สิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ในน้ำพุร้อน สิ่งมีชีวิตในน้ำร้อน
เมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตบางชนิด มีข้อได้เปรียบที่ปฏิเสธไม่ได้หลายประการ เช่น ความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงหรือต่ำมาก มีสิ่งมีชีวิตที่แข็งแกร่งมากมายในโลกนี้ ในบทความด้านล่างคุณจะได้ทำความคุ้นเคยกับสิ่งที่น่าทึ่งที่สุด พวกเขาสามารถอยู่รอดได้แม้ในสภาวะที่รุนแรง
1. แมงมุมกระโดดหิมาลายัน
ห่านภูเขาเป็นนกที่บินได้สูงที่สุดในโลก พวกมันสามารถบินได้ที่ระดับความสูงมากกว่า 6,000 เมตรเหนือพื้นดิน
คุณรู้หรือไม่ว่าที่สูงสุด ท้องที่บนพื้น? ในเปรู นี่คือเมือง La Rinconada ซึ่งตั้งอยู่ในเทือกเขา Andes ใกล้ชายแดนโบลิเวียที่ระดับความสูงประมาณ 5,100 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล
ในขณะเดียวกัน บันทึกของสิ่งมีชีวิตที่สูงที่สุดในโลกตกเป็นของแมงมุมกระโดดหิมาลายัน Euophrys omnisuperstes (Euophrys omnisuperstes - "over all") ซึ่งอาศัยอยู่ในซอกและรอยแยกอันเงียบสงบบนเนินเขาเอเวอเรสต์ นักปีนเขาพบพวกมันที่ระดับความสูง 6700 เมตร แมงมุมตัวเล็ก ๆ เหล่านี้กินแมลงที่ถูกลมพัดแรงพัดขึ้นไปบนยอดเขา พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวที่อาศัยอยู่อย่างถาวรบนความสูงเช่นนี้ นอกเหนือจากนกบางสายพันธุ์ เป็นที่รู้จักกันว่าแมงมุมกระโดดหิมาลายันสามารถอยู่รอดได้แม้ในสภาวะที่ขาดออกซิเจน
2. จัมเปอร์จิงโจ้ยักษ์
เมื่อเราถูกขอให้ตั้งชื่อสัตว์ที่สามารถทำได้โดยไม่ต้อง น้ำดื่มเป็นเวลานานสิ่งแรกที่นึกถึงคืออูฐ อย่างไรก็ตามในทะเลทรายที่ไม่มีน้ำจะอยู่ได้ไม่เกิน 15 วัน และไม่ อูฐไม่เก็บน้ำไว้ในโคกอย่างที่หลายคนเชื่ออย่างผิดๆ ในขณะเดียวกันบนโลกยังมีสัตว์ที่อาศัยอยู่ในทะเลทรายและสามารถอยู่ได้โดยปราศจากน้ำแม้แต่หยดเดียวตลอดชีวิต!
จิงโจ้กระโดดยักษ์มีความเกี่ยวข้องกับบีเวอร์ อายุขัยของพวกเขาคือสามถึงห้าปี จิงโจ้จัมเปอร์ยักษ์ได้รับน้ำพร้อมกับอาหารและพวกมันกินเมล็ดพืชเป็นหลัก
จิงโจ้จัมเปอร์ยักษ์ตามที่นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าไม่เหงื่อออกเลย ดังนั้นพวกมันจึงไม่สูญเสียน้ำ แต่ในทางกลับกันกลับสะสมน้ำในร่างกาย คุณสามารถพบได้ใน Death Valley (แคลิฟอร์เนีย) จิงโจ้จัมเปอร์ยักษ์เข้ามา ช่วงเวลานี้กำลังตกอยู่ในอันตรายจากการสูญพันธุ์
3. หนอนทนต่ออุณหภูมิสูง
เนื่องจากน้ำนำความร้อนออกจากร่างกายมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าอากาศประมาณ 25 เท่า อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียสในส่วนลึกของทะเลจึงเป็นอันตรายมากกว่าบนบก นั่นคือเหตุผลที่แบคทีเรียเจริญเติบโตได้ใต้น้ำ ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงเกินไปได้ แต่มีข้อยกเว้น...
แอนนีลิดใต้ท้องทะเลลึก Paralvinella sulfincola (Paralvinella sulfincola) ซึ่งอาศัยอยู่ใกล้ช่องระบายความร้อนใต้ทะเล มหาสมุทรแปซิฟิกอาจเป็นสิ่งมีชีวิตที่รักความร้อนมากที่สุดในโลก ผลการทดลองที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์โดยให้ความร้อนแก่ตู้ปลาแสดงให้เห็นว่าหนอนเหล่านี้ชอบที่จะตั้งถิ่นฐานในที่ที่มีอุณหภูมิสูงถึง 45-55 องศาเซลเซียส
4 ฉลามกรีนแลนด์
ฉลามกรีนแลนด์เป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่ใหญ่ที่สุดในโลก แต่นักวิทยาศาสตร์แทบไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับพวกมัน พวกเขาว่ายน้ำช้ามาก เทียบได้กับนักว่ายน้ำสมัครเล่นทั่วไป อย่างไรก็ตาม แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเห็นฉลามกรีนแลนด์ในน่านน้ำมหาสมุทร เนื่องจากพวกมันมักจะอาศัยอยู่ที่ความลึก 1,200 เมตร
ฉลามกรีนแลนด์ยังถือเป็นสัตว์ที่รักความหนาวเย็นมากที่สุดในโลกอีกด้วย พวกเขาชอบอาศัยอยู่ในสถานที่ที่มีอุณหภูมิสูงถึง 1-12 องศาเซลเซียส
ฉลามกรีนแลนด์อาศัยอยู่ในน้ำเย็น ดังนั้นพวกมันจึงต้องประหยัดพลังงาน สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าพวกเขาว่ายน้ำช้ามาก - ด้วยความเร็วไม่เกินสองกิโลเมตรต่อชั่วโมง ฉลามกรีนแลนด์เรียกอีกอย่างว่า "ฉลามหลับ" ในเรื่องอาหาร พวกมันไม่จู้จี้จุกจิก: พวกมันกินทุกอย่างที่จับได้
ตามที่นักวิทยาศาสตร์บางคนอายุขัยของฉลามขั้วโลกกรีนแลนด์อาจถึง 200 ปี แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์
5. เวิร์มปีศาจ
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้ในระดับความลึกที่สูงมาก เชื่อกันว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ไม่สามารถอาศัยอยู่ที่นั่นได้เนื่องจากขาดออกซิเจน ความดัน และอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยได้ค้นพบหนอนขนาดเล็กที่ความลึกหลายพันเมตรจากพื้นผิวโลก
ไส้เดือนฝอย Halicephalobus mephisto ซึ่งตั้งชื่อตามปีศาจจากนิทานพื้นบ้านของชาวเยอรมัน ถูกค้นพบโดย Gaetan Borgoni และ Tallis Onstott ในปี 2554 ในตัวอย่างน้ำที่ความลึก 3.5 กิโลเมตรในถ้ำในแอฟริกาใต้ นักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันมีความยืดหยุ่นสูงในสภาวะที่รุนแรงต่างๆ เช่น พยาธิตัวกลมที่รอดชีวิตจากภัยพิบัติกระสวยโคลัมเบียเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2546 การค้นพบหนอนปีศาจสามารถขยายการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารและดาวเคราะห์ทุกดวงในกาแลคซีของเรา
6. กบ
นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นว่ากบบางชนิดแข็งตัวอย่างแท้จริงเมื่อเริ่มฤดูหนาวและละลายในฤดูใบไม้ผลิและกลับมามีชีวิตที่สมบูรณ์ ที่ อเมริกาเหนือกบดังกล่าวมีห้าชนิด ที่พบมากที่สุดคือ Rana sylvatica หรือกบป่า
กบป่าไม่รู้วิธีที่จะมุดดิน ดังนั้นเมื่อเริ่มมีอากาศหนาว พวกมันก็แค่ซ่อนตัวอยู่ใต้ใบไม้ที่ร่วงหล่นและกลายเป็นน้ำแข็งเหมือนทุกสิ่งรอบตัว ภายในร่างกายมีกลไกป้องกัน "สารป้องกันการแข็งตัว" ตามธรรมชาติ และเข้าสู่ "โหมดสลีป" เช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ เพื่อให้อยู่รอดในฤดูหนาว พวกมันส่วนใหญ่ได้รับอนุญาตจากกลูโคสสำรองในตับ แต่ที่น่าทึ่งที่สุดคือ Wood Frogs แสดงความสามารถได้อย่างน่าทึ่งทั้งใน ธรรมชาติป่าเช่นเดียวกับในสภาพห้องปฏิบัติการ
7 แบคทีเรียในทะเลลึก
เราทุกคนรู้ว่าจุดที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรโลกคือร่องลึกบาดาลมาเรียนาซึ่งตั้งอยู่ที่ความลึกมากกว่า 11,000 เมตร ที่ด้านล่างแรงดันน้ำถึง 108.6 MPa ซึ่งสูงกว่าความดันบรรยากาศปกติที่ระดับมหาสมุทรโลกประมาณ 1,072 เท่า ไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ที่ใช้กล้องความละเอียดสูงซึ่งวางอยู่ในแก้วทรงกลมได้ค้นพบอะมีบาขนาดยักษ์ในร่องลึกบาดาลมาเรียนา ตามคำบอกเล่าของเจมส์ คาเมรอน ผู้นำคณะสำรวจ สิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นๆ ก็เจริญเติบโตอยู่ในนั้นเช่นกัน
มีการศึกษาตัวอย่างน้ำจากด้านล่าง ร่องลึกบาดาลมาเรียนานักวิทยาศาสตร์พบว่ามีแบคทีเรียจำนวนมากในนั้นซึ่งเพิ่มจำนวนอย่างน่าประหลาดใจแม้จะมีความลึกและความกดดันสูงก็ตาม
8. บเดลลอยเดีย
Bdelloidea rotifers เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กพบได้ทั่วไปในน้ำจืด
ตัวแทนของ Bdelloidea โรติเฟอร์ไม่มีเพศชายและประชากรเหล่านี้มีตัวแทนจากเพศหญิงเท่านั้น Bdelloidea สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์บอก ส่งผลเสียต่อ DNA ของพวกมัน และอะไรมากที่สุด วิธีที่ดีที่สุดเอาชนะผลกระทบที่เป็นอันตรายเหล่านี้? คำตอบ: กิน DNA ของสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่น ด้วยวิธีนี้ Bdelloidea ได้พัฒนาความสามารถที่น่าทึ่งในการทนต่อภาวะขาดน้ำอย่างรุนแรง ยิ่งกว่านั้นพวกมันสามารถอยู่รอดได้แม้หลังจากได้รับปริมาณรังสีที่ร้ายแรงสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าความสามารถของ Bdelloidea ในการซ่อมแซม DNA นั้นเดิมทีมอบให้เพื่อให้อยู่รอดได้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง
