Экологиялық факторлар және олардың классификациясы — Экология

Экологиялық факторлар және олардың классификациясы.  

Мақсаты: Студенттерге антропогенді факторлардың әсер ету заңдылықтары, Либихтың минимум заңы, Шелфордтың толеранттылық заңы, стенобионтты және эврибионтты организмдер, организмдердің тіршілігіндегі негізгі абиотикалық факторлардың экологиялық мәні, ортаның экологиялық сыйымдылығы жайлы білім беру  

Жоспары: 

1. Қоршаған ортаның экологиялық факторлары:

а) абиотикалық факторлар;

ә) биотикалық факторлар;

б) антропогенді факторлар.

2. Ортаның факторларына организмдердің адаптациясы.

3. Экологиялық факторлар әсеріне организмдердің жалпы заңдылықтары: Ю.Либихтың минимум заңы және  В.Шелфордтың толеранттық заңы.       

Негізгі түсініктер: экологиялық факторлар, биотикалық факторлар, абиотикалық факторлар, антропогенді факторлар, толеранттылық диапазоны, оптимум зонасы, экологиялық валенттілік

1. Қоршаған ортаның экологиялық факторлары- тірі организмдерге олардың дербес дамуының бір ғана кезеңінде болса да тікелей немесе жанама әсер ете алатын, ортаның кез-келген  әрі қарай бөлшектелмейтін элементі. Бұл анықтамада экологиялық факторлардың мынандай критерийлеін ерекше атап өту қажет;                 

1.Ортаның қарастырып отырған элементінің одан әрі бөлшектенбеуі. Мысалы, су қоймасының тереңдігін немесе тіршілік ету орнының  теңіз деңгейінен биіктігін экологиялық фактор ретінде қарастыруға болмайды, себебі тереңдік суды мекендеуші организмдерге тікелей емес, қысымның артуы, жарықталудың кемуі, температураның төмендеуі, еріген оттегінің  азаюы, су тұздылығының жоғарлауы, т.б. арқылы әсер етеді; биіктіктің әсері  температураның, атмосфералық қысымның  төмендеуі арқылы жүзеге асырылады.Шын мәнінде температура, жарықталу, тұздылық және т.т. тірі организмдерге тікелей әсер етуші сыртқы ортаның  экологиялық  факторлары ретінде білінеді.                 

2.Экологиялық фактордың әсері тікелей емес, аралық буындар арқылы берілуі мүмкін, яғни бұндай жағдайда ол көптеген  себеп-салдарлық байланыстар арқылы ықпал көрсетеді.Экологиялық факторлардың  аралық буындар арқылы ықпал етуінің мысалын құс базарынан көруге болады.                 

Құс базарларында құстар орасан көп шоғырланады. Бұнда басты рольді биогендік заттар атқарады; құстардың саңғырығы суға түседі; судағы органиканы бактериялар  минералдандырады, соған байланысты осы жерлерде балдырлар шоғырланады.Бұл өз кезегінде  планктондық организмдердің, негізінен шаян тәрізділердің  концентрациясының артуына әкеліп соғады. Соңғылармен балықтар қоректенеді, ал олармен базарды мекендеуші құстар қоректенеді.Демек бұл жерде құс саңғырығы экологиялық фактор ретінде көрінеді.                 

Экологиялық факторлар табиғаты жағынан  қаншалық әр алуан болмасын, олардың әсерінің нәтижелері экологиялық тұрғыдан салыстыруға келеді, өйткені әрқашанда организмдердің тіршілік әрекетінің өзгерісі арқылы білінеді, ал бұл, ақырында, популяция санының өзгеруіне әкеліп соғады.Осы тәуелділікті талдау, оның төмендегідей заңдылықтарын атап көрсетуге мүмкіндік береді;                  

1. фактордың белгілі бір мәндерінде организмдердің тіршілік ету үшін ең қолайлы жағдай туады: бұл жағдайлар оптималды жағдайлар деп аталады.                 

2. фактордың мөлшері оптималдық жағдайдан неғұрлым көбірек ауытқыса, дара организмдердің тіршілік әрекеті де солғұрлым нашарлай түседі; осыған байланысты  қалыпты тіршілік ету аймағы айқындалады.                 

