Особенности адаптации организмов к почвенной среде обитания

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

«АЛТАЙСКИЙ ПРОМАШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Реферат

На тему Особенности адаптации организмов к почвенной среде обитания

Специальность 20.02.01 «Рациональное использование природохозяйственных комплексов»

Студент Зайцев Николай Владимирович

Группа 11Эк191

БАРНАУЛ 2019

Содержание

Введение

1. Понятие среды обитания

2. Почва как среда обитания живых организмов

2.1 Характеристика почвенной среды жизни

2.2 Особенности адаптации организмов к почвенной среде обитания

Заключение

Список использованных источников

Введение

В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления современных экологических проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда флоры и фауны), сохранение чистоты и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов и т. д.), экологическое нормирование антропогенного пресса на природные экосистемы в пределах их буферной емкости, сохранение озонового слоя, трофических цепей в природе, биокруговорота веществ и другие.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.

Почва занимает особое положение в природных ландшафтах и в экосистемах. Она является важнейшим блоком экосистем, выступает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами средства жизни.

Объектом исследования является адаптация организмов и растений, а предметом - приспособление организмов и растений к почвенной среде обитания.

Цель работы: изучить особенности приспособления организмов и растений к почвенной среде обитания.

Задачи работы:

исследовать понятие среды обитания;

исследовать почву как среду обитания для живых организмов;

исследовать характеристики почвенной среды обитания;

исследовать особенности адаптации живых организмов к почве.

1. Понятие среды обитания

Под средой обитания понимают совокупность внешних природных условий и явлений, в которые погружены живые организмы, и с которыми эти организмы находятся в постоянном взаимодействии.

Отдельные элементы среды обитания, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются экологическими факторами или факторами среды.

Классификация факторов среды:

По природе источников и характеру действия:

1. Абиотические факторы - факторы неорганической (неживой) природы, например, температура, свет, влажность, соленость, кислотность воды, давление, плотность воды и т.п.

2. Биотические факторы - это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма.

2.1 Внутривидовые факторы - контакты между членами семьи, группы, стада, популяции одного вида - отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь и защита или, наоборот, возникновение внутривидовой конкуренции, отношений доминирования и подчинения, иерархии в стаде или в популяции.

2.2 Межвидовые факторы - контакты между особями и популяциями разных видов, разнообразные пищевые связи, поедание одних организмов другими, отношения симбиоза и «сотрудничества» или хищника и жертвы, бациллоносительство и вирулентность, межвидовая конкуренция, паразитизм и т.п.

3. Антропогенные факторы - факторы, порожденные деятельностью человека, человеческого общества, обусловленные расширением и наступлением техносферы, например, создание заповедников, вырубка лесов, браконьерство, восстановление популяций.

Существование любого организма зависит от целого комплекса факторов. При этом удается выделить ряд закономерностей, общих для самых различных частных случаев.

Так изучая действие факторов среды на рост растений, в 1840 году Ю. Либих установил, что урожайность различных культур определяется не теми веществами, которые присутствуют в относительном изобилии в окружающей среде, например, углекислый газ или вода, а элементами, жизненно важными, но присутствующими в среде в малых количествах, например, цинк. Так появился один из важнейших законов экологии, закон минимума Либиха: рост растений зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве. Позднее этот закон был расширен на все живые организмы и все факторы. В современной трактовке он звучит следующим образом: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. То есть при дальнейшем снижении экологических факторов ведет к гибели организма. Однако не только снижение интенсивности действия какого-либо факторов, но и превышение сверх допустимых пределов может оказывать лимитирующее воздействие на организмы, например, эффективность фотосинтеза. Поэтому вместо закона минимума в настоящее время чаще говорят о законе лимитирующих (ограничивающих) факторов: фактор, находящийся в недостатке или избытке, отрицательно влияет на организмы даже в случае оптимальных сочетаний других факторов.

2. Почва как среда обитания живых организмов

2.1 Характеристика почвенной среды жизни

Почва - самый наружный слой земной коры, разрыхленный физическим и химическим выветриванием и сформированный при участии живых организмов. Свойства почвы определяют само существование высших и низших растений, многих животных, образование и распространение сообществ. Жизненно необходимый обмен минеральными веществами между биосферой и неорганическим миром происходит именно в почве.

