Организм и его экологические факторы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Организм

1.1 Определение понятие «организм»

1.2 Свойства организма

1.3 Унитарные и модулярные организмы

1.4 Адаптация

2. Экологические факторы

2.1 Понятие, свойства, классификация

2.2 Влияние солнечного света на организм

Заключение

Список литературы

Введение

Что называют организмом и чем он отличается от других объектов в природе? Под этим понятием понимают живое тело, которое обладает совокупностью различных свойств. Именно они отличают организм от неживой материи. В переводе с латыни organismus означает «сообщаю стройный вид», «устраиваю». Само это название подразумевает определенную структуру любого организма. Этой научной категорией занимается биология. Живые организмы поражают своим многообразием. Как отдельные особи они входят в состав видов и популяций. Другими словами - это структурная единица определенного уровня жизни. Чтобы разобраться, что называют организмом, следует рассматривать его с разных аспектов.

1. Организм

1.1 Определение понятия «оранизм»

Организм (позднелат. organismus от позднелат. organizo -- «устраиваю», «сообщаю стройный вид», от др.-греч. ?сгбнпн -- «орудие») -- живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Организмы -- один из главных предметов изучения в биологии. Для удобства рассмотрения все организмы распределяются по разным группам и категориям, что составляет биологическую систему их классификации. Самое общее их деление -- на ядерные и безъядерные. По числу составляющих организм клеток их делят на внесистематические категории одноклеточных и многоклеточных. Особое место между ними занимают колонии одноклеточных.

Формирование целостного многоклеточного организма -- процесс, состоящий из дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции как вонтогенезе, так и в филогенезе. Многие организмы организованы во внутривидовые сообщества (например, семья или рабочий коллектив у людей).

1.2 Свойства организма

Организм человека, как и всех живых существ, представляет собой обособленную, устойчивую, саморегулирующуюся, самовоспроизводящуюся, открытую биологическую систему. Жизнедеятельность организма обеспечена рядом важных физиологических свойств, которыми обладают отдельные клетки, ткани, органы и их системы и организм в целом.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) является основой жизнедеятельности. В организме человека непрерывно происходят процессы превращения веществ, идущие с затратой или освобождением энергии в результате биохимических реакций. Организм человека - это открытая энергетическая система, т.е. из организма постоянно выводится вещество и энергия, потеря которых постоянно восполняется поступлением вещества и энергии извне. Поэтому метаболизм складывается из двух противоположных процессов:

· анаболизм - это совокупность реакций синтеза, протекающих в клетках, при которых из более простых веществ образуются более сложные; протекают эти реакции с затратой энергии.

· катаболизм -- совокупность реакций распада, при которых более сложные вещества распадаются до более простых; идут с освобождением энергии.

Анаболизм и катаболизм - это две взаимосвязанные стороны обмена веществ. Реакции катаболизма освобождают энергию, которая тратится на процессы синтеза веществ. Реакции анаболизма являются поставщиками сложных веществ, идущих на пластические нужды и на расщепление с целью освобождения энергии.

Исходным источником вещества и энергии для организма человека являются пищевые вещества. Конечные продукты обмена, которые уже не могут усваиваться организмом, выводятся во внешнюю среду. Благодаря непрерывно протекающему процессу обмена веществ организм противостоит разрушающему действию внешней среды. Нарушения обмена веществ ведет к развитию заболеваний, а с прекращением обмена наступает смерть организма.

Раздражимость - это способность клеток, тканей, органа и целостного организма реагировать на действие различных видов энергии, т.е. на действие раздражителей. В наибольшей степени раздражимостью обладают нервные, мышечные и железистые ткани.

Возбудимость - это способность клетки, ткани, органа и организма в целом отвечать на действие энергии раздражителя. Возбуждение прежде всего связано со способностью клеток изменять мембранный потенциал: при действии раздражителя мембранный потенциал покоя клетки преобразуется в потенциал действия, который способен распространяться по клетке и от клетки к клетке. Особенно выраженным свойством возбудимости обладают нервные, мышечные и секреторные клетки.

