, che impedisce il congelamento. Pertanto, aumenta la resistenza al gelo degli organismi svernanti.

Nella stagione calda, invece, si attivano meccanismi fisiologici che proteggono dal surriscaldamento. Nelle piante aumenta l'evaporazione dell'umidità attraverso gli stomi, il che porta ad una diminuzione della temperatura fogliare. Negli animali aumenta l'evaporazione dell'acqua attraverso il sistema respiratorio e la pelle.

Organismi a temperatura corporea costante. (uccelli, mammiferi)

Questi organismi hanno subito cambiamenti nella struttura interna degli organi, che hanno contribuito al loro adattamento a una temperatura corporea costante. Questo, ad esempio, è un cuore a 4 camere e la presenza di un arco aortico, che garantisce la completa separazione del flusso sanguigno arterioso e venoso, un metabolismo intenso dovuto all'apporto di tessuti con sangue arterioso saturo di ossigeno, piuma o attaccatura dei capelli corpo, che contribuisce alla conservazione del calore, attività nervosa ben sviluppata) . Tutto ciò ha permesso ai rappresentanti di uccelli e mammiferi di rimanere attivi in caso di forti sbalzi di temperatura e di dominare tutti gli habitat.

In condizioni naturali, la temperatura è molto raramente mantenuta al livello favorevole alla vita. Pertanto, le piante e gli animali hanno adattamenti speciali che indeboliscono le forti fluttuazioni di temperatura. Animali come gli elefanti hanno padiglioni auricolari grandi rispetto al loro antenato dal clima freddo, il mammut. Il padiglione auricolare, oltre all'organo dell'udito, svolge la funzione di termostato. Nelle piante, per proteggersi dal surriscaldamento, appare un rivestimento di cera, una densa cuticola.

LEGGERO

La luce fornisce tutti i processi vitali che si verificano sulla Terra. Per gli organismi sono importanti la lunghezza d'onda della radiazione percepita, la sua durata e l'intensità dell'esposizione. Ad esempio, nelle piante, una diminuzione della durata delle ore diurne e dell'intensità dell'illuminazione porta alla caduta delle foglie autunnali.

Di in relazione alla luce delle piante diviso in:

amante della luce- hanno foglie piccole, germogli fortemente ramificati, molto pigmento - cereali. Ma aumentare l’intensità della luce oltre il livello ottimale inibisce la fotosintesi, quindi è difficile ottenere buoni raccolti ai tropici.
amante dell'ombra e - hanno foglie sottili, grandi, disposte orizzontalmente, con meno stomi.
tollerante all'ombra- piante capaci di vivere sia in condizioni di buona illuminazione, sia in condizioni di ombra

Un ruolo importante nella regolazione dell'attività degli organismi viventi e nel loro sviluppo è giocato dalla durata e dall'intensità dell'esposizione alla luce. - fotoperiodo. Nelle latitudini temperate, il ciclo di sviluppo di animali e piante è sincronizzato con le stagioni dell'anno, e il segnale per prepararsi ai cambiamenti di temperatura è la durata della luce del giorno, che, a differenza di altri fattori, rimane sempre costante in un determinato luogo e a un certo tempo. Il fotoperiodismo è un meccanismo di innesco che include processi fisiologici che portano alla crescita e alla fioritura delle piante in primavera, alla fruttificazione in estate, alla caduta delle foglie in autunno nelle piante. Negli animali, all'accumulo di grasso entro l'autunno, alla riproduzione degli animali, alla loro migrazione, al volo degli uccelli e all'inizio della fase dormiente negli insetti. ( messaggio dello studente).

Oltre ai cambiamenti stagionali, ci sono anche cambiamenti giornalieri nel regime di illuminazione, il cambio del giorno e della notte determina il ritmo quotidiano dell'attività fisiologica degli organismi. Un adattamento importante che garantisce la sopravvivenza di un individuo è una sorta di "orologio biologico", la capacità di percepire il tempo.

Animali, la cui attività dipende dall'ora del giorno, Vieni con stile di vita diurno, notturno e crepuscolare.

UMIDITÀ

L'acqua è una componente necessaria della cellula, pertanto la sua quantità in determinati habitat è un fattore limitante per piante e animali e determina la natura della flora e della fauna di una determinata area.

L'eccessiva umidità nel terreno porta al ristagno del terreno e alla comparsa di vegetazione palustre. A seconda dell'umidità del suolo (precipitazioni), la composizione delle specie della vegetazione cambia. Le foreste di latifoglie sono sostituite da vegetazione a foglia piccola, poi da steppa forestale. Ulteriore erba corta e 250 ml all'anno - deserto. Le precipitazioni durante tutto l'anno potrebbero non cadere in modo uniforme, gli organismi viventi devono sopportare lunghi periodi di siccità. Ad esempio, le piante e gli animali delle savane, dove l'intensità della copertura vegetale, così come l'alimentazione intensiva degli ungulati, dipende dalla stagione delle piogge.

In natura si verificano anche fluttuazioni quotidiane dell'umidità dell'aria, che influenzano l'attività degli organismi. Esiste una stretta relazione tra umidità e temperatura. La temperatura influisce maggiormente sul corpo quando l’umidità è alta o bassa. Piante e animali hanno sviluppato adattamenti a vari gradi di umidità. Ad esempio, nelle piante: si sviluppa un potente apparato radicale, la cuticola fogliare si ispessisce, la lamina fogliare si riduce o si trasforma in aghi e spine. Nel saxaul la fotosintesi avviene nella parte verde dello stelo. Le piante smettono di crescere durante i periodi di siccità. I cactus immagazzinano l'umidità nella parte espansa dello stelo, gli aghi invece delle foglie riducono l'evaporazione.

Gli animali hanno anche sviluppato adattamenti che consentono loro di sopportare la mancanza di umidità. Piccoli animali - roditori, serpenti, tartarughe, artropodi - estraggono l'umidità dal cibo. Una sostanza grassa, ad esempio in un cammello, può diventare una fonte d'acqua. Nella stagione calda, alcuni animali: roditori e tartarughe vanno in letargo, che dura diversi mesi. Le piante - effimere all'inizio dell'estate, dopo una breve fioritura, possono perdere le foglie, morire le parti del terreno e sopravvivere così al periodo di siccità. Allo stesso tempo, bulbi e rizomi vengono conservati fino alla stagione successiva.

Di piante in relazione all'acqua condividere:

piante acquatiche alta umidità;
piante acquatiche, terra-acqua;
piante terrestri;
piante di luoghi aridi e molto aridi, vivere in luoghi con umidità insufficiente, può tollerare una breve siccità;
succulente- succosi, accumulano acqua nei tessuti del loro corpo.

Relativo a per abbeverare gli animali condividere:

animali amanti dell'umidità;
gruppo intermedio;
animali secchi.

Tipi di adattamenti degli organismi alle fluttuazioni di temperatura, umidità e luce:

sangue caldo – mantenere una temperatura corporea costante;
letargo - sonno prolungato degli animali nella stagione invernale;
anabiosi - uno stato temporaneo del corpo in cui i processi vitali sono rallentati al minimo e non ci sono segni visibili di vita (osservati negli animali a sangue freddo e negli animali in inverno e in un periodo caldo);
resistenza al gelo b è la capacità degli organismi di sopportare temperature negative;
stato di riposo - la proprietà adattativa di una pianta perenne, che è caratterizzata dalla cessazione della crescita visibile e dell'attività vitale, dalla morte dei germogli macinati nelle forme erbacee delle piante e dalla caduta delle foglie nelle forme legnose;
calma estiva- proprietà adattative delle piante a fioritura precoce (tulipano, zafferano) delle regioni tropicali, desertiche, semidesertiche.

(Messaggi degli studenti.)

Facciamolo conclusione, su tutti gli organismi viventi, ad es. le piante e gli animali sono influenzati da fattori ambientali abiotici (fattori di natura inanimata), in particolare temperatura, luce e umidità. A seconda dell'influenza di fattori di natura inanimata, piante e animali si dividono in diversi gruppi e sviluppano adattamenti all'influenza di questi fattori abiotici.

Compiti pratici per i gruppi:(Allegato 1)

1. COMPITO: Tra gli animali elencati, nominare quelli a sangue freddo (cioè con temperatura corporea instabile).

2. COMPITO: Tra gli animali elencati, nominare a sangue caldo (cioè con una temperatura corporea costante).

3. COMPITO: selezionare tra le piante proposte quelle fotofile, ombrafile e tolleranti all'ombra e annotarle nella tabella.

4. OBIETTIVO: Scegli animali diurni, notturni e crepuscolari.

5. COMPITO: selezionare le piante appartenenti a gruppi diversi in relazione all'acqua.

6. OBIETTIVO: Scegliere animali appartenenti a diversi gruppi in relazione all'acqua.

Compiti sull'argomento "fattori abiotici dell'ambiente", risposte(

La temperatura è il fattore ambientale più importante. La temperatura ha un enorme impatto su molti aspetti della vita degli organismi, sulla loro geografia di distribuzione, sulla riproduzione e su altre proprietà biologiche degli organismi che dipendono principalmente dalla temperatura. Gamma, cioè i limiti di temperatura alla quale può esistere la vita vanno da circa -200°C a +100°C, talvolta si riscontra l'esistenza di batteri nelle sorgenti termali ad una temperatura di 250°C. In effetti, la maggior parte degli organismi può sopravvivere entro un intervallo di temperature ancora più ristretto.

Alcuni tipi di microrganismi, principalmente batteri e alghe, sono in grado di vivere e moltiplicarsi nelle sorgenti termali a temperature prossime al punto di ebollizione. Il limite massimo della temperatura per i batteri delle sorgenti termali è di circa 90°C. La variabilità della temperatura è molto importante dal punto di vista ecologico.

Qualsiasi specie è in grado di vivere solo entro un certo intervallo di temperature, le cosiddette temperature massime e minime letali. Al di là di queste temperature estreme critiche, fredde o calde, si verifica la morte dell'organismo. Da qualche parte tra loro c'è la temperatura ottimale alla quale è attiva l'attività vitale di tutti gli organismi, la materia vivente nel suo insieme.

In base alla tolleranza degli organismi al regime di temperatura, sono divisi in euritermi e stenotermici, cioè in grado di resistere a fluttuazioni di temperatura ampie o strette. Ad esempio, i licheni e molti batteri possono vivere a temperature diverse, oppure le orchidee e altre piante amanti del calore delle zone tropicali sono stenotermiche.

