Класифікація екочинників 1
Екочинники Абіотичні Біотичні Антропогенні 2
Неперіодичні Періодичні Екочинники Залежні від щільності популяції Незалежні від щільності популяції 3
Абіотичні чинники кліматичні світло, тепло, повітря, вода (включаючи опади в різних формах і вологість повітря), вітер. едафіческіе, або грунтові механічний і хімічний склад грунту, її водний і температурний режим Топографічні умови рельєфу 4
Температура В середньому активна життєдіяльність організмів вимагає досить вузького діапазону температур, обмеженого критичними порогами замерзання води і теплової денатурації білків, приблизно в межах від 0 до +50 °C. Як правило, верхні критичні значення чинника виявляються значно критичнішими, ніж нижні. 5
Кріофіли - види, що віддають перевагу холоду і спеціалізовані до життя в цих умовах. Антарктична риба трематом-пістряк (Trematomus bernacchii) з температурою тіла -1, 98 °C 6
Термофіли - це екологічна група видів, оптимум життєдіяльності яких приурочений до області високих температур. Чорні курці (чорні палії) — гідротермальні джерела в рифтових зонах світового океану, вода яких насичена сполуками металів та сірки, внаслідок чого має чорний колір. 7
Правило Вант-Гоффа При збільшенні градусів температури константа швидкості на кожні 10 гомогенної елементарної реакції збільшується в два-чотири рази. Якоб Гендрік Вант-Гофф (1852 -1912) Це емпіричне правило, яке дозволяє в першому наближенні оцінити вплив температури на швидкість протікання хімічної реакції в невеликому температурному інтервалі (зазвичай від 0 °C до 100 °C) 8
Пойкілотермія (холоднокровність) — еволюційна адаптація виду при якому температура тіла живої істоти змінюється в широких межах залежно від температури зовнішнього середовища. Гомойотермія (теплокровність) – це здатність живої істоти зберігати постійну температуру тіла, незалежно від температури навколишнього середовища. 9
Голий землекоп (Heterocephalus glaber) Розповсюдження голого землекопа 10
Життєдіяльність організмів у більшості пригнічується за постійної температури. випадків Яблунева плодожерка (Cydia pomonella) 11
Правило Бергмана Згідно тварин правила одного виду Бергмана або у групи близьких видів розміри тіла більші у холодних частинах ареалу та менші − у теплих (розмір тіла збільшується з географічною широтою). 12
Ілюстрація правила Бергмана (на прикладі людини) 13
Згідно правила виступаючі Аллена частини теплокровних тіла тварин у холодному кліматі коротші, ніж у теплому, випадку адже вони в першому віддають у навколишнє середовище менше Джоель Асаф Ален (1838 – 1921) американський зоолог і орнітолог теплоти. 14
Правило Аллена Песець (арктичний вид) Фенек (пустельний вид) Лисиця руда (вид зони помірного клімату) 15
Правило Глогера Згідно з правилом мешкають в холодних Глогера і види тварин, що вологих зонах, мають інтенсивніше пігментацію тіла (частіше чорну або темно-коричневу), ніж мешканці теплих і сухих областей. Вважають, що така особливість забарвлення дозволяє акумулювати тваринам достатньо велику кількість тепла. 16 Певчая зонотрихия (лат. Melospiza melodia) — североамериканская певчая птица из семейства овсянковых
Метелики підродини рябці (Melitainae) з Каліфорнії 17
Типи випромінювання 18
Світло Енергія світла є основним енергетичним джерелом, за рахунок якого існує все живе на нашій планеті. Кількість променистої енергії, яка проходить через атмосферу, є досить постійною (сонячна стала) і дорівнює 1, 98– 2, 00 кал/см 2 за 1 хв. Проходячи через атмосферу, випромінювання послаблюється атмосферними газами і пилом. Ступінь цього ослаблення залежить від довжини хвилі. Ультрафіолетові промені з довжиною хвилі менше 300 нм затримуються озоновим шаром. 19
Промениста енергія, яка досягає земної поверхні в ясний день 45% 10% Ультрафіолетове випромінювання Інфрачервоне випромінювання 45% Видиме світло 20
Пряма радіація — сонячна радіація, що доходить до земної поверхні у виді пучка паралельних променів, що виходять безпосередньо від сонячного диска. Розсіяна радіація — сонячна радіація, що була розсіяна в атмосфері, надходить на земну поверхню з усього небесного зводу. У похмурі дні вона є єдиним джерелом енергії в приземних шарах атмосфери. Сумарна радіація — сукупність прямої і розсіяної сонячної радіації, що надходить у природних умовах на земну поверхню. 21
