V jakém prostředí člověk žije Biologie. V jakém prostředí žijí ryby? Pojem stanoviště

1. Nejrychleji se pohybující zvířata žijí v životním prostředí:

a) země-vzduch;
b) pod zemí (půda);
c) voda;
d) v živých organismech.

2. Jmenuj největší zvíře, které kdy existovalo (a v současnosti existuje) na Zemi. V jakém prostředí to žije? Proč tak velká zvířata nemohou vzniknout a existovat v jiných biotopech?
(Odpovědět: modrá velryba. V vodní prostředí vztlaková (archimedovská) síla vám umožňuje výrazně kompenzovat gravitační sílu.)

3. Vysvětlete proč v staré časy válečníci určovali přístup nepřátelské jízdy přiložením uší k zemi.
(Odpovědět: Vodivost zvuku v hustém prostředí (půda, země) je vyšší než ve vzduchu.)

4. Ichtyologové čelí značným problémům při uchovávání hlubinných ryb pro muzea. Zvedli je na palubu lodi doslova slova explodují. Vysvětlete, proč se to děje.
(Odpovědět: na velkém oceánské hlubiny je vytvořen kolosální tlak. Aby nedošlo k rozdrcení, musí mít organismy žijící v těchto podmínkách uvnitř těla stejný tlak. Když rychle vystoupí na hladinu oceánu, zjistí, že jsou „rozdrceni zevnitř“ . )

5. Vysvětli proč hlubokomořské ryby mají buď zmenšené nebo hypertrofované (zvětšené) oči.
(Odpovědět: Do velkých hloubek proniká velmi málo světla. Za těchto podmínek musí být vizuální analyzátor buď velmi citlivý, nebo se stane zbytečným - pak je vidění kompenzováno jinými smysly: čichem, hmatem atd.)

6. Pokud smícháte vodu, písek, anorganická a organická hnojiva, bude směs půdou?
(Odpovědět: ne, protože půda musí mít určitou strukturu a musí obsahovat živé věci.)

7. Doplňte mezery výběrem jednoho slova z dvojice v závorkách.

(Odpovědět: nevyhrožující, slabý, agresivní, mít, nemám, nemám, nemám, velký.)

8*. V jakých biotopech mají živočichové nejjednodušší stavbu sluchového orgánu (je třeba porovnávat blízce příbuzné skupiny živočichů)? Proč? Dokazuje to, že zvířata v těchto prostředích špatně slyší?
(Odpovědět: v půdě a vodě. To je způsobeno skutečností, že vodivost zvuku v těchto hustých médiích je nejlepší. Jednoduchá organizace sluchových orgánů těchto zvířat nedokazuje, že mají špatný sluch. Lepší šíření zvukové vlny v hustém prostředí může kompenzovat špatnou organizaci sluchových orgánů.)

9. Vysvětlete, proč mají trvale vodní savci (velryby, delfíni) mnohem výkonnější termoizolační kryty ( podkožního tuku) než suchozemská zvířata žijící v drsných a chladných podmínkách. Pro srovnání, teplota slané vody neklesne pod -1,3 °C a na povrchu pevniny může klesnout až na -70 °C.)
(Odpovědět: Voda má výrazně vyšší tepelnou vodivost a tepelnou kapacitu než vzduch. Teplý předmět ve vodě se ochladí (vydá teplo) mnohem rychleji než ve vzduchu.)

10*. Mnoho lidí na jaře vypaluje loňskou uschlou trávu s argumentem, že čerstvá tráva poroste lépe. Ekologové naopak tvrdí, že to nelze. Proč?
(Odpovědět: Názor, že nová tráva po opadnutí lépe roste, je dán tím, že mladé sazenice se zdají na černém pozadí popela přátelštější a zelenější než mezi uschlou trávou. Nejde však o nic jiného než o iluzi. Ve skutečnosti během podzimu mnoho výhonků mladých rostlin zuhelnatí a jejich růst se zpomalí. Oheň zabíjí miliony hmyzu a dalších bezobratlých žijících v podestýlce a bylinném patře a ničí snůšky ptáků hnízdících na zemi. Normálně se organická hmota, která tvoří uschlou trávu, rozkládá a postupně přechází do půdy. Při požáru hoří a mění se v plyny, které vstupují do atmosféry. To vše narušuje koloběh prvků v daném ekosystému, jeho přirozenou rovnováhu. Vypalování loňské trávy navíc pravidelně vede k požárům: hoří lesy, dřevěné budovy, sloupy elektrického a komunikačního vedení.)

