Ծայրահեղություն կենդանիների աշխարհում. Կյանքը եռացող ջրում Բնակչության տարիքային և սեռային կառուցվածքը

Ջերմ աղբյուրները, որոնք սովորաբար հանդիպում են հրաբխային տարածքներում, ունեն բավականին հարուստ կենդանի բնակչություն:

Վաղուց, երբ կար ամենամակերեսային պատկերացումները բակտերիաների և այլ ստորին էակների մասին, հաստատվեց բաղնիքներում յուրօրինակ բուսական և կենդանական աշխարհի գոյությունը։ Այսպես, օրինակ, 1774 թվականին Սոներաթը հայտնել է ձկների առկայության մասին Իսլանդիայի տաք աղբյուրներում, որոնք ունեին 69° ջերմաստիճան։ Այս եզրակացությունը հետագայում չի հաստատվել այլ հետազոտողների կողմից՝ կապված Իսլանդիայի պայմանների հետ, սակայն այլ վայրերում, այնուամենայնիվ, նման դիտարկումներ են արվել: Իսկիա կղզում Էրենբերգը (1858) նշել է ձկների առկայությունը 55°-ից բարձր ջերմաստիճան ունեցող աղբյուրներում։ Հոփ-Սեյլերը (1875) նաև տեսել է ձուկ ջրի մեջ, որի ջերմաստիճանը նույնպես մոտ 55° է: Նույնիսկ եթե ենթադրենք, որ բոլոր նշված դեպքերում ջերմաչափը սխալ է եղել, այնուամենայնիվ, կարելի է եզրակացություն անել որոշ ձկների՝ բավականին բարձր ջերմաստիճանում ապրելու ունակության մասին։ Ձկների հետ մեկտեղ լոգարաններում երբեմն նշմարվում էր գորտերի, որդերի և փափկամարմինների առկայությունը։ Ավելի ուշ այստեղ հայտնաբերվել են նաև նախակենդանիներ։

1908 թվականին լույս տեսավ Իսելի աշխատությունը, որն ավելի մանրամասն սահմանեց տաք աղբյուրներում ապրող կենդանական աշխարհի ջերմաստիճանի սահմանները։

Կենդանական աշխարհի հետ մեկտեղ ջրիմուռների առկայությունը լոգանքներում չափազանց հեշտ է հաստատել՝ երբեմն ձևավորելով հզոր աղտոտում: Ըստ Ռոդինայի (1945), տաք աղբյուրներում կուտակված ջրիմուռների հաստությունը հաճախ հասնում է մի քանի մետրի։

Ջերմասեր ջրիմուռների ասոցիացիաների և դրանց բաղադրությունը որոշող գործոնների մասին բավականաչափ խոսել ենք «Բարձր ջերմաստիճանում ապրող ջրիմուռներ» բաժնում։ Այստեղ մենք միայն հիշում ենք, որ դրանցից ամենաջերմակայունը կապույտ-կանաչ ջրիմուռներն են, որոնք կարող են զարգանալ մինչև 80-85 ° ջերմաստիճան: Կանաչ ջրիմուռները հանդուրժում են 60°C-ից մի փոքր բարձր ջերմաստիճանը, մինչդեռ դիատոմները դադարում են զարգանալ մոտ 50°C-ում:

Ինչպես արդեն նշվեց, ջրիմուռները, որոնք զարգանում են ջերմային բաղնիքներում, էական դեր են խաղում տարբեր տեսակի թեփուկների ձևավորման գործում, որոնք ներառում են հանքային միացություններ:

Ջերմասեր ջրիմուռները ապահովում են մեծ ազդեցությունժամկետներում բակտերիաների պոպուլյացիայի զարգացման վրա։ Նրանք իրենց կյանքի ընթացքում էկզոսմոզով որոշակի քանակությամբ օրգանական միացություններ են բաց թողնում ջրի մեջ, իսկ երբ մահանում են, բակտերիաների համար բավականին բարենպաստ ենթաշերտ են ստեղծում։ Հետևաբար, զարմանալի չէ, որ ջերմային ջրերի բակտերիալ պոպուլյացիան առավել առատորեն ներկայացված է ջրիմուռների կուտակման վայրերում:

Անդրադառնալով տաք աղբյուրների ջերմասեր բակտերիաներին՝ պետք է նշել, որ մեր երկրում դրանք ուսումնասիրվել են բավականին շատ մանրէաբանների կողմից։ Այստեղ պետք է նշել Ցիկլինսկայայի (1899), Գուբինի (1924-1929), Աֆանասևա-Կեսթերի (1929), Եգորովայի (1936-1940), Վոլկովայի (1939), Հայրենիքի (1945) և Իսաչենկոյի (1948) անունները։

Տաք աղբյուրների հետ առնչվող հետազոտողների մեծ մասը սահմանափակվել է միայն դրանցում բակտերիալ ֆլորա հաստատելու փաստով։ Միայն համեմատաբար քիչ մանրէաբաններ են անդրադարձել թերմայում բակտերիաների կյանքի հիմնարար ասպեկտներին:

Մեր վերանայման մեջ մենք կանդրադառնանք միայն վերջին խմբի ուսումնասիրություններին:

Ջերմասեր բակտերիաները հայտնաբերվել են մի շարք երկրներում տաք աղբյուրներում. Սովետական ​​Միություն, Ֆրանսիա, Իտալիա, Գերմանիա, Սլովակիա, Ճապոնիա և այլն։ Քանի որ տաք աղբյուրների ջրերը հաճախ աղքատ են օրգանական նյութերով, զարմանալի չէ, որ դրանք երբեմն շատ քիչ են պարունակում։ մեծ թվովսապրոֆիտ բակտերիաներ.

Ավտոտրոֆ սնվող բակտերիաների վերարտադրությունը, որոնց թվում երկաթի և ծծմբի բակտերիաները բավականին տարածված են լոգարաններում, պայմանավորված է հիմնականում ջրի քիմիական բաղադրությամբ, ինչպես նաև նրա ջերմաստիճանով։

Տաք ջրերից մեկուսացված որոշ թերմոֆիլ բակտերիաներ նկարագրվել են որպես նոր տեսակներ: Այս ձևերը ներառում են՝ Bac. thermophilus filiformis. ուսումնասիրել է Ցիկլինսկայան (1899), երկու սպորակիր ձողեր՝ Բակ. լյուդվիգի և Բակ. ilidzensis capsulatus՝ մեկուսացված Կարլինսկու կողմից (1895), Spirochaeta daxensis՝ մեկուսացված Kantakouzen-ի (1910 թ.) և Thiospirillum pistiense՝ մեկուսացված Չուրդայի կողմից (1935):

Տաք աղբյուրների ջրի ջերմաստիճանը խիստ ազդում է բակտերիաների պոպուլյացիայի տեսակային կազմի վրա։ Ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող ջրերում հայտնաբերվել են կոկի և սպիրոխետանման բակտերիաներ (Ռոդինայի և Կանտակուզենայի աշխատանքներ): Սակայն այստեղ էլ գերակշռող ձևն են սպորակիր ձողերը։

Վերջերս ջերմաստիճանի ազդեցությունը վրա տեսակների կազմըՏերմինի բակտերիալ պոպուլյացիան շատ գունեղ ցուցադրվել է Ռոդինայի աշխատության մեջ (1945), ով ուսումնասիրել է Տաջիկստանի Խոջի-Օբի-Գարմի տաք աղբյուրները: Այս համակարգի առանձին աղբյուրների ջերմաստիճանը տատանվում է 50-86°-ի սահմաններում: Միացնելով, այս տերմինները տալիս են հոսք, որի ներքևում, 68 °-ից ոչ ավելի ջերմաստիճան ունեցող վայրերում, նկատվել է կապույտ-կանաչ ջրիմուռների արագ աճ: Տեղ-տեղ ջրիմուռները տարբեր գույների հաստ շերտեր են գոյացրել։ Ջրի եզրին, խորշերի կողային պատերին ծծմբի նստվածքներ էին։

Տարբեր աղբյուրներում, արտահոսքի, ինչպես նաև կապտականաչ ջրիմուռների հաստության մեջ երեք օրվա ընթացքում տեղադրվել են կեղտոտ ակնոցներ։ Բացի այդ, հավաքված նյութը ցանվել է սննդարար միջավայրերի վրա։ Պարզվել է, որ ամենաբարձր ջերմաստիճան ունեցող ջրի մեջ հիմնականում ձողաձև բակտերիաներ կան: Սեպաձև ձևեր, որոնք, մասնավորապես, հիշեցնում են Azotobacter-ը, առաջանում են 60 °-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում: Դատելով բոլոր տվյալներից՝ կարելի է ասել, որ Azotobacter-ն ինքնին չի աճում 52°C-ից բարձր, մինչդեռ աղտոտման մեջ հայտնաբերված խոշոր կլոր բջիջները պատկանում են այլ տեսակի մանրէների։

Առավել ջերմակայուն են բակտերիաների որոշ տեսակներ, որոնք զարգանում են միս-պեպտոն ագարի, թիո-բակտերիաների, ինչպիսիք են Tkiobacillus thioparus-ը և desulphurizers-ը: Ի դեպ, հարկ է նշել, որ Եգորովան և Սոկոլովան (1940 թ.) հայտնաբերել են Microspira-ն ջրի մեջ 50-60° ջերմաստիճանում։

Ռոդինայի աշխատանքում ազոտը ամրագրող բակտերիաներ չեն հայտնաբերվել 50°C ջերմաստիճանի ջրի մեջ: Սակայն հողերն ուսումնասիրելիս անաէրոբ ազոտի ամրագրիչներ են հայտնաբերվել նույնիսկ 77°C-ում, իսկ Azotobacter-ը՝ 52°C-ում։ Սա ենթադրում է, որ ջուրը, ընդհանուր առմամբ, հարմար հիմք չէ ազոտի ամրացնող սարքերի համար:

Տաք աղբյուրների հողերում բակտերիաների ուսումնասիրությունը ցույց տվեց խմբի կազմի նույն կախվածությունը ջերմաստիճանից, ինչ ջրի մեջ։ Այնուամենայնիվ, հողի միկրոպոպուլյացիան թվային առումով շատ ավելի հարուստ էր: Սենդի, աղքատ օրգանական միացություններհողերը բավականին վատ միկրոպոպուլյացիա ունեին, մինչդեռ մուգ գույնի օրգանական նյութեր պարունակող հողերը առատորեն բնակեցված էին բակտերիաներով: Այսպիսով, սուբստրատի բաղադրության և դրանում պարունակվող մանրադիտակային արարածների բնույթի միջև կապը շատ պարզ բացահայտվեց այստեղ։

Հատկանշական է, որ ցելյուլոզը քայքայող ջերմասեր բակտերիաները չեն հայտնաբերվել ո՛չ ջրում, ո՛չ էլ Ռոդինայի տիղմերում։ Այս պահինՄենք հակված ենք դա վերագրելու մեթոդաբանական դժվարություններին, քանի որ ցելյուլոզ քայքայող թերմոֆիլ բակտերիաները բավականին պահանջկոտ են սննդարար միջավայրերի նկատմամբ: Ինչպես ցույց է տվել Իմշենեցկին, դրանց մեկուսացման համար անհրաժեշտ են բավականին սպեցիֆիկ սննդարար սուբստրատներ։

Տաք աղբյուրներում, բացի սապրոֆիտներից, կան ավտոտրոֆներ՝ ծծմբի և երկաթի բակտերիաներ։

