Екологія тварин (Дом ...

Біосферою називають зовнішні частини земної кулі (атмосферу, гідросферу, літосферу), заселені живими істотами, що змінили її вихідний склад і стан. Біосфера включає нижню частину повітряної оболонки - тропосферу, всю водну та верхню частину твердої оболонки - кору вивітрювання. Світовий океан заселений від поверхні до найбільших глибин. Так, на глибині близько 11000 м виявлено червів, молюсків, ракоподібних. Власне населення мають вода і суша, тоді як чисто повітряних організмів, не пов'язаних ні з літосферою, ні з гідросферою, немає. У повітрі більш-менш тривалий час проводять активно або пасивно літаючі наземні (сухопутні) і водні організми (перш за все цисти, спори і т. п.). Але всі вони як субстратом або місцем харчування користуються літосферою або водним середовищем.

Тварин гідросфери (гідробіонтів) поділяють на кілька груп:

Планктон - сукупність організмів, які населяють товщу води і пасивно переносяться течією. До складу зоопланктону входять найпростіші, медузи, черви, ракоподібні, личинки безхребетних і риб.

Нектон - сукупність організмів, здатних активно плавати на значні відстані. Нектонними організмами є китоподібні, риби, головоногі молюски.

Бентос - сукупність організмів, які живуть на поверхні ґрунту та в ґрунті морських і континентальних водойм. До складу зообентосу входять найпростіші, губки, кишковопорожнинні, черви, молюски, ракоподібні.

Авіабіонти - жителі атмосфери, зосереджені переважно в нижніх її шарах на межі із землею, проте є й такі, що піднімаються на значну висоту. Павукоподібні зустрічаються на висоті близько 9000 м., птахи (клушиці, грифи) - 8000 м., комахи (метелики, перетинчастокрилі) - 6000 м., ссавці (снігові барси, гірські барани, яки) - 5500 м, верхня межа біосфери знаходиться приблизно на висоті 10-15 км, де спостерігалися живі організми: бактерії, спори грибів і найпростіші.

Хтонобіонти - тварини, що населяють сушу. Кожній ландшафтній зоні властива своя фауна. Значна частина видів пристосувалася до життя на деревах (дендробіонти).

У ґрунті життя зосереджене переважно в поверхневих шарах. Більшість жителів ґрунту -- едафобіонтів, мешкає в поверхневих шарах, не спускаючись нижче ніж 50 см. Нори деяких тварин (ящірок, кротів, землерийок, борсуків та ін.) сягають глибини 2-3 м. Дощові черви, терміти і мурашки-листорізи в пошуках вологих горизонтів закопуються іноді на 5-8 м.

Найбільш характерною особливістю біосфери є те що в її межах безперервно відбувається кругообіг речовин, провідною ланкою якого є живі організми з їх здатністю до обміну речовин і енергії з середовищем. Вони являють собою такі «відкриті системи», речовина яких постійно розпадається і знову відновлюється в результаті розпаду і синтезу, тісно переплетених один з одним. Стійкість живої матерії і здатність організмів відтворювати собі подібних засновано на певних співвідношеннях асиміляції і дисиміляції, що представляють суворо координовану і дуже складну систему ланцюгових біохімічних процесів, що знаходяться не тільки в певному просторової зв'язку, але й послідовно здійснюються в часі.

Середовище існування - та частина природи, яка оточує живий організм, популяцію або складніші біологічні угруповання, з якою вони взаємодіють. Кожен вид тварин живе в певному зовнішньому середовищі, зазнаючи впливу його різноманітних факторів, пристосовується (адаптується) до відповідних умов і у свою чергу - як зворотний зв'язок - впливає на середовище. Окремі елементи середовища (фактори) - абіотичні, біотичні, антропогенні - діють на тваринний організм комплексно, безпосередньо або опосередковано. Вони впливають на поширення тварин по Землі, їхню поведінку, темпи життєвих процесів та ін. Дія деяких факторів змінюється з певною ритмічністю (протягом доби або року). Періодичні зміни факторів середовища зумовлюють появу у тварин біологічних циклів - ритмічних повторень біологічних явищ. Біологічні цикли можуть бути добовими, сезонними (річними) і багаторічними. Добові виражаються закономірним коливанням фізіологічних явищ у поведінці тварин протягом доби (здебільшого чергування періоду активності і спокою ). Залежно від того, в яку пору доби тварини ведуть активний спосіб життя, їх поділяють на денних, нічних, присмеркових і тварин з цілодобовою активністю. Сезонні біологічні цикли - періодичність линяння, розмноження, міграцій, сплячки тощо - є пристосуванням до сезонних змін умов існування. Багаторічні біологічні цикли пов'язані з коливанням планетарних факторів, наприклад, зміною сонячної активності. Вони проявляються в інтенсивності розмноження і коливаннях чисельності окремих видів.

Абіотичні фактори впливають однобічно, направлено. При цьому чинник впливає, а організм пристосовується. Вплив буває двох типів:

1)безпосереднє (прямо на обмін речовин)

2)знакове (інформаційне, сигнальне) - приклад - динаміка фотоперіоду.

