どのような選択で最適ゾーンが変化するのでしょうか? 最適の法則。 生物に対する環境要因の作用に関する一般法則。 生態学的最適の法則。 トレランスゾーン、ユーリバイオントとステノバイオント

どのような選択で最適ゾーンが変化するのでしょうか? 最適の法則。 生物に対する環境要因の作用に関する一般法則。 生態学的最適の法則。 トレランスゾーン、ユーリバイオントとステノバイオント

05.07.2020

各要因には、生物に対するプラスの影響の一定の制限があります (図 1)。 変動要因の結果は主にその発現の強さに依存します。 因子の作用が不十分な場合も過剰な場合も、個人の生命活動に悪影響を及ぼします。 有利な影響力は、環境要因の最適ゾーン、または単に特定の種の生物にとっての最適ゾーンと呼ばれます。 最適値からの偏差が大きいほど、この因子の生物に対する阻害効果がより顕著になります(ペシマムゾーン)。 因子の譲渡可能な最大値と最小値は臨界点であり、それを超えると存在は不可能になり、死が発生します。 臨界点間の耐久力の限界は、特定の環境要因に関連した生物の生態学的価値と呼ばれます。


代表者 他の種類最適な位置と環境価の両方において、互いに大きく異なります。 たとえば、ツンドラのホッキョクギツネは 80 °C 以上 (+30 から -55 °C) の範囲の気温の変動に耐えることができますが、温水性の甲殻類コピリア ミラビリスは 80 °C の範囲の水温の変化に耐えることができます。 6 °C 以下 (+23 ~ +29 °C)。 ある因子の発現の強度が同じでも、ある種では最適であり、別の種では悲観的であり、3 番目の種では耐久の限界を超える場合があります (図 2)。
非生物的環境要因に関連した種の広範な生態学的価値は、その要因の名前に接頭語「eury」を追加することによって示されます。 ユーリサーマル種 - 重大な温度変動に耐え、ユーリベート種 - 広範囲の圧力、ユーリハリン種 - 環境のさまざまな塩分濃度に耐えます。


米。 2. さまざまな種の温度スケール上の最適曲線の位置:
1、2 - 恒温種、極寒種。
3–7– オイリュサーマル種。
8、9 - 強熱種、好熱菌


因子の重大な変動、または狭い生態学的価数に耐えられないことは、接頭辞「ステノ」(ステノ温熱種、ステノバット種、ステノハリン種など)によって特徴付けられます。より広い意味では、その存在が厳密に定義された環境条件を必要とする種はステノビオントと呼ばれます。そして、異なる環境条件に適応できるものはユーリバイオントです。
1 つまたは複数の要因が同時に発生して臨界点に近づく状態を極端と呼びます。
因子勾配上の最適点および臨界点の位置は、環境条件の作用によって特定の制限内で移動する可能性があります。 これは季節の変化に応じて多くの種で定期的に発生します。 たとえば、冬にはスズメは厳しい霜に耐えますが、夏には氷点下の寒さで死んでしまいます。 何らかの要因に関連して最適値が変化する現象は、順応と呼ばれます。 温度に関して言えば、これはボディの熱硬化のよく知られたプロセスです。 温度順応にはかなりの時間がかかります。 そのメカニズムは、異なる温度で同じ反応を触媒する細胞内の酵素(いわゆるアイソザイム)の変化です。 各酵素は独自の遺伝子によってコードされているため、一部の遺伝子をオフにして他の遺伝子を活性化し、転写、翻訳、十分な量の新しいタンパク質の構築などを行う必要があります。全体のプロセスには平均して約 2 週間かかり、刺激されます。環境の変化によって。 順応、または硬化は、徐々に不利な条件に近づくとき、または異なる気候の領域に入ったときに発生する生物の重要な適応です。 このような場合、それは一般的な順応プロセスの不可欠な部分です。

オプティマムゾーン

最適ゾーン - 環境要因の変動範囲のうち、生物(集団)の生命機能が最大限に発揮される範囲。 環境要因の好ましい影響。

生態学の百科事典。 - キシナウ: モルダビア・ソビエト百科事典の主要編集局。 I.I. デドゥ。 1989年。


他の辞書で「OPTIMUM ZONE」が何であるかを確認してください。

    環境要因の変動範囲の極端な(最適を超えた)領域で、生物(集団)の生命活動の抑制が観察されます。 生態学の百科事典。 キシナウ: モルダビア・ソビエト中央編集局.... 生態辞典