Основные свойства почвы как экологической среды:

физическая структура;

механический состав;

химический состав;

pH условия;

окислительно-восстановительные условия;

содержание органических веществ;

аэрация;

влагоемкость;

увлажненность.

Сейчас на Земле по распространённости ведущее положение занимают четыре типологические группы почв:

почвы влажных тропиков и субтропиков, преимущественно красноземы и желтоземы, для которых характерны богатство минерального состава и большая подвижность органики (более 32 млн км2);

плодородные почвы саванн и степей - черноземы, каштановые и коричневые почвы с мощным гумусовым слоем (более 32 млн км2);

скудные и крайне неустойчивые почвы пустынь и полупустынь, относящиеся к разным климатическим зонам (более 30 млн км2);

относительно бедные почвы лесов умеренного пояса - подзолистые, бурые и серые лесные почвы (более 20 млн км2).

Слой физического и химического выветривания постепенно заселяется микроорганизмами, растениями и животными, которые значительно ускоряют преобразование субстрата и обогащают его органическими веществами, так возникает почва. Процесс распространяется от поверхности к более глубоким слоям земли. Поэтому большинство почв имеет более или менее выраженный слоистый почвенный профиль, разделяемый на почвенные горизонты. Самый верхний горизонт почвы содержит большее или меньшее количество перегноя, от которого зависит продуктивность растений. Расположенный под ним средний слой содержит вымытые из верхнего слоя и преобразованные вещества. Нижний слой представлен материнской породой.

Любая почва представляет собой многофазную систему, в состав которой входят:

минеральные частицы - от тончайшего ила до песка и гравия;

органическое вещество - от тел только что умерших животных и отмерших корней растений до гумуса, в котором это органическое вещество подверглось сложной химической обработке;

газовая (воздушная) фаза, характер которой во многом определяется физическими свойствами почвы - ее структурой и соответственно плотностью. Газовая фаза почвы всегда обогащена углекислым газом и парами воды и может быть обеднена кислородом, что сближает условия жизни в почве с условиями водной среды;

водная фаза. Вода в почве также может содержаться в разных количествах (от избытка до крайнего дефицита) и в разных качествах, быть гравитационной - свободно перемещающейся по капиллярам и наиболее доступной для корней растений и животных организмов, гигроскопической, входящей в состав коллоидных частиц, и газовой, т. е. в форме пара.

Эта многофазность почв делает их среду наиболее насыщенной жизнью. В почвах сконцентрирована основная биомасса животных, бактерий, грибов, в ней расположены корни растений, живущих в наземно-воздушной среде, но извлекающих из почвы воду с элементами питания и поставляющие в «темный мир» почвы органическое вещество, накопленное в процессе фотосинтеза на свету. Почва - это главный «цех по переработке» органического вещества, через нее протекает до 90% углерода, возвращаемого в атмосферу. Микроорганизмы, растения и животные, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, а также со средой обитания. Эти отношения очень сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные углеводы, белки, жиры. Грибы разрушают целлюлозу, в частности древесину. Хищники питаются тканями своих жертв. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы.

почва обитание среда фактор

2.2 Особенности адаптации организмов к почвенной среде обитания

Почва как среда жизни чрезвычайно благоприятна для обитания многочисленных организмов. Ей свойственны более и менее рыхлая структура, определенная водопроницаемость и аэрируемость. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых растительностью и трупами животных. Количество организмов в почве огромно, однако в связи со сглаженностью экологических условий все они отличаются «выравненностью группового состава». Кроме того, для них характерна повторяемость в различных климатических зонах.

Почвенные организмы по степени связи со средой обитания разделяются на три основные группы:

1 Геобионты - постоянные обитатели почвы, весь цикл их развития протекает в почве (дождевые черви, многие первичнобескрылые насекомые);

2 Геофилы - животные, часть цикла развития которых проходит в почве. К ним относится большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков, комары-долгоножки. Личинки их развиваются в почве, а во взрослом состоянии это типичные наземные обитатели;

3 Геоксены - животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища (таракановые, многие полужесткокрылые, грызуны, млекопитающие, живущие в норах).