3. фактор мөлшерінің дара организмдер қалыпты тіршілік ете алатын аралығы төзімділік шектері деп аталады; төзімділіктің төменгі және жоғарғы шектері ажыратылады.  Сонымен, қоршаған орта факторлары 3 топқа бөлінеді:     

1.) Абиотикалық  факторлар- өлі табиғаттың әсері (климат, t0-ра , ылғалдылық , жарық және т.б.                 

2.) Биотикалық факторлар – тірі организмдердің әсері.                 

3.)Антропогенді факторлар – адамның әртүрлі іс-әрекетінің әсерлері.

1.Абиотикалық факторларға  айналадағы ортаны, яғни өлі табиғатты құрайтын жеке құрамды бөліктері жатады. Мысалы: климаттық факторлар (ауаның ылғалдылығы, жауын-шашын мөлшері, ауаның t0 –сы, жарық мөлшері, күн мен түннің ұзақтығы, желдің әсері, ауа қысымы, ауа құрамы);     Топырақтың әсері (химилялық құрамы, физикалық және химиялық ерекшеліктері); гидрологиялық факторлар(судың тұнықтылығы, күн сәулесінің түсуі, құрамы, қысымы, ластануы т.б.); жер бедерінің әсері.

2.Биотикалық факторлар ағзалардың тіршілік әрекетіне байланысты бір-біріне тигізетін сан алуан әсерлері жатады.

3.Антропогенді факторлар биотикалық факторлар қатарына жатқызып келген болатын. Бірақ соңғы кездегі адамның іс-әрекетінің табиғатқа қарқынды, әрі жан-жақты ықпал ететіне байланысты ол жеке қарастырылады. Антропикалық фокторлар дегеніміз — айнала қоршаған ортаға тигізетін адам баласы іс-әректінің тікелей немесе жанама әсері.Адам баласы өзінің материалдық игілігі үшін  табиғат байлықтарын игеруге мәжбүр болады. Нәтижесінде, ірі кешендер, өнеркәсіп, зауыт, кен байыту, автокөліктер , ауыл шаруашылығы салалары дами түседі. Ал олардан зияны әр-түрлі газдар, қалдықтар, лас сулар, химиялық зиянды қосынды заттар айнала қоршаған ортаға түседі.Зиянды заттардың көпшілігі табиғатта айналымға түспей, жинақталып бұкіл  тіршілікке кері әсерін тигізе бастайды. Яғни, атмосфера ауасының ластануы, су айналысының бұзылуы, жердің құнарсыздануы, қуаншылық, өзен-көлдердің тартылуы, өсімдіктер мен жануарлардың сиреп немесе құрып кетуі, адам баласының денсаулығының бұзылуы және жалпы биосфера шегіндегі бұрын-соңды болмаған климаттың өзгеру құбылыстары үдей түседі. Соңғы жылдары антропикалық факторлардың табиғи ортаға  және жалпы биосфераға әсері айқын біліне бастады.Осыған орай, адам баласының іс-әрекеті бақылауға алынып табиғат тепе-теңдігінің бұзылмауына жол бермеу жолдары ғаламдық проблемалар деңгейінде қарастылуда.                   

2. Ортаның факторлары және ағзалардың оған адаптациясы.

1)Орта және орта факторлары, оларды топтау.

2) Ағзаға орта факторларының әсері етуінің кейбір жалпы заңдылықтары.

3) Адаптация биологиялық  құбылыс ретінде.

4)  Тіршілік ету ортасы.      

1.Мекен ету ортасы деп, әдетте ағзалардың табиғи денелермен және құбылыстармен тікелей немесе жанама өзара байланыста болатынын түсінеміз.     

2.Факторлар әсер ету маусымдылығы және бағыттылығы бойынша 3 топқа бөлінеді.

1.Қатаң маусымдылықпен әсер етуші факторлар тәулік уақытының  уақыты, жыл мезгілдері, келіп-кету құбылыстары т. б.)

2.Маусымдылықсыз  әсер етуші факторлар — кейбір уақыттарда қайталанады-ауа-райы құбылыстары, су тасқыны, жер сілкіну, вулкан т. б.

3.Бағыттылықпен әсер етуші факторлар. Олар әдетте бір бағытта ғана өзгереді (климаттық жылынуы немесе суып кетуі, тар. бетпақталада т. б.).   

