§ 67. Организмы в среде их обитания. Повторение

Определения и обозначения

Среда обитания — совокупность условий, в которых живёт организм, и факторов, воздействующих на него. Это не только место, где можно обнаружить организм, но и весь набор воздействий вокруг него. Понятие помогает рассматривать условия жизни целиком, а не сводить их к одному признаку.

Экологический фактор — любое свойство среды, влияющее на жизнедеятельность организма. К факторам относятся и неживые условия, и влияние других организмов, и последствия деятельности человека. Это понятие нужно, чтобы различать причины, от которых зависят рост, выживание и размножение.

Зона толерантности — диапазон значений фактора, в пределах которого организм может существовать. У разных видов эти границы неодинаковы, а внутри диапазона условия могут быть как подходящими, так и менее благоприятными. Понятие позволяет объяснить, почему вид встречается не везде и почему крайние условия опасны.

Адаптация — строение, функция или поведение, повышающие приспособленность организма к условиям среды. Такая особенность полезна не сама по себе, а в конкретных условиях, где помогает выживать или оставлять потомство. Понятие помогает связать особенности организмов с их средой и отличить приспособление от случайной черты.

Как это устроено

Экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы — условия неживой природы, например температура и влажность; биотические возникают из-за взаимодействия организмов, а антропогенные связаны с деятельностью человека. Такое деление показывает, откуда приходит воздействие, но его результат определяется ещё и силой фактора: умеренное влияние может быть переносимым, а слишком сильное — нарушать жизненные процессы.

Для каждого фактора у вида есть минимум и максимум — крайние значения, при которых он ещё способен существовать. Между ними располагается зона толерантности, а наиболее благоприятное значение называют оптимумом: при нём жизнедеятельность обычно идёт лучше всего. Чем дальше условия от оптимума, тем сильнее может снижаться активность и успешность размножения; за границами переносимого диапазона организм не выживает.

Водная среда плотная, поддерживает тело и замедляет изменения температуры, но в ней меньше доступного кислорода, чем в воздухе. Поэтому водные животные, например рыбы, передвигаются с помощью обтекаемой формы тела, а газообмен у них обеспечивают жабры. На суше организмы сталкиваются с потерей воды и резкими колебаниями условий, поэтому многим нужны покровы, сохраняющие влагу, и способы опоры и передвижения.

В почве мало света, пространство ограничено, а количество воды и воздуха меняется с глубиной и составом грунта. Поэтому почвенные организмы часто имеют вытянутое или компактное тело, органы передвижения для рыхления грунта и развитые органы чувств, воспринимающие колебания. Организменная среда — тело другого организма; она даёт паразиту пищу и укрытие, но требует удерживаться на хозяине и переносить особенности его внутренней среды.

Один и тот же фактор действует на виды по-разному, потому что их потребности, строение и пределы толерантности различаются. Например, температура, благоприятная для одного вида, может быть чрезмерной для другого. Поэтому нельзя оценить фактор как полезный или вредный без указания организма, силы воздействия и условий, в которых он находится.

Организмы меняют условия друг для друга через конкуренцию, хищничество, паразитизм и другие взаимодействия. Такие связи влияют на численность популяций и распределение видов, а значит, изменяют состав сообщества. Деятельность человека тоже может менять среду: загрязнение и разрушение местообитаний создают дополнительные ограничения, тогда как охрана территорий и восстановление местообитаний способны поддерживать популяции.

Среды обитания и приспособления организмов

Сначала сравните основные условия среды, затем найдите приспособления, которые помогают организмам справляться именно с ними. Примеры в таблице типичны, но не исчерпывают всего разнообразия: особенности зависят от вида и конкретного местообитания. Одна и та же адаптация может быть полезной в одних условиях и не давать преимущества в других.

Разбор задач

Задача 1. Распределите факторы по группам: температура, хищничество, загрязнение воздуха, влажность, конкуренция. Нужно определить, связаны ли они с неживой природой, с организмами или с деятельностью человека. Не ориентируйтесь только на то, полезен фактор или вреден: важен источник его возникновения.

1. Температура и влажность — абиотические факторы, поскольку это свойства неживой среды.
2. Хищничество и конкуренция — биотические факторы: они возникают во взаимодействиях между организмами.
3. Загрязнение воздуха — антропогенный фактор, если оно вызвано деятельностью человека.

