Ағза мен қоршаған орта қарым-қатынасының негізгі заңдылықтары

Тақырып 2 Ағза мен қоршаған орта қарым-қатынасының  негізгі заңдылықтары

Сұрақтар:

1.Қоршаған орта және  экологиялық факторлар туралы  түсінік.

2.Экологиялық факторлардың  жіктелуі.

3.Шектеуші факторлар.

Ағзаның қоршаған ортасы дегеніміз- оның тіршілігіндегі абиотикалық ,биотикалық жағдайларының жиынтығы.

Тіршілік ортасы дегеніміз  – кез-келген организмнің өсіп-өніп, көбеюіне,ұрпақтарын жалғастыруға қолайлы  табиғи, тарихи қалыптасқан орта. Тіршілік ету ортасы үнемі өзгеру үстінде, соған сай ағза қоршаған ортасына бейімделеді.

Ағзалар негізгі үш тіршілік ету ортасын игерген: су, құрлық-ауа, топырақ, биологтар бұдан басқа 4-ші мекен ету ортасын ашқан - тірі ағзаның өзі.

Су тіршілік ортасы. Су ортасы организмдер үшін қолайлы болғанымен оның өзіне тән ерекшеліктері болады. Олардың қатарына судың тұтқырлығын, тұз концентрациясын,қысым, оттегінің мөлшерін, су қабатының қозғалыстары мен ағыстарын, айналымдарды, қорек қорын, судың ащы немесе тұщы қасиеттерін жатқызамыз. Құрлықпен салыстырғанда су ортасының температурасы тұрақты болып келеді. Судағы организмдердің таралуына негізгі әсер ететін факторлар судың тығыздығы және тұтқырлығы. Су қабатының әр түрлі тереңдігінде тығыздық пен тұтқырлыққа қатысты организмдер түрліше бейімделеді. Өсімдіктердің сабағы оңай иіліп-жазылатын болып келсе, ал жануарлардың денесі майланып немесе жүзуге ыңғайлы болып келеді. Судың тұздылығы да организмдер үшін аз роль атқармайды. Су тамаша еріткіш болғандықтан, онда карбонаттар, сульфаттар,, хлоридтер көп кездеседі. Мысалы, тұщы судың 1 л көлемінде 0,5 г тұз болса, ал теңіз суларында 35 г болады. Тұщы су организмдері үшін кальцийдің ролі үлкен. Әсіресе, моллюскалар, шаян тәрізділер мен омыртқасыз жәндіктер кальцийлі ізбесті қауашақтар түзу үшін пайдаланады. Тұщы суларда өсімдік өзеннің немесе көлдің түбіне дейін өсетіндіктен ол еріген оттегіне бай келеді. Әсіресе, тау өзені суларында оттегі көп болады. Осыған байланысты бұл ортада форель, тау албырты, хариус жақсы сезінсе, оттегі аз көлдерде – сазан, карась, жайын, табан балықтар еркін өмір сүреді. Су ортасының факторларына байланысты гидробионттарды бірнеше экологиялық топтарға бөледі. Судың қалың қабатын пелагиаль деп, ондағы организмдерді екі топқа бөледі - нектон және планктон.

Планктон – дегеніміз судың беткі қабатында оның ағысымен қалқып жүретін ұсақ омыртқасыз жәндіктер. Планктондардың өзі – зоопланктондар және фитопланктондар деп бөлінеді.

Нектондар – дегеніміз судың терең қабатында еркін жүзіп жүретін балықтар, т.б. организмдер. Нектондардың суда жүзуге икемді денесі, жүзу қанаттары, жақсы дамыған сезім және қозғалу мүшелері бар. Оларға балықтардың түрлері, кальмарлар, киттер, тюленьдер,морждар, дельфиндер жатады.

Бентостар – дегеніміз судың түбіндегі субстраттарда тіршілік ететін организмдердің жиынтығы. Бентостар: фитобентос және зообентос деп бөлінеді. Негізінен барлығы да баяу қозғалатын немесе қозғалыссыз өмір сүретіндер.

