Život u kipućoj vodi. Ekstremofili su organizmi koji žive u ekstremnim staništima.Najčešće se koristi sedam uobičajenih kriterija vrsta.
Temperatura je najvažniji faktor životne sredine. Temperatura ima ogroman uticaj na mnoge aspekte života organizama, njihovu geografiju distribucije, reprodukciju i druga biološka svojstva organizama koja uglavnom zavise od temperature. Domet, tj. temperaturne granice na kojima život može postojati kreću se od oko -200°C do +100°C, ponekad se utvrdi postojanje bakterija u toplim izvorima na temperaturi od 250°C. U stvari, većina organizama može preživjeti unutar još užeg raspona temperatura.
Neke vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama blizu tačke ključanja. Gornja temperaturna granica za bakterije toplih izvora je oko 90°C. Promjenjivost temperature je vrlo važna sa ekološke tačke gledišta.
Svaka vrsta može živjeti samo unutar određenog raspona temperatura, takozvanih maksimalnih i minimalnih smrtonosnih temperatura. Iznad ovih kritičnih ekstremnih temperatura, hladnih ili vrućih, dolazi do smrti organizma. Negdje između je optimalna temperatura, u kojem je aktivna vitalna aktivnost svih organizama, žive tvari u cjelini.
Prema toleranciji organizama na temperaturni režim dijele se na euritermne i stenotermne, tj. sposoban izdržati široke ili uske temperaturne fluktuacije. Na primjer, lišajevi i mnoge bakterije mogu živjeti na različitim temperaturama, ili su orhideje i druge biljke koje vole toplinu tropskih zona stenotermne.
Neke životinje mogu održavati konstantnu tjelesnu temperaturu, bez obzira na temperaturu. okruženje. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni. Kod drugih životinja, tjelesna temperatura se mijenja ovisno o temperaturi okoline. Zovu se poikiloterme. U zavisnosti od načina na koji se organizmi prilagođavaju temperaturnom režimu, dijele se u dvije ekološke grupe: kriofili - organizmi prilagođeni hladnoći, niskim temperaturama; termofili - ili toplinu.
Allenovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je ustanovio D. Allen 1877. Prema ovom pravilu, među srodnim oblicima homoiotermnih (toplokrvnih) životinja koje vode sličan način života, one koje žive u hladnijim klimatskim područjima imaju relativno manje izbočene dijelove tijela: uši, noge, repovi itd.
Smanjenje izbočenih dijelova tijela dovodi do smanjenja relativne površine tijela i pomaže u uštedi topline.
Primjer ovog pravila su predstavnici porodice pasa iz raznih krajeva. Najmanje (u odnosu na dužinu tijela) uši i manje izdužena njuška u ovoj porodici su kod arktičke lisice (raspon - Arktik), a najveće uši i uska, izdužena njuška - kod lisice feneka (raspon - Sahara).
Ovo pravilo se primjenjuje iu odnosu na ljudske populacije: najkraći (u odnosu na veličinu tijela) nos, ruke i noge su karakteristični za eskimsko-aleutske narode (Eskimi, Inuiti), a duge ruke i noge za krzna i Tutsije.
Bergmanovo pravilo je ekogeografsko pravilo koje je 1847. godine formulirao njemački biolog Carl Bergman. Pravilo kaže da su među sličnim oblicima homoiotermnih (toplokrvnih) životinja najveći oni koji žive u hladnijim klimama - u visokim geografskim širinama ili u planinama. Ako postoje blisko srodne vrste (na primjer, vrste istog roda) koje se ne razlikuju značajno u svojoj ishrani i načinu života, tada se veće vrste javljaju i u težim (hladnim) klimama.
Pravilo se zasniva na pretpostavci da ukupna proizvodnja toplote kod endotermnih vrsta zavisi od zapremine tela, a brzina prenosa toplote zavisi od njegove površine. Sa povećanjem veličine organizama, volumen tijela raste brže od njegove površine. Eksperimentalno, ovo pravilo je prvo testirano na psima različitih veličina. Pokazalo se da je proizvodnja topline kod malih pasa veća po jedinici mase, ali bez obzira na veličinu ostaje gotovo konstantna po jedinici površine.
Bergmanovo pravilo se zaista često ispunjava i unutar iste vrste i među blisko srodnim vrstama. Na primjer, amurski oblik tigra sa Daleki istok veći od Sumatrana iz Indonezije. Sjeverne podvrste vuka u prosjeku su veće od južnih. Među srodnim vrstama iz roda medvjeda, najveći žive u sjevernim geografskim širinama ( polarni medvjed, smeđi medvjedi sa o. Kodiak), i najmanje vrste (na primjer, medvjed s naočarima) - u područjima s toplom klimom.
Istovremeno, ovo pravilo je često kritikovano; uočeno je da ne može biti opšte prirode, jer na veličinu sisara i ptica osim temperature utiču i mnogi drugi faktori. Osim toga, prilagođavanje na oštru klimu na nivou populacije i vrste često se ne događa zbog promjena u veličini tijela, već zbog promjena u veličini tijela. unutrašnje organe(povećanje veličine srca i pluća) ili kroz biohemijske adaptacije. S obzirom na ovu kritiku, mora se naglasiti da je Bergmanovo pravilo statističke prirode i jasno manifestuje svoj učinak, pod jednakim drugim uslovima.
Zaista, postoji mnogo izuzetaka od ovog pravila. Tako je najmanja rasa vunastog mamuta poznata sa polarnog Wrangelovog ostrva; mnoge podvrste šumskih vukova veće su od podvrsta tundre (na primjer, izumrla podvrsta s poluotoka Kenai; pretpostavlja se da bi velike veličine mogle dati ovim vukovima prednost u lovu na velike losove koji naseljavaju poluotok). Dalekoistočna podvrsta leoparda koja živi na Amuru znatno je manja od afričke. U navedenim primjerima, uspoređeni oblici razlikuju se po načinu života (otočke i kontinentalne populacije; podvrsta tundre koja se hrani manjim plijenom i šumska podvrsta koja se hrani većim plijenom).
U odnosu na čovjeka, pravilo je primjenjivo u određenoj mjeri (na primjer, plemena pigmeja, očigledno, više puta i samostalno su se pojavljivala u različitim područjima s tropskom klimom); međutim, zbog razlika u lokalnoj ishrani i običajima, migracije i genetskog odstupanja među populacijama, postavljaju se ograničenja u primjeni ovog pravila.
Glogerovo pravilo sastoji se u tome što su među srodnim oblicima (različite rase ili podvrste iste vrste, srodne vrste) homoiotermnih (toplokrvnih) životinja svjetlije one koje žive u toplim i vlažnim klimama od onih koje žive u hladnoj i suhoj klimi. Osnovao ga je 1833. Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), poljski i njemački ornitolog.
Na primjer, većina pustinjskih vrsta ptica su tamnije od njihovih rođaka iz suptropskih i rainforest. Glogerovo pravilo se može objasniti i maskiranjem i uticajem klimatskih uslova na sintezu pigmenata. U određenoj mjeri, Glogerovo pravilo vrijedi i za pijano-kilotermne (hladnokrvne) životinje, posebno insekte.
Vlažnost kao ekološki faktor
U početku su svi organizmi bili vodeni. Osvojivši zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Sastavni dio od svih živih organizama je voda. Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Bez vlage i vode nema života.
Vlažnost je parametar koji karakteriše sadržaj vodene pare u vazduhu. Apsolutna vlažnost je količina vodene pare u vazduhu i zavisi od temperature i pritiska. Ova količina se naziva relativna vlažnost (tj. odnos količine vodene pare u vazduhu i zasićene količine pare pod određenim uslovima temperature i pritiska).
U prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti. Vlažnost varira i vertikalno i horizontalno. Ovaj faktor, uz svjetlost i temperaturu, igra važnu ulogu u regulaciji aktivnosti organizama i njihove distribucije. Vlažnost takođe menja efekat temperature.
Sušenje na vazduhu je važan faktor životne sredine. Posebno za kopnene organizme, ima velika vrijednost efekat uvenuća vazduha. Životinje se prilagođavaju preseljenjem u zaštićena područja i aktivne su noću.
