Что такое биологический оптимум
Оптимум в биологии
Вы будете перенаправлены на Автор24
Биологический оптимум – это максимально благоприятное сочетание факторов окружающей среды, наилучшим способом содействующее развитию и жизнедеятельности организма.
Характеристика зоны оптимума
Оптимум создает лучшее сочетание всех факторов, которые влияют на организм. Как правило, такую реакцию организма изображают в виде графика или так называемой кривой жизнедеятельности, имеющей несколько зон и точек. Среди них выделяют кардинальные точки:
Что касается зон, выражающих оптимальное развитие фактора, то их называют:
Наконец, сущность состояния жизни организма отражает такая зона, как зона жизни.
Зона жизни – это спектр показателей фактора, при котором организм не умирает.
Лимитирующие факторы
Впервые на наличие и значение лимитирующих факторов, которые существуют в природе указал ученый Ю. Либих. Он описал законы минимума и выявил, что урожай или продукция организма зависит от того фактора, который имеет минимальное значение.
Готовые работы на аналогичную тему
Считается также, что фактор может быть лимитирующим, даже при нахождении в состоянии максимума. В связи с этим лимитирующими экологическими факторами следует называть те факторы, которые ограничивают развитие организма из – за собственного недостатка или в пределах конкретного избытка. Внутри созданного отрезка жизнеспособности и лежат пределы оптимальной зоны развития организма.
Стенобионтными называют такие виды, для нормального развития которых необходимы конкретные специфические и определенные условия окружающей среды. Эврибионтными называют те виды, которые могут обладать широкой степенью приспособленности к различным особенностям экологической обстановки.
Таким образом, создание зоны оптимума для организмов зависит от многих факторов. Они имеют абиотический и биотический характер или зависят от деятельности живых организмов, а также от состояния окружающей среды.
Среда обитания и её факторы
Задание 1. 38. Как называются организмы с широкими и узкими пределами выносливости?
Задание 2. 38. Что такое биологический оптимум? Что представляют собой зоны угнетения?
Задание 3. 38. В чём состоит закон минимума? Сформулируйте аналогичное данному закону влияние максимума экологического фактора.
Задание 4. 38. Каким образом биологический оптимум в отношении одного фактора может измениться под воздействием другого?
Задание 5. 38. Оцените возможность замены одного экологического фактора другим? Как организм приспосабливается к разным экологическим факторам?
1. Эврибионты — организмы, способные существовать в широком диапазоне условий окружающей среды, например, серебристый карась живёт в прудах и озёрах с высоким и низким содержанием кислорода в воде.
2. Стенобионты — животные и растения, способные существовать лишь при относительно постоянных условиях окружающей среды, например, ручьевая форель обитает только в водах с высоким содержанием кислорода.
1. Биологический оптимум — это определённые пределы положительного влияния экологического фактора на организм.
2. За пределами оптимума лежат зоны пессимума, или зоны угнетения, которые заканчиваются соответственно нижним и верхним пределами выносливости.
1. Успешную жизнедеятельность ограничивает фактор, количество и качество которого близки к минимуму, необходимому организму.
2. Лимитирующим (ограничивающим) фактором может быть как минимум, так и максимум экологического фактора.
3. Примером влияния законов минимума и максимума может быть влияние на человека низкого и очень высокого содержания кислорода в условиях, когда все другие экологические факторы в норме.
1. В некоторых случаях имеет место взаимозаменяемость факторов — увеличение количества одного может влиять на другой.
2. Оптимум и границы пессимума в этом случае могут измениться и один фактор в минимальном или максимальном количестве не всегда будет ограничивать жизнедеятельность организма, так как его может компенсировать другой фактор.
3. Например, человек легче переносит жару в сухом воздухе, чем во влажном. А замерзает он быстрее на морозе с сильным ветром, чем на таком же морозе, но в безветренную погоду.
1. Полностью заменить один экологическим фактор другим невозможно.
2. К каждому из экологических факторов организмы приспосабливаются независимым путём.
Экологические факторы. Биологический оптимум. Оптимальные значения и пределы выносливости (границы терпимости факторов). Лимитирующие факторы. Эврибионты и стенобионты.
По своей природе экологические факторы делят, по крайней мере, на три группы:
Возможные типы комбинаций и отражают различные виды взаимоотношений:
Биологический оптимум, максимально благоприятная область действия экологического фактора, в которой вид имеет наибольшую жизненность;
Графически подобная реакция организма на изменение значений фактора изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить некоторые точки и зоны:
Кардинальные точки:
Точки минимума и максимума — крайние значения фактора, при которых возможна жизнедеятельность организма
Точка оптимума — наиболее благоприятное значение фактора
Зоны:
Зона оптимума — ограничивает диапазон наиболее благоприятных значений фактора
Зоны пессимума (верхнего и нижнего) — диапазоны значений фактора, в которых организм испытывает сильное угнетение
Зона жизнедеятельности — диапазон значений фактора, в котором он активно проявляет свои жизненные функции
Зоны покоя (верхнего и нижнего) — крайне неблагоприятные значения фактора, при которых организм остаётся живым, но переходит в состояние покоя
Зона жизни — диапазон значений фактора, в котором организм остаётся живым
Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий агрохимик Ю.Либих в середине XIX в. Он установил закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких к минимуму, то это может снизить урожай. Но оказалось, что даже те же самые минеральные вещества, очень полезные при оптимальном содержании их в почве, снижают урожай, если они в избытке. Значит, факторы могут быть лимитирующими, находясь и в максимуме.