Alcuni animali sono in grado di mantenere una temperatura corporea costante, indipendentemente dalla temperatura ambientale. Tali organismi sono chiamati omeotermici. In altri animali, la temperatura corporea cambia a seconda della temperatura ambiente. Si chiamano poichilotermi. A seconda del modo in cui gli organismi si adattano al regime di temperatura, si dividono in due gruppi ecologici: criofille - organismi adattati al freddo, alle basse temperature; termofili - o amanti del calore.

La regola di Allen- una regola ecogeografica stabilita da D. Allen nel 1877. Secondo questa regola, tra le forme correlate di animali omoiotermici (a sangue caldo) che conducono uno stile di vita simile, quelli che vivono in climi più freddi hanno parti del corpo sporgenti relativamente più piccole: orecchie, gambe, code, ecc.

Ridurre le parti sporgenti della scocca porta ad una diminuzione della superficie relativa della scocca e aiuta a risparmiare calore.

Un esempio di questa regola sono i rappresentanti della famiglia Canine di varie regioni. Le orecchie più piccole (rispetto alla lunghezza del corpo) e un muso meno allungato in questa famiglia si trovano nella volpe artica (area - Artico), e le orecchie più grandi e un muso stretto e allungato - nella volpe fennec (area - Sahara).

Questa regola viene applicata anche in relazione alle popolazioni umane: il naso, le braccia e le gambe più corti (rispetto alla dimensione corporea) sono caratteristici dei popoli eschimese-aleutini (Eschimesi, Inuit) e braccia e gambe lunghe per pellicce e tutsi.

La regola di Bergmanè una regola ecogeografica formulata nel 1847 dal biologo tedesco Carl Bergman. La regola dice che tra forme simili di animali omeotermici (a sangue caldo), i più grandi sono quelli che vivono nei climi più freddi - alle alte latitudini o in montagna. Se ci sono specie strettamente imparentate (ad esempio, specie dello stesso genere) che non differiscono in modo significativo nella dieta e nello stile di vita, allora specie più grandi si trovano anche in climi più rigidi (freddi).

La regola si basa sul presupposto che la produzione totale di calore nelle specie endotermiche dipende dal volume del corpo e la velocità di trasferimento del calore dipende dalla sua superficie. Con l'aumento delle dimensioni degli organismi, il volume del corpo cresce più velocemente della sua superficie. Sperimentalmente, questa regola è stata testata per la prima volta su cani di diverse dimensioni. Si è scoperto che la produzione di calore nei cani di piccola taglia è maggiore per unità di massa, ma indipendentemente dalla taglia, rimane quasi costante per unità di superficie.

La regola di Bergman infatti è spesso soddisfatta sia all'interno della stessa specie sia tra specie strettamente imparentate. Ad esempio, la forma della tigre dell'Amur dell'Estremo Oriente è più grande della forma di Sumatra dell'Indonesia. Le sottospecie settentrionali del lupo sono mediamente più grandi di quelle meridionali. Tra le specie affini del genere orso, le più grandi vivono alle latitudini settentrionali (orso polare, orsi bruni dell'isola di Kodiak) e le specie più piccole (ad esempio l'orso dagli occhiali) vivono in zone con clima caldo.

Allo stesso tempo, questa regola è stata spesso criticata; si è notato che non può essere di carattere generale, poiché la dimensione dei mammiferi e degli uccelli è influenzata da molti altri fattori oltre alla temperatura. Inoltre, gli adattamenti ai climi rigidi a livello di popolazione e di specie spesso non si verificano a causa di cambiamenti nelle dimensioni corporee, ma a causa di cambiamenti nelle dimensioni degli organi interni (aumento delle dimensioni del cuore e dei polmoni) o ad adattamenti biochimici. Alla luce di questa critica, va sottolineato che la regola di Bergman è di natura statistica e manifesta chiaramente il suo effetto, a parità di altre condizioni.

In effetti, ci sono molte eccezioni a questa regola. Pertanto, la razza più piccola del mammut lanoso è conosciuta dall'isola polare di Wrangel; molte sottospecie forestali del lupo sono più grandi di quelle della tundra (ad esempio, la sottospecie estinta della penisola di Kenai; si presume che le grandi dimensioni potrebbero dare a questi lupi un vantaggio nella caccia ai grandi alci che abitano la penisola). La sottospecie del leopardo dell'Estremo Oriente che vive sull'Amur è significativamente più piccola di quella africana. Negli esempi forniti, le forme confrontate differiscono nel loro modo di vivere (popolazioni insulari e continentali; la sottospecie della tundra, che si nutre di prede più piccole, e la sottospecie della foresta, che si nutre di prede più grandi).

In relazione all'uomo, la regola è applicabile in una certa misura (ad esempio, le tribù dei pigmei, a quanto pare, sono apparse ripetutamente e indipendentemente in diverse aree con clima tropicale); tuttavia, a causa delle differenze nelle diete e nei costumi locali, nella migrazione e nella deriva genetica tra le popolazioni, vengono poste restrizioni all'applicabilità di questa regola.

Regola di Gloger consiste nel fatto che tra le forme affini (razze diverse o sottospecie della stessa specie, specie affini) di animali omoiotermi (a sangue caldo), quelli che vivono in climi caldi e umidi sono più luminosi di quelli che vivono in climi freddi e secchi. Fondata nel 1833 da Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), ornitologo polacco e tedesco.

Ad esempio, la maggior parte delle specie di uccelli del deserto hanno un colore più scuro rispetto ai loro parenti delle foreste subtropicali e tropicali. La regola di Gloger può essere spiegata sia con considerazioni mascheranti sia con l'influenza delle condizioni climatiche sulla sintesi dei pigmenti. In una certa misura, la regola di Gloger si applica anche agli animali chilotermici ubriachi (a sangue freddo), in particolare agli insetti.

L'umidità come fattore ambientale

Inizialmente tutti gli organismi erano acquatici. Avendo conquistato la terra, non persero la dipendenza dall'acqua. L’acqua è parte integrante di tutti gli organismi viventi. L'umidità è la quantità di vapore acqueo presente nell'aria. Senza umidità o acqua non c’è vita.

L'umidità è un parametro che caratterizza il contenuto di vapore acqueo nell'aria. L'umidità assoluta è la quantità di vapore acqueo presente nell'aria e dipende dalla temperatura e dalla pressione. Questa quantità è chiamata umidità relativa (cioè il rapporto tra la quantità di vapore acqueo nell'aria e la quantità di vapore saturo in determinate condizioni di temperatura e pressione).

In natura esiste un ritmo quotidiano di umidità. L'umidità fluttua sia verticalmente che orizzontalmente. Questo fattore, insieme alla luce e alla temperatura, gioca un ruolo importante nella regolazione dell'attività degli organismi e della loro distribuzione. L’umidità modifica anche l’effetto della temperatura.

L'essiccazione all'aria è un importante fattore ambientale. Soprattutto per gli organismi terrestri l'effetto essiccante dell'aria è di grande importanza. Gli animali si adattano spostandosi in aree protette e sono attivi di notte.

Le piante assorbono l'acqua dal terreno e la evaporano quasi completamente (97-99%) attraverso le foglie. Questo processo è chiamato traspirazione. L'evaporazione raffredda le foglie. Grazie all'evaporazione, gli ioni vengono trasportati attraverso il terreno fino alle radici, il trasporto di ioni tra le cellule, ecc.

Una certa quantità di umidità è essenziale per gli organismi terrestri. Molti di loro hanno bisogno di un'umidità relativa del 100% per la vita normale e, viceversa, un organismo in uno stato normale non può vivere a lungo in aria assolutamente secca, perché perde costantemente acqua. L’acqua è una parte essenziale della materia vivente. Pertanto, la perdita di acqua in una certa quantità porta alla morte.

Le piante del clima secco si adattano ai cambiamenti morfologici, alla riduzione degli organi vegetativi, soprattutto delle foglie.

Anche gli animali terrestri si adattano. Molti di loro bevono acqua, altri la aspirano attraverso il tegumento del corpo allo stato liquido o di vapore. Ad esempio, la maggior parte degli anfibi, alcuni insetti e acari. La maggior parte degli animali del deserto non beve mai; soddisfa i propri bisogni a scapito dell'acqua fornita con il cibo. Altri animali ricevono acqua nel processo di ossidazione dei grassi.

L’acqua è essenziale per gli organismi viventi. Pertanto, gli organismi si diffondono nell'habitat a seconda delle loro esigenze: gli organismi acquatici vivono costantemente nell'acqua; le idrofite possono vivere solo in ambienti molto umidi.

Dal punto di vista della valenza ecologica, al gruppo degli stenogiger appartengono le idrofite e le igrofite. L'umidità influenza notevolmente le funzioni vitali degli organismi, ad esempio, un'umidità relativa del 70% era molto favorevole per la maturazione del campo e la fecondità delle femmine di locuste migratrici. Con una riproduzione favorevole, causano enormi danni economici ai raccolti di molti paesi.

Per una valutazione ecologica della distribuzione degli organismi, viene utilizzato un indicatore della secchezza del clima. La secchezza funge da fattore selettivo per la classificazione ecologica degli organismi.

Pertanto, a seconda delle caratteristiche dell'umidità del clima locale, le specie di organismi sono distribuite in gruppi ecologici:

1. Le idatofite sono piante acquatiche.

2. Le idrofite sono piante acquatiche terrestri.

3. Igrofite: piante terrestri che vivono in condizioni di elevata umidità.

4. I mesofiti sono piante che crescono in condizioni di umidità media.

5. Le xerofite sono piante che crescono con umidità insufficiente. A loro volta si dividono in: piante grasse - piante succulente (cactus); le sclerofite sono piante con foglie strette e piccole, e ripiegate in tubuli. Si dividono inoltre in euxerofite e stipaxerofite. Le euxerofite sono piante della steppa. Gli stipaxerofiti sono un gruppo di erbe erbose a foglie strette (erba piuma, festuca, gamba sottile, ecc.). A loro volta, i mesofiti si dividono anche in mesoigrofiti, mesoxerofiti, ecc.

Cedendo nel suo valore alla temperatura, l'umidità è tuttavia uno dei principali fattori ambientali. Per gran parte della storia della fauna selvatica, il mondo organico è stato rappresentato esclusivamente dalle norme idriche degli organismi. Parte integrante della stragrande maggioranza degli esseri viventi è l'acqua, e per la riproduzione o la fusione dei gameti quasi tutti necessitano di un ambiente acquatico. Gli animali terrestri sono costretti a creare nel loro corpo un ambiente acquatico artificiale per la fecondazione, e questo porta al fatto che quest'ultimo diventa interno.