Թերմայում ծծմբային բակտերիաների աճի հնարավորության մասին ամենահին դիտարկումները, ըստ երևույթին, արվել են Մեյերի և Արենսի, ինչպես նաև Միոշիի կողմից: Միոշին դիտել է թելիկ ծծմբային բակտերիաների զարգացումը աղբյուրներում, որոնց ջրի ջերմաստիճանը հասել է 70°C: Եգորովան (1936), ով ուսումնասիրել է Բրագունի ծծմբի աղբյուրները, նշել է ծծմբային բակտերիաների առկայությունը նույնիսկ ջրի 80°C ջերմաստիճանում։

Գլխում « ընդհանուր բնութագրերըՋերմասեր բակտերիաների մորֆոլոգիական և ֆիզիոլոգիական առանձնահատկությունները» բավական մանրամասն նկարագրեցինք ջերմասեր երկաթի և ծծմբային բակտերիաների հատկությունները։ Այս տեղեկատվությունը կրկնելը նպատակահարմար չէ, և մենք այստեղ կսահմանափակվենք հիշեցումով, որ ավտոտրոֆ բակտերիաների առանձին սեռերը և նույնիսկ տեսակները դադարեցնում են իրենց զարգացումը տարբեր ջերմաստիճաններում:

Այսպիսով, ծծմբային բակտերիաների առավելագույն ջերմաստիճանը կազմում է մոտ 80°C: Երկաթի բակտերիաների համար, ինչպիսիք են Streptothrix ochraceae-ն և Spirillum ferrugineum-ը, Mioshi-ն սահմանել է առավելագույնը 41-45°:

Dufrenois (Dufrencfy, 1921) հայտնաբերվել է տաք ջրերում 50-63° ջերմաստիճան ունեցող նստվածքների վրա, որը շատ նման է Siderocapsa-ին: Նրա դիտարկումների համաձայն՝ թելային երկաթի բակտերիաների աճը տեղի է ունեցել միայն սառը ջրերում։

Վոլկովան (1945) Պյատիգորսկի խմբի հանքային աղբյուրներում դիտարկել է Gallionella ցեղի բակտերիաների զարգացումը, երբ ջրի ջերմաստիճանը չի գերազանցել 27-32°։ Ավելի բարձր ջերմաստիճան ունեցող լոգարաններում երկաթի բակտերիաները իսպառ բացակայում էին։

Համեմատելով մեր նշած նյութերը՝ ակամայից պետք է եզրակացնել, որ ք առանձին դեպքերոչ թե ջրի ջերմաստիճանը, այլ դրա քիմիական բաղադրությունըորոշում է որոշակի միկրոօրգանիզմների զարգացումը.

Բակտերիաները, ջրիմուռների հետ միասին, ակտիվ մասնակցություն են ունենում որոշ միներալների, բիոլիթների և կաուստոբիոլիտների առաջացմանը։ Ավելի մանրամասն ուսումնասիրվել է բակտերիաների դերը կալցիումի տեղումների մեջ։ Այս հարցը մանրամասն քննարկվում է բաժնում ֆիզիոլոգիական պրոցեսներառաջացած ջերմաֆիլ բակտերիաների կողմից:

Ուշադրության է արժանի Վոլկովայի արած եզրակացությունը. Նա նշում է, որ «բարեզինան», որը գտնվում է Պյատիգորսկի ծծմբի աղբյուրների հոսանքների հաստ ծածկույթի մեջ, պարունակում է շատ տարրական ծծումբ և հիմնականում ունի միկելիում։ բորբոս բորբոս Penicillium ցեղից։ Միցելիումը կազմում է ստրոման, որը ներառում է ձողաձև բակտերիաներ, որոնք, ըստ երևույթին, կապված են ծծմբային բակտերիաների հետ։

Բրյուսոֆը կարծում է, որ սիլիկաթթվի նստվածքների առաջացմանը մասնակցում են նաև ժամկետային բակտերիաները։

Բաղնիքներում հայտնաբերվել են մանրէներ վերականգնող սուլֆատներ։ Աֆանասիևա-Կեսթերի խոսքով՝ դրանք նման են Microspira aestuarii van Delden-ին և Vibrio thermodesulfuricans Elion-ին։ Գուբինը (1924-1929 թթ.) մի շարք գաղափարներ է արտահայտել այս բակտերիաների հնարավոր դերի մասին լոգարաններում ջրածնի սուլֆիդի առաջացման գործում։

Եթե ​​սխալ եք գտնում, խնդրում ենք ընդգծել տեքստի մի հատվածը և սեղմել Ctrl+Enter.

Եռացող ջրում, 100°C ջերմաստիճանի դեպքում, մահանում են կենդանի օրգանիզմների բոլոր ձևերը, ներառյալ բակտերիաներն ու մանրէները, որոնք հայտնի են իրենց դիմադրությամբ և կենսունակությամբ. սա լայնորեն հայտնի և ընդհանուր առմամբ ճանաչված փաստ է: Բայց որքան սխալ է ստացվում:

1970-ականների վերջերին, երբ հայտնվեցին առաջին խորը ծովային մեքենաները, հիդրոթերմալ աղբյուրներ, որտեղից անընդհատ բաբախում են տաք բարձր հանքայնացված ջրի հոսքերը։ Նման հոսանքների ջերմաստիճանը հասնում է անհավատալի 200-400°C-ի։ Սկզբում ոչ ոք չէր կարող պատկերացնել, որ կյանքը կարող է գոյություն ունենալ մակերևույթից մի քանի հազար մետր խորության վրա, հավերժական խավարի մեջ և նույնիսկ նման ջերմաստիճանում: Բայց նա այնտեղ էր: Եվ ոչ թե պարզունակ միաբջիջ կյանք, այլ ամբողջ անկախ էկոհամակարգեր՝ կազմված նախկինում գիտությանը անհայտ տեսակներից։

Հիդրոթերմալ աղբյուր, որը հայտնաբերվել է Կայմանի խրամատի հատակում՝ մոտ 5000 մետր խորության վրա։ Այդպիսի աղբյուրները կոչվում են սեւ ծխողներ՝ սեւ ծխի նմանվող ջրի ժայթքման պատճառով։

Հիդրոջերմային աղբյուրների մոտ ապրող էկոհամակարգերի հիմքում ընկած են քիմոսինթետիկ բակտերիաները՝ միկրոօրգանիզմները, որոնք ստանում են անհրաժեշտ սննդանյութերը՝ օքսիդացնելով տարբեր քիմիական տարրեր. կոնկրետ դեպքում ածխածնի երկօքսիդի օքսիդացումով։ Ջերմային էկոհամակարգերի մյուս բոլոր ներկայացուցիչները, այդ թվում՝ ֆիլտրով սնվող խեցգետինները, ծովախեցգետինները, տարբեր փափկամարմինները և նույնիսկ հսկայական ծովային որդերը, կախված են այդ բակտերիայից:

Այս սև ծխողն ամբողջությամբ պարուրված է սպիտակ ծովային անեմոններով: Պայմաններ, որոնք մահ են նշանակում ուրիշների համար ծովային օրգանիզմներ, այս արարածների համար նորմ են։ Սպիտակ անեմոններն իրենց սնունդը ստանում են քիմոսինթետիկ բակտերիաների կլանմամբ:

մեջ ապրող օրգանիզմներ սև ծխողներ«Լիովին կախված են տեղական պայմաններից և ի վիճակի չեն գոյատևել ճնշող մեծամասնությանը ծանոթ բնակավայրում ծովային կյանք. Այդ իսկ պատճառով երկար ժամանակ հնարավոր չէր մեկ կենդանի արարած բարձրացնել ջրի երես, նրանք բոլորը սատկեցին, երբ ջրի ջերմաստիճանն իջավ։

Pompeii որդ (լատ. Alvinella pompejana) - ստորջրյա հիդրոթերմային էկոհամակարգերի այս բնակիչը ստացել է բավականին խորհրդանշական անուն։

Նախ բարձրացրեք Կենդանի էակհաջողվել է ստորջրյա անօդաչու մեքենաԴԱԻՇ-ը ղեկավարվում է բրիտանացի օվկիանոսագետների կողմից. Գիտնականները պարզել են, որ 70°C-ից ցածր ջերմաստիճանը մահացու է այս զարմանահրաշ արարածների համար: Սա բավականին ուշագրավ է, քանի որ 70°C ջերմաստիճանը մահացու է Երկրի վրա ապրող օրգանիզմների 99%-ի համար:

Ստորջրյա ջերմային էկոհամակարգերի հայտնաբերումը չափազանց կարևոր էր գիտության համար։ Նախ, ընդլայնվել են այն սահմանները, որոնց շրջանակներում կյանքը կարող է գոյություն ունենալ: Երկրորդ, հայտնագործությունը գիտնականներին հանգեցրեց նոր տարբերակԵրկրի վրա կյանքի ծագման մասին, ըստ որի կյանքը առաջացել է հիդրոթերմային օդանցքներից։ Եվ երրորդ, այս բացահայտումը ևս մեկ անգամ ստիպեց մեզ հասկանալ, որ մենք շատ քիչ բան գիտենք մեզ շրջապատող աշխարհի մասին:

Առաջին հայացքից կարող է թվալ, որ բակտերիաներ տաք աղբյուրներումմի ապրիր. Սակայն բնությունը համոզիչ կերպով ապացուցում է, որ դա այդպես չէ։

Բոլորը գիտեն, որ ջուրը եռում է 100 աստիճան Ցելսիուսի դեպքում։ Մինչև բոլորովին վերջերս մարդիկ հավատում էին, որ այս ջերմաստիճանում բացարձակապես ոչինչ չի գոյատևում: Գիտնականներն այդպես էին կարծում, մինչև Խաղաղ օվկիանոսի հատակին՝ տաք աղբյուրներում, չգտան գիտությանը անհայտ բակտերիաներ։ Նրանք իրենց հիանալի են զգում 250 աստիճանով:

Մեծ խորություններում ջուրը չի վերածվում գոլորշու, այլ մնում է պարզապես ջուր, քանի որ կա մեծ խորություն և մեծ ճնշում։ Այս ջերմաստիճանի ջրում կան բազմաթիվ քիմիական նյութեր, որոնք սնվում են վերը նշված բակտերիայով: Անհասկանալի է, թե ինչպես են կենդանի արարածները նման ջերմաստիճանում արմատավորվել, բայց նրանք սովոր են այնտեղ ապրել այնպես, որ եթե նրանց հասցնեն Ցելսիուսի 80 աստիճանից ցածր ջերմաստիճանի, ապա նրանց համար ցուրտ կլինի։

Ինչպես պարզվեց, բակտերիաների կյանքի սահմանը չէ, ջերմաստիճանը 250 աստիճան է: Նույն Խաղաղ օվկիանոսում նրանք գտան շատ տաք գարուն, ջուրը, որի մեջ հասնում է 400 աստիճանի։ Նույնիսկ նման պայմաններում ապրում են ոչ միայն բազմաթիվ բակտերիաներ, այլեւ որոշ որդեր, ինչպես նաեւ մի քանի տեսակի փափկամարմիններ։