9. แมลงสาบ
มีตำนานที่โด่งดังว่าหลังสงครามนิวเคลียร์ มีเพียงแมลงสาบเท่านั้นที่จะอยู่รอดบนโลกได้ แมลงเหล่านี้สามารถอยู่ได้นานหลายสัปดาห์โดยไม่มีอาหารและน้ำ แต่สิ่งที่น่าอัศจรรย์ยิ่งกว่าคือข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันสามารถมีชีวิตอยู่ได้หลายวันหลังจากที่พวกมันหัวเสีย แมลงสาบปรากฏตัวบนโลกเมื่อ 300 ล้านปีก่อน เร็วกว่าไดโนเสาร์ด้วยซ้ำ
โฮสต์ของ MythBusters ในโปรแกรมหนึ่งตัดสินใจทดสอบความอยู่รอดของแมลงสาบในระหว่างการทดลองหลายครั้ง ประการแรก พวกเขาให้แมลงจำนวนหนึ่งสัมผัสกับรังสี 1,000 รังสี ซึ่งเป็นปริมาณรังสีที่สามารถฆ่ามนุษย์ที่มีสุขภาพแข็งแรงได้ในไม่กี่นาที เกือบครึ่งหนึ่งสามารถอยู่รอดได้ หลังจาก MythBusters เพิ่มพลังการแผ่รังสีเป็น 10,000 rad (เช่นเดียวกับการทิ้งระเบิดปรมาณูที่ฮิโรชิมา) ครั้งนี้มีแมลงสาบเพียง 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่รอดชีวิต เมื่อพลังการแผ่รังสีถึง 100,000 rads โชคไม่ดีที่แมลงสาบตัวเดียวรอดชีวิตมาได้
.(ที่มา: "พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ" หัวหน้าบรรณาธิการ M. S. Gilyarov; คณะบรรณาธิการ: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin และอื่น ๆ - 2nd ed., แก้ไข . - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)
ดูว่า "TERMOPHILE ORGANISMS" คืออะไรในพจนานุกรมอื่น ๆ :
- (thermo ... gr. phileo love) สิ่งมีชีวิตที่ชอบความร้อน (ส่วนใหญ่มีกล้องจุลทรรศน์) ที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ค่อนข้าง อุณหภูมิสูง(มากถึง 70); ที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของพวกมันคือน้ำพุร้อนและน้ำร้อนต่างๆ ไครโอฟิลิก ... ... พจนานุกรมคำต่างประเทศของภาษารัสเซีย
- (จากเทอร์โม (ดูเทอร์โม ... ) ... และกรีก philéo ฉันรัก) เทอร์โมฟิล สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 45 ° C (ร้ายแรงสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่) เหล่านี้คือปลาตัวแทนของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิด (หนอน ... ... สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่
- ... วิกิพีเดีย
สิ่งมีชีวิต การจำแนกทางวิทยาศาสตร์การจำแนกประเภท: สิ่งมีชีวิตของราชอาณาจักร สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่นิวเคลียร์นิวเคลียร์ (สิ่งมีชีวิตในภาษาละตินตอนปลายจากกลุ่มภาษาละตินตอนปลาย ... Wikipedia
สิ่งมีชีวิตชั้นต่ำก็เหมือนกับสิ่งมีชีวิตทั่วๆ ไป สามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำเท่านั้น สภาพภายนอกการมีอยู่ของมัน เช่น สภาวะของสิ่งแวดล้อมที่มันอาศัยอยู่ และสำหรับแต่ละปัจจัยภายนอก เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น ฯลฯ ...
นี่คือชื่อของแบคทีเรียที่มีความสามารถในการพัฒนาที่อุณหภูมิสูงกว่า 55 60 ° C Miquel (Miquel) เป็นคนแรกที่ค้นพบและแยกออกจากน้ำแซนซึ่งเป็นบาซิลลัสที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ซึ่งสามารถมีชีวิตอยู่และเพิ่มจำนวนได้ที่อุณหภูมิ 70 ° C .ฟาน ตีเก้ม ... พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน
สิ่งมีชีวิต การจำแนกทางวิทยาศาสตร์ การจำแนกประเภท: สิ่งมีชีวิตแห่งราชอาณาจักร สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ (สิ่งมีชีวิตในภาษาละตินตอนปลายจากกลุ่มภาษาละตินตอนปลาย ... Wikipedia - See also: สิ่งมีชีวิตที่ใหญ่ที่สุด สิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดล้วนเป็นตัวแทนของแบคทีเรีย สัตว์ พืช และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่พบใน Earth ซึ่งมีค่าน้อยที่สุดในคลาส (การปลด) ตามพารามิเตอร์เช่น ... Wikipedia
สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีข้อได้เปรียบพิเศษที่ช่วยให้พวกมันสามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรงที่สุดโดยที่สิ่งมีชีวิตอื่นไม่สามารถรับมือได้ ในบรรดาความสามารถเหล่านี้สามารถสังเกตได้ถึงความต้านทานต่อแรงกดดันมหาศาล อุณหภูมิที่สูงมาก และอื่น ๆ สิ่งมีชีวิตทั้งสิบเหล่านี้จากรายการของเราจะเปิดโอกาสให้ใครก็ตามที่กล้าอ้างชื่อสิ่งมีชีวิตที่แข็งแกร่งที่สุด
10 แมงมุมกระโดดหิมาลายัน
ห่านป่าเอเชียมีชื่อเสียงในการบินได้ไกลกว่า 6.5 กิโลเมตร ขณะที่มนุษย์ตั้งถิ่นฐานสูงที่สุดอยู่ที่ 5,100 เมตรในเทือกเขาแอนดีสของเปรู อย่างไรก็ตาม บันทึกระดับความสูงไม่ได้เป็นของห่านเลย แต่เป็นของแมงมุมกระโดดหิมาลัย (Euophrys omnisuperstes) อาศัยอยู่ที่ระดับความสูงกว่า 6,700 เมตร แมงมุมชนิดนี้กินแมลงขนาดเล็กที่ถูกพัดพามาจากลมแรงเป็นส่วนใหญ่ คุณสมบัติที่สำคัญของแมลงชนิดนี้คือความสามารถในการอยู่รอดในสภาวะที่ขาดออกซิเจนเกือบทั้งหมด
จัมเปอร์จิงโจ้ยักษ์ 9 ตัว
โดยปกติแล้ว เมื่อเรานึกถึงสัตว์ที่สามารถอยู่ได้นานที่สุดโดยไม่มีน้ำ เราจะนึกถึงอูฐทันที แต่อูฐสามารถอยู่ได้โดยไม่มีน้ำในทะเลทรายเพียง 15 วันเท่านั้น ในขณะเดียวกัน คุณจะต้องประหลาดใจเมื่อพบว่ามีสัตว์ชนิดหนึ่งในโลกที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ตลอดชีวิตโดยไม่ต้องดื่มน้ำแม้แต่หยดเดียว จิงโจ้จัมเปอร์ยักษ์เป็นญาติสนิทของบีเวอร์ อายุขัยเฉลี่ยของพวกเขามักจะอยู่ที่ 3 ถึง 5 ปี พวกเขามักจะได้รับความชื้นจากอาหารโดยการกิน เมล็ดพันธุ์ต่างๆ. นอกจากนี้ หนูเหล่านี้ไม่เหงื่อออก ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียน้ำเพิ่มเติม โดยปกติแล้วสัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่ในหุบเขาแห่งความตาย และกำลังอยู่ในภาวะคุกคามของการสูญพันธุ์
เนื่องจากความร้อนในน้ำสามารถถ่ายโอนไปยังสิ่งมีชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อุณหภูมิของน้ำ 50 องศาเซลเซียสจึงเป็นอันตรายมากกว่าอุณหภูมิของอากาศเดียวกัน ด้วยเหตุผลนี้ แบคทีเรียจึงเจริญเติบโตได้ดีในบ่อน้ำพุร้อนใต้น้ำ ซึ่งไม่สามารถพูดถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ได้ อย่างไรก็ตาม มีหนอนชนิดพิเศษที่เรียกว่าพาราลวิเนลลา ซัลฟินโคลา ซึ่งชอบอาศัยอยู่ในที่ที่น้ำมีอุณหภูมิสูงถึง 45-55 องศา นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองที่ผนังด้านหนึ่งของตู้ปลาถูกทำให้ร้อน ผลปรากฎว่าหนอนชอบที่จะอยู่ในสถานที่นี้โดยไม่สนใจที่ที่เย็นกว่า เชื่อกันว่าคุณสมบัตินี้พัฒนาขึ้นในเวิร์มเพื่อให้สามารถกินแบคทีเรียที่มีอยู่มากมายในน้ำพุร้อนได้ เพราะพวกเขาไม่มีมันมาก่อน ศัตรูธรรมชาติแบคทีเรียเป็นเหยื่อที่ค่อนข้างง่าย
7 ฉลามกรีนแลนด์
ฉลามกรีนแลนด์เป็นหนึ่งในฉลามที่ใหญ่ที่สุดและได้รับการศึกษาน้อยที่สุดในโลก แม้ว่าพวกเขาจะว่ายน้ำค่อนข้างช้า (นักว่ายน้ำสมัครเล่นคนใดสามารถแซงพวกเขาได้) พวกมันหายากมาก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าฉลามสายพันธุ์นี้อาศัยอยู่ที่ระดับความลึก 1200 เมตร นอกจากนี้ฉลามตัวนี้ยังทนต่อความเย็นได้มากที่สุดชนิดหนึ่ง โดยปกติแล้วเธอชอบอยู่ในน้ำซึ่งอุณหภูมิจะผันผวนระหว่าง 1 ถึง 12 องศาเซลเซียส เนื่องจากฉลามเหล่านี้อาศัยอยู่ในน้ำเย็น พวกมันจึงต้องเคลื่อนไหวช้ามากเพื่อลดการใช้พลังงานของพวกมันให้เหลือน้อยที่สุด ในอาหารพวกมันอ่านไม่ออกและกินทุกอย่างที่ขวางหน้า มีข่าวลือว่าอายุขัยของพวกเขาประมาณ 200 ปี แต่ยังไม่มีใครสามารถยืนยันหรือปฏิเสธได้
6. หนอนปีศาจ
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้ในระดับความลึกมาก ในความเห็นของพวกเขา ความกดอากาศสูง การขาดออกซิเจน และอุณหภูมิที่สูงมากเป็นอุปสรรคต่อสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แต่จากนั้นก็มีการค้นพบหนอนด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ระดับความลึกหลายกิโลเมตร ชื่อ halicephalobus mephisto ตามชื่อปิศาจจากนิทานพื้นบ้านของชาวเยอรมัน มันถูกพบในตัวอย่างน้ำลึกลงไป 2.2 กิโลเมตรใต้พื้นผิวโลก ซึ่งแฝงตัวอยู่ในถ้ำแห่งหนึ่งใน แอฟริกาใต้. พวกเขาสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่รุนแรง สิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้สันนิษฐานได้ว่าสิ่งมีชีวิตเป็นไปได้บนดาวอังคารและบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในกาแลคซีของเรา
5. กบ
กบบางประเภทเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในด้านความสามารถในการแช่แข็งทั้งตัว ช่วงฤดูหนาวและฟื้นคืนชีพด้วยการมาถึงของฤดูใบไม้ผลิ กบเหล่านี้ห้าชนิดถูกพบในอเมริกาเหนือ ซึ่งพบมากที่สุดคือกบต้นไม้ทั่วไป เนื่องจากกบต้นไม้ไม่แข็งแรงนักในการมุดดิน พวกมันจึงเพียงแค่ซ่อนตัวอยู่ใต้ใบไม้ที่ร่วงหล่น พวกเขามีสารเช่นสารป้องกันการแข็งตัวในเส้นเลือดและแม้ว่าหัวใจของพวกเขาจะหยุดเต้นในที่สุด แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นชั่วคราว พื้นฐานของเทคนิคการเอาชีวิตรอดคือความเข้มข้นของกลูโคสที่เข้าสู่กระแสเลือดจากตับของกบ สิ่งที่น่าแปลกใจยิ่งกว่าคือข้อเท็จจริงที่ว่ากบสามารถแสดงความสามารถในการแช่แข็งได้ ไม่เพียงแต่ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในห้องปฏิบัติการด้วย ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเปิดเผยความลับของพวกมันได้
(banner_ads_inline)
4 จุลินทรีย์ใต้ท้องทะเลลึก
เราทุกคนรู้ว่าจุดที่ลึกที่สุดในโลกคือร่องลึกบาดาลมาเรียนา ความลึกเกือบ 11 กิโลเมตรและความดันมีมากกว่าความดันบรรยากาศถึง 1,100 เท่า ไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบอะมีบายักษ์ที่นั่น ซึ่งพวกเขาสามารถจับภาพได้ด้วยกล้องความละเอียดสูงและได้รับการปกป้องด้วยทรงกลมแก้วจากแรงดันมหาศาลที่ปกคลุมด้านล่าง นอกจากนี้ การเดินทางล่าสุดที่ส่งโดยเจมส์ คาเมรอนเองแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นอาจมีอยู่ในส่วนลึกของร่องลึกบาดาลมาเรียนา ได้รับตัวอย่างตะกอนด้านล่างซึ่งพิสูจน์ได้ว่าภาวะซึมเศร้านั้นเต็มไปด้วยจุลินทรีย์อย่างแท้จริง ข้อเท็จจริงนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจเพราะสภาวะที่รุนแรงที่เกิดขึ้นที่นั่นรวมถึงแรงกดดันมหาศาลนั้นห่างไกลจากสวรรค์
3. บเดลลอยเดีย
โรติเฟอร์ Bdelloidea เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเพศเมียที่มีขนาดเล็กมาก มักพบในน้ำจืด นับตั้งแต่มีการค้นพบ ก็ไม่พบตัวผู้ในสปีชีส์นี้เลย และโรติเฟอร์เองก็สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ซึ่งจะทำลายดีเอ็นเอของพวกมันเอง พวกมันฟื้นฟู DNA ดั้งเดิมด้วยการกินจุลินทรีย์ชนิดอื่น ต้องขอบคุณความสามารถนี้ โรติเฟอร์จึงสามารถทนต่อการขาดน้ำอย่างสุดขีด ยิ่งกว่านั้น พวกมันยังสามารถทนต่อระดับของรังสีที่จะคร่าชีวิตสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกของเราได้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าความสามารถในการซ่อมแซม DNA ของพวกเขาเป็นผลมาจากความต้องการที่จะอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งมาก
2. แมลงสาบ
มีตำนานว่าแมลงสาบจะเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวที่จะรอดจากสงครามนิวเคลียร์ ในความเป็นจริงแล้ว แมลงเหล่านี้สามารถอยู่ได้โดยปราศจากน้ำและอาหารเป็นเวลาหลายสัปดาห์ และยิ่งไปกว่านั้น พวกมันสามารถอยู่ได้นานหลายสัปดาห์โดยไม่มีหัว แมลงสาบมีมานานกว่า 300 ล้านปี มีอายุยืนกว่าไดโนเสาร์ด้วยซ้ำ Discovery Channel ได้ทำการทดลองชุดหนึ่งเพื่อแสดงให้เห็นว่าแมลงสาบจะรอดหรือไม่ด้วยรังสีนิวเคลียร์ที่ทรงพลัง เป็นผลให้เกือบครึ่งหนึ่งของแมลงทั้งหมดสามารถรอดชีวิตจากรังสี 1,000 เรต (รังสีดังกล่าวสามารถฆ่าคนที่มีสุขภาพดีในวัยผู้ใหญ่ได้ในเวลาเพียง 10 นาทีของการสัมผัส) นอกจากนี้ แมลงสาบ 10% รอดชีวิตเมื่อสัมผัสกับรังสี 10,000 เรต ซึ่งเท่ากับรังสีจากการระเบิดนิวเคลียร์ในฮิโรชิมา น่าเสียดายที่ไม่มีแมลงตัวเล็ก ๆ เหล่านี้รอดชีวิตจากรังสี 100,000 รังสี
1. ทาร์ดิเกรด
สิ่งมีชีวิตในน้ำขนาดเล็กที่เรียกว่า tardigrades ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่ยากที่สุดในโลกของเรา เมื่อมองแวบแรก สัตว์น่ารักเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้เกือบทุกสภาวะที่รุนแรง ไม่ว่าจะเป็นความร้อนหรือความเย็น แรงกดดันมหาศาลหรือการแผ่รังสีสูง พวกเขาสามารถอยู่รอดได้ในบางครั้งแม้ในอวกาศ ภายใต้สภาวะที่รุนแรงและสภาวะขาดน้ำมาก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถมีชีวิตอยู่ต่อไปได้อีกหลายสิบปี พวกมันมีชีวิตขึ้นมา ต้องใส่ลงไปในบ่อเท่านั้น
อุณหภูมิสูงเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด การเพิ่มอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมถึง +50 °C ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการกดขี่และการตายของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด ไม่ต้องพูดถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้น
ขีด จำกัด ของการแพร่กระจายของชีวิตถือเป็นเครื่องหมายอุณหภูมิ +100 ° C ซึ่งเกิดการเสียสภาพของโปรตีนนั่นคือการทำลายโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีน เชื่อกันมานานแล้วว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตใดในธรรมชาติที่จะทนอุณหภูมิได้อย่างสงบในช่วง 50 ถึง 100 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม การค้นพบล่าสุดของนักวิทยาศาสตร์กล่าวเป็นอย่างอื่น
ประการแรก แบคทีเรียที่ปรับตัวให้อยู่ในน้ำพุร้อนที่มีอุณหภูมิของน้ำสูงถึง +90 ºС ถูกค้นพบ ในปี 2526 อีกหนึ่งวิชาเอก การค้นพบทางวิทยาศาสตร์. นักชีววิทยาชาวอเมริกันกลุ่มหนึ่งศึกษาแหล่งที่มาของน้ำร้อนที่อิ่มตัวด้วยโลหะที่อยู่ด้านล่างของมหาสมุทรแปซิฟิก
เช่นเดียวกับกรวยที่ถูกตัด ผู้สูบบุหรี่สีดำจะอยู่ที่ระดับความลึก 2,000 ม. ความสูงของพวกเขาคือ 70 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของฐานคือ 200 ม. เป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบผู้สูบบุหรี่ใกล้กับหมู่เกาะกาลาปาโกส
"ผู้สูบบุหรี่ดำ" เหล่านี้ตามที่นักธรณีวิทยาเรียกว่าตั้งอยู่ที่ระดับความลึกมาก ดูดซับน้ำอย่างแข็งขัน ที่นี่อุ่นขึ้นเนื่องจากความร้อนที่มาจากสสารร้อนลึกของโลก และรับอุณหภูมิมากกว่า +200 °C
น้ำในน้ำพุไม่ได้เดือดเพียงเพราะอยู่ภายใต้แรงดันสูงและอุดมด้วยโลหะจากลำไส้ของโลก คอลัมน์น้ำขึ้นเหนือ "ผู้สูบบุหรี่สีดำ" ความดันที่สร้างขึ้นที่นี่ที่ความลึกประมาณ 2,000 ม. (และมากกว่านั้น) คือ 265 atm ที่ความดันสูงแม้แต่น้ำแร่ในบางแหล่งซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง +350 ° C ก็ไม่เดือด
ผลจากการผสมกับน้ำทะเล ทำให้น้ำร้อนเย็นลงอย่างรวดเร็ว แต่แบคทีเรียที่ชาวอเมริกันค้นพบที่ระดับความลึกเหล่านี้พยายามที่จะอยู่ห่างจากน้ำที่เย็นลง จุลินทรีย์ที่น่าทึ่งได้ปรับตัวเพื่อกินแร่ธาตุในน้ำที่ได้รับความร้อนถึง +250 ° C อุณหภูมิที่ต่ำกว่ามีผลทำให้จุลินทรีย์ตกต่ำ ในน้ำที่มีอุณหภูมิประมาณ +80 ° C แบคทีเรียแม้ว่าจะยังคงมีชีวิตอยู่ได้ แต่ก็หยุดการเพิ่มจำนวน
นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบแน่ชัดว่าอะไรคือความลับของความทนทานอันน่าทึ่งของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้ ซึ่งทนความร้อนถึงจุดหลอมเหลวของดีบุกได้อย่างง่ายดาย
รูปร่างของแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในผู้สูบบุหรี่สีดำไม่ถูกต้อง บ่อยครั้งที่สิ่งมีชีวิตมีการเจริญเติบโตที่ยาวนาน แบคทีเรียจะดูดซับกำมะถันและเปลี่ยนเป็นสารอินทรีย์ Pogonophores และ vestimentifera สร้างความสัมพันธ์แบบ symbiosis กับพวกมันเพื่อกินอินทรียวัตถุนี้
การศึกษาทางชีวเคมีอย่างระมัดระวังเผยให้เห็นว่ามีกลไกป้องกันในเซลล์แบคทีเรีย โมเลกุลของสารพันธุกรรม DNA ซึ่งเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมไว้ในสปีชีส์จำนวนหนึ่งถูกห่อหุ้มด้วยชั้นของโปรตีนที่ดูดซับความร้อนส่วนเกิน
