ЧИННИКИ ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА Природа діє згідно зі своїми

ЧИННИКИ ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА Природа діє згідно зі своїми законами, а людина у відповідності зі своїми уявленнями про закон. Август Леш 1

Зовнішнє середовище (середовище існування) - це та частина природи, яка оточує живий організм і з якою він безпосередньо взаємодіє. 2

Факторіальна екологія – розділ екології, який досліджує вплив чинників зовнішнього середовища на біосистеми. Факторіальна екологія Аутекологія 3

к ни ин оч ек Популяційний рівень щільність популяції темп розмноження смертність реалізація біотичний потенціал 4

ин оч ек Біоценотичний рівень к ни видова структура продуктивність біоценозу характер міжпопуляційних взаємин структуру трофічних ланцюгів і мереж співвідношення продукційнодеструкційних процесів 5

н ик н и оч ек Екосистемний рівень біогеохімічні колообіги речовинно-енергетична структура екосистеми інформаційна структура екосистеми 6

к ни ин оч ек Суборганізмовий рівень активність ферментів співвідношення окиснювального фосфорилювання і вільнорадикального окиснення конформаційна структура ферментів 7

Екочинники Окремі властивості або елементи зовнішнього середовища, що впливають на дану систему, називаються екочинниками Екочинниками є: для організму – будь-який чинник зовнішнього середовища (ЗС), що безпосередньо на нього впливає; для популяції – будь-який елемент ЗС, що впливає хоча б на одну особину даної популяції; для біоценозу – будь-який елемент ЗС, що впливає бодай на одну популяцію угруповання; для екосистеми – ті елементи ЗС, які впливають на будь-які її компоненти. 8

Глибина ск и освітленість т р. Н концентрація газів р пе тем ура ат спектральний склад світла 9

Ресурси навколишнього середовища біосистеми використовують, споживають, тим самим зменшуючи їх кількість. Умови - це такі фактори, до яких біосистеми змушені пристосовуватися, але вплинути на них зазвичай не можуть 10

Адаптації Пристосування біосистем до середовища носять назву адаптації. Під адоптаціями розуміються будь -які зміни в структурі та функціях систем (біологічна, екологічна тощо), підвищують їх шанси на виживання. Адаптації проявляються на різних рівнях: від біохімії клітин та поведінки окремих організмів до будови і функціонування угруповань і екологічних систем. 11

Загальна стратегія будь-якої системи – підвищення якості середовища її існування. Підвищити якість середовища кондиціонування середовища шляхом вибору найбільш оптимального середовища шляхом власних змін 12

Гіпотеза Геї Основним положенням гіпотези є твердження що Земля як планета вцілому, її Джеймс Лавлок біосфера є певною мірою живим суперорганізмом. Гіпотеза не має чітко окреслених висновків, які можна перевірити експериментально Daisyworld — модель планетарного життя, яка заснована на принципах теорії еволюції Ч. Дарвіна 13

Кількісною характеристикою ступеня адаптованості біосистеми в усіх випадках є ефективність її функціонування у певному середовищі. речовинна адаптованість енергетична адаптованість інформаційна адаптованість спряженість речовинно-енергетичних та інформаційних процесів 14

Особливої уваги варті: З енергетичних показників - структура енергетичного балансу, зокрема – мінімізація енерговитрат на базальний обмін, величина доступного системі потоку енергії, частка доступної в екосистемі енергії, яка реально використовується даною біосистемою тощо. З речовинних критеріїв – кількість, збалансованість та адекватність раціону (гетеротрофи) та мінеральних речовин (для автотрофів), ефективність використання речовини тощо. З інформаційних - адекватність сенсорних систем особливостям середовища, інформаційне забезпечення мінімізації речовинно-енергетичних витрат (раціоналізація ресурсокористування); інформаційні ефективність (для забезпечення функціювання біосистеми) тощо. потоки, їх 15

Основні механізми адаптації на рівні організму 1) біохімічні; 2) фізіологічні; 3) морфо-анатомічні; 4) поведінкові; 5) онтогенетичні. 16

Вплив екочинників на живі організми подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних і біохімічних функцій модифікатори, що викликають морфологічні й анатомічні зміни організмів обмежувачі, що обумовлюють неможливість існування в даних умовах сигнали, що свідчать про зміни інших факторів середовища 17