Ответ: абиотические — температура и влажность; биотические — хищничество и конкуренция; антропогенный — загрязнение воздуха. Одна категория не исключает воздействия на другие компоненты среды, но классифицируют фактор по его происхождению.

Задача 2. У растения достаточно света, воды и минеральных веществ, но температура опустилась ниже минимально переносимой. Определите, что мешает росту. Здесь требуется отделить фактор, который ограничивает жизнедеятельность, от остальных условий, уже обеспеченных в достаточном количестве.

1. Сопоставьте каждый названный фактор с потребностями растения: свет, вода и минеральные вещества в условии достаточны.
2. Температура ниже минимума зоны толерантности, то есть выходит за переносимые пределы.
3. Значит, именно температура ограничивает рост; достаток других ресурсов не устраняет действие этого фактора.

Ответ: ограничивающий фактор — температура. За пределами зоны толерантности жизненные процессы угнетаются, а при длительном воздействии организм может погибнуть.

Задача 3. Объясните, почему у рыб обтекаемая форма тела и жабры, а у паразитических червей развиты органы прикрепления и упрощено пищеварение. Сравните среду обитания каждой группы и выясните, какую задачу решает каждая особенность. Так можно связать строение не просто с названием среды, а с её конкретными условиями.

1. В воде плотность среды затрудняет движение, поэтому обтекаемая форма уменьшает сопротивление при плавании.
2. В воде рыбы получают кислород, растворённый в воде, и жабры обеспечивают газообмен.
3. Паразитический червь живёт на хозяине или внутри него, поэтому органы прикрепления помогают удерживаться, а пищеварительная система может быть упрощена при доступе к готовой пище.

Ответ: особенности рыб связаны с передвижением и дыханием в воде, а особенности червей — с жизнью за счёт хозяина. Эти черты повышают приспособленность в конкретных средах, но сами по себе не означают, что организм лучше приспособлен ко всем условиям.

Типичные ошибки

Ошибка — считать экологическими факторами только неживые компоненты среды. Так думают, потому что температуру и свет легко измерить, а взаимодействия организмов и влияние человека кажутся отдельными темами. Проверьте себя: если хищник, конкурент или загрязнение меняют жизнедеятельность организма, это тоже экологический фактор.

Ошибка — путать среду обитания с местом нахождения организма. Место можно назвать коротко, но среда включает не только точку на карте, а весь комплекс действующих условий. Чтобы проверить ответ, перечислите несколько воздействий, которые организм испытывает в этом месте, включая влияние других видов.

Ошибка — полагать, что увеличение любого фактора всегда улучшает состояние организма. Эту мысль допускают, когда принимают недостаток ресурса за единственную возможную проблему, забывая о пределах выносливости. Спросите себя, где оптимум и не превышен ли максимум: избыток света, тепла или другого фактора тоже может быть вредным.

Ошибка — называть адаптацией любое свойство организма без объяснения его пользы. Внешнее отличие само по себе ещё не доказывает, что оно помогает жить именно в этой среде. Проверьте себя вопросом: какую конкретную трудность преодолевает эта особенность и как она повышает вероятность выживания или размножения?

Связь с другими темами

Чтобы разбираться в теме, нужно знать уровни организации живого, признаки живых организмов, строение клетки и основные жизненные процессы. Эти знания помогают понять, какие функции организма зависят от условий среды и как он на них реагирует. Позже экологические факторы пригодятся при изучении популяций, экосистем, цепей питания и круговоротов веществ: условия влияют на численность видов и связи между ними. Те же закономерности используют, объясняя последствия загрязнения, изменения климата и меры охраны видов.

Что запомнить

• Организм постоянно взаимодействует со средой обитания.
• Экологические факторы бывают абиотическими, биотическими и антропогенными.
• У каждого вида есть пределы выносливости по каждому фактору.
• Наиболее благоприятное значение фактора называется оптимумом.
• Фактор, сильнее всего ограничивающий жизнедеятельность, называется ограничивающим.
• Адаптации формируются в процессе эволюции и повышают приспособленность организмов.
• Изменение среды может нарушить устойчивость популяций и сообществ.