Рефлекторные реакции - это ответные реакции организма, возникающая в ответ на действие каких-либо внешних или внутренних раздражителей, осуществляющиеся с участием нервной системы. Поэтому все процессы жизнедеятельности организма человека - это совокупность огромного количества разнообразных рефлексов, как врожденных, так и приобретенных.

Регуляция физиологических процессов и функций - это способность организма изменять интенсивность, скорость, направленность процессов жизнедеятельности в зависимости от состояния организма и состояния внешней среды. В организме человека существует два вида регуляции - нервная и гуморальная. Нервная регуляция осуществляется деятельностью нервной системы, а гуморальная (жидкостная) осуществляется за счет биологически активных веществ, например, гормонов. Биологически активные вещества вырабатываются в различных органах, в том числе в железах внутренней секреции, и поступают в кровь, лимфу, тканевую жидкость. Нервная и гуморальная регуляция тесно взаимосвязаны и согласованы, благодаря чему осуществляется единая нейрогуморальная регуляция всех процессов и функций..

Физиологические адаптации (от лат, adaptatio - приспособление) - это способность клеток, тканей, органов и организма адекватно и эффективно изменять процессы и функции в связи с изменениями состояния внешней и внутренней среды, что приводит к очень тонкому и точному подстраиванию всех физиологических процессов под сиюминутные нужды организма.

Гомеостаз - это состояние организма, характеризующееся относительным постоянством химического состава и свойств внутренней среды, динамическим равновесием всех физиологических процессов и функций. Состояние гомеостаза - это непременное условие устойчивого существования организма человека. Гомеостаз поддерживается благодаря регулирующим механизмам организма (нервная и гуморальная регуляция).

Ритмичность физиологических процессов. Процессы жизнедеятельности во времени периодически усиливаются или ослабляются под действием изменения различных внешних или внутренних факторов. Для человека характерны околосуточные, околонедельные, околомесячные, сезонные, годичные, многолетние биологические ритмы. Биологические ритмы человека сформировались в процессе эволюции как ответная реакция организма на состояние среды. Ритмы сохраняются даже в условиях, при которых искусственно нарушено ритмичное изменение природных факторов.

1.3 Унитарные и модулярные организмы

До сих пор мы исходили из позиции, что особи в популяциях абсолютно тождественны одна другой, а это неверно с многих точек зрения. Во-первых, почти все организмы в течение жизненного цикла проходят ряд стадий (яйцо, личинка, куколка, имаго). И на разных стадиях они подвержены влиянию различных факторов, а также мигрируют, умирают, размножаются с разной скоростью. Стадии нужно выделять и подходить к ним с особой меркой. Во-вторых, особи могут быть разнокачественными и когда они на одной стадии, и когда нет стадий (размеры тела, запасы резервных веществ). Еще большее различие тогда, когда изучаемые организмы не унитарные, а модулярные.

Строение унитарных организмов в очень значительной степени предопределено генетически. Идеальный пример унитарного организма человек. В возрасте шести недель плод имеет черты внешнего строения, которые сохраняются до самой смерти. Примерно до 18 лет продолжается рост, и размеры тела изменяются существенно, а строение - довольно незначительно, и лишь в связи с половым созреванием, затем наступает репродуктивный период, потом старение и смерть, т.е. череда событий вполне предсказуема.

У модулярных организмов из зиготы развивается некая единица строения (модуль), который затем порождает все новые и новые модули, напоминающие первые, в итоге образуется неподвижный разветвленный организм. Развитие модулярных организмов не предопределено генетической программой и сильно зависит от их взаимодействий с окружающей средой. Растения в основном модулярны, модулярны и некоторые группы животных: губки, гидроиды, кораллы, мшанки, а также многие простейшие и грибы.

В прошлом многие экологические обобщения были сделаны на унитарных животных. Но на обширных пространствах воды и суши преобладают модулярные организмы.

Основной конструктивный модуль высшего растения - лист вместе с пазушной почкой и междоузлием. Рост растений и состоит в накоплении таких модулей. На определенном этапе развития могут образовываться видоизмененные модули для размножения (цветки), они не производят новых модулей, а порождают новые зиготы. Программа развития модулярного организма сводится к относительному увеличению числа модулей, выполняющих различные физиологические функции.

