Život ve vroucí vodě. Extremofilové jsou organismy, které žijí v extrémních lokalitách. Nejčastěji se používá sedm společných kritérií pro druhy.

Teplota je nejdůležitějším faktorem životního prostředí. Teplota má obrovský vliv na mnoho aspektů života organismů, jejich geografii rozšíření, rozmnožování a další biologické vlastnosti organismů, které jsou závislé především na teplotě. Rozsah, tzn. teplotní hranice, při kterých může existovat život, se pohybují od cca -200°C do +100°C, někdy je existence bakterií zjištěna v horkých pramenech při teplotě 250°C. Ve skutečnosti může většina organismů přežít v ještě užším rozmezí teplot.

Některé druhy mikroorganismů, především bakterie a řasy, jsou schopny žít a množit se v horkých pramenech při teplotách blízkých bodu varu. Horní teplotní limit pro vřídelní bakterie leží kolem 90°C. Proměnlivost teplot je z ekologického hlediska velmi důležitá.

Jakýkoli druh je schopen žít pouze v určitém rozmezí teplot, tzv. maximální a minimální smrtelné teploty. Mimo tyto kritické extrémní teploty, studené nebo horké, nastává smrt organismu. Někde mezi je optimální teplotu, ve kterém je aktivní životně důležitá činnost všech organismů, živé hmoty jako celku.

Podle snášenlivosti organismů k teplotnímu režimu se dělí na eurytermní a stenotermní, tzn. schopné odolávat velkým nebo úzkým teplotním výkyvům. Například lišejníky a mnohé bakterie mohou žít při různých teplotách nebo orchideje a další teplomilné rostliny tropických oblastí jsou stenotermní.

Některá zvířata jsou schopna udržovat stálou tělesnou teplotu bez ohledu na teplotu. životní prostředí. Takové organismy se nazývají homeotermní. U jiných zvířat se tělesná teplota mění v závislosti na okolní teplotě. Říká se jim poikilotermy. Podle způsobu adaptace organismů na teplotní režim se dělí na dvě ekologické skupiny: kryofyly - organismy adaptované na chlad, na nízké teploty; teplomilné – neboli teplomilné.

Allenovo pravidlo- ekogeografické pravidlo stanovené D. Allenem v roce 1877. Podle tohoto pravidla mají mezi příbuznými formami homoiotermních (teplokrevných) živočichů, kteří vedou podobný životní styl, ti, kteří žijí v chladnějším klimatu, relativně menší vyčnívající části těla: uši, nohy, ocasy atd.

Zmenšení vyčnívajících částí těla vede ke zmenšení relativního povrchu těla a pomáhá šetřit teplo.

Příkladem tohoto pravidla jsou zástupci čeledi psovitých z různých regionů. Nejmenší (vzhledem k délce těla) uši a méně protáhlou tlamu v této rodině má liška polární (rozsah - Arctic) a největší uši a úzká, prodloužená tlama - u lišky fenekové (rozsah - Sahara).

Toto pravidlo se také uplatňuje ve vztahu k lidské populaci: nejkratší (vzhledem k velikosti těla) nos, ruce a nohy jsou charakteristické pro národy Eskymáků-Aleutů (Eskymáci, Inuité) a dlouhé ruce a nohy pro kožešiny a Tutsiové.

Bergmanovo pravidlo je ekogeografické pravidlo zformulované v roce 1847 německým biologem Carlem Bergmanem. Pravidlo říká, že mezi podobnými formami homoiotermních (teplokrevných) zvířat jsou největší ti, kteří žijí v chladnějším klimatu – ve vysokých zeměpisných šířkách nebo v horách. Pokud existují blízce příbuzné druhy (například druhy stejného rodu), které se výrazně neliší ve stravě a životním stylu, pak se větší druhy vyskytují i ​​v těžším (chladnějším) klimatu.

Pravidlo je založeno na předpokladu, že celková produkce tepla u endotermních druhů závisí na objemu tělesa a rychlost přenosu tepla závisí na jeho povrchu. S nárůstem velikosti organismů roste objem těla rychleji než jeho povrch. Experimentálně bylo toto pravidlo nejprve testováno na psech různých velikostí. Ukázalo se, že produkce tepla u malých psů je vyšší na jednotku hmotnosti, ale bez ohledu na velikost zůstává téměř konstantní na jednotku plochy.

Bergmanovo pravidlo se skutečně často naplňuje jak v rámci stejného druhu, tak mezi blízce příbuznými druhy. Například amurská podoba tygra s Dálný východ větší než Sumatran z Indonésie. Severní poddruh vlka je v průměru větší než jižní. Z příbuzných druhů rodu medvědů žijí největší v severních zeměpisných šířkách ( lední medvěd, medvědi hnědí s asi. Kodiak) a nejmenší druhy (například medvěd brýlatý) - v oblastech s teplým klimatem.

Zároveň bylo toto pravidlo často kritizováno; bylo poznamenáno, že nemůže mít obecný charakter, protože velikost savců a ptáků je ovlivněna mnoha dalšími faktory kromě teploty. Navíc k adaptacím na drsné klima na populační a druhové úrovni často nedochází kvůli změnám velikosti těla, ale kvůli změnám velikosti těla. vnitřní orgány(zvětšení srdce a plic) nebo prostřednictvím biochemických adaptací. S ohledem na tuto kritiku je třeba zdůraznit, že Bergmanovo pravidlo má statistickou povahu a jasně projevuje svůj účinek, ostatní věci jsou stejné.

Ve skutečnosti existuje mnoho výjimek z tohoto pravidla. Nejmenší rasa vlněného mamuta je tedy známá z polárního Wrangelova ostrova; mnoho poddruhů lesních vlků je větších než tundrové (například vyhynulý poddruh z poloostrova Kenai; předpokládá se, že velké velikosti by mohly poskytnout těmto vlkům výhodu při lovu velkých losů obývajících poloostrov). Dálněvýchodní poddruh leoparda žijícího na Amuru je výrazně menší než ten africký. V uvedených příkladech se srovnávané formy liší způsobem života (ostrovní a kontinentální populace; poddruh tundra, živící se menší kořistí, a lesní poddruh, živící se větší kořistí).

Ve vztahu k člověku je pravidlo do určité míry použitelné (např. kmeny Pygmejů se zjevně opakovaně a nezávisle objevovaly v různých oblastech s tropickým klimatem); vzhledem k rozdílům v místní stravě a zvycích, migraci a genetickému driftu mezi populacemi jsou však na použitelnost tohoto pravidla kladena omezení.

Glogerovo pravidlo spočívá v tom, že mezi příbuznými formami (různé rasy nebo poddruhy stejného druhu, příbuzné druhy) homoiotermních (teplokrevných) zvířat jsou ti, kteří žijí v teplém a vlhkém klimatu, jasnější než ti, kteří žijí v chladném a suchém klimatu. Založen v roce 1833 Konstantinem Glogerem (Gloger C. W. L.; 1803-1863), polským a německým ornitologem.

Například většina druhů pouštních ptáků je slabší než jejich příbuzní ze subtropických a subtropických oblastí deštný prales. Glogerovo pravidlo lze vysvětlit jak maskovacími úvahami, tak vlivem klimatických podmínek na syntézu pigmentů. Glogerovo pravidlo do jisté míry platí i pro opilé kilotermní (chladnokrevné) živočichy, zejména hmyz.

Vlhkost jako faktor prostředí

Zpočátku byly všechny organismy vodní. Po dobytí země neztratili svou závislost na vodě. Nedílná součást ze všech živých organismů je voda. Vlhkost je množství vodní páry ve vzduchu. Bez vlhkosti a vody není život.

Vlhkost je parametr, který charakterizuje obsah vodní páry ve vzduchu. Absolutní vlhkost je množství vodní páry ve vzduchu a závisí na teplotě a tlaku. Toto množství se nazývá relativní vlhkost (tj. poměr množství vodní páry ve vzduchu k nasycenému množství páry za určitých podmínek teploty a tlaku).