Таким образом, лимитирующими экологическими факторами следует называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием). Их иногда называют ограничивающими факторами.
Абиотические факторы. Фотопериодизм, пойкилотермные и гомойотермные животные, анабиоз, оцепенение, спячка. Охарактеризовать солнечный свет, температуру, влажность, соленость воды, барометрическое давление, состав атмосферного воздуха как абиотические факторы.
Пойкилотермные животные (от греч. poikílos — различный, переменчивый и thérme — тепло), холоднокровные животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды. К П. ж. относятся все беспозвоночные, а из позвоночных — рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Температура тела П. ж. обычно всего на 1—2 °С выше температуры окружающей среды или равна ей.
Гомойотермные животные(от греч. hómoios — сходный, одинаковый и thérmë— тепло), животные с постоянной, устойчивой температурой тела, почти не зависящей от температуры окружающей среды. К Г. ж. относятся птицы и млекопитающие.
Анабио́з (aна— нет, биос- жизнь «состояние мнимой смерти») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
Оцепенение— это состояние резко пониженной жизнедеятельности, наступающее у пойкилотермных животных как приспособление к переживанию неблагоприятных условий внеш. среды, особенно к недостатку тепла, влаги и пищи. При О. животное становится неподвижным, прекращает питаться; газообмен и др. физиол. процессы резко замедляются. Зимнее О. свойственно животным сев. и умеренных широт, в т. ч. мн. наземным и водным беспозвоночным, рыбам, земноводным, пресмыкающимся.
Спя́чка (зимняя — гибернация, летняя — эстивация) — период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи, когда невозможно сохранять активность и высокий уровень метаболизма.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ
Смотреть что такое «БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ» в других словарях:
Оптимум экологический — биологический оптимум, 1) максимально благоприятная область действия экологического фактора, в которой вид имеет наибольшую жизненность; 2) в приложении к экосистеме такое сочетание экологических факторов, которое в условиях их естественных… … Экологический словарь
ОПТИМУМ — (от лат. optimum наилучшее) (физиол.), макс, уровень деятельности нервной и мышечной тканей, к рый может быть стабильно воспроизведён как в самом нерве, так и в виде синхронных сокращений иннервируемой им мышцы. О. обусловлен определённой… … Биологический энциклопедический словарь
Экологический оптимум — Шимпер указывает, что на различных местопребываниях те растения выходят победителями в жизненной борьбе, которые находят здесь свой Э. оптимум. Этот общий оптимум не предполагает, однако, наиболее энергичной деятельности всех функций растения.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Способы питания лишайников — Лишайники представляют для физиологических исследований сложный объект, так как состоят из двух физиологически противоположных компонентов гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли. Поэтому приходится сначала отдельно изучать… … Биологическая энциклопедия
Анаэробные организмы — Аэробные и анаэробные бактерии предварительно идентифицируются в жидкой питательной среде по градиенту концентрации O2: 1. Облигатные аэробные (нуждающиеся в кислороде) бактерии в основном собираются в верхней части пробирки, чтобы поглощать… … Википедия
Гонорея — Культивир … Википедия
Вредители сельскохозяйственных растений — животные, повреждающие культурные растения или вызывающие их гибель. Ущерб, причиняемый вредителями и болезнями растений, велик: по данным Организации по продовольствию и сельскому хозяйству (ФАО) ООН, мировые потери ежегодно составляют… … Большая советская энциклопедия
Жирово́й обме́н — совокупность процессов переваривания и всасывания нейтральных жиров (триглицеридов) и продуктов их распада в желудочно кишечном тракте, промежуточного обмена жиров и жирных кислот и выведение жиров, а также продуктов их обмена из организма.… … Медицинская энциклопедия
ФОТОСИНТЕЗ — образование живыми растительными клетками органических веществ, таких, как сахара и крахмал, из неорганических из СО2 и воды с помощью энергии света, поглощаемого пигментами растений. Это процесс производства пищи, от которого зависят все живые… … Энциклопедия Кольера
ГОНОКОККИ — (Neisseria gonorrhoeae), бактерии сем. (Neisseriaceae). Клетки (диам. 0,6 1,0 мкм) парные, бобовидной формы, грамотрицательны, неподвижны, аэробы, гетеротрофы, оптимум роста при 37 °С; серологически неоднородны, мало устойчивы к воздействиям внеш … Биологический энциклопедический словарь
Факторы среды, адаптация и жизненные формы
Факторы среды — это совокупность природных компонентов и условий среды, прямо или косвенно влияющих на организмы. Факторы среды вам известны еще из биологии и географии. Теперь мы познакомимся с механизмом, закономерностями и адаптацией организмов и формами приспособления.