Բոլորը գիտեն, որ երբ Երկիրը հայտնվեց (դա շատ միլիոնավոր տարիներ առաջ), դա սովորական տաք գնդակ էր: Դարեր շարունակ մարդիկ հավատում էին, որ կյանքը մեր մոլորակի վրա հայտնվել է, երբ Երկիրը սառչում է: Եվ նաև համարվում էր, որ կյանք չի կարող գոյություն ունենալ բարձր ջերմաստիճան ունեցող այլ մոլորակների վրա: Հավանաբար, այժմ գիտնականները ստիպված կլինեն վերանայել իրենց տեսակետները այս փաստի առնչությամբ։

Այսօր՝ հոկտեմբերի 6-ին, Կենդանիների բնակության համաշխարհային օրն է։ Ի պատիվ այս տոնի՝ առաջարկում ենք ձեզ 5 կենդանիների ընտրանի, որոնք իրենց տներն են ընտրել ամենաէքստրեմալ պայմաններով վայրերը։

Կենդանի օրգանիզմները բաշխված են մեր մոլորակով մեկ, և նրանցից շատերն ապրում են ծայրահեղ պայմաններով վայրերում: Նման օրգանիզմները կոչվում են էքստրեմոֆիլներ։ Դրանք ներառում են բակտերիաներ, արխեաներ և միայն մի քանի կենդանիներ։ Վերջինիս մասին մենք խոսում ենք այս հոդվածում։ 1. Պոմպեյի ճիճուներ. Այս խոր ծովը polychaete որդերն 13 սմ երկարությունը չգերազանցող, ջերմակայուն կենդանիներից են։ Հետևաբար, զարմանալի չէ, որ դրանք կարելի է գտնել բացառապես օվկիանոսների հատակի հիդրոթերմալ աղբյուրների վրա (), որոնցից բարձր հանքայնացված տաք ջուր. Այսպիսով, առաջին անգամ Պոմպեյի որդերի գաղութը հայտնաբերվել է 1980-ականների սկզբին Խաղաղ օվկիանոսի հիդրոթերմալ աղբյուրներում Գալապագոս կղզիների մոտ, իսկ ավելի ուշ՝ 1997 թվականին, Կոստա Ռիկայից ոչ հեռու և կրկին հիդրոթերմալ աղբյուրներում։

Որպես կանոն, Պոմպեյի որդն իր մարմինը տեղավորում է սև ծխողների խողովակաձև կառուցվածքներում, որտեղ ջերմաստիճանը հասնում է 80°C-ի, և փետուրի նման գլուխը կպչում է դեպի դուրս, որտեղ ջերմաստիճանն ավելի ցածր է (մոտ 22°C): Գիտնականները երկար ժամանակ փորձում էին հասկանալ, թե ինչպես է Պոմպեյան որդը կարողանում դիմակայել նման ծայրահեղ ջերմաստիճաններին: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ դրանում նրան օգնում են հատուկ բակտերիաներ, որոնք ճիճու թիկունքում մինչեւ 1 սմ հաստությամբ շերտ են կազմում՝ բրդյա վերմակ հիշեցնող։ Լինելով սիմբիոտիկ հարաբերությունների մեջ՝ որդերը լորձ են արտազատում մեջքի մանր գեղձերից, որոնք սնվում են բակտերիաներով, որոնք իրենց հերթին մեկուսացնում են կենդանու մարմինը բարձր ջերմաստիճանից։ Ենթադրվում է, որ այդ բակտերիաներն ունեն հատուկ սպիտակուցներ, որոնք հնարավորություն են տալիս պաշտպանել որդերն ու բակտերիաները բարձր ջերմաստիճանից։ 2. Gynaephora թրթուր. Գրենլանդիայում և Կանադայում ապրում է Gynaephora groenlandica ցեցը, որը հայտնի է ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճաններին դիմակայելու ունակությամբ: Այսպիսով, ապրելով ցուրտ կլիմայական պայմաններում, G. groenlandica-ի թրթուրները ձմեռային քնի ընթացքում կարող են հանդուրժել մինչև -70 ° C ջերմաստիճան: Դա հնարավոր է դառնում միացությունների (գլիցերին և բետաին) շնորհիվ, որոնք թրթուրները սկսում են սինթեզել ամռան վերջին, երբ ջերմաստիճանը նվազում է: Այս նյութերը կանխում են կենդանու բջիջներում սառցե բյուրեղների առաջացումը և դրանով իսկ թույլ են տալիս նրան չսառչել մինչև մահ։

Սակայն սա տեսակի միակ առանձնահատկությունը չէ։ Մինչդեռ ցեցերի այլ տեսակների մեծամասնությանը մոտ մեկ ամիս է պահանջվում, որպեսզի հասունանան ձվից մինչև հասուն, G. groenlandica-ն կարող է տևել 7-ից 14 տարի: Gynaephora groenlandica-ի նման դանդաղ աճը պայմանավորված է ծայրահեղ պայմաններով միջավայրըորի մեջ միջատը պետք է զարգանա: Հետաքրքիր է, որ Gynaephora groenlandica թրթուրներն իրենց կյանքի մեծ մասն անցկացնում են ձմեռային քնի մեջ, իսկ մնացած ժամանակը (իրենց կյանքի մոտ 5%-ը) հատկացնում են բուսականությամբ ուտելուն, օրինակ՝ արկտիկական ուռենու բողբոջներին։ 3. Նավթի ճանճեր. Սրանք գիտությանը հայտնի միակ միջատներն են, որոնք կարող են ապրել և սնվել հում նավթով: Այս տեսակն առաջին անգամ հայտնաբերվել է Կալիֆորնիայի La Brea Ranch-ում, որտեղ կան մի քանի բիտումային լճեր:

Հեղինակներ՝ Michael S. Caterino & Cristina Sandoval:Ինչպես գիտեք, նավթը շատ թունավոր նյութկենդանիների մեծ մասի համար. Այնուամենայնիվ, որպես թրթուրներ, նավթի ճանճերը լողում են նավթի մակերեսին մոտ և շնչում հատուկ պարույրների միջոցով, որոնք դուրս են ցցված նավթի շերտի վերևում: Ճանճերը շատ յուղ են ուտում, բայց հիմնականում միջատները, որոնք մտնում են դրա մեջ: Երբեմն ճանճերի աղիքներն ամբողջությամբ լցվում են յուղով։ Մինչ այժմ գիտնականները չեն նկարագրել այս ճանճերի զուգավորման պահվածքը, ինչպես նաև, թե որտեղ են նրանք ձվերը դնում: Այնուամենայնիվ, ենթադրվում է, որ դա տեղի չի ունենում նավթային ավազանի ներսում:

Բիտումային լիճ Կալիֆոռնիայի Լա Բրեա ռանչոյում:Հետաքրքիր է, որ լողավազանում յուղի ջերմաստիճանը կարող է հասնել 38°C, սակայն թրթուրները հեշտությամբ հանդուրժում են այդ փոփոխությունները: 4. Արտեմիա. Գտնվում է ԱՄՆ Յուտա նահանգի հյուսիս-արևմտյան մասում, Բիգ Սոլթ Լեյքունի 270 ppm-ի աղիություն (համեմատության համար՝ Համաշխարհային օվկիանոսի ամենաաղի ծովը՝ Կարմիր ծովը, ունի ընդամենը 41 ppm աղիություն): Ջրամբարի չափազանց բարձր աղիությունը այն դարձնում է ոչ պիտանի դրանում գտնվող բոլոր կենդանի արարածների կյանքի համար, բացառությամբ ափամերձ ճանճերի թրթուրների, որոշ ջրիմուռների և աղի ծովախեցգետնի՝ փոքրիկ խեցգետնակերպերի:

Վերջիններս, ի դեպ, ապրում են ոչ միայն այս լճում, այլեւ այլ ջրային մարմիններում, որոնց աղիությունը 60 պրոմիլից ցածր չէ։ Այս հատկությունը թույլ է տալիս ծովախեցգետիններին խուսափել համակեցությունից գիշատիչ տեսակների մեծ մասի հետ, ինչպիսիք են ձկները: Այս խեցգետնակերպերն ունեն հատվածավորված մարմին՝ ծայրին լայն, տերևանման կցորդով, և սովորաբար երկարությունը չի գերազանցում 12 միլիմետրը։ Նրանք լայնորեն օգտագործվում են որպես կերակուր ակվարիումային ձկների համար, ինչպես նաև բուծվում են ակվարիումներում։ 5. Թարդիգրադներ. Այս փոքրիկ արարածները, որոնց երկարությունը չի գերազանցում 1 միլիմետրը, ամենաջերմակայուն կենդանիներն են։ Նրանք ապրում են մոլորակի տարբեր վայրերում։ Օրինակ՝ դրանք հայտնաբերվել են տաք աղբյուրներում, որտեղ ջերմաստիճանը հասնում էր 100°C-ի, իսկ Հիմալայների գագաթին, հաստ սառույցի շերտի տակ, որտեղ ջերմաստիճանը զրոյից շատ ցածր էր։ Եվ շուտով պարզվեց, որ այս կենդանիներն ունակ են ոչ միայն դիմանալ ծայրահեղ ջերմաստիճաններին, այլև ավելի քան 10 տարի առանց սննդի և ջրի:

Գիտնականները պարզել են, որ դրանում նրանց օգնում է նյութափոխանակությունը կասեցնելու ունակությունը՝ մտնելով կրիպտոբիոզի վիճակ, երբ կենդանու օրգանիզմում քիմիական գործընթացները մոտենում են զրոյի։ Այս վիճակում թարդիգրադի մարմնում ջրի պարունակությունը կարող է իջնել մինչև 1%: Եվ բացի այդ, առանց ջրի ապրելու ունակությունը մեծապես կախված է այս կենդանու օրգանիզմում հատուկ նյութի բարձր մակարդակից՝ չվերականգնող շաքարային տրեհալոզից, որը պաշտպանում է թաղանթները ոչնչացումից։ Հետաքրքիր է, որ թեև թարդիգրադները կարող են ապրել ծայրահեղ միջավայրերում, շատ տեսակներ կարելի է գտնել ավելի մեղմ միջավայրերում, ինչպիսիք են լճերը, լճակները կամ խոտածածկ տարածքները: Տարդիգրադները առավել տարածված են խոնավ միջավայրում, մամուռներում և քարաքոսերում:

Ջերմաստիճանը շրջակա միջավայրի ամենակարևոր գործոնն է: Ջերմաստիճանը հսկայական ազդեցություն ունի օրգանիզմների կյանքի բազմաթիվ ասպեկտների, նրանց բաշխման, վերարտադրության աշխարհագրության և օրգանիզմների այլ կենսաբանական հատկությունների վրա, որոնք հիմնականում կախված են ջերմաստիճանից: Շրջանակ, այսինքն. ջերմաստիճանի սահմանները, որոնց դեպքում կյանքը կարող է գոյություն ունենալ, տատանվում է մոտ -200°C-ից մինչև +100°C, երբեմն հայտնաբերվում է բակտերիաների առկայությունը տաք աղբյուրներում 250°C ջերմաստիճանում: Իրականում, օրգանիզմների մեծ մասը կարող է գոյատևել նույնիսկ ավելի նեղ ջերմաստիճանի միջակայքում:

Միկրոօրգանիզմների որոշ տեսակներ, հիմնականում բակտերիաները և ջրիմուռները, կարողանում են ապրել և բազմանալ տաք աղբյուրներում եռման կետին մոտ ջերմաստիճանում։ Տաք աղբյուրների բակտերիաների ջերմաստիճանի վերին սահմանը մոտ 90°C է: Ջերմաստիճանի փոփոխականությունը շատ կարևոր է էկոլոգիական տեսանկյունից։