Biljke upijaju vodu iz tla i gotovo u potpunosti (97-99%) isparavaju kroz lišće. Ovaj proces se naziva transpiracija. Isparavanje hladi listove. Zahvaljujući isparavanju postoji prevoz joni, kroz tlo do korijena, transport jona između stanica itd.
Određena količina vlage neophodna je za kopnene organizme. Mnogima od njih je za normalan život potrebna relativna vlažnost od 100%, i obrnuto, organizam koji je u normalnom stanju ne može živjeti. dugo vremena na apsolutno suvom vazduhu, jer stalno gubi vodu. Voda je suštinski deo žive materije. Stoga gubitak vode u određenoj količini dovodi do smrti.
Biljke sušne klime prilagođavaju se morfološkim promjenama, redukciji vegetativnih organa, posebno listova.
Kopnene životinje se također prilagođavaju. Mnogi od njih piju vodu, drugi je usisavaju kroz integument tijela u tečnom ili parovitom stanju. Na primjer, većina vodozemaca, neki insekti i grinje. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije, svoje potrebe zadovoljavaju na račun vode opskrbljene hranom. Druge životinje dobijaju vodu u procesu oksidacije masti.
Voda je neophodna za žive organizme. Stoga se organizmi šire po staništu ovisno o svojim potrebama: vodeni organizmi stalno žive u vodi; hidrofiti mogu živjeti samo u vrlo vlažnim sredinama.
Sa stanovišta ekološke valencije, hidrofiti i higrofiti spadaju u grupu stenogigera. Vlažnost vazduha u velikoj meri utiče na vitalne funkcije organizama, na primer, 70% relativne vlažnosti je bilo veoma povoljno za sazrevanje u polju i plodnost ženki skakavca migratornih. Uz povoljnu reprodukciju, nanose ogromne ekonomske štete usjevima mnogih zemalja.
Za ekološku procjenu rasprostranjenosti organizama koristi se indikator suhoće klime. Suvoća služi kao selektivni faktor za ekološku klasifikaciju organizama.
Dakle, ovisno o karakteristikama vlažnosti lokalne klime, vrste organizama se dijele u ekološke grupe:
1. Hidratofiti su vodene biljke.
2. Hidrofiti su kopneno-vodene biljke.
3. Higrofiti - kopnene biljke koje žive u uslovima visoke vlažnosti.
4. Mezofiti su biljke koje rastu sa prosječnom vlagom.
5. Kserofiti su biljke koje rastu sa nedovoljno vlage. Oni se, pak, dijele na: sukulente - sukulentne biljke (kaktusi); sklerofiti su biljke sa uskim i malim listovima, savijenim u tubule. Također se dijele na eukserofite i stipakserofite. Eukserofiti su stepske biljke. Stipakserofiti su grupa uskolisnih travnatih trava (perjanica, vlasulja, tankonoga itd.). Zauzvrat, mezofiti se također dijele na mezohigrofite, mezokserofite itd.
Ustupajući u svojoj vrijednosti temperaturi, vlažnost je ipak jedan od glavnih faktora okoliša. Veći dio povijesti divljih životinja, organski svijet predstavljali su isključivo vodne norme organizama. Sastavni dio velike većine živih bića je voda, a za reprodukciju ili fuziju gameta, gotovo svim im je potrebna vodena sredina. Kopnene životinje su prisiljene da u svom tijelu stvore umjetno vodena sredina za oplodnju, a to dovodi do činjenice da potonja postaje unutrašnja.
Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Može se izraziti u gramima po kubnom metru.
Svetlost kao faktor životne sredine. Uloga svjetlosti u životu organizama
Svetlost je jedan oblik energije. Prema prvom zakonu termodinamike, ili zakonu održanja energije, energija se može mijenjati iz jednog oblika u drugi. Prema ovom zakonu, organizmi su termodinamički sistem koji neprestano razmjenjuje energiju i materiju sa okolinom. Organizmi na površini Zemlje izloženi su protoku energije, uglavnom sunčeve energije, kao i dugovalnom toplotnom zračenju kosmičkih tijela.
Oba ova faktora određuju klimatskim uslovima okolina (temperatura, brzina isparavanja vode, kretanje zraka i vode). Sunčeva svjetlost sa energijom od 2 cal pada na biosferu iz svemira. po 1 cm 2 u 1 min. Ova takozvana solarna konstanta. Ova svjetlost, prolazeći kroz atmosferu, je oslabljena i ne više od 67% njene energije može doći do površine Zemlje u vedro podne, tj. 1,34 cal. po cm 2 u 1 min. Prolazeći kroz oblake, vodu i vegetaciju, sunčeva svjetlost dodatno slabi, a raspodjela energije u njoj u različitim dijelovima spektra značajno se mijenja.
Stepen slabljenja sunčeve svetlosti i kosmičkog zračenja zavisi od talasne dužine (frekvencije) svetlosti. Ultraljubičasto zračenje s talasnom dužinom manjom od 0,3 mikrona gotovo ne prolazi ozonski sloj(na nadmorskoj visini od oko 25 km). Takvo zračenje je opasno za živi organizam, posebno za protoplazmu.
U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije; sve biljke, osim bakterija, fotosintezuju, tj. sintetiziraju organske tvari iz anorganskih (tj. iz vode, mineralne soli i CO- U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije, sve biljke osim bakterija 2 - uz pomoć energije zračenja u procesu asimilacije). Svi organizmi za ishranu zavise od zemaljskih fotosintetizatora, tj. biljke koje nose hlorofil.
Svetlost kao faktor životne sredine deli se na ultraljubičastu sa talasnom dužinom od 0,40 - 0,75 mikrona i infracrvenu sa talasnom dužinom većom od ovih veličina.
Efekat ovih faktora zavisi od svojstava organizama. Svaki tip organizma prilagođen je jednom ili drugom spektru valnih dužina svjetlosti. Neke vrste organizama su se prilagodile ultraljubičastom, a druge infracrvenom.
Neki organizmi mogu razlikovati talasnu dužinu. Imaju posebne sisteme za percepciju svjetlosti i imaju vid boja, što je od velikog značaja u njihovom životu. Mnogi insekti su osjetljivi na kratkotalasno zračenje, koje ljudi ne percipiraju. Noćni leptiri dobro percipiraju ultraljubičaste zrake. Pčele i ptice precizno određuju svoju lokaciju i navigirati terenom čak i noću.
Organizmi takođe snažno reaguju na intenzitet svetlosti. Prema ovim karakteristikama biljke se dijele u tri ekološke grupe:
1. Svetloljubivi, sunceljubivi ili heliofiti – koji se mogu normalno razvijati samo pod sunčevim zracima.
2. Sjenoljubivi ili sciofiti su biljke nižih slojeva šuma i dubokomorske biljke, na primjer, đurđice i druge.
Kako se intenzitet svjetlosti smanjuje, usporava se i fotosinteza. Svi živi organizmi imaju graničnu osjetljivost na intenzitet svjetlosti, kao i na druge faktore okoline. Različiti organizmi imaju različit prag osjetljivosti na faktore okoline. Na primjer, intenzivno svjetlo inhibira razvoj Drosophyll muva, čak i uzrokuje njihovu smrt. Ne vole svjetlost i žohare i druge insekte. U većini fotosintetskih biljaka, pri slabom intenzitetu svjetlosti, sinteza proteina je inhibirana, dok su kod životinja procesi biosinteze inhibirani.
3. Heliofiti otporni na hladovinu ili fakultativni heliofiti. Biljke koje dobro rastu i u sjeni i na svjetlu. Kod životinja se ova svojstva organizama nazivaju svjetloljubivi (fotofili), sjenčani (fotofobi), eurifobični - stenofobični.
Ekološka valencija
stepen prilagodljivosti živog organizma promenama uslova sredine. E. v. je nekretnina s pogledom. Kvantitativno se izražava rasponom promjena okoliša unutar kojih određena vrsta zadržava normalnu vitalnu aktivnost. E. v. može se razmatrati kako u odnosu na odgovor vrste na pojedinačne faktore sredine, tako iu odnosu na kompleks faktora.