По характеру внешнего строения все растения делятся на два типа. Растения первого типа тянутся вверх и выносят свои модули выше модулей соседей. Растения второго типа разбрасывают свои модули по поверхности субстрата или в его толще. Многие из них образуют корневые системы. Образования, соединяющие отдельные части таких растений, отмирают и образуются физиологически обособленные модули. Такие модули, наделенные способностью к самостоятельному существованию, называются «раметами». Потомство одной и той же зиготы называется клоном. Многие клональные растения способны распадаться на модули (раметы).

Отличительная особенность деревьев и кустарников в том, что соединения модулей не сгнивают, а одревесневают и превращают растение в многолетник. Большая часть дерева - нечто вроде кладбища, лишь под самой корой располагается тонкий слой живых клеток. Деревья растут в основном вверх, а их форма определяется способом взаимного расположения модулей.

В строении организмов обнаруживаются два или более уровней модулей: листья с пазушными почками бывают собраны в группы, которые в свою очередь многократно повторяются. Например, рост земляничных растений состоит: 1) в приумножении листьев в одной розетке; 2) в формировании новых розеток на усах из пазушных почек розеточных листьев. У деревьев можно выделить несколько уровней модулярности: лист с пазушной почкой - целый побег - система побегов. Общее телосложение модулярных организмов определяется углами между смежными модулями и длиной соединяющих их стеблей или междоузлий.

Исходя из вышесказанного, возникает вопрос, что же такое особь? Число унитарных организмов, например, кроликов, можно сосчитать по ушам или лапам, разделив потом их число на 2 или 4. Оно будет равно числу выживших зигот. Но на что поделить число листьев у высшего растения, у папоротника, зооидов у асцидий и т.д. Такого делителя не существует. Таким образом, численность выживших зигот у модулярных организмов о величине популяции может дать лишь частичное, а то и ошибочное представление. Ввиду этого С. Кейс и Дж. Харпер в 1974 году предложили термин «генет» - генетический индивидуум, т.е. все то, что образовалось из одной зиготы. Составными частями генета могут быть раметы, побеги, корневые отпрыски, зооиды и т.д.

Следовательно, как ни важно знать численность генетов, т.е. индивидуумов, при изучении модулярных организмов необходимо знать и численность модулей, т.к. последние часто более важны. Например, запас травы на пастбище определяется не числом генетов, а числом модулей. Поэтому не столь важно знать число родившихся и погибших генетов, сколь нужно знать число отрожденных и отмерших модулей. По этой причине модулярные организмы следует изучать как бы на двух взаимодействующих уровнях. Такие важнейшие жизненные процессы, как рождение, старение и смерть у модулярных организмов происходят не только на уровне всего организма, но и на уровне отдельного модуля. В действительности у модулярных организмов в целом «запрограммированного» старения часто не бывает. Клональные растения, избавляясь от старых тканей, пребывают в состоянии вечной «соматической юности». Смерть наступает чаще всего не от «запрограммированного» старения, а от слишком больших размеров или от болезней. Пример модулярного старения - ежегодное отмирание листьев, старение и отмирание корней, почек или цветков.

Модулярное животное (гидроиды, кораллы) порой в одно и то же время состоят из частей, находящихся на разных стадиях развития. Таким образом, рост генета в целом представляет итог всех модулярных процессов. Следовательно, тело модулярного организма обладает возрастной структурой. Оно состоит из молодых, активно функционирующих, и стареющих модулей. А это значит, что возрастную структуру популяции модулярных организмов можно описать на двух уровнях: по возрасту генетов, либо по возрасту модулей, из которых они состоят. При описании возрастной структуры унитарных организмов такой проблемы не возникает. Возрастная структура модулей очень существенна, т.к. с возрастом изменяется их питательная ценность, а значит, и степень привлекательности для фитофагов.

Между модулярными и унитарными организмами существует еще два различия.