L'umidità è la quantità di vapore acqueo presente nell'aria. Può essere espresso in grammi per metro cubo.

La luce come fattore ambientale. Il ruolo della luce nella vita degli organismi

Entrambi questi fattori determinano le condizioni climatiche dell'ambiente (temperatura, tasso di evaporazione dell'acqua, movimento dell'aria e dell'acqua). La luce solare con un'energia di 2 cal cade sulla biosfera dallo spazio. per 1 cm 2 in 1 min. Questa cosiddetta costante solare. Questa luce, attraversando l'atmosfera, è attenuata e non più del 67% della sua energia può raggiungere la superficie terrestre in un mezzogiorno sereno, cioè durante la notte. 1,34cal. per cm 2 in 1 min. Passando attraverso la copertura nuvolosa, l'acqua e la vegetazione, la luce solare viene ulteriormente indebolita e la distribuzione dell'energia in essa contenuta in diverse parti dello spettro cambia in modo significativo.

Il grado di attenuazione della luce solare e della radiazione cosmica dipende dalla lunghezza d'onda (frequenza) della luce. La radiazione ultravioletta con una lunghezza d'onda inferiore a 0,3 micron quasi non passa attraverso lo strato di ozono (ad un'altitudine di circa 25 km). Tali radiazioni sono pericolose per un organismo vivente, in particolare per il protoplasma.

Nella natura vivente la luce è l’unica fonte di energia; tutte le piante, ad eccezione dei batteri, fanno la fotosintesi, cioè sintetizzare sostanze organiche da sostanze inorganiche (cioè da acqua, sali minerali e CO2). Nella natura vivente, la luce è l'unica fonte di energia, tutte le piante, tranne i batteri 2, utilizzano l'energia radiante nel processo di assimilazione). Tutti gli organismi dipendono per il cibo dai fotosintetizzatori terrestri, cioè piante contenenti clorofilla.

La luce come fattore ambientale è divisa in ultravioletto con una lunghezza d'onda di 0,40 - 0,75 micron e infrarosso con una lunghezza d'onda maggiore di queste grandezze.

L'effetto di questi fattori dipende dalle proprietà degli organismi. Ogni tipo di organismo è adattato all'uno o all'altro spettro di lunghezze d'onda della luce. Alcune specie di organismi si sono adattate agli ultravioletti, mentre altre agli infrarossi.

Alcuni organismi sono in grado di distinguere la lunghezza d'onda. Hanno speciali sistemi di percezione della luce e hanno una visione dei colori, che sono di grande importanza nella loro vita. Molti insetti sono sensibili alle radiazioni a onde corte, che gli esseri umani non percepiscono. Le farfalle notturne percepiscono bene i raggi ultravioletti. Le api e gli uccelli determinano accuratamente la loro posizione e navigare sul terreno anche di notte.

Gli organismi reagiscono fortemente anche all'intensità della luce. In base a queste caratteristiche le piante si dividono in tre gruppi ecologici:

1. Amanti della luce, amanti del sole o eliofiti - che sono in grado di svilupparsi normalmente solo sotto i raggi del sole.

2. Amanti dell'ombra, o sciofiti, sono piante dei livelli inferiori delle foreste e piante di acque profonde, ad esempio i mughetti e altri.

Al diminuire dell’intensità della luce, anche la fotosintesi rallenta. Tutti gli organismi viventi hanno una soglia di sensibilità all’intensità della luce, così come ad altri fattori ambientali. Diversi organismi hanno una soglia di sensibilità diversa ai fattori ambientali. Ad esempio, la luce intensa inibisce lo sviluppo delle mosche della Drosofilla, provocandone addirittura la morte. A loro non piace la luce, gli scarafaggi e altri insetti. Nella maggior parte delle piante fotosintetiche, a bassa intensità luminosa, la sintesi proteica è inibita, mentre negli animali sono inibiti i processi di biosintesi.

3. Eliofite tolleranti all'ombra o facoltative. Piante che crescono bene sia all'ombra che alla luce. Negli animali, queste proprietà degli organismi sono chiamate amanti della luce (fotofili), amanti dell'ombra (fotofobi), eurifobici - stenofobici.

Valenza ecologica

il grado di adattabilità di un organismo vivente ai cambiamenti delle condizioni ambientali. E. v. è una proprietà di visualizzazione. Quantitativamente, è espresso dall'intervallo di cambiamenti ambientali entro i quali una data specie conserva la normale attività vitale. E. v. può essere considerato sia in relazione alla risposta di una specie a singoli fattori ambientali, sia in relazione a un complesso di fattori.

Nel primo caso, le specie che tollerano ampi cambiamenti nell'intensità del fattore d'influenza sono designate con un termine costituito dal nome di questo fattore con il prefisso "evry" (euritermale - in relazione all'influenza della temperatura, eurialino - alla salinità , euribatico - in profondità, ecc.); le specie adattate solo a piccoli cambiamenti di questo fattore sono designate con un termine simile con il prefisso "steno" (stenotermico, stenoalino, ecc.). I tipi che possiedono un'ampia E. in. in relazione ad un complesso di fattori, sono chiamati euribionti (cfr. Eurybionts) in contrapposizione agli stenobionti (cfr. Stenobionts), che hanno scarsa adattabilità. Poiché l'eurybiontismo consente di popolare una varietà di habitat e lo stenobiontismo restringe drasticamente la gamma di habitat adatti alla specie, questi due gruppi sono spesso chiamati rispettivamente eury- o stenotopici.

euribionti, organismi animali e vegetali che possono esistere con cambiamenti significativi nelle condizioni ambientali. Quindi, ad esempio, gli abitanti del litorale marino sopportano un'essiccazione regolare durante la bassa marea, in estate - un forte riscaldamento e in inverno - un raffreddamento e talvolta un congelamento (animali euritermi); gli abitanti degli estuari dei fiumi resistono ai mezzi. fluttuazioni della salinità dell'acqua (animali eurialini); esistono numerosi animali in un ampio intervallo di pressione idrostatica (eurybats). Molti abitanti terrestri delle latitudini temperate sono in grado di sopportare grandi sbalzi di temperatura stagionali.

L'eurybionte della specie è accresciuto dalla capacità di sopportare condizioni sfavorevoli in stato di anabiosi (molti batteri, spore e semi di molte piante, piante perenni adulte di latitudini fredde e temperate, germogli svernanti di spugne d'acqua dolce e briozoi, uova di branchiopodi , tardigradi adulti e alcuni rotiferi, ecc.) o ibernazione (alcuni mammiferi).

REGOLA DI CHETVERIKOV, di regola, secondo Krom, in natura tutti i tipi di organismi viventi non sono rappresentati da individui isolati separati, ma sotto forma di aggregati di un numero (a volte molto grande) di individui-popolazioni. Allevato da S. S. Chetverikov (1903).

Visualizzazione- questo è un insieme storicamente stabilito di popolazioni di individui simili nelle proprietà morfologiche e fisiologiche, capaci di incrociarsi liberamente e produrre prole fertile, occupando una determinata area. Ogni tipo di organismo vivente può essere descritto da un insieme di caratteristiche, proprietà, chiamate caratteristiche della specie. Le caratteristiche di una specie attraverso le quali una specie può essere distinta da un'altra sono chiamate criteri di specie.

I sette criteri di visualizzazione generale più comunemente utilizzati sono:

1. Tipo specifico di organizzazione: un insieme di tratti caratteristici che consentono di distinguere gli individui di una determinata specie dagli individui di un'altra.

2. Certezza geografica: l'esistenza di individui di una specie in un determinato luogo del globo; gamma - l'area in cui vivono gli individui di una determinata specie.

3. Certezza ecologica: gli individui di una specie vivono in uno specifico intervallo di valori di fattori fisici ambientali, come temperatura, umidità, pressione, ecc.

4. Differenziazione: la specie è costituita da gruppi più piccoli di individui.

5. Discretezza: gli individui di questa specie sono separati dagli individui di un'altra specie da un divario - iato, determinato dall'azione di meccanismi isolanti, come la mancata corrispondenza nei periodi riproduttivi, l'uso di reazioni comportamentali specifiche, la sterilità degli ibridi, eccetera.

6. Riproducibilità: la riproduzione degli individui può essere effettuata asessualmente (il grado di variabilità è basso) e sessualmente (il grado di variabilità è elevato, poiché ogni organismo combina le caratteristiche di un padre e di una madre).

7. Un certo livello di abbondanza: la popolazione subisce cambiamenti periodici (onde di vita) e non periodici.

Gli individui di qualsiasi specie sono distribuiti nello spazio in modo estremamente irregolare. Ad esempio, l'ortica nel suo areale si trova solo in luoghi umidi e ombreggiati con terreno fertile, formando boschetti nelle pianure alluvionali di fiumi, ruscelli, intorno ai laghi, lungo la periferia delle paludi, nelle foreste miste e nei boschetti di arbusti. Le colonie della talpa europea, ben visibili sui cumuli di terra, si trovano ai margini delle foreste, nei prati e nei campi. Adatto alla vita
sebbene gli habitat si trovino spesso all'interno dell'areale, non coprono l'intero areale, e quindi individui di questa specie non si trovano in altre parti di esso. Non ha senso cercare l'ortica in una pineta o una talpa in una palude.

Pertanto, la distribuzione disomogenea delle specie nello spazio si esprime sotto forma di "isole di densità", "grumi". Aree con una distribuzione relativamente elevata di questa specie si alternano ad aree con scarsa abbondanza. Tali "centri di densità" della popolazione di ciascuna specie sono chiamati popolazioni. Una popolazione è un insieme di individui di una data specie, che da lungo tempo (un gran numero di generazioni) abitano un certo spazio (parte dell'areale), e isolati da altre popolazioni simili.

All'interno della popolazione viene praticamente effettuato il libero attraversamento (panmixia). In altre parole, una popolazione è un gruppo di individui che si legano liberamente tra loro, che vivono per lungo tempo in un determinato territorio e sono relativamente isolati da altri gruppi simili. Una specie è quindi un insieme di popolazioni e una popolazione è l'unità strutturale di una specie.

