высокая экологическая пластичность что это

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ, ИЛИ ТОЛЕРАНТНОСТЬ

На Земле практически не существует укромных уголков, где условия среды постоянны и неизменны. Чего живым организмам, конечно, хотелось бы больше всего. Ведь когда действие экологических факторов не меняется, тем же птицам не нужно совершать утомительные дальние перелёты, а берёзам за окном – сбрасывать листья. Но количество солнечной радиации в умеренных широтах непостоянно, поэтому и птицам, и берёзам приходится терпеть причиняемые им неудобства.
Именно из-за изменчивости факторов среды живые организмы в ходе эволюции выработали так называемую экологическую пластичность, или толерантность (от латинского tolerantia– «терпение») – способность выдерживать изменение условий жизни. И это важнейшее свойство живого. Если ты не эндопаразит или гипертермофил, конечно.
Для каждого вида живых организмов существует оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, зона угнетения и пределы выносливости в отношении каждого фактора среды.

Например, кораллам хорошо живётся в зоне Мирового океана с высокой солёностью и высокой (не ниже 25 °С) постоянной температурой. А вот излюбленный корм аквариумных рыбок – рачки дафнии – могут прекрасно размножаться как в пресных, так и солоноватых водоёмах при разных температурах.
Так вот, недотроги-кораллы, которым необходимы строго определённые, относительно постоянные условия среды, в биологии принято называть стенобионтами (от греческого stenos– «узкий» и biontos – «живущий»). Ну, а неприхотливых дафний, способных существовать в широком диапазоне изменчивости условий среды, – эврибионтами (от греческого eurys – «широкий»).
Подводим итог: эврибионтные организмы являются экологически пластичными, выносливыми и широко распространены. Стенобионтные – напротив, маловыносливы, экологически непластичны и имеют ограниченные области распространения.

ЛИМИТИРУЮЩИЙ ФАКТОР

Разные виды экологических факторов воздействуют на живые организмы одновременно и совместно. При этом действие одного фактора зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Такая закономерность получила название взаимодействия факторов.
Вы с ней постоянно сталкиваетесь в своей жизни. Гораздо легче обморозить щёки и нос на ветру, чем в безветренную морозную погоду. А увядание растений можно приостановить как увеличением количества влаги в почве, так и снижением температуры воздуха, что уменьшает испарение.
Но ни один из необходимых организму экологических факторов не может быть полностью заменён другим. Как бы мы ни старались, растения без света вырастить мы не сможем. Так вот, фактор, величина которого оказывается близкой или выходит за пределы выносливости, называется лимитирующим или ограничивающим фактором.
Например, рост травянистых растений под пологом леса ограничен недостатком света. Несмотря на оптимальную температуру и высокое содержание углекислого газа.
Продвижение вида на север ограничивается недостатком тепла, а в районы пустынь – в первую очередь, недостатком влаги и слишком высокими температурами.
В экологии сформулирован так называемый закон минимума: успешную жизнедеятельность организма ограничивает экологический фактор, воздействие которого близко к минимуму, необходимому организму. Соответственно, этот фактор и становится самым значимым.
Закон минимума учитывается в практике сельского хозяйства. Немецкий химик Юстус фон Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20 % от необходимой нормы, а кальция — 50 % от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.
По имени учёного названо образное представление закона минимума — так называемая «бочка Либиха». Попробуйте самостоятельно объяснить суть этой модели.

Как же справляется живая природа с постоянно изменяющимися условиями среды? Совершенно верно. Она приспосабливается. То есть адаптируется. И разные организмы делают это по-разному. Насекомые и листопадные деревья впадают в состояние физиологического покоя – диапаузу. Уже упомянутые нами перелётные птицы используют миграции. А малоподвижные споры, семена, одноклеточные организмы, черви и некоторые другие организмы впадают в анабиоз.
Итак, сегодня мы узнали, что на планете Земля существует четыре среды жизни: водная, наземно-воздушная, почвенная и живой организм.
Все воздействия среды обитания называются экологическим факторами и делятся на три группы: абиотические, биотические и антропогенные.
Живые организмы обладают разной экологической пластичностью, эврибионты – широкой, а стенобионты – узкой. И приспособлены к изменениям окружающей среды благодаря адаптациям, среди которых выделяют диапаузу, миграции и анабиоз.

Источник

Экологическая валентность или экологическая пластичность видов. Эври и стенобионты.

