Реферат на тему:

Вступ до аутоекології (екології особини). Основні закони.

Екологія розвивалася нерівномірно і розпочиналася з найпростішого.

З-поміж усіх інших її частин першою виникла аутоекологія (існує варіант
назви «аутекологія»), яка вивчає взаємовідносини окремого живого
організму з довкіллям. У цьому визначенні термін «довкілля» тотожний
поняттю «середовище проживання (життя)». Отже, він означає ту частину
біосфери, впливу якої зазнає конкретний організм. Очевидно, що для
сучасної людини йдеться практично про всю поверхню Землі, а для карася —
про той ставок, у якому він плаватиме, доки його не з’їсть щупак чи не
впіймає рибалка.

У біосфері вирізняють чотири основні середовища проживання:

• водне;

• ґрунтове;

• повітряне (наземне);

• тіло іншого організму.

В останньому випадку йдеться про ті досить комфортні умови, які мають
паразити чи напівпаразити (кількість їх видів досить велика) всередині
свого господаря. Втім, інколи хазяїн має користь від своїх «гостей».
Типовим прикладом є те, як мікрофлора (бактерії) травної системи
багатьох рослиноїдних тварин сприяє розщепленню дуже міцних молекул
целюлози. Навіть людина частину енергії їжі отримує за допомогою
внутрішніх бактерій (приблизно 5 %), а в унікальних випадках дуже
специфічний комплекс бактерій у людині може забезпечити її алкоголем!

Найважливіше значення для кожного живого організму мають умови
існування. Вони є сукупністю життєво необхідних чинників середовища (в
разі відсутності яких настає смерть) та інших чинників, які так чи
інакше впливають на функціонування організму. Останнім часом стало
звичним використання словосполучення «екологічні чинники» замість
«чинники (фактори) середовища», коли йдеться про людину чи ті види, які
її цікавлять.

Чинники не можна поділяти на добрі і погані, бо часто те, що сприятливе
для особини одного виду, дуже шкідливе для представника іншого.

Загальна кількість чинників середовища досить велика, та з власного
досвіду кожен поділить їх на дві великі групи: абіотичні і біотичні.

Абіотичні включають все, що впливає на нас з боку неживої природи,
біотичні — з боку живої. Серед біотичних чинників часто виокремлюють у
додаткову третю групу — антропогенні, маючи на увазі всі види діяльності
людини, які впливають власне на людину та інші живі істоти.

До найважливіших підрозділів абіотичних чинників належать:

• фізичні — температура, освітленість, вологість, тиск, вітри, форма і
кількість атмосферних опадів, фізичні поля (тяжіння, електричне,
магнітне), іонізуюче випромінювання тощо;

• хімічні — склад повітря, сольовий склад води, елементні домішки у воді
та ґрунті.

У процесі поглиблення наших знань про біосферу виявилося, що кількість
екологічних чинників збільшується. До хімічних агентів біосфери
додаються речовини, які з’являються у ній внаслідок діяльності людини. У
«чорнобильській зоні» таким новим чинником стали штучні радіонукліди.

Зміна умов іноді викликає такі зміни особин, що останні починають
реагувати на чинники, які раніше були для них несуттєвими. Прикладами є
хвороблива (алергічна) реакція чимраз більшого відсотка людей на пилок
рослин у певну пору року; багато дослідників також помітили підвищення
небезпеки для людей від хвороб, які раніше вважалися порівняно легкими.

Основні закони аутоекології

До основних законів аутоекології належать такі: І. Закон біологічної
стійкості (нелінійної реакції особини на екочинник). II. Закон
лімітуючого чинника (Ю. Лібіха). III. Закон рівнозначності чинників
середовища. IV. Закон сукупної дії чинників середовища. V. Закон
оптимальності.

І. Сутність закону біологічної стійкості можна проілюструвати у вигляді
графіка. Якщо на ньому по вертикалі відкладати фізіологічну активність
особини (швидкість росту, розмноження тощо), а по горизонталі — значення
довільного з важливих чинників (температуру, вологість чи інші), то
легко виявити зону оптимуму — інтервал сприятливих (оптимальних) значень
цього чинника.

Рис Графічне зображення закону біологічної стійкості (нелінійна реакція
особини на вплив різних значень екологічних чинників довкілля)

Поза зоною нормальної життєдіяльності лежить зона песимуму, де
активність більшою або меншою мірою пригнічується (припиняється
розмноження, гальмується ріст тощо). Часто зону пригнічення називають
зоною екстремальних умов. Рухомі істоти намагаються покинути такі
некомфортні умови і знайти сприятливіші. Втім, людина для тренування чи
випробування себе може свідомо робити протилежне і підніматися на
захмарні вершини або пірнати на сотню метрів. За зоною песимуму
розміщується зона смерті. Тривале перебування у цій зоні закінчується
загибеллю особини.

Для деяких чинників крива стійкості може бути лише частиною лінії,
зображеної на рис. 5. Прикладом є вологість повітря, яка може
змінюватися від 100 % до нуля. Для багатьох рослин і тварин максимальна
вологість є оптимальною, а сухе повітря чи ґрунт — смертельними. Отож
для них крива стійкості буде правою частиною кривої з рис.