La differenza tra una popolazione e una specie:

1) individui di popolazioni diverse si incrociano liberamente tra loro,

2) gli individui di popolazioni diverse differiscono poco l'uno dall'altro,

3) non c'è divario tra due popolazioni vicine, cioè c'è una transizione graduale tra loro.

Processo di speciazione. Supponiamo che una data specie occupi una certa area, determinata dalla natura della sua dieta. A causa della divergenza tra gli individui, la gamma aumenta. La nuova area conterrà aree con diverse piante alimentari, proprietà fisiche e chimiche, ecc. Gli individui che si trovano in diverse parti dell'area formano popolazioni. In futuro, a causa delle differenze sempre crescenti tra gli individui delle popolazioni, diventerà sempre più chiaro che gli individui di una popolazione differiscono in qualche modo dagli individui di un’altra popolazione. C’è un processo di divergenza delle popolazioni. Le mutazioni si accumulano in ciascuno di essi.

I rappresentanti di qualsiasi specie nella parte locale dell'areale formano una popolazione locale. L'insieme delle popolazioni locali associate a parti dell'areale omogenee in termini di condizioni di vita costituisce una popolazione ecologica. Quindi, se una specie vive in un prato e in una foresta, allora parlano delle sue popolazioni di gomma e prato. Le popolazioni all'interno dell'areale di una specie associata a determinati confini geografici sono chiamate popolazioni geografiche.
Le dimensioni e i confini delle popolazioni possono cambiare radicalmente. Durante gli episodi di riproduzione di massa, la specie si diffonde molto ampiamente e nascono popolazioni gigantesche.

L'insieme di popolazioni geografiche con tratti stabili, capacità di incrociarsi e produrre prole fertile è chiamato sottospecie. Darwin diceva che la formazione di nuove specie passa attraverso le varietà (sottospecie).

Va però ricordato che qualche elemento è spesso assente in natura.
Le mutazioni che si verificano negli individui di ciascuna sottospecie non possono da sole portare alla formazione di nuove specie. La ragione sta nel fatto che questa mutazione vagherà attraverso la popolazione, poiché gli individui delle sottospecie, come sappiamo, non sono riproduttivamente isolati. Se la mutazione è benefica, aumenta l’eterozigosi della popolazione; se è dannosa, verrà semplicemente respinta dalla selezione.

Come risultato del processo di mutazione costantemente in corso e del libero incrocio, le mutazioni si accumulano nelle popolazioni. Secondo la teoria di I. I. Schmalhausen si crea una riserva di variabilità ereditaria, cioè la stragrande maggioranza delle mutazioni emergenti sono recessive e non compaiono fenotipicamente. Quando si raggiunge un'elevata concentrazione di mutazioni nello stato eterozigote, diventa probabile l'incrocio di individui portatori di geni recessivi. In questo caso compaiono individui omozigoti, in cui le mutazioni si manifestano già fenotipicamente. In questi casi le mutazioni sono già sotto il controllo della selezione naturale.
Ma questo non è ancora di importanza decisiva per il processo di speciazione, perché le popolazioni naturali sono aperte e in esse vengono costantemente introdotti geni estranei provenienti da popolazioni vicine.

Esiste un flusso genetico sufficiente per mantenere la grande somiglianza dei pool genetici (la totalità di tutti i genotipi) di tutte le popolazioni locali. Si stima che la ricostituzione del pool genetico dovuta a geni estranei in una popolazione di 200 individui, ciascuno dei quali ha 100.000 loci, sia 100 volte superiore a quella dovuta alle mutazioni. Di conseguenza, nessuna popolazione può cambiare radicalmente finché è soggetta all’influenza normalizzante del flusso genico. La resistenza di una popolazione ai cambiamenti nella sua composizione genetica sotto l’influenza della selezione è chiamata omeostasi genetica.

A causa dell'omeostasi genetica di una popolazione, la formazione di una nuova specie è molto difficile. Un'altra condizione deve essere soddisfatta! Vale a dire, è necessario isolare il pool genetico della popolazione figlia dal pool genetico materno. L’isolamento può assumere due forme: spaziale e temporale. L'isolamento spaziale avviene a causa di varie barriere geografiche come deserti, foreste, fiumi, dune, pianure alluvionali. Molto spesso, l'isolamento spaziale si verifica a causa di una forte riduzione della gamma continua e della sua suddivisione in tasche o nicchie separate.

Spesso una popolazione si isola a causa della migrazione. In questo caso nasce una popolazione isolata. Tuttavia, poiché il numero di individui in una popolazione isolata è solitamente piccolo, esiste il pericolo di consanguineità, ovvero di degenerazione associata alla consanguineità. La speciazione basata sull'isolamento spaziale è detta geografica.

La forma temporanea di isolamento include un cambiamento nei tempi della riproduzione e cambiamenti nell'intero ciclo di vita. La speciazione basata sull'isolamento temporaneo è detta ecologica.
La cosa decisiva in entrambi i casi è la creazione di un nuovo sistema genetico, incompatibile con il vecchio. Attraverso la speciazione si realizza l'evoluzione, motivo per cui si dice che una specie è un sistema evolutivo elementare. Una popolazione è un’unità evolutiva elementare!

Caratteristiche statistiche e dinamiche delle popolazioni.

Le specie di organismi sono incluse nella biocenosi non come individui separati, ma come popolazioni o loro parti. Una popolazione è una parte di una specie (composta da individui della stessa specie), che occupa uno spazio relativamente omogeneo e capace di autoregolarsi e di mantenere un certo numero. Ogni specie all'interno del territorio occupato è divisa in popolazioni.Se consideriamo l'impatto dei fattori ambientali su un singolo organismo, a un certo livello del fattore (ad esempio la temperatura), l'individuo studiato sopravviverà o morirà. Il quadro cambia quando si studia l'impatto dello stesso fattore su un gruppo di organismi della stessa specie.

Alcuni individui moriranno o ridurranno la loro attività vitale ad una determinata temperatura, altri ad una temperatura più bassa, altri ancora a una temperatura più alta. Pertanto si può dare un'altra definizione di popolazione: per sopravvivere e dare prole, tutti i viventi gli organismi devono, nelle condizioni di regimi ambientali dinamici, i fattori esistere sotto forma di raggruppamenti o popolazioni, cioè aggregati di individui che vivono insieme con eredità simili. La caratteristica più importante di una popolazione è il territorio totale che occupa. Ma all'interno di una popolazione possono esistere raggruppamenti più o meno isolati per vari motivi.

Pertanto, è difficile dare una definizione esaustiva della popolazione a causa della labilità dei confini tra i singoli gruppi di individui. Ogni specie è costituita da una o più popolazioni, e una popolazione è quindi la forma di esistenza di una specie, la sua più piccola unità evolutiva. Per le popolazioni di varie specie esistono limiti accettabili per la diminuzione del numero degli individui, oltre i quali l'esistenza di una popolazione diventa impossibile. Non esistono in letteratura dati esatti sui valori critici della dimensione della popolazione. I valori indicati sono contraddittori. Resta però il fatto che quanto più piccoli sono gli individui, tanto più alti sono i valori critici del loro numero. Per i microrganismi si tratta di milioni di individui, per gli insetti - decine e centinaia di migliaia, e per i grandi mammiferi - diverse decine.

Il numero non dovrebbe scendere al di sotto dei limiti oltre i quali la probabilità di incontrare partner sessuali si riduce drasticamente. Il numero critico dipende anche da altri fattori. Ad esempio, per alcuni organismi, lo stile di vita di gruppo è specifico (colonie, greggi, mandrie). I gruppi all’interno di una popolazione sono relativamente isolati. Possono verificarsi casi in cui la dimensione della popolazione nel suo insieme è ancora piuttosto ampia e il numero dei singoli gruppi è ridotto al di sotto dei limiti critici.

Ad esempio, una colonia (gruppo) di cormorano peruviano deve avere una popolazione di almeno 10mila individui e un branco di renne - 300-400 capi. Per comprendere i meccanismi di funzionamento e risolvere i problemi legati all'utilizzo delle popolazioni, le informazioni sulla loro struttura sono di grande importanza. Ci sono genere, età, territorio e altri tipi di struttura. In termini teorici e applicati, i più importanti sono i dati sulla struttura per età: il rapporto tra individui (spesso combinati in gruppi) di età diverse.

Gli animali sono suddivisi nelle seguenti fasce di età:

Gruppo giovanile (bambini) gruppo senile (senile, non coinvolto nella riproduzione)

Gruppo adulto (individui che effettuano la riproduzione).

Di solito, le popolazioni normali sono caratterizzate dalla massima vitalità, in cui tutte le età sono rappresentate in modo relativamente uniforme. Nella popolazione regressiva (in via di estinzione), predominano gli individui senili, il che indica la presenza di fattori negativi che interrompono le funzioni riproduttive. Sono necessarie misure urgenti per identificare ed eliminare le cause di questa condizione. Le popolazioni invasive (invasive) sono rappresentate principalmente da individui giovani. La loro vitalità di solito non desta preoccupazione, ma sono probabili epidemie con un numero eccessivamente elevato di individui, poiché in tali popolazioni non si sono formate relazioni trofiche e di altro tipo.

È particolarmente pericoloso se si tratta di una popolazione di specie precedentemente assenti nella zona. In questo caso, le popolazioni di solito trovano e occupano una nicchia ecologica libera e realizzano il loro potenziale riproduttivo, aumentando intensamente il loro numero. Se la popolazione è in uno stato normale o vicino alla normalità, una persona può rimuovere da essa il numero di individui (negli animali ) o biomassa (nelle piante), che aumenta nel periodo di tempo tra i sequestri. Innanzitutto andrebbero ritirati gli individui in età post-produttiva (riproduzione completata). Se l'obiettivo è ottenere un determinato prodotto, l'età, il sesso e altre caratteristiche delle popolazioni vengono adattate tenendo conto del compito.

Lo sfruttamento delle popolazioni delle comunità vegetali (ad esempio per ottenere legname) è solitamente programmato per coincidere con il periodo di rallentamento della crescita legato all'età (accumulo della produzione). Questo periodo solitamente coincide con il massimo accumulo di massa legnosa per unità di superficie. La popolazione è caratterizzata anche da un certo rapporto tra i sessi, e il rapporto tra maschi e femmine non è pari a 1:1. Sono noti casi di netta predominanza dell'uno o dell'altro sesso, alternanza di generazioni con assenza di maschi. Ciascuna popolazione può avere anche una struttura spaziale complessa, (suddivisione in gruppi gerarchici più o meno grandi – da quelli geografici a quelli elementari (micropopolazioni).