1. Систематические признаки у разных видов модулярных организмов - это, как правило, признаки не целых организмов, а их модулей.

2. Характер взаимодействия модулярных организмов со средой обитания определяется тем, как их модули размещены по отношению к модулям других организмов. Чтобы куда-то переместиться, модулярному организму нужно «перерастать» с места на место, или отделять специализированные расселительные модули.

Таким образом, при характеристике популяций нужно учитывать и модулярный рост, если речь идет о модулярных организмах.

1.4 Адаптация

организм экологический фактор

Адаптация (от лат. adaptatio -- приспособление) -- приспособление организма к внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие. Адаптация может обеспечивать выживаемость в условиях конкретного местообитания, устойчивость к воздействию факторов абиотического и биологического характера, а также успех в конкуренции с другими видами, популяциями, особями. Каждый вид имеет собственную способность к адаптации, ограниченную физиологией (индивидуальная адаптация), пределами проявления материнского эффекта и модификаций, эпигенетическим разнообразием, внутривидовой изменчивостью, мутационными возможностями, коадаптационными характеристиками внутренних органов и другими видовыми особенностями.

Приспособленность живых существ к естественным условиям внешней среды была осознана людьми ещё в античные времена. Вплоть до середины XIX века это объяснялось изначальной целесообразностью природы. В теории эволюции Чарльза Дарвина было предложено научное объяснение адаптационного процесса на основе естественного отбора.

Адаптации видов в рамках одного биоценоза зачастую тесно связаны друг с другом (одним из наиболее поразительных примеров межвидовой коадаптации является жёсткая привязка строения органов некоторых видов цветковых растений и насекомых друг к другу с целью опыления и питания). Если адаптационный процесс у какого-либо вида не находится в равновесном состоянии, то эволюционировать может весь биоценоз (иногда -- с негативными последствиями) даже в стабильных условиях окружающей среды.

Различают:

- морфологические адаптации - например, строение организмов, обитающих в воде (приспособления к быстрому плаванию у китообразных, к парению в воде у планктона). Растения, обитающие в пустынях, лишены листьев, и их строение приспособлено к минимальным потерям влаги.

- физиологические адаптации - например, в особенностях ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемого составом пищи.

- поведенческие (этологические) адаптации - проявляются в различных формах. Существуют формы приспособительного поведения животных, направленные на обеспечение нормального теплообмена с окружающей средой: создание убежищ, передвижение с целью выбора оптимальных температурных условий, суточные и сезонные кочевки млекопитающих и птиц.

2. Экологические факторы

2.1 Понятие, свойства, классификация

Экологические факторы -- свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер. Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных организмов (большинство растений и фотосинтезирующие бактерии), а в жизни гетеротрофных организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает заметного влияния на жизнедеятельность.

Экологические факторы могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические и физиологические изменения организмов.

Организмы испытывают воздействие не статичных неизменных факторов, а их режимов -- последовательности изменений за определённое время.

Классификация экологических факторов:

По характеру воздействия

Прямо действующие -- непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ

Косвенно действующие -- влияющие опосредованно, через изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)

Условно действующие - влияние элементов экосистемы (биогеоценоза) усиленных или ослабленных действием других экологических факторов

По происхождению

Абиотические -- факторы неживой природы:

· климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха

· эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы

· орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

· химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность

· физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

Биотические -- связанные с деятельностью живых организмов:

· фитогенные -- влияние растений

· микогенные -- влияние грибов

· зоогенные -- влияние животных

· микробиогенные -- влияние микроорганизмов

Антропогенный (антропический) фактор:

· В 1912 г. российский ученый проф. Г.Ф. Морозов в своей книге "Учение о лесе" определил воздействие человека на природу в качестве отдельного экологического фактора и разделил его по характеру влияния на природную среду на прямое, косвенное и условное антропогенное воздействие [Морозов,1949].

· Прямое антропогенной воздействие - непосредственное влияние человека на компоненты экосистемы (биогеоценоза). Это сбор ягод, грибов, вырубка деревьев и т.п.