U prvom slučaju, vrste koje tolerišu velike promjene jačine faktora utjecaja označavaju se terminom koji se sastoji od naziva ovog faktora s prefiksom "evry" (eurythermal - u odnosu na utjecaj temperature, euryhaline - na salinitet , euribatski - do dubine, itd.); vrste prilagođene samo malim promjenama ovog faktora označene su sličnim terminom s prefiksom "steno" (stenotermni, stenohalin, itd.). Tipovi sa širokim E. in. u odnosu na kompleks faktora, nazivaju se euribionti (vidi Eurybionts) za razliku od stenobionta (vidi. Stenobionts), koji imaju malu prilagodljivost. Budući da euribiontizam omogućava naseljavanje različitih staništa, a stenobiontizam naglo sužava raspon staništa pogodnih za ovu vrstu, ove dvije grupe se često nazivaju euri- odnosno stenotopima.
euribiontima, životinjski i biljni organizmi koji mogu postojati uz značajne promjene uslova okoline. Tako, na primjer, stanovnici morskog primorja podnose redovno sušenje za vrijeme oseke, ljeti - snažno zagrijavanje, a zimi - zahlađenje, a ponekad i smrzavanje (euritermne životinje); stanovnici ušća rijeka izdržavaju sredstva. fluktuacije saliniteta vode (eurihalne životinje); brojne životinje postoje u širokom rasponu hidrostatskog pritiska (euribat). Mnogi kopneni stanovnici umjerenih geografskih širina u stanju su izdržati velike sezonske temperaturne fluktuacije.
Euribiontnost vrste povećava se sposobnošću da podnese nepovoljne uvjete u stanju anabioze (mnoge bakterije, spore i sjemenke mnogih biljaka, odrasle višegodišnje biljke hladnih i umjerenih geografskih širina, zimujuće pupoljke slatkovodnih spužvi i briozoana, jaja grančica , odrasle tardigrade i neke rotifere, itd.) ili hibernaciju (neki sisari).
PRAVILO ČETVERIKOVA, u pravilu, prema Kromu u prirodi, sve vrste živih organizama nisu predstavljene zasebnim izolovanim jedinkama, već u obliku agregata niza (ponekad vrlo velikog) jedinki-populacija. Uzgajao S. S. Četverikov (1903).
Pogled- ovo je istorijski uspostavljen skup populacija jedinki koje su slične po morfološkim i fiziološkim svojstvima, sposobne da se slobodno ukrštaju i proizvode plodno potomstvo, zauzimajući određeno područje. Svaki tip živih organizama može se opisati skupom karakteristične karakteristike, svojstva, koja se nazivaju karakteristike pogleda. Karakteristike vrste, pomoću kojih se jedna vrsta može razlikovati od druge, nazivaju se kriteriji vrste.
Najčešće korištenih sedam općih kriterija pogleda su:
1. Specifičan tip organizacije: stanovništvo karakteristične karakteristike razlikovati jedinke jedne vrste od jedinki druge.
2. Geografska sigurnost: postojanje jedinki neke vrste na određenom mjestu na kugli zemaljskoj; raspon - područje u kojem žive jedinke određene vrste.
3. Ekološka sigurnost: jedinke vrste žive u određenom rasponu vrijednosti fizičkih faktora okoline, kao što su temperatura, vlažnost, pritisak itd.
4. Diferencijacija: vrsta se sastoji od manjih grupa jedinki.
5. Diskretnost: jedinke ove vrste su odvojene od jedinki druge pomoću razmaka - hijatus.Hijatus je određen djelovanjem izolacijskih mehanizama, kao što su neusklađenost u periodima razmnožavanja, korištenje specifičnih reakcija ponašanja, sterilnost hibrida, itd.
6. Reproducibilnost: razmnožavanje jedinki može se vršiti aseksualno (stepen varijabilnosti je nizak) i polno (stepen varijabilnosti je visok, jer svaki organizam kombinuje karakteristike oca i majke).
7. Određeni nivo brojnosti: populacija prolazi kroz periodične (talasi života) i neperiodične promjene.
Jedinke bilo koje vrste raspoređene su u prostoru izuzetno neravnomjerno. Na primjer, kopriva u okviru svog područja rasprostranjenja nalazi se samo na vlažnim sjenovitim mjestima s plodnim tlom, formirajući šikare u poplavnim ravnicama rijeka, potoka, oko jezera, uz rubove močvara, u mješovitim šumama i šikarama grmlja. Kolonije evropske krtice, jasno vidljive na gomilama zemlje, nalaze se na rubovima šuma, livadama i poljima. Pogodno za život
iako se staništa često nalaze unutar područja, ona ne pokrivaju cijeli raspon, pa se jedinke ove vrste ne nalaze u drugim dijelovima područja. Nema smisla tražiti koprivu u borovoj šumi ili krticu u močvari.
Tako se neravnomjerna distribucija vrste u prostoru izražava u obliku "ostrva gustine", "grudova". Područja s relativno visokom rasprostranjenošću ove vrste izmjenjuju se s područjima niske rasprostranjenosti. Takvi "centri gustine" populacije svake vrste nazivaju se populacije. Populacija je skup jedinki određene vrste, koje dugo vremena (veliki broj generacija) nastanjuju određeni prostor (dio areala) i izolovane od drugih sličnih populacija.
Unutar populacije praktično se provodi slobodno križanje (panmiksija). Drugim riječima, populacija je grupa pojedinaca koji se međusobno slobodno vezuju, žive dugo na određenoj teritoriji i relativno izolirani od drugih sličnih grupa. Vrsta je stoga skup populacija, a populacija je strukturna jedinica vrste.
Razlika između populacije i vrste:
1) jedinke različitih populacija se slobodno križaju jedni s drugima,
2) pojedinci različitih populacija se malo razlikuju jedni od drugih,
3) ne postoji jaz između dvije susjedne populacije, odnosno postoji postepeni prijelaz između njih.
Proces specijacije. Pretpostavimo da određena vrsta zauzima određeno područje, određeno prirodom njene prehrane. Kao rezultat divergencije između pojedinaca, raspon se povećava. Novo područje će sadržavati područja sa različitim prehrambenim biljkama, fizičkim i hemijskim svojstvima itd. Pojedinci koji se nađu u različitim dijelovima područja formiraju populacije. U budućnosti, kao rezultat sve većih razlika između jedinki populacija, biće sve jasnije da se jedinke jedne populacije na neki način razlikuju od jedinki druge populacije. Postoji proces divergencije populacija. U svakom od njih se nakupljaju mutacije.
Predstavnici bilo koje vrste u lokalnom dijelu areala čine lokalnu populaciju. Ukupnost lokalnih populacija vezanih za područja područja koja su homogena po životnim uslovima je ekološka populacija. Dakle, ako vrsta živi na livadi i u šumi, onda govore o njenim gumama i livadskim populacijama. Populacije unutar raspona vrste povezane s određenim geografskim granicama nazivaju se geografske populacije.
Veličina i granice populacija mogu se dramatično promijeniti. Tokom izbijanja masovne reprodukcije, vrsta se vrlo široko širi i nastaju ogromne populacije.
Skup geografskih populacija sa stabilnim osobinama, sposobnošću ukrštanja i stvaranja plodnog potomstva naziva se podvrsta. Darwin je rekao da formiranje novih vrsta ide kroz varijetete (podvrste).
Međutim, treba imati na umu da neki element često nedostaje u prirodi.
Mutacije koje se javljaju kod pojedinaca svake podvrste ne mogu same po sebi dovesti do stvaranja novih vrsta. Razlog leži u činjenici da će ova mutacija lutati kroz populaciju, budući da jedinke podvrsta, kao što znamo, nisu reproduktivno izolirane. Ako je mutacija korisna, povećava heterozigotnost populacije; ako je štetna, jednostavno će biti odbačena selekcijom.
Kao rezultat stalnog procesa mutacije i slobodnog križanja, mutacije se akumuliraju u populacijama. Prema teoriji I. I. Schmalhausena, stvara se rezerva nasljedne varijabilnosti, tj. velika većina novonastalih mutacija je recesivna i ne pojavljuje se fenotipski. Nakon postizanja visoke koncentracije mutacija u heterozigotnom stanju, ukrštanje jedinki koje nose recesivne gene postaje vjerovatno. U ovom slučaju pojavljuju se homozigotne jedinke kod kojih se mutacije već manifestiraju fenotipski. U tim slučajevima, mutacije su već pod kontrolom prirodne selekcije.