V přírodě existuje denní rytmus vlhkosti. Vlhkost kolísá jak vertikálně, tak horizontálně. Tento faktor spolu se světlem a teplotou hraje důležitou roli v regulaci aktivity organismů a jejich distribuce. Vlhkost také mění vliv teploty.

Sušení na vzduchu je důležitým faktorem životního prostředí. Zejména pro suchozemské organismy má skvělá hodnota vadnoucí účinek vzduchu. Zvířata se přizpůsobují přesunem do chráněných oblastí a jsou aktivní v noci.

Rostliny absorbují vodu z půdy a téměř úplně (97-99 %) se odpaří skrz listy. Tento proces se nazývá transpirace. Odpařování ochlazuje listy. Díky odpařování existuje doprava ionty, půdou ke kořenům, transport iontů mezi buňkami atd.

Určité množství vlhkosti je pro suchozemské organismy nezbytné. Řada z nich potřebuje k normálnímu životu relativní vlhkost 100 % a naopak organismus, který je v normálním stavu, nemůže žít. na dlouhou dobu v absolutně suchém vzduchu, protože neustále ztrácí vodu. Voda je nezbytnou součástí živé hmoty. Proto ztráta vody v určitém množství vede ke smrti.

Rostliny suchého klimatu se přizpůsobují morfologickým změnám, redukci vegetativních orgánů, zejména listů.

Suchozemská zvířata se také přizpůsobují. Mnoho z nich pije vodu, jiní ji sají skrz kůži v kapalném nebo parním stavu. Například většina obojživelníků, nějaký hmyz a roztoči. Většina pouštních zvířat nikdy nepije, své potřeby uspokojují na úkor vody dodávané s potravou. Jiná zvířata přijímají vodu v procesu oxidace tuků.

Voda je nezbytná pro živé organismy. Proto se organismy šíří po celém biotopu v závislosti na svých potřebách: vodní organismy žijí ve vodě neustále; hydrofyty mohou žít pouze ve velmi vlhkém prostředí.

Z hlediska ekologické valence patří hydrofyta a hygrofyta do skupiny stenogigerů. Vlhkost výrazně ovlivňuje životní funkce organismů, např. ze 70 % relativní vlhkost byl velmi příznivý pro polní dozrávání a plodnost samic saranče stěhovavého. Při příznivé reprodukci způsobují obrovské ekonomické škody na úrodě mnoha zemí.

Pro ekologické hodnocení rozšíření organismů se používá indikátor suchosti klimatu. Suchost slouží jako selektivní faktor pro ekologickou klasifikaci organismů.

V závislosti na vlastnostech vlhkosti místního klimatu jsou druhy organismů rozděleny do ekologických skupin:

1. Hydatofyty jsou vodní rostliny.

2. Hydrofyta jsou suchozemsko-vodní rostliny.

3. Hygrofyty - suchozemské rostliny žijící v podmínkách vysoké vlhkosti.

4. Mezofyty jsou rostliny, které rostou s průměrnou vlhkostí.

5. Xerofyty jsou rostliny rostoucí s nedostatečnou vlhkostí. Ty se zase dělí na: sukulenty - sukulentní rostliny (kaktusy); sklerofyty jsou rostliny s úzkými a malými listy a složené do tubulů. Dělí se také na euxerofyty a stipaxerofyty. Euxerofyty jsou stepní rostliny. Stipaxerofyty jsou skupinou úzkolistých travních trav (pérovka, kostřava, tenkonohá aj.). Mezofyty se dále dělí na mezohygrofyty, mezoxerofyty atd.

Vlhkost, poddajná svou hodnotou teplotě, je přesto jedním z hlavních faktorů prostředí. Po většinu historie divoké zvěře byl organický svět reprezentován výhradně vodními normami organismů. Nedílnou součástí naprosté většiny živých bytostí je voda a pro rozmnožování či splynutí gamet téměř všechny potřebují vodní prostředí. Suchozemská zvířata jsou nucena vytvořit si ve svém těle umělou hmotu vodní prostředí pro oplodnění, a to vede k tomu, že toto se stává vnitřním.

Vlhkost je množství vodní páry ve vzduchu. Lze jej vyjádřit v gramech na metr krychlový.

Světlo jako environmentální faktor. Úloha světla v životě organismů

Světlo je jedna forma energie. Podle prvního termodynamického zákona neboli zákona zachování energie se energie může měnit z jedné formy do druhé. Podle tohoto zákona jsou organismy termodynamickým systémem, který si neustále vyměňuje energii a hmotu s prostředím. Organismy na povrchu Země jsou vystaveny toku energie, především sluneční energie, a také dlouhovlnnému tepelnému záření kosmických těles.

Oba tyto faktory určují klimatické podmínky prostředí (teplota, rychlost odpařování vody, pohyb vzduchu a vody). Sluneční světlo o energii 2 cal dopadá na biosféru z vesmíru. na 1 cm 2 za 1 min. Tato tzv. sluneční konstanta. Toto světlo, procházející atmosférou, je utlumeno a na zemský povrch se v jasné poledne nemůže dostat více než 67 % jeho energie, tzn. 1,34 kal. na cm 2 za 1 min. Při průchodu oblačností, vodou a vegetací dochází k dalšímu oslabení slunečního záření a výrazně se mění rozložení energie v něm v různých částech spektra.

Míra zeslabení slunečního a kosmického záření závisí na vlnové délce (frekvenci) světla. Ultrafialové záření o vlnové délce menší než 0,3 mikronu téměř neprojde ozónová vrstva(v nadmořské výšce cca 25 km). Takové záření je nebezpečné pro živý organismus, zejména pro protoplazmu.

V živé přírodě je jediným zdrojem energie světlo, všechny rostliny kromě bakterií fotosyntetizují, tzn. syntetizovat organické látky z anorganických látek (tj. z vody, minerální soli a CO- V živé přírodě je jediným zdrojem energie světlo, všechny rostliny, kromě bakterií 2 - za pomoci zářivé energie v procesu asimilace). Všechny organismy jsou potravou závislé na pozemských fotosyntetizérech, tj. rostliny nesoucí chlorofyl.

Světlo jako faktor prostředí se dělí na ultrafialové s vlnovou délkou 0,40 - 0,75 mikronů a infračervené s vlnovou délkou větší než tyto velikosti.

Účinek těchto faktorů závisí na vlastnostech organismů. Každý typ organismu je přizpůsoben tomu či onomu spektru vlnových délek světla. Některé druhy organismů se přizpůsobily ultrafialovému záření, jiné infračervenému.

Některé organismy jsou schopny rozlišit vlnovou délku. Mají speciální systémy vnímání světla a mají barevné vidění, které mají v jejich životě velký význam. Mnoho hmyzu je citlivých na krátkovlnné záření, které člověk nevnímá. Noční motýli dobře vnímají ultrafialové paprsky. Včely a ptáci přesně určují svou polohu a procházet terénem i v noci.

Organismy také silně reagují na intenzitu světla. Podle těchto vlastností jsou rostliny rozděleny do tří ekologických skupin:

1. Světlomilné, slunomilné nebo heliofyty – které jsou schopny se normálně vyvíjet pouze pod slunečními paprsky.

2. Stínomilné neboli sciofyty jsou rostliny nižších vrstev lesů a hlubinné rostliny, např. konvalinky a další.

S klesající intenzitou světla se zpomaluje i fotosyntéza. Všechny živé organismy mají prahovou citlivost na intenzitu světla, stejně jako na další faktory prostředí. Různé organismy mají různou prahovou citlivost na faktory prostředí. Například intenzivní světlo brzdí vývoj much Drosophyll, dokonce způsobuje jejich smrt. Nemají rádi světlo a šváby a jiný hmyz. Ve většině fotosyntetických rostlin je při nízké intenzitě světla inhibována syntéza proteinů, zatímco u zvířat jsou inhibovány procesy biosyntézy.

3. Stínově tolerantní nebo fakultativní heliofyty. Rostliny, které dobře rostou ve stínu i na světle. U živočichů se tyto vlastnosti organismů nazývají světlomilné (fotofilové), stínomilné (fotofobové), euryfobní – stenofobní.