· Косвенное антропогенное воздействие - влияние человека через промежуточный уровень. Это изменение уровня грунтовых вод, изменение температурного режима, радиационное загрязнение и т.п.

· Условное антропогенное воздействие - это воздействие биотических и абиотических факторов, усиленных или ослабленных воздействием человека.

· В 1981 г. опубликовано определение "Антропогенный фактор [антропогенное воздействие] - это всякое, связанное как с сознательной, так и с бессознательной жизнедеятельностью человека воздействие на окружающую [природную] среду, ведущее к количественным и качественным изменениям ее компонентов [Попа, 1981].

· В 2011 г. опубликована разработанная на примере широколиственных лесов степной зоны шкала антропогенной дигрессии биогеоценозов (экосистем), включающая 12 стадий разрушения природной среды человеком, от состояния условно не нарушенных экосистем до стадии полной потери биогеоценозами жизненных функций [Попа, 2011].

По расходованию

Ресурсы -- элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2, свет)

Условия -- не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

По направленности

Векторизованные -- направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы

Многолетние-циклические -- с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом

Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) -- колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года)

2.2 Влияние солнечного света на организм

Практически все живые организмы не в состоянии существовать без света, такова природа всех живых существ.

Влияние света на живые организмы зависит от местообитания, где различаются не только интенсивность света, продолжительность освещения, но и его спектральный состав, временное и пространственное распределение освещения разной интенсивности и пр. Соответственно, различны и приспособления живых организмов к жизни при разных световых режимах.

Отношения между человеком и светом претерпели значительные изменения за последний век с началом индустриализации. Сегодня большую часть своего времени мы проводим в помещениях с искусственным освещением. Для большинства, свет настолько обыкновенное сопровождение жизни, что даже никто не задумывается над его различными свойствами, что влияют на нашу жизнь, как в физическом, так и моральном плане. Многие из нас не отдают себе отчет, что испытывают усталость или недомогания на рабочем месте из-за недостаточной освещенности, поскольку это не всегда заметно.

Влияние света на живые организмы может как продуктивно, так и пагубно сказаться на организмах. Например: один немецкий исследователь заметил, что животные, которые постоянно находились в помещении с круглосуточным освещением, намного чаще болели раком молочной железы и умирали от него, в отличии от животных, которые содержались при обычном световом режиме. Это свидетельствует о том, что, грамотно подобрав температуры, режимы освещения и другие факторы можно значительно повысить или же понизить продуктивность и жизнедеятельность разводимых животных и растений, при этом без каких-либо дополнительных затрат. К примеру, если зимой увеличить продолжительность светового дня до 15 ч в теплицах или оранжереях, где выращивают декоративные растения, то ускоряется развитие и рост рассады. Продлив период искусственного освещения, можно регулировать рост и размножение пушных зверей.

Также особо велико влияние света на живые организмы, особенно на их зрительное восприятие пространства, предметов и интерьеров.

Влияние света на живые организмы очень разнопланово: благодаря грамотному проектированию оптимальных качественных и количественных характеристик освещения, можно повысить рост производительности труда, продуктивность животноводства и растениеводства, улучшить качество производимой продукции - именно поэтому очень тщательно относятся к проектированию светотехнических приборов на предприятиях.

Так как внутри зданий недостаточное количество дневного света для того, чтобы полностью удовлетворять потребностям человека, электрические осветительные приборы призваны компенсировать этот недочет. Все осветительные приборы в той или иной степени имитируют дневной свет, некоторые справляются с этой задачей очень хорошо

Заключение

В данном реферате было рассмотрено понятие организм, экологические факторы и влияние солнечного света на организм.

В результате мы узнали что организм -- это живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи. Экологические факторы -- свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Узнали, что организмы обладают рядом различных свойств, классификацией и умеют адаптироваться к различной среде.

Список литературы

1. http://biofile.ru

2. http://znanija.com

3. http://cribs.me

4. http://ru-ecology.info

5. https://ru.wikipedia.org

6. http://www.grandars.ru

7. http://botan0.ru

8. http://yourlib.net

Размещено на Allbest.ru