Ali to još nije od presudne važnosti za proces specijacije, jer su prirodne populacije otvorene i u njih se stalno unose vanzemaljski geni iz susjednih populacija.
Postoji dovoljan protok gena da se održi velika sličnost genskih fondova (ukupnost svih genotipova) svih lokalnih populacija. Procjenjuje se da je dopuna genskog fonda zbog stranih gena u populaciji od 200 jedinki, od kojih svaka ima 100.000 lokusa, 100 puta veća nego - zbog mutacija. Kao posljedica toga, nijedna populacija se ne može dramatično promijeniti sve dok je podložna normalizirajućem utjecaju toka gena. Otpornost populacije na promjene njenog genetskog sastava pod utjecajem selekcije naziva se genetska homeostaza.
Kao rezultat genetske homeostaze u populaciji, formiranje nove vrste je vrlo teško. Još jedan uslov mora biti ispunjen! Naime, potrebno je izolovati genofond populacije kćeri od genofonda majke. Izolacija može biti u dva oblika: prostorna i vremenska. Prostorna izolacija nastaje zbog različitih geografskih barijera kao što su pustinje, šume, rijeke, dine, poplavne ravnice. Najčešće se prostorna izolacija javlja zbog naglog smanjenja kontinuiranog raspona i njegovog raspadanja u zasebne džepove ili niše.
Često stanovništvo postaje izolirano kao rezultat migracije. U ovom slučaju nastaje izolovana populacija. Međutim, budući da je broj jedinki u izolovanoj populaciji obično mali, postoji opasnost od inbreedinga - degeneracije povezane sa inbreedingom. Specifikacija zasnovana na prostornoj izolaciji naziva se geografskom.
Privremeni oblik izolacije uključuje promjenu vremena reprodukcije i pomake u cijelom životnom ciklusu. Specifikacija zasnovana na privremenoj izolaciji naziva se ekološkom.
Odlučujuća stvar u oba slučaja je stvaranje novog, nekompatibilnog sa starim, genetskog sistema. Kroz specijaciju se ostvaruje evolucija, zbog čega kažu da je vrsta elementarni evolutivni sistem. Populacija je elementarna evoluciona jedinica!
Statističke i dinamičke karakteristike populacija.
Vrste organizama uključene su u biocenozu ne kao zasebne jedinke, već kao populacije ili njihovi dijelovi. Populacija je dio vrste (sastoji se od jedinki iste vrste), koji zauzima relativno homogen prostor i sposoban za samoregulaciju i održavanje određenog broja. Svaka vrsta na okupiranoj teritoriji podijeljena je na populacije.Ako uzmemo u obzir utjecaj faktora okoline na jedan organizam, onda će na određenom nivou faktora (na primjer, temperatura) ispitana jedinka ili preživjeti ili umrijeti. Slika se menja kada se proučava uticaj istog faktora na grupu organizama iste vrste.
Neki pojedinci će umrijeti ili smanjiti svoju vitalnu aktivnost na jednoj određenoj temperaturi, drugi na nižoj, a treći na višoj. Stoga se može dati još jedna definicija populacije: da bi preživjeli i dali potomstvo svi živi organizmi moraju, u uslovima dinamičkih režima sredine, faktori postojati u obliku grupa, odnosno populacija, tj. agregati jedinki koje žive zajedno sa sličnim naslijeđem Najvažnija karakteristika populacije je ukupna teritorija koju zauzima. Ali unutar populacije može postojati manje ili više izolirano različitih razloga grupisanja.
Stoga je teško dati iscrpnu definiciju populacije zbog brisanja granica između pojedinih grupa pojedinaca. Svaka vrsta se sastoji od jedne ili više populacija, pa je populacija oblik postojanja vrste, njena najmanja evoluirajuća jedinica. Za populacije razne vrste postoje prihvatljive granice za smanjenje broja jedinki, preko kojih je nemoguće postojanje populacije. U literaturi nema tačnih podataka o kritičnim vrijednostima veličine populacije. Date vrijednosti su kontradiktorne. Međutim, ostaje činjenica da što su jedinke manje, to su veće kritične vrijednosti njihovog broja. Za mikroorganizme su to milioni jedinki, za insekte - desetine i stotine hiljada, a za veliki sisari- Nekoliko desetina.
Broj se ne bi trebao smanjivati ispod granica iznad kojih se naglo smanjuje vjerovatnoća upoznavanja seksualnih partnera. Kritični broj zavisi i od drugih faktora. Na primjer, za neke organizme, grupni način života je specifičan (kolonije, jata, stada). Grupe unutar populacije su relativno izolirane. Mogu postojati slučajevi kada je veličina populacije u cjelini još uvijek prilično velika, a broj pojedinačnih grupa smanjen ispod kritičnih granica.
Na primjer, kolonija (grupa) peruanskog kormorana mora imati populaciju od najmanje 10 hiljada jedinki, a stado sobova - 300 - 400 grla. Razumjeti mehanizme funkcioniranja i rješavati pitanja korištenja populacija veliki značaj imaju informacije o njihovoj strukturi. Postoje rodne, starosne, teritorijalne i druge vrste strukture. U teorijskom i primijenjenom smislu najvažniji su podaci o starosnoj strukturi – omjer pojedinaca (često kombinovanih u grupe) različite starosne dobi.
Životinje su podijeljene u sljedeće starosne grupe:
Juvenilna grupa (djeca) senilna grupa (senilna, nije uključena u reprodukciju)
Grupa odraslih (pojedinci koji vrše reprodukciju).
Obično se najvećom održivošću karakteriše normalna populacija, u kojoj su svi uzrasti zastupljeni relativno ravnomerno. U regresivnoj (ugroženoj) populaciji prevladavaju senilne jedinke, što ukazuje na prisustvo negativnih faktora koji remete reproduktivne funkcije. Potrebne su hitne mjere kako bi se identificirali i otklonili uzroci ovog stanja. Invazivne (invazivne) populacije uglavnom predstavljaju mlade jedinke. Njihova vitalnost obično ne izaziva zabrinutost, ali su izbijanja pretjerano velikog broja jedinki vjerojatna, budući da se u takvim populacijama nisu formirali trofični i drugi odnosi.
Posebno je opasno ako se radi o populaciji vrsta koje su ranije bile odsutne na tom području. U ovom slučaju, populacije obično pronalaze i zauzimaju slobodne ekološka niša i ostvaruju svoj uzgojni potencijal, intenzivno povećavajući brojnost.Ako je populacija u normalnoj ili blizu normalno stanje, osoba može iz njega povući broj jedinki (kod životinja) ili biomase (u biljkama), koji raste u periodu između povlačenja. Prije svega, treba povući jedinke postproduktivne dobi (završena reprodukcija). Ako je cilj da se dobije određeni proizvod, onda se starost, pol i druge karakteristike populacije prilagođavaju uzimajući u obzir zadatak.
Eksploatacija populacija biljnih zajednica (na primjer, za dobivanje drvne građe) obično se vremenski poklapa s periodom usporavanja rasta (akumulacije proizvodnje) zbog starosti. Ovaj period se obično poklapa sa maksimalnom akumulacijom drvne mase po jedinici površine. Populaciju karakteriše i određeni odnos polova, a odnos muškaraca i žena nije jednak 1:1. Poznati su slučajevi oštre prevlasti jednog ili drugog spola, smjene generacija uz odsustvo muškaraca. Svaka populacija može imati i složenu prostornu strukturu, (podjeliti se na manje ili više velike hijerarhijske grupe – od geografskih do elementarnih (mikropopulacija).
Dakle, ako stopa mortaliteta ne zavisi od starosti pojedinaca, onda je kriva preživljavanja opadajuća linija (vidi sliku, tip I). Odnosno, smrt pojedinaca se javlja ravnomjerno u ovom tipu, stopa smrtnosti ostaje konstantna tijekom života. Takva kriva preživljavanja karakteristična je za vrste čiji razvoj se odvija bez metamorfoze uz dovoljnu stabilnost rođenog potomstva. Ovaj tip se obično naziva tipom hidre - karakterizira ga kriva preživljavanja koja se približava pravoj liniji. Kod vrsta kod kojih je uloga vanjskih faktora u mortalitetu mala, krivulju preživljavanja karakterizira blagi pad do određene dobi, nakon čega dolazi do oštrog pada zbog prirodne (fiziološke) mortaliteta.