При абіотичних впливах зворотного впливу організму на фактор немає. (Точніше, він є, але здійснюється на надорганізменних рівнях - рівні популяції, біоценозу.)

Біотичні фактори важко назвати факторами в прямому їх розумінні. Це система відносин, що виходить на організменний рівень. Одже, ці дві групи факторів не однотипні.

Дія будь-якого фактора на організм залежить не тільки від природи, характеру самого фактора, але і від його ступеня, інтенсивності та дозування. Виділяють кілька рівнів впливу фактора середовища на життєдіяльність організму:

1)зона оптимуму - в ній все адаптіційні механізми організму протидії фактору відключені.

2)зона "норми реакції" - у цій зоні включаються адаптаційні механізми до цього фактору.

3)зона песимуму - у цій зоні організм ще виживає, але робить це за рахунок крайньої напруги, наприклад через придушення функції розмноження.

Явище пристосованості, чи адаптації, полягає в тому, що тварина за своєю організацією і властивим їй проявам нервової діяльності відповідає умовам даного середовища настільки, що в тій чи іншій мірі забезпечується проходження життєвого циклу особин і виживання виду.

Сукупна дія факторів називається констеляцією факторів. Вплив одного чинника змінює характер впливу іншого. Інформація про оптимальні значеннях окремих факторів і про діапазон прийнятних коливань характеризує відношення популяції до дії фактора. Однак у природі жоден фактор не діє ізольовано. Навіть пара спільно діючих факторів вже впливає один на одного. Наприклад на практиці завжди звертають увагу на спільну дію температури і вологості. Реакції організмів на холод в сухому і вологому кліматі різні. Вологе повітря добре проводить тепло, а сухе повітря виконує термоізоляційну функцію. Тому при високій вологості суб'єктивно холодніше. Вітер сам по собі на обмінні процеси не впливає, але впливає на втрати тепла з поверхні організмів. При однаковій високій температурі прохолодніше в сухому кліматі, при великій вологості і високій температурі випаровування поту блокується.

Говорячи про оптимальні умови в природі, ми маємо на увазі не фізіологічний оптимум, а екологічний оптимум. Прикладом може слугувати вплив снігового покриву. Сам сніговий покрив не впливаючи на обмін речовин модифікує вплив температурного чинника, оскільки мікроклімат під снігом значно відрізняється. Існує безліч гризунів, які живуть під снігом, ночівлі під снігом влаштовують численні дрібні птахи. Отже, характер снігового покриву "коригує" погодні умови взимку для дрібних тварин, що мешкають під снігом.

Ареал поширення будь якого виду буде тільки там, де фактори виражені в зоні норми. Крім того, фізіологічні оптимуми всіх факторів можуть і не потрапити в зону ареалу. У цьому випадку "екологічним оптимумом" буде ділянка земної поверхні, на якому хоча б найважливіші фактори будуть в найбільш сприятливих для виду нормах. Екологічний песимум - частина ареалу з найменш вдалим поєднанням чинників, хоча деякі фактори можуть бути представлені в оптимальних значеннях.

Отже екологічний оптимум не відповідає фізіологічному оптимуму. Тому з екологічної точки зору безпідставно говорити "песець живе в екстремальних арктичних умовах" або "фенек живе в екстремальних умовах пустелі". Це антропоморфізм: для песця умови Арктики оптимальні, а не екстремальні.

Можна вирізняти тварин з широкою або вузькою екологічною валентністю по відношенню до певного фактору виділяючи наприклад еврітермних і стенотермних тварин по відношенню до меж пристосування до температури (від грецьких слів eurys- широкий і stenos-- вузький).

Характеризуючи той чи інший вид за положенням його оптимуму на спектрі даного чинника, до назви чинника додають оліго-, мезо- або полі-(від грецьких слів oligo- мало, meso- середньо, poly- багато) і розрізняють, та ким чином , по відношенню до того ж фактору температури оліготермні, мезотермні і політермні види.

Поряд з властивістю тварин вишукувати і обирати необхідні їм умови існування, а також зі здатністю витримувати коливання факторів середовища, у виживанні першочергове значення має здатність до вироблення в процесі еволюції спеціальних пристосувань до умов проживання.

Цілком залежачи від навколишнього середовища, тварини зі свого боку в процесі життєдіяльності надають на складові її частини глибокий вплив. Цей зв'язок проявляється всюди вже в самому харчуванні тварин за рахунок інших організмів. Особливо помітною стає вона при масовому розвитку того чи іншого фітофага. Деревна рослинність, особливо хвойні ліси, систематично піддаються нападу комах-шкідників. Так, наприклад, розвиток сибірського шовкопряда викликає часом загибель кедрівників та інших хвойних лісів на площі сотень тисяч гектарів, що супроводжується відповідними змінами в складі всього рослинного покриву і тваринного населення. Іншим прикладом може бути вплив тварин на ґрунт, самі тільки дощові черв'яки на різних ґрунтах спостерігаються у чисельності від кількох десятків тисяч до

100 і більше тисяч на 1 га, а кількість землі що виноситься ними досягає 50 кг на рік на 1 га.