Мадрепоровые кораллы (каменистые кораллы) отр. Кишечнополостные, класс коралловые полипы. Более 2500 видов. Имеют мощный известковый наружный скелет, преимущественно колониальные формы. Одиночные формы достигают 25 см, в колониях размеры отдельных организмов от1 мм до 3 см. Образуют в Индийском и Тихом океане коралловые рифы.

«Кто не знает названий, тот теряет и познание вещей».

Биота – термин предложенный в 1907 году румынским биологом Э. Раковицэ.

Биосфера (1875 г.) – австрийский геолог Э.Зюсс.

Классификация живых существ.

Понятие вида. Вид биологический (species), основная структурная единица в системе живых организмов. Можно сказать, что вид – это популяция сходных особей, которые имеют одинаковое строение и функции, в природе скрещиваются только между собой и имеют общее происхождение. Одним из первых представление о виде, как систематической единице разработал английский натуралист Джон Рей, впервые поставивший проблему биологических критериев вида в конце 17 века.

К основным критериям (общим особенностям, признакам) вида относятся: 1- морфологический (все особи одного вида характеризуются рядом общих морфологических, наследственных признаков, особи разных видов морфологически изолированы;

2 – физиолого-биохимический – виды отличаются биохимическими структурами, иммунологическими реакциями, своеобразием обмена веществ, физиологических процессов, поведением; особи разных видов, как правило, не скрещиваются между собой, не дают нормального плодовитого потомства; между разными видами существует физиологическая изоляция;

3 – экологопографический, или биогеографический – каждый вид существует на определенной территории, имеет свой с соответствующими экологическими условиями, т.е. только ему принадлежащей экологической нишей; вид, как правило, пространственно изолирован на территории, где он распространен, он вступает во взаимосвязь с другими видами, и ему принадлежит определенная роль в биологическом круговороте веществ в природе;

4 – генетический – видовая специфичность кариотипа (хромосомный набор, совокупность хромосом, характерных для клеток данного вида), каждый вид характеризуется своим защищенным генофондам.

Близкородственные виды группируются в следующую, более высокую систематическую единицу – род (genus, множ. geneza). Научные имена растений и животн6ых состоят из двух латинских слов, обозначающих род и вид. Эта система именования организмов, называемая биноминальной (двуименной), была впервые использована К. Линнеем. Название рода стоит на первом месте и пишется с прописной буквы, а название вида – на втором и пишется со строчной буквы. Например: Asellus aguaficus (водяной ослик).

Подобно тому как виды объединяются в род, близкие роды группируются в семейства, семейства в порядки или отряды, порядки – в классы, а классы в типы. Таким образом тип – это самая крупная из основных таксономических единиц растительного и животного царства, а вид – самая мелкая единица. Например полное определение в системе диатомовой водоросли мелосира будет выглядеть следующим образом:

тип (или отдел) Bacillariophyta

вид Melosira granulate

Человек является представителем типа Chorolata, подтипа Vertebrata, класса Mammalia, подкласса Eutheria, отряда Primates, семейства Hominidae, рода Homo, вида Sapiens.

Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 1791 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Экологическая пластичность

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в харак­тере их воздействия и в ответных реакциях животных организмов можно выявить ряд общих закономерностей.

Эффект влияния факторов зависит не только от характера их действия (ка­чества), но и отколичественного значения, воспринимаемого организмами:

— высокая или низкая температура;

— степень освещенности, влажности;

— количество пищи и т. д.

В процессе эволюции выработалась способность организмов адапти­роваться к экологическим факторам в определенных количественных пределах. Уменьшение или увеличение значения фактора за этими пре­делами угнетает жизнедеятельность, а при достижении некоторого ми­нимального или максимального уровня наступает гибель организмов.

Количественный диапазон любого экологического фактора, наиболее бла­гоприятный для жизнедеятельности организма, называетсяоптимизмом (от лат. optimus — наилучший).

Значение фактора, лежащее в зоне угнетения, называютэкологическим пессимумом (от лат. pessimum — наихудший).

Минимальное и максимальное значения фактора, при которых наступа­ет гибель организма, называются, соответственно,экологическими мини­мумом иэкологическим максимумом. Любые виды организмов, популяций или сообществ приспособлены, например, к существованию в опреде­ленном интервале температур.