Ցանկացած տեսակ ի վիճակի է ապրել միայն ջերմաստիճանի որոշակի միջակայքում, այսպես կոչված, մահացու առավելագույն և նվազագույն ջերմաստիճաններում: Այս կրիտիկական ծայրահեղ ջերմաստիճաններից դուրս՝ ցուրտ կամ տաք, օրգանիզմի մահ է տեղի ունենում: Ինչ-որ տեղ արանքում է օպտիմալ ջերմաստիճան, որում ակտիվ է բոլոր օրգանիզմների, կենդանի նյութի, որպես ամբողջության, կենսագործունեությունը։

Ըստ օրգանիզմների հանդուրժողականության ջերմաստիճանի ռեժիմդրանք բաժանվում են էվրիթերմային և ստենոթերմային, այսինքն. ունակ է դիմակայել լայն կամ նեղ ջերմաստիճանի տատանումներին: Օրինակ՝ քարաքոսերը և բազմաթիվ բակտերիաները կարող են ապրել տարբեր ջերմաստիճաններում, կամ խոլորձները և արևադարձային գոտիների այլ ջերմասեր բույսերը ստենոթերմ են։

Որոշ կենդանիներ կարողանում են պահպանել մարմնի մշտական ​​ջերմաստիճան՝ անկախ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից։ Նման օրգանիզմները կոչվում են հոմեոթերմիկ։ Այլ կենդանիների մոտ մարմնի ջերմաստիճանը փոխվում է՝ կախված շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից։ Դրանք կոչվում են պոիկիլոթերմներ։ Կախված նրանից, թե ինչպես են օրգանիզմները հարմարվում ջերմաստիճանի ռեժիմին, դրանք բաժանվում են երկու էկոլոգիական խմբի՝ կրիոֆիլներ՝ ցրտերին հարմարեցված օրգանիզմներ, ցածր ջերմաստիճաններին; թերմոֆիլներ - կամ ջերմասեր:

Ալենի կանոն- Էկոաշխարհագրական կանոն, որը հաստատվել է Դ. Ալենի կողմից 1877 թվականին: Համաձայն այս կանոնի՝ համանման կենսակերպ վարող հոմոիոթերմիկ (տաք արյունով) կենդանիների մոտ ցուրտ կլիմայական պայմաններում ապրող կենդանիները ունեն համեմատաբար ավելի փոքր դուրս ցցված մարմնի մասեր՝ ականջներ, ոտքեր, պոչեր: և այլն։

Մարմնի դուրս ցցված մասերի կրճատումը հանգեցնում է մարմնի հարաբերական մակերեսի նվազմանը և օգնում է խնայել ջերմությունը։

Այս կանոնի օրինակ են շների ընտանիքի ներկայացուցիչները տարբեր շրջաններից: Այս ընտանիքի ամենափոքր (մարմնի երկարության համեմատ) ականջները և ավելի քիչ ձգված դունչը գտնվում են արկտիկական աղվեսի մոտ (տարածք՝ Արկտիկա), իսկ ամենամեծ ականջներն ու նեղ, երկարավուն դունչը՝ ֆենեկ աղվեսի մոտ (տիրույթ՝ Սահարա):

Այս կանոնը կիրառվում է նաև մարդկային պոպուլյացիաների նկատմամբ. ամենակարճ (մարմնի չափի համեմատ) քիթը, ձեռքերն ու ոտքերը բնորոշ են էսկիմո-ալեուտ ժողովուրդներին (էսկիմոսներ, ինուիտներ), իսկ մորթիների և տուտսիների համար՝ երկար ձեռքերն ու ոտքերը:

Բերգմանի կանոնըէկոաշխարհագրական կանոն է, որը ձևակերպվել է 1847 թվականին գերմանացի կենսաբան Կարլ Բերգմանի կողմից։ Կանոնն ասում է, որ հոմոիոթերմ (տաք արյունով) կենդանիների նմանատիպ տեսակներից ամենամեծն այն կենդանիներն են, որոնք ապրում են ավելի ցուրտ կլիմայական պայմաններում՝ բարձր լայնություններում կամ լեռներում: Եթե ​​կան սերտորեն կապված տեսակներ (օրինակ՝ նույն սեռի տեսակներ), որոնք էականորեն չեն տարբերվում իրենց սննդակարգով և ապրելակերպով, ապա ավելի մեծ տեսակներ հանդիպում են նաև ավելի խիստ (ցուրտ) կլիմայական պայմաններում։

Կանոնը հիմնված է այն ենթադրության վրա, որ էնդոթերմ տեսակների ջերմության ընդհանուր արտադրությունը կախված է մարմնի ծավալից, իսկ ջերմության փոխանցման արագությունը՝ դրա մակերեսի մակերեսից։ Օրգանիզմների չափերի մեծացումով մարմնի ծավալն ավելի արագ է աճում, քան նրա մակերեսը։ Փորձնականորեն այս կանոնը առաջին անգամ փորձարկվել է տարբեր չափերի շների վրա: Պարզվեց, որ փոքր շների ջերմության արտադրությունը միավոր զանգվածի հաշվով ավելի մեծ է, բայց անկախ չափից, այն մնում է գրեթե անփոփոխ մեկ միավոր մակերեսով:

Բերգմանի կանոնը, իրոք, հաճախ իրականացվում է ինչպես նույն տեսակի, այնպես էլ սերտորեն կապված տեսակների մեջ: Օրինակ, վագրի Amur ձեւը հետ Հեռավոր Արեւելքավելի մեծ, քան Սումատրան Ինդոնեզիայից: Գայլի հյուսիսային ենթատեսակները միջինում ավելի մեծ են, քան հարավայինները։ Արջերի ցեղի հարակից տեսակների մեջ ամենամեծն ապրում է հյուսիսային լայնություններում ( բեւեռային արջ, շագանակագույն արջերմոտ. Կոդիակ), իսկ ամենափոքր տեսակը (օրինակ՝ ակնոցավոր արջը)՝ տաք կլիմայով տարածքներում։

Միևնույն ժամանակ, այս կանոնը հաճախ քննադատության էր ենթարկվում. նշել է, որ չի կարող գեներալ, քանի որ կաթնասունների և թռչունների չափերի վրա, բացի ջերմաստիճանից, ազդում են բազմաթիվ այլ գործոններ։ Բացի այդ, պոպուլյացիայի և տեսակների մակարդակով կոշտ կլիմայի հարմարվողականությունը հաճախ տեղի է ունենում ոչ թե մարմնի չափի փոփոխության, այլ մարմնի չափի փոփոխության պատճառով: ներքին օրգաններ(սրտի և թոքերի չափերի մեծացում) կամ կենսաքիմիական հարմարվողականությունների միջոցով: Հաշվի առնելով այս քննադատությունը, պետք է ընդգծել, որ Բերգմանի կանոնը վիճակագրական բնույթ է կրում և ակնհայտորեն արտահայտում է իր ազդեցությունը, այլ հավասար են:

Իրոք, այս կանոնից շատ բացառություններ կան: Այսպիսով, բրդոտ մամոնտի ամենափոքր ցեղը հայտնի է բևեռային Վրանգել կղզուց; Անտառային գայլերի շատ ենթատեսակներ ավելի մեծ են, քան տունդրայինները (օրինակ՝ Կենայի թերակղզուց անհետացած ենթատեսակները. ենթադրվում է, որ մեծ չափերը կարող են առավելություն տալ այս գայլերին թերակղզում բնակվող խոշոր էլկի որսալու ժամանակ): Ամուրի վրա ապրող ընձառյուծի հեռավոր արևելյան ենթատեսակը զգալիորեն փոքր է աֆրիկյանից։ Բերված օրինակներում համեմատվող ձևերը տարբերվում են իրենց ապրելակերպով (կղզիների և մայրցամաքային պոպուլյացիաներ. տունդրայի ենթատեսակները սնվում են ավելի փոքր որսով և անտառային ենթատեսակները՝ ավելի մեծ որսով):

Մարդու առնչությամբ կանոնը որոշ չափով կիրառելի է (օրինակ, պիգմայների ցեղերը, ըստ երևույթին, բազմիցս և ինքնուրույն են հայտնվել. տարբեր տարածքներարևադարձային կլիմա) Այնուամենայնիվ, տեղական սննդակարգերի և սովորույթների, միգրացիայի և պոպուլյացիաների միջև գենետիկ տեղաշարժի տարբերության պատճառով սահմանափակումներ են դրվում այս կանոնի կիրառելիության վրա:

Գլոգերի կանոնկայանում է նրանում, որ հոմոիոթերմ (տաք արյունով) կենդանիների հարակից ձևերի (միևնույն տեսակների տարբեր ռասաների կամ ենթատեսակների, հարակից տեսակների) մեջ տաք և խոնավ կլիմայական պայմաններում ապրողները ավելի վառ գույն ունեն, քան ցուրտ և չոր կլիմայում ապրողները։ . Հիմնադրվել է 1833 թվականին Կոնստանտին Գլոգերի (Gloger C. W. L.; 1803-1863), լեհ և գերմանացի թռչնաբանի կողմից։

Օրինակ, անապատային թռչունների տեսակների մեծ մասը ավելի մշուշոտ է, քան մերձարևադարձային և մերձարևադարձայինների հարազատները անձրևային անտառ. Գլոգերի կանոնը կարելի է բացատրել ինչպես քողարկող նկատառումներով, այնպես էլ պիգմենտների սինթեզի վրա կլիմայական պայմանների ազդեցությամբ։ Որոշ չափով Գլոգերի կանոնը վերաբերում է նաև հարբած կիլոթերմիկ (սառը արյունով) կենդանիներին, մասնավորապես՝ միջատներին։

Խոնավությունը որպես շրջակա միջավայրի գործոն

Սկզբում բոլոր օրգանիզմները ջրային էին։ Նվաճելով հողը՝ նրանք չեն կորցրել իրենց կախվածությունը ջրից։ Անբաժանելի մասն էբոլոր կենդանի օրգանիզմներից ջուրն է: Խոնավությունը օդում ջրի գոլորշու քանակությունն է։ Առանց խոնավության կամ ջրի կյանք չկա:

Խոնավությունը պարամետր է, որը բնութագրում է օդում ջրի գոլորշու պարունակությունը: Բացարձակ խոնավությունը օդում ջրի գոլորշու քանակն է և կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից: Այս քանակությունը կոչվում է հարաբերական խոնավություն (այսինքն օդում ջրի գոլորշու քանակի հարաբերակցությունը գոլորշիների հագեցած քանակին ջերմաստիճանի և ճնշման որոշակի պայմաններում):

Բնության մեջ կա խոնավության ամենօրյա ռիթմ։ Խոնավությունը տատանվում է ինչպես ուղղահայաց, այնպես էլ հորիզոնական: Այս գործոնը լույսի և ջերմաստիճանի հետ մեկտեղ կարևոր դեր է խաղում օրգանիզմների գործունեության և դրանց բաշխման կարգավորման գործում։ Խոնավությունը փոխում է նաև ջերմաստիճանի ազդեցությունը։

Օդի չորացումը կարևոր բնապահպանական գործոն է: Հատկապես ցամաքային օրգանիզմների համար մեծ նշանակություն ունի օդի չորացման ազդեցությունը։ Կենդանիները հարմարվում են՝ տեղափոխվելով պահպանվող տարածքներ և ակտիվ են գիշերը։