Quindi, se il tasso di mortalità non dipende dall’età degli individui, allora la curva di sopravvivenza è una linea decrescente (vedi figura, tipo I). Cioè, la morte degli individui avviene in modo uniforme in questo tipo, il tasso di mortalità rimane costante per tutta la vita. Una tale curva di sopravvivenza è caratteristica delle specie il cui sviluppo avviene senza metamorfosi con sufficiente stabilità della prole nata. Questo tipo è solitamente chiamato il tipo di idra: è caratterizzato da una curva di sopravvivenza che si avvicina a una linea retta. Nelle specie per le quali il ruolo dei fattori esterni nella mortalità è piccolo, la curva di sopravvivenza è caratterizzata da una leggera diminuzione fino a una certa età, dopo la quale si verifica un forte calo dovuto alla mortalità naturale (fisiologica).

Tipo II nella figura. Una curva di sopravvivenza vicina a questo tipo è caratteristica degli esseri umani (anche se la curva di sopravvivenza umana è un po’ più piatta e quindi a metà tra i tipi I e II). Questo tipo è chiamato il tipo di Drosophila: è questo tipo che la Drosophila dimostra in condizioni di laboratorio (non mangiata dai predatori). Molte specie sono caratterizzate da un'elevata mortalità nelle prime fasi dell'ontogenesi. In tali specie, la curva di sopravvivenza è caratterizzata da un forte calo nella regione delle età più giovani. Gli individui che sono sopravvissuti all'età "critica" dimostrano una bassa mortalità e vivono fino a tarda età. Il tipo è chiamato il tipo di ostrica. Tipo III nella figura. Lo studio delle curve di sopravvivenza è di grande interesse per l'ecologista. Ti consente di giudicare a quale età una particolare specie è più vulnerabile. Se l'azione delle cause capaci di modificare la natalità o la mortalità cade nella fase più vulnerabile, allora la loro influenza sul successivo sviluppo della popolazione sarà maggiore. Questo modello deve essere preso in considerazione quando si organizza la caccia o nella disinfestazione.

Struttura per età e sesso delle popolazioni.

Qualsiasi popolazione ha una certa organizzazione. La distribuzione degli individui sul territorio, il rapporto tra gruppi di individui per sesso, età, caratteristiche morfologiche, fisiologiche, comportamentali e genetiche riflettono i corrispondenti struttura della popolazione : spazio, genere, età, ecc. La struttura si forma, da un lato, sulla base delle proprietà biologiche generali della specie e, dall'altro, sotto l'influenza di fattori ambientali abiotici e di popolazioni di altre specie.

La struttura della popolazione ha quindi un carattere adattativo. Diverse popolazioni della stessa specie hanno caratteristiche simili e caratteristiche distintive che caratterizzano le specificità delle condizioni ambientali nei loro habitat.

In generale, oltre alle capacità adattative degli individui, in alcuni territori si formano caratteristiche adattative dell'adattamento di gruppo della popolazione come sistema sovraindividuale, il che indica che le caratteristiche adattative della popolazione sono molto più elevate di quelle degli individui che lo compongono.

Composizione per età- è essenziale per l'esistenza della popolazione. La durata media della vita degli organismi e il rapporto tra il numero (o la biomassa) di individui di età diverse è caratterizzata dalla struttura per età della popolazione. La formazione della struttura dell'età avviene come risultato dell'azione combinata dei processi di riproduzione e mortalità.

In qualsiasi popolazione, si distinguono condizionatamente 3 gruppi ecologici di età:

Pre-riproduttivo;

riproduttivo;

Post-riproduttivo.

Il gruppo pre-riproduttivo comprende individui che non sono ancora in grado di riprodursi. Riproduttivo: individui capaci di riprodursi. Post-riproduttivo: individui che hanno perso la capacità di riprodursi. La durata di questi periodi varia notevolmente a seconda del tipo di organismi.

In condizioni favorevoli, la popolazione comprende tutte le fasce d’età e mantiene una composizione per età più o meno stabile. Nelle popolazioni in rapida crescita predominano gli individui giovani, mentre nelle popolazioni in declino prevalgono quelli vecchi, non più in grado di riprodursi in modo intensivo. Tali popolazioni sono improduttive e non sufficientemente stabili.

Ci sono viste da struttura semplice per età popolazioni costituite da individui quasi della stessa età.

Ad esempio, tutte le piante annuali di una popolazione sono allo stadio di piantina in primavera, poi fioriscono quasi simultaneamente e producono semi in autunno.

Nelle specie da struttura complessa dell’età le popolazioni vivono contemporaneamente per diverse generazioni.

Ad esempio, nell'esperienza degli elefanti ci sono animali giovani, maturi e invecchiati.

Le popolazioni che comprendono molte generazioni (di diverse fasce di età) sono più stabili, meno suscettibili all'influenza di fattori che influenzano la riproduzione o la mortalità in un particolare anno. Condizioni estreme possono portare alla morte le fasce di età più vulnerabili, ma i più resilienti sopravvivono e generano nuove generazioni.

Ad esempio, una persona è considerata una specie biologica con una struttura di età complessa. La stabilità delle popolazioni della specie si è manifestata, ad esempio, durante la seconda guerra mondiale.

Per studiare le strutture per età delle popolazioni, vengono utilizzate tecniche grafiche, ad esempio le piramidi di età di una popolazione, ampiamente utilizzate negli studi demografici (Fig. 3.9).

Fig.3.9. Piramidi di età della popolazione.

A - riproduzione di massa, B - popolazione stabile, C - popolazione in declino

La stabilità delle popolazioni di una specie dipende in gran parte da struttura sessuale , cioè. rapporti tra individui di sesso diverso. I gruppi sessuali all'interno delle popolazioni si formano sulla base delle differenze nella morfologia (forma e struttura del corpo) e nell'ecologia dei diversi sessi.

Ad esempio, in alcuni insetti, i maschi hanno le ali, ma le femmine no, i maschi di alcuni mammiferi hanno le corna, ma nelle femmine sono assenti, gli uccelli maschi hanno un piumaggio brillante e le femmine sono mimetiche.

Le differenze ecologiche si esprimono nelle preferenze alimentari (le femmine di molte zanzare succhiano il sangue, mentre i maschi si nutrono di nettare).

Il meccanismo genetico fornisce un rapporto approssimativamente uguale di individui di entrambi i sessi alla nascita. Tuttavia, il rapporto originale viene presto rotto a causa delle differenze fisiologiche, comportamentali ed ecologiche tra maschi e femmine, causando una mortalità disomogenea.

L'analisi della struttura per età e sesso delle popolazioni consente di prevederne il numero per un certo numero di generazioni e anni successivi. Ciò è importante quando si valutano le possibilità di pescare, sparare agli animali, salvare i raccolti dalle invasioni di locuste e in altri casi.

introduzione

4. Fattori edafici

5. Vari ambienti abitativi

Conclusione

introduzione

Sulla Terra esiste un'enorme varietà di condizioni ambientali di vita, che garantisce una varietà di nicchie ecologiche e il loro "insediamento". Tuttavia, nonostante questa diversità, esistono quattro ambienti di vita qualitativamente diversi che presentano un insieme specifico di fattori ambientali e quindi richiedono uno specifico insieme di adattamenti. Questi sono gli ambienti della vita: terra-aria (terra); acqua; il suolo; altri organismi.

Ogni specie è adattata a un insieme specifico di condizioni ambientali: una nicchia ecologica.

Ogni specie è adattata al suo ambiente specifico, a determinati alimenti, predatori, temperatura, salinità dell'acqua e ad altri elementi del mondo esterno, senza i quali non potrebbe esistere.

Per l'esistenza degli organismi è necessario un complesso di fattori. Il loro bisogno da parte del corpo è diverso, ma ciascuno in una certa misura limita la sua esistenza.

L'assenza (mancanza) di alcuni fattori ambientali può essere compensata da altri fattori vicini (simili). Gli organismi non sono "schiavi" delle condizioni ambientali: in una certa misura, essi stessi si adattano e modificano le condizioni ambientali in modo tale da alleviare la mancanza di determinati fattori.

L'assenza nell'ambiente di fattori fisiologicamente necessari (luce, acqua, anidride carbonica, sostanze nutritive) non può essere compensata (sostituita) da altri.

1. La luce come fattore ambientale. Il ruolo della luce nella vita degli organismi

La luce è una forma di energia. Secondo la prima legge della termodinamica, o legge di conservazione dell'energia, l'energia può cambiare da una forma all'altra. Secondo questa legge, gli organismi sono un sistema termodinamico che scambia costantemente energia e materia con l'ambiente. Gli organismi sulla superficie della Terra sono esposti al flusso di energia, principalmente energia solare, nonché alla radiazione termica a onde lunghe dei corpi cosmici. Entrambi questi fattori determinano le condizioni climatiche dell'ambiente (temperatura, tasso di evaporazione dell'acqua, movimento dell'aria e dell'acqua). La luce solare con un'energia di 2 cal cade sulla biosfera dallo spazio. per 1 cm 2 in 1 min. Questa cosiddetta costante solare. Questa luce, attraversando l'atmosfera, è attenuata e non più del 67% della sua energia può raggiungere la superficie terrestre in un mezzogiorno sereno, cioè durante la notte. 1,34cal. per cm 2 in 1 min. Passando attraverso la copertura nuvolosa, l'acqua e la vegetazione, la luce solare viene ulteriormente indebolita e la distribuzione dell'energia in essa contenuta in diverse parti dello spettro cambia in modo significativo.

Nella fauna selvatica, la luce è l'unica fonte di energia; tutte le piante, ad eccezione dei batteri, fanno la fotosintesi, cioè sintetizzare sostanze organiche da sostanze inorganiche (cioè da acqua, sali minerali e CO 2 - utilizzando l'energia radiante nel processo di assimilazione). Tutti gli organismi dipendono per il cibo dai fotosintetizzatori terrestri, cioè piante contenenti clorofilla.

La luce come fattore ambientale è divisa in ultravioletto con una lunghezza d'onda di 0,40 - 0,75 micron e infrarosso con una lunghezza d'onda maggiore di queste grandezze.

Alcuni organismi sono in grado di distinguere la lunghezza d'onda. Hanno speciali sistemi di percezione della luce e hanno una visione dei colori, che sono di grande importanza nella loro vita. Molti insetti sono sensibili alle radiazioni a onde corte, che gli esseri umani non percepiscono. Le farfalle notturne percepiscono bene i raggi ultravioletti. Le api e gli uccelli determinano con precisione la loro posizione e si muovono nel terreno anche di notte.