Құрлық-әуе  тіршілік ортасы . Құрлық пен әуе ортасы организмдер үшін күрделі өзгерістер үздіксіз жүріп жататын, табиғаты сан қилы орта. Құрлық, ауа факторларының ішінде – ауа, жауын-шашын, топырақ ылғалы, эко,микроклимат және географиялық белдеулер организмдер үшін үлкен роль атқарады. Организмдердің бірегей топтары тіршілік ететін жерлердің климаты да ерекшеленіп айрықша ауа-райын туғызады. Мұны біз сол жердің экоклиматы деп атаймыз. Ал, кейбір ұсақ жәндіктер үшін ін, ағаштың діңі т.б. оқшауланған жерлердің өзіне тән абиотикалық факторлардың жиынтығы, тұрақты климаты қалыптасады. Бұл жерлер өзінше микроклимат құрайды.

Топырақ –  тіршілік ортасы. Жер бетінде топырақ түзілу процесі ұзаққа созылған биогеохимиялық айналымның жемісі. Топырақтың түзілуінде өсімдіктердің, микроорганизмдердің ролі ерекше. Топыраққа қатысты барлық қасиеттер мен көрсеткіштер эдафикалық факторларға жатады. Топырақтың негізгі көрсеткіші оның құнарлылығы,яғни өсімдіктерді қоректік заттармен,ауамен,т.б. жағдайлармен қамтамасыз ету. Топырақтың құрамындағы қарашірік немесе гумус оның құнарлылығын сипаттайды.Гумус дегеніміз- гумин қышқылынан, фульвоқышқылынан, гуминнен (гумин қышқылы мен фульвоқышқылының комплексі) және ақуыз,липид,микро-,макроэлементтерден тұратын күрделі органикалық зат. Физикалық ортаның күйін сипаттайтын ағзаларды индикаторлар деп атаймыз. Мысалы, топырақтың

тұздылығын галофиттер (тұзды топырақта өсетін өсімдіктер) сипаттайды.

Топырақтағы организмдердің экологиялық топтары.

Геобионттар – топырақтың тұрақты тіршілік иелері. Олардың барлық тіршілігі топырақта өтеді. Негізгі өкілдері: микроорганизмдер, қарапайымдылар, ұсақ жәндіктер т.б.

Геофильдер  – тіршілігінің біраз бөлігі топырақпен байланысты организмдер. Оларға шегірткелер, қоңыздар, қандалалар т.б. жатады.

Геоксендер – топырақ қабаттарын уақытша немесе тұрағы үшін ғана пайдаланатындар.

Тірі организмдердің өзі – тіршілік ортасы. Өсімдіктер,жануарлар және микроорганизмдердің ішінде көптеген олардың өкілдері екінші бір организм есебінен тіршілігін жалғастырып отырады. Мұндай организмдерді – паразиттер немесе арамтамақтар деп атаймыз.

Бұлардан басқа паразиттердің  тұрақты түрлері де бар. Олар иесінің  денесінде өмір бойы тіршілік етеді.

Организмдердің паразиттік жолға түсуінің бірнеше жолдары бар:

1) ұсақ организмдердің  ірі сүтқоректілердің немесе  басқа да омыртқалылардың індеріне, ұяларына еркін еніп қолайлы орта тауып, одан соң сол организмнің денесіне бірте-бірте енеді.

2) организмдердің паразиттік жолға жыртқыштық жолмен түсуі.

3) ұсақ организмдердің  болашақ иесінің денесіне кездейсоқ  жолмен түсіп, сонда орнығып, паразитке айналуы. Ортаның ағзаға әсер етуі экологиялық факторлар арқылы жүзеге асады.

