Презентация"Среда обитания живых организмов. Негативные факторы влияния на среды обитания "

Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие.

На нашей планете существуют 4 среды обитания:

Водная
Наземно-Воздушная
Почвенная
Организменная

Наземно-Воздушная среда обитания

Характеристика: Разреженная. Обилие света и  кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени.
Адаптация организма к среде: Выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима. Освобождение полового процесса от жидкой среды

Наземно-воздушная среда представляет для нас особый интерес, поскольку именно здесь — на границе двух оболочек Земли — обитает подавляющее большинство животных и растений. Нетрудно заметить, что эта среда качественно отличается от водной по своим физическим параметрам. С какими же проблемами столкнулись организмы при освоении суши и как научились их преодолевать?

Наземно-воздушная среда характеризуется семью основными абиотическими факторами. 

Условия обитания организмов воздушной и водной среды(по Д. Ф. Мордухай-Болтовскому, 1974)

Низкая плотность воздуха 

Затрудняет поддержание формы тела и потому провоцирует образование опорной системы. Так, водные растения не имеют механических тканей: они появляются только у наземных форм. У животных обязательно имеется скелет: гидроскелет (как у круглых червей, например), или наружный скелет (у насекомых), или внутренний (у млекопитающих).С другой стороны, малая плотность среды облегчает передвижение животных. Многие наземные виды способны к полету. В основном, это — птицы и насекомые, но среди них есть и представители млекопитающих, амфибий и рептилий. Полет связан с поиском добычи или расселением. Обитатели суши размножаются только на Земле, которая служит им опорой и местом прикрепления.

В связи с активным полетом у таких организмов модифицированы передние конечности и развиты грудные мышцы, как у летучих мышей, а у планеристов (например, летяг и некоторых тропических лягушек) — кожные складки, которые растягиваются и играют роль парашюта 

Низкое давление

В норме составляет 760 мм ртутного столба (или 101 325 Па). Перепады давления, по сравнению с водной средой обитания, очень малы; так, на высоте 5 800 м оно составляет лишь половину своей нормальной величины. Следовательно, почти все обитатели суши чувствительны к сильным перепадам давления, т. е. являются стенобио́нтами по отношению к этому фактору.

Подвижность воздушных масс

Обеспечивает существование аэропланктона. В его состав входит пыльца, семена и плоды растений, мелкие насекомые и паукообразные, споры грибов, бактерий и низших растений.
Эта экологическая группа организмов адаптировалась благодаря большой относительной площади поверхности крыльев, выростов и даже паутины, либо за счет очень мелких размеров. 

Древнейший способ опыления растений ветром —анемофилия — характерен для известных нам растений средний полосы: берез, елей, сосен, крапивы, злаков и осок. Некоторые и расселяются с помощью ветра: тополя, березы, ясени, липы, одуванчики и др. Семена этих растений имеют парашютики (одуванчики, рогоз) или крылышки (клен, липа).

Верхняя граница жизни для большинства позвоночных — около 6 000 м. Это объясняется тем, что с высотой падает давление, а значит и уменьшается растворимость кислорода в крови. Для сохранения постоянной концентрации кислорода в крови частота дыхания должна увеличиваться. Однако, как известно, мы выдыхаем не только углекислый газ, но и водяные пары, поэтому частое дыхание должно неизменно приводить к обезвоживанию организма. Эта простая зависимость не характерна только для редких видов организмов: птиц и некоторых беспозвоночных, клещей, пауков и ногохвостков

Газовый состав

Наземно-воздушной среды отличается высоким содержанием кислорода: оно более чем в 20 раз выше, чем в водной среде. Это позволяет животным иметь очень высокий уровень обмена веществ.
Поэтому только на суше могла возникнуть гомойоте́рмность — способность поддерживать постоянную температуру тела, в основном, за счет внутренней энергии. Благодаря гомойтермности птицы и млекопитающие могут сохранять жизненную активность в самых суровых условиях

Дефицит воды

Значительный дефицит воды на суше провоцирует развитие разнообразных адаптаций, направленных на экономию воды в организме:
развитие органов дыхания, способных поглощать кислород из воздушной среды покровов (легкие, трахеи, легочные мешки)
развитие водонепроницаемых покровов
изменение выделительной системы и продуктов обмена (мочевины и мочевой кислоты)
внутреннее оплодотворение.