Gli organismi reagiscono fortemente anche all'intensità della luce. In base a queste caratteristiche le piante si dividono in tre gruppi ecologici:

1. Amanti della luce, amanti del sole o eliofiti - che sono in grado di svilupparsi normalmente solo sotto i raggi del sole.

2. Amanti dell'ombra, o sciofiti, sono piante dei livelli inferiori delle foreste e piante di acque profonde, ad esempio i mughetti e altri.

2. La temperatura come fattore ambientale

3. L'umidità come fattore ambientale

Le piante del clima secco si adattano ai cambiamenti morfologici, alla riduzione degli organi vegetativi, soprattutto delle foglie.

Pertanto, a seconda delle caratteristiche dell'umidità del clima locale, le specie di organismi sono distribuite in gruppi ecologici:

1. Le idatofite sono piante acquatiche.

2. Le idrofite sono piante acquatiche terrestri.

3. Igrofite: piante terrestri che vivono in condizioni di elevata umidità.

4. Le mesofite sono piante che crescono con umidità media

L'umidità è la quantità di vapore acqueo presente nell'aria. Può essere espresso in grammi per metro cubo.

4. Fattori edafici

Le principali proprietà del suolo che influenzano la vita degli organismi includono la sua struttura fisica, vale a dire pendenza, profondità e granulometria, composizione chimica del terreno stesso e delle sostanze che circolano in esso - gas (in questo caso è necessario scoprire le condizioni per la sua aerazione), acqua, sostanze organiche e minerali sotto forma di ioni .

La caratteristica principale del suolo, di grande importanza sia per le piante che per gli animali scavatori, è la dimensione delle sue particelle.

Le condizioni del suolo sono determinate da fattori climatici. Anche a una profondità ridotta nel terreno regna la completa oscurità e questa proprietà è una caratteristica dell'habitat di quelle specie che evitano la luce. Man mano che affondano nel suolo, le fluttuazioni della temperatura diventano sempre meno significative: i cambiamenti giornalieri svaniscono rapidamente e, partendo da una profondità nota, le differenze stagionali si attenuano. Le differenze di temperatura giornaliere scompaiono già a una profondità di 50 cm, man mano che il terreno affonda, il contenuto di ossigeno in esso diminuisce e la CO 2 aumenta. A profondità considerevoli, le condizioni si avvicinano a quelle anaerobiche, dove vivono alcuni batteri anaerobici. Già i lombrichi preferiscono un ambiente con un contenuto di CO 2 più elevato rispetto all'atmosfera.

L'umidità del suolo è una caratteristica estremamente importante, soprattutto per le piante che vi crescono. Dipende da numerosi fattori: il regime delle precipitazioni, la profondità dello strato, nonché le proprietà fisiche e chimiche del suolo, le cui particelle, a seconda della loro dimensione, del contenuto di sostanza organica, ecc. La flora dei terreni secchi e di quelli umidi non è la stessa e su questi terreni non è possibile coltivare le stesse colture. Anche la fauna del suolo è molto sensibile all'umidità del suolo e generalmente non tollera un'eccessiva siccità. Esempi ben noti sono i lombrichi e le termiti. Questi ultimi sono talvolta costretti a rifornire d'acqua le loro colonie realizzando gallerie sotterranee a grandi profondità. Tuttavia, un contenuto di acqua troppo elevato nel terreno uccide un gran numero di larve di insetti.

I minerali necessari per la nutrizione delle piante si trovano nel terreno sotto forma di ioni disciolti nell'acqua. Nel suolo si possono trovare almeno tracce di oltre 60 elementi chimici. La CO 2 e l'azoto sono presenti in grandi quantità; il contenuto di altri, come il nichel o il cobalto, è estremamente ridotto. Alcuni ioni sono velenosi per le piante, altri, al contrario, sono vitali. La concentrazione di ioni idrogeno nel terreno - pH - è in media vicina alla neutralità. La flora di tali terreni è particolarmente ricca di specie. I terreni calcarei e salini hanno un pH alcalino dell'ordine di 8-9; nelle torbiere di sfagno il pH acido può scendere fino a 4.

Alcuni ioni hanno una grande importanza ecologica. Possono causare l'eliminazione di molte specie e, al contrario, contribuire allo sviluppo di forme molto particolari. I terreni che giacciono su calcari sono molto ricchi di ione Ca+2; su di essi si sviluppa una vegetazione specifica, detta calcefita (in montagna stella alpina; molti tipi di orchidee). In contrasto con questa vegetazione c'è la vegetazione calcefobica. Comprende il castagno, la felce, la maggior parte dell'erica. Tale vegetazione viene talvolta chiamata selce, perché i terreni poveri di calcio contengono una quantità corrispondente di più silicio. Questa vegetazione infatti non predilige direttamente il silicio, ma semplicemente evita il calcio. Alcuni animali hanno un fabbisogno organico di calcio. È noto che le galline smettono di deporre le uova dal guscio duro se il pollaio si trova in una zona il cui terreno è povero di calcio. La zona calcarea è abbondantemente popolata da gasteropodi conchigliari (lumache), qui ampiamente rappresentati in termini di specie, ma che scompaiono quasi completamente sui massicci granitici.

Sui terreni ricchi di ioni 0 3 si sviluppa anche una flora specifica, detta nitrofila. I residui organici contenenti azoto che si trovano spesso su di essi vengono decomposti dai batteri prima in sali di ammonio, poi in nitrati e infine in nitrati. Piante di questo tipo formano, ad esempio, fitti boschetti in montagna vicino ai pascoli del bestiame.

Il suolo contiene anche materia organica formatasi durante la decomposizione di piante e animali morti. Il contenuto di queste sostanze diminuisce con l'aumentare della profondità. Nella foresta, ad esempio, un'importante fonte di reddito è la lettiera delle foglie cadute, e la lettiera delle specie decidue è più ricca sotto questo aspetto di quella delle conifere. Si nutre di organismi distruttori: piante saprofite e animali saprofagi. I saprofiti sono rappresentati principalmente da batteri e funghi, ma tra questi si possono trovare anche piante superiori che hanno perso la clorofilla come adattamento secondario. Tali, ad esempio, le orchidee.

5. Vari ambienti abitativi

Secondo la maggior parte degli autori che studiano l'origine della vita sulla Terra, è stato l'ambiente acquatico l'ambiente evolutivo primario per la vita. Troviamo non poche conferme indirette di questa posizione. Innanzitutto, la maggior parte degli organismi non è in grado di condurre una vita attiva senza l'ingresso di acqua nel corpo, o almeno senza il mantenimento di una certa quantità di liquidi all'interno del corpo.

Forse la principale caratteristica distintiva dell'ambiente acquatico è il suo relativo conservatorismo. Ad esempio, l'ampiezza delle fluttuazioni di temperatura stagionali o giornaliere nell'ambiente acquatico è molto inferiore a quella terrestre. Il rilievo del fondale, la differenza delle condizioni a diverse profondità, la presenza di barriere coralline e così via. creare una varietà di condizioni nell'ambiente acquatico.

Le caratteristiche dell'ambiente acquatico derivano dalle proprietà fisico-chimiche dell'acqua. Pertanto, l'elevata densità e viscosità dell'acqua sono di grande importanza ecologica. Il peso specifico dell'acqua è commisurato a quello del corpo degli organismi viventi. La densità dell'acqua è circa 1000 volte quella dell'aria. Pertanto, gli organismi acquatici (soprattutto quelli che si muovono attivamente) devono affrontare una grande forza di resistenza idrodinamica. Per questo motivo, l'evoluzione di molti gruppi di animali acquatici è andata nella direzione della formazione di una forma corporea e di tipi di movimento che riducano la resistenza, con conseguente diminuzione del consumo di energia per il nuoto. Pertanto, la forma snella del corpo si trova nei rappresentanti di vari gruppi di organismi che vivono nell'acqua: delfini (mammiferi), pesci ossei e cartilaginei.

L'elevata densità dell'acqua è anche la ragione per cui le vibrazioni meccaniche (vibrazioni) si propagano bene nell'ambiente acquatico. Ciò è stato importante nell'evoluzione degli organi di senso, nell'orientamento nello spazio e nella comunicazione tra gli abitanti acquatici. Quattro volte maggiore che nell'aria, la velocità del suono nell'ambiente acquatico determina la maggiore frequenza dei segnali di ecolocalizzazione.

A causa dell'elevata densità dell'ambiente acquatico, i suoi abitanti sono privati del legame obbligatorio con il substrato, caratteristico delle forme terrestri ed associato alle forze di gravità. Pertanto, esiste un intero gruppo di organismi acquatici (sia piante che animali) che esistono senza connessione obbligatoria con il fondo o altro substrato, "galleggiando" nella colonna d'acqua.

La conduttività elettrica ha aperto la possibilità della formazione evolutiva di organi di senso elettrici, di difesa e di attacco.

L'ambiente terra-aria è caratterizzato da un'enorme varietà di condizioni di vita, nicchie ecologiche e organismi che le abitano.

Le caratteristiche principali dell'ambiente terra-aria sono la grande ampiezza dei cambiamenti nei fattori ambientali, l'eterogeneità dell'ambiente, l'azione delle forze di gravità e la bassa densità dell'aria. Il complesso di fattori fisiografici e climatici inerenti a una determinata zona naturale porta alla formazione evolutiva di adattamenti morfofisiologici degli organismi alla vita in queste condizioni, una varietà di forme di vita.

L'aria atmosferica è caratterizzata da un'umidità bassa e variabile. Questa circostanza ha ampiamente limitato (limitato) le possibilità di padroneggiare l'ambiente terra-aria e ha anche diretto l'evoluzione del metabolismo del sale marino e della struttura degli organi respiratori.

Il suolo è il risultato delle attività degli organismi viventi.

Una caratteristica importante del terreno è anche la presenza di una certa quantità di sostanza organica. Si forma a seguito della morte degli organismi e fa parte delle loro escrezioni (escrezioni).

Le condizioni dell'habitat del suolo determinano proprietà del suolo come la sua aerazione (cioè la saturazione dell'aria), l'umidità (presenza di umidità), la capacità termica e il regime termico (variazione della temperatura giornaliera, stagionale, di anno in anno). Il regime termico, rispetto all'ambiente terra-aria, è più conservativo, soprattutto a grandi profondità. In generale il terreno è caratterizzato da condizioni di vita abbastanza stabili.

