Archive > июня 2012

Способность к защите от повреждающих и неблагоприятных факторов среды — обя­зательное свойство любого растительного, организма. Адаптивная ре­акция организма на различные неблагоприятные факторы (стрессоры) Развивается по единому сценарию. Комплекс ответных реакций организма на стрессоры называется «генерализованным адаптационным синдромом», в котором выделяют три стадии: 1) Тревоги И Торможения Большинства процессов; 2) Адаптации, В течение которой организм приспосабливается к стрессору; 3) Истощения, Если адаптивный потенциал организма недостаточен для преодоления влияния стрессора. СТресс — Это совокупность всех не специфических изменений, возникающих в организме под влия­нием любых неблагоприятных и повреждающих факторов (стрессоров). Одной из отличительных характеристик живых организмов является способность адаптироваться к стрессорам путем «концентрирования усилий, или напряжения». Стрессовыми Называют те внешние факторы, которые оказывают неблагоприятное воздействие на растение. В большинстве случаев стрессовое воздействие оценивают по его влиянию на выживание растительного организма, процессы роста, ассимиляции углекислоты или элементов минерального питания. Разные виды растений устойчивы (или неустойчивы) к различным стрессовым воздействиям, т. е. характер стрессового воздействия зависит и от вида растения, и от стрессового фактора. Приоб­ретение устойчивости под воздействием одного из неблагоприятных факторов может вызывать повышение устойчивости растительного организма к другим стрессовым воз­действиям. Это явление называется Кросс-устойчивостью. В ответных реакциях растений на повреждающие факторы выделяют элементы неспецифической устойчивости и специфические процессы, инициируемые в растении только определенным типом стрессовых воздействий. На формирование не специфических элементов устой­чивости требуется гораздо меньшее вре­мя, чем для прохождения специфических адаптивных реакций. Растения очень часто подвергаются стрессовым воздействиям в естественных усло­виях. Некоторые стрессовые факторы, например высокая или низкая температура воз­духа, могут действовать в течение нескольких минут, другие оказывают на растение неблагоприятное влияние в течение нескольких дней, недель или месяцев. Именно устойчивость к неблагоприятным условиям среды определяет характер распределения различных ви­дов растений по климатическим зонам. Большинство сельскохозяйственных культур вынуждены постоянно находиться в стрессовых условиях, поэтому обычно реализуется только 20% их генетического потенциала. Для эффективного выращивания большин­ства растений в условиях агрокультуры важна их потенциальная продуктив­ность и способность противостоять и адаптироваться к различным стрессовым си­туациям. Важное значение имеет Акклиматизация Растений, т. е. увеличение их устойчивости к стрессовому фактору путем закаливания. У растительных организмов имеется несколько адаптивных стратегий, с помощью которых удается переживать засушливые периоды. Одни виды растений способны на­капливать и удерживать воду степень гидра­тации своих клеток и органов. Другие приспособились функционировать в условиях дефицита воды в организме. К третьей группе относят растения, которые «избегают» засухи за счет организации своего жизненного цикла таким образом, чтобы вегетировать в период достаточного обеспечения водой. Чем менее оводнены клетки растения, тем они устойчивее к перегреву. Наиболее жароустойчивые растения на­капливают меньше амидов, но больше белков во время засухи. Высокая жароустойчивость может быть достигнута как расте­ниями с высокой интенсивностью обмена (кукуруза, бактерии тер­мофилы), так и с низкой (суккуленты). Не интенсивность дыхания, а сохранение его продуктивности обус­ловливает большую жароустойчивость растения. Различная реакция устойчивых и неустойчивых растений на низкие температуры определяется различиями в составе жирных кислот, входящих в со­став мембранных фосфолипидов. Для предотвращения замерзания в растительных клетках и тканях функционирует система антифризов, представленная различными белками, углеводами и гликопротеинами.

