§ 22. Организм и среда его обитания

Вопросы внутри параграфа: Как организм реагирует на факторы среды?

Среда обитания – это часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм, хотя бы на протяжении одной из фаз индивидуального развития называется экологическим фактором. Живой организм реагирует на экологические факторы специфичными приспособительными реакциями (смена окраса шерсти у млекопитающих, листопад у растений, запас питательных веществ в подкожно-жировой клетчатке, анабиоз, мимикрия насекомых, земноводных и пресмыкающихся, видоизменение листьев в иголки, покровительственная окраска и маскировка, и прочие адаптации).

Стр. 102. Вопросы и задания после §

1. Что называют средой обитания организма?

Среда обитания – это совокупность конкретных условия, в которых обитает какая-либо особь, и для особей в этой среде есть всё – для питания, защиты (жилище), размножения (партнеры) и прочее.

2. Какие факторы среды обитания называют экологическими?

Экологический фактор – это любой элемент среды, способный оказывать влияние на организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития. Экологические факторы очень многообразны, как по своей природе, так и по воздействию на организм. Условно все факторы среды подразделяют на три основные группы абиотические, биотические и антропогенные. Экологический фактор причина, движущая сила, определяющая жизнедеятельность живых организмов, оказывают влияние на численность и географическое распространение животных, растений и других видов живого.

3. Объясните значение терминов «абиотические факторы», «биотические факторы», «антропогенные факторы», «биологические часы», «фотопериодизм».

Абиотические факторы – факторы неживой природы, т.е. совокупность условий неорганического мира, к ним относятся:

-космические (космическая пыль, метеоритное вещество, циклические изменения солнечной активности и др.);

-климатические (лучистая энергия света, солнечный свет, температура, влажность воздуха, поглощение и отражение солнечного света, атмосферные осадки, прозрачность атмосферы, движение воздушных масс и др.);

-химические факторы (химический состав воздуха, воды, активная реакция воды и т.д.);

-эдафические («эдафос» почва) факторы (физические, химические и механические свойства почвы);

-орографические (рельеф местности, высота над уровнем моря, экспозиция склона, крутизна склона и т.д.). Биотические факторы – это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга. Это могут быть внутри видовые и межвидовые взаимодействия. Антропогенные факторы – это все формы деятельности человека, которые изменяют условия обитания живых организмов (изменение рельефа, состава воздуха, истребление особей и пр.). Биологические часы – это периодические колебания интенсивности характера биологических процессов за счет внутренних механизмов самого организма. Фотопериодизм – это реакции организма на чередование и продолжительность светлого и темного периодов суток.

4. Назовите экологические факторы, которые могут ограничивать рост и развитие растений наземно-воздушной среды.

Температура

Влажность

Свет

Например, температурный минимум прорастания огурцов не ниже 13С, а максимум – до 50С. Более низкая температура воздуха действует на процесс прорастания огурца угнетающе.

5. Приведите примеры природных зон, где ограничивающими факторами для организмов служат температура воздуха, количество осадков.

6. Почему биоритмы характерны для всех организмов?

Биоритмы – это периодические колебания интенсивности характера биологических процессов. Смена дня и ночи, времен года, приливов и отливов существовала задолго до появления жизни на Земле. Поэтому у первых живых организмов возникли приспособления к суточным, сезонным и лунным ритмам. Такие приспособления к этим ритмам присущи всем земным обитателям.

7. Используя дополнительную литературу, найдите примеры, показывающие, как человек применяет знания о биоритмах в своей практической деятельности.

Хронобиология (от «Chrono», «Chronos» - «время») - область науки, которая исследует периодические (циклические) феномены, протекающие у живых организмов во времени, и их адаптацию к солнечным и лунным ритмам. Хронобиологические исследования включают работы в области сравнительной анатомии, физиологии, генетики, молекулярной биологии и биологии поведения организмов, а также исследования развития, воспроизведения, экологии и эволюции видов.

Выделим следующие важные достижения хронобиологии:

-Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы - от одноклеточных до биосферы. Это свидетельствует о том, что биоритмика - одно из наиболее общих свойств живых систем.

-Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах.

-Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано с одифицирующим фактором внешней среды, так называемых датчиков времени. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности.

-Сформулированы положения о временной организации живых систем, в том числе - человека - одним из основных принципов биологической организации. Развитие этих положений очень важно для анализа патологических состояний живых систем.

-Обнаружены биологические ритмы чувствительности организмов к действию факторов химической (среди них лекарственные средства) и физической природы. Это стало основой для развития хронофармакологии.

-Закономерности биологических ритмов учитывают при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.

Хронофармакология – направление фармакологии, связывающее зависимость уровня физиологических функций от времени суток или других периодических колебаний состояния организма с эффективностью действия лекарственных средств. Биологический смысл суточных колебаний состоит в генетически предопределенной направленности организма на поддержание максимально высокого уровня деятельности нервной, эндокринной и других физиологических систем в период бодрствования. Основными задачами хронофармакологии являются изучение влияния различных биоритмов на выраженность фармакологических эффектов и оценка влияния лекарств на ритмические колебания функций организма. Разработка первой из указанных проблем позволила доказать, что колебания во времени разных физиологических процессов неизбежно обусловливает и нестационарный, периодический характер действия лекарственных средств. В связи с этим особое значение приобретает понимание зависимости эффекта лекарств от биологических ритмов. Установлено, в частности, что в зависимости от времени суток существенно колеблется активность препаратов с разными фармакологическими свойствами, например снотворных средств и нейролептиков, антигистаминных, противоопухолевых, гормональных препаратов и т.д. Это позволило рекомендовать оптимальные схемы применения ряда лекарств с изменением их дозы в разное время суток.

Хрономедицина – это область медицины, в которой используется представление о биологических ритмах. Если спросить о том, что самое важное в сохранении и укреплении здоровья, то многие ответят однозначно - выполнение рационального режима дня. Научное обоснование роли режима как ведущего фактора в укреплении здоровья получено лишь в последние годы и связано в основном с успехами развития двух наук – биоритмологии и нейрофизиологии.