Помимо обеспечения водой, осадки играют и экологическую роль. Снег, например, значительно уменьшает колебания температуры на глубине от 25 см. Глубокий снег защищает почки растений. Для тетеревов, рябчиков и тундряных куропаток сугробы — место ночевки, так как при 20–30 градусах мороза на глубине около 40 см температура сохраняется близкой к 0 °С.
Для копытных и хищников глубина рыхлого снега — ограничивающий фактор при расселении, появление же корки в гололед обрекает многих травоядных на бескормицу. Поэтому благородный и пятнистый олени, лани и косули не проникают на север дальше тех мест, где глубина снега больше 40 см.

Рис. 10. Опорная поверхность

Конечностей белой куропатки
зимой (А) и летом (Б)

Рис. 12. Типы гуттации у разных растений
(по А.М. Гродзинскому, 1965):
1 — у злаков, 2 — у земляники, 3 — у тюльпана, 4 — у молочая,
5 — у беллевалии сарматской, 6 — у клевера

Рис. 13. Корневая система озимой пшеницы
(по В. Г. Хржановскому и др., 1994):
1 — при большом количестве осадков; 2 — при среднем;
3 — при малом

Температурный режим

Наземно-воздушной среды более изменчив, чем водной. Поэтому многие обитатели суши эврибио́нтны к этому фактору, т. е. способны существовать в широком диапазоне температур и демонстрируют весьма различные способы терморегуляции

В заключение стоит отметить, что многие виды животных, обитающих в районах, где зимы снежные, осенью линяют, меняя цвет шерсти или перьев на белый. Возможно, такая сезонная линька птиц и зверей также является адаптацией — маскирующей окраской, что характерно для зайца-беляка, ласки, песца, тундряной куропатки и других. Однако, не все белые животные сезонно меняют окраску, что напоминает нам о неопределенной изменчивости и невозможности рассматривать все свойства организма как полезные или вредные.

Рис. 14. Области оптимальных температур для роста и
                развития различных растений (по Went, 1957)

Рис. 15. Распределение температур в розеточном растении арктической тундры (Novosieversia glacialis) в солнечное июньское утро при температуре воздуха 11,7°С (по Б. А. Тихомирову, 1963)

Рис. 16 Атмосферные фронты над территорией России

Рис. 17. Смертность гусениц яблоневой плодожорки Саrpocapsa
pomonella в зависимости от температуры и влажности (по Р. Дажо,1975)

Рис. 18 Схема изменения климата, растительности и почв вдоль профиля через основные ландшафты Европейской части России с северо-запада на юго-восток до Прикаспийской низменности (по В. Н. Сукачеву, 1934)

Рис. 19. Влияние микроклимата на растительность в тундре
(по Ю. И. Чернову, 1979):
вверху — хорошо прогреваемый склон южной экспозиции;
внизу — горизонтальный участок плакора (флористический состав на обоих участках одинаков)

Рис. 20 Соотношение площадей суши, занятых различными
физико-географическими поясами, в % (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

В процессе эволюции у живых организмов наземно-воздушной среды выработались характерные анатомо-морфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации:
1)Появились органы, которые обеспечивают непосредственное усвоение атмосферного кислорода в процессе дыхания (легкие и трахеи животных, устьица растений).
2.Получили сильное развитие скелетные образования (скелет животных, механические и опорные ткани растений), которые поддерживают тело в условиях незначительной плотности среды.
3.Выработались приспособления для защиты от неблагоприятных факторов, таких, как периодичность и ритмика жизненных циклов, сложное строение покровов, механизмы терморегуляции и др.
4.Сформировалась тесная связь с почвой (конечности животных, корни растений), выработалась подвижность животных в поисках пищи, появились переносимые воздушными течениями семена, плоды и пыльца растений, летающие животные.

Примеры обитателей Наземно-Воздушной среды:

Негативные факторы влияния на среды обитания:

Выбросы промышленных предприятий (Воздух города насыщен химическими выбросами промышленных предприятий и дышать им трудно);
Ионизирующие излучения радиоактивных веществ;
Шум, вибрация, электромагнитные поля;
Антропогенное воздействие;

1.http://ekolog.org/books/27/ - Экология. Учебник для вузов М.: ЮНИТИ-ДАНА, А.С. Степановских 2001. - 703 с.
2.http://velib.com/read_book/gurova_tatjana_fedorovna-nazarenko_ljudmila_vladimirovna/osnovy_ehkologii_i_racionalnogo_prirodopolzovanija_uchebnoe_posobie/razdel_i_osnovy_ehkologii/glava_3_nazemno_vozdushnaja_sreda_obitanija_atmosfera_ponjatie_ob_adaptacijakh/