Відношення відбитої радіації до тієї, що надійшла на дану поверхню, називається альбедо. Різні типи поверхні мають різними показниками відбиття сонячної радіації. 22
Рослинність найактивніше поглинає сині, червоні і довгі інфрачервоні промені. Випромінювання в діапазоні 380 -750 нм найбільш ефективно використовується у процесах фотосинтезу рослин і називається фотосинтетично активною радіацією (ФАР). 23
Закон Бугера-Ламберта Закон описує закономірності поглинання світла Iz = I 0 × e-lk де: Iz – інтенсивність (енергія) світлової хвилі після проходження нею шару води завтовшки l; I 0 – вихідна інтенсивність; k – коефіцієнт поглинання світла, який залежить від довжини хвилі (λ). 24
Поглинання світових хвиль водою Інфрачервоні промені (довші 820 нм) Червоні промені (680 нм) Оранжеві промені (620 нм) Зелені промені (520 нм) Сині промені (460 нм)
Прозорістю води (F) називають відношення потоку променів, що пройшов через шар товщиною z (Iz) до того, що ввійшов у воду (I 0): F= z I / 0 I Показником прозорості є глибина, на якій зникає видимість диску Секкі – білий диск діаметром близько 30 см. Зазвичай диск Секкі зникає з поля зору на глибині, куди проникає 5% сонячної радіації, яка падає на поверхню води
Шляхи витрачання сонячної енергії на поверхні Землі (за Е. Оорт, 1972)
Екологічні групи рослин по відношенню до світла 1) світлолюбні, або геліофіти, - рослини відкритих, постійно добре освітлюваних місць існування; 2) тіньолюбні, або сціофіти, - рослини нижніх ярусів тінистих лісів, печер і глибоководні рослини, вони погано переносять сильне освітлення прямими сонячними променями; 3) тіньовитривалі, або факультативні геліофіти, - можуть переносити більшу або меншу затінення, але добре ростуть і на світлі, вони легше інших рослин перебудовуються під впливом зміни умов освітлення.
Іонізуюча радіація Різні види випромінювання супроводжуються вивільненням різної кількості енергії і мають різну проникаючу здатність, тому вони спричинюють неоднаковий вплив на тканини живого організму. Альфа-випромінювання є потоком важких часток (це потік α-частинок, які є ядрами атома гелію і мають позитивний заряд, мають найбільшу іонізуючу здатність і дуже малу проникаючу здатність).
Бета-випромінювання - це потік електронів або позитронів. Гама-випромінювання - це потік γ-квантів, електромагнітне випромінювання з дискретним спектром (дуже короткою довжиною хвилі), що виникає при зміні енергетичного стану атомного ядра або під час анігіляції частинок.
Кількість енергії випромінювання, поглинута одиницею маси тіла, яке опромінюється, називається поглинутою дозою і вимірюється в системі СІ в греях (Гр, Gy). Один грей дорівнює дозі випромінювання, при котрій опроміненій речовині масою один кілограм передається енергія один джоуль будь-якого іонізуючого випромінювання. 1 Гр = 1 Дж/кг Льюис Харольд Грэй (1905 -1965) Величина поглиненої дози випромінювання залежить від властивостей випромінювання і поглинаючого середовища. 31
Еквівалентна доза Зіверт (Зв, Sv) — одиниця еквівалентної дози в системі СІ. Одиниця поглинутої дози, помножена на коефіцієнт, який враховує різну радіаційну небезпеку для організму різних видів іонізуючого випромінювання. 1 Зв відповідає поглинутій дозі в 1 Дж/кг для рентгенівського випромінювання. 32
Якщо для організму в цілому коефіцієнт радіаційного ризику дорівнює одиниці, то його значення для окремих органів і тканин складають: 0, 12 – для червоного кісткового мозку; 0, 03 – для кісткової тканини; 0, 03 – для щитоподібної залози; 0, 15 – для молочних залоз; 0, 12 – для легень; 0, 25 – для сім’яників та яєчників 0, 30 – для решти тканин. 33
Ефективна еквівалентна доза Колективну ефективну еквівалентну дозу Очікувана (повна) колективна ефективна еквівалентна доза Відображує загальний ефект опромінення для організму. Перемножуються еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і суммується по всім органам і тканинам. Просумувавши індивідуальні ефективні еквівалентні дози, отримані групою особин Це колективна ефективна еквівалентна доза, яку отримають багато поколінь людей від якогось радіоактивного джерела за весь час його подальшого існування. 34