ดีเอ็นเอเองมีปริมาณคู่กวานีน-ไซโตซีนสูงผิดปกติ ในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลกของเรา จำนวนความสัมพันธ์เหล่านี้ภายใน DNA นั้นน้อยกว่ามาก ปรากฎว่าพันธะระหว่าง guanine และ cytosine นั้นยากมากที่จะทำลายด้วยความร้อน
ดังนั้นสารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่จึงมีจุดประสงค์เพื่อเสริมสร้างความแข็งแกร่งของโมเลกุลและจากนั้นก็มีจุดประสงค์ในการเข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรม
กรดอะมิโนเป็นส่วนประกอบของโมเลกุลโปรตีน ซึ่งถูกเก็บไว้เนื่องจากพันธะเคมีพิเศษ หากเราเปรียบเทียบโปรตีนของแบคทีเรียในทะเลลึกกับโปรตีนของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันในแง่ของพารามิเตอร์ที่ระบุไว้ข้างต้น ปรากฎว่ามีพันธะเพิ่มเติมในโปรตีนของจุลินทรีย์ที่มีอุณหภูมิสูงเนื่องจากกรดอะมิโนเพิ่มเติม
แต่ผู้เชี่ยวชาญมั่นใจว่าความลับของแบคทีเรียไม่ได้อยู่ในนี้ เซลล์ที่ได้รับความร้อนที่อุณหภูมิ +100 - 120º C นั้นค่อนข้างเพียงพอที่จะทำลาย DNA ที่ได้รับการปกป้องโดยอุปกรณ์เคมีที่ระบุไว้ ซึ่งหมายความว่าจะต้องมีวิธีอื่นภายในแบคทีเรียเพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายเซลล์ของพวกมัน โปรตีนที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในบ่อน้ำพุร้อนประกอบด้วยอนุภาคพิเศษ - กรดอะมิโนชนิดที่ไม่พบในสิ่งมีชีวิตอื่นใดที่อาศัยอยู่บนโลก
โมเลกุลโปรตีนของเซลล์แบคทีเรียซึ่งมีส่วนประกอบป้องกันพิเศษ (เสริมสร้าง) มีการป้องกันพิเศษ ลิพิด (อังกฤษ: lipids) ซึ่งก็คือไขมันและสารคล้ายไขมันมีการจัดเรียงตัวที่ผิดปกติ โมเลกุลของพวกมันรวมกันเป็นสายโซ่ของอะตอม การวิเคราะห์ทางเคมีของไขมันของแบคทีเรียที่มีอุณหภูมิสูงแสดงให้เห็นว่าในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้โซ่ไขมันจะพันกันซึ่งทำหน้าที่เสริมสร้างโมเลกุลให้แข็งแรงขึ้น
อย่างไรก็ตาม ข้อมูลของการวิเคราะห์สามารถเข้าใจได้ในอีกทางหนึ่ง ดังนั้นสมมติฐานของโซ่ที่เกี่ยวพันกันจึงยังไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่แม้ว่าเราจะใช้มันเป็นสัจพจน์ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายกลไกการปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่ +200 ° C ได้อย่างสมบูรณ์
สิ่งมีชีวิตที่มีการพัฒนาสูงกว่านี้ไม่สามารถบรรลุความสำเร็จของจุลชีพได้ แต่นักสัตววิทยารู้จักสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหลายชนิดและแม้แต่ปลาที่ปรับตัวให้เข้ากับชีวิตในน่านน้ำที่มีความร้อน
ในบรรดาสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ประการแรก จำเป็นต้องตั้งชื่อผู้อยู่อาศัยในถ้ำหลากหลายชนิดที่อาศัยอยู่ในอ่างเก็บน้ำที่เลี้ยงด้วยน้ำใต้ดินซึ่งได้รับความร้อนจากความร้อนใต้ดิน ในกรณีส่วนใหญ่มีขนาดเล็กที่สุด สาหร่ายเซลล์เดียวและกุ้งทุกชนิด
Thermospheroma thermal ซึ่งเป็นตัวแทนของไอโซพอดครัสเตเชียนอยู่ในตระกูล spheromatid เขาอาศัยอยู่ในบ่อน้ำพุร้อนแห่งหนึ่งใน Sokkoro (นิวเม็กซิโก สหรัฐอเมริกา) ความยาวของกุ้งเพียง 0.5-1 ซม. มันเคลื่อนที่ไปตามด้านล่างของแหล่งที่มาและมีเสาอากาศหนึ่งคู่ที่ออกแบบมาสำหรับการวางแนวในอวกาศ
ปลาถ้ำที่ปรับตัวให้อยู่ในบ่อน้ำพุร้อน ทนอุณหภูมิได้สูงถึง +40 °C ในบรรดาสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ สิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุดคือปลาคาร์ปบางชนิดที่อาศัยอยู่ น้ำบาดาลอเมริกาเหนือ. Cyprinodon macularis โดดเด่นในหมู่สายพันธุ์ที่กว้างใหญ่นี้
นี่เป็นหนึ่งในสัตว์ที่หายากที่สุดในโลก ฝูงปลาเล็กๆ เหล่านี้อาศัยอยู่ในบ่อน้ำพุร้อนที่มีความลึกเพียง 50 ซม. บ่อน้ำพุร้อนแห่งนี้ตั้งอยู่ภายในถ้ำปีศาจในหุบเขามรณะ (แคลิฟอร์เนีย) ซึ่งเป็นหนึ่งในสถานที่แห้งแล้งและร้อนที่สุดในโลก
ญาติสนิทของ Cyprinodon คนตาบอดไม่ได้ปรับตัวให้เข้ากับชีวิตในน้ำพุร้อน แม้ว่ามันจะอาศัยอยู่ในน้ำใต้ดินของถ้ำ Karst ในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์เดียวกันในสหรัฐอเมริกา สายพันธุ์ที่ตาบอดและที่เกี่ยวข้องจะถูกจัดสรรให้กับครอบครัวที่มีดวงตาที่มืดบอด ในขณะที่ปลาไซปริโนดอนถูกกำหนดให้อยู่ในตระกูลฟันปลาคาร์พที่แยกจากกัน
แตกต่างจากผู้อาศัยในถ้ำโปร่งแสงหรือครีมน้ำนมอื่นๆ รวมถึงปลาคาร์ปอื่นๆ ไซปริโนดอนจะทาสีฟ้าสดใส ในสมัยก่อนปลาเหล่านี้พบได้ในหลายแหล่งและสามารถเคลื่อนที่ผ่านน้ำใต้ดินจากอ่างเก็บน้ำหนึ่งไปยังอีกแหล่งหนึ่งได้อย่างอิสระ
ในศตวรรษที่ 19 ชาวบ้านมากกว่าหนึ่งครั้งสังเกตเห็นว่าไซปริโนดอนตั้งรกรากอยู่ในแอ่งน้ำที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเติมร่องจากล้อเกวียนด้วยน้ำใต้ดิน อย่างไรก็ตามจนถึงทุกวันนี้ก็ยังไม่มีความชัดเจนว่าปลาสวยงามเหล่านี้เข้ามาได้อย่างไรและทำไมมันถึงมีความชื้นใต้ดินผ่านชั้นดินร่วน
อย่างไรก็ตาม ความลึกลับนี้ไม่ใช่ประเด็นหลัก ยังไม่ชัดเจนว่าปลาสามารถทนต่ออุณหภูมิของน้ำได้ถึง +50 °C ได้อย่างไร แต่มันเป็นการปรับตัวที่แปลกและอธิบายไม่ได้ซึ่งช่วยให้ Cyprinodons อยู่รอดได้ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ปรากฏขึ้นในอเมริกาเหนือเมื่อกว่า 1 ล้านปีที่แล้ว เมื่อเริ่มเย็นลง สัตว์ที่มีลักษณะคล้ายฟันปลาคาร์ปทั้งหมดก็ตายหมด ยกเว้นพวกที่ควบคุมน้ำใต้ดิน รวมถึงสัตว์ที่มีความร้อนด้วย
เกือบทุกชนิดของตระกูล stenazellid ซึ่งมีครัสเตเชียนขนาดเล็ก (ไม่เกิน 2 ซม.) อาศัยอยู่ในน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิอย่างน้อย +20 องศาเซลเซียส
เมื่อธารน้ำแข็งจากไปและสภาพอากาศในแคลิฟอร์เนียแห้งแล้งมากขึ้น อุณหภูมิ ความเค็ม และแม้แต่ปริมาณอาหาร - สาหร่าย - ยังคงแทบไม่เปลี่ยนแปลงในน้ำพุถ้ำเป็นเวลา 50,000 ปี ดังนั้นปลาจึงรอดชีวิตจากหายนะยุคก่อนประวัติศาสตร์อย่างสงบที่นี่ วันนี้ Cyprinodon ถ้ำทุกสายพันธุ์ได้รับการคุ้มครองตามกฎหมายเพื่อประโยชน์ของวิทยาศาสตร์
อุณหภูมิเป็นปัจจัยแวดล้อมที่สำคัญที่สุด อุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมากต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายด้าน ภูมิศาสตร์ของการกระจายพันธุ์ การสืบพันธุ์ และคุณสมบัติทางชีวภาพอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นหลัก ช่วงเช่น ขีดจำกัดอุณหภูมิที่สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้นั้นอยู่ในช่วงตั้งแต่ -200°C ถึง +100°C บางครั้งการมีอยู่ของแบคทีเรียจะพบได้ในน้ำพุร้อนที่อุณหภูมิ 250°C ในความเป็นจริง สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่สามารถอยู่รอดได้ในช่วงอุณหภูมิที่แคบกว่านั้น
จุลินทรีย์บางชนิดซึ่งส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียและสาหร่ายสามารถอาศัยและเพิ่มจำนวนได้ในน้ำพุร้อนที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับจุดเดือด ขีดจำกัดอุณหภูมิสูงสุดของแบคทีเรียในบ่อน้ำพุร้อนอยู่ที่ประมาณ 90°C ความแปรปรวนของอุณหภูมิมีความสำคัญมากจากมุมมองของระบบนิเวศ
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น ซึ่งเรียกว่าอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดที่ทำให้ถึงตายได้ นอกเหนือจากอุณหภูมิที่วิกฤต เย็นจัดหรือร้อนจัด การตายของสิ่งมีชีวิตก็เกิดขึ้น ที่ไหนสักแห่งในระหว่างคือ อุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด สิ่งมีชีวิตโดยรวมกำลังทำงานอยู่
ตามความอดทนของสิ่งมีชีวิตต่อระบอบอุณหภูมิพวกมันจะถูกแบ่งออกเป็น eurythermal และ stenothermic เช่น สามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิที่กว้างหรือแคบได้ ตัวอย่างเช่น ไลเคนและแบคทีเรียหลายชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้ที่อุณหภูมิต่างกัน หรือกล้วยไม้และพืชที่ชอบความร้อนอื่นๆ ในเขตร้อนชื้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ
สัตว์บางชนิดสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ได้ โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิโดยรอบ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าโฮมเทอร์มิก ในสัตว์ชนิดอื่น อุณหภูมิของร่างกายจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิแวดล้อม พวกเขาเรียกว่า poikilotherms ขึ้นอยู่กับวิธีที่สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับระบอบการปกครองของอุณหภูมิพวกมันถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มทางนิเวศวิทยา: ไครโอฟิลล์ - สิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวเข้ากับความเย็นจนถึงอุณหภูมิต่ำ เทอร์โมฟิล - หรือรักความร้อน
กฎของอัลเลน- กฎเชิงนิเวศภูมิศาสตร์ที่กำหนดขึ้นโดยดี. อัลเลนในปี พ.ศ. 2420 ตามกฎนี้ ในบรรดารูปแบบที่เกี่ยวข้องกันของสัตว์โฮโมไอเทอร์มิก (เลือดอุ่น) ที่มีวิถีชีวิตคล้ายคลึงกัน สัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็นมีส่วนของร่างกายที่ยื่นออกมาค่อนข้างเล็ก ได้แก่ หู ขา หาง ฯลฯ
การลดส่วนที่ยื่นออกมาของร่างกายทำให้พื้นผิวสัมพัทธ์ของร่างกายลดลงและช่วยประหยัดความร้อน
ตัวอย่างของกฎนี้คือตัวแทนของครอบครัว Canine จากภูมิภาคต่างๆ หูที่เล็กที่สุด (เทียบกับความยาวลำตัว) และปากกระบอกปืนที่ยาวน้อยกว่าในตระกูลนี้อยู่ในสุนัขจิ้งจอกอาร์กติก (ช่วง - อาร์กติก) และหูที่ใหญ่ที่สุดและปากกระบอกปืนที่แคบและยาว - ในสุนัขจิ้งจอกเฟนเนก (ช่วง - ซาฮาร่า)
กฎนี้ยังใช้กับประชากรมนุษย์: จมูกแขนและขาที่สั้นที่สุด (เทียบกับขนาดร่างกาย) เป็นลักษณะของชนชาติเอสกิโม - อาลูต (เอสกิโม, ชาวเอสกิโม) และแขนยาวและขายาวสำหรับขนสัตว์และ Tutsis
กฎของเบิร์กแมนเป็นกฎเชิงนิเวศภูมิศาสตร์ที่กำหนดขึ้นในปี พ.ศ. 2390 โดยคาร์ล เบิร์กแมน นักชีววิทยาชาวเยอรมัน กฎระบุว่าในบรรดาสัตว์โฮโมไอเทอร์มิก (เลือดอุ่น) ในรูปแบบเดียวกัน สัตว์ที่ใหญ่ที่สุดคือสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็น - ในละติจูดสูงหรือบนภูเขา หากมีสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด (เช่น สปีชีส์ในสกุลเดียวกัน) ซึ่งไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางอาหารและวิถีชีวิตของพวกมัน สปีชีส์ที่ใหญ่กว่าก็เกิดขึ้นในสภาพอากาศที่รุนแรง (เย็น) กว่าเช่นกัน
กฎนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าการผลิตความร้อนทั้งหมดในสปีชีส์ดูดความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาตรของร่างกาย และอัตราการถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของมัน ด้วยการเพิ่มขนาดของสิ่งมีชีวิต ปริมาตรของร่างกายจะเติบโตเร็วกว่าผิวของมัน จากการทดลอง กฎนี้ได้รับการทดสอบครั้งแรกกับสุนัขที่มีขนาดต่างกัน ปรากฎว่าการผลิตความร้อนในสุนัขตัวเล็กนั้นสูงกว่าต่อหน่วยมวล แต่ไม่ว่าขนาดจะเป็นเท่าใด ก็ยังคงเกือบคงที่ต่อหน่วยพื้นที่ผิว
กฎของเบิร์กแมนมักจะเป็นจริงทั้งในสปีชีส์เดียวกันและสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่นรูปแบบอามูร์ของเสือโคร่ง ตะวันออกอันไกลโพ้นใหญ่กว่าสุมาตราจากอินโดนีเซีย หมาป่าสายพันธุ์ย่อยทางตอนเหนือมีขนาดใหญ่กว่าหมาป่าทางใต้โดยเฉลี่ย ในบรรดาสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องของหมีสกุลที่ใหญ่ที่สุดอาศัยอยู่ในละติจูดเหนือ ( หมีขั้วโลก, หมีสีน้ำตาลด้วยประมาณ. Kodiak) และสายพันธุ์ที่เล็กที่สุด (เช่นหมีแว่น) - ในพื้นที่ที่มีอากาศอบอุ่น
ในเวลาเดียวกัน กฎนี้มักถูกวิพากษ์วิจารณ์ มีข้อสังเกตว่ามันไม่สามารถมีลักษณะทั่วไปได้ เนื่องจากขนาดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกได้รับอิทธิพลจากปัจจัยอื่น ๆ นอกเหนือจากอุณหภูมิ นอกจากนี้ การปรับตัวให้เข้ากับสภาพอากาศที่รุนแรงในระดับประชากรและสปีชีส์มักไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของร่างกาย แต่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของร่างกาย อวัยวะภายใน(การเพิ่มขนาดของหัวใจและปอด) หรือผ่านการดัดแปลงทางชีวเคมี ในมุมมองของการวิจารณ์นี้ จะต้องเน้นย้ำว่ากฎของเบิร์กแมนมีลักษณะเป็นสถิติและแสดงผลของมันอย่างชัดเจน สิ่งอื่น ๆ เท่าเทียมกัน
แน่นอนว่ามีข้อยกเว้นมากมายสำหรับกฎนี้ ดังนั้นเผ่าพันธุ์ที่เล็กที่สุดของแมมมอ ธ ขนปุยจึงเป็นที่รู้จักจากเกาะ Wrangel ขั้วโลก หมาป่าป่าหลายสายพันธุ์ย่อยมีขนาดใหญ่กว่าหมาป่าทุนดรา (ตัวอย่างเช่น สายพันธุ์ย่อยที่สูญพันธุ์ไปแล้วจากคาบสมุทรเคไน สันนิษฐานว่าขนาดที่ใหญ่จะทำให้หมาป่าเหล่านี้ได้เปรียบเมื่อล่ากวางขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ในคาบสมุทร) เสือดาวชนิดย่อยของฟาร์อีสเทิร์นที่อาศัยอยู่บนอามูร์นั้นมีขนาดเล็กกว่าเสือดาวแอฟริกาอย่างมาก ในตัวอย่างที่ให้มา รูปแบบที่เปรียบเทียบแตกต่างกันในวิถีชีวิตของพวกมัน (ประชากรที่เป็นเกาะและทวีป สายพันธุ์ย่อยทุนดรา กินเหยื่อที่มีขนาดเล็กกว่า และชนิดย่อยในป่า กินเหยื่อที่ใหญ่กว่า)
ในความสัมพันธ์กับมนุษย์กฎนี้มีผลบังคับใช้ในระดับหนึ่ง (ตัวอย่างเช่นเผ่า pygmies ปรากฏซ้ำ ๆ และเป็นอิสระในพื้นที่ต่าง ๆ ที่มีภูมิอากาศแบบเขตร้อน) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างของอาหารและประเพณีท้องถิ่น การอพยพย้ายถิ่นฐานและการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมระหว่างประชากร จึงมีข้อจำกัดในการบังคับใช้กฎนี้
กฎของโกลเกอร์ประกอบด้วยความจริงที่ว่าในรูปแบบที่เกี่ยวข้อง (เผ่าพันธุ์หรือสายพันธุ์ย่อยที่แตกต่างกันของสายพันธุ์เดียวกัน, สายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง) ของสัตว์โฮโมไอเทอร์มิก (เลือดอุ่น) สัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศอบอุ่นและชื้นจะสว่างกว่าสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็นและแห้ง ก่อตั้งในปี พ.ศ. 2376 โดย Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863) นักวิทยาวิทยาชาวโปแลนด์และเยอรมัน
ตัวอย่างเช่น นกทะเลทรายส่วนใหญ่มีสีเข้มกว่าญาติที่มาจากเขตกึ่งร้อนและ ป่าฝน. กฎของ Gloger สามารถอธิบายได้ทั้งโดยการพิจารณาการปิดบังและโดยอิทธิพลของสภาพอากาศต่อการสังเคราะห์เม็ดสี ในระดับหนึ่ง กฎของโกลเกอร์ยังใช้กับสัตว์ขี้เมา (เลือดเย็น) โดยเฉพาะแมลง
ความชื้นเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
ในขั้นต้นสิ่งมีชีวิตทั้งหมดอยู่ในน้ำ เมื่อพิชิตดินแดนแล้วพวกเขาก็ไม่สูญเสียการพึ่งพาน้ำ ส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดคือน้ำ ความชื้นคือปริมาณไอน้ำในอากาศ หากปราศจากความชื้นหรือน้ำ ก็ไม่มีชีวิต
ความชื้นเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดลักษณะของไอน้ำในอากาศ ความชื้นสัมบูรณ์คือปริมาณไอน้ำในอากาศและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ปริมาณนี้เรียกว่าความชื้นสัมพัทธ์ (เช่น อัตราส่วนของปริมาณไอน้ำในอากาศต่อปริมาณไอน้ำอิ่มตัวภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันบางประการ)
ในธรรมชาติมีความชื้นเป็นจังหวะทุกวัน ความชื้นผันผวนทั้งในแนวตั้งและแนวนอน ปัจจัยนี้รวมถึงแสงและอุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตและการกระจายตัว ความชื้นยังเปลี่ยนผลกระทบของอุณหภูมิด้วย
การทำให้อากาศแห้งเป็นปัจจัยสำคัญต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตบนบกมี คุ้มค่ามากผลเหี่ยวแห้งของอากาศ สัตว์ปรับตัวโดยย้ายไปยังพื้นที่คุ้มครองและออกหากินในเวลากลางคืน
พืชดูดซับน้ำจากดินและระเหยออกทางใบเกือบทั้งหมด (97-99%) กระบวนการนี้เรียกว่าการคายน้ำ การระเหยทำให้ใบเย็นลง ขอบคุณการระเหย มีการขนส่งไอออนผ่านดินไปยังราก การขนส่งไอออนระหว่างเซลล์ ฯลฯ
ความชื้นจำนวนหนึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตบนบก หลายคนต้องการความชื้นสัมพัทธ์ 100% สำหรับชีวิตปกติ และในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตที่อยู่ในสภาวะปกติไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ เวลานานในอากาศที่แห้งสนิท เพราะสูญเสียน้ำตลอดเวลา น้ำเป็นส่วนสำคัญของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นการสูญเสียน้ำในระดับหนึ่งทำให้เสียชีวิตได้