Բույսերը հողից ջուր են կլանում և գրեթե ամբողջությամբ (97-99%) գոլորշիանում են տերևներով։ Այս գործընթացը կոչվում է տրանսսպիրացիա: Գոլորշիացումը սառեցնում է տերևները։ Գոլորշիացման շնորհիվ իոնները հողի միջոցով տեղափոխվում են արմատներ, իոնների տեղափոխում բջիջների միջև և այլն։

Որոշակի քանակությամբ խոնավություն էական նշանակություն ունի ցամաքային օրգանիզմների համար։ Նրանցից շատերին նորմալ կյանքի համար անհրաժեշտ է 100% հարաբերական խոնավություն, և հակառակը, նորմալ վիճակում գտնվող օրգանիզմը չի կարող երկար ապրել բացարձակ չոր օդում, քանի որ անընդհատ ջուր է կորցնում։ Ջուրը կենդանի նյութի էական մասն է։ Հետեւաբար, որոշակի քանակությամբ ջրի կորուստը հանգեցնում է մահվան:

Չոր կլիմայական բույսերը հարմարվում են մորֆոլոգիական փոփոխություններին, կրճատմանը վեգետատիվ օրգաններհատկապես տերևները։

Հարմարվում են նաև ցամաքային կենդանիները։ Նրանցից շատերը ջուր են խմում, մյուսները այն ներծծում են մարմնի միջով հեղուկ կամ գոլորշի վիճակում: Օրինակ, երկկենցաղների մեծ մասը, որոշ միջատներ և տիզեր: Անապատի կենդանիների մեծ մասը երբեք չի խմում, նրանք իրենց կարիքները բավարարում են սննդով մատակարարվող ջրի հաշվին։ Մյուս կենդանիները ջուր են ստանում ճարպերի օքսիդացման գործընթացում։

Ջուրն անհրաժեշտ է կենդանի օրգանիզմների համար։ Հետևաբար, օրգանիզմները տարածվում են ամբողջ միջավայրում՝ կախված իրենց կարիքներից. ջրային օրգանիզմները մշտապես ապրում են ջրի մեջ. հիդրոֆիտները կարող են ապրել միայն շատ խոնավ միջավայրում:

Էկոլոգիական վալենտության տեսակետից հիդրոֆիտները և հիգրոֆիտները պատկանում են ստենոգերների խմբին։ Խոնավությունը մեծապես ազդում է օրգանիզմների կենսագործունեության վրա, օրինակ՝ 70% հարաբերական խոնավությունշատ բարենպաստ էր չվող մորեխների էգերի դաշտային հասունացման և պտղաբերության համար: Բարենպաստ վերարտադրմամբ նրանք ահռելի տնտեսական վնաս են հասցնում բազմաթիվ երկրների ցանքատարածություններին։

Օրգանիզմների բաշխվածության էկոլոգիական գնահատման համար օգտագործվում է կլիմայի չորության ցուցանիշը։ Չորությունը ծառայում է որպես օրգանիզմների էկոլոգիական դասակարգման ընտրողական գործոն։

Այսպիսով, կախված տեղական կլիմայի խոնավության առանձնահատկություններից, օրգանիզմների տեսակները բաշխվում են էկոլոգիական խմբերի.

1. Հիդատոֆիտները ջրային բույսեր են։

2. Հիդրոֆիտները ցամաքային-ջրային բույսեր են։

3. Հիգրոֆիտներ՝ բարձր խոնավության պայմաններում ապրող ցամաքային բույսեր։

4. Մեզոֆիտները բույսեր են, որոնք աճում են միջին խոնավությամբ։

5. Քսերոֆիտները անբավարար խոնավությամբ աճող բույսեր են։ Նրանք, իր հերթին, բաժանվում են. սկլերոֆիտները նեղ և փոքր տերևներով և խողովակների մեջ ծալված բույսեր են: Նրանք նաև բաժանվում են էքսերոֆիտների և ստիպաքսերոֆիտների։ Էվքսերոֆիտները տափաստանային բույսեր են։ Ստիպաքսերոֆիտները նեղ տերևավոր տորֆային խոտաբույսերի խումբ են (փետրախոտ, փետուր, բարակ ոտքավոր և այլն)։ Իր հերթին մեզոֆիտները նույնպես բաժանվում են մեզոհիգրոֆիտների, մեզոքսերոֆիտների և այլն։

Ջերմաստիճանին իր արժեքով զիջելով խոնավությունը, այնուամենայնիվ, շրջակա միջավայրի հիմնական գործոններից մեկն է: Վայրի բնության պատմության մեծ մասի ընթացքում օրգանական աշխարհը ներկայացված էր բացառապես օրգանիզմների ջրային նորմերով։ Կենդանի էակների ճնշող մեծամասնության անբաժանելի մասը ջուրն է, և գամետների վերարտադրության կամ միաձուլման համար գրեթե բոլորին անհրաժեշտ է ջրային միջավայր։ Ցամաքային կենդանիներին ստիպում են իրենց մարմնում արհեստական ​​ստեղծել ջրային միջավայրբեղմնավորման համար, իսկ դա հանգեցնում է նրան, որ վերջինս դառնում է ներքին։

Խոնավությունը օդում ջրի գոլորշու քանակությունն է։ Այն կարող է արտահայտվել գրամներով մեկ խորանարդ մետրի համար:

Լույսը որպես շրջակա միջավայրի գործոն: Լույսի դերը օրգանիզմների կյանքում

Լույսը էներգիայի ձևերից մեկն է: Համաձայն թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի կամ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ էներգիան կարող է փոխվել մի ձևից մյուսը։ Համաձայն այս օրենքի՝ օրգանիզմները ջերմադինամիկ համակարգ են, որն անընդհատ էներգիա և նյութ է փոխանակում շրջակա միջավայրի հետ։ Երկրի մակերևույթի օրգանիզմները ենթարկվում են էներգիայի հոսքին, հիմնականում արևային էներգիայի, ինչպես նաև տիեզերական մարմինների երկարալիք ջերմային ճառագայթմանը:

Այս երկու գործոններն էլ որոշում են կլիմայական պայմաններըշրջակա միջավայր (ջերմաստիճան, ջրի գոլորշիացման արագություն, օդի և ջրի շարժում): 2 կալ էներգիայով արևի լույսը տիեզերքից ընկնում է կենսոլորտի վրա: 1 սմ 2-ի դիմաց 1 րոպեում: Այս, այսպես կոչված, արևային հաստատունը: Այս լույսը, անցնելով մթնոլորտի միջով, թուլանում է և նրա էներգիայի 67%-ից ոչ ավելին կարող է հասնել Երկրի մակերեսին պարզ կեսօրին, այսինքն. 1,34 կալ. սմ 2-ը 1 րոպեում: Անցնելով ամպամածության, ջրի և բուսականության միջով, արևի լույսն ավելի է թուլանում, և նրանում էներգիայի բաշխումը սպեկտրի տարբեր մասերում զգալիորեն փոխվում է։

Արեգակի լույսի և տիեզերական ճառագայթման թուլացման աստիճանը կախված է լույսի ալիքի երկարությունից (հաճախականությունից): 0,3 միկրոնից պակաս ալիքի երկարությամբ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը գրեթե չի անցնում օզոնային շերտով (մոտ 25 կմ բարձրության վրա): Նման ճառագայթումը վտանգավոր է կենդանի օրգանիզմի, մասնավորապես՝ պրոտոպլազմայի համար։

Կենդանի բնության մեջ լույսը էներգիայի միակ աղբյուրն է, բոլոր բույսերը, բացառությամբ բակտերիաների, ֆոտոսինթեզ են անում, այսինքն. սինթեզել օրգանական նյութերը անօրգանական նյութեր(այսինքն, ջրից, հանքային աղերից և CO-ից կենդանի բնության մեջ լույսը էներգիայի միակ աղբյուրն է, բոլոր բույսերը, բացառությամբ բակտերիաների 2-ի, յուրացման գործընթացում ճառագայթային էներգիայի օգնությամբ): Բոլոր օրգանիզմները սննդի համար կախված են երկրային ֆոտոսինթեզատորներից, այսինքն. քլորոֆիլ կրող բույսեր.

Լույսը որպես շրջակա միջավայրի գործոն բաժանվում է ուլտրամանուշակագույնի` 0,40 - 0,75 մկմ ալիքի երկարությամբ և ինֆրակարմիրի` այս մեծությունից մեծ ալիքի երկարությամբ:

Այս գործոնների ազդեցությունը կախված է օրգանիզմների հատկություններից։ Օրգանիզմների յուրաքանչյուր տեսակ հարմարեցված է լույսի ալիքի երկարությունների այս կամ այն ​​սպեկտրին: Օրգանիզմների որոշ տեսակներ հարմարվել են ուլտրամանուշակագույնին, իսկ մյուսները՝ ինֆրակարմիրին։

Որոշ օրգանիզմներ կարողանում են տարբերել ալիքի երկարությունը։ Նրանք ունեն լույսի ընկալման հատուկ համակարգեր և ունեն գունային տեսողություն, որոնք մեծ նշանակություն ունեն իրենց կյանքում։ Շատ միջատներ զգայուն են կարճ ալիքների ճառագայթման նկատմամբ, որը մարդիկ չեն ընկալում: Գիշերային թիթեռները լավ են ընկալում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները։ Մեղուները և թռչունները ճշգրիտ որոշում են իրենց գտնվելու վայրը և նավարկեք տեղանքով նույնիսկ գիշերը:

Օրգանիզմները նույնպես խիստ արձագանքում են լույսի ինտենսիվությանը: Ըստ այդ բնութագրերի՝ բույսերը բաժանվում են երեք էկոլոգիական խմբերի.

1. Լուսասեր, արևասեր կամ հելիոֆիտներ – որոնք ունակ են նորմալ զարգանալ միայն արևի ճառագայթների տակ։

2. Ստվերասեր կամ սկիոֆիտները անտառների ստորին շերտերի և խորջրյա բույսերի բույսեր են, օրինակ՝ հովտաշուշան և այլն։

Երբ լույսի ինտենսիվությունը նվազում է, ֆոտոսինթեզը նույնպես դանդաղում է։ Բոլոր կենդանի օրգանիզմներն ունեն շեմային զգայունություն լույսի ինտենսիվության, ինչպես նաև շրջակա միջավայրի այլ գործոնների նկատմամբ։ Տարբեր օրգանիզմներ ունեն տարբեր շեմային զգայունություն շրջակա միջավայրի գործոնների նկատմամբ: Օրինակ, ինտենսիվ լույսը արգելակում է դրոզոֆիլային ճանճերի զարգացումը, նույնիսկ պատճառելով նրանց մահը: Նրանք չեն սիրում լույս և ուտիճներ և այլ միջատներ։ Ֆոտոսինթետիկ բույսերի մեծ մասում, ցածր լույսի ինտենսիվության դեպքում, սպիտակուցի սինթեզը արգելակվում է, մինչդեռ կենդանիների մոտ՝ կենսասինթեզի գործընթացները:

3. Ստվերահանդուրժող կամ ֆակուլտատիվ հելիոֆիտներ: Բույսեր, որոնք լավ են աճում ինչպես ստվերում, այնպես էլ լույսի ներքո: Կենդանիների մոտ օրգանիզմների այս հատկությունները կոչվում են լուսասեր (ֆոտոֆիլներ), ստվերասեր (ֆոտոֆոբներ), էվրիֆոբ՝ ստենոֆոբ։