Внутрішнє опромінення У середньому 2/3 ефективної еквівалентної дози опромінення, природних джерел радіоактивних яку людина радіації, речовин, що отримує від надходять від потрапили до організму з їжею, водою та повітрям. Тритій Вуглець-14 Свинець-210 Торій-232 Полоній-210 Калій-40 Уран-238 35
Найвагомішим з усіх природних джерел радіації є газ радон. Відповідає за ¾ річної індивідуальної ефективної еквівалентної дози опромінення, яку населення отримує від земних джерел радіації 36
Іонізуюча радіація – це єдиний, відомий людству, фізичний агент, який не має порогу ефекту. Оскільки навіть за найменшого впливу (одна іонізуюча частинка) можуть виникнути серйозні біологічні наслідки (звісно, що з дуже низькою ймовірністю). Будь-яке опромінення додаткове до існуючого (природного) радіаційного фону є шкідливим та небезпечним. 37
Але Вірогідний характер дії радіації здійснюється тільки на ті біологічні процеси, які безпосередньо пов'язані з функціонуванням генетичного апарату клітини. Такі ефекти розвиваються за принципом «все або нічого» (іонізуюча частинка або попала, або не попала в «мішень» ). Зі збільшенням дози радіації збільшується кількість таких елементарних подій, а не їх величина (тягар). 38
Інші біологічні ефекти опромінення залежать від величини отриманої дози – зі збільшенням дози опромінення збільшується виразність ефекту. Так, зі збільшенням дози опромінення збільшується тривалість затримки поділу кожної окремої клітини, а також сукупності клітин. За малих доз опромінення, рівні яких межують з природним фоном, вдається зареєструвати навіть стимулюючу дію радіації. Гормезис (від грец. Hórmēsis швидкий рух, прагнення) - стимуляція будь-якої системи організму зовнішнім чинником, що має силу, недостатню для прояву шкідливих ефектів. Радона ванна 39
Вода 40
Максимальна щільність чистої води спостерігається за температури 3, 98°С. 41
Воді притаманна надзвичайно висока теплоємність (4, 9 Дж/г на 1°С). Водневі зв’язки Підтриманню термостабільності води сприяє вкрай висока теплота пароутворення (2, 26 × 106 Дж/кг, або 539 кал/г при 100°С) і плавлення криги (3, 35 × 105 Дж/кг, чи 80 кал/г). 42
Солоність води – сумарна концентрація всіх мінеральних йонів, що містяться у в 1 літрі води, виражені в грамах. Вимірюється в проміле (‰). Середньорічна солоність води Світового океану (в проміле). Згідно Венеціанської системи всі природні води поділяють на: 1. прісні (до 0, 5‰), 2. солонуваті, чи міксогалинні (0, 5– 30, 0‰), 3. еугалинні, чи морські (30 -40‰) та 4. гіпергалинні, чи пересолені (понад 40‰). 43
осмоконформісти (майже всі морські безхребетні, а з хребетних – міксини) є ізоосмотичними, тобто рідини їхнього тіла мають таку ж осмотичну концентрацію, як і середовище їх існування; осморегулятори (практично всі мешканці прісних вод), внаслідок своєї гіперосмотичності (осмотичність рідин їхнього організму вища, ніж середовища існування), мають підтримувати свій водний баланс, постійно виділяючи з організму надлишок води, а морські хребетні, навпаки, внаслідок своєї гіпоосмотичності, мають різні пристосування до поповнення свого водного напівпроникні поверхні. балансу внаслідок втрати води через 44
Водяні організми можуть швидко гинути в осмотично сприятливому середовищі, якщо його сольовий склад не збалансований за співвідношенням окремих йонів, особливо одно- і двовалентних катіонів. Іонний коефіцієнт – відношення суми йонів калію і натрію до суми йонів кальцію і магнію. Особливо чутливі до змін йонного коефіцієнту морські організми, оскільки вони мешкають в умовах відносно постійної солоності і слабко адаптовані до її змін. 45
“Парадокс солонуватих вод” або Закон мінімуму видів Парадокс солонуватих вод (закон мінімуму видів) — це, відкритий Ремане (1934), закон, згідно якому мінімум морських і прісноводних видів тварин спостерігається в солонуватій (близької до прісній воді) зоні (при солоності 7— 8 ‰). У літературі відомий також під назвою «Ефект Ремане» . 46