พืชที่มีสภาพอากาศแห้งจะปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา การลดลงของอวัยวะภายในพืช โดยเฉพาะใบ
สัตว์บกก็ปรับตัวเช่นกัน หลายคนดื่มน้ำในขณะที่คนอื่นดูดผ่านผิวหนังของร่างกายในสถานะของเหลวหรือไอ ตัวอย่างเช่น สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก แมลงและไรบางชนิด สัตว์ในทะเลทรายส่วนใหญ่ไม่เคยดื่มเลย พวกมันตอบสนองความต้องการของพวกเขาด้วยค่าน้ำที่จ่ายให้กับอาหาร สัตว์อื่น ๆ ได้รับน้ำในกระบวนการออกซิเดชั่นของไขมัน
น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงแพร่กระจายไปทั่วที่อยู่อาศัยขึ้นอยู่กับความต้องการ: สิ่งมีชีวิตในน้ำอาศัยอยู่ในน้ำตลอดเวลา พืชน้ำสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นมากเท่านั้น
จากมุมมองของวาเลนซ์ทางนิเวศวิทยา ไฮโดรไฟต์และไฮโกรไฟต์อยู่ในกลุ่มสเตโนกีเกอร์ ความชื้นมีผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น ความชื้นสัมพัทธ์ 70% นั้นเอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของแปลงนาและความดกของไข่ของตั๊กแตนอพยพตัวเมีย ด้วยการแพร่พันธุ์ที่ดีพวกมันสร้างความเสียหายทางเศรษฐกิจอย่างใหญ่หลวงต่อพืชผลในหลายประเทศ
สำหรับการประเมินระบบนิเวศของการกระจายของสิ่งมีชีวิตจะใช้ตัวบ่งชี้ความแห้งของสภาพอากาศ ความแห้งเป็นปัจจัยคัดเลือกสำหรับการจำแนกทางนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิต
ดังนั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะของความชื้นของสภาพอากาศในท้องถิ่น ชนิดของสิ่งมีชีวิตจึงถูกกระจายออกเป็นกลุ่มนิเวศวิทยา:
1. Hydatophytes เป็นพืชน้ำ
2. Hydrophytes เป็นพืชบนบก-น้ำ
3. Hygrophytes - พืชบกที่อาศัยอยู่ในสภาวะที่มีความชื้นสูง
4. Mesophytes เป็นพืชที่เติบโตในความชื้นเฉลี่ย
5. Xerophytes เป็นพืชที่เติบโตในที่ที่มีความชื้นไม่เพียงพอ ในที่สุดก็แบ่งออกเป็น: succulents - พืชอวบน้ำ (cacti); sclerophytes เป็นพืชที่มีใบแคบและเล็กและพับเป็นท่อ พวกมันยังแบ่งออกเป็นยูเซโรไฟต์และสตีพาซีโรไฟต์ Euxerophytes เป็นพืชบริภาษ Stipaxerophytes เป็นกลุ่มของหญ้าหญ้าใบแคบ (หญ้าขนนก หญ้าขน หญ้าขาบาง ฯลฯ) ในทางกลับกัน mesophytes ยังแบ่งออกเป็น mesohygrophytes, mesoxerophytes เป็นต้น
การให้ค่าอุณหภูมิความชื้นเป็นปัจจัยหลักด้านสิ่งแวดล้อมอย่างหนึ่ง ในประวัติศาสตร์สัตว์ป่าส่วนใหญ่ โลกออร์แกนิกถูกนำเสนอโดยบรรทัดฐานของสิ่งมีชีวิตในน้ำเท่านั้น ส่วนประกอบที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่คือน้ำ และสำหรับการสืบพันธุ์หรือการรวมตัวของ gametes เกือบทั้งหมดต้องการสภาพแวดล้อมทางน้ำ สัตว์บกถูกบังคับให้สร้างสิ่งเทียมในร่างกาย สภาพแวดล้อมทางน้ำสำหรับการปฏิสนธิและสิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าสิ่งหลังกลายเป็นสิ่งภายใน
ความชื้นคือปริมาณไอน้ำในอากาศ สามารถแสดงเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
แสงเป็นปัจจัยแวดล้อม บทบาทของแสงในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต
แสงเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์หรือกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานสามารถเปลี่ยนแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่งได้ ตามกฎข้อนี้ สิ่งมีชีวิตเป็นระบบอุณหพลศาสตร์ที่มีการแลกเปลี่ยนพลังงานและสสารกับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง สิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลกสัมผัสกับการไหลของพลังงาน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ เช่นเดียวกับการแผ่รังสีความร้อนคลื่นยาวจากวัตถุในจักรวาล
ปัจจัยทั้งสองนี้เป็นตัวกำหนด สภาพภูมิอากาศสภาพแวดล้อม (อุณหภูมิ อัตราการระเหยของน้ำ อากาศและการเคลื่อนที่ของน้ำ) แสงแดดที่มีพลังงาน 2 แคลตกลงบนชีวมณฑลจากอวกาศ ต่อ 1 ซม. 2 ใน 1 นาที สิ่งนี้เรียกว่าค่าคงที่ของแสงอาทิตย์ แสงนี้ที่ผ่านชั้นบรรยากาศจะถูกลดทอนลงและพลังงานไม่เกิน 67% สามารถเข้าถึงพื้นผิวโลกได้ในเวลาเที่ยงวันที่ชัดเจน นั่นคือ 1.34 แคล ต่อซม. 2 ใน 1 นาที เมื่อผ่านเมฆปกคลุม น้ำ และพืชพรรณต่างๆ แสงแดดจะอ่อนลงอีก และการกระจายพลังงานในส่วนต่าง ๆ ของสเปกตรัมจะเปลี่ยนไปอย่างมาก
ระดับการลดทอนของแสงแดดและรังสีคอสมิกขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น (ความถี่) ของแสง รังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 0.3 ไมครอนแทบจะทะลุผ่านไม่ได้ ชั้นโอโซน(ที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม.) รังสีดังกล่าวเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะโปรโตพลาสซึม
ในธรรมชาติที่มีชีวิต แสงเป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว พืชทุกชนิดสังเคราะห์แสงได้ เช่น แบคทีเรีย ยกเว้นแบคทีเรีย สังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ (เช่น จากน้ำ เกลือแร่และ CO- ในธรรมชาติที่มีชีวิต แสงเป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว พืชทั้งหมดยกเว้นแบคทีเรีย 2 - ด้วยความช่วยเหลือของพลังงานรังสีในกระบวนการดูดซึม) สิ่งมีชีวิตทั้งหมดขึ้นอยู่กับอาหารบนเครื่องสังเคราะห์แสงบนบกเช่น พืชที่มีคลอโรฟิลล์
แสงที่เป็นปัจจัยแวดล้อมแบ่งออกเป็นอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น 0.40 - 0.75 ไมครอน และอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นมากกว่าความยิ่งใหญ่เหล่านี้
ผลกระทบของปัจจัยเหล่านี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทได้รับการปรับให้เข้ากับความยาวคลื่นของแสงหนึ่งหรือหลายสเปกตรัม สิ่งมีชีวิตบางชนิดปรับตัวให้เข้ากับรังสีอัลตราไวโอเลต ในขณะที่บางชนิดปรับตัวเข้ากับอินฟราเรด
สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถแยกแยะความยาวคลื่นได้ พวกเขามีระบบการรับรู้แสงพิเศษและมีการมองเห็นสีซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของพวกเขา แมลงหลายชนิดมีความไวต่อรังสีคลื่นสั้นซึ่งมนุษย์ไม่รับรู้ ผีเสื้อกลางคืนรับรู้รังสีอัลตราไวโอเลตได้ดี ผึ้งและนกระบุตำแหน่งของพวกมันได้อย่างแม่นยำและ นำทางภูมิประเทศแม้ในเวลากลางคืน
สิ่งมีชีวิตยังตอบสนองอย่างรุนแรงต่อความเข้มของแสง ตามลักษณะเหล่านี้ พืชแบ่งออกเป็นสามกลุ่มทางนิเวศวิทยา:
1. รักแสง รักแสงแดด หรือเฮลิโอไฟต์ - ซึ่งสามารถเจริญได้ตามปกติภายใต้แสงอาทิตย์เท่านั้น
2. รักร่มเงาหรือ sciophytes เป็นพืชในป่าชั้นล่างและพืชใต้ทะเลลึกเช่นลิลลี่ในหุบเขาและอื่น ๆ
เมื่อความเข้มของแสงลดลง การสังเคราะห์ด้วยแสงก็จะช้าลงด้วย สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความไวต่อความเข้มของแสงเป็นเกณฑ์ เช่นเดียวกับปัจจัยแวดล้อมอื่นๆ สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมีความไวต่อปัจจัยแวดล้อมที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น แสงจ้าจะขัดขวางการพัฒนาของแมลงหวี่แมลงหวี่ แม้กระทั่งทำให้พวกมันตาย พวกเขาไม่ชอบแสงและแมลงสาบและแมลงอื่นๆ ในพืชสังเคราะห์แสงส่วนใหญ่ที่ความเข้มแสงต่ำ การสังเคราะห์โปรตีนจะถูกยับยั้ง ในขณะที่ในสัตว์ กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพจะถูกยับยั้ง
3. เฮลิโอไฟต์ที่ทนต่อร่มเงาหรือเชิงปัญญา พืชที่เติบโตได้ดีทั้งในที่ร่มและแสงรำไร ในสัตว์คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกว่ารักแสง (รักแสง), ชอบร่มเงา (รักแสง), euryphobic - stenophobic
วาเลนซ์ทางนิเวศวิทยา
ระดับของความสามารถในการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม อี. วี. เป็นคุณสมบัติการดู ในเชิงปริมาณ มันแสดงออกโดยช่วงของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมภายในซึ่งสปีชีส์หนึ่งๆ นั้นยังคงกิจกรรมที่สำคัญตามปกติ อี. วี. สามารถพิจารณาได้ทั้งในแง่ของการตอบสนองของสปีชีส์ต่อปัจจัยแวดล้อมแต่ละชนิด และสัมพันธ์กับปัจจัยที่ซับซ้อน