Klíčové pojmy: životní prostředí - životní prostředí - vodní prostředí - prostředí země-vzduch - půdní prostředí - organismus jako živé prostředí

V předchozích lekcích jsme často mluvili o „biotopu“, „životním prostředí“ a nedali jsme tomuto pojmu přesnou definici. Pod pojmem „prostředí“ jsme intuitivně rozuměli vše, co organismus obklopuje a tak či onak ho ovlivňuje. Vliv prostředí na tělo jsou faktory prostředí, které jsme studovali v předchozích lekcích. Jinými slovy, životní prostředí je charakterizováno určitým souborem faktorů prostředí.

Obecně přijímanou definicí životního prostředí je definice Nikolaje Pavloviče Naumova:

ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ - vše, co obklopuje organismy, přímo či nepřímo ovlivňuje jejich stav, vývoj, přežití a rozmnožování.

Na Zemi existuje obrovská rozmanitost životních podmínek, což poskytuje rozmanitost ekologické niky a jejich "populace". Navzdory této rozmanitosti však existují čtyři kvalitativně odlišná životní prostředí, která mají specifický soubor faktorů prostředí, a proto vyžadují specifický soubor adaptací. Toto jsou životní prostředí:

země-vodní (pevnina);

jiné organismy.

Pojďme se seznámit s vlastnostmi každého z těchto prostředí.

Prostředí vodního života

Podle většiny autorů studujících původ života na Zemi bylo evolučně primárním prostředím pro život prostředí vodní. Nepřímých potvrzení této pozice najdeme nemálo. Za prvé, většina organismů není schopna aktivního života bez vstupu vody do těla nebo alespoň bez udržení určitého obsahu tekutin v těle. Vnitřní prostředí organismu, ve kterém probíhají hlavní fyziologické procesy, si evidentně stále zachovává rysy prostředí, ve kterém probíhala evoluce prvních organismů. Obsah soli v lidské krvi (udržovaný na relativně konstantní úrovni) se tedy blíží obsahu soli v oceánské vodě. Vlastnosti vodního oceánského prostředí do značné míry určovaly chemický a fyzikální vývoj všech forem života.

Možná ten hlavní charakteristický rys vodní prostředí je jeho relativní konzervatismus. Například amplituda sezónních nebo denních teplotních výkyvů ve vodním prostředí je mnohem menší než v prostředí země-vzduch. Topografie dna, rozdíly podmínek v různých hloubkách, přítomnost korálových útesů atd. vytvářet různé podmínky ve vodním prostředí.

Charakteristiky vodního prostředí vyplývají z fyzikálních a chemických vlastností vody. Vysoká hustota a viskozita vody jsou tedy velmi důležité pro životní prostředí. Měrná hmotnost vody je srovnatelná s měrnou hmotností těla živých organismů. Hustota vody je přibližně 1000krát vyšší než hustota vzduchu. Setkávají se proto vodní organismy (zejména aktivně se pohybující). velká síla hydrodynamický odpor. Z tohoto důvodu se vývoj mnoha skupin vodních živočichů ubíral směrem k formování tělesných tvarů a typů pohybu, které snižují odpor vzduchu, což vede ke snížení energetických nákladů na plavání. Usměrněný tvar těla se tedy nachází u zástupců různých skupin organismů žijících ve vodě - delfínů (savců), kostnatých a chrupavčitých ryb.

Vysoká hustota vody je také důvodem, že se ve vodním prostředí dobře šíří mechanické vibrace. To bylo důležité při evoluci smyslových orgánů, prostorové orientaci a komunikaci mezi vodními obyvateli. Rychlost zvuku ve vodním prostředí, čtyřikrát větší než ve vzduchu, určuje vyšší frekvenci echolokačních signálů.

Vzhledem k vysoké hustotě vodního prostředí jsou jeho obyvatelé ochuzeni o povinné spojení se substrátem, které je charakteristické pro suchozemské formy a je spojeno se silami gravitace. Existuje tedy celá skupina vodních organismů (rostlin i živočichů), které existují bez povinného spojení se dnem či jiným substrátem, „plavoucích“ ve vodním sloupci.

Elektrická vodivost otevřela možnost evolučního utváření elektrických smyslových orgánů, obrany a útoku.

Země-vzdušné prostředí života

Prostředí země-vzduch se vyznačuje obrovskou rozmanitostí životních podmínek, ekologických nik a organismů, které je obývají. Je třeba poznamenat, že organismy hrají primární roli při utváření podmínek prostředí země-vzduch života, a především složení plynů v atmosféře. Téměř všechen kyslík zemskou atmosféru je biogenního původu.