Tip II na slici. Kriva preživljavanja bliska ovom tipu karakteristična je za ljude (iako je kriva ljudskog preživljavanja nešto ravnija i stoga negdje između tipova I i II). Ovaj tip se zove tip Drosophila: to je tip koji Drosophila pokazuje u laboratorijskim uslovima (ne jedu grabežljivci). Mnoge vrste karakterizira visoka smrtnost u ranim fazama ontogeneze. Kod takvih vrsta, krivulju preživljavanja karakterizira nagli pad u području mlađe dobi. Pojedinci koji su preživjeli "kritično" doba pokazuju nisku smrtnost i dožive velike godine. Vrsta se zove vrsta ostrige. Tip III na slici. Proučavanje krivulja preživljavanja je od velikog interesa za ekologa. Omogućava vam da procijenite u kojoj dobi je određena vrsta najranjivija. Ako djelovanje uzroka koji mogu promijeniti natalitet ili mortalitet padne u najranjiviju fazu, tada će njihov utjecaj na kasniji razvoj stanovništva biti najveći. Ovaj obrazac se mora uzeti u obzir pri organizaciji lova ili u kontroli štetočina.
Starosna i polna struktura stanovništva.
Svaka populacija ima određenu organizaciju. Raspodjela jedinki po teritoriji, odnos grupa jedinki prema spolu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju odgovarajuće struktura stanovništva : prostorno, pol, starost, itd. Struktura se formira, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, as druge strane pod uticajem abiotskih faktora sredine i populacija drugih vrsta.
Struktura stanovništva stoga ima adaptivni karakter. Različite populacije iste vrste imaju i slične karakteristike i karakteristične osobine koje karakterišu specifičnosti uslova životne sredine u njihovim staništima.
Općenito, pored adaptivnih sposobnosti pojedinih pojedinaca, na određene teritorije formiraju se adaptivne karakteristike grupne adaptacije populacije kao nadindividualnog sistema, što ukazuje da su adaptivne karakteristike populacije mnogo veće od onih kod pojedinaca koji je čine.
Starosni sastav- neophodan je za egzistenciju stanovništva. Prosječan životni vijek organizama i odnos broja (ili biomase) jedinki različite starosti karakteriše starosna struktura populacije. Formiranje starosne strukture nastaje kao rezultat kombiniranog djelovanja procesa reprodukcije i mortaliteta.
U bilo kojoj populaciji uslovno se razlikuju 3 starosne ekološke grupe:
Pre-reproduktivne;
reproduktivni;
Post-reproduktivno.
Predreproduktivnu grupu čine jedinke koje još nisu sposobne za reprodukciju. Reproduktivne - jedinke sposobne za reprodukciju. Post-reproduktivni - jedinke koje su izgubile sposobnost reprodukcije. Trajanje ovih perioda uvelike varira u zavisnosti od vrste organizama.
Pod povoljnim uslovima, stanovništvo obuhvata sve starosne grupe i održava manje-više stabilan starosni sastav. U brzorastućim populacijama preovlađuju mlade jedinke, dok u populacijama u opadanju prevladavaju stare, koje više nisu sposobne za intenzivno razmnožavanje. Takve populacije su neproduktivne i nedovoljno stabilne.
Postoje pogledi iz jednostavna starosna struktura populacije koje se sastoje od jedinki skoro istih godina.
Na primjer, sve jednogodišnje biljke jedne populacije su u fazi sadnje u proljeće, zatim cvjetaju gotovo istovremeno i daju sjeme u jesen.
U vrstama iz složena starosna struktura populacije žive istovremeno nekoliko generacija.
Na primjer, u iskustvu slonova postoje mlade, zrele i stare životinje.
Populacije koje obuhvataju više generacija (različitih starosnih grupa) su stabilnije, manje podložne uticaju faktora koji utiču na reprodukciju ili mortalitet u određenoj godini. Ekstremni uslovi mogu dovesti do smrti najranjivijih starosnih grupa, ali najotporniji preživljavaju i stvaraju nove generacije.
Na primjer, osoba se smatra biološkom vrstom sa kompleksom starosna struktura. Stabilnost populacija vrste očitovala se, na primjer, tokom Drugog svjetskog rata.
Za proučavanje starosne strukture stanovništva koriste se grafičke tehnike, na primjer, starosne piramide populacije, koje se široko koriste u demografskim studijama (slika 3.9).
Sl.3.9. Starosna piramida stanovništva.
A - masovna reprodukcija, B - stabilna populacija, C - populacija u opadanju
Stabilnost populacija neke vrste uvelike zavisi od seksualne strukture , tj. omjera pojedinaca različitih spolova. Polne grupe unutar populacija formiraju se na osnovu razlika u morfologiji (oblik i građa tijela) i ekologiji različitih spolova.
Na primjer, kod nekih insekata mužjaci imaju krila, ali ženke nemaju, mužjaci nekih sisara imaju rogove, ali ih nema kod ženki, mužjaci ptica imaju svijetlo perje, a ženke imaju kamuflažu.
Ekološke razlike su izražene u preferencijama u hrani (ženke mnogih komaraca sišu krv, dok se mužjaci hrane nektarom).
Genetski mehanizam obezbjeđuje približno jednak omjer jedinki oba spola pri rođenju. Međutim, prvobitni omjer je ubrzo narušen kao rezultat fizioloških, bihevioralnih i ekoloških razlika između mužjaka i ženki, što uzrokuje neujednačenu smrtnost.
Analizom starosne i polne strukture populacija moguće je predvideti njenu brojnost za niz narednih generacija i godina. Ovo je važno kada se procjenjuju mogućnosti ribolova, odstrela životinja, spašavanja usjeva od invazije skakavaca iu drugim slučajevima.
Vrući izvori, koji se obično nalaze u vulkanskim područjima, imaju prilično bogatu populaciju.
Davno, kada je postojala najpovršnija ideja o bakterijama i drugim nižim bićima, ustanovljeno je postojanje osebujne flore i faune u kupatilima. Tako je, na primjer, 1774. godine Sonnerath prijavio prisustvo ribe u toplim izvorima Islanda, koji su imali temperaturu od 69°. Ovaj zaključak nisu kasnije potvrdili drugi istraživači u vezi s pojmovima Islanda, ali su na drugim mjestima ipak iznesena slična zapažanja. Na ostrvu Ischia, Ehrenberg (1858) je uočio prisustvo ribe u izvorima s temperaturama iznad 55°. Hoppe-Seyler (1875) je također vidio ribu u vodi s temperaturom također od oko 55°. Čak i ako pretpostavimo da je u svim navedenim slučajevima termometriranje bilo netočno, ipak je moguće izvesti zaključak o sposobnosti nekih riba da žive na prilično povišenoj temperaturi. Uz ribu, u kupalištima je ponekad zabilježeno prisustvo žaba, crva i mekušaca. Kasnije su ovdje otkrivene i protozoe.
Godine 1908. objavljen je Isselov rad koji je detaljnije utvrdio temperaturne granice za životinjski svijet koji živi u toplim izvorima.
Zajedno sa životinjskim svijetom, prisustvo algi u kupatilima je izuzetno lako utvrditi, ponekad stvarajući snažna obraštanja. Prema Rodini (1945), debljina algi akumuliranih u toplim izvorima često doseže i nekoliko metara.
O asocijacijama termofilnih algi i faktorima koji određuju njihov sastav dovoljno smo govorili u odeljku „Alge koje žive na visokim temperaturama“. Ovdje samo podsjećamo da su termički najstabilnije od njih plavo-zelene alge, koje se mogu razviti do temperature od 80-85 °. Zelene alge podnose temperature nešto iznad 60°C, dok dijatomeje prestaju da se razvijaju na oko 50°C.
Kao što je već napomenuto, alge koje se razvijaju u termalnim kupkama igraju značajnu ulogu u formiranju različitih vrsta ljuskica, koje uključuju mineralna jedinjenja.
Termofilne alge pružaju veliki uticaj na razvoj bakterijske populacije u terminima. Tokom svog života egzosmozom oslobađaju određenu količinu organskih spojeva u vodu, a kada umru, stvaraju prilično povoljan supstrat za bakterije. Stoga ne čudi činjenica da je bakterijska populacija termalnih voda najbogatija zastupljena na mjestima akumulacije algi.