Ekologická valence

stupeň adaptability živého organismu na změny podmínek prostředí. E. v. je vlastnost zobrazení. Kvantitativně je vyjádřena rozsahem změn prostředí, v rámci kterých si daný druh zachovává normální životní aktivitu. E. v. lze uvažovat jak ve vztahu k reakci druhu na jednotlivé faktory prostředí, tak ve vztahu ke komplexu faktorů.

V prvním případě se druhy, které snášejí velké změny síly ovlivňujícího faktoru, označují termínem skládajícím se z názvu tohoto faktoru s předponou „evry“ (eurytermální – ve vztahu k vlivu teploty, euryhalinní – až slanost , eurybatický - do hloubky atd.); druhy adaptované pouze na malé změny tohoto faktoru se označují podobným termínem s předponou „steno“ (stenotermní, stenohalinní atd.). Typy mající široký E. in. ve vztahu ke komplexu faktorů se jim říká eurybionti (viz. Eurybionti) na rozdíl od stenobiontů (viz. Stenobionti), kteří mají malou přizpůsobivost. Vzhledem k tomu, že eurybiontismus umožňuje osídlovat různé biotopy a stenobiontismus výrazně zužuje rozsah biotopů vhodných pro tento druh, jsou tyto dvě skupiny často nazývány eury- nebo stenotopické, resp.

eurybionti, živočišné a rostlinné organismy, které mohou existovat s významnými změnami podmínek prostředí. Takže například obyvatelé mořského pobřeží snášejí pravidelné sušení během odlivu, v létě - silné oteplování av zimě - ochlazení a někdy i zamrzání (eurytermní zvířata); obyvatelé ústí řek odolávají prostředkům. kolísání salinity vody (euryhalinní živočichové); řada zvířat existuje v širokém rozmezí hydrostatického tlaku (eurybats). Mnoho suchozemských obyvatel mírných zeměpisných šířek je schopno odolávat velkým sezónním teplotním výkyvům.

Eurybiontnost druhu je zvýšena schopností snášet nepříznivé podmínky ve stavu anabiózy (mnoho bakterií, výtrusů a semen mnoha rostlin, dospělé vytrvalé rostliny chladných a mírných zeměpisných šířek, zimující poupata sladkovodních hub a mechovců, vajíčka větvínožců , dospělí tardigradové a někteří vířníci atd.) nebo hibernace (někteří savci).

CHETVERIKOVOVO PRAVIDLO, zpravidla podle Kroma v přírodě nejsou všechny typy živých organismů zastoupeny samostatnými izolovanými jedinci, ale ve formě agregátů množství (někdy velmi početných) jedinců-populací. Vyšlechtil S. S. Chetverikov (1903).

Pohled- jde o historicky ustálený soubor morfologických a fyziologických vlastností podobných populací jedinců, schopných se volně křížit a produkovat plodné potomstvo, zaujímající určité území. Každý typ živých organismů lze popsat množinou charakteristické vlastnosti, vlastnosti, které se nazývají vlastnosti pohledu. Charakteristiky druhu, pomocí kterých lze rozlišit jeden druh od druhého, se nazývají druhová kritéria.

Nejčastěji používaných sedm obecných kritérií zobrazení je:

1. Specifický typ organizace: soubor charakteristických znaků, které umožňují odlišit jedince daného druhu od jedinců jiného.

2. Geografická jistota: existence jedinců určitého druhu na určitém místě na zeměkouli; rozsah - oblast, kde žijí jedinci daného druhu.

3. Ekologická jistota: jedinci druhu žijí ve specifickém rozmezí hodnot fyzikálních faktorů prostředí, jako je teplota, vlhkost, tlak atd.

4. Diferenciace: druh se skládá z menších skupin jedinců.

5. Diskrétnost: jedinci tohoto druhu jsou odděleni od jedinců jiného mezerou - hiátem Hiát je dán působením izolačních mechanismů, jako je nesoulad v obdobích rozmnožování, použití specifických behaviorálních reakcí, sterilita kříženců, sterilita kříženců, přestávka v chovu, přestávka v chovu. atd.

6. Reprodukovatelnost: rozmnožování jedinců může být prováděno nepohlavně (stupeň variability je nízký) a sexuálně (stupeň variability je vysoký, protože každý organismus kombinuje vlastnosti otce a matky).

7. Určitá úroveň početnosti: populace prochází periodickými (vlnami života) i neperiodickými změnami.

Jedinci jakéhokoli druhu jsou v prostoru rozmístěni extrémně nerovnoměrně. Například kopřiva dvoudomá se v jejím areálu vyskytuje pouze na vlhkých stinných místech s úrodnou půdou, tvoří houštiny v nivách řek, potoků, kolem jezer, na okrajích bažin, ve smíšených lesích a houštinách křovin. Na okrajích lesů, na loukách a polích se nacházejí kolonie krtka evropského, jasně viditelné na kopcích země. Vhodné pro život
ačkoli se biotopy často nacházejí v areálu areálu, nepokrývají celý areál, a proto se jedinci tohoto druhu nevyskytují ani v jiných jeho částech. Nemá smysl hledat kopřivy v borovém lese nebo krtka v bažině.

Nerovnoměrné rozložení druhu v prostoru je tedy vyjádřeno ve formě „ostrovů hustoty“, „shluků“. Oblasti s poměrně vysokým rozšířením tohoto druhu se střídají s oblastmi s nízkou početností. Taková „střediska hustoty“ populace každého druhu se nazývají populace. Populace je soubor jedinců daného druhu, kteří po dlouhou dobu (velký počet generací) obývají určitý prostor (část areálu) a jsou izolovaní od jiných podobných populací.

V rámci populace se prakticky provádí volné křížení (panmixie). Jinými slovy, populace je skupina jednotlivců volně se spojujících mezi sebou, žijících dlouhou dobu na určitém území a relativně izolovaných od jiných podobných skupin. Druh je tedy souborem populací a populace je strukturální jednotkou druhu.

Rozdíl mezi populací a druhem:

1) jedinci různých populací se mezi sebou volně kříží,

2) jedinci různých populací se od sebe málo liší,

3) mezi dvěma sousedními populacemi není mezera, to znamená, že mezi nimi dochází k postupnému přechodu.

Proces speciace. Předpokládejme, že daný druh zaujímá určitou oblast, určenou povahou jeho stravy. V důsledku divergence mezi jednotlivci se rozsah zvětšuje. Nová oblast bude obsahovat oblasti s různými potravinářskými rostlinami, fyzikálními a chemickými vlastnostmi atd. Jedinci, kteří se nacházejí v různých částech oblasti, tvoří populace. V budoucnu se v důsledku stále větších rozdílů mezi jedinci populací bude stále více ukazovat, že jedinci jedné populace se nějakým způsobem liší od jedinců jiné populace. Dochází k procesu divergence populací. V každém z nich se hromadí mutace.

Zástupci jakéhokoli druhu v místní části areálu tvoří místní populaci. Celkový počet místních populací spojený s oblastmi areálu, které jsou z hlediska životních podmínek homogenní, je ekologická populace. Pokud tedy nějaký druh žije na louce a v lese, pak mluví o jeho gumových a lučních populacích. Populace v rozsahu druhu spojeného s určitými geografickými hranicemi se nazývají geografické populace.
Velikost a hranice populací se mohou dramaticky změnit. Při vypuknutí masové reprodukce se druh velmi šíří a vznikají gigantické populace.

Soubor geografických populací se stabilními znaky, schopností křížit se a produkovat plodné potomstvo se nazývá poddruh. Darwin řekl, že tvorba nových druhů prochází odrůdami (poddruhy).

Je však třeba mít na paměti, že některý prvek v přírodě často chybí.
Mutace, které se vyskytují u jedinců každého poddruhu, nemohou samy o sobě vést ke vzniku nových druhů. Důvod spočívá ve skutečnosti, že tato mutace bude putovat populací, protože jedinci poddruhů, jak víme, nejsou reprodukčně izolovaní. Je-li mutace prospěšná, zvyšuje heterozygotnost populace, je-li škodlivá, bude jednoduše selekcí odmítnuta.