Экологиялық факторлар- ортаның ағзаға әсер ететін белгілі бір жағдайлары мен элементтері. Олар абиотикалық, биотикалық, антропогендік деп 3 түрге бөлінеді. Абиотикалық факторлар дегеніміз- Өлі табиғи орта факторларының жиынтығы. Олар бірнеше түрге жіктеледі: физикалық, химиялық, топырақ, Физикалық факторларға күн сәулсі, жердің геофизикалық өрісі( магнитттік, электромагниттік, радиоактивтік), шу, вибрация т.б. Химиялық факторларға қоршаған ортаның химиялық құрамы кіреді. Тау жыныстары мен топырақтың химиялық, физикалық, механикалық қасиеттерінің

жиынтығы. Топырақта тіршілік ететін ағзаларға әсер етеді. Бірақ тірі ағзаларға тек абиотикалық орта ғана әсер етіп қоймайды, сонымен қатар, ағзалар қорек, жайылым, аң аулау территориясы үшін бәсекелестікке түсіп, бірлестік құрады. Осы кезде түр ішінде және түр арасында жыртқыштық, паразитизм, және т.б күрделі қарым-қатынастар қалыптасады. Биотикалық факторлар – тірі ағзалардың бір-біріне және олардың қоршаған ортаға әсерлерінің жиынтығы. Мысалы орман өсімдіктері өз алдына микроклимат түзеді. Түр ішіндегі қарым-қатынас топтық эффект және түрішілік бәсекелестік арқылы жүзеге асады. Түр аралық қарым-қатынастар алуан түрлі.

Нейтрализм- екі түр де бір-біріне тәуелсіз және бір-біріне әсері жоқ. Түрлерге бай бірлестіктерге тән.(00)

Бәсекелестік- түрлер бір-біріне қолайсыз әсер етеді (--) Paramecium caudatum, aurelia.

Мутуализм- түрлер бір-бірінсіз тіршілік ете алмайды. Автотрофтар мен гетеротрофтар арасында болатын.(++)

Протокооперация (селбесіп тіршілік ету)– түрлер бірігіп бірлестіктер құрады, бірақ бөлек жүріп те тіршілік ете алады., бірақ бірлестік оларға пайда алып келеді. Мыс. Шаян арқасына ішекқуыстыларды отырғызып, сол арқылы жасырынып, атпалы жасушаларымен қорғанады. Бірақ ішекқуыстылар шаяннан қорек қалдықтарын алады және оны транспорт ретінде қолданады.(++)

Комменсализм- бір түр, комменсал, бірлесіп тіршілік етуден пайда табады, ал екіншісіне оның әсері жоқ. (+0) Мыс. Теңіздер мен мұхиттарда раковинаның іштерінде ұсақ шаянтәрізділер тіршілік етіп, паналайды, ал раковинаның иесіне оның зияны да пайдасы да жоқ.(+0)

Аменсализм- бір түр екінші түрдің өсуі мен дамуына кері әсер етеді. Ал өзі одан ешқандай әсер алмайды. (-0) аллелопатия - өсімдіктерде.

Жыртқыштық- Жыртқыш жемтікпен қоретенеді (+-) яғни, бір түрге қолайлы , екінші түрге кері әсері бар. Жыртқыштар басқа жануарларды аулап , өлтіріп қоректенеді. Оларға аңшылық мінез тән.

Паразитизм- ______паразиттік түр өзінің тіршілік ететін иеснісің өсуі мен дамуын тежеп, өлімге әкелуі мүмкін.(+-) Паразит иесінің денесін қорек көзі ретінде және мекен ретінде пайдаланады.