Kad se osvrnemo na termofilne bakterije toplih izvora, moramo istaći da ih je kod nas proučavalo dosta mikrobiologa. Ovdje treba spomenuti imena Ciklinskaya (1899), Gubin (1924-1929), Afanasyeva-Kester (1929), Egorova (1936-1940), Volkova (1939), Domovina (1945) i Isachenko (1948).
Većina istraživača koji su se bavili toplim izvorima ograničili su se samo na činjenicu uspostavljanja bakterijske flore u njima. Samo se relativno mali broj mikrobiologa bavio temeljnim aspektima života bakterija u termama.
U našem pregledu ćemo se zadržati samo na studijama posljednje grupe.
Termofilne bakterije pronađene su u toplim izvorima u brojnim zemljama - Sovjetski savez, Francuska, Italija, Njemačka, Slovačka, Japan, itd. Budući da su vode toplih izvora često siromašne organskom tvari, nije iznenađujuće da ponekad sadrže vrlo malo veliki broj saprofitne bakterije.
Razmnožavanje bakterija koje se autotrofno hrane, među kojima su bakterije gvožđa i sumpora prilično rasprostranjene u kupatilima, determinisano je uglavnom hemijskim sastavom vode, kao i njenom temperaturom.
Neke termofilne bakterije izolirane iz tople vode opisane su kao nove vrste. Ovi oblici uključuju: Bac. thermophilus filiformis. proučavala Tsiklinskaya (1899), dva štapa sa sporama - Bac. ludwigi i Bac. ilidzensis capsulatus izolovao Karlinsky (1895), Spirochaeta daxensis izolovao Kantakouzen (1910) i Thiospirillum pistiense izolovao Czurda (1935).
Temperatura vode toplih izvora snažno utiče na sastav vrsta bakterijske populacije. U vodama s nižom temperaturom pronađene su koke i bakterije slične spirohetama (radovi Rodina i Kantakouzena). Međutim, i ovdje su šipke koje nose spore dominantan oblik.
Nedavno je uticaj temperature na sastav vrsta bakterijske populacije ovog pojma vrlo živopisno prikazan u radu Rodina (1945), koji je proučavao vrela izvora Khodži-Obi-Garma u Tadžikistanu. Temperatura pojedinih izvora ovog sistema kreće se od 50-86°. Povezujući se, ovi pojmovi daju potok, na čijem je dnu, na mjestima s temperaturom koja ne prelazi 68 °, uočen brzi rast plavo-zelenih algi. Na mjestima su alge formirale debele slojeve različite boje. Na rubu vode, na bočnim zidovima niša, nalazile su se naslage sumpora.
IN različitih izvora, u oticaju, kao iu debljini modrozelenih algi, postavljena je staklena obraštaj tri dana. Uz to, prikupljeni materijal je posijan na hranljive podloge. Utvrđeno je da voda s najvišom temperaturom ima pretežno štapićaste bakterije. Klinasti oblici, posebno nalik na Azotobacter, javljaju se na temperaturama ne većim od 60 °. Sudeći po svim podacima, može se reći da sam Azotobacter ne raste iznad 52°C, dok velike okrugle ćelije koje se nalaze u obrastaju pripadaju drugim vrstama mikroba.
Najotporniji na toplinu su neki oblici bakterija koji se razvijaju na mesno-peptonskom agaru, tiobakterije kao što je Tkiobacillus thioparus i desulfurizatori. Uzgred, vrijedi spomenuti da su Egorova i Sokolova (1940) pronašli Microspira u vodi na temperaturi od 50-60°.
U Rodininom radu bakterije koje fiksiraju dušik nisu pronađene u vodi na 50°C. Međutim, prilikom proučavanja tla, anaerobni fiksatori dušika pronađeni su čak na 77°C, a Azotobacter - na 52°C. Ovo sugerira da voda općenito nije prikladan supstrat za fiksatore dušika.
Proučavanje bakterija u tlu toplih izvora pokazalo je istu ovisnost sastava grupe o temperaturi kao iu vodi. Međutim, mikropopulacija tla bila je brojčano mnogo bogatija. Pjeskovita tla siromašna organskim spojevima imala su prilično siromašnu mikropopulaciju, dok su tla koja su sadržavala tamno obojenu organsku tvar bila obilno naseljena bakterijama. Stoga je odnos između sastava supstrata i prirode mikroskopskih stvorenja sadržanih u njemu ovdje vrlo jasno otkriven.
Važno je napomenuti da termofilne bakterije koje razgrađuju celulozu nisu pronađene ni u vodi ni u muljevima Rodine. Skloni smo da ovo objasnimo metodološkim poteškoćama, budući da su termofilne bakterije koje razgrađuju celulozu prilično zahtjevne za hranljive podloge. Kao što je pokazao Imshenetsky, za njihovu izolaciju potrebni su prilično specifični hranjivi supstrati.
U toplim izvorima, pored saprofita, postoje i autotrofi - bakterije sumpora i gvožđa.
Najstarija zapažanja o mogućnosti rasta sumpornih bakterija u termama očito su dali Meyer i Ahrens, a također i Mioshi. Mioshi je uočio razvoj filamentoznih sumpornih bakterija u izvorima čija je temperatura vode dostizala 70°C. Egorova (1936), koja je proučavala bragunske sumporne izvore, uočila je prisustvo sumpornih bakterija čak i pri temperaturi vode od 80°C.
U poglavlju " opšte karakteristike Morfološke i fiziološke karakteristike termofilnih bakterija” dovoljno smo detaljno opisali svojstva termofilnih bakterija gvožđa i sumpora. Ovu informaciju nije svrsishodno ponavljati, a mi ćemo se ovdje ograničiti na podsjetnik da pojedini rodovi, pa čak i vrste autotrofnih bakterija završavaju svoj razvoj na različitim temperaturama.
Dakle, maksimalna temperatura za sumporne bakterije je oko 80°C. Za bakterije gvožđa kao što su Streptothrix ochraceae i Spirillum ferrugineum, Mioshi je postavio maksimum od 41-45°.
Dufrenois (Dufrencfy, 1921) pronađen na sedimentima u vrućim vodama s temperaturom od 50-63° željezne bakterije vrlo slične Siderocapsi. Prema njegovim zapažanjima, rast filamentoznih željeznih bakterija dogodio se samo u hladnim vodama.
Volkova (1945) je uočila razvoj bakterija iz roda Gallionella u mineralnim izvorima Pjatigorske grupe kada temperatura vode nije prelazila 27-32°. U kupkama s višom temperaturom bakterije gvožđa su bile potpuno odsutne.
Uspoređujući materijale koje smo zabilježili, nehotice moramo zaključiti da u nekim slučajevima nije u pitanju temperatura vode, već njena hemijski sastav određuje razvoj određenih mikroorganizama.
Bakterije, zajedno sa algama, aktivno učestvuju u formiranju nekih minerala, biolita i kaustobiolita. Detaljnije je proučavana uloga bakterija u taloženju kalcija. Ovo pitanje je detaljno obrađeno u odjeljku o fiziološkim procesima uzrokovanim termofilnim bakterijama.
Zaključak Volkove zaslužuje pažnju. Ona napominje da "barezina", koja se taloži u debelom poklopcu u tokovima izvora sumpora u Pjatigorsku, sadrži puno elementarnog sumpora i u osnovi ima micelij gljivice plijesni iz roda Penicillium. Micelij čini stromu, koja uključuje bakterije u obliku štapa, očigledno povezane sa sumpornim bakterijama.
Brussoff smatra da i terminske bakterije učestvuju u formiranju naslaga silicijumske kiseline.
U kupatilima su pronađeni sulfati koji redukuju bakterije. Prema Afanasievoj-Kester, oni liče na Microspira aestuarii van Delden i Vibrio thermodesulfuricans Elion. Gubin (1924-1929) je iznio niz ideja o mogućoj ulozi ovih bakterija u stvaranju sumporovodika u kupatilima.
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
Neki organizmi imaju posebnu prednost koja im omogućava da izdrže najekstremnije uslove u kojima se drugi jednostavno ne mogu nositi. Među tim sposobnostima može se uočiti otpornost na ogroman pritisak, ekstremne temperature i druge. Ovih deset stvorenja sa naše liste dat će šansu svakome ko se usudi da zatraži titulu najotpornijeg organizma.