ในกรณีแรก สปีชีส์ที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างกว้างขวางในความแข็งแรงของปัจจัยที่มีอิทธิพลถูกกำหนดโดยคำที่ประกอบด้วยชื่อของปัจจัยนี้ด้วยคำนำหน้า "evry" (eurythermal - สัมพันธ์กับอิทธิพลของอุณหภูมิ euryhaline - ต่อความเค็ม , ยูริบาติก - ถึงความลึก ฯลฯ ); สปีชีส์ที่ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในปัจจัยนี้ถูกกำหนดโดยคำที่คล้ายคลึงกันโดยมีคำนำหน้าว่า "สตีโน" (สเตนเทอร์มิก สตีโนฮาลีน ฯลฯ) ประเภทที่มีความกว้าง E. in. ในความสัมพันธ์กับปัจจัยที่ซับซ้อน พวกเขาเรียกว่า eurybionts (ดู. Eurybionts) ตรงข้ามกับ stenobionts (ดู. Stenobionts) ซึ่งปรับตัวได้น้อย เนื่องจาก eurybiontism ทำให้เป็นไปได้ที่จะสร้างแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลากหลาย และ stenobiontism ทำให้ช่วงของแหล่งที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมสำหรับสปีชีส์แคบลงอย่างมาก ทั้งสองกลุ่มนี้จึงมักเรียกว่า eury- หรือ stenotopic ตามลำดับ
ยูรีเบียนสิ่งมีชีวิตในสัตว์และพืชที่สามารถดำรงอยู่ได้กับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อมที่สำคัญ ตัวอย่างเช่นชาวชายฝั่งทะเลต้องทนแล้งเป็นประจำในช่วงน้ำลงในฤดูร้อน - ภาวะโลกร้อนที่รุนแรงและในฤดูหนาว - การทำความเย็นและบางครั้งการแช่แข็ง (สัตว์ eurythermal); ชาวปากน้ำของแม่น้ำทนต่อวิธีการ ความผันผวนของความเค็มของน้ำ (สัตว์ euryhaline); สัตว์หลายชนิดมีอยู่ในความดันอุทกสถิต (eurybats) ที่หลากหลาย ชาวโลกจำนวนมากที่อาศัยอยู่ในละติจูดเขตอบอุ่นสามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิตามฤดูกาลได้
eurybiontness ของสปีชีส์นั้นเพิ่มขึ้นโดยความสามารถในการทนต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยในสภาวะของแอนบิโอซิส (แบคทีเรียจำนวนมาก สปอร์และเมล็ดพืชหลายชนิด พืชยืนต้นที่โตเต็มวัยในเขตละติจูดเย็นและเขตอบอุ่น ดอกตูมของฟองน้ำน้ำจืดและไบรโอซัวที่หลบหนาว ไข่ของกิ่งแขนง ตัวเต็มวัยทาร์ดิเกรดและโรติเฟอร์บางชนิด เป็นต้น) หรือการจำศีล (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด)
กฎของ CHETVERIKOVตามกฎแล้วตาม Krom โดยธรรมชาติแล้วสิ่งมีชีวิตทุกประเภทไม่ได้แสดงโดยบุคคลที่แยกจากกัน แต่อยู่ในรูปของการรวมของจำนวนประชากรแต่ละบุคคล ผสมพันธุ์โดย S. S. Chetverikov (2446)
ดู- นี่คือกลุ่มประชากรที่จัดตั้งขึ้นในอดีตของบุคคลที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาคล้ายคลึงกันสามารถผสมข้ามพันธุ์ได้อย่างอิสระและผลิตลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ครอบครองพื้นที่หนึ่ง สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทสามารถอธิบายได้ด้วยชุดของ คุณลักษณะเฉพาะคุณสมบัติซึ่งเรียกว่าคุณสมบัติของมุมมอง ลักษณะเฉพาะของสปีชีส์ โดยวิธีที่ทำให้สปีชีส์หนึ่งแตกต่างจากอีกสปีชีส์หนึ่งได้ เรียกว่า เกณฑ์สปีชีส์
เจ็ดที่ใช้บ่อยที่สุด เกณฑ์ทั่วไปพิมพ์:
1. ประเภทขององค์กรเฉพาะ: ชุดของลักษณะเฉพาะที่ทำให้สามารถแยกแยะบุคคลในสายพันธุ์ที่กำหนดออกจากบุคคลอื่นได้
2. ความแน่นอนทางภูมิศาสตร์: การมีอยู่ของบุคคลในสปีชีส์ในสถานที่ใดที่หนึ่งบนโลก ช่วง - พื้นที่ที่แต่ละสายพันธุ์อาศัยอยู่
3. ความแน่นอนทางนิเวศวิทยา: สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอาศัยอยู่ในช่วงค่าเฉพาะของปัจจัยแวดล้อมทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ความดัน เป็นต้น
4. ความแตกต่าง: สปีชีส์ประกอบด้วยกลุ่มบุคคลขนาดเล็ก
5. ความไม่รอบคอบ: บุคคลในสายพันธุ์นี้ถูกแยกออกจากบุคคลอื่นด้วยช่องว่าง - ช่องว่าง ช่องว่างถูกกำหนดโดยกลไกการแยกเช่นความไม่ตรงกันในช่วงผสมพันธุ์การใช้ปฏิกิริยาพฤติกรรมเฉพาะความเป็นหมันของลูกผสม เป็นต้น
6. ความสามารถในการสืบพันธุ์: การสืบพันธุ์ของบุคคลสามารถทำได้โดยไม่อาศัยเพศ (ระดับความแปรปรวนต่ำ) และทางเพศ (ระดับความแปรปรวนสูงเนื่องจากสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดรวมลักษณะของพ่อและแม่เข้าด้วยกัน)
7. ความอุดมสมบูรณ์ในระดับหนึ่ง: ประชากรมีการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ (คลื่นชีวิต) และการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ใช่เป็นระยะ
บุคคลในสปีชีส์ใด ๆ กระจายอยู่ในอวกาศอย่างไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่นตำแยที่กัดในระยะของมันจะพบได้เฉพาะในที่ร่มชื้นที่มีดินอุดมสมบูรณ์สร้างพุ่มไม้ในที่ราบน้ำท่วมถึงแม่น้ำลำธารรอบ ๆ ทะเลสาบริมหนองน้ำในป่าเบญจพรรณและพุ่มไม้หนาทึบ อาณานิคมของตัวตุ่นยุโรปซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนบนเนินดิน พบได้ตามขอบป่า ทุ่งหญ้า และทุ่งนา เหมาะสำหรับชีวิต
แม้ว่าแหล่งที่อยู่อาศัยมักจะพบได้ในช่วง แต่ก็ไม่ครอบคลุมทั้งหมด ดังนั้นจึงไม่พบบุคคลในสายพันธุ์นี้ในส่วนอื่นของมัน มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะมองหาตำแยในป่าสนหรือตุ่นในหนองน้ำ
ดังนั้นการกระจายพันธุ์ที่ไม่สม่ำเสมอในอวกาศจึงแสดงออกมาในรูปของ "เกาะหนาแน่น" "กระจุก" พื้นที่ที่มีการกระจายพันธุ์ค่อนข้างสูงสลับกับพื้นที่ที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ "ศูนย์กลางความหนาแน่น" ของประชากรแต่ละชนิดเรียกว่าประชากร ประชากรคือการรวมตัวกันของบุคคลในสปีชีส์หนึ่งๆ เป็นเวลานาน (หลายชั่วอายุคน) ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่หนึ่ง (ส่วนหนึ่งของช่วง) และแยกออกจากประชากรอื่นที่คล้ายคลึงกัน
ภายในประชากรมีการดำเนินการข้ามฟรี (panmixia) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประชากรคือกลุ่มบุคคลที่มีพันธะผูกพันอย่างอิสระ อาศัยอยู่ในดินแดนหนึ่งเป็นเวลานาน และค่อนข้างแยกตัวจากกลุ่มอื่นที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้น สปีชีส์จึงเป็นกลุ่มของประชากร และประชากรคือหน่วยโครงสร้างของสปีชีส์
ความแตกต่างระหว่างประชากรและสปีชีส์:
1) บุคคลที่มีประชากรต่างกันผสมพันธุ์กันเองอย่างอิสระ
2) บุคคลที่มีประชากรต่างกันแตกต่างกันเล็กน้อย
3) ไม่มีช่องว่างระหว่างสองประชากรที่อยู่ใกล้เคียง นั่นคือมีการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไประหว่างพวกเขา
กระบวนการกำหนด สมมติว่าสปีชีส์หนึ่งๆ ครอบครองพื้นที่หนึ่ง ซึ่งกำหนดโดยธรรมชาติของอาหารของมัน อันเป็นผลมาจากความแตกต่างระหว่างบุคคลทำให้ระยะเพิ่มขึ้น พื้นที่ใหม่นี้จะประกอบด้วยพื้นที่ที่มีพืชอาหาร คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกัน เป็นต้น บุคคลที่พบว่าตัวเองอยู่ในส่วนต่างๆ ของพื้นที่จะก่อตัวเป็นประชากร ในอนาคตอันเป็นผลมาจากความแตกต่างที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ระหว่างบุคคลของประชากร จะมีความชัดเจนมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าบุคคลของประชากรหนึ่งแตกต่างจากบุคคลของประชากรอื่นในทางใดทางหนึ่ง มีกระบวนการของความแตกต่างของประชากร การกลายพันธุ์สะสมในแต่ละคน
ตัวแทนของสปีชีส์ใด ๆ ในท้องถิ่นของช่วงสร้างประชากรในท้องถิ่น จำนวนรวมของประชากรในท้องถิ่นที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ของช่วงที่มีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันในแง่ของสภาพความเป็นอยู่คือ ประชากรในระบบนิเวศ. ดังนั้น หากสัตว์ชนิดหนึ่งอาศัยอยู่ในทุ่งหญ้าและในป่า พวกมันก็จะพูดถึงประชากรเหงือกและทุ่งหญ้าของมัน ประชากรที่อยู่ในช่วงของสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกับขอบเขตทางภูมิศาสตร์ที่กำหนดเรียกว่าประชากรทางภูมิศาสตร์
ขนาดและขอบเขตของประชากรสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก ในระหว่างการระบาดของการแพร่พันธุ์จำนวนมาก สปีชีส์จะแพร่กระจายอย่างกว้างขวางและเกิดประชากรจำนวนมหาศาล