Le differenze verticali sono caratteristiche anche di altre proprietà del suolo, ad esempio la penetrazione della luce dipende ovviamente dalla profondità.

Gli organismi del suolo sono caratterizzati da organi e tipi di movimento specifici (arti scavatori nei mammiferi; capacità di modificare lo spessore del corpo; presenza di capsule craniche specializzate in alcune specie); forme del corpo (arrotondato, a forma di lupo, a forma di verme); coperture resistenti e flessibili; riduzione degli occhi e scomparsa dei pigmenti. Tra gli abitanti del suolo, la saprofagia è ampiamente sviluppata: mangia i cadaveri di altri animali, resti in decomposizione, ecc.

Conclusione

L'uscita di uno dei fattori ambientali oltre i limiti dei valori minimo (soglia) o massimo (estremo) (tipici per il tipo di zona di tolleranza) minaccia la morte dell'organismo anche con una combinazione ottimale di altri fattori. Esempi sono: la comparsa di un'atmosfera di ossigeno, l'era glaciale, la siccità, i cambiamenti di pressione durante la risalita dei subacquei, ecc.

Ogni fattore ambientale influisce in modo diverso sui diversi tipi di organismi: l'ottimale per alcuni può essere il pessimo per altri.

Gli organismi sulla superficie della Terra sono esposti al flusso di energia, principalmente energia solare, nonché alla radiazione termica a onde lunghe dei corpi cosmici. Entrambi questi fattori determinano le condizioni climatiche dell'ambiente (temperatura, tasso di evaporazione dell'acqua, movimento dell'aria e dell'acqua).

L'essiccazione all'aria è un importante fattore ambientale. Soprattutto per gli organismi terrestri l'effetto essiccante dell'aria è di grande importanza.

I fattori edafici comprendono l'insieme delle proprietà fisiche e chimiche del suolo che possono avere un impatto ecologico sugli organismi viventi. Svolgono un ruolo importante nella vita di quegli organismi strettamente legati al suolo. Le piante dipendono soprattutto da fattori edafici.

Elenco della letteratura usata

1. Dedyu I.I. Dizionario enciclopedico ecologico. - Chisinau: Casa editrice ITU, 1990. - 406 p.

2. Novikov G.A. Fondamenti di ecologia generale e conservazione della natura. - L.: Casa editrice Leningrado. un-ta, 1979. - 352 p.

3. Radkevich V.A. Ecologia. - Minsk: Scuola superiore, 1983. - 320 p.

4. Reimers N.F. Ecologia: teoria, leggi, regole, principi e ipotesi. -M.: Giovane Russia, 1994. - 367 p.

5. Riklefs R. Fondamenti di ecologia generale. - M.: Mir, 1979. - 424 p.

6. Stepanovskikh A.S. Ecologia. - Kurgan: GIPP "Zauralie", 1997. - 616 p.

7. Khristoforova N.K. Fondamenti di ecologia. - Vladivostok: Dalnauka, 1999. -517 pag.

In questa lezione imparerai la classificazione dei fattori ambientali, conoscerai i fattori abiotici: temperatura e luce. Scopri quali adattamenti si verificano nelle piante e negli animali in relazione alla necessità di sopravvivere a basse o alte temperature, conosci gruppi ecologici di animali come psicrofili, termofili e mesofili. Inoltre, imparerai l'importanza della lunghezza d'onda della luce nella vita delle piante, l'effetto della durata e dell'intensità della radiazione sulla distribuzione e sui cicli vitali degli organismi viventi. Scopri in quali altri modi la luce solare può influenzare le nostre vite.

Oggi parleremo dei fattori abiotici che agiscono sugli organismi viventi negli ecosistemi (Schema 1).

Schema 1. Fattori ambientali

Fattori abiotici- fattori di natura inanimata.

Ad esempio, temperatura, umidità e luce.

Fattori biotici sono fattori viventi.

Ad esempio, l'attività dei predatori o il lavoro dei batteri che fissano l'azoto.

I fattori biotici e abiotici sono strettamente correlati. Ad esempio, la crescita di una forma arborea contribuisce a diminuire l'illuminazione (vedi video).

Fattori antropogenici- fenomeni e processi determinati dall'attività umana.

I fattori abiotici più importanti includono: temperatura, umidità, luce, composizione chimica dell'ambiente.

Temperatura determina la velocità delle reazioni biochimiche nel corpo degli esseri viventi.

Vengono chiamati organismi in grado di mantenere una temperatura corporea costante a sangue caldo. Vengono chiamati altri organismi la cui temperatura dipende dalla temperatura ambiente a sangue freddo. Sia il primo che il secondo possono esistere solo entro determinati limiti di temperatura (Fig. 1).

Riso. 1. Animale a sangue caldo (cane) e a sangue freddo (rana).

Vengono chiamati gli individui e le comunità che esistono a basse temperature psicofili(adorano il freddo) (vedi video).

Questi includono comunità di tundra, cime montuose e ghiaccio, biocenosi dell'Artico e dell'Antartico. Gli psicrofili possono vivere a temperature sotto lo zero e raramente esistono a temperature superiori a +10 o C.

Vengono chiamati gli organismi che vivono ad alte temperature termofili(adorano il calore). Si trovano nelle foreste equatoriali e tropicali, non sopportano il raffreddamento inferiore a +10 o C, possono esistere a temperature di +40 o C e superiori (vedi video). I termofili estremi vivono a temperature superiori a +100 o C.

Vengono chiamati individui e comunità che preferiscono le temperature medie (da +10 a +30°C). mesofili. Tu, io e molte altre creature sulla Terra siamo mesofili.

Gli animali hanno sviluppato adattamenti per combattere l'ipotermia e il surriscaldamento. Ad esempio, con l'inizio dell'inverno, piante e animali con temperatura corporea instabile cadono in uno stato dormiente ( anabiosi).

L'intensità del metabolismo nell'animazione sospesa diminuisce. In preparazione all'inverno, molti grassi e carboidrati vengono immagazzinati nei tessuti di questi animali, la quantità di acqua nelle cellule diminuisce, zuccheri e glicerolo si accumulano nel citoplasma delle cellule, impedendo il congelamento. Aumenta la resistenza al gelo degli organismi svernanti.

Nella stagione calda, invece, si attivano meccanismi fisiologici che proteggono l'organismo dal surriscaldamento. Nelle piante aumenta l'evaporazione dalla superficie e la traspirazione dell'acqua attraverso gli stomi, mentre la superficie delle foglie si raffredda. Negli animali aumenta l'intensità dell'evaporazione attraverso le ghiandole sudoripare.

Il prossimo fattore importante per gli organismi viventi è illuminazione. Gli esseri viventi sono influenzati dalla lunghezza d'onda della radiazione percepita, dalla durata della radiazione e dall'intensità della radiazione.

L'illuminazione è necessaria per le piante, perché da essa dipende la fase luminosa del processo di fotosintesi.

Negli animali, l'illuminazione determina la capacità di vedere (alla luce o al buio), il riscaldamento della superficie corporea e una serie di importanti reazioni biochimiche e fisiologiche associate al ciclo quotidiano.

Cambio del periodo di luce e buio della giornata - periodicismo- determina l'attività quotidiana di animali e piante (vedi video).

A seconda del tempo di attività, gli animali vengono isolati notte, giorno E crepuscolo modo di vivere.

A parte indennità giornaliera, ci sono cicli più grandi, per esempio di stagione O annuale.

La luce solare che colpisce la Terra può essere divisa in tre frazioni:

luce visibile- importante per lo stile di vita quotidiano, regola i processi biochimici e fisiologici.

luce infrarossa- determina il riscaldamento della superficie degli organismi.

luce ultravioletta- determina processi dipendenti dalle radiazioni, uccide i microrganismi, danneggia i sistemi enzimatici.

Come hai visto sopra, gli esseri viventi possono essere divisi in gruppi in relazione alla luce. Questa separazione è più pronunciata nelle piante (vedi video). Esistono tre gruppi di specie in relazione all'illuminazione:

CON amante del ventoimpianti crescere in spazi aperti, in condizioni di eccesso di luce solare diretta.

piante da ombra preferiscono ambienti ombrosi.

tollerante all'ombraimpianti vivere sia in luoghi ben che scarsamente illuminati.

Gli arti degli uccelli, come sai, sono scarsamente protetti dal freddo. Altri organismi a sangue caldo non possono permetterselo, perché il raffreddamento del sangue nelle gambe danneggia gli organi interni che ricevono il sangue raffreddato nelle gambe. Ma gli uccelli si sono adattati, da un lato, a non riscaldare gli arti e, dall'altro, a mantenere la temperatura del sangue che lava gli organi interni.

Nelle zampe degli uccelli, le arterie e le vene sono in contatto diretto, di conseguenza il sangue caldo, riscaldandosi nelle arterie, raffredda il sangue venoso che va al cuore. Poiché la temperatura del sangue nelle gambe e nel corpo differisce di decine di gradi, per questo non viene spesa alcuna energia aggiuntiva (vedi video).

La vita nell'acqua bollente

È noto che a temperature superiori a +60 ° C le proteine si denaturano e gli organismi muoiono. Su questo fenomeno si basa il processo industriale di pastorizzazione. Ma recentemente sono state scoperte comunità uniche di esseri viventi che vivono negli avvallamenti dei geyser sottomarini a temperature superiori a +100 o C (Fig. 2).

Si è scoperto che le loro proteine mantengono la loro struttura quaternaria, cioè non si denaturano alle alte temperature. La sequenza unica di tali proteine non denaturanti è stata sviluppata nel corso di molti secoli di evoluzione nelle sorgenti termali.

Riso. 2. Comunità sottomarine di organismi termofili

alghe colorate

La differenza di colore delle alghe è spiegata dalla loro adattabilità all'uso della luce proveniente da diverse parti dello spettro luminoso nel processo di fotosintesi.

I componenti spettrali penetrano nella colonna d'acqua a diverse profondità, i raggi rossi penetrano solo negli strati superiori e i raggi blu penetrano molto più in profondità. Per il funzionamento della clorofilla è necessaria la radiazione delle parti rossa e blu dello spettro (Fig. 3).

A questo proposito, le alghe verdi si trovano solitamente solo a profondità di diversi metri.

La presenza di un pigmento che effettua la fotosintesi sotto la luce giallo-verde consente alle alghe brune di vivere fino a 200 m di profondità.