Многие животные почвенной среды, чаще всего это беспозвоночные (медведки, личинки майского жука), имеют мощный грызущий ротовой аппарат, так как питаются корнями растений. Тело их сегментировано, чтобы обеспечить продвижение в почвенной среде. У членистоногих, как, например, у медведки, покров тела хитиновый, голова имеет мощную хитиновую капсулу, передние конечности часто копательного типа. Почвенные насекомые обладают способностью к вертикальной миграции: с понижением температуры почвы они уходят на значительную глубину - ниже границы замерзания. Немногочисленные почвенные млекопитающие имеют слабое зрение, но зато у них сильно развиты обоняние и осязание.

Мелкие почвенные членистоногие (лещи, насекомые, многоножки) используют для передвижения по стенкам почвенных полостей коготки на лапках. Многие из них имеют не смачиваемые покровы тела, снабженные волосками, чешуйками, которые позволяют переживать периоды затопления почвы в пузырьках воздуха.

Более крупные почвенные животные, такие как личинки майского жука, дождевые черви, при передвижении испытывают сильное сопротивление со стороны почвы. Для раздвигания почвенных частиц у них выработалось приспособление в виде гидроскелета (дождевые черви) либо способность к изгибанию тела (круглые черви).

Некоторые средние по размерам (медведки) и крупные почвенные животные (кроты, слепыши) выработали эффективный способ передвижения в почве - рытье. Внешнее строение землероев разных таксономических групп характеризуется сходными признаками: компактным телом, копательными конечностями, слаборазвитыми органами зрения и др., что отражает их приспособленность к подземному образу жизни.Для того, чтобы перемещаться в почве, кроты и слепцы роют подземные ходы. В крота для этого передние конечности плоские с крепкими когтями, вывернуты наружу подобно двум лопастей. Ими животное ловко отвергает почву в стороны и за сутки может проложить ход длиной 30 и более метров. Тело его овальное, шерсть и шея короткие, голова конусообразная, ушей почти не заметно, глаза крошечные, поэтому зрение плохое. Окраска животных, постоянно живущих в почве, обычно бледная -- сероватая, желтоватая, беловатая. Слепыш роет грунт с помощью передних широких зубов.

Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, которое определяется в первую очередь содержанием гумуса, макро- и микроэлементов, таких, как азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, медь, бор, цинк, молибден и др. Каждый из этих элементов играет свою роль в структуре и обмене веществ растения и не может быть заменен полностью другим. Различают растения: распространенные преимущественно на плодородных почвах -- эутрофные или эвтрофные; довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ -- олиготрофные. Между ними выделяют промежуточную группу мезотрофных видов.

Разные виды растений неодинаково относятся к содержанию доступного азота в почве. Растения, особенно требовательные к повышенному содержанию азота в почве, называют нитрофилами.

Растения, предпочитающие кислые почвы, с небольшим значением рН, т.е. 3,5--4,5, называют ацидофилами (вереск, белоус, щавелек малый и др.), растения же щелочных почв с рН 7,0-- 7,5 (мать-и-мачеха, горчица полевая и др.) относят к базифилам (базофилам), а растения почв с нейтральной реакцией -- нейтрофилам (лисохвост луговой, овсяница луговая и др.).

На увлажненных, преимущественно глинистых почвах обитают такие растения, как мать-и-мачеха, хвощ полевой, мята полевая.

Чрезвычайно своеобразны экологические условия для растений, произрастающих на торфе (торфяные болота), -- особой разновидностью почвенного субстрата, образовавшегося в результате неполного распада растительных остатков в условиях повышенной влажности и затрудненного доступа воздуха. Растения, произрастающие на торфяных болотах, называют оксилофитами.

Жители почвенной среды рыхлят почву, делают его проницаемым для влаги и воздуха. Дождевые черви разрыхляют, удобряют почву и улучшают поступления в него воздуха и воды.

В почве расположены корни растений, грибницы грибов. Бактерии превращают отмершие остатки организмов в гумус, или перегной. Этим они повышают плодородие почвы.