Hlavními rysy prostředí země-vzduch jsou velká amplituda změn faktorů prostředí, heterogenita prostředí, působení gravitačních sil a nízká hustota vzduchu. Komplex fyzickogeografických a klimatických faktorů charakteristických pro určité přírodní oblast, vede k evolučnímu utváření morfofyziologických adaptací organismů na život v těchto podmínkách, k rozmanitosti forem života.

Atmosférický vzduch se vyznačuje nízkou a proměnlivou vlhkostí. Tato okolnost do značné míry omezovala (omezovala) možnosti zvládnutí prostředí země-vzduch a usměrňovala také vývoj metabolismu voda-sůl a stavby dýchacích orgánů.

Půda jako životní prostředí

Půda je výsledkem činnosti živých organismů. Organismy, které osídlily prostředí země-vzduch, vedly ke vzniku půdy jako jedinečného biotopu. Půda je komplexní systém, včetně pevné fáze (minerální částice), kapalné fáze (půdní vlhkost) a plynné fáze. Vztah mezi těmito třemi fázemi určuje vlastnosti půdy jako živého prostředí.

Důležitou vlastností půdy je také přítomnost určitého množství organické hmoty. Vzniká v důsledku odumírání organismů a je součástí jejich exkrementů (sekretů).

Podmínky půdního stanoviště určují takové vlastnosti půdy, jako je její provzdušnění (tj. nasycení vzduchem), vlhkost (přítomnost vlhkosti), tepelná kapacita a tepelný režim (denní, sezónní, roční teplotní výkyvy). Tepelný režim je oproti prostředí země-vzduch konzervativnější, zejména ve velkých hloubkách. Obecně platí, že půda má poměrně stabilní životní podmínky.

Vertikální rozdíly jsou charakteristické i pro další vlastnosti půdy, například pronikání světla přirozeně závisí na hloubce.

Mnoho autorů si všímá střední polohy půdního prostředí života mezi vodním a suchozemským prostředím. Půda může obsahovat organismy, které mají vodní i vzdušné dýchání. Vertikální gradient pronikání světla do půdy je ještě výraznější než do vody. Mikroorganismy se nacházejí v celé tloušťce půdy a rostliny (především kořenové systémy) jsou spojeny s vnějšími horizonty.

Půdní organismy se vyznačují specifickými orgány a typy pohybu (hrabání končetin u savců; schopnost měnit tloušťku těla; přítomnost specializovaných hlavových pouzder u některých druhů); tvar těla (kulatý, vulkanický, červovitý); odolné a flexibilní kryty; redukce očí a vymizení pigmentů. Mezi obyvateli půdy je široce rozvinutá saprofágie - pojídání mrtvol jiných zvířat, hnijící zbytky atd.

Organismus jako stanoviště

Glosář

EKOLOGICKÁ NICHE

postavení druhu v přírodě, zahrnující nejen místo druhu v prostoru, ale i jeho funkční roli v přirozeném společenstvu, postavení vzhledem k abiotickým podmínkám existence, místo jednotlivých fází životní cyklus zástupci druhu v čase (např. časně jarní druhy rostlin zaujímají zcela nezávislou ekologickou niku).

VÝVOJ

nevratné historický vývojživá příroda, doprovázená změnami v genetickém složení populací, vznikem a zánikem druhů, přeměnou ekosystémů a biosféry jako celku.

VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ ORGANISMU

prostředí vyznačující se relativní stálostí složení a vlastností, které zajišťuje plynutí životních procesů v těle. Pro člověka je vnitřním prostředím těla systém krve, lymfy a tkáňového moku.

ECHOLOKACE, UMÍSTĚNÍ

určení polohy objektu v prostoru emitovanými nebo odraženými signály (v případě echolokace - vnímání zvukové signály). Morčata, delfíni a netopýři. Radar a elektrolokace - vnímání odražených rádiových signálů a signálů elektrické pole. Schopnost pro tento typ lokalit mají některé ryby – nilský dlouhosrstý, gimarch.

Habitat je prostor, ve kterém se odehrává životně důležitá činnost živých organismů. Pokud původ stanoviště nesouvisí s životní činností organismů, jedná se o neživé, neboli abiotické prostředí. Jinak se stanoviště nazývá živé nebo biotické. Na planetě existují čtyři typy biotopů: vodní, pozemní-vzdušné, půdní a živé organismy samotné.