10 Himalajski skakaći pauk
Azijska divlja guska poznata je po preletu preko 6,5 kilometara, dok se najviše ljudsko naselje nalazi na 5.100 metara u peruanskim Andama. Međutim, visinski rekord uopće ne pripada guskama, već himalajskom pauku skakaču (Euophrys omnisuperstes). Živeći na nadmorskoj visini od preko 6700 metara, ovaj pauk se uglavnom hrani malim insektima koje tamo donose naleti vjetra. Ključna karakteristika ovog insekta je sposobnost preživljavanja u uslovima gotovo potpunog odsustva kiseonika.
9 Džinovski kengur džemper
Obično, kada pomislimo na životinje koje mogu najduže živjeti bez vode, kamila nam odmah padne na pamet. Ali kamile mogu preživjeti bez vode u pustinji samo 15 dana. U međuvremenu, iznenadit ćete se kada saznate da na svijetu postoji životinja koja može proživjeti cijeli život a da ne popije ni jednu kap vode. Džinovski kengur skakač je bliski rođak dabra. Njihov prosječni životni vijek je obično 3 do 5 godina. Obično dobijaju vlagu iz hrane jelom razne sjemenke. Osim toga, ovi glodari se ne znoje, čime se izbjegava dodatni gubitak vode. Obično ove životinje žive u Dolini smrti i u ovog trenutka su u opasnosti od izumiranja.
Budući da se toplina u vodi efikasnije prenosi na organizme, temperatura vode od 50 stepeni Celzijusa bit će mnogo opasnija od iste temperature zraka. Iz tog razloga, bakterije pretežno uspijevaju u toplim podvodnim izvorima, što se ne može reći za višećelijske oblike života. Međutim, postoji posebna vrsta crva pod nazivom paralvinella sulfincola, koja se rado naseljava na mjestima gdje voda dostiže temperaturu od 45-55 stepeni. Naučnici su izveli eksperiment u kojem je jedan od zidova akvarijuma bio zagrijan, pa se pokazalo da su crvi radije boravili na ovom mjestu, zanemarujući hladnija mjesta. Vjeruje se da se ova osobina razvila kod crva kako bi se mogli hraniti bakterijama kojih ima u izobilju u toplim izvorima. Jer to ranije nisu imali. prirodni neprijatelji, bakterije su bile relativno lak plijen.
7 Grenlandska ajkula
Grenlandska ajkula jedna je od najvećih i najmanje proučavanih morskih pasa na planeti. Unatoč činjenici da plivaju prilično sporo (bilo koji plivač amater može ih prestići), izuzetno su rijetki. To je zbog činjenice da ova vrsta morskih pasa u pravilu živi na dubini od 1200 metara. Osim toga, ova ajkula je jedna od najotpornijih na hladnoću. Obično radije boravi u vodi, čija temperatura varira između 1 i 12 stepeni Celzijusa. Budući da ove ajkule žive u hladnim vodama, moraju se kretati izuzetno sporo kako bi svele na minimum upotrebu svoje energije. U hrani su nečitljivi i jedu sve što im se nađe na putu. Priča se da je njihov životni vijek oko 200 godina, ali to još niko nije uspio ni potvrditi ni demantovati.
6. Đavolji crv
Decenijama su naučnici vjerovali da samo jednoćelijski organizmi mogu preživjeti na velikim dubinama. Po njihovom mišljenju, visok pritisak, nedostatak kiseonika i ekstremne temperature stali su na put višećelijskim stvorenjima. Ali tada su mikroskopski crvi otkriveni na dubini od nekoliko kilometara. Nazvan halicephalobus mephisto, po demonu iz njemačkog folklora, pronađen je u uzorcima vode 2,2 kilometra ispod površine zemlje, u jednoj od pećina u Južna Afrika. Oni su uspjeli preživjeti ekstremne uvjete okoline, što sugerira da je život moguć na Marsu i drugim planetama u našoj galaksiji.
5. Žabe
Neke vrste žaba nadaleko su poznate po svojoj sposobnosti da se doslovno smrzavaju tijekom cijelog zimskog perioda i oživljavaju dolaskom proljeća. IN sjeverna amerika Pronađeno je pet vrsta takvih žaba, od kojih je najčešća obična žaba. Pošto žabe na drvetu nisu jako jake u kopanju, jednostavno se sakriju ispod opalog lišća. Imaju supstancu poput antifriza u svojim venama, i iako im srce na kraju stane, to je privremeno. Osnova njihove tehnike preživljavanja je ogromna koncentracija glukoze koja ulazi u krvotok iz žablje jetre. Ono što je još više iznenađujuće je činjenica da su žabe u stanju da pokažu svoju sposobnost smrzavanja ne samo u prirodnom okruženju, već iu laboratoriji, omogućavajući naučnicima da otkriju svoje tajne.
(banner_ads_inline)
4 dubokomorski mikroba
Svi znamo da je najdublja tačka na svetu Marijanski rov. Njegova dubina dostiže skoro 11 kilometara, a pritisak tamo premašuje atmosferski za 1100 puta. Naučnici su prije nekoliko godina uspjeli tamo pronaći džinovske amebe koje su uspjeli snimiti kamerom visoke rezolucije i zaštićene staklenom sferom od ogromnog pritiska koji vlada na dnu. Štoviše, nedavna ekspedicija koju je poslao sam James Cameron pokazala je to u dubinama Marijanski rov mogu postojati i drugi oblici života. Dobijeni su uzorci donjih sedimenata koji su dokazali da depresija bukvalno vrvi od mikroba. Ova činjenica je zadivila naučnike, jer su ekstremni uslovi koji tamo vladaju, kao i ogroman pritisak, daleko od raja.
3. Bdelloidea
Bdelloidea rotifers su nevjerovatno sićušni ženski beskičmenjaci, koji se obično nalaze u slatkoj vodi. Od njihovog otkrića nisu pronađeni mužjaci ove vrste, a sami rotiferi se razmnožavaju aseksualno, što zauzvrat uništava njihov vlastiti DNK. Oni obnavljaju svoj izvorni DNK jedući druge vrste mikroorganizama. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, rotiferi mogu izdržati ekstremnu dehidraciju, štoviše, u stanju su da izdrže nivoe radijacije koja bi ubila većinu živih organizama na našoj planeti. Naučnici vjeruju da je njihova sposobnost da poprave svoj DNK nastala kao rezultat potrebe da prežive u izuzetno sušnom okruženju.
2. Žohar
Postoji mit da će žohari biti jedini živi organizmi koji će preživjeti nuklearni rat. U stvari, ovi insekti mogu živjeti bez vode i hrane nekoliko sedmica, a štoviše, mogu živjeti sedmicama bez glave. Žohari postoje već 300 miliona godina, čak su nadživjeli i dinosauruse. Discovery Channel je proveo niz eksperimenata koji su trebali pokazati hoće li žohari preživjeti ili ne uz snažno nuklearno zračenje. Kao rezultat toga, pokazalo se da je gotovo polovica svih insekata uspjela preživjeti zračenje od 1000 radi (takvo zračenje može ubiti odraslu zdravu osobu za samo 10 minuta izlaganja), štoviše, 10% žohara je preživjelo kada su bili izloženi zračenju od 10 000 radi , što je jednako zračenju od nuklearne eksplozije u Hirošimi. Nažalost, nijedan od ovih malih insekata nije preživio 100.000 radijacije.
1. Tardigrade
Sićušni vodeni organizmi zvani tardigradi pokazali su se kao najotporniji organizmi na našoj planeti. Ove, na prvi pogled, slatke životinje sposobne su preživjeti gotovo sve ekstremne uvjete, bilo da se radi o vrućini ili hladnoći, velikom pritisku ili visokom zračenju. Oni su u stanju da prežive neko vreme čak i u svemiru. U ekstremnim uslovima iu stanju ekstremne dehidracije, ova bića su u stanju da prežive nekoliko decenija. One ožive, samo ih treba smestiti u baru.
Danas, 6. oktobra, je Svjetski dan staništa životinja. U čast ovog praznika, nudimo vam izbor od 5 životinja koje su za svoj dom odabrale mjesta s najekstremnijim uvjetima.