Водневий показник (р. Н) p. H, Водневий показник — величина (від’ємний десятковий логарифм концентрації водневих йонів), що показує міру активності іонів водню (Н+) в розчині, тобто ступінь кислотності або лужності цього розчину. Концентрація водневих йонів у природних водах досить постійна, оскільки завдяки наявності карбонатів вони є системами. досить забуференими Карта кислотності води (p. H) США 47
Атмосфера Атмосфе ра (від древньогрецького ἀτμός – пара и σφαῖρα – куля) – газова оболонка (геосфера), що оточує планету Земля. Атмосфера забезпечує: • фотосинтез та дихання; • захист живих організмів від згубного впливу ультрафіолетового випромінювання (озоновий шар); • перенесення тепла і вологи; • регулювання сезонного й добового коливання; • існування атмосфери обумовлює низку складних екзогенних процесів: • вивітрювання гірських порід, • активність природних вод, мерзлоти, льодовиків, тощо. 48
Зона розсіювання, зовнішня частина термосфери, розташована вище 700 км. Газ в екзосфері сильно розріджений, і звідси йде втрата його частинок у міжпланетний простір (дисипація) Температура зростає до висоти 200– 300 км, де сягає значень близько 1500 К, після чого лишається майже постійною до великих висот. Під впливом ультрафіолетової і рентгенівської сонячної радіації та космічного випромінювання відбувається іонізація повітря ( «полярні сяйва» ). Розташована на висотах 55 -85 км. Температура поступово падає (від 0 °C у стратопаузі до — 70 ÷ — 90 °C у мезопаузі). Характеризується незначним збільшенням температури з висотою, яка сягає локального максимуму на верхній межі. На висоті 20— 25 км - шар озону Основний шар атмосфери, містить понад 80% всієї маси атмосферного 49 повітря і близько 90% усієї водяної пари, що міститься в атмосфері.
Гетеросфера – це шари, де гравітація спричинює вплив на розділення газів. Тому їх перемішування на такій висоті незначне. на висоті близько 120 км Атмосфера Гомосфера добре перемішана, однорідна за складом частина атмосфери. 50
Вміст кисню як лімітуючий фактор 51
Вітрозапилення (анемофілія) — перенесення пилку з однієї рослини на іншу за допомогою вітру. Анемохорія - розселення за допомогою повітряних потоків. Пристосування до перенесення повітряними потоками у комах Пристосування до переносу вітром у плодів та насіння рослин 52
Тиск Джомолунгма 53
Едафічні фактори Механічний склад грунту Повітропроникність грунту Кислотність грунту Хімічний склад грунту 54
Мінеральний скелет грунту - це неорганічний компонент, який утворився з материнської породи в результаті її вивітрювання. Підстилка Органічна речовина утворюється мертвих при організмів, (наприклад, грунту розкладанні їх опалого частин листя), екскретів й фекалій. Гумус 55
Орографічні фактори Рельєф Експозиція схилу Висота над рівнем моря Крутизна схилу 56
Категорії рельєфу Мікрорельєф Макрорельєф Мезорельєф 57
Біотичні чинники Внутрішньопопуляційні взаємодії Міжпопуляційні взаємодії 58
Антропогенні чинники Безпосередній вплив (антропічні фактори) Опосередкований вплив (антропогенні фактори) 59
Класифікація чинників зовнішнього середовища за О. С. Мончадським Первинні періодичні Вторинні періодичні Неперіодичні На думку О. С. Мончадського адаптації в першу чергу виникають до тих факторів, яким властива періодичність – добова, місячна, сезонна чи річна. Циклічність первинних періодичних факторів існувала ще до появи життя на нашій планеті, тому адаптації організмів до цих факторів є найдревнішими і спадково закріпленими. 60
Вторинні періодичні чинники Зміни вторинних періодичних чинників є наслідком зміни первинних періодичних чинників. Температура – первинний фактор Вологість повітря - вторинний фактор 61
Неперіодичні фактори в місцях проживання організму в нормальних умовах не існують. Вони проявляються раптово, тому організми зазвичай не встигають до них пристосуватися. Найчастіше неперіодичні чинники діють зненацька, і у організмів практично не існує до них адаптацій. Як правило, неперіодичні фактори призводять до зниження щільності популяцій. 62
Дякую за увагу 63
Скачать презентацию Класифікація екочинників 1 Екочинники Абіотичні Біотичні Антропогенні
Ecology_L4_moy.ppt