В табл. 3 представлен приблизительный среднестатистический темпе­ратурный диапазон активной жизни на суше и в воде (меньше, чем на суше, поэтому выносливость водных организмов к ее колебаниям мень­ше, чем наземных).

Температурный диапазон на Земле, o С (по В.А. Радкевичу, 1977)

Верхним пределом жизни, вероятно, являются ферменты и свертывае­мые белки (60-150°С). Однако отдельные организмы могут существовать при более высоких температурах.

Нижний предел температуры, при котором возможна жизнь, в среднем составляет около — 70°С, хотя отдельные кустарники в Якутии не вымер­зают даже при более низкой температуре.

Свойство организмов адаптироваться к существованию в том или ином диапазоне экологического фактора называетсяэкологической пластично­стью. Чем шире диапазон экологического фактора, в пределах которого данный организм может жить, тем больше его экологическая пластич­ность.

По степени пластичности выделяют 2 типа организмов: стенобионтные (стеноэки) и эврибионтные (эвриэки), которые различаются диапазоном экологического фактора, в котором они могут жить:

— стенобионтные (от греч. stenos — узкий, тесный), или узкоприспособленные, виды способны существовать лишь при небольших отклоне­ниях фактора от оптимального значения;

эврибионтными (от греч. eurys — широкий) называются широкоприспособленные организмы, выдерживающие большую амплитуду коле­баний экологического фактора.

Таким образом, стенобионты экологически непластичны, т. е. мало­выносливы, а эврибионты экологически пластичны, т. е. более выносли­вы. К первым относятся, например, типичные обитатели морей, которые живут в условиях высокой солености (камбала), и типичные обитатели пресных вод (карась). Они обладают невысокой экологической пластич­ностью. А вот трехиглая корюшка может жить как в пресных, так и в соленных водах, т. е. характеризуется высокой пластичностью.

Организмы, живущие длительное время в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность, а те, которые были подвержены значительным колебаниям фактора, становятся более выносливыми к нему, их экологическая пластичность увеличивается.

Для обозначения отношения организмов к конкретному фактору к его названию прибавляют слова «стено-» или «эври-«, например:

— по отношению к температуре бывают стелотермные (карликовая бе­реза, банановое дерево) и эвритермные (растения умеренного пояса) виды;

— по отношению к солености — стеногалинные (карась, камбала) и эвригалинные (корюшка);

— по отношению к свету — стенофотные (ель) и эврифотные (шипов­ник) и т. д.

Стено— или эврибионтность проявляются по отношению к одному или немногим факторам. Так, эвритермное растение может быть стено- гигроблонтным (невыносливым к колебаниям влажности), а стеногалинная рыба оказывается эвритермной и т. п.

Эврибионты обычно широко распространены. Стенобионты имеют ограниченный ареал распространения.

Исторически, приспосабливаясь к экологическим факторам, живот­ные, растения, микроорганизмы распределяются по различным средам, формируя все многообразие экосистем, образующих биосферу Земли.

Источник

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ НУТА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

1 ORCID: 0000-0002-2256-0434, Кандидат сельскохозяйственных наук, 2 ORCID: 0000-0002-2234-9647, Доктор сельскохозяйственных наук, 3 ORCID: 0000-0003-2587-9720, Аспирант, 4 ORCID: 0000-0002-0678-6054, Аспирант, Омский государственный аграрный университет

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ НУТА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

В статье рассмотрено – изучение экологической пластичности 13 коллекционных образцов нута в условиях южной лесостепи Омской области по признаку продуктивность зерна растения.

Ключевые слова: нут, экологическая пластичность, коллекционный образец.

1 ORCID: 0000-0002-2256-0434, PhD in Agriculture, 2 ORCID: 0000-0002-2234-9647, PhD in Agriculture, 3 ORCID: 0000-0003-2587-9720, Postgraduate student, 4 ORCID: 0000-0002-0678-6054, Postgraduate student, Omsk State Agrarian University

ECOLOGICAL PLASTICITY OF COLLECTION SAMPLES OF CHICK PEA IN SOUTHERN FOREST OMSK REGION

Abstract

In the article – the study of the ecological plasticity of 13 chickpea collection of samples in the conditions of southern forest-steppe of Omsk area on the grounds of the plant grain productivity.

Keywords: chickpeas, ecological flexibility, sample collection.