Биотические факторы — это формы воздействия живых существ друг на друга. Окружающий органический мир— составная часть сре­ды каждого живого существа. Взаимные связи организмов — основа существования популяций и биоценозов. Выделяют девять ос­новных типов взаимодействий : 1) Нейтрализм, При котором ассоциация двух популяций не сказывается ни на одной из них;: 2) Взаимное конкурентное подавление, При котором обе популя­ции активно подавляют друг друга; 3) Конкуренция за общий ресурс, При которой каждая популяция косвенно отрицательно воздействует на другую в борьбе за дефицитный ресурс; 4) Аменсализм, При котором одна популяция подавляет другую, но сама не испытывает отрицательного влияния (выделение токсинов; рыбы создают муть, вредной дляя других гидробионтов); 5) Паразитизм И 6) Хищ­ничество, При которых одна популяция неблагоприятно воздейст­вует на другую, нападая непосредственно на нее, но сама зависит от объекта своего нападения; 7) Комменсализм, При; котором одна популяция извлекает пользу из объединения, а для другой это объединение безразлично (рыба каракус прячется в клоаке голотурии, нерис обитает в раковинах моллюска; рыба клоун прячется в щупальцах актинии; сосущая инфузория поселяется на жаберных лепестках бокоплавов); 8) Протокооперация, При которой обе популяции получают от ассоциации выгоду, но эти отношения не обязательны (медоуказчик и медоед; рыбы-чистильщики и клиент; акация и муравьи), и 9) Мутуализм, При котором связь популяций благоприятна для роста и выживания обеих, причем в естественных условиях ни одна из них не может существовать без другой (бабочка-голубянка и муравьи; жуки-короеды и грибы; бактерии и кишечная система муравьев и жвачных).

Расселение — перемещение организмов или их подвижных стадий (семян, спор, личинок и т. п.) на терри­торию, уже занятую популяцией, или с этой территории. Эмиграция — выселение с занимаемой территории — ана­логична смертности; Иммиграция - Виды (роды, семейства и т. д.) животных, которые возникли и развивались в другом месте и лишь значительно позднее вселились на данную территорию — аналогична рождаемости. Миграция — периодические уход и возвращение на данную тер­риторию. Расселение зависит от различных преград и врожденной способности к перемещениям, или подвижности, взрослых особей или стадий их расселения. Расселение — это средство колониза­ции новых или освободившихся пространств. Расселение мелких организмов и пассивных стадий подчиняется такой зависимости, что в местах, удаленных от места расселения на кратные расстояния, плотность снижается на постоянную ве­личину. Расселение крупных активных животных носит иной ха­рактер; оно может закончиться на некотором заданном расстоя­нии, может иметь форму нормального распределения или прини­мать другие формы. Пассивн могут перемещаться семена растений, споры бактерий, т. е. те организмы, которые расселяются не по своей воле. Активное перемещение свойственно животным, которые расселяются вследствии воздействия каких-либо факторов. Н-р, осене-весенние миграции птиц, рыб.

В палео­зойскую эру существовал единый суперматерик. В триасовом периоде мезозойской эры, этот единый массив суши раскололся на две части. Северная включала Северную Америку, Европу и Азию, южная часть состояла из будущих Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии и Индии. В юрском периоде мезозойской эры существовали уже два супер­континента — северный (Лавразия) и южный (Гондвана). Далее Южная Америка отделилась от Африки, Австралия от Антарктиды. Индия в своем движении на север в конце мезозойской — нача­ле кайнозойской эры столкнулась с Азией, в результате чего образовался Гималайский хребет.

Вследствие отделения Австралии от остальной части суши еще до широкого распространения плацентарных млекопитающих на этой территории сохранились вы­мершие на других континентах виды пресмыкающихся, птиц и сумчатых. Разделение северного суперконтинента на Евразию и Северную Америку произошло в начале кайнозойской эры. К этому времени здесь уже существовали хищные, приматы, копытные, грызуны и многие другие группы млекопитающих. Связь между Азией и Северной Америкой («Берин­гов мост») прервалась только к началу четвертичного периода кайнозойской эры вследствие подъема уровня моря. До этого между двумя материками происходил обмен видами животных. Второй фактор, обусловливающий различия между животным и растительным миром на разных террито­риях, — климатические условия.