    - (生態学では) あらゆる環境要因には、生物に対するプラスの影響には一定の制限があります。 変動因子の作用の結果は、主にその発現の強さ、つまり投与量に依存します。 プラスの影響を与える要因 ... ウィキペディア

    生態学的要因とは、身体に影響を与える生息地の特性です。 環境の無関係な要素、たとえば不活性ガスは環境要因ではありません。 環境要因は大きく異なります... ... ウィキペディア

    地域- 3.1 エリア: 3 次元の領域または空間。 ソース … 規範および技術文書の用語を収録した辞書リファレンスブック

    我小地区の紋章(説明)・・・Wikipedia

    地質セクション 気候段階 花粉帯 年代測定 完新世 亜大西洋 X 450 紀元前。 現在 時間 IX 亜北方 VIII 3710 450 紀元前。 アトランティック VII 7270 3710 紀元前 e. VI ... ウィキペディア

    肺結核- 肺結核。 目次: I. 病理学的解剖学....................................................110 II. 肺結核の分類.... 124 Ⅲ. クリニック................................................128 Ⅳ. 診断....................................................................160 V. 予後................................................................ ……190 Ⅵ. 処理 … 偉大な医学百科事典

各要因には、生物に対するプラスの影響の一定の制限があります (図 1)。 変動要因の結果は主にその発現の強さに依存します。 因子の作用が不十分な場合も過剰な場合も、個人の生命活動に悪影響を及ぼします。 有益な影響力は次のように呼ばれます。 最適な環境要因のゾーン または単に 最適 この種の生物にとって。 最適値からの偏差が大きいほど、この因子の生物に対する阻害効果がより顕著になります。 (悲観的なゾーン)。 係数の譲渡可能な最大値と最小値は次のとおりです。 重要なポイント、 後ろにそれを超えると存在が不可能になり、死が発生します。 臨界点間の耐久限界は次のように呼ばれます。 生態学的価値観 生物と特定の環境要因との関係。

米。 1.環境要因が生物に及ぼす作用の図式

異なる種の代表者は、最適な位置と生態学的価値の両方において互いに大きく異なります。 たとえば、ツンドラのホッキョクギツネは 80 °C 以上 (+30 から -55 °C) の範囲の気温の変動に耐えることができますが、温水性の甲殻類コピリア ミラビリスは 80 °C の範囲の水温の変化に耐えることができます。 6 °C 以下 (+23 ~ +29 °C)。 ある因子の発現の強度が同じでも、ある種では最適であり、別の種では悲観的であり、3 番目の種では耐久の限界を超える場合があります (図 2)。

非生物的環境要因に関連した種の広範な生態学的価値は、その要因の名前に接頭語「eury」を追加することによって示されます。 温熱性重大な温度変化に耐える種、 ユーリバテス– 広い圧力範囲、 ユーリハリン– 環境の塩分濃度の違い。


米。 2.さまざまな種の温度スケール上の最適曲線の位置:

1, 2 - 恒温種、極寒種。

3–7 – オイリュサーマル種;

8, 9 - 恒温種、好熱菌

因子の大幅な変動、または狭い環境価数に耐えられないことは、接頭辞「ステノ」によって特徴付けられます。 強熱性、ステノベート、ステノハリンより広い意味では、厳密に定義された環境条件を必要とする種をその存在と呼びます。 狭窄性、 そして、さまざまな環境条件に適応できるもの - ユーリビオント。