Pojem stanoviště

Živé organismy jsou vždy v interakci s přírodními útvary a jevy, které je obklopují. O historické jednotě živých organismů a jejich prostředí ještě v 19. století. napsal vynikající ruský fyziolog I.M. Sechenov: „Organismus bez vnější prostředí, podpora jeho existence je nemožná; Proto musí vědecká definice organismu zahrnovat také prostředí, které jej ovlivňuje.“

Celek přírodní podmínky a jevy obklopující živé organismy, se kterými jsou tyto organismy v neustálé interakci, se nazývá místo výskytu.

Role prostředí je dvojí. Živé organismy získávají potravu především z prostředí, ve kterém žijí. Různá prostředí navíc omezují šíření organismů napříč na zeměkouli. Horké a suché klima pouště tam brání většině organismů žít, stejně jako extrémní chlad v polárních oblastech znamená, že tam mohou žít jen ty nejodolnější druhy. Je to prostředí, které mění organismy tím, že přispívá k jejich zlepšení přírodní výběr. Organismy se nejen přizpůsobují svému prostředí, ale vyvíjejí se.

Životní činnost organismů zase ovlivňuje životní prostředí. Životní prostředí tvořící role živých organismů je velká. Rostliny uvolňují kyslík a tím udržují rovnováhu v atmosféře planety. Vysoké rostliny (stromy a keře) stíní půdu, podporují přerozdělování vláhy a spolu s bylinkami vytvářejí zvláštní mikroklima. Rostliny a živočichové ovlivňují strukturu a vlastnosti půdy.

Pokud původ přírodní jev nesouvisí s životní činností živých organismů, pak máme co do činění s abiotickým neboli neživým biotopem: to jsou různé fyzikální vlastnosti klimatu, chemické vlastnosti voda, půda, povaha substrátu, radiace pozadí atd.

V případě, že přírodní síly a jevy vděčí za svůj původ životně důležité činnosti organismů, nazývá se biotop biotický neboli živý. Jedná se o soubor živých organismů, které svou životní činností ovlivňují jiné organismy.

První tři typy stanovišť tvoří abiotické prostředí, čtvrtý - biotické prostředí.

Organismy mohou existovat v jednom nebo více životních prostředích. Například ryby žijí pouze ve vodě. Lidé, většina druhů ptáků, savci, nahosemenné rostliny a krytosemenné rostliny žijí v prostředí země-vzduch. Mnoho hmyzu a obojživelníků začíná své cesta života v jednom prostředí a pokračují v jiném (larvy komárů se vyvíjejí ve volné přírodě, dospělý hmyz žije v prostředí země-vzduch; čolci, převážně vodní živočichové, zimují na souši). Některý hmyz vyžaduje ke svému rozmnožování půdní prostředí a prostředí země-vzduch (chrobák obecný, brouk bronzový).

Prostředí (biotop), ve kterém organismy žijí, jsou různá. Existují čtyři biotopy - země-vzduch, voda, půda a organismy (těla jiných organismů).

Vodní prostředí spojené s vodními plochami: oceány, moře, řeky, jezera atd. Vody v nich jsou různé, někde stojaté, někde s dosti silnými proudy, slané i čerstvé. Mnoho vod má málo kyslíku a slunečního světla. S hloubkou přichází soumrak a po 200 m hloubky není vůbec žádné světlo.

Rostliny ve vodě proto mohou růst jen v mělkých hloubkách, kam ještě proniká světlo. Teplota ve vodním prostředí se v průběhu roku a dne tak dramaticky nemění. Není zde záporná teplota vody, takže i na nejchladnějších místech je +4 °C.

Většina vodních rostlin jsou řasy. Mezi vodními druhy však existují také vyšší rostliny.

V stanoviště země-vzduch roste naprostá většina rostlin a téměř všechny vyšší rostliny. Suchozemské rostliny tvoří lesy a louky, stepi a tundry a další rostlinná společenstva. Vlastnosti prostředí země-vzduch jsou velký počet vzduch a světlo, přítomnost větru, na mnoha místech silné kolísání teploty a vlhkosti v závislosti na roční a denní době.

Pozemní a vzdušné prostředí je velmi rozmanité. Rostliny jsou přizpůsobeny určitým podmínkám prostředí. Některé rostou v dobře osvětlených oblastech, jiné ve stínu. Některé rostliny nesnesou chlad a žijí pouze v teplých zeměpisných šířkách, jiné jsou přizpůsobeny sezónním výkyvům teplot. Kvůli této rozmanitosti prostředí vykazují rostliny v suchozemském a vzdušném prostředí mnoho různých forem.

Půdní biotop umístěný v půdě - svrchní úrodná vrstva zemská kůra. Půda vzniká jako směs částic rozpadlých hornin a zbytků živých organismů (humus). Není zde téměř žádné světlo, takže v půdě mohou žít jen drobné řasy. Obsahuje však semena rostlin a výtrusy, stejně jako kořeny. Půdní biotopy obývají především bakterie, živočichové a houby.

Rostliny mohou žít pouze v prostředí, na které jsou adaptovány. Pokud rostlinu přesunete do jiného prostředí, může zemřít.

Když tedy člověk pěstuje kulturní rostliny, tvoří potřebné podmínky pro jejich normální růst a vývoj – zalévá je, hnojí půdu, zbavuje škůdců. Divoké rostliny jsou přizpůsobeny specifickým podmínkám prostředí.

Život na Zemi začal přibližně před 3,7 miliardami let, podle jiného zdroje asi před 4,1 miliardami let. Vývoj pokračuje dodnes. Podle všech předpokladů a další život se bude i nadále přizpůsobovat životní prostředí a přítomnost nebo nepřítomnost osoby jej nemůže přerušit.

Australští vědci objevili známky života na pevnině staré 3,5 miliardy let. Jejich nálezy potvrdily, že život vznikl ve sladkých vodních útvarech, a ne ve slaných zdrojích. Vědci těmto faktům věnovali pozornost a hledají jejich potvrzení na jiných kontinentech.

Hlavní druhy života

Mezi hlavní životní prostředí patří:

Každé prostředí má své vlastní charakteristiky a obsahuje různé organismy, které žijí, rozmnožují se a vyvíjejí.

Prostředí země-vzduch

Toto prostředí představuje veškerou rozmanitost rostlin a zvířecí život na zemi. Rozvoj organického života na souši umožnil vznik půdy. Pak přišel vývoj rostlin, lesů, stepí, tundry a různých živočichů přizpůsobujících se různým biotopům. V důsledku dalšího vývoje organického světa se život rozšířil do všech horních obalů Země – hydrosféry, litosféry, atmosféry. Všechno živé se vyvinulo a přizpůsobilo se prudkým teplotním výkyvům a různým biotopům. Objevili se zástupci teplokrevných a chladnokrevných zvířecí fauna, různé ptáky a hmyz. V prostředí země-vzduch se rostliny přizpůsobily různým podmínkám růstu. Někteří milují světlo, teplé oblasti, jiní rostou ve stínu a vlhku a jiní tam přežívají nízké teploty. Rozmanitost tohoto prostředí je reprezentována rozmanitostí života v něm.

Vodní prostředí

Paralelně s vývojem prostředí země-vzduch probíhal i vývoj vodního světa.

Vodní prostředí představují všechny vodní plochy, které na naší planetě existují, od oceánů a moří až po jezera a potoky. 95 % povrchu Země je vodní.

Různí obří obyvatelé vodního prostředí se pod vlnami evoluce měnili a přizpůsobovali, přizpůsobovali se prostředí a nabývali podoby, která nejvíce zvyšuje přežití populací. Velikost se zmenšila, distribuční oblasti byly rozděleny odlišné typy jejich soužití. Rozmanitost života ve vodě překvapuje a těší. Teplota ve vodním prostředí nepodléhá tak prudkým výkyvům jako v prostředí země-vzduch a ani na nejchladnějších vodních plochách neklesá pod +4 stupně Celsia. Ve vodě nežijí jen ryby a živočichové, voda oplývá i různými řasami. Jen tak dál velké hloubky chybí tam, kde vládne věčná noc, dochází k úplně jinému vývoji organismů.

Půdní biotop

Půda označuje svrchní vrstvu země. Míchání různých druhů zeminy s skály, pozůstatky živých organismů, formy úrodná půda. V tomto prostředí není žádné světlo, žijí v něm, nebo spíše rostou: semena a výtrusy rostlin, kořeny stromů, keřů, trav. Obsahuje také drobné řasy. Země je domovem bakterií, zvířat a hub. To jsou jeho hlavní obyvatelé.

Organismus jako stanoviště

K organismům lze přidat i symbiózu (soužití).

Symbióza rostlin a zvířat neutlačuje majitele, ale působí jako partner v životě. Symbiotické vztahy umožňují přežití určitých druhů rostlin a živočichů. Symbióza je propast mezi spojením a splynutím organismů.