Вивчення реакцій особин на всі чинники впливу та вміле використання цієї
інформації є важливим завданням аутоекології та інших наук (фізіології
рослин, тварин тощо). Не менше значення має закон біостійкості й для
людини. Вивчено вплив на людину багатьох чинників довкілля (високих і
низьких температур, браку води тощо).

На один з висновків радимо звернути найпильнішу увагу: реакція нашого
тіла не пропорційна зміні того чи іншого чинника впливу. Як свідчить
крива на рис., спочатку зміна чинника компенсується захисними
можливостями особини. Проте рано чи пізно збільшення відхилення чинника
від оптимуму викликає непропорційно швидке ослаблення опору організму
(нелінійна реакція). Порівняно малі зміни впливу створюють надто великі
відхилення від оптимуму. Потрібно уникати умов, які можуть перевищити
компенсаційні можливості організму людини.

II. Закон лімітуючого чинника (або закон мінімуму) сформульований у
середині XIX ст. німецьким фізіологом і хіміком Ю. Лібіхом, який вивчав
вирощування рослин на штучних субстратах. Він встановив, що результуючу
витривалість особини визначає найслабша ланка її потреб, тобто той
чинник, значення якого потрапляє у зону пригнічення або й смерті.
Практичне застосування закон Лібіха має насамперед в агрономії. Фактична
врожайність визначається кількістю в ґрунті того елемента, потреби
рослин в якому задовольняються найменшою мірою (де тонко, там і
рветься!).

Закон мінімуму добре виконується лише в незмінних умовах перебування
особини. Насправді завжди спостерігаються більші чи менші зміни у часі
різноманітних чинників середовища, тому слід враховувати можливість їх
взаємного впливу (тобто рахуватися з існуванням четвертого закону і
висновками з нього).

Правильне і своєчасне визначення лімітуючого чинника надзвичайно важливе
для складання точного екологічного прогнозу, для своєчасного уникнення
проблем.

III. Закон рівнозначності чинників середовища стверджує, що всі життєво
необхідні екочинники однаково важливі, не можна обминати чи ігнорувати
жодного з них.

На жаль, у своїй практичній діяльності людина часто не враховує вимог
цього закону. Прикладом може бути застосування у рільництві дедалі
потужніших і важчих машин, їх кількаразове щорічне «прасування» поля
ущільнювало ґрунт, порушувало умови руху води, а отже, живлення рослин.
Тепер для усунення цього шкідливого явища машини обладнують великою
кількістю широких коліс, щоб зменшити їх тиск на ґрунт до прийнятного
значення.

IV. Закон сукупної (спільної) дії чинників середовища є певним
розширенням і уточненням закону мінімуму (Ю. Лібіха). Згідно з цим
законом, фізіологічна активність особини (наприклад, результуючий врожай
на полі) залежить не лише від одного (навіть і лімітуючого чинника), а
від повної сукупності всіх екологічних чинників одночасно. Це означає,
що відбувається своєрідна комбінація впливів, що істотно ускладнює
роботу науковців, змушує їх виконувати щораз точніші досліди й широко
залучати математичні методи та комп’ютери.

Дослідження свідчать, що ефективність впливу кожного окремого екочинника
(його «вага» або коефіцієнт дії) неоднакова і її можна визначити
дослідним способом. Особливо ретельно і точно досліджено вплив чинників
на врожайність, бо крім основних чинників (температура, освітлення,
опади, вміст у ґрунті азоту, фосфору і калію) враховувалися додаткові
(наприклад, наявність мікроелементів живлення, кількості шкідливих
сполук тощо).

Виявилася помилковою думка про те, що чим більше елементів живлення в
ґрунті, тим вищий врожай. Одночасність і спільність дії екочинників,
змінність потреб рослини на різних стадіях її розвитку зумовлюють
існування певної найефективнішої кількості життєво необхідних речовин у
ґрунті. Прикладом цього є криві на рис. 6, які для поширених у нас
кліматичних умов показують залежність середнього врожаю пшениці і вівса
від рівня забезпеченості рослин азотом. Застосування цього закону
аутоекології має величезне практичне значення.

Сучасна аутоекологія має ще надто мало даних з царини проявів цього
закону стосовно людини. Наприклад, визначено гранично допустимі
концентрації для сотень окремих шкідливих речовин (хоч у побуті людина
стикається з тисячами потенційних отрут, а на виробництві — з десятками
тисяч). А от для одночасної дії двох отрут небезпечні концентрації
відомі для кількох десятків випадків, що неприпустимо мало.

Рис. Вплив маси добрив на врожайність

Сучасна ж людина досить часто зазнає впливу двох і більше негативних
чинників, комбінація яких може призвести до несподіваних наслідків.
Повідомлялося, наприклад, як на дискотеках у Західній Європі кілька осіб
загинуло від… зневоднення організму. З чималими труднощами вчені
виявили, що споживання деяких наркотиків (екстазі та ін.) у 2-3 рази
знижує опірність частини органів тіла людини до втрати води. Оскільки ці
речовини одночасно порушують нормальну роботу датчиків, які мають
сигналізувати про брак води у наших клітинах, то стають зрозумілими
втрата свідомості і смерть здорових юнаків і дівчат після кількох годин
енергійних танців.