1 つまたは複数の要因が同時に発生して臨界点に近づく状態を「臨界点」といいます。 過激。

因子勾配上の最適点および臨界点の位置は、環境条件の作用によって特定の制限内で移動する可能性があります。 これは季節の変化に応じて多くの種で定期的に発生します。 たとえば、冬にはスズメは厳しい霜に耐えますが、夏には氷点下の寒さで死んでしまいます。 何らかの要因に関連して最適値がシフトする現象を、 順応。 温度に関して言えば、これはボディの熱硬化のよく知られたプロセスです。 温度順応にはかなりの時間がかかります。 そのメカニズムは、同じ反応を異なる温度で触媒する細胞内の酵素の変化です(いわゆる アイソザイム)。各酵素は独自の遺伝子によってコードされているため、一部の遺伝子をオフにして他の遺伝子を活性化し、転写、翻訳、十分な量の新しいタンパク質の構築などを行う必要があります。全体のプロセスには平均して約 2 週間かかり、刺激されます。環境の変化によって。 順応、または硬化は、徐々に不利な条件に近づくとき、または異なる気候の領域に入ったときに発生する生物の重要な適応です。 このような場合、それは一般的な順応プロセスの不可欠な部分です。

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このセクションのすべてのトピック:

さまざまな機能に対する因子の影響のあいまいさ
各要因は、さまざまな身体機能に異なる影響を与えます (図 3)。 一部のプロセスにとっての最適は、他のプロセスにとっては悲観的なものになる可能性があります。 したがって、冷血動物の気温は+40〜+45°Cです。

生態系の概念。 バイオジオセノーシスの教義
生物群集は、最も近い物質とエネルギーのつながりによって無機環境とつながっています。 植物は二酸化炭素と水が絶えず供給されることによってのみ存在することができます。

生態系におけるエネルギーの流れ
生物の生命活動と生態系における物質の循環の維持は、絶え間ないエネルギーの流れによってのみ可能です(図146)。 結局のところ、地球上のすべての生命は、

一次・二次製品
生態系生産者が太陽エネルギーを捕捉する速度。 化学結合合成された有機物がコミュニティの生産性を決定します。 生成された有機塊

ピラミッドルール
生態系は、各栄養段階での一次生産と二次生産の両方の生成と消費の相対的な速度が大きく異なります。 ただし、すべての生態系は例外なく

生物由来製品の流通
生態系の研究に対するエネルギーアプローチの最も重要な実際的な成果は、科学者によって実施された国際生物学プログラムの下での研究の実施でした。 さまざまな国平和

周期的な変化
群集の周期的変化は、毎日、季節的、長期的な外部条件の周期性と生物の内因性リズムの発現を反映しています。 日次コンバージョン数

継承と余談
群集における漸進的な変化は、最終的には、この群集が、異なる主要な種のセットによる別の群集に置き換わることにつながります。 このような変化の理由は、セノシスの外部にある可能性があります

農業生態系
農業生態系 (農業生態系) は、独立栄養生物の純生産量 (収穫) を高めるために人間によって作成され、多くの特徴において自然のものとは異なります。

生物圏の概念
地球の広大な地域にわたる自然のプロセスに対する生命の影響という考えは、19世紀から20世紀の変わり目に、タイプの依存性を指摘したV.V.ドクチャエフの著作で初めて科学的に実証されました。

生物圏における生命の分布
地球の表面では、現在、生物が完全に存在していないのは、広大な氷河の領域と活火山の火口だけです。 V.I.ベルナツキーは、生物圏における生命の「あらゆる場所」を指摘しました。 について

生物
生物の全化学組成は、大気や岩石圏の組成とは多くの点で異なります。 水素原子と酸素原子が絶対的に優勢であるという点で、水圏の化学組成に近いです。

生物の地球化学的働き
地表に到達するエネルギーの 99% 以上は太陽放射によるものです。 このエネルギーは、水圏、大気、リチウムにおける物理的および化学的プロセスの大部分で浪費されます。

生物圏の安定性
地球上の生命の自立の基礎は生物地球化学サイクルです。 エネルギーを蓄積する有機物の生成過程とその逆の分解過程

生物圏の発展
同位体地質学によって決定される地球の年齢は約50億年です。 最も受け入れられている数字は 46 億年から 47 億年です。 太陽と太陽系の他の惑星の年齢はほぼ同じ

エコロジーと実際の人間活動
人間は、起源、物質的、精神的なニーズによって、生きた自然と密接に結びついています。 これらのつながりの規模と形態は、個々の種類の植物や生き物の現地での利用から着実に成長しました。

