Закономерности зависимости организмов от факторов среды

В связи с деятельностью живого вещества планеты фор­мируется современный химический состав атмосферы и ра­створенного вещества гидросферы. Поскольку все участки биосферы формируются в результате деятельности живого вещества, то, естественно, что биологическая эволюция как процесс необратимый определяет необратимость эволюции всех оболочек биосферы: атмосферы, гидросферы и лито­сферы.

Цефализация в отряде приматов создала почву для появ­ления разума, когда все изменения в биосфере должны уп­равляться сознанием — творческой работой человеческого мозга.

В эволюции организованного мира различают следующие этапы:

1) возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом;

2) период биогенеза — усложнение структуры многокле­точных организмов по чисто биологическим законам;

3) период ноогенеза — возникновение человеческого об­щества, разумная деятельность которого способствует пре­вращению биосферы в ноосферу.

Периоду ноогенеза свойственно преобразование биосфе­ры в результате целенаправленной трудовой деятельности человечества.

Живые организмы, включая человека, населяют тер­ритории с различными условиями обитания и испытыва­ют на себе действие самых различных факторов. Законо­мерности взаимоотношений организмов и среды их обита­ния изучаются специальной биологической наукой — эко­логией.

Закономерности зависимости организмов от факторов среды

Экологические закономерности проявляются на уровне особи, популяции особей, биоценоза, биогеоценоза.

Совокупность элементов, воздействующих на живой орга­низм в месте обитания, и есть среда обитания.

Элементы среды, способные оказывать прямое влияние на живой организм, называют экологическими факторами, которые делят на биотические и абиотические.

Биотические— это все возможные влияния, которые ис­пытывает живой организм со стороны окружающих его живых существ.

Абиотические факторы— это все воздействующие на организм элементы неживой природы.

В период ноогенеза целесообразным стало выделять группу антропогенных факторов, которые проявляются в активном воздействии человека на природу.

Действие экологических факторов определяется ритмом космофизических процессов. В соответствии с этим эколо­гические факторы делят на первичные и вторичные, перио­дические и непериодические.

К первичным факторамотносят те, с которыми биоло­гические объекты столкнулись на ранних стадиях эволю­ции: температура, изменение положения Земли относитель­но Солнца. Под действием этих факторов возникли суточ­ная, сезонная, годичная периодичность биологических про­цессов.

Вторичные периодические факторыявляются производ­ными первичных. Например, уровень влажности зависит от температуры; там, где ниже температура, там атмосфера содержит меньше паров воды.

Непериодические факторыдействуют на организмы, по­пуляции организмов внезапно, эпизодически; например — извержение вулканов, смерчи, ураганы, наводнения; хищ­ник внезапно нападает на жертву.

Колебания интенсивности экологических факторов про­являются в изменении численности или исчезновении ви­дов с определенных территорий, изменении показателей рождаемости и смертности. Колебания интенсивности эко­логических факторов определяют временную организацию биосистем. Влияние экологических факторов определяют биологические ритмы в эволюции живых систем.

Биологические ритмы — это колебания смены и интен­сивности физиологических реакций, в основе которых ле­жат изменения метаболизма биологических систем, обуслов­ленные влиянием внешних и внутренних факторов.

К внешним факторам относятся: изменение освещенно­сти (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, при­ливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния.

Внутренние факторы — это нейрогуморальные процес­сы, протекающие в определенном, наследственно закреплен­ном темпе и ритме.

Периодическим колебаниям подвергаются многие физи­ологические процессы в организме человека.

Физиологические ритмы — это циклические колебания в различных системах организма. Основными характеристика­ми физиологических ритмов являются: период или частота колебаний в единицу времени, амплитуда (величина макси­мального отклонения от среднего показателя), уровень, фаза и форма. Физиологические ритмы классифицируют также по соотношению с периодическими изменениями среды обитания.

Если период ритмов не совпадает с периодическими из­менениями геофизических факторов, их обозначают как функциональные (частота дыхания, ритмы двигательной активности).

Если же период ритмов совпадает с периодами геофизи­ческих циклов, близок или кратен им — их называют адап­тивными или экологическими.

В биологии адаптивные ритмы рассматривают с точки зрения общей адаптации организмов к среде обитания, а в физиологии — с точки зрения выявления внутренних меха­низмов адаптации и изучения динамики физиологических процессов длительного времени.

Адаптивные физиологические ритмы сформировались в процессе эволюции как форма приспособления к постоянно меняющимся условиям среды. Чаще всего они являются энергетически оправданными. Для организма человека ха­рактерно повышение в дневные часы и снижение в ночные физиологических функций, обеспечивающих его физиоло­гическую активность (частота сердечных сокращений, ми­нутный объем крови, артериальное давлений, температура тела, потребление кислорода, снижение сахара в крови).

У животных в зимний период понижается обмен, двига­тельная активность, температура тела (спячка, зимний сон, анабиоз); в весенне-летний период — повышается активность физиологических процессов.

Учет физиологических ритмов необходим при составле­нии режимов труда и отдыха, так как повышение физиоло­гической активности прямо связано с повышением работо­способности; учет физиологических ритмов имеет важное значение в физиологии труда, спортивной медицине.

Приспособления, компенсирующие периодические и апе­риодические колебания условий среды, очень многообраз­ны.

Кроме поведенческих, физиологических, морфогенетиче-ских реакций к ним относятся особенности морфологии орга­низмов, способствующих экономии или рассеиванию энер­гии, диапауза, спячка, ритм суточной активности, сезонные миграции, запасание пищи.