Էկոլոգիական վալենտություն

կենդանի օրգանիզմի հարմարվողականության աստիճանը շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխություններին. E. v. տեսարան է։ Քանակական առումով այն արտահայտվում է շրջակա միջավայրի փոփոխությունների շրջանակով, որի շրջանակներում այս տեսակըպահպանում է նորմալ կյանքը. E. v. կարելի է դիտարկել ինչպես առանձին բնապահպանական գործոնների նկատմամբ տեսակների արձագանքման, այնպես էլ գործոնների համալիրի առնչությամբ:

Առաջին դեպքում, տեսակները, որոնք հանդուրժում են ազդող գործոնի ուժի լայն փոփոխությունները, նշանակվում են այս գործոնի անվանումից բաղկացած տերմինով «evry» նախածանցով (eurythermal - ջերմաստիճանի ազդեցության հետ կապված, euryhaline - աղիության նկատմամբ. , եվրիբատիկ - դեպի խորություն և այլն); հարմարեցված տեսակներ փոքր փոփոխություններԱյս գործոնը նշվում են նմանատիպ տերմինով «ստենո» նախածանցով (ստենոթերմային, ստենոհալին և այլն): Լայն E.-ին տիրապետող տեսակները. Գործոնների համալիրի հետ կապված դրանք կոչվում են էուրիբիոնտներ (Տե՛ս Eurybionts) ի տարբերություն ստենոբիոնտների (Տե՛ս Stenobionts), որոնք քիչ հարմարվողականություն ունեն։ Քանի որ եվրիբիոնտիզմը հնարավորություն է տալիս բնակեցնել մի շարք կենսամիջավայրեր, իսկ ստենոբիոնտիզմը կտրուկ նեղացնում է տեսակների համար հարմար միջավայրերի շրջանակը, այս երկու խմբերը հաճախ կոչվում են համապատասխանաբար էվրի- կամ ստենոտոպիկ:

եվրիբիոնց, կենդանական և բուսական օրգանիզմներ, որոնք կարող են գոյություն ունենալ շրջակա միջավայրի պայմանների զգալի փոփոխություններով: Այսպես, օրինակ, ծովափնյա բնակիչները դիմանում են կանոնավոր չորացմանը մակընթացության ժամանակ, ամռանը` ուժեղ տաքացման, իսկ ձմռանը` հովացման, իսկ երբեմն էլ սառցակալման (էվրիթերմային կենդանիներ); գետերի գետաբերանների բնակիչները դիմանում են միջոցներին. ջրի աղիության տատանումներ (եվրիհալինային կենդանիներ); մի շարք կենդանիներ գոյություն ունեն հիդրոստատիկ ճնշման լայն տիրույթում (եվրիբատներ): Շատ հողաբնակներ բարեխառն լայնությունների վիճակի է դիմակայել մեծ սեզոնային ջերմաստիճանի տատանումներին.

Տեսակի էվրիբիոնտությունը մեծանում է հանդուրժելու ունակությամբ անբարենպաստ պայմաններկասեցված անիմացիայի վիճակում (բազմաթիվ բակտերիաներ, սպորներ և շատ բույսերի սերմեր, ցուրտ և բարեխառն լայնությունների չափահաս բազմամյա բույսեր, քաղցրահամ ջրերի սպունգների և բրիոզոների ձմեռող բողբոջներ, ճյուղոտոտների ձվեր, հասուն թարդիգրադներ և որոշ պտույտներ և այլն) կամ ձմեռում (որոշ կաթնասուններ):

ՉԵՏՎԵՐԻԿՈՎԻ ԿԱՆՈՆԸ,Որպես կանոն, ըստ Կրոմի բնության մեջ, կենդանի օրգանիզմների բոլոր տեսակները ներկայացված են ոչ թե առանձին մեկուսացված անհատներով, այլ մի շարք (երբեմն շատ մեծ) անհատ-պոպուլյացիաների ագրեգատների տեսքով: Աճեցվել է Ս. Ս. Չետվերիկովի կողմից (1903):

Դիտել- սա անհատների պոպուլյացիաների պատմականորեն հաստատված մի շարք է, որոնք նման են մորֆոլոգիական և ֆիզիոլոգիական հատկություններով, որոնք ունակ են ազատորեն խառնվել և արտադրել բերրի սերունդ, զբաղեցնելով որոշակի տարածք: Կենդանի օրգանիզմների յուրաքանչյուր տեսակ կարելի է նկարագրել մի շարքով բնորոշ հատկանիշներ, հատկություններ, որոնք կոչվում են տեսքի հատկանիշներ։ Տեսակի բնութագրերը, որոնց միջոցով կարելի է մի տեսակ տարբերել մյուսից, կոչվում են տեսակների չափանիշներ։

Առավել հաճախ օգտագործվող յոթ ընդհանուր դիտման չափանիշներն են.

1. Կազմակերպության կոնկրետ տեսակ՝ բնակչություն բնորոշ հատկանիշներտարբերակել տվյալ տեսակի անհատներին մյուսի անհատներից.

2. Աշխարհագրական որոշակիություն. տեսակի անհատների առկայությունը որոշակի վայրում երկրագունդը; միջակայք - տարածք, որտեղ ապրում են տվյալ տեսակի անհատները:

3. Էկոլոգիական որոշակիություն. տեսակների անհատներն ապրում են ֆիզիկական շրջակա միջավայրի գործոնների արժեքների որոշակի տիրույթում, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, խոնավությունը, ճնշումը և այլն:

4. Տարբերակում. տեսակը բաղկացած է անհատների ավելի փոքր խմբերից:

5. Դիսկրետություն. այս տեսակի անհատները բաժանվում են մեկ ուրիշի անհատներից՝ ճեղքվածքով: Հիատուսը որոշվում է մեկուսացման մեխանիզմների ազդեցությամբ, ինչպիսիք են բազմացման ժամանակաշրջանների անհամապատասխանությունը, հատուկ վարքային ռեակցիաների օգտագործումը, հիբրիդների ստերիլությունը, և այլն:

6. Վերարտադրելիություն. անհատների վերարտադրումը կարող է իրականացվել անսեռ (փոփոխականության աստիճանը ցածր է) և սեռական (փոփոխականության աստիճանը բարձր է, քանի որ յուրաքանչյուր օրգանիզմ միավորում է հոր և մոր հատկանիշները):

7. Առատության որոշակի մակարդակ՝ բնակչությունը ենթարկվում է պարբերական (կյանքի ալիքներ) և ոչ պարբերական փոփոխությունների։

Ցանկացած տեսակի անհատները տարածության մեջ բաշխված են ծայրաստիճան անհավասարաչափ։ Օրինակ, խայթոցը իր տիրույթում հանդիպում է միայն բերրի հողով խոնավ ստվերային վայրերում, որոնք թավուտներ են կազմում գետերի, առուների, լճերի շուրջը, ճահիճների ծայրամասերի երկայնքով, խառը անտառներում և թփերի թավուտներում: Եվրոպական խլուրդի գաղութները, որոնք հստակ տեսանելի են երկրի թմբերի վրա, հանդիպում են անտառների եզրերին, մարգագետիններին և դաշտերին: Հարմար է կյանքի համար
թեև բնակավայրերը հաճախ հանդիպում են միջակայքում, դրանք չեն ընդգրկում ողջ տեսականին, և, հետևաբար, այս տեսակի անհատները չեն հանդիպում նրա այլ մասերում: Անիմաստ է եղինջ փնտրել սոճու անտառում կամ խլուրդ՝ ճահճում։

Այսպիսով, տեսակների անհավասար բաշխվածությունը տարածության մեջ արտահայտվում է «խտության կղզիների», «կուտակների» տեսքով։ Այս տեսակի համեմատաբար բարձր տարածվածությամբ տարածքները փոխարինվում են ցածր առատությամբ տարածքներով: Յուրաքանչյուր տեսակի պոպուլյացիայի նման «խտության կենտրոնները» կոչվում են պոպուլյացիաներ։ Պոպուլյացիան տվյալ տեսակի անհատների հավաքածու է, որոնք երկար ժամանակ (մեծ թվով սերունդներ) բնակվում են որոշակի տարածությունում (տարածքի մասում) և մեկուսացված այլ նմանատիպ պոպուլյացիաներից։

Բնակչության ներսում գործնականում իրականացվում է անվճար հատում (պանմիքսիա)։ Այլ կերպ ասած, բնակչությունը անհատների խումբ է, որոնք ազատորեն կապված են միմյանց հետ, երկար ժամանակ ապրում են որոշակի տարածքում և համեմատաբար մեկուսացված այլ նմանատիպ խմբերից: Այսպիսով, տեսակը պոպուլյացիաների հավաքածու է, իսկ պոպուլյացիան տեսակների կառուցվածքային միավորն է:

Տարբերությունը պոպուլյացիայի և տեսակի միջև.

1) տարբեր պոպուլյացիաների անհատները ազատորեն խաչվում են միմյանց հետ.

2) տարբեր պոպուլյացիաների անհատները քիչ են տարբերվում միմյանցից,

3) երկու հարևան պոպուլյացիաների միջև բացակայում է, այսինքն՝ կա աստիճանական անցում նրանց միջև։

Տեսակավորման գործընթաց. Ենթադրենք, որ տվյալ տեսակը զբաղեցնում է որոշակի տարածք՝ պայմանավորված նրա սննդակարգի բնույթով։ Անհատների միջև տարաձայնությունների արդյունքում միջակայքը մեծանում է։ Նոր տարածքը կպարունակի տարբեր կերային բույսերով տարածքներ, ֆիզիկական և քիմիական հատկություններև այլն: Անհատները, որոնք հայտնվում են տիրույթի տարբեր մասերում, կազմում են պոպուլյացիաներ: Ապագայում պոպուլյացիաների անհատների միջև անընդհատ աճող տարբերությունների արդյունքում ավելի ու ավելի պարզ կդառնա, որ մի պոպուլյացիայի անհատները ինչ-որ կերպ տարբերվում են մեկ այլ պոպուլյացիայի անհատներից։ Գոյություն ունի պոպուլյացիաների տարամիտման գործընթաց։ Նրանցից յուրաքանչյուրում մուտացիաներ են կուտակվում։

Տարածքի տեղական մասի ցանկացած տեսակի ներկայացուցիչները կազմում են տեղական պոպուլյացիա։ Տեղական պոպուլյացիաների ամբողջությունը կապված է տիրույթի այն տարածքների հետ, որոնք կենսապայմաններով միատարր են էկոլոգիական բնակչություն. Այսպիսով, եթե տեսակն ապրում է մարգագետնում և անտառում, ապա նրանք խոսում են նրա ծամոնի և մարգագետնային պոպուլյացիայի մասին: Տեսակի միջակայքում գտնվող պոպուլյացիաները, որոնք կապված են որոշակի աշխարհագրական սահմանների հետ, կոչվում են աշխարհագրական պոպուլյացիաներ:
Բնակչության չափերն ու սահմանները կարող են կտրուկ փոխվել: Զանգվածային վերարտադրության բռնկումների ժամանակ տեսակը շատ լայնորեն տարածվում է և առաջանում են հսկայական պոպուլյացիաներ։

Կայուն գծեր ունեցող աշխարհագրական պոպուլյացիաների համախումբը, որը կարող է խաչասերվել և բեղմնավոր սերունդ տալ, կոչվում է ենթատեսակ։ Դարվինն ասում էր, որ նոր տեսակների ձևավորումն անցնում է սորտերի (ենթատեսակների) միջոցով։