件名索引
非生物的要因 19 深海地帯 96 深深層生物 97 独立栄養生物 31 アグロセノーシス 358, 362 農業生態系 357 適応 21

追加
Babeva I.P.、Zenova G.M. 土壌生物学。 M.: モスクワ州立大学出版社、1989 年。ビゴン M.、ハーパー J.、タウンゼント K. 生態学: 個人、集団、コミュニティ。 全 2 巻 M.: ミール、1989. Gorysina T. K. Eco

最適の法則 (生態学で) - どのような環境要因も、生物に対するプラスの影響には一定の制限があります。

変動因子の作用の結果は、主にその発現の強さ、つまり投与量に依存します。 因子は、特定の制限内でのみ生物にプラスの影響を与えます。 それらの効果が不十分または過剰になると、生物に悪影響を及ぼします。

最適ゾーン-これは、人生にとって最も有利な要因の作用範囲です。 最適値からの逸脱は悲観的なゾーンを定義します。 その中で、生物は抑圧を経験します。

転送可能な係数の最小値と最大値- これらは、それを超えると身体が死亡する臨界点です。 有益な影響力は次のように呼ばれます。 最適な環境要因のゾーンまたは単に 最適特定の種の生物の場合。 最適値からの偏差が大きいほど、この因子の生物に対する阻害効果がより顕著になります( 悲観的なゾーン).

最適の法則は普遍的です。 それは、種の存在が可能な条件の境界と、これらの条件の変動性の尺度を決定します。 種は、変化する要因に耐える能力が非常に多様です。 自然界には、狭い専門化と幅広い耐久性という 2 つの極端な選択肢があります。 特殊な種では、因子値の臨界点が非常に近く、そのような種は比較的一定の条件でのみ生存できます。 したがって、魚、棘皮動物、甲殻類などの多くの深海生物は、2〜3℃以内の温度変動にさえ耐えることができません。 湿気の多い生息地の植物(マーシュマリーゴールド、インパチェンスなど)は、周囲の空気が水蒸気で飽和していないと、すぐに枯れてしまいます。 耐久範囲が狭い種はステノビオントと呼ばれ、耐久範囲が広い種はユーリビオントと呼ばれます。 何らかの要因との関係を強調する必要がある場合は、その名前に関連して「steno-」と「eury-」の組み合わせを使用します。たとえば、恒温種 - 温度変動に耐えられない、ユーリハリン - 温度の大きな変動に耐えることができる水の塩分濃度など。

エネルギー最大化の法則(G と Yu Odum によって策定され、M Reimers によって補足されました): 他のシステムとの競争において、エネルギーと情報の流れにより多く貢献し、それらを最大限に効果的に使用するシステムが保存されます。

このシステムは高品質のエネルギーの貯蔵庫を形成し、その一部は新しいエネルギーの供給を確保するために費やされ、物質の正常な循環を確保し、システムの制御、サポート、安定性、変化に適応する能力、システムの安定性を確立するためのメカニズムを作成します。他のシステムとの交換を最大化し、生存の可能性を確実に高めます。

最大生体エネルギーの法則(ベルナツキー・バウアーの法則):安定した不平衡状態(環境との動的に不安定な平衡)にあるあらゆる生物学的および生物学的システムは、発達するにつれて環境に対する影響が増大します。

種の進化の過程では、生物起源の地球化学的エネルギーを増加させるものが生き残ります。生命システムは決して平衡状態になく、自由エネルギーを犠牲にして、物理学と化学の法則によって要求されるバランスの上で有用な仕事を行います。この法律は、他の法律と同様に、環境管理戦略の策定の基礎となります。

講義2。

トピック: 生息地。 環境要因とそれらに対する生物の適応。 庶民の法律。

1. 生息地および環境要因。

2. 最適なルール。 寛容の法則。

3. 制限要因。

4. 庶民の法律。

生息地と環境要因。

生物の生息地非生物的および生物的生活条件のセットです。 環境の特性は常に変化しており、あらゆる生き物は生き残るためにこれらの変化に適応します。

生物が適応反応(適応)で反応する環境の個々の要素は、と呼ばれます 要因.