V důsledku neustále probíhajícího mutačního procesu a volného křížení se mutace hromadí v populacích. Podle teorie I. I. Schmalhausena je vytvořena rezerva dědičné variability, tj. naprostá většina nově vznikajících mutací je recesivní a fenotypově se neprojevuje. Při dosažení vysoké koncentrace mutací v heterozygotním stavu se stává pravděpodobným křížení jedinců nesoucích recesivní geny. V tomto případě se objevují homozygotní jedinci, u kterých se mutace projevují již fenotypově. V těchto případech jsou mutace již pod kontrolou přirozeného výběru.
Pro proces speciace to ale zatím nemá rozhodující význam, protože přirozené populace jsou otevřené a neustále jsou do nich vnášeny cizí geny ze sousedních populací.

Existuje dostatečný tok genů, aby byla zachována velká podobnost genofondů (celkem všech genotypů) všech místních populací. Odhaduje se, že doplnění genofondu kvůli cizím genům v populaci 200 jedinců, z nichž každý má 100 000 lokusů, je 100krát více než - kvůli mutacím. V důsledku toho se žádná populace nemůže dramaticky změnit, pokud podléhá normalizačnímu vlivu toku genů. Odolnost populace vůči změnám jejího genetického složení pod vlivem selekce se nazývá genetická homeostáza.

V důsledku genetické homeostázy v populaci je tvorba nového druhu velmi obtížná. Musí být splněna ještě jedna podmínka! Totiž je nutné izolovat genofond dceřiné populace od mateřského genofondu. Izolace může mít dvě formy: prostorovou a časovou. K prostorové izolaci dochází v důsledku různých geografických bariér, jako jsou pouště, lesy, řeky, duny, záplavové oblasti. Nejčastěji dochází k prostorové izolaci v důsledku prudkého snížení souvislého dosahu a jeho rozpadu do samostatných kapes nebo výklenků.

Populace se často izoluje v důsledku migrace. V tomto případě vzniká izolovaná populace. Vzhledem k tomu, že počet jedinců v izolované populaci je obvykle malý, existuje zde nebezpečí příbuzenské plemenitby - degenerace spojená s příbuzenskou plemenitbou. Speciace založená na prostorové izolaci se nazývá geografická.

Dočasná forma izolace zahrnuje změnu v načasování reprodukce a posuny v celém životním cyklu. Speciace založená na dočasné izolaci se nazývá ekologická.
Rozhodující je v obou případech vytvoření nového, se starým nekompatibilního, genetického systému. Prostřednictvím speciace se realizuje evoluce, proto se říká, že druh je elementární evoluční systém. Populace je základní evoluční jednotka!

Statistické a dynamické charakteristiky populací.

Druhy organismů jsou do biocenózy zahrnuty nikoli jako samostatní jedinci, ale jako populace nebo jejich části. Populace je část druhu (skládá se z jedinců stejného druhu), zaujímá relativně homogenní prostor a je schopná seberegulace a udržení určitého počtu. Každý druh na obsazeném území je rozdělen do populací, pokud vezmeme v úvahu vliv faktorů prostředí na jeden organismus, pak při určité úrovni faktoru (například teplota) sledovaný jedinec buď přežije, nebo zemře. Při studiu vlivu stejného faktoru na skupinu organismů stejného druhu se obraz mění.

Někteří jedinci zemřou nebo sníží svou životní aktivitu při jedné konkrétní teplotě, jiní při nižší teplotě a další při vyšší. Proto lze uvést ještě jednu definici populace: aby přežili a dali potomstvo, všechny živé organismy musí v podmínkách dynamických environmentálních režimů existovat faktory ve formě seskupení, případně populací, tzn. souhrny jedinců žijících společně s podobnou dědičností Nejdůležitějším znakem populace je celkové území, které zaujímá. Ale v rámci populace mohou být více či méně izolovaní různé důvody seskupení.

Proto je obtížné podat vyčerpávající definici populace z důvodu stírání hranic mezi jednotlivými skupinami jedinců. Každý druh se skládá z jedné nebo více populací a populace je tedy formou existence druhu, jeho nejmenší vyvíjející se jednotkou. Pro populace různé druhy existují přijatelné limity pro pokles počtu jedinců, za nimiž je existence populace nemožná. V literatuře neexistují přesné údaje o kritických hodnotách velikosti populace. Uvedené hodnoty jsou protichůdné. Faktem však zůstává, že čím menší jedinci, tím vyšší kritické hodnoty jejich počtu. Pro mikroorganismy jsou to miliony jedinců, pro hmyz - desítky a stovky tisíc a pro velkých savců- Několik desítek.

Počet by neměl klesnout pod hranice, za kterými se výrazně snižuje pravděpodobnost setkání se sexuálními partnery. Kritické číslo závisí také na dalších faktorech. Například pro některé organismy je specifický skupinový životní styl (kolonie, hejna, stáda). Skupiny v rámci populace jsou relativně izolované. Mohou nastat případy, kdy je velikost populace jako celku stále poměrně velká a počet jednotlivých skupin je snížen pod kritické limity.

Například kolonie (skupina) kormorána peruánského musí mít populaci nejméně 10 tisíc jedinců a stádo sobů - 300 - 400 hlav. Porozumět mechanismům fungování a řešit problémy využívání populací velká důležitost mít informace o jejich struktuře. Existují genderové, věkové, územní a další typy struktury. Z teoretického i aplikačního hlediska jsou nejdůležitější údaje o věkové struktuře - poměr jednotlivců (často sdružených do skupin) různého věku.

Zvířata jsou rozdělena do následujících věkových skupin:

Juvenilní skupina (děti) senilní skupina (senilní, nepodílí se na reprodukci)

Skupina dospělých (jedinci provádějící reprodukci).

Obvykle se největší životaschopností vyznačují normální populace, ve kterých jsou relativně rovnoměrně zastoupeny všechny věkové kategorie. V regresivní (ohrožené) populaci převažují senilní jedinci, což svědčí o přítomnosti negativních faktorů narušujících reprodukční funkce. K identifikaci a odstranění příčin tohoto stavu jsou nutná naléhavá opatření. Invazní (invazivní) populace jsou zastoupeny především mladými jedinci. Jejich vitalita obvykle nevyvolává obavy, ale je pravděpodobné, že propukne příliš vysoký počet jedinců, protože v takových populacích se nevytvořily trofické a jiné vztahy.

Nebezpečný je zejména v případě, že se jedná o populaci druhů, které se dříve v oblasti nevyskytovaly. V tomto případě populace obvykle nalézají a obývají volné ekologická nika a realizovat jejich chovný potenciál, intenzivně zvyšovat jejich počet.Pokud je populace v normálním stavu nebo se jí blíží normální stav, člověk z něj může odebrat počet jedinců (u zvířat) nebo biomasy (u rostlin), která narůstá za dobu mezi odběry. Především by měli být staženi jedinci v poproduktivním věku (dokončená reprodukce). Pokud je cílem získat určitý produkt, pak se věk, pohlaví a další charakteristiky populací upraví s ohledem na daný úkol.

Exploatace populací rostlinných společenstev (např. k získávání dřeva) je obvykle načasována tak, aby se kryla s obdobím zpomalení růstu souvisejícího s věkem (akumulace produkce). Toto období se obvykle kryje s maximální akumulací dřevní hmoty na jednotku plochy. Populace se také vyznačuje určitým poměrem pohlaví a poměr mužů a žen není roven 1:1. Jsou známy případy prudké převahy jednoho či druhého pohlaví, střídání generací s absencí samců. Každá populace může mít také složitou prostorovou strukturu (rozdělující se do více či méně velkých hierarchických skupin - od geografických po elementární (mikropopulace).