Антропогенді фактор –Адам әрекеті арқылы туындаған факторлар, оның қоршаған ортаға әсері. Мончадский, 1958 жылы факторларды периодтық және периодсыз деп екіге бөледі. Белгілі бір уақытта қайталанып отыратын факторларды периодты деп атайды.: климаттық, приливы и отливы и т.д. Ағзалардың қоршаған ортаға бейімделуі- адаптация деп аталады. Адаптация үш негізгі фактор арқала жүзеге асады: тұқымқуалаушылық, өзгергіштік, табиғи сұрыпталу. Ағзалар үнемі әсер етуші периодты факторларға бейімделген.Ол факторларды біріншілік, екіншілік деп екіге бөледі. Бірінші реттік факторлар тіршілік пайда болмас бұрын қалыптасқан: жарық, температура, қайту және толысу, геофизикалық өрістер т.б. Екінші реттік факторлар біріншісінің өзгеруі нәтижесінде пайда болады. Температураға қатысты ылғалдылықтың өзгеруі т.б. Периодсыз факторлар- катастрофалық өзгеріске әкеледі, ағзалар өліп, құрып кетеді. Мыс: адам өз мақсатында зиянкестерге қарсы ДДТ препаратын қолданды. Нәтижесінде белгілі уақыттан соң бұл препараттарға зиянкестер бейімделіп кетті. Кейбір маңызды физикалық және химиялық факторлардың ағзаға әсері:

Температура . Организмдердің тіршілігі мен дамуы және таралуы үшін қажетті факторлардың бірі. Сондықтан организмдер төменгі немесе жоғарғы температураға бейімделе отырып өзінің қалыпты тіршілігін үйлестіріп отырады. Температураның шыдамдылық шегі ыстық пен суық. М.Ламотт. Оптимальды температураның көлемі түрдің осы факторға деген төзімділігін білдіреді немесе түрдің экологиялық «экологиялық валенттілігі» деп аталады. Температураға қатысты түрлерді пойкилотермді және гомойотермді деп бөледі. Пойкилотермді ағзалардың дене температурасы қоршаған орта температурасына тәуелді болады: жәндіктер,жорғалаушылар мен қосмекенділер т.б. Гомойотермді ағзалардың дене температурасы тұрақты және қоршаған орта температурасынан тәуелсіз. Бір түрге жататын жануарлардың тіршілік формалары төменгі температураға қатысты қалыптасуы мүмкін,салқын аймақтарда жануарлар қоректік заттарды молжинақтап,дене массасын арттырады. Бұл заңдылықты Бергман заңы деп атаймыз: салқын аймақ популяцияларындағы жылы қанды жануарлардың дене өлшемдері салыстырмалы түрде үлкен болып келеді. Аллен заңы: түрлі климаттық жағдайда тұрақты температураны ұстап тұру қабілетіне қарай солтүстіктен оңтүстікке жылжыған сайын жануарлардың денесінен шығыңқы бөліктері ұзара түседі. Глогер заңы: ылғалды климатта тіршілік ететін жануарлардың дене жабынының түсі қошқыл,ал құрғақ климаттағы жануарлардың дене жабынының түсі солғын болып келеді. Бұдан басқа температураны реттеудің физиологиялық, морфологиялық, мінез-

құлықтық түрлері бар. Физиологиялық  реттеу түріне булану немесе тері бездерініен тердің бөлінуі әсерінен салқындау жатады. Морфологиялық түріне дене жабыны, мысалы қалың терісі, тері астындағы қалың май қабаты т.б. Мінез-құлықтық түріне пингвиндер мен бір өркешті түйелердің қызық инстинктілерін мысал ретінде айтуға болады: бірнеше

күнге созылған аязды суық күндері  пингвиндер бір жерге шоғырланады, ортасында температура біршама жылы болып тұрады, жылынып алған пингвиндер сыртқа қарай шығып, сыртындағылар жылыну үшін ішке қарай ойысады. Сөйтіп, күн жылынғанша дөңгеленген шоғыр жайлап қозғала береді, кейде бірнеше км-ге дейін созылады. Ал, шөлді жерде кездесетін бір өркешті нар түйелері аптап ыстықта екеулеп бір-біріне жабысып тұрғанда бүйірлеріндегі температура +350 болса, күн түсіп тұрған бүйірлеріндегі температура +70 С0 болады. Салқыннан қорғану үшін кейбір жануарлар қысқы ұйқыға кетеді, мысалы, борсық, аю т.б. Кейбір организмдер тек активті кездерінде ғана дене температураларын тұрақты ұстап тұруға тырысады, ал активтілігі бәсеңдеген кезде сыртқы орта температурасымен қайта теңеліп отырады. Бұл организмдер тобын гетеротермді жануарлар дейді. Олардың негізгі өкілдері – аю, кірпі, жарқанат, суырлар т.б.