Այնուամենայնիվ, պետք է հիշել, որ որոշ տարր հաճախ բացակայում է բնության մեջ:
Մուտացիաները, որոնք տեղի են ունենում յուրաքանչյուր ենթատեսակի անհատների մոտ, ինքնին չեն կարող հանգեցնել նոր տեսակների ձևավորմանը: Պատճառը կայանում է նրանում, որ այս մուտացիան թափառելու է բնակչության միջով, քանի որ ենթատեսակների անհատները, ինչպես գիտենք, վերարտադրողականորեն մեկուսացված չեն: Եթե ​​մուտացիան շահավետ է, ապա այն մեծացնում է պոպուլյացիայի հետերոզիգոտությունը, եթե այն վնասակար է, պարզապես կհրաժարվի ընտրությամբ։

Մշտապես շարունակվող մուտացիոն գործընթացի և ազատ հատման արդյունքում մուտացիաները կուտակվում են պոպուլյացիաներում։ Համաձայն I.I. Schmalhausen-ի տեսության՝ ստեղծվում է ժառանգական փոփոխականության ռեզերվ, այսինքն՝ առաջացող մուտացիաների ճնշող մեծամասնությունը ռեցեսիվ է և ֆենոտիպիկ չի երևում։ Հետերոզիգոտ վիճակում մուտացիաների բարձր կոնցենտրացիայի հասնելուց հետո հավանական է դառնում ռեցեսիվ գեներ կրող անհատների խաչմերուկը։ Այս դեպքում առաջանում են հոմոզիգոտ անհատներ, որոնցում մուտացիաներն արդեն ֆենոտիպորեն դրսևորվում են։ Այս դեպքերում մուտացիաներն արդեն բնական ընտրության հսկողության տակ են։
Բայց սա դեռևս որոշիչ նշանակություն չունի տեսակավորման գործընթացի համար, քանի որ բնական պոպուլյացիաները բաց են, և նրանց մեջ անընդհատ ներմուծվում են օտար գեներ հարևան պոպուլյացիաներից:

Բավարար գենային հոսք կա բոլոր տեղական պոպուլյացիաների գենոֆոնդերի (բոլոր գենոտիպերի ամբողջությունը) մեծ նմանությունը պահպանելու համար: Ենթադրվում է, որ օտարերկրյա գեների շնորհիվ գենոֆոնդի համալրումը 200 առանձնյակների պոպուլյացիայի մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի 100000 լոկուս, 100 անգամ ավելի է, քան մուտացիաների պատճառով: Որպես հետևանք, ոչ մի պոպուլյացիա չի կարող կտրուկ փոխվել, քանի դեռ այն ենթակա է գենային հոսքի նորմալացնող ազդեցության: Պոպուլյացիայի դիմադրությունը սելեկցիայի ազդեցության տակ իր գենետիկական կազմի փոփոխությունների նկատմամբ կոչվում է գենետիկ հոմեոստազ։

Պոպուլյացիայի մեջ գենետիկ հոմեոստազի արդյունքում նոր տեսակի ձևավորումը շատ դժվար է։ Եվս մեկ պայման պետք է կատարվի. Մասնավորապես, անհրաժեշտ է դուստր պոպուլյացիայի գենոֆոնդը մեկուսացնել մայրական գենոֆոնդից։ Մեկուսացումը կարող է լինել երկու ձևով՝ տարածական և ժամանակային: Տարածական մեկուսացումը տեղի է ունենում տարբեր աշխարհագրական խոչընդոտների պատճառով, ինչպիսիք են անապատները, անտառները, գետերը, ավազաթմբերը, սելավատարները: Ամենից հաճախ տարածական մեկուսացումը տեղի է ունենում շարունակական տիրույթի կտրուկ կրճատման և առանձին գրպանների կամ խորշերի բաժանման պատճառով:

Հաճախ միգրացիայի արդյունքում բնակչությունը մեկուսացվում է։ Այս դեպքում առաջանում է մեկուսացված պոպուլյացիա։ Այնուամենայնիվ, քանի որ մեկուսացված պոպուլյացիայի մեջ անհատների թիվը սովորաբար փոքր է, գոյություն ունի ինբրիդինգի վտանգ՝ ինբրիդինգի հետ կապված դեգեներացիա: Տարածական մեկուսացման վրա հիմնված տեսակավորումը կոչվում է աշխարհագրական։

Մեկուսացման ժամանակավոր ձևը ներառում է վերարտադրության ժամանակի փոփոխություն և տեղաշարժեր ողջ կյանքի ցիկլի մեջ: Ժամանակավոր մեկուսացման վրա հիմնված տեսակավորումը կոչվում է էկոլոգիական։
Երկու դեպքում էլ վճռորոշը նոր, հինին անհամատեղելի, գենետիկ համակարգի ստեղծումն է։ Տեսակավորման միջոցով էվոլյուցիան իրականացվում է, դրա համար էլ ասում են՝ տեսակը տարրական էվոլյուցիոն համակարգ է։ Բնակչությունը տարրական էվոլյուցիոն միավոր է:

Բնակչության վիճակագրական և դինամիկ բնութագրերը:

Օրգանիզմների տեսակները բիոցենոզում ներառված են ոչ թե որպես առանձին անհատներ, այլ որպես պոպուլյացիաներ կամ դրանց մասեր։ Պոպուլյացիան տեսակի մի մասն է (բաղկացած է նույն տեսակի անհատներից), որը զբաղեցնում է համեմատաբար միատարր տարածություն և կարող է ինքնակարգավորվել և որոշակի քանակություն պահպանել։ Զավթված տարածքում յուրաքանչյուր տեսակ բաժանված է պոպուլյացիաների: Եթե հաշվի առնենք շրջակա միջավայրի գործոնների ազդեցությունը մեկ օրգանիզմի վրա, ապա գործոնի որոշակի մակարդակում (օրինակ՝ ջերմաստիճան) ուսումնասիրվող անհատը կա՛մ գոյատևում է, կա՛մ կմահանա: Պատկերը փոխվում է, երբ ուսումնասիրվում է նույն գործոնի ազդեցությունը նույն տեսակի օրգանիզմների խմբի վրա։

Որոշ անհատներ կմահանան կամ կնվազեցնեն իրենց կենսագործունեությունը մեկ կոնկրետ ջերմաստիճանում, մյուսները՝ ավելի ցածր ջերմաստիճանում, իսկ մյուսները՝ ավելի բարձր: Հետևաբար, կարելի է տալ բնակչության ևս մեկ սահմանում՝ գոյատևելու և սերունդ տալու համար բոլոր կենդանիները: օրգանիզմները շրջակա միջավայրի դինամիկ ռեժիմների պայմաններում պետք է գործոններ գոյություն ունենան խմբավորումների կամ պոպուլյացիաների տեսքով, այսինքն. համանման ժառանգականությամբ ապրող անհատների ագրեգատներ Բնակչության ամենակարևոր հատկանիշը նրա զբաղեցրած ընդհանուր տարածքն է: Բայց բնակչության ներսում կարող են լինել քիչ թե շատ մեկուսացված խմբավորումներ տարբեր պատճառներով:

Հետևաբար, դժվար է բնակչության սպառիչ սահմանում տալ անհատների առանձին խմբերի միջև սահմանների լղոզման պատճառով: Յուրաքանչյուր տեսակ բաղկացած է մեկ կամ մի քանի պոպուլյացիաներից, և այսպիսով պոպուլյացիան տեսակների գոյության ձևն է՝ նրա ամենափոքր զարգացող միավորը: Բնակչության համար տարբեր տեսակներկան անհատների թվի նվազման ընդունելի սահմաններ, որոնցից այն կողմ բնակչության գոյությունն անհնարին է դառնում։ Գրականության մեջ բնակչության թվի կրիտիկական արժեքների վերաբերյալ ճշգրիտ տվյալներ չկան: Տրված արժեքները հակասական են։ Այնուամենայնիվ, փաստը մնում է փաստ, որ որքան փոքր են անհատները, այնքան բարձր են նրանց թվի կրիտիկական արժեքները: Միկրոօրգանիզմների համար դրանք միլիոնավոր անհատներ են, միջատների համար՝ տասնյակ և հարյուր հազարավոր, իսկ խոշոր կաթնասուններ-Մի քանի տասնյակ։

Թիվը չպետք է նվազի այն սահմաններից, որից այն կողմ սեռական գործընկերների հետ հանդիպելու հավանականությունը կտրուկ նվազում է։ Կրիտիկական թիվը կախված է նաև այլ գործոններից։ Օրինակ՝ որոշ օրգանիզմների համար խմբակային ապրելակերպը հատուկ է (գաղութներ, հոտեր, նախիրներ)։ Պոպուլյացիայի ներսում խմբերը համեմատաբար մեկուսացված են: Կարող են լինել դեպքեր, երբ բնակչության ընդհանուր թիվը դեռևս բավականին մեծ է, և առանձին խմբերի թիվը կրճատվում է կրիտիկական սահմաններից ցածր:

Օրինակ, պերուական կորմորանի գաղութը (խումբը) պետք է ունենա առնվազն 10 հազար առանձնյակ բնակչություն, իսկ հյուսիսային եղջերուների երամակը՝ 300 - 400 գլուխ։ Պոպուլյացիաների օգտագործման մեխանիզմները հասկանալու և դրանց օգտագործման խնդիրները լուծելու համար մեծ նշանակություն ունի դրանց կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը: Տարբերում են կառուցվածքի սեռը, տարիքը, տարածքային և այլ տեսակներ։ Տեսական և կիրառական առումով առավել կարևոր են տարիքային կառուցվածքի տվյալները՝ տարբեր տարիքի անհատների (հաճախ խմբերի մեջ զուգակցված) հարաբերակցությունը։

Կենդանիները բաժանվում են հետևյալ տարիքային խմբերի.

Անչափահասների խումբ (երեխաներ) ծերունական խումբ (ծերունական, վերարտադրության մեջ չզբաղված)

Մեծահասակների խումբ (վերարտադրություն իրականացնող անձինք).