Факторам среды свойственны интенсивность и уровень воздействия. Существуют три уровня воздействия факторов — это минимум, максимум и оптимум.
Минимум — это наиболее низкий уровень воздействия фактора, когда организм дальше уже существовать не может.
Максимум — это высший уровень воздействия фактора, выше которого жизнь прекращается.
Оптимум — наиболее благоприятный уровень воздействия, в пределах которого возможно процветание, размножение организма. Иллюстрацией уровней воздействия экологических факторов служит схема 4.
Схема 4
Уровень воздействия факторов на организм
А — условия организма; Б — интенсивность воздействия фактора. О — точка оптимума; I — зона нормальной жизнедеятельности; II — предел выносливости; 1 — предел недостатка фактора; la — предел избытка фактора; 2 — зона недостатка фактора, приводящего к гибели организма; 2 а — зона избытка фактора, приводящего к гибели организма
Диапазон между минимумом и максимумом воздействия факторов называется пределом выносливости организмов.
Знание предела выносливости организмов очень важно, особенно в сельском хозяйстве: посевы, животноводство. Адаптированные к этим факторам виды растений и животных сохраняют жизнеспособность в течение многих лет.
В природных условиях организмы обитают на определенных материках, в природных зонах, областях в зависимости от интенсивности и уровня факторов.
Широкому распространению организмов на Земле препятствуют некоторые факторы. Их называют предельными лимитирующими факторами. Например, для белого медведя лимитирующим фактором является температура. Пища для белого медведя найдется и в южных широтах, но он не выдержит теплого климата. Для белки лимитирующим фактором является ель. Белка обитает только в ельниках. Для колорадского жука лимитирующий фактор — пища, особенно пасленовые. Чрезмерному размножению в Казахстане колорадского жука, попавшего к нам из Америки, способствовали благоприятные условия и избыток пищи.
Для некоторых организмов лимитирующим фактором могут быть свет, влажность, высокие горы, реки, озера, океаны. По своей природе различают факторы — абиотические, биотические и антропогенные.
Кроме перечисленных факторов есть и другие формы классификации: по времени (эволюционные, исторические, действующие); по обратимости (обратимые и необратимые); по очередности (первичные, вторичные); по среде возникновения (атмосферные, водные, биосферные, генетические и др.); по характеру (физические, химические, комплексные и др.); по степени воздействия (отдельные, групповые и т. д.).
В зависимости от действия факторов каждый вид занимает лишь определенное место и носит название экологической ниши. В одной экологической нише обитает тот или иной вид или популяция.
Экологический фактор прямо или косвенно воздействует на организмы, формирует приспособленные формы к определенному биотону.
С экологической точки зрения разделение жизненных форм организмов в основном не приведено в полную единую систему.
Различают шесть основных видов жизненных форм растений:
1. Эпифиты — растут на других растениях, без связи своих корней с почвой (мхи, лишайники, лиана).
2. Фанерофиты — все наземные растения: деревья, кустарники, травянистые.
3. Хамефиты — стелющиеся над землей многолетние травянистые растения, зимующие под снегом ( жузгун, караган, таволга, терескен и др.).
4. Гемикриптофиты — растения, у которых отмирают надземные побеги, а луковицы сохраняются (многие травянистые растения).
5. Криптофиты, или геофиты — многолетние растения, клубни, корневища и луковицы полностью погружены в почву ( морковь, репа, девясил).
6. Терофиты — большинство однолетних растений, надземные и подземные органы которых просто отмирают (эфемеры и др.).
Существуют интенсивность и уровень воздействия экологических факторов на организмы.
Существуют зоны минимума, максимума, оптимума жизнедеятельности организмов.
Формируются жизненные формы организмов в зависимости от адаптации к жизненной среде, сходные по морфологическим признакам.
1. Что относится к факторам окружающей среды?
2. Что такое адаптация?
3. Сколько уровней воздействия факторов существует?
1. Что такое решающий фактор?
2. Что такое экологическая пиша?
3. Какие этапы жизни растений учитываются при классификации жизненных форм растений?
1. Охарактеризуйте рисунок с уровнями воздействия экологических факторов.
2. Каково значение оптимальной зоны для жизнедеятельности организмов?
3. Определите лимитирующие факторы для пяти видов местных птиц.
4. Назовите и охарактеризуйте лимитирующий фактор для саксаула.
Дайте характеристику экологических факторов, заполните таблицу.