I pigmenti delle alghe rosse utilizzano la luce verde e blu, quindi le alghe rosse vivono a profondità fino a 270 m.

Riso. 3. Distribuzione delle alghe nella colonna d'acqua dovuta alla presenza di vari pigmenti fotosintetici. Le alghe verdi vivono vicino alla superficie fino a 10 m di profondità, le alghe brune fino a 200 m di profondità e le alghe rosse vivono a una profondità di 270 m o più.

Pertanto, hai conosciuto i fattori ambientali abiotici: temperatura e luce, nonché la loro importanza nella vita degli esseri viventi.

Bibliografia

AA. Kamensky, E.A. Kriksunov, V.V. Apicoltore. Biologia generale, classi 10-11. - M.: Bustard, 2005. Scarica il libro di testo dal link: ()
D.K. Belyaev. Biologia 10-11 classe. Biologia generale. Un livello base di. - 11a edizione, stereotipata. - M.: Educazione, 2012. - 304 p. ()
V.B. Zakharov, S.G. Mamontov, N.I. Sonin, E.T. Zacharov. Grado di biologia 11. Biologia generale. livello di profilo. - 5a edizione, stereotipata. - M.: Otarda, 2010. - 388 p. ()
In che modo la composizione dei pigmenti fotosintetici nelle alghe è correlata alla loro distribuzione?
È possibile la vita nell’acqua bollente? Quale attrezzatura è necessaria per questo?
Discuti con gli amici su come utilizzare nella pratica le conoscenze sull'influenza dei fattori abiotici sugli organismi viventi.

Un attacco si verifica a seguito di una reazione incontrollata del cervello, simile a un cortocircuito. Le manifestazioni esteriori di un attacco sono piuttosto spaventose: una persona può cadere, i suoi arti iniziano a contrarsi convulsamente, la schiuma inizia a fuoriuscire dalla sua bocca. In alcuni casi, i sintomi di un attacco sono meno pronunciati, deboli e di breve durata, possono rimanere quasi invisibili alla persona stessa e agli altri.

Crisi di grande male

Il segno principale di una grande crisi convulsiva è un improvviso blackout della coscienza, fino al raggiungimento del coma. Allo stesso tempo, una persona presenta tachicardia, pallore acuto e bluastro della pelle e delle mucose, aumento della salivazione e dispnosi.

Per la natura delle manifestazioni, le grandi crisi convulsive sono divise in classiche, o schierate e abortive. Nel primo tipo, la crisi inizia con un grido acuto, il paziente cade a terra o per terra e perde completamente conoscenza. Le convulsioni in questo caso si verificano in 2 fasi. Il primo lungo (tonico) è di circa 0,5-1,5 minuti. I suoi sintomi sono: mordersi la lingua e la mucosa buccale, fuoriuscita di schiuma, macchie di sangue dalla bocca. Dopo la fine della prima fase, inizia la seconda: clonica, che può durare circa 3 minuti. In questa fase sono possibili la defecazione e la minzione involontarie.

La differenza tra una crisi abortiva e una crisi classica è l'assenza di una qualsiasi delle fasi, solitamente clonica, in casi più rari tonica. Durante un attacco, non si verificano defecazione e minzione involontarie, i pazienti hanno meno probabilità di mordersi le guance e la lingua.

Convulsioni: cause

Potrebbe non esserci alcuna causa apparente di un attacco. Esistono possibili condizioni che possono portare a un attacco, queste sono:

tumori al cervello;
malattie infettive;
colpi;
ferita alla testa;
patologie ormonali;
astinenza dalle bevande alcoliche sullo sfondo dell'alcolismo e così via.

Nella maggior parte dei casi, è possibile stabilire un chiaro collegamento tra patologie cerebrali e insorgenza di convulsioni. Pertanto, le cause delle convulsioni possono essere:

Epilessia. Le convulsioni sono una delle manifestazioni tipiche di questa malattia. La loro gravità dipende dalla gravità della patologia, dalla correttezza del metodo di trattamento scelto e dalla regolarità nell'assunzione dei farmaci. Con la vera epilessia, una persona ha grandi convulsioni convulsive, più spesso, nella forma classica. C'è un'espressione facciale distorta, tensione muscolare, forte contrazione della mascella, viso blu, pupille dilatate e mancanza di reazione alla luce. Pochi secondi dopo la comparsa di tali sintomi, inizia la fase clonica della crisi. La durata delle crisi nell'epilessia è solitamente di circa 2-3 minuti. In questo caso, il paziente può separare involontariamente le feci e l'urina, i ricordi della crisi non vengono conservati.
Epilessia sintomatica. Si verifica a seguito di trauma cranico, danno ai vasi cerebrali, encefalite o meningite. Le convulsioni convulsive in questi casi sono simili alle manifestazioni della vera epilessia. Tuttavia, in alcuni casi, ad esempio, con i tumori al cervello, sono possibili convulsioni unilaterali e conservazione della coscienza.
Avvelenamenti e disturbi metabolici. Gli effetti tossici sul cervello possono anche causare convulsioni. Tale risultato può portare ad un forte aumento della temperatura, ipoglicemia, ipocalcemia, ipossia e altre condizioni simili.
Tossicosi delle donne incinte. Convulsioni convulsive possono verificarsi sullo sfondo della tossicosi tardiva o della preeclampsia, a seguito dello sviluppo di edema cerebrale. In questo caso, le convulsioni possono essere toniche o cloniche, la pressione è solitamente notevolmente aumentata e si osserva confusione.
Malattie infettive. Le crisi più comuni si verificano con colera, tetano e poliomielite.

Sono possibili anche altre cause di convulsioni, come uno sforzo fisico eccessivo su alcuni gruppi muscolari, un forte aumento della pressione e così via.

Tipi di convulsioni

Per tutti i tipi di convulsioni convulsive, le seguenti caratteristiche sono caratteristiche:

inizio brusco;
brevità;
risoluzione spontanea;
somiglianza, cioè il decorso delle crisi convulsive è sempre lo stesso in una persona con una malattia specifica.

Esistono diversi tipi di convulsioni:

Generalizzato. La forma più pronunciata. Spesso, prima di un attacco, l'umore del paziente cambia, può sperimentare allucinazioni uditive, visive, gustative o olfattive. Durante la crisi stessa, la coscienza perde, la persona cade, la respirazione può essere assente, i muscoli si contraggono bruscamente, convulsamente, si possono osservare schiuma, minzione e defecazione.
Mioclonico. Tale convulsione è simile al tipo generalizzato, ma differisce per le contrazioni muscolari solo su un lato.
Atonica. Con esso si verifica una leggera contrazione e quindi un completo rilassamento dei muscoli.
Acinetico. È caratterizzato dalla perdita del tono muscolare.
Assenza. Più comune nei bambini. Durante un attacco, una persona interrompe qualsiasi attività, il suo sguardo non è fisso da nessuna parte, non reagisce alla realtà circostante. Durata: circa 15 secondi.
Convulsione semplice. Si tratta di uno spasmo di una parte del corpo, che può manifestarsi anche con intorpidimento o formicolio. La coscienza è completamente preservata.
Convulsioni complicate. È simile al precedente tipo di crisi convulsiva, ma c'è una perdita di coscienza. Possono verificarsi movimenti ripetitivi inconsci.
crisi epilettica. Può essere singolo o più ricorrenti a breve termine.

Crisi epilettiche convulsive

Le crisi epilettiche possono essere convulsive o non convulsive. Il secondo tipo è più comune nei bambini. L’epilessia è un grave disturbo cerebrale che provoca convulsioni regolari.

Le manifestazioni cliniche di un attacco epilettico convulsivo possono essere diverse. L'attacco può essere lungo o breve termine, con o senza perdita di coscienza.

Dividere le crisi epilettiche convulsive generalizzate e parziali. Nel primo caso, i movimenti sono simmetrici su entrambi i lati del corpo, si verifica una perdita di coscienza. Con una crisi parziale, la coscienza può essere compromessa o preservata e le convulsioni possono catturare solo un arto, diffondendosi gradualmente a tutto il corpo.

Convulsioni generalizzate

Una crisi generalizzata è caratterizzata da perdita di coscienza, convulsioni simmetriche, ma può verificarsi anche senza di esse. Inoltre, si osservano gravi disturbi autonomici, come apnea, formazione di schiuma, aumento della frequenza cardiaca, aumento della pressione, mancanza di riflessi pupillari e sudorazione eccessiva.

Prima dell'inizio di un attacco si possono osservare nausea, vomito, strane sensazioni al petto e all'addome, disturbi mentali: paura, mancanza di concentrazione del pensiero, ricordi incomprensibili, allucinazioni.

Piccole crisi convulsive

Le caratteristiche distintive di una piccola crisi convulsiva sono:

blackout della coscienza a breve termine;
mancanza di un periodo di aura prima di un attacco;
assenza di spasmi muscolari scheletrici;
anche la caduta del corpo può essere assente.

Esistono 2 forme di piccole crisi convulsive: assenza e crisi miocloniche. Il primo è caratterizzato dallo spegnimento temporaneo della coscienza senza convulsioni e cadute. Per il secondo - piccoli spasmi convulsi degli arti o dei singoli muscoli.

Pronto soccorso per le convulsioni

Il primo soccorso per una crisi epilettica è principalmente quello di prevenire i danni che il paziente può infliggersi da solo. Per prima cosa devi calmarti e calmare le persone intorno a te. Quindi facilitare la respirazione del paziente sbottonando il colletto e rimuovendo gli elementi restrittivi degli indumenti. Quando si vomita, una persona dovrebbe essere girata di lato per evitare che il vomito penetri nelle vie respiratorie.

È importante monitorare gli oggetti vicini al paziente, rimuovendo tutto ciò che può causare lesioni. È meglio mettere un cuscino sotto la testa, questo ridurrà il rischio di lesioni alla testa. È impossibile inserire cucchiai o altri oggetti tra i denti, poiché ciò provocherebbe arresto respiratorio, ingestione di un corpo estraneo, fratture delle corone dei denti e così via.

Crisi convulsive: trattamento

Per qualsiasi sequestro, è necessario chiamare un'ambulanza. Determinare le cause e il trattamento di una crisi epilettica può essere effettuato solo da un medico. Un paziente con un attacco dovrebbe ricevere il primo soccorso e portato in una struttura medica.

totale:0
In contatto con 0
Google Plus 0
OK 0
Facebook 0