4. Белгісіз әсер етуші факторлар-бұған антропогендік факторлар жатады, ағзалар мен олардың бірлестікреті үшін өте қауіпті. Жарық және мінез-құлық бағдарлануы.                Жануарлардың мінез-құлығындағы бағдарлануы жарық әсері өте маңызды.                Жарыққа байланысты жануарларды күндізгі және түнгі деп бөлеміз. Күн сәулесі осы жануарларға әсер ете отырып, олардың әрекетін басқарады және олардың тіршілік салтын, мінез құлығын, ұйқы мен демалу ритмдерін анықтайды. Мысалы: олардың әрекет сипаттары, тамақтану тәсілдері, жыныстық белсенділіктері т. б. Ағымдар және оттегі. Көптеген тіршілік орталарында жануарлар ағымының әсер етуін сезінеді. Ауа және су ағымдар болып бөлінеді және жануарлардың таралуында қоршаған ортаның реттеуші факторы болып табылады. Олардың әсері екі жақты: біріншіден, ағымдар жануарларға әртүрлі заттар және жылу әкелсе, екіншіден, олар жануарлардың өзін басқа жаққа орнын ауыстыртады.                Ауа ағымдары горизантальды түрде тұратын жел сипатта және жер бетінен шығатын термальды түрде болып бөлінеді. Суда да ағымдар бар. Су ағымының жылдамдығы ауа ағымына қарағанда  аз болып келеді. Ол сарқырамаларды  үлкен шамада-6 м. секундқа дейін. Ең қуатты су ағымы мұхитта болады, жылы Гольфстрим  ағымдарында немесе суық компенсациялық  ағымдарында.                Зат алмасу процесінде көпшілік жануарлар үшін оттегінің ролі өте зор. Ол тыныс алуға қатысады.                Ересек адамдардың қанында гемоглабиндік байланысқан оттегінің мөлшері 1 метрге дейін болады. Гемоглобин көмегімен О2-ткандерге таралады және сіңіреді.                Жануарлар үшін О2 негізгі зат тіршілік үшін қажетті. Жер бетіндегі оның таралуы түрлердің таралу шекарасын анықтайды. Оттегінің болуы шешуші фактор болып табылады, одан жануарлардыңәртүрлі мекен ету орталарына таралуы тәуелді. О2 таралуы: Ауадағы оттегі, топырақтағы О2, таяз судағы О2, теңіз О2-сі, паразиттердегі О2. Ортаның абиотикалық факторларына бейімделу.       Температура  мен ылғалдылықтың  әсер етуі. Антрактиканың шөлді  мұзында  t0-ра -880С дейін төмендесе,  Жердің сусыз шөлдерінде көлеңкеде    +580С   дейін көтеріледі. Орталық   Европаның  ормандарында оңтүстік  жағында  ыстық жазда 400С дейін жетсе, солтүстік жағында 200С дейін барады. Жердің  барлық  жерінде  тіршілік  таралған.  Бірақ  бір тіршілік иесі әлемде бүкіл жердегі   t0-ра диапазонын көтеруі мүмкін емес. Сондықтан  кез — келген  жануарлардың  таралуы  мекен  еткен  жерімен шектеледі, сол температурамен бейімделеді.                Көптеген жануарлардың дене температурасы қоршаған ортаның температурасына байланысты өзгеріп отырады. Мұндай жануарлар өзгеруінің дене температурасын реттей алмайды, және пойкилотермдік жануарлар деп аталады.                Жануарлардың аздаған түрлері дене температураларын белсенді реттей алады, мұндай жануарлардың дене температурасы тұрақты және оларды гомойотермдік деп атайды.                Қоршаған ортаның температурасының  өзгеруіне  өте төзімді жануарлар эвритермдік , ал тек белгілші температураның өзгеруіне ғана аз төзетін жануарлар стенотермдік деп аталады.                Ылғалдылықтың жеткілікті мөлшері- Жердегі барлық организмдердің өмір сүруінің негізгі  шарты.  Организмдегі болатын барлық тіршілік процестері  су ерітіндісінде жүреді.                Әдетте жануарлар денесінің 50% астамы судан тұрады. Мысалы : үй жануарларының  59%, адам денесі 64%, ұлу 70%, балықтарда 75% және жоғары, медузаларда 99% т. б.                