Бактерии и одноклеточные организмы настолько малы, что промежутков между комочками почвы, грунтовых щелей им вполне достаточно для перемещения.

Для обитателей почвенной среды важна температура почвы. Организмы почвенной среды приспособились к ее изменениям. Например, в жару дождевые черви углубляются в почву на 1-1,5 м, где больше влаги и низкая температура.

У растений также развились различные приспособления к сухости или влажности почвы. На почвах с недостатком влаги одни растения образуют мощные корни, достигающие подземных вод; другие - сочные стебли, способные запасать влагу во время дождей и экономно расходовать ее в засуху, третьи - быстро растут, цветут, запасают органические вещества в луковицах и других подземных органах и засыхают.

Например, у верблюжьей колючки, растущей в пустынях, корни уходят на глубину до 20 метров. У кактуса в сочных стеблях накапливается до 1000-3000 литров воды, а листья превратились в колючки и не испаряют ее. Растения засушливых мест обычно растут на большом расстоянии друг от друга, и поэтому их корни распространяются широко и впитывают всю влагу, сохранившуюся в почве.

У растений, произрастающих на сильно увлажненных местах, корни располагаются близко к поверхности почвы. В более глубоких слоях, где вода вытесняет весь воздух, корни у растений отмирают. В переувлажненной почве мало минеральных солей. Растения влажных мест имеют обычно крупные листья, способные испарять много воды.

Заключение

Земля - единственная из планет имеет почву (эдасфера, педосфера)- особенную, верхнюю оболочку суши. Эта оболочка сформировалась в исторически обозримое время - она ровесница сухопутной жизни на планете. Впервые на вопрос о происхождении почвы ответил М.В. Ломоносов, а великий русский ученый В.В. Докучаев (1899) впервые назвал почву самостоятельным природным телом и доказал это.

Адаптация - приспособленность, наследуемое соответствие строения, физиологии и поведения конкретным условиям жизни организма, обеспечивающее его выживание и размножение (целесообразность). Адаптация в этом смысле означает соответствие организации и функционирования организма внешней среде, гармонию организма со средой обитания. Организм адаптируется не вообще, а по отношению к данному комплексу факторов экосистемы. В связи с этим очевидно, что приспособленность не есть какое-то внутреннее или постоянное свойство организма. Приспособленность - временное явление относительного соответствия организации организма конкретным условиям среды.

Существование любого организма или группы организмов зависит от комплекса определенных условий, или факторов среды, среди которых выделяют биотические, абиотические, антропогенные, а их совокупность - экологические факторы среды. Живые существа могут служить источником пищи для других организмов, являться средой обитания, способствовать их размножению, оказывать химическое (токсины бактерий), механическое и другие воздействия.

Действие биотических факторов проявляется в форме взаимовлияния живых организмов разных видов друг на друга. Основные адаптации организмов к факторам внешней среды наследственно обусловлены. Они формировались на историко-эволюционном пути биоты и изменялись вместе с изменчивостью экологических факторов. Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам.

Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливаются к этим изменениям.

Список использованных источников

1. Акимова Т.А. Экология. Человек - Экономика - Биота - Среда: учебник для вузов. / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 566 с.

2. Еремин В.М. Экология: учеб. пособ. для 10-11кл. образоват. шк. / В.М. Еремин, Г.А. Бавтуто. - Минск: Ураджай, 1998. - 206 с.

3. Константинов В.М. Биология для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева; под ред. В.М. Константинова. - 5-е изд., стер. - Москва: Издательский цент «Академия», 2017. - 336 с.

4. Кузнецов В.И.Естествознание: учебник для вузов / В. И. Кузнецов, Г. М. Идлис, В. Н. Гутина. - Москва:Агар, 1996. - 383 с.

5. Лисов Н. Д. Общая биология: учеб. пособ. для 10-11кл. образоват. шк. / Н. Д. Лисов. - Минск: Ураджай, 2001. - 244 с.

6. Степановских А.С. Экология: учебник для вузов / А.С.Степановских. - Москва: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 703 с.

Размещено на Allbest.ru