V. Закон оптимальності стосується ефективності діяльності як окремих
особин, так і їх сукупностей (популяції), а також ще складніших
біосистем.

Цей закон стверджує, що будь-яка система (від бактерії чи рослини аж до
величезного лану) з максимальною ефективністю діє (функціонує) у певних
просторових та часових межах, за певних її розмірів та інших
характеристик. Іншими словами, параметри системи (чи організму) завжди
суворо відповідають її функціям.

Це важливий і суворий, але складний для практичного застосування закон
екології. Спроби проігнорувати його дорого обходяться людині. Прикладом
є багато невдач створити величезні плантації, поля чи лісові насадження
лише з однієї культури. Такі системи-гіганти вкрай нестійкі. То воднораз
буря «викошує» величезні площі штучного лісу (подібне нещастя трапилося
в 1991 р. у Франції, а один з авторів був свідком такого випадку в
невеликих масштабах на Волині), то шкідники встигають з’їсти майже все,
що висаджено на полі, до того, як людина помітить небезпеку (як ви
думаєте, чому шкідники нападають спочатку на центр поля, а не на його
краї?).

Звичайно, фахівці поступово вчаться на помилках попередників, тому
великі збої у штучних екосистемах трапляються дедалі рідше.

У розвинених країнах чимало позитивних прикладів того, як територія
вміло ділиться на невеликі фрагменти, де висаджують такі рослини, які в
цих умовах забезпечать максимум біопродукції.

Безперечно, ефективне використання основного природного ресурсу України
— її родючих і різноманітних ґрунтів — є надскладним завданням, яке
потребує оптимального вирішення. Благородною і вдячною буде спроба
найздібніших присвятити своє життя кращому використанню землі. Повірте,
для успіху в цій царині потрібні не менший талант і не менша
працьовитість, аніж для наукової праці у математиці чи у фізиці космосу.

Тим, хто обере генну інженерію, доведеться враховувати цей закон також
для того, щоб сконструйовані рослини чи тварини були збалансованими і
ефективними, а не вразливими потворами-інвалі-дами, яких одразу
доведеться «рятувати» від усіх зовнішніх впливів, створюючи надкомфортні
умови.

Потрібно наголосити, що окрім викладеної інформації і розглянутих
законів в аутоекології існує багато інших, а також чимало висновків у
формі правил, тверджень і закономірностей.

Наприклад, закон оптимальності породжує правило Бергмана: у межах
біовиду, поширеного від тропіків до Полярного кола, маса і розміри
особин збільшуються при переході від дуже теплих зон життя до дуже
холодних. Наочними прикладами є пінгвіни, крачки та інші птахи, ведмеді,
дельфіни тощо.

Ще одним висновком з цього закону є правило Аллена: придатки до тіла
тварини (вуха, хвости, лапи) порівняно тим менші, чим нижча навколишня
температура. Вуха у фенека (лисичка пустель) набагато більші, ніж у
звичайної лисиці. Зовсім короткі вуха і хвіст мають песці, які змушені
переносити заметілі і страшенні морози сибірської і канадської тундри.

Тут не розглядалися деякі наукові поняття типу екологічної валентності
як діапазону адаптованості (пристосованості) особини і виду до цього
екологічного чинника. Ще важливіше поняття екологічного спектра виду як
сукупності ековалентностей. Саме він є своєрідною «візитною карткою»
виду, точною характеристикою його преференцій і можливостей, визначаючи
його місце, або екологічну нішу, в біосфері та перспективи змін у
майбутньому.

Що ж до впливу на особину біотичних чинників, то основний їх аналіз ми
вирішили поєднати з викладом міжвидових взаємодій у складних
екосистемах.

Список використаної літератури

Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология: Учеб, для вузов. — М.: ЮНИТИ,
1998.

Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй P. C. Основи екологічних знань. —
К.: Либідь, 2000.

Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй P. C. Основи загальної екології:
Підруч. — К.: Либідь, 1993.

Дерій С. І., Ілюха В. О. Екологія. — К.: Вид-во фітосоціолог. центру,
1998.

Злобін Ю. А. Основи екології. — К.: Лібра, 1998.

Кучерявий В. 77. Екологія. — Львів.: Світ, 2000.

Обитая экология: Учеб, для вузов / Авт.-сост. А. С. Степановских. — М.:
ЮНИТИ-ДАНА, 2000.

Чернова Н. М., Былова А. М. Экология.— М.: Просвещение, 1988.

Чистик О. В. Экология: Учеб. пособие. — Минск.: «Новое знание», 2000.

Шилов П. А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. — М.: Высш.
шк., 1998.

Экология: Учебник, пособие. — М.: Знание, 1997.

Царик Т. Є., Файфу pa В. В. Основи екології. — Тернопіль, 2003. — 208 с.

Похожие записи