Зернобобовые культуры имеют важное кормовое и продовольственное значение. Это делает их одинаково необходимыми в любых природно-экономических условиях, при всех формах собственности и хозяйствования [1].

Современное сельскохозяйственное производство располагает достаточно большим разнообразием зернобобовых культур: горох, фасоль, бобы, нут, соя, чечевица и др. В регионах подверженных периодическому влиянию засухи (в том числе и югу Омской области) перспективной культурой по биологическим особенностям может стать нут. Нут обладает высокой засухоустойчивостью, технологичностью при уборке, устойчивостью к болезням и вредителям, высокой питательностью и многообразным использованием на пищевые цели, поэтому его возделывание может значительно стабилизировать производство высокобелкового зерна и повысить устойчивость всей агросистемы [1].

Районированные сорта нута не полностью отвечают требованиям современного сельского хозяйства. Это диктует необходимость создания новых высоко адаптированных сортов нута интенсивного типа, пригодных для возделывания как в регионах традиционного выращивания нута, так и в перспективных, нетрадиционных районах.

В условиях непредсказуемого колебания погодных условий усилия селекционеров должны быть направлены на создание экологически пластичных сортов, обеспечивающих достаточно высокие урожаи в благоприятных условиях возделывания и не снижающие их в стрессовых. Для определения экологической стабильности часто используется методика S.A.Eberhartand, W.A.Rassell, которая позволяет определить как пластичность, так и стабильность генотипов. Используемая методика основана на расчёте коэффициента линейной регрессии (bi), характеризующего экологическую пластичность сорта, и среднего квадратичного отклонения от линии регрессии (s_d 2 ), определяющего стабильность сорта в различных условиях среды [3].

Цель наших исследований заключалась в оценке экологической пластичности коллекционных образцов нута по продуктивности зерна.

Объекты и методы

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2012-2015 гг. на опытном поле Омского ГАУ. Почва поля – чернозем обыкновенный среднемощный, среднегумусный.

Объектом исследований служили 46 коллекционных образцов нута (23 образца ВИР и 23 образца коллекции самоклонов из СибНИИ кормов, г. Новосибирск). Посев проводили вручную в трехкратной повторности на глубину 5 см по схеме 60х10 см. Количество семян в каждом повторении 30 шт. Наблюдения, учеты и анализы проводили согласно «Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур» [4,5]. Расчет показателей пластичности и стабильности образцов проводили по методике Eberhart S.A., Russel W.A. [3].

Результаты и их обсуждение

Годы исследований по метеорологическим условиям были различны. 2012 и 2014 гг. были очень засушливыми (ГТК соответственно 0,54 и 0,60), 2013 и 2015 гг. были слабо засушливыми (ГТК соответственно 1,01 и 1,02).

Параметры экологической пластичность рассчитывались у выделившихся 13 образцов нута, характеризующихся комплексом ценных признаков в условиях южной лесостепи Омской области.

Дисперсионный анализ (Рис. 1) показал, что доминирующее влияние на продуктивность растений нута в условиях Омской области оказали погодные условия (92,1%), достоверным было также влияние генотипа (4,4%) и взаимодействия генотип х годы (3,2%).

Рис. 1 – Влияние факторов на продуктивность зерна у выделившихся образцов нута (2012-2015 гг.), %

Наиболее благоприятными условиями для роста и развития растений нута характеризовался теплый и сухой период вегетации 2012 г., индекс условий среды (Ij) составил +11,9, худшие условия сложились в 2015 г. Ij = – 10,7 (таб. 1).

Таблица 1 – Экологическая пластичность продуктивности зерна у выделившихся коллекционных образцов нута (2012-2015 гг.)

Для характеристики реакции генотипа на изменение условий выращивания используются два показателя: коэффициент регрессии (bi), показывающий реакцию сорта на изменение условий среды (пластичность); степень дисперсии (s_d 2 ), характеризующая стабильность урожайности (индекс стабильности).

Установлено, что чем больше коэффициент регрессии, тем значительнее реакция сорта на изменение условий выращивания, и чем меньше варианса стабильности, тем сорт более стабилен при изменении условий выращивания. Наиболее ценными в селекционном и практическом отношении следует считать сорта, у которых пластичность (bi) >1, а индекс стабильности (s_d 2 ) несущественен. Они наряду с высокой урожайностью имеют высокую отзывчивость на улучшение условий, что характерно для сортов интенсивного типа. Среди изученных коллекционных образцов нута такие показатели пластичности (bi) и стабильности (s_d 2 ) имели номера С-35 и С-82.