Pokud tedy úmrtnost nezávisí na věku jedinců, pak je křivka přežití klesající čarou (viz obrázek, typ I). To znamená, že smrt jedinců se u tohoto typu vyskytuje rovnoměrně, úmrtnost zůstává konstantní po celý život. Taková křivka přežití je charakteristická pro druhy, jejichž vývoj probíhá bez metamorfózy s dostatečnou stabilitou narozeného potomstva. Tomuto typu se obvykle říká typ hydry – vyznačuje se křivkou přežití blížící se přímce. U druhů, u kterých je role vnějších faktorů v úmrtnosti malá, je křivka přežití charakterizována mírným poklesem do určitého věku, poté dochází k prudkému poklesu v důsledku přirozené (fyziologické) úmrtnosti.

Typ II na obrázku. Křivka přežití blízká tomuto typu je charakteristická pro člověka (ačkoli křivka přežití člověka je poněkud plošší a tedy někde mezi typy I a II). Tento typ se nazývá typ Drosophila: právě tento typ Drosophila prokazuje v laboratorních podmínkách (nepožírají ho predátoři). Mnoho druhů se vyznačuje vysokou mortalitou v raných fázích ontogeneze. U takových druhů je křivka přežití charakterizována prudkým poklesem v oblasti mladšího věku. Jedinci, kteří přežili „kritický“ věk, vykazují nízkou úmrtnost a dožívají se vysokého věku. Druh se nazývá druh ústřice. Typ III na obrázku. Studium křivek přežití je pro ekologa velmi zajímavé. Umožňuje vám posoudit, v jakém věku je konkrétní druh nejzranitelnější. Pokud se působení příčin, které mohou změnit porodnost nebo úmrtnost, dostane do nejzranitelnější fáze, pak bude jejich vliv na následný vývoj populace největší. Tento vzorec je třeba vzít v úvahu při organizaci lovu nebo při hubení škůdců.

Věková a pohlavní struktura populací.

Každá populace má určitou organizaci. Rozmístění jedinců na území, poměr skupin jedinců podle pohlaví, věku, morfologických, fyziologických, behaviorálních a genetických charakteristik odrážejí odpovídající struktura obyvatelstva : prostorové, pohlaví, věk atd. Struktura se utváří jednak na základě obecných biologických vlastností druhu, jednak vlivem abiotických faktorů prostředí a populací jiných druhů.

Struktura populace tak má adaptivní charakter. Různé populace stejného druhu mají podobné rysy a charakteristické rysy, které charakterizují specifika podmínek prostředí v jejich biotopech.

Obecně platí, že kromě adaptačních schopností jednotlivých jedinců na určitá území utvářejí se adaptační rysy skupinové adaptace populace jako nadindividuálního systému, což svědčí o tom, že adaptační rysy populace jsou mnohem vyšší než u jedinců, kteří ji tvoří.

Věkové složení- je nezbytný pro existenci obyvatelstva. Průměrnou délku života organismů a poměr počtu (resp. biomasy) jedinců různého věku charakterizuje věková struktura populace. K formování věkové struktury dochází v důsledku kombinovaného působení procesů reprodukce a úmrtnosti.

V každé populaci se podmíněně rozlišují 3 věkové ekologické skupiny:

Předreprodukční;

reprodukční;

Postreprodukční.

Do předreprodukční skupiny patří jedinci, kteří ještě nejsou schopni reprodukce. Reprodukční – jedinci schopní reprodukce. Postreprodukční – jedinci, kteří ztratili schopnost reprodukce. Trvání těchto období se velmi liší v závislosti na typu organismů.

Populace za příznivých podmínek obsahuje všechny věkové skupiny a udržuje si víceméně stabilní věkové složení. V rychle rostoucích populacích převažují mladí jedinci, zatímco v klesající populaci převažují staří, již neschopní intenzivně se rozmnožovat. Takové populace jsou neproduktivní a nejsou dostatečně stabilní.

Jsou výhledy z jednoduchá věková struktura populace, která se skládá z jedinců téměř stejného věku.

Například všechny jednoleté rostliny jedné populace jsou na jaře ve fázi semenáčku, pak kvetou téměř současně a na podzim produkují semena.

U druhů z složitá věková struktura populace žije současně několik generací.

Například ve zkušenostech slonů existují mladá, dospělá a stárnoucí zvířata.

Populace, které zahrnují mnoho generací (různých věkových skupin), jsou stabilnější, méně náchylné k vlivu faktorů ovlivňujících reprodukci nebo úmrtnost v konkrétním roce. Extrémní podmínky mohou vést ke smrti nejzranitelnějších věkových skupin, ale ti nejodolnější přežívají a plodí nové generace.

Například člověk je považován za biologický druh s komplexem věková struktura. Stabilita populací druhu se projevila například během druhé světové války.

Ke studiu věkových struktur populací se využívají grafické techniky, např. věkové pyramidy populace, které jsou hojně využívány v demografických studiích (obr. 3.9).

Obr.3.9. Věkové pyramidy obyvatelstva.

A - masová reprodukce, B - stabilní populace, C - klesající populace

Stabilita populací druhu do značné míry závisí na sexuální struktura , tj. poměry jedinců různého pohlaví. Pohlavní skupiny v rámci populací se utvářejí na základě rozdílů v morfologii (tvaru a stavbě těla) a ekologii různých pohlaví.

Například u některých druhů hmyzu mají samci křídla, ale samice ne, samci některých savců mají rohy, ale u samic chybí, samci ptáků mají světlé opeření a samice mají maskování.

Ekologické rozdíly se projevují v potravních preferencích (samice mnoha komárů sají krev, samci se živí nektarem).

Genetický mechanismus poskytuje přibližně stejný poměr jedinců obou pohlaví při narození. Původní poměr je však brzy narušen v důsledku fyziologických, behaviorálních a ekologických rozdílů mezi muži a ženami, což způsobuje nerovnoměrnou úmrtnost.

Analýza věkové a pohlavní struktury populace umožňuje predikovat její počty pro řadu dalších generací a let. To je důležité při posuzování možností rybolovu, odstřelu zvířat, záchrany úrody před nálety sarančat a v dalších případech.

Horké prameny, které se obvykle nacházejí ve vulkanických oblastech, mají poměrně bohatou živou populaci.

Kdysi dávno, když existovala ta nejpovrchnější představa o bakteriích a jiných nižších bytostech, byla v lázních prokázána existence zvláštní flóry a fauny. Tak například v roce 1774 Sonnerath hlásil výskyt ryb v horkých pramenech Islandu, které měly teplotu 69°. Tento závěr nebyl později potvrzen dalšími badateli ve vztahu k podmínkám Islandu, ale na jiných místech byla přesto učiněna podobná pozorování. Na ostrově Ischia Ehrenberg (1858) zaznamenal výskyt ryb v pramenech s teplotou nad 55°. Hoppe-Seyler (1875) také viděl ryby ve vodě s teplotou také asi 55°. I když předpokládáme, že ve všech uvedených případech bylo měření teploty nepřesné, stále je možné vyvodit závěr o schopnosti některých ryb žít při poměrně zvýšené teplotě. Spolu s rybami byla někdy v lázních zaznamenána přítomnost žab, červů a měkkýšů. V pozdější době zde byli objeveni i prvoci.

V roce 1908 byla publikována práce Issela, která podrobněji stanovila teplotní limity pro živočišný svět žijící v horkých pramenech.

Spolu se světem zvířat je extrémně snadné zjistit přítomnost řas v koupelích, které někdy tvoří silné znečištění. Podle Rodiny (1945) tloušťka řas nahromaděných v horkých pramenech často dosahuje několika metrů.

O asociacích teplomilných řas a faktorech, které určují jejich složení, jsme již mluvili dost v části „Řasy žijící při vysokých teplotách“. Zde pouze připomeneme, že tepelně nejstabilnější z nich jsou modrozelené řasy, které se mohou vyvíjet až do teploty 80-85 °. Zelené řasy snášejí teploty lehce nad 60°C, zatímco rozsivky se přestávají vyvíjet při cca 50°C.

Jak již bylo uvedeno, řasy, které se vyvíjejí v termálních lázních, hrají významnou roli při tvorbě různých druhů šupin, které zahrnují minerální sloučeniny.

Poskytují teplomilné řasy velký vliv o vývoji bakteriální populace v termínech. Během svého života exosmózou uvolňují do vody určité množství organických sloučenin a když zemřou, vytvoří pro bakterie vcelku příznivý substrát. Není proto divu, že bakteriální populace termálních vod je nejbohatěji zastoupena v místech, kde se řasy hromadí.