Юстус Лібіх (1819— 1822) Видатний німецький хімік, який започаткував основи агрохімії та теорії мінерального живлення рослин, одним з перших почав вивчати вплив різних факторів на ріст рослин. 18

Закон мінімуму Ю. Лібіха Висновок Ю. Лібіха “речовиною, що знаходиться в мінімумі, управляється урожай і визначається величина і стійкість останнього у часі”. 19

Лімітуючий фактор Лімітуючим слід вважати фактор, мінімальна відносна зміна якого викликає максимальну зміну функції відгуку системи. Ортофосфати Освітлення 20% Нітрати 200% 300% Вологість 40% 20

Закон толерантності В. Шелфорда Віктор Шелфорд (1877 — 1968) Життєдіяльність будь-якого організму можлива лише в певних межах значень екологічного чинника. За межами цих значень (як мінімального, так і максимального) існування організму неможливе. 21

Значення екологічного чинника між його мінімальним (min) і максимальним (max) значенням називається зоною толерантності. «Екологічна валентність» – діапазон коливань значень фактора, за яких організм здатний лишатися живим Форми з широкою екологічною валентністю називаються еврибіонтними, з вузькою – стенобіонтними. Види, які відзначаються виключно широкою екологічною валентністю, а тому дуже широко розповсюджені, називаються убіквістами. 22

В межах зони толерантності виділяють зону нормальної життєдіяльності – ті значення фактора, в межах яких організм (чи популяція) не лише виживає, а й здійснює всі притаманні даній системі функції (ріст, живлення, розмноження). За значень екологічного чинника, які виходять за межі зони нормальної життєдіяльності, проте знаходяться в межах зони толерантності, знаходяться зони песимуму. Кількісний діапазон екологічного чинника, який відповідає потребі організму і забезпечує найсприятливіші умови для його життєдіяльності, називають зоною оптимуму. 23

Організми, які мешкають за близьких до максимального значення певного чинника, називаються фільними – термофільні, галофільні тощо, а ті, що уникають цих зон – фобними – кріофобні, гідрофобні тощо. Яскраві кольори Великого призматичного джерела, Єллоустоунський національний парк, завдячують деяким бактеріям термофілам Рослина-галофіл Salicornia europaea 24

За оптимального значення того чи іншого чинника витрати енергії на підтримання життєдіяльності організму мінімальні. 25

Базальний, чи основний обмін визначається енерговитратами на підтримання життєдіяльності організму у стані повного спокою за відсутності рухової активності та будь-яких зовнішніх подразнень, тобто це саме енерговитрати на підтримання життя 26

Закон Лібіха, і висновки, що випливають з нього, стосуються, головним чином, продуктивності та чинників, що її обмежують. Закон В. Шелфорда стосується саме питання толерантності, виживання і оптимальних умов, тобто того, що ми називаємо “функцією благополуччя” системи. 27

Типи взаємодії екочинників Адитивні Мультиплікативні Синергізм Антагонізм 28

Взаємозв’язок між температурою, кількістю опадів та типом біому 29

При дослідженні впливу окремих екочинників на живі організми однофакторний аналіз себе давно вже вичерпав 30

“Закон фізіологічних взаємозв’язків” (Mitscherlich, 1909) “Закон сумісної дії факторів” (Baule, 1918) Величина врожаю залежить не лише від якого-небудь (хай навіть лімітуючого) фактора, а від усієї сукупності факторів одночасно. 31

Комплексна зміна екочинників впливає на функцію відгуку положення зони оптимуму інтервали толерантності масштаб і форму конкретних функцій відгуку на кожний з екочинників 32

Методичною основою факторіальної екології є комплексні підходи до вивчення взаємодії середовищем при біосистем широкому використанні багатофакторного з засобів експерименту і апарата багатомірного математичного аналізу. Найістотніший вплив спричинює той фактор, мінімальне відносне відхилення якого викликає максимальні зміни в параметрах системи, що досліджується. 33

Поняття простору екочинників Простором екочинників назвемо евклідовий простір, координати якого співставленні ранжованими екочинниками. Кожній конкретній комбінації значень екочиників відповідає точка екологічного простору ξ з координатами (x 1*, x 2*, …, xn*…). 34

35

Дякую за увагу 36