生物に対する環境の影響は、通常、環境要因と呼ばれる個別の要因を通じて評価されます。

環境要因生物の個体発達の少なくとも 1 つの段階において、生物に直接的または間接的に影響を与える可能性のある環境条件を指します。 環境要因は、非生物的要因、生物的要因、人為的要因に分けられます。

非生物的要因動植物の生命と分布に影響を与える、無機環境における一連の要因全体に名前を付けます。 その中には、物理​​的、化学的、および教育的ものがあります。

- 物理的要因– これらは、そのソースが物理的な状態または現象 (機械的、波動など) であるものです。 たとえば、温度。

- 化学的要因- これらはから来たものです 化学組成環境。 たとえば、陸上や水中の動物の命は、酸素の充足度などに依存します。

- エダフィック・ファクター、つまり 土壌要因は化学的、物理的、土壌要因の組み合わせです。 機械的性質そこに生息する生物の両方に影響を与える土壌と岩。 それらは生息地であり、植物の根系です。

生物的要因– ある生物の生命活動が他の生物の生命活動や無生物環境に及ぼす影響の全体。

人為的要因– 人間によって生み出され、環境に影響を与える要因(汚染、土壌浸食、森林破壊など)。

ほとんどの要因は時間の経過とともに質的および量的に変化します。 たとえば、日中の気温、季節、年ごとなどです。 時間の経過とともに規則的に変化が繰り返される因子を因子といいます。 定期的な(潮汐、一部の海流)。 予期せぬ要因(火山の噴火、捕食者の攻撃など)をこう呼ぶ。 不定期.

生物は常に作動する周期的要因に適応していますが、その中で一次的要因と二次的要因を区別することが重要です。

主要なこれらは、温度、光、潮汐など、生命が誕生する前から地球上に存在していた要素です。

二次周期的要因は、主な要因の変化の結果です。それは、気温に応じた空気の湿度です。 植物の成長の周期的な性質に応じて、植物性食品。 それらは最初のものよりも後に発生し、それらへの適応は必ずしも明確に表現されるわけではありません。

非周期的要因は通常、壊滅的な影響を及ぼします。病気や、場合によっては生体の死を引き起こす可能性があります。

最適なルール。 寛容の法則。

複雑な要因の中で、生物に関してほぼ普遍的ないくつかのパターンを特定できます。 これは 最適なルール.

この規則に従って、生態系、生物、またはその発達の特定の段階では、最も有利な (最適な) 因子値の範囲が存在します。 最適ゾーンの外側には抑圧ゾーンがあり、それを超えると生存が不可能となる臨界点となります。 通常、最大人口密度は最適ゾーンに限定されます。 異なる生物にとって最適なゾーンは同じではありません。

種が特定の範囲の環境要因に適応する能力は、次の概念によって示されます。 生態学的価値観(生態学的可塑性)。

環境価数の合計は 種の生態学的スペクトル.

環境に優しい非プラスチック、つまり 耐寒性の低い種、要因に対する適応範囲が狭い生物は、次のように呼ばれます。 ステノビオント(ギリシャ語の stenos - 狭い、bios - 生命)、より丈夫 - ユーリバイオント(ギリシャ語のevry - 幅広)。 たとえば、温度に関して、生物は恒温動物と高体温動物に分類されます。

それぞれの生物には、さまざまな環境要因に関連して耐久力(耐性)の限界があることは明らかです。 それがポイントです 寛容の法則、これは 1911 年にイギリス人 W. シェルフォードによって仮説化されました。

制限要因。

環境要因を制限する必要性(最適な含有量)と比較した欠乏または過剰により生物の発達を制限するそのような要因に名前を付ける必要があります。 これらは制限要因と呼ばれることもあります。 通常、制限要因によって種の分布とその生息地の境界が決まります。 生物と群集の生産性はそれらに依存します。 したがって、最小限の重要性と過剰な重要性の要因を迅速に特定し、それらの発現の可能性を排除することが非常に重要です(たとえば、植物の場合は肥料をバランスよく適用することによって)。

因子の相互作用の法則。 その本質は、いくつかの要因が他の要因の影響を強化または軽減できるという事実にあります。 たとえば、過剰な熱は空気の湿度が低いことである程度緩和され、植物の光合成のための光の不足は空気中の二酸化炭素含有量の増加などによって補うことができます。 ただし、このことから、要素を交換できるということにはなりません。 これらは交換可能ではありません。