Жарық. Жарық – тірі организмдер үшін негізгі факторлардың бірі. Күн сәулелерінің жер бетіне келіп жететін барлық мөлшерінің 50 % ғана бізге көрінсе, қалған бөлігін көрінбейтін инфрақызыл және ультракүлгін сәулелері құрайды. Жарық, әсіресе, жасыл өсімдіктер үшін өте қажет. Фотосинтезді химия тілімен көрсетсек:

6СО2+ 12Н2О =С6Н12О6+6О2+6Н2О

Мұнда: СО2 – көмір қышқылының молекуласы;

Н2О – су молекуласы,

О2 –оттегі молекуласы;

С6Н12О6 – глюкоза молекуласы.

Атмосферадағы СО2 мөлшері тұрақты (0,03 %) бола отырып фотосинтездің жүру процесін, жылдамдығын тездетуге әсері мол, ал қалғаны су мен күн энергиясы жер бедеріне қарай өзгеріп отырады. Тірі организмдер үшін жарықтың мол түсуі, күші, сапасы мен мөлшері үлкен роль атқарады. Организмдердің қалыпты тіршілігі үшін жарық режимінің тұрақтылығы, жиынтығы қажет. Өсімдіктердің жарық режиміне қатысты бірнеше экологиялық топтары бар:

Гелиофиттер - жарық сүйгіш өсімдіктер, астық тұқымдастар, шалғындық өсімдіктер. Ашық күн сәулесі түсетін жерлерде өседі. Сциофиттер - көлеңке сүйгіштер. Ылғалды қарағай ормандары мен тропикалық ормандардың өсімдіктері, қалың орман, тоғайлардың төменгі ярустарында өседі. Факультативті гелиофиттер немесе көлеңкеге төзімді өсімдіктер. Бұл өсімдіктердің экологиялық валенттілігі басқа екеуімен салыстырғанда жоғары, себебі, күн көзіне де, көлеңкеге де төзімді болып келеді. Жарық жануарлар үшін бағдарлау қызметін атқарады. Жануарлардың даму эволюциясының нәтижесінде жарықты сезгіш мүше және күрделі көздер пайда болған. Жануарлардың күндіз және түнде тіршілік ететіндері бар. Кейбір түрлері тек қараңғыда ғана өмір сүруге бейімделген. Жануарлар әлемінде денесінен жарық шығаратын құбылыс болады. Оны - биолюминесценция дейді. Бұл организм денесіндегі күрделі органикалық қосылыстардың тотығу процесінің нәтижесі. Жылдың, тәуліктің ырғақты ауысу мерзіміне байланысты әрбір организмнің де тіршілігінде тәуелді түрде қайталанып отыратын даму ырғағы пайда болады. Бұл құбылыс тіршілік үшін күресте ұзақ жылдар бойы қалыптасқан даму эволюциясының жемісі. Бұл құбылысты биологиялық ырғақтар дейді. Организмдер тіршілігіндегі ырғақты қайталанулар процестерінде көптеген әсер етуші немесе қозғаушы факторлар бар. Соның ішінде жетекші рольді жарық атқарады. Мысалы: жануарлар қысқа дайындыққа күзден бастап кірісе бастайды. Осындағы негізгі қозғаушы күш – күннің ұзақтығының қысқаруына байланысты ауа-райының салқындай бастауы. Жыл бойы күннің ұзақтығы өте дәлдікпен ұзарып немесе қысқарып отырады. Осыған байланысты организмдер тіршілігінде экологиялық факторлардың комплексті түрде әсері оған организмнің жауабы үйлесімді жағдайда алмасып отырады.