Když přejdeme k teplomilným bakteriím horkých pramenů, musíme podotknout, že u nás se jimi zabývalo nemálo mikrobiologů. Zde je třeba poznamenat jména Tsiklinskaya (1899), Gubin (1924-1929), Afanasyeva-Kester (1929), Egorova (1936-1940), Volkova (1939), Vlast (1945) a Isachenko (1948).

Většina badatelů, kteří se zabývali horkými prameny, se omezila pouze na to, že v nich založili bakteriální flóru. Pouze relativně málo mikrobiologů se zabývalo základními aspekty života bakterií v termech.

V naší recenzi se zdržíme pouze u studií poslední skupiny.

Teplomilné bakterie byly nalezeny v horkých pramenech v řadě zemí - Sovětský svaz, Francie, Itálie, Německo, Slovensko, Japonsko atd. Vzhledem k tomu, že vody horkých pramenů jsou často chudé na organické látky, není divu, že někdy obsahují velmi málo velký počet saprofytické bakterie.

Rozmnožování autotrofně vyživujících bakterií, mezi nimiž jsou v koupelích značně rozšířené železité a sirné bakterie, je dáno především chemickým složením vody a také její teplotou.

Některé teplomilné bakterie izolované z horkých vod byly popsány jako nové druhy. Mezi tyto formy patří: Bac. thermophilus filiformis. studoval Tsiklinskaya (1899), dvě tyčinky nesoucí výtrusy - Bac. ludwigi a Bac. ilidzensis capsulatus izolovaný Karlinským (1895), Spirochaeta daxensis izolovaný Kantakouzenem (1910) a Thiospirillum pistiense izolovaný Czurdou (1935).

Teplota vody horkých pramenů silně ovlivňuje druhové složení bakteriální populace. Ve vodách s nižší teplotou byly nalezeny koky a bakterie podobné spirochetám (práce Rodina a Kantakouzena). I zde však převládají výtrusné tyčinky.

Nedávno byl velmi barvitě ukázán vliv teploty na druhové složení bakteriální populace termínu v práci Rodina (1945), který studoval horké prameny Khoji-Obi-Garm v Tádžikistánu. Teplota jednotlivých zdrojů tohoto systému se pohybuje v rozmezí 50-86°. Tyto termíny spojují potok, na jehož dně, v místech s teplotou nepřesahující 68 °, byl pozorován rychlý růst modrozelených řas. Řasy místy tvořily silné vrstvy jinou barvu. Na okraji vody, na bočních stěnách výklenků, byly usazeniny síry.

V různé zdroje, v odtoku, stejně jako v tloušťce modrozelených řas, bylo na tři dny umístěno znečištění skla. Shromážděný materiál byl navíc vyséván na živná média. Bylo zjištěno, že voda s nejvyšší teplotou má převážně tyčinkovité bakterie. Klínovité formy, zvláště připomínající Azotobacter, se vyskytují při teplotách nepřesahujících 60 °. Soudě podle všech údajů lze říci, že samotný Azotobacter neroste nad 52 °C, zatímco velké kulaté buňky nalezené v znečištění patří jiným typům mikrobů.

Tepelně nejodolnější jsou některé formy bakterií, které se vyvíjejí na masovo-peptonovém agaru, thiobakterie jako Tkiobacillus thioparus a odsiřovače. Ostatně stojí za zmínku, že Egorova a Sokolova (1940) našli Microspiru ve vodě o teplotě 50-60°.

V Rodinově práci nebyly ve vodě při 50 °C nalezeny bakterie fixující dusík. Při studiu půd však byly nalezeny anaerobní fixátory dusíku i při 77 °C a Azotobacter - při 52 °C. To naznačuje, že voda obecně není vhodným substrátem pro fixátory dusíku.

Studium bakterií v půdách horkých pramenů odhalilo stejnou závislost složení skupin na teplotě jako ve vodě. Půdní mikropopulace však byla početně mnohem bohatší. Písčité půdy chudé na organické sloučeniny měly spíše chudou mikropopulaci, zatímco půdy obsahující tmavě zbarvenou organickou hmotu byly hojně osídleny bakteriemi. Velmi jasně se zde tedy ukázal vztah mezi složením substrátu a povahou mikroskopických tvorů v něm obsažených.

Je pozoruhodné, že teplomilné bakterie, které rozkládají celulózu, nebyly nalezeny ani ve vodě, ani v bahnech Rodiny. Přikláníme se k vysvětlení tohoto bodu metodologickými obtížemi, protože termofilní bakterie rozkládající celulózu jsou poměrně náročné na živná média. Jak ukázal Imshenetsky, pro jejich izolaci jsou potřeba spíše specifické živné substráty.

V horkých pramenech se kromě saprofytů vyskytují autotrofy – sirné a železité bakterie.

Nejstarší pozorování o možnosti růstu sirných bakterií v termech zřejmě učinili Meyer a Ahrens a také Mioshi. Mioshi pozoroval vývoj vláknitých sirných bakterií v pramenech, jejichž teplota vody dosahovala 70°C. Egorova (1936), který studoval sirné prameny Bragun, zaznamenal přítomnost sirných bakterií i při teplotě vody 80°C.

V kapitole " obecné charakteristiky Morfologické a fyziologické vlastnosti termofilních bakterií“ jsme dostatečně podrobně popsali vlastnosti termofilních železných a sirných bakterií. Tuto informaci není účelné opakovat a omezíme se zde na připomenutí, že jednotlivé rody a dokonce i druhy autotrofních bakterií ukončují svůj vývoj při různých teplotách.

Maximální teplota pro sirné bakterie je tedy asi 80 °C. Pro železité bakterie jako Streptothrix ochraceae a Spirillum ferrugineum nastavil Mioshi maximum 41-45°.

Dufrenois (Dufrencfy, 1921) nalezený na sedimentech v horkých vodách s teplotou 50-63° železité bakterie velmi podobné Siderocapsa. Podle jeho pozorování docházelo k růstu vláknitých železitých bakterií pouze ve studených vodách.

Volkova (1945) pozorovala vývoj bakterií z rodu Gallionella v minerálních pramenech Pjatigorské skupiny, když teplota vody nepřesáhla 27-32°. V koupelích s vyšší teplotou bakterie železa zcela chyběly.

Při porovnání námi uvedených materiálů musíme mimovolně dojít k závěru, že v některých případech nejde o teplotu vody, ale o její teplotu. chemické složení určuje vývoj určitých mikroorganismů.

Bakterie se spolu s řasami aktivně podílejí na tvorbě některých minerálů, biolitů a kaustobiolitů. Podrobněji byla studována role bakterií při srážení vápníku. Této problematice se podrobně věnuje část o fyziologických procesech způsobených termofilními bakteriemi.

Závěr, který učinila Volkova, si zaslouží pozornost. Poznamenává, že „barezina“, která je uložena v silném krytu v tocích zdrojů zdrojů síry v Pjatigorsku, obsahuje mnoho elementární síry a v podstatě má mycelium plísňová houba z rodu Penicillium. Mycelium tvoří stroma, které zahrnuje tyčinkovité bakterie, zřejmě příbuzné sirným bakteriím.

Brussoff věří, že na tvorbě usazenin kyseliny křemičité se podílejí i termické bakterie.

V koupelích byly nalezeny bakterie redukující sírany. Podle Afanasieva-Kesterové se podobají Microspira aestuarii van Delden a Vibrio thermodesulfuricans Elion. Gubin (1924-1929) vyslovil řadu myšlenek o možné roli těchto bakterií při tvorbě sirovodíku v lázních.

Pokud najdete chybu, zvýrazněte část textu a klikněte Ctrl+Enter.

Některé organismy mají zvláštní výhodu, která jim umožňuje odolat nejextrémnějším podmínkám, se kterými si jiné prostě neporadí. Mezi těmito schopnostmi lze zaznamenat odolnost vůči obrovskému tlaku, extrémním teplotám a dalším. Těchto deset tvorů z našeho seznamu dá šanci každému, kdo se odváží získat titul nejodolnějšího organismu.