Živi organizmi su rasprostranjeni širom naše planete, a mnogi od njih žive na mestima sa ekstremnim uslovima. Takvi organizmi se nazivaju ekstremofili. To uključuje bakterije, arheje i samo nekoliko životinja. O potonjem govorimo u ovom članku. 1. Pompejski crvi. Ovi dubokomorski poliheti, dužine ne prelaze 13 cm, spadaju među najotpornije životinje. Stoga nije iznenađujuće da se mogu naći isključivo na hidrotermalnim izvorima na dnu okeana (), iz kojih su visoko mineralizirani vruća voda. Tako je po prvi put otkrivena kolonija pompejskih crva ranih 1980-ih na hidrotermalnim izvorima u pacifik u blizini ostrva Galapagos, a kasnije, 1997. godine, nedaleko od Kostarike i ponovo na hidrotermalnim izvorima.
Pompejski crv obično locira svoje tijelo u cevastim strukturama crnih pušača, gdje temperatura dostiže 80°C, a glavu zabode s perastim formacijama napolju, gdje je temperatura niža (oko 22°C). Naučnici su dugo pokušavali da shvate kako pompejski crv uspijeva izdržati tako ekstremne temperature. Istraživanja su pokazala da mu u tome pomažu posebne bakterije koje na stražnjoj strani crva formiraju sloj debljine do 1 cm, nalik vunenom pokrivaču. Budući da su u simbiotskom odnosu, crvi luče sluz iz sitnih žlijezda na leđima, koje se hrane bakterijama, koje zauzvrat izoliraju tijelo životinje od visokih temperatura. Vjeruje se da ove bakterije imaju posebne proteine koji omogućavaju zaštitu crva i samih bakterija od visokih temperatura. 2. Gusjenica Gynaephora. Na Grenlandu i Kanadi živi moljac Gynaephora groenlandica, poznat po svojoj sposobnosti da izdrži ekstremno niske temperature. Dakle, živeći u hladnoj klimi, gusjenice G. groenlandica, dok su u hibernaciji, podnose temperature do -70 °C! To je omogućeno spojevima (glicerol i betain) koje gusjenice počinju sintetizirati u kasno ljeto kada temperature padnu. Ove supstance sprečavaju stvaranje kristala leda u ćelijama životinje i na taj način omogućavaju da se ne smrzne do smrti.
Međutim, to nije jedina karakteristika vrste. Dok je većini drugih vrsta moljaca potrebno oko mjesec dana da sazriju od jajeta do odrasle osobe, G. groenlandica može trajati od 7 do 14 godina da se razvije! Ovako spor rast Gynaephora groenlandica je zbog ekstremnih uslova okoline u kojima se insekt mora razvijati. Zanimljivo je da gusjenice Gynaephora groenlandica većinu svog života provode u hibernaciji, a ostatak vremena (oko 5% života) posvećuju jedenju vegetacije, na primjer pupoljaka arktičke vrbe. 3. Nafta leti. Ovo su jedini insekti poznati nauci koji mogu živjeti i hraniti se sirovom naftom. Ova vrsta je prvi put otkrivena na ranču La Brea u Kaliforniji, gdje postoji nekoliko bitumenskih jezera.
Autori: Michael S. Caterino & Cristina Sandoval. Kao što znate, ulje je vrlo otrovna tvar za većinu životinja. Međutim, kao ličinke, uljne mušice plivaju blizu površine ulja i dišu kroz specijalne ventile koji strše iznad naftne mrlje. Muhe jedu mnogo ulja, ali uglavnom insekte koji u njega uđu. Ponekad su crijeva muva potpuno napunjena uljem. Naučnici do sada nisu opisali ponašanje pri parenju ovih muva, kao ni gdje polažu jaja. Međutim, pretpostavlja se da se to ne dešava unutar naftnog bazena.
Bitumensko jezero na ranču La Brea u Kaliforniji. Zanimljivo je da temperatura ulja u bazenu može doseći 38°C, ali larve lako podnose te promjene. 4. Artemija. Smješteno u sjeverozapadnom dijelu američke države Utah, Veliko slano jezero ima salinitet do 270 ppm (za poređenje: najslanije more Svjetskog okeana - Crveno more - ima salinitet od samo 41 ppm ). Izuzetno visok salinitet akumulacije čini ga neprikladnim za život svih živih bića u njemu, osim larvi obalnih muha, nekih algi i škampa - sićušnih rakova.
Potonji, inače, žive ne samo u ovom jezeru, već iu drugim vodnim tijelima, čiji salinitet nije niži od 60 ppm. Ova karakteristika omogućava škampima da izbjegnu kohabitaciju s većinom vrsta grabežljivaca kao što su ribe. Ovi rakovi imaju segmentirano tijelo sa širokim dodatkom poput lista na kraju i obično ne prelaze 12 milimetara u dužinu. Široko se koriste kao hrana za akvarijske ribe, a također se uzgajaju u akvarijima. 5. Tardigrade. Ova sićušna stvorenja, dužine ne prelaze 1 milimetar, najotpornije su životinje. Žive na različitim mestima na planeti. Na primjer, pronađeni su u toplim izvorima gdje je temperatura dostizala 100°C, i na vrhu Himalaja, ispod sloja debelog leda, gdje je temperatura bila mnogo ispod nule. I ubrzo se pokazalo da ove životinje ne samo da mogu izdržati ekstremne temperature, već i više od 10 godina bez hrane i vode!
Naučnici su otkrili da im u tome pomaže sposobnost obustave metabolizma, ulazeći u stanje kriptobioze, kada se hemijski procesi u tijelu životinje približavaju nuli. U ovom stanju, sadržaj vode u tijelu tardigrada može pasti na 1%! A osim toga, sposobnost bez vode uvelike ovisi o tome visoki nivo posebna tvar u tijelu ove životinje - nereducirajuća šećerna trehaloza, koja štiti membrane od uništenja. Zanimljivo je da dok tardigradi mogu živjeti u ekstremnim sredinama, mnoge vrste se mogu naći u blažim sredinama kao što su jezera, bare ili travnjaci. Tardigradi su najčešći u vlažnim sredinama, u mahovinama i lišajevima.
.(Izvor: "Biološki enciklopedijski rečnik." Glavni urednik M. S. Giljarov; Uredništvo: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin i drugi - 2. izd., ispravljeno. - M.: Sov. enciklopedija, 1986.)
Pogledajte šta su "TERMOFILNI ORGANIZMI" u drugim rječnicima:
- (termo ... gr. phileo ljubav) termofilni organizmi (pretežno mikroskopski) koji mogu živjeti s relativno visoke temperature(do 70); njihova prirodna staništa su različiti topli izvori i termalne vode cf. kriofilni ... ... Rečnik stranih reči ruskog jezika
- (od termo (vidi Thermo...) ... i grčki philéo volim) termofili, organizmi koji žive na temperaturama većim od 45 °C (kobno za većinu živih bića). To su neke ribe, predstavnici raznih beskičmenjaka (crvi, ... ... Velika sovjetska enciklopedija
- ... Wikipedia
organizmi naučna klasifikacija Klasifikacija: Organizmi Kraljevstva Nuklearni nenuklearni organizam (kasnolatinski organizam od kasnolat. organizo ... Wikipedia
Niži organizmi, kao i sva živa bića uopšte, mogu da žive samo pod tačno određenim uslovima. spoljni uslovi njihovo postojanje, odnosno uslove sredine u kojoj žive, i za svaki spoljni faktor, za temperaturu, pritisak, vlažnost itd...
Ovo je naziv bakterija koje imaju sposobnost da se razvijaju na temperaturama iznad 55 60°C. Miquel (Miquel) je prvi pronašao i izolovao iz vode Seine nepokretni bacil koji može živjeti i razmnožavati se na temperaturi od 70°C. Van Tieghem ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Organizmi Naučna klasifikacija Klasifikacija: Organizmi Kraljevstva Nuklearni nenuklearni organizam (kasnolatinski organizam od kasnolat. organizo ... Wikipedia - Vidi i: Najveći organizmi Najmanji organizmi su svi predstavnici bakterija, životinja, biljaka i drugih organizama koji se nalaze na Zemlje, koje imaju minimalne vrijednosti u svojim klasama (detašmanima) prema parametrima kao što su... Wikipedia