庶民の法律

現代の生態学のルールと法則は、アメリカの生態学者 B. Commoner (1974) の格言である公理に要約されています。

1). 自然界と人間社会における物事や現象の普遍的なつながりについて(「すべてのものはすべてのものとつながっている」)。 地球上のすべての生命は流れの影響を受けます 太陽光エネルギー、そのリズム。 地球規模の物質循環、風、海流、川、鳥や魚の移動、種子や胞子の移動、これらすべてが地球の遠隔地とその自然複合体を結びつけ、生物圏に統一通信システムの特徴を与えます。

2). 保存法について。(「すべてはどこかへ行かなければならない」)。 人間の生産物とは異なり、生きた自然には一般に無駄がありません。 落ち葉や動物の死骸は、虫や昆虫など、他の生物の餌となります。 菌類や細菌が分解する 有機物無機物に変化し、それらは植物によって利用されます。 一般に、生物圏は物質のバランスと、合成と崩壊の速度の同等性を維持しています。 これは生物圏における物質の閉じた循環です。

3). 開発価格について。 (「無料で手に入るものは何もありません」)。 大規模システムは、より複雑な組織に向けて進化することができます。 彼らの発展は次のような理由だけで起こるわけではありません 環境だけでなく、独自のリソースも含まれます。 システム内で新たに取得すると、ある程度の損失と新たな問題の発生が伴います。

4). 進化的選択の主な基準について(「自然が一番よく知っている」) 自然を「知る」可能性と権利 最良の選択肢開発は、選択と試行錯誤を繰り返しながら、新しい物質、各分子を他の物質の複合体全体に注意深く調整しながら、何十億年にもわたって発展してきました。

5). 有限資源の法則(「誰にとっても十分ではありません。」) 自然界では、最大「生命圧力」の法則が適用されます。つまり、生物は最大数を保証する強度で繁殖します。 もし生殖に制限がなければ、「生物爆発」が起こり、数時間のうちに生物の質量は地球の質量を超えるでしょう。 これは物質の制限によって起こるものではありません。地球上の栄養素の質量は有限であり、制限されています。 すべての分裂細胞、胞子、種子、卵、幼虫などには十分ではありません。 これは、地球上のすべての生物の生命物質の総量はほとんど変化しないことを意味します。

トピック 2. 生息地。 実践レッスン

環境要因とそれらに対する生物の適応。

1. 環境要因とは何ですか (例を挙げて説明します):

紫外線

土壌水分

日食

水中のガスの濃度

海の深さ

昆虫による植物の花の受粉

面傾斜角

風速

海抜の高さ

水の流速

地下水の深さ

秋の燃える葉

水の塩分濃度

雪の厚さ

2. どの環境要因 (非生物的、生物的、人為的) が含まれるかを決定し、列に配分します。

3. 提案された各例で、制限と考えられる要因を選択します。 提案された条件では生物の存在を許可しない:

a) 深さ 6000 m の海洋の植物の場合:

温度、

二酸化炭素、

水の塩分濃度、

b) 夏の砂漠の植物の場合:

温度、

プレッシャー;

c) モスクワ近郊の森の冬のムクドリの場合:

温度、

酸素、

空気湿度,

d) 黒海のカワカマスの場合:

温度、

水の塩分濃度、

酸素;

e) 北タイガの冬のイノシシの場合:

温度、

酸素、

空気の湿度、

雪の深さ。

4. 7 つの斑点の数の依存性のグラフ (図 1) を検討します。 てんとう虫周囲温度を考慮し、次のパラメータを指定します。

a) この昆虫にとって温度は最適です

b) 最適ゾーンの温度範囲

c) ペシマムゾーンの温度範囲

d) 2 つの重要な点

e) 種の耐久限界

人数(個人)

図1。 てんとう虫の数の周囲温度への依存性

5. 畑のオーツ麦を制限しない要因を選択します。

a) たっぷりの水

b) 水分不足

c) 土壌中の高濃度のヒ素

d) カリウムイオンの欠乏

d) 豊富な硝酸塩

f) 土壌中の高濃度の鉛イオン

g) 土壌中のヒ素濃度が低い。

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