10 Himálajský skákavý pavouk

Asijská divoká husa je známá tím, že doletí přes 6,5 kilometru, přičemž nejvýše položená lidská osada je ve výšce 5100 metrů v peruánských Andách. Výškový rekord však vůbec nepatří husám, ale skokanovi himalájskému (Euophrys omnisuperstes). Tento pavouk žijící v nadmořské výšce přes 6700 metrů se živí převážně drobným hmyzem, který tam přináší poryvy větru. Klíčová vlastnost tohoto hmyzu je schopnost přežít v podmínkách téměř úplné absence kyslíku.

9 Skokánek obřího klokana


Obvykle, když pomyslíme na zvířata, která mohou žít nejdéle bez vody, okamžitě se nám vybaví velbloud. Velbloudi ale vydrží bez vody v poušti jen 15 dní. Mezitím budete překvapeni, když zjistíte, že na světě existuje zvíře, které dokáže prožít celý život, aniž by vypilo jedinou kapku vody. Klokaní skokan obrovský je blízký příbuzný bobra. Jejich průměrná délka života je obvykle 3 až 5 let. Obvykle získávají vlhkost z potravy jídlem různá semena. Kromě toho se tito hlodavci nepotí, čímž se zabrání dalším ztrátám vody. Obvykle tato zvířata žijí v Death Valley a v tento moment hrozí vyhynutí.

8. "Tepelně odolné" červy


Vzhledem k tomu, že teplo ve vodě se účinněji přenáší na organismy, bude teplota vody 50 stupňů Celsia mnohem nebezpečnější než stejná teplota vzduchu. Z tohoto důvodu se bakteriím daří převážně v horkých podvodních pramenech, což se nedá říci o mnohobuněčných formách života. Existuje však zvláštní druh červa paralvinella sulfincola, který se rád usadí v místech, kde voda dosahuje teploty 45-55 stupňů. Vědci provedli experiment, kdy byla jedna ze stěn akvária zahřátá, v důsledku toho se ukázalo, že červi raději zůstali na tomto místě a ignorovali chladnější místa. Předpokládá se, že tato vlastnost se vyvinula u červů, aby se mohli živit bakteriemi, které jsou hojné v horkých pramenech. Protože to předtím neměli. přirozené nepřátele bakterie byly poměrně snadnou kořistí.

7 Žralok grónský


Žralok Grónský je jedním z největších a nejméně prozkoumaných žraloků na planetě. Navzdory skutečnosti, že plavou poměrně pomalu (jakýkoli amatérský plavec je může předběhnout), jsou extrémně vzácní. To je způsobeno skutečností, že tento druh žraloků zpravidla žije v hloubce 1200 metrů. Navíc je tento žralok jedním z nejodolnějších vůči chladu. Obvykle preferuje pobyt ve vodě, jejíž teplota se pohybuje mezi 1 až 12 stupni Celsia. Protože tito žraloci žijí ve studených vodách, musí se pohybovat extrémně pomalu, aby minimalizovali spotřebu jejich energie. V jídle jsou nečitelní a sežerou vše, co jim přijde do cesty. Proslýchá se, že jejich životnost je asi 200 let, ale nikdo to zatím nedokázal potvrdit ani vyvrátit.

6. Červíček


Po celá desetiletí vědci věřili, že ve velkých hloubkách mohou přežít pouze jednobuněčné organismy. Mnohobuněčným tvorům podle jejich názoru stál v cestě vysoký tlak, nedostatek kyslíku a extrémní teploty. Ale pak byli v hloubce několika kilometrů objeveni mikroskopičtí červi. Dostal jméno halicephalobus mephisto, po démonovi z německého folklóru, byl nalezen ve vzorcích vody 2,2 kilometru pod povrchem země, ležících v jedné z jeskyní v Jižní Afrika. Podařilo se jim přežít extrémní podmínky prostředí, což naznačuje, že život je možný na Marsu a dalších planetách v naší galaxii.

5. Žáby

Některé druhy žab jsou všeobecně známé svou schopností doslova mrznout na celé zimní období a s příchodem jara ožívají. V Severní Amerika bylo nalezeno pět druhů takových žab, z nichž nejběžnější je rosnička obecná. Vzhledem k tomu, že rosničky nejsou příliš silné při norování, jednoduše se schovávají pod spadané listí. V žilách jim koluje látka jako nemrznoucí směs, a přestože se jim srdce nakonec zastaví, je to dočasné. Základem jejich techniky přežití je obrovská koncentrace glukózy, která se do krevního oběhu dostává z jater žáby. O to překvapivější je fakt, že žáby dokážou prokázat svou schopnost mrznout nejen v přirozeném prostředí, ale i v laboratoři, což vědcům umožňuje odhalit jejich tajemství.

(banner_ads_inline)

4 hlubinné mikroby


Všichni víme, že nejhlubším místem na světě je Mariánský příkop. Jeho hloubka dosahuje téměř 11 kilometrů a tlak tam převyšuje atmosférický tlak 1100krát. Před pár lety se tam vědcům podařilo najít obří améby, které se jim podařilo zachytit kamerou s vysokým rozlišením a ochránit je skleněnou koulí před obrovským tlakem, který na dně vládne. Nedávná expedice vyslaná samotným Jamesem Cameronem to navíc ukázala v hlubinách Mariánský příkop mohou existovat i jiné formy života. Byly získány vzorky dnových sedimentů, které prokázaly, že prohlubeň se mikroby doslova hemží. Tato skutečnost vědce ohromila, protože extrémní podmínky, které tam panují, stejně jako obrovský tlak, mají do ráje daleko.

3. Bdelloidea


Bdelloidea rotifers jsou neuvěřitelně drobné samice bezobratlých, které se obvykle vyskytují ve sladké vodě. Od jejich objevu nebyli nalezeni žádní samci tohoto druhu a vířníci se sami rozmnožují nepohlavně, což následně ničí jejich vlastní DNA. Svou nativní DNA obnovují požíráním jiných typů mikroorganismů. Díky této schopnosti mohou vířníci odolávat extrémní dehydrataci, navíc jsou schopni odolat úrovním radiace, která by zabila většinu živých organismů na naší planetě. Vědci se domnívají, že jejich schopnost opravit si DNA vznikla jako důsledek potřeby přežít v extrémně suchém prostředí.

2. Šváb


Existuje mýtus, že švábi budou jedinými živými organismy, které přežijí nukleární válka. Ve skutečnosti může tento hmyz žít bez vody a potravy několik týdnů, a co víc, může žít týdny bez hlavy. Švábi existují již 300 milionů let, dokonce přežili dinosaury. Discovery Channel provedl sérii experimentů, které měly ukázat, zda švábi přežijí nebo nepřežijí silné jaderné záření. V důsledku toho se ukázalo, že téměř polovina veškerého hmyzu byla schopna přežít záření 1000 rad (takové záření může zabít dospělého zdravého člověka za pouhých 10 minut expozice), navíc 10% švábů přežilo, když bylo vystaveno záření 10 000 rad , což se rovná radiaci z jaderného výbuchu v Hirošimě. Bohužel žádný z těchto malých hmyzu nepřežil 100 000 radů záření.

1. Tardigrády


Drobné vodní organismy zvané tardigrady se ukázaly být nejodolnějšími organismy naší planety. Tato na první pohled roztomilá zvířátka dokážou přežít téměř jakékoli extrémní podmínky, ať už je to horko nebo chlad, obrovský tlak nebo vysoká radiace. Jsou schopni přežít nějakou dobu i ve vesmíru. V extrémních podmínkách a ve stavu extrémní dehydratace jsou tito tvorové schopni zůstat naživu několik desetiletí. Ožívají, stačí je umístit do rybníka.

Dnes, 6. října, je Světový den stanovišť zvířat. Na počest tohoto svátku vám nabízíme výběr 5 zvířat, která si za své domovy vybrala místa s nejextrémnějšími podmínkami.