Սովորաբար նորմալ պոպուլյացիաները բնութագրվում են ամենամեծ կենսունակությամբ, որոնցում բոլոր տարիքները ներկայացված են համեմատաբար հավասարաչափ: Ռեգրեսիվ (վտանգված) պոպուլյացիայի մեջ գերակշռում են տարեց անհատները, ինչը վկայում է վերարտադրողական ֆունկցիաները խաթարող բացասական գործոնների առկայության մասին։ Այս վիճակի պատճառները բացահայտելու և վերացնելու համար անհրաժեշտ են շտապ միջոցառումներ: Ներխուժող (ինվազիվ) պոպուլյացիաները ներկայացված են հիմնականում երիտասարդ անհատներով։ Նրանց կենսունակությունը սովորաբար անհանգստություն չի առաջացնում, բայց հավանական են անհատների չափազանց մեծ թվով բռնկումներ, քանի որ նման պոպուլյացիաներում տրոֆիկ և այլ հարաբերություններ չեն ձևավորվել:

Հատկապես վտանգավոր է, եթե դա այն տեսակների պոպուլյացիա է, որոնք նախկինում բացակայում էին տարածքում։ Այս դեպքում պոպուլյացիաները սովորաբար գտնում և զբաղեցնում են ազատ էկոլոգիական խորշ և իրացնում են իրենց բուծման ներուժը՝ ինտենսիվ ավելացնելով նրանց թիվը: ) կամ կենսազանգվածը (բույսերում), որն ավելանում է նոպաների միջև ընկած ժամանակահատվածում։ Նախևառաջ պետք է դուրս բերվեն հետարտադրողական տարիքի անհատները (ավարտված վերարտադրություն): Եթե ​​նպատակը որոշակի արտադրանք ստանալն է, ապա պոպուլյացիաների տարիքը, սեռը և այլ բնութագրերը ճշգրտվում են՝ հաշվի առնելով առաջադրանքը։

Բուսական համայնքների պոպուլյացիաների շահագործումը (օրինակ՝ փայտանյութ ձեռք բերելու համար) սովորաբար համընկնում է աճի տարիքային դանդաղման (արտադրության կուտակման) ժամանակաշրջանին: Այս ժամանակահատվածը սովորաբար համընկնում է մեկ միավորի վրա փայտի զանգվածի առավելագույն կուտակման հետ: Բնակչությանը բնորոշ է նաև սեռերի որոշակի հարաբերակցությունը, իսկ արական և իգական սեռի հարաբերակցությունը հավասար չէ 1:1-ի։ Հայտնի են այս կամ այն ​​սեռի կտրուկ գերակշռման, սերունդների փոփոխության դեպքեր՝ արուների բացակայությամբ։ Յուրաքանչյուր բնակչություն կարող է ունենալ նաև բարդ տարածական կառուցվածք, (ստորաբաժանվելով քիչ թե շատ մեծ հիերարխիկ խմբերի՝ աշխարհագրականից մինչև տարրական (միկրոպոպուլյացիաներ):

Այսպիսով, եթե մահացության մակարդակը կախված չէ անհատների տարիքից, ապա գոյատևման կորը նվազող գիծ է (տես նկար, տեսակ I): Այսինքն՝ անհատների մահը տեղի է ունենում մ այս տեսակըմիատեսակ, մահացության մակարդակը մնում է անփոփոխ ողջ կյանքի ընթացքում: Գոյատևման նման կորը բնորոշ է այն տեսակներին, որոնց զարգացումը տեղի է ունենում առանց մետամորֆոզի՝ ծնված սերունդների բավարար կայունությամբ: Այս տեսակը սովորաբար կոչվում է հիդրայի տեսակ - այն բնութագրվում է գոյատևման կորով, որը մոտենում է ուղիղ գծին: Այն տեսակների մոտ, որոնց համար արտաքին գործոնների դերը մահացության մեջ փոքր է, գոյատևման կորը բնութագրվում է մի փոքր նվազումով մինչև որոշակի տարիք, որից հետո տեղի է ունենում կտրուկ անկում՝ բնական (ֆիզիոլոգիական) մահացության պատճառով։

Տիպ II նկարում: Այս տեսակին մոտ գոյատևման կորը բնորոշ է մարդկանց (թեև մարդու գոյատևման կորը որոշ չափով ավելի հարթ է և, հետևաբար, տեղ է I և II տիպերի միջև): Այս տեսակը կոչվում է Drosophila-ի տեսակ. հենց այս տեսակն է դրոզոֆիլան ցուցադրում լաբորատոր պայմաններում (չի ուտում գիշատիչների կողմից): Շատ տեսակներ բնութագրվում են բարձր մահացությամբ վաղ փուլերըօնտոգենեզ. Նման տեսակների մոտ գոյատևման կորը բնութագրվում է ավելի երիտասարդ տարիքի տարածաշրջանում կտրուկ անկմամբ: Անհատները, ովքեր վերապրել են «կրիտիկական» տարիքը, ցույց են տալիս ցածր մահացություն և ապրում են մեծ տարիներ: Տեսակը կոչվում է ոստրեի տեսակ։ III տեսակը նկարում: Գոյատևման կորերի ուսումնասիրությունը մեծ հետաքրքրություն է ներկայացնում բնապահպանի համար։ Այն թույլ է տալիս դատել, թե կոնկրետ որ տարիքում է առավել խոցելի տեսակը: Եթե ​​պատճառների գործողությունը, որը կարող է փոխել ծնելիության մակարդակը կամ մահացությունը, ընկնի ամենախոցելի փուլում, ապա դրանց ազդեցությունը բնակչության հետագա զարգացման վրա կլինի ամենամեծը: Այս օրինաչափությունը պետք է հաշվի առնել որսը կազմակերպելիս կամ վնասատուների դեմ պայքարում:

Բնակչության տարիքային և սեռային կառուցվածքը.

Ցանկացած բնակչություն ունի որոշակի կազմակերպություն։ Տարածքի վրա անհատների բաշխվածությունը, անհատների խմբերի հարաբերակցությունն ըստ սեռի, տարիքի, մորֆոլոգիական, ֆիզիոլոգիական, վարքային և գենետիկական բնութագրերի արտացոլում են համապատասխան. բնակչության կառուցվածքը ՝ տարածական, սեռ, տարիք և այլն: Կառուցվածքը ձևավորվում է մի կողմից ընդհանուրի հիման վրա կենսաբանական հատկություններտեսակներ, իսկ մյուս կողմից՝ աբիոտիկ միջավայրի գործոնների և այլ տեսակների պոպուլյացիաների ազդեցության տակ։

Բնակչության կառուցվածքն այսպիսով ունի հարմարվողական բնույթ։ Նույն տեսակների տարբեր պոպուլյացիաներն ունեն և՛ նմանատիպ առանձնահատկություններ, և՛ տարբերակիչ հատկանիշներ, որոնք բնութագրում են իրենց բնակավայրերի շրջակա միջավայրի պայմանների առանձնահատկությունները:

Ընդհանուր առմամբ, ի լրումն անհատների հարմարվողական կարողությունների, որոշակի տարածքներում ձևավորվում են բնակչության խմբային հարմարվողականության հարմարվողական առանձնահատկությունները՝ որպես վերանհատական ​​համակարգ, ինչը ցույց է տալիս, որ բնակչության հարմարվողական հատկանիշները շատ ավելի բարձր են, քան նրա բաղկացուցիչ անհատներինը։ .

Տարիքային կազմը- էական է բնակչության գոյության համար։ Օրգանիզմների կյանքի միջին տևողությունը և տարբեր տարիքի անհատների թվաքանակի (կամ կենսազանգվածի) հարաբերակցությունը բնութագրվում է բնակչության տարիքային կառուցվածքով։ Տարիքային կառուցվածքի ձևավորումը տեղի է ունենում վերարտադրության և մահացության գործընթացների համակցված գործողության արդյունքում։

Ցանկացած բնակչության մեջ պայմանականորեն առանձնանում են 3 տարիքային էկոլոգիական խմբեր.

Նախնական վերարտադրողական;

վերարտադրողական;

Հետվերարտադրողական.

Նախավերարտադրողական խումբը ներառում է անհատներ, որոնք դեռ ունակ չեն վերարտադրվելու։ Վերարտադրողական - վերարտադրվելու ունակ անհատներ: Հետվերարտադրողական - անհատներ, ովքեր կորցրել են վերարտադրվելու ունակությունը: Այս ժամանակահատվածների տեւողությունը մեծապես տարբերվում է կախված օրգանիզմների տեսակից:

Բարենպաստ պայմաններում բնակչությունը ներառում է բոլոր տարիքային խմբերը և պահպանում է քիչ թե շատ կայուն տարիքային կազմ։ Արագ աճող պոպուլյացիաներում գերակշռում են երիտասարդ անհատները, իսկ նվազող պոպուլյացիաներում գերակշռում են տարեցները, որոնք այլևս չեն կարողանում ինտենսիվ վերարտադրվել։ Նման պոպուլյացիաները անարդյունավետ են և բավականաչափ կայուն չեն:

Տեսարաններ կան պարզ տարիքային կառուցվածք պոպուլյացիաներ, որոնք բաղկացած են գրեթե նույն տարիքի անհատներից։

Օրինակ՝ մեկ պոպուլյացիայի բոլոր միամյա բույսերը գարնանը սածիլման փուլում են, հետո գրեթե միաժամանակ ծաղկում են, իսկ աշնանը սերմեր են տալիս։

Տեսակների մեջ բարդ տարիքային կառուցվածք բնակչությունը միաժամանակ ապրում է մի քանի սերունդ:

Օրինակ, փղերի փորձով կան երիտասարդ, հասուն և ծերացող կենդանիներ:

Բազմաթիվ սերունդներ (տարբեր տարիքային խմբերի) ընդգրկող բնակչությունները ավելի կայուն են, ավելի քիչ ենթակա են որոշակի տարում վերարտադրության կամ մահացության վրա ազդող գործոնների ազդեցությանը: Ծայրահեղ պայմանները կարող են հանգեցնել ամենախոցելի տարիքային խմբերի մահվան, սակայն առավել տոկունները գոյատևում են և նոր սերունդներ ծնում:

Օրինակ, մարդը դիտվում է որպես տեսակներբարդ տարիքային կառուցվածքով։ Տեսակի պոպուլյացիաների կայունությունն իրեն դրսևորեց, օրինակ, Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ։

Պոպուլյացիաների տարիքային կառուցվածքներն ուսումնասիրելու համար օգտագործվում են գրաֆիկական տեխնիկա, օրինակ՝ բնակչության տարիքային բուրգերը, որոնք լայնորեն կիրառվում են ժողովրդագրական հետազոտություններում (նկ. 3.9):

Նկ.3.9. Բնակչության տարիքային բուրգեր.

A - զանգվածային վերարտադրություն, B - կայուն բնակչություն, C - բնակչության նվազում

Տեսակի պոպուլյացիաների կայունությունը մեծապես կախված է սեռական կառուցվածքը , այսինքն. տարբեր սեռերի անհատների հարաբերակցությունը. Պոպուլյացիաների ներսում սեռական խմբերը ձևավորվում են տարբեր սեռերի մորֆոլոգիայի (մարմնի ձև և կառուցվածք) և էկոլոգիայի տարբերությունների հիման վրա:

Օրինակ՝ որոշ միջատների մոտ արուներն ունեն թեւեր, իսկ էգերը՝ ոչ, որոշ կաթնասունների արուները՝ եղջյուրներ, իսկ էգերը՝ չունեն, արու թռչուններն ունեն վառ փետուր, իսկ էգերը՝ քողարկված։

Էկոլոգիական տարբերություններն արտահայտվում են սննդի նախասիրություններում (շատ մոծակների էգերը արյուն են ծծում, իսկ արուները սնվում են նեկտարով):

Գենետիկական մեխանիզմն ապահովում է ծննդյան ժամանակ երկու սեռերի անհատների մոտավորապես հավասար հարաբերակցություն: Այնուամենայնիվ, սկզբնական հարաբերակցությունը շուտով խախտվում է տղամարդկանց և կանանց միջև ֆիզիոլոգիական, վարքային և էկոլոգիական տարբերությունների արդյունքում՝ առաջացնելով անհավասար մահացություն:

Պոպուլյացիաների տարիքային և սեռային կառուցվածքի վերլուծությունը հնարավորություն է տալիս կանխատեսել դրանց թիվը մի շարք հաջորդ սերունդների և տարիների համար: Սա կարևոր է ձկնորսության, կենդանիներին կրակելու, բերքը մորեխների արշավանքներից փրկելու և այլ դեպքերում հնարավորությունները գնահատելիս: