Біологія. 9 клас. Козленко

Лімітуючі абіотичні чинники середовищ існування

Запам’ятайте термін: середовище існування

Територія мешкання живих організмів може поділятися на середовища існування, що відрізняються одне від одного властивостями та сукупністю екологічних факторів, які діють в межах даних середовищ. Виділяють чотири основні середовища існування: водне, наземно-повітряне, ґрунтове та внутрішнє середовище живих організмів.

Водне середовище

Життя зародилося у Світовому Океані, а отже водне середовище було історично першим для живих організмів. Характеристиками даного середовища є висока густина, невеликий діапазон зміни температур, низька розчинність газів, можливість рівномірного розподілу поживних речовин по усьому об’єму середовища, зниження освітленості з глибиною. Внаслідок дії останнього фактора реакції фотосинтезу здійснюються лише організмами, близькими до поверхні. Отже, серед біохімічних реакцій мешканців водного середовища домінуючу роль відіграє дихання. Цим пояснюється перевага різноманітності тваринного світу водойм над рослинним. Важливим абіотичним фактором водного середовища є хімічний склад води, зокрема її солоність та кислотність (рівень рН).

Для життя у таких умовах водні організми виробили низку пристосувань. Для пересування та утримання тіла у сталому положенні в умовах високої густини та в’язкості середовища водним організмам слугують різноманітні засоби — вирости тіла, що утримують його в ширяючому положенні, порожнини з газом, включення легкого жиру. Організми, що активно плавають, зазвичай мають тіло обтічної форми та пристосування для відштовхування від води (плавці, ласти) або реактивного руху (порожнини медуз і головоногих молюсків). Не менш важливою є потреба в орієнтації у середовищі. Брак світла в глибині водойм ускладнює орієнтацію за зором, однак морські тварини можуть орієнтуватися за сигналами від інших органів чуття — сприйняття звуків (в тому числі тих, які не відчуває людське вухо), зміна тиску, хімічного складу середовища, електричних імпульсів тощо.

Рух середовища та організмів у ньому зумовив розвиток фільтраційного типу живлення, притаманного лише водним організмам (від придонних двостулкових молюсків до китів і китових акул).

Значна частка водних організмів, здебільшого дрібних за розміром, проводить своє життя у товщі води. Ті з них, які плавають пасивно, називаються планктоном, а ті, що пересуваються активно — нектоном. Назву нейстону отримали організми верхніх водних шарів, а бентосу — мешканці дна.

Наземно-повітряне середовище

У процесі освоєння суші живі організми повинні були пристосуватися до змінених умов життя, якими характеризувалося наземно-повітряне середовище. Порівняно з водою наземне середовище характеризується малою густиною, частим браком вологи, різкими коливаннями температур, рівномірною та значною освітленістю. Завдяки випромінюванню Сонця наземно-повітряне середовище Землі володіє також значним запасом тепла. Оскільки теплопровідність повітря є низькою, живим істотам у наземно-повітряному середовищі, як правило, легше підтримувати температуру тіла, відмінну від навколишньої.

Ще однією важливою особливістю наземно-повітряного середовища є його поділ на дві частини: прозору рухливу з великою кількістю газів та малою — поживних речовин (повітряну) та тверду, з відсутністю світла, малою кількістю газів та великою — поживних речовин (наземну). Такий поділ визначає велику кількість особливостей будови та функціонування наземних організмів — зокрема, рослини, як правило, мають підземну частину, що слугує для мінерального живлення, та надземну, що живиться завдяки фотосинтезу. Організми, які мешкають на землі, як правило, мають певні особливості будови та положення кінцівок і тіла в цілому, що дозволяють цим істотам пересуватися, відштовхуючись від земної поверхні. Організми, більша частина життя яких минає у товщі повітря, натомість, виробили пристосування до польоту. До них належать обтічна форма тіла, полегшений у порівнянні з наземними тваринами скелет, наявність спеціальних органів для польоту, тощо.

Вихід з води на сушу зумовив також інші притаманні наземним організмам пристосування. Зокрема, у хребетних відбувся перехід від зябрового до легеневого дихання, з’явилися механізми терморегуляції, плодові оболонки під час внутрішньоутробного розвитку та ін.

Ґрунтове середовище

Ґрунтове середовище існування характеризується високою густиною. Це складна багатофазна система. Характеристиками даного середовища також є низька освітленість, незначні коливання температур, низький вміст газів. Важливість для мешканців ґрунту його вологості та солоності робить це середовище подібним на водне.

У ґрунті немає організмів великих розмірів. Дрібна безхребетна ґрунтова фауна (бактерії, найпростіші) практично нічим не відрізняється від аналогічної водної. Ці організми здатні цілком вміщатися у ґрунтовій воді.

Тварини середніх розмірів ґрунту представлена переважно членистоногими. Вони переміщаються в ґрунті як у системі невеликих заглибин. Як правило, у таких організмів відбувається спрощення трахей, а дихання здійснюється через зовнішні покриви. Тому ці тварини ґрунту є чутливими до висихання.

Більші за розміром безхребетні (членистоногі та кільчасті черви) пересуваються, проробляючи ходи у товщі ґрунту. Існує низка пристосувань для такого способу руху, більшість з яких полягає

у створенні в тілі тварини значного гідравлічного тиску, під дією якого деформуються часточки ґрунту. Також присутні видозміни зовнішніх органів, наприклад, риючі кінцівки у вовчків.

Ґрунтові хребетні (як правило, ссавці) володіють пристосуваннями до риття ґрунту (риючі кінцівки кротів, різці сліпаків тощо), частково або повністю втраченим зором та формою тіла, що дозволяє їм максимально ефективно пересуватися в ґрунті.

Живий організм

Живий організм є надзвичайно складним для існування середовищем. Як правило, у ньому сприятливі умови та достатньо поживних речовин, однак мешканці (паразити) постійно стикаються зі спротивом самого середовища його заселенню. Ще однією характеристикою живого організму як середовища існування є те, що таке середовище не є неперервним (порівняйте зі Світовим океаном або повітряним простором), тож паразитам доводиться постійно заселяти нові організми та пристосовуватися таким чином, щоб не виникло перенаселення (яке спричинить загибель хазяїна).

Пристосування паразитів до життя в середовищі іншого організму є надзвичайно різноманітними. До них належать вдосконалення шляхів пересування, способів закріплення, протидії імунній системі господаря, розмноження тощо. При цьому ті системи органів, які не функціонують в умовах великої кількості одних та відсутності інших факторів, спрощуються або повністю зникають.

• 1. Наведіть приклади живих організмів, про які йдеться в підтемах цієї теми.
• 2. Створіть порівняльну таблицю середовищ існування та впливу абіотичних факторів на живі організми в них.

Обговоріть у групах

Чи можуть організми, пристосовані до одного середовища існування, згодом перейти до існування в іншому середовищі?