ชุดของประชากรทางภูมิศาสตร์ที่มีลักษณะคงที่ความสามารถในการผสมข้ามพันธุ์และให้กำเนิดลูกที่อุดมสมบูรณ์เรียกว่าชนิดย่อย ดาร์วินกล่าวว่าการก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่ต้องผ่านพันธุ์ (สายพันธุ์ย่อย)
อย่างไรก็ตามควรจำไว้ว่าองค์ประกอบบางอย่างมักไม่มีอยู่ในธรรมชาติ
การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในแต่ละสปีชีส์ย่อยไม่สามารถนำไปสู่การสร้างสปีชีส์ใหม่ได้ด้วยตัวเอง เหตุผลอยู่ที่ความจริงที่ว่าการกลายพันธุ์นี้จะเดินเตร็ดเตร่ไปทั่วประชากร เนื่องจากบุคคลในสปีชีส์ย่อยอย่างที่เราทราบกันดีว่าไม่ได้แยกการสืบพันธุ์ หากการกลายพันธุ์มีประโยชน์ จะเพิ่มความแตกต่างของประชากร หากเป็นอันตราย ก็จะถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือก
อันเป็นผลมาจากกระบวนการกลายพันธุ์อย่างต่อเนื่องและการข้ามอย่างอิสระ การกลายพันธุ์สะสมในประชากร ตามทฤษฎีของ I. I. Schmalhausen การสำรองของความแปรปรวนทางพันธุกรรมถูกสร้างขึ้น กล่าวคือ การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นใหม่ส่วนใหญ่มีลักษณะด้อยและไม่ปรากฏตามลักษณะทางฟีโนไทป์ เมื่อการกลายพันธุ์มีความเข้มข้นสูงในสถานะเฮเทอโรไซกัส การผสมข้ามบุคคลที่มียีนด้อยจะเป็นไปได้ ในกรณีนี้บุคคลที่มีเนื้อเดียวกันจะปรากฏขึ้นซึ่งการกลายพันธุ์นั้นแสดงออกมาทางฟีโนไทป์แล้ว ในกรณีเหล่านี้ การกลายพันธุ์อยู่ภายใต้การควบคุมของการคัดเลือกโดยธรรมชาติอยู่แล้ว
แต่สิ่งนี้ยังไม่มีความสำคัญเด็ดขาดสำหรับกระบวนการเก็งกำไรเนื่องจากประชากรตามธรรมชาตินั้นเปิดกว้างและยีนต่างดาวจากประชากรใกล้เคียงจะถูกนำเข้าสู่พวกมันอย่างต่อเนื่อง
มีการไหลของยีนเพียงพอที่จะรักษาความคล้ายคลึงกันขนาดใหญ่ของกลุ่มยีน (จำนวนรวมของจีโนไทป์ทั้งหมด) ของประชากรในท้องถิ่นทั้งหมด คาดว่าการเติมเต็มของยีนพูลเนื่องจากยีนต่างประเทศในประชากร 200 คนซึ่งแต่ละแห่งมี 100,000 ตำแหน่งนั้นมากกว่า 100 เท่าเนื่องจากการกลายพันธุ์ ผลที่ตามมาคือ ไม่มีประชากรใดที่สามารถเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้ ตราบใดที่มันอยู่ภายใต้อิทธิพลของการไหลเวียนของยีนที่ทำให้เป็นปกติ การต่อต้านของประชากรต่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกเรียกว่าภาวะธำรงดุลทางพันธุกรรม
อันเป็นผลมาจากภาวะธำรงดุลทางพันธุกรรมในประชากร การก่อตัวของสปีชีส์ใหม่จึงเป็นเรื่องยากมาก อีกหนึ่งเงื่อนไขที่ต้องทำให้สำเร็จ! กล่าวคือ จำเป็นต้องแยกยีนพูลของประชากรลูกสาวออกจากยีนพูลของมารดา การแยกตัวสามารถมีได้สองรูปแบบ: เชิงพื้นที่และชั่วขณะ ความโดดเดี่ยวเชิงพื้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์ต่างๆ เช่น ทะเลทราย ป่าไม้ แม่น้ำ เนินทราย ที่ราบน้ำท่วมถึง บ่อยครั้งที่การแยกพื้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากการลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงต่อเนื่องและการแบ่งออกเป็นช่องหรือซอกแยก
บ่อยครั้งที่ประชากรถูกโดดเดี่ยวเนื่องจากการอพยพ ในกรณีนี้ ประชากรที่โดดเดี่ยวเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจำนวนประชากรเดี่ยวในประชากรเดี่ยวมักมีน้อย จึงมีอันตรายจากการผสมพันธุ์ทางสายเลือด นั่นคือความเสื่อมโทรมที่เกิดจากการผสมพันธุ์ทางสายเลือด Speciation ตามการแยกพื้นที่เรียกว่าทางภูมิศาสตร์
รูปแบบการแยกตัวชั่วคราวรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลาของการสืบพันธุ์และการเปลี่ยนแปลงในวงจรชีวิตทั้งหมด Speciation ขึ้นอยู่กับการแยกชั่วคราวเรียกว่าระบบนิเวศ
สิ่งที่ชี้ขาดในทั้งสองกรณีคือการสร้างระบบพันธุกรรมใหม่ซึ่งเข้ากันไม่ได้กับระบบพันธุกรรมแบบเก่า ผ่านการเก็งกำไร วิวัฒนาการจึงเกิดขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลที่พวกเขากล่าวว่าสปีชีส์เป็นระบบวิวัฒนาการเบื้องต้น ประชากรเป็นหน่วยวิวัฒนาการเบื้องต้น!
ลักษณะทางสถิติและพลวัตของประชากร
ชนิดของสิ่งมีชีวิตจะรวมอยู่ใน biocenosis ไม่ใช่เป็นบุคคลที่แยกจากกัน แต่เป็นประชากรหรือส่วนต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต ประชากรเป็นส่วนหนึ่งของสปีชีส์ (ประกอบด้วยบุคคลในสปีชีส์เดียวกัน) ซึ่งครอบครองพื้นที่ที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันและสามารถควบคุมตนเองและบำรุงรักษาจำนวนหนึ่งได้ แต่ละสปีชีส์ภายในดินแดนที่ถูกยึดครองจะแบ่งออกเป็นประชากร หากเราพิจารณาผลกระทบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่อสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ ในระดับหนึ่งของปัจจัย (เช่น อุณหภูมิ) บุคคลที่อยู่ภายใต้การศึกษาจะอยู่รอดหรือตาย ภาพเปลี่ยนไปเมื่อศึกษาผลกระทบของปัจจัยเดียวกันในกลุ่มสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์เดียวกัน
บุคคลบางคนจะตายหรือลดกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขาในอุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่ง คนอื่นๆ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า และคนอื่นๆ ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้น จึงสามารถให้คำจำกัดความของประชากรได้อีกคำหนึ่ง: เพื่อให้มีชีวิตรอดและให้กำเนิดลูกหลาน สิ่งมีชีวิตต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขของระบอบสิ่งแวดล้อมแบบไดนามิก ปัจจัยต่างๆ มีอยู่ในรูปแบบของการรวมกลุ่มหรือจำนวนประชากร เช่น กลุ่มบุคคลที่อาศัยอยู่ร่วมกันโดยมีกรรมพันธุ์คล้าย ๆ กัน คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของประชากรคืออาณาเขตทั้งหมดที่ประชากรอาศัยอยู่ แต่ภายในกลุ่มประชากรหนึ่ง ๆ อาจมีการรวมกลุ่มที่แยกจากกันไม่มากก็น้อยด้วยเหตุผลหลายประการ
ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะให้คำจำกัดความที่ละเอียดถี่ถ้วนของประชากรเนื่องจากการเบลอของขอบเขตระหว่างกลุ่มบุคคลแต่ละกลุ่ม แต่ละสปีชีส์ประกอบด้วยประชากรตั้งแต่หนึ่งกลุ่มขึ้นไป ดังนั้น ประชากรจึงเป็นรูปแบบหนึ่งของการดำรงอยู่ของสปีชีส์ ซึ่งเป็นหน่วยวิวัฒนาการที่เล็กที่สุดของมัน สำหรับประชากร ชนิดต่างๆมีขีดจำกัดที่ยอมรับได้สำหรับการลดลงของจำนวนบุคคล ซึ่งเกินกว่าที่การมีอยู่ของประชากรจะเป็นไปไม่ได้ ไม่มีข้อมูลที่แน่นอนเกี่ยวกับค่าวิกฤตของขนาดประชากรในเอกสาร ค่าที่กำหนดนั้นขัดแย้งกัน อย่างไรก็ตาม ความจริงก็คือยิ่งบุคคลมีขนาดเล็ก ค่าวิกฤตของตัวเลขก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น สำหรับจุลินทรีย์ สิ่งเหล่านี้เป็นจำนวนหลายล้านตัว สำหรับแมลง - นับหมื่นนับแสนและสำหรับ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่- ไม่กี่สิบ
จำนวนไม่ควรลดลงต่ำกว่าขีด จำกัด ที่ความน่าจะเป็นในการพบกับคู่นอนจะลดลงอย่างรวดเร็ว จำนวนวิกฤตยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ ตัวอย่างเช่น สำหรับสิ่งมีชีวิตบางชนิด วิถีชีวิตแบบกลุ่มมีความเฉพาะเจาะจง (อาณานิคม ฝูง ฝูง) กลุ่มภายในประชากรค่อนข้างโดดเดี่ยว อาจมีบางกรณีที่ขนาดของประชากรโดยรวมยังคงค่อนข้างใหญ่ และจำนวนของแต่ละกลุ่มลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดวิกฤต
ตัวอย่างเช่นอาณานิคม (กลุ่ม) ของนกอ้ายงั่วเปรูต้องมีประชากรอย่างน้อย 10,000 ตัวและฝูงกวางเรนเดียร์ - 300 - 400 หัว เพื่อให้เข้าใจกลไกการทำงานและแก้ไขปัญหาการใช้ประชากร ความสำคัญอย่างยิ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของพวกเขา มีทั้งเพศ อายุ อาณาเขต และโครงสร้างประเภทอื่นๆ ในแง่ทฤษฎีและประยุกต์ ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างอายุมีความสำคัญมากที่สุด - อัตราส่วนของบุคคล (มักรวมกันเป็นกลุ่ม) ที่มีอายุต่างกัน
สัตว์แบ่งออกเป็นกลุ่มอายุต่อไปนี้:
กลุ่มเยาวชน (เด็ก) กลุ่มชราภาพ (ชราภาพ ไม่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์)
กลุ่มผู้ใหญ่ (บุคคลที่ดำเนินการสืบพันธุ์)
โดยปกติแล้ว ประชากรปกติจะมีลักษณะการมีชีวิตที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ซึ่งทุกช