Для оценки климатических условий на данной терри­тории используются следующие показатели: средняя го­довая температура; средняя температура самого холодно­го месяца и теплого месяца; сумма температур выше 10°, характеризующая термиче­ские условия местности; годовое количество осадков; продолжительность устойчивого снежного покрова и др. В зависимости от количества солнечной энергии, падающей на единицу площади земной поверх­ности, и от степени увлажнения формируются расти­тельные сообщества со специфическим животным насе­лением: тундра в высоких широтах, хвойные и далее к югу широколиственные леса умеренного пояса, степи, субтропические леса, влажные тропические леса в эква­ториальной зоне. В условиях высоких и средних темпе­ратур и недостатка влаги в низких широтах образуются саванны и пустыни. Существует еще один фактор, обус­ловливающий своеобразие фауны и флоры на какой-то определенной территории, — изоляция. Это относится к островным популяциям, обитателям пещер, горных ущелий и т. п. Острова заселяются вида­ми, способными преодолеть морские просторы или по­падающими туда случайно. Поэтому видовой состав оби­тателей островов значительно беднее, чем на континен­тах в тех же широтах. Вследствие приспособления к местным условиям здесь образуются виды, не встречающиеся в других местах - Эндемики.

С учетом родства видов, на­селяющих те или иные территории, в настоящее время выделяют следующие биогеографические области: 1. Голарктическая (Северная Америка с Гренланди­ей, Евразия без Индии, Исландия, Корея, Япония и Северная Африка). 2. Палеотропическая (Африка южнее Сахары, Мада­гаскар, Индия и Индокитай). 3. Австралийская (Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия, Океания). 4. Неотропическая (Южная и Центральная Аме­рика). 5. Антарктическая (Антарктика). Между этими областями не сущест­вует резких границ, а имеются широкие переходные зо­ны смешения фауны. О четких границах между облас­тями можно говорить лишь в тех случаях, когда смеше­нию фаун препятствуют высокие горы, широкие мор­ские проливы. Каждая область имеет специфический со­став видов животных и растений. Для Голарктики из млекопитающих харак­терны кроты, бобры, мыши, бизоны, зубры, из земно­водных — саламандры, из рыб — щуки, карповые. Из беспозвоночных в Голарктике широко распрост­ранены речные раки. Сходство между животными Ста­рого и Нового Света обусловлено и историей формиро­вания этих частей суши, и близкими условиями сущест­вования в них. Растительный мир Голарктики характе­ризуется широким распространением хвойных (тайга), лиственных лесов, злаков, мхов и лишайников. Палеотропическую область населяют бегемоты, жи­рафы, зайцы. На пространствах обширных са­ванн обитают многочисленные антилопы, газели, буй­волы. И в Африке и в Южной Азии много сходных ви­дов, особенно крупных млекопитающих: слонов, носо­рогов, быков, антилоп. Австралийская область отличается обилием видов жи­вотных, встречающихся только на этой территории. Здесь обитают яйцекладущие млекопитающие, 145 видов сумчатых, в то время как плацентарные представлены немногими видами мышеобразных, рукокрылыми. Среди земноводных отсутствуют хвостатые амфибии и много квакш. Птицы представлены страусами эму, многочис­ленными видами попугаев, неспособными к полету кус­тарниковыми птицами, райскими птицами. Область, самая бедная животными и растениями, — Антарктическая. Из позвоночных здесь встречаются только те, которые кормятся в море. Особенно хорошо приспособились к жизни на антарктическом побережье пингвины. Из беспозвоночных в Антарктиде живут тихоходки, клещи и насекомые. Расти­тельный мир состоит из водорослей и ли­шайников. Флора высших растений очень бедна. Количествен­ный и качественный состав видов биогеографических областей неодинаков. Эти различия определяются двумя причинами: геологической историей тер­ритории и климатическими условиями.