Көптеген жануарларда  ылғалдылықың көп немесе аз болуына байланысты организімдерінде тірішілік ету орталары арасында өзара байланыстар (бейімделу механизмдері) қалыптасқан.                Август Тинеманн деген биологтың айтуынша «космостық шырмалымға» барлық тірілер кіреді және соған бағынышты. Тіршілік көзі- күн сәулесі. Биотикалық факторларға адаптация.       Тамақтану және түр аралық байланыстар.  Әрбір жануарда өз тамағын табуға мүмкіндік беретін әртүрлі бейімделушіліктер бар.                Филогенез барысында планетадағы фаунаның әртүрлі өкілдерінде сан алуан бейімделушіліктер қалыптасқан. Мысалы: Инфузорилер суды жұта отырып, оны сүзедіде өз қорегін аулайды. Молюскалар да фильтраторлар болып табылады. Жануарлар әлеміндегі ең белгілі жұтқыштарға жыландар жатады. Гүлдер мен өсімдіктер.                Ертеде ассириялықтар мен вавилондықтар  Екі өзендік мемлекетінде  құрма пальмасын өсірді (екі үйлі өсімдік).                Х.К.Шпренгель «Табиғаттың ашылған сыры» еңбегінде 1793ж. гүлді өсімдіктердің (нектарник) балауызын зерттеді. Ол өз теориясында гүлдердің балауыз қасиеттері сол өсімдікті тозаңдыратын насекомдарға тәуелді екенін айтты. Мысалы: эвглосса арасы  кектар соратын мүшесі ұзын болып келеді. Оңтүстік америка көбелегі- тұмсықтар өте ұзын гүл формасына байланысты.  Шмель -> аконит Экожүйедегі ағзалардың байланыстары. 1)      Қоректену немесе трофикалық байланыс. 2)      Топикалық байланыс-(грекше  топос –орын), мекен ету ортасын пайдалануға негізделген байланыстар. 3)      Форикалық (латынша форас- сыртта)- бұл байланыс бір ағзаныцң басқа ағзаға таралуына қатысқан кезде пайда болады. 3. Экологиялық факторлар әсеріне организмдердің жалпы  заңдылықтары Экологиялық факторлардың организмге әсер етуі мен оған организмнің реакциясы бірдей болмайды.                  Өзара әрекеттесу факторлар ережесі. Оның мәні келесіде: яғни бір факторлардың әсер ету күшін басқа факторлар күшейту немесе азайтуы мүмкін . Мысалы, жылудың көп мөлшері ауаның ылғалдылығын төмендетеді. Ю.Либихтың «Минимум» заңы немесе  шектеуші факторлар ережесі. Бұл ереженің мәні келесіде: шектен тыс аз немесе шектен тыс көп фактор (қауіпті нүктенің қасындағы)  организмнің күйіне  ықпал етеді, сонымен бірге , басқа факторлардың әсерлерін шектейді. Бұл заңның өмірде практикалық маңызы зор. Организмдердің ең қажетті шектеуші факторларын біле отырып, мол өнім алуға немесе табиғат ресурстарын тиімді пайдалануға жол ашады. Шектеуші факторлармен қатар организмнің факторлар жиынтығына деген ең жоғарғы төзімділік қасиеті болады. Ол В.Шелфордтың толеранттық (төзімділік)  заңына байланысты. Оптимум аймағы әртүрлі ағзалар үшін бірдей емес . Біреулері үшін аймақ аралығы біршама көп, мұндай ағзалар эврибионттар тобына жатады (грекше эури- кең, биос- тіршілік). Аз диапазонда бейімделетін ағзаларстенобионттар деп аталады(грекше стенос- тар). Эврибионтты түрлер қолайсыз экологиялық орталарда қалыпты тіршілігін жалғастыра береді. Мысалы, бұл организмдер тобына Қазақстанға жерсіндірілген ондатраны, көгілдір түлкіні, колорадо қоңызын, ақ қанатты американдық көбелекті жатқызуға болады. Стенобионтты түрлердің таралу аймағы шектеулі болады.       

Бақылау сұрақтары:

1.Ағзаның тіршілік ету жағдайлары қандай?

2.Экологиялық фаткорлар дегеніміз не?

3.Экологиялық фаткорлардың жіктелуін көрсетіңіз.

4.Қандай факторлар шектеуші фактор деп аталады?

5.Антропогенді факторларға мысал келтіріңіз.Адамның ағзаларға және қоршаған ортаға тигізетін жағымды және жағымсыз әсерлері қандай?