Формы с высокими показателями пластичности (bi) и индекса стабильности (s_d 2 ) уступают первым, так как у них высокая отзывчивость на условия возделывания сочетается со значительной изменчивостью продуктивности. К таким формам следует отнести образцы нута С1-Александрит, С5-Краснокутский 123, С15-Волгоградский 10, С4-Deemin, их продуктивность существенно снижается в неблагоприятных условиях.

Сорта, у которых пластичность (bi) значительно меньше 1, независимо от величины индекса стабильности (s_d 2 ), следует рассматривать как малоперспективные, т.к. они лишены важной биолого-хозяйственной особенности как адекватный отклик на улучшение условий выращивания. Такая реакция свойственная сортам экстенсивного типа. Среди изученных образцов нута к ним следует отнести номера С-18, С-80, Краснокутский 123.

Графическое изображение линий регрессии продуктивности зерна коллекционных образцов нута дает наглядную информацию о реакции сортов на изменение условия внешней среды (Рис. 2).

Интерес для селекционной и агрономической практики представляют образцы линии регрессии которых имеют высокую продуктивность в благоприятных условиях возделывания, что характеризует их высокую отзывчивость на улучшение условий, и незначительно снижают продуктивность в жестких условия возделывания, что характеризует стабильность генотипов в неблагоприятных условиях, к числу таких следует отнести коллекционные образцы нута: С4 – Deemin, С1 – Александрит. Линии регрессии большинства остальных образцов идут параллельно средней по опыту, т.е данные сорта изменяют свои урожайность с изменением условий так же, как и в среднем образцы изучаемого набора.

Рис. 2 – Линии регрессии продуктивности выделившихся коллекционных образцов нута (2012-2015 гг.)

По результатам изучения экологической пластичности выделившиеся образцы с высокой отзывчивостью на улучшение условий выращивания и продуктивностью (С-35 и С-82) рекомендуется включить в гибридизацию для создания сортов нута, адаптированных к условиям зоны.

Выводы

Литература

Источник

Экологическая пластичность водных организмов

Водные организмы обладают меньшей экологической пластичностью, чем наземные, так как вода – более стабильная среда и абиотические факторы ее претерпевают незначительные колебания.Наименее пластичны морские животные и растения. Они очень чувствительны к изменениям солености и ее температуры. Так, кораллы не выдерживают даже слабого опреснения воды и обитают только в морях, притом на твердом грунте при температуре не ниже 20 0 С. Пресноводные животные и растения, как правило, более пластичнее, поскольку пресная вода как среда жизни более изменчива. Широту экологической пластичности гидробионтов оценивают по отношению не только ко всему комплексу факторов, но и к какому-либо одному из них. Экологическая пластичность служит важным регулятором расселения организмов.Виды с высокой экологической пластичностью распространены довольно широко, к примеру, элодея и т.д., однако диаметрально противоположен ей в этом смысле рачок артемия, он живет в небольших водоемах с очень соленой водой. Экологическая пластичность зависит от возраста и фазы развития организма.Так, морской брюхоногий моллюск во взрослом состоянии ежедневно при отливах обходится без воды, а его личинки ведут сугубо планктоновый образ жизни и пересыхания не переносят.

Адаптивные особенности водных растений

Водные растения в отличие от наземных поглощают влагу и минеральные соли непосредственно из окружающей воды, поэтому их организация имеет свои особенности. У них слабо развиты проводящие ткани, а также корневая система. Поскольку корни служат в основном для прикрепления к подводному субстрату, они лишены корневых волосков. Мощное развитие корневой системы у некоторых из них – кувшинок, кубышек – обеспечивает вегетативное размножение и запасание некоторых веществ.

Главной структурной особенностью гидрофитов является наличие крупных межклетников и полостей, создающих особую воздушную ткань, которая обеспечивает плавучесть органов. Подводные гидрофиты отличаются от надводных отсутствием функционирующих устьиц, тонкими рассеченными листьями, слабым развитием механических тканей. Интенсивный газообмен при недостатке в воде растворенного кислорода обеспечивается либо очень длинными и тонкими стеблями и листьями, покровы которых легко проницаемы для кислорода, либо сильной расчлененностью листьев.

Источник