1. Клеточное строение организмов. Клетка — единица строения каждого организма. Одноклеточные организмы, их строение и жизнедеятельность. Многоклеточные организмы, возникновение в процессе эволюции клеток, разнообразных по форме, размерам и функциям. Взаимосвязь клеток в организме, образование тканей, органов.

2. Сходное строение клеток растений, животных, грибов и бактерий. Наличие плазматической мембраны, цитоплазмы, ядра или ядерного вещества, рибосом в клетках всех организмов, а также митохондрий, комплекса Гольджи в клетках растений, животных и грибов. Сходство в строении клеток организмов всех царств — доказательство их родства, единства органического мира.

3. Различия в строении клеток: отсутствие целлюлозной оболочки, хлоропластов и вакуолей с клеточным соком у животных, грибов; отсутствие в клетках бактерий оформленного ядра (ядерное вещество расположено в цитоплазме), митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи.

4. Клетка — функциональная единица живого. Обмен веществ и превращение энергии — основа жизнедеятельности клетки и организма. Способы поступления веществ в клетку: фагоцитоз, пиноци-тоз, активный транспорт. Пластический обмен — синтез органических соединений из поступивших в клетку веществ с участием ферментов и использованием энергии. Энергетический обмен — окисление органических веществ клетки с участием ферментов и синтез молекул АТФ.

5. Деление клеток — основа их размножения, роста организма.

1. Палеонтологические доказательства эволюции. Ископаемые остатки — основа восстановления облика древних организмов. Сходство ископаемых и современных организмов — доказательство их родства. Условия сохранения ископаемых остатков и отпечатков древних организмов. Распространение древних, примитивных организмов в наиболее глубоких слоях земной коры, а высокоорганизованных — в поздних слоях.

Переходные формы (археоптерикс, зверозубый ящер), их роль в установлении связей между систематическими группами. Филогенетические ряды — ряды последовательно сменяющих друг друга видов (на примере эволюции лошади или слона).

2. Сравнительно-анатомические доказательства эволюции:

1) клеточное строение организмов. Сходство строения клеток организмов разных царств;

2) общий план строения позвоночных животных — двусторонняя симметрия тела, позвоночник, полость тела, нервная, кровеносная и другие системы органов;

3) гомологичные органы, единый план строения, общность происхождения, выполнение различных функций (скелет передней конечности позвоночных животных);

4) аналогичные органы, сходство выполняемых функций, различие общего плана строения и происхождения (жабры рыбы и речного рака). Отсутствие родства между организмами с аналогичными органами;

5) рудименты — исчезающие органы, которые в процессе эволюции утратили значение для сохранения вида (первый и третий пальцы у птиц в крыле, второй и четвертый пальцы у лошади, кости таза у кита);

6) атавизмы — появление у современных организмов признаков предков (сильно развитый волосяной покров, многососковость у человека).

3. Эмбриологические доказательства эволюции:

1) при половом размножении развитие организмов из оплодотворенной яйцеклетки;

2) сходство зародышей позвоночных животных на ранних стадиях их развития. Формирование у зародышей признаков класса, отряда, а затем рода и вида по мере их развития;

3) биогенетический закон Ф. Мюллера и Э. Гек-келя — каждая особь в онтогенезе повторяет историю развития своего вида (форма тела личинок некоторых насекомых — доказательство их происхождения от червеобразных предков).

Надо обратить внимание на окраску, размеры цветка, его запах, наличие нектара. Эти признаки свидетельствуют о приспособленности растений к опылению насекомыми. В процессе эволюции у растений могли появиться наследственные изменения (в окраске цветков, размерах и т. д.). Такие растения привлекали насекомых и чаще опылялись, они сохранялись естественным отбором и оставляли потомство.