Živé organismy jsou rozšířeny po celé naší planetě a mnoho z nich žije v místech s extrémními podmínkami. Takové organismy se nazývají extrémofily. Patří mezi ně bakterie, archaea a jen několik zvířat. O tom druhém mluvíme v tomto článku. 1. Pompejští červi. Tito hlubokomořští mnohoštětinatci, jejichž délka nepřesahuje 13 cm, patří mezi zvířata s největší odolností vůči teplu. Proto není divu, že je lze nalézt výhradně u hydrotermálních pramenů na dně oceánů (), ze kterých pochází vysoce mineralizovaná horká voda. Tak byla poprvé objevena kolonie pompejských červů počátkem 80. let 20. století u hydrotermálních pramenů v r. Tichý oceán poblíž Galapágských ostrovů a později, v roce 1997, nedaleko Kostariky a opět u hydrotermálních pramenů.

Typicky pompejský červ umístí své tělo do trubicovitých struktur černých kuřáků, kde teplota dosahuje 80 °C, a vystrčí hlavu s útvary podobnými peří venku, kde je teplota nižší (asi 22 °C). Vědci se dlouho snažili pochopit, jak Pompejský červ dokáže odolávat tak extrémním teplotám. Studie prokázaly, že mu v tom pomáhají speciální bakterie, které na hřbetě červa tvoří až 1 cm silnou vrstvu připomínající vlněnou přikrývku. Jelikož jsou v symbiotickém vztahu, vylučují červi hlen z drobných žlázek na hřbetě, které se živí bakteriemi, které zase izolují tělo zvířete před vysokými teplotami. Předpokládá se, že tyto bakterie mají speciální proteiny, které umožňují chránit červy a samotné bakterie před vysokými teplotami. 2. Housenka Gynaephora. V Grónsku a Kanadě žije mol Gynaephora groenlandica, známý svou schopností odolávat extrémně nízkým teplotám. Housenky G. groenlandica, které žijí v chladném podnebí, tedy v hibernaci snesou teploty až -70 °C! Umožňují to sloučeniny (glycerol a betain), které si housenky začínají syntetizovat koncem léta, když teploty klesají. Tyto látky zabraňují tvorbě ledových krystalků v buňkách zvířete a umožňují mu tak nezmrznout k smrti.

To však není jediný rys tohoto druhu. Zatímco většině ostatních druhů můr trvá z vajíčka do dospělce asi měsíc, vývoj G. groenlandica může trvat 7 až 14 let! Takový pomalý růst Gynaephora groenlandica je způsoben extrémními podmínkami prostředí, ve kterých se hmyz musí vyvíjet. Je zajímavé, že housenky Gynaephora groenlandica tráví většinu svého života v zimním spánku a zbytek času (asi 5 % svého života) věnují požírání vegetace, například poupat arktických vrb. 3. Ropa letí. Jedná se o jediný hmyz známý vědě, který může žít a živit se ropou. Tento druh byl poprvé objeven na ranči La Brea v Kalifornii, kde se nachází několik živičných jezer.

Autoři: Michael S. Caterino & Cristina Sandoval. Jak víte, olej je pro většinu zvířat velmi toxická látka. Jako larvy však ropné mušky plavou blízko hladiny ropy a dýchají speciálními spirálami, které vyčnívají nad ropnou skvrnu. Mouchy žerou hodně oleje, ale hlavně hmyz, který se do něj dostane. Někdy jsou střeva much zcela naplněna olejem. Až dosud vědci nepopsali chování těchto much při páření, ani to, kde kladou vajíčka. Předpokládá se však, že k tomu v ropném bazénu nedochází.

Živičné jezero na ranči La Brea v Kalifornii. Zajímavé je, že teplota oleje v bazénu může dosáhnout 38°C, ale larvy tyto změny snadno snášejí. 4. Artemia. Velké solné jezero se nachází v severozápadní části amerického státu Utah a má slanost až 270 ppm (pro srovnání: nejslanější moře Světového oceánu - Rudé moře - má slanost pouze 41 ppm ). Extrémně vysoká slanost nádrže ji činí nevhodnou pro život všech živých tvorů v ní, s výjimkou larev pobřežních mušek, některých řas a slanoplodých garnátů - drobných korýšů.

Tito mimochodem žijí nejen v tomto jezeře, ale také v jiných vodních útvarech, jejichž slanost není nižší než 60 ppm. Tato funkce umožňuje žahavce vyhnout se soužití s ​​většinou druhů predátorů, jako jsou ryby. Tito korýši mají členěné tělo se širokým, listovitým přívěskem na konci a obvykle nepřesahují 12 milimetrů na délku. Jsou široce používány jako krmivo pro akvarijní ryby a také chovány v akváriích. 5. Tardigrády. Tato drobná stvoření, nepřesahující 1 milimetr na délku, jsou nejteplejšími zvířaty. Žijí na různých místech planety. Byly například nalezeny v horkých pramenech, kde teplota dosahovala 100 °C, a na vrcholu Himálaje, pod vrstvou silného ledu, kde byla teplota hodně pod nulou. A brzy se zjistilo, že tato zvířata jsou schopna nejen snášet extrémní teploty, ale také se obejít bez jídla a vody více než 10 let!

Vědci zjistili, že jim v tom pomáhá schopnost pozastavit metabolismus, čímž se dostanou do stavu kryptobiózy, kdy se chemické procesy v těle zvířete blíží nule. V tomto stavu může obsah vody v těle tardigradu klesnout až na 1 %! A kromě toho schopnost obejít se bez vody do značné míry závisí na vysoká úroveň speciální látka v těle tohoto živočicha - neredukující cukr trehalóza, která chrání membrány před zničením. Je zajímavé, že zatímco tardigrady jsou schopné žít v extrémních prostředích, mnoho druhů lze nalézt v mírnějších prostředích, jako jsou jezera, rybníky nebo pastviny. Tardigrady se nejčastěji vyskytují ve vlhkém prostředí, u mechů a lišejníků.

.(Zdroj: "Biologický encyklopedický slovník." Vedoucí redaktor M. S. Gilyarov; Redakční rada: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin a další - 2. vyd., opraveno. - M.: Sov. Encyklopedie, 1986.)

Podívejte se, co je "TERMOFILNÍ ORGANISMY" v jiných slovnících:

- (termo ... gr. phileo love) teplomilné organismy (převážně mikroskopické), které mohou žít s relativně vysoké teploty(až 70); jejich přirozeným prostředím jsou různé horké prameny a termální vody srov. kryofilní ... ... Slovník cizích slov ruského jazyka

- (z termo (viz Thermo ...) ... a řeckého philéo miluji) teplomilné, organismy žijící při teplotách přesahujících 45 °C (smrtelné pro většinu živých bytostí). Jedná se o některé ryby, zástupce různých bezobratlých (červi, ... ... Velká sovětská encyklopedie

- ... Wikipedie

organismy vědecká klasifikace Klasifikace: Organisms of the Kingdom Nuclear Non-nuclear Organism (pozdně latinské organismy z pozdně latinské organo ... Wikipedia

Nižší organismy, stejně jako všechny živé bytosti obecně, mohou žít pouze za přesně definovaných podmínek. vnější podmínky jejich existence, tedy podmínky prostředí, ve kterém žijí, a pro každý vnější faktor, pro teplotu, tlak, vlhkost atd...

Tak se nazývají bakterie, které mají schopnost vyvíjet se při teplotách nad 55 60 ° C. Miquel (Miquel) jako první našel a izoloval z vody Seiny nepohyblivého bacilla, který může žít a množit se při teplotě 70 °C Van Tieghem... Encyklopedický slovník F.A. Brockhaus a I.A. Efron

Organismy Vědecká klasifikace Klasifikace: Organisms of the Kingdom Nuclear Nejaderný organismus (pozdně latinský organismus z pozdně latinského organizo ... Wikipedia - Viz též: Největší organismy Nejmenší organismy jsou všichni zástupci bakterií, zvířat, rostlin a dalších organismů vyskytujících se na Země, které mají minimální hodnoty ve svých třídách (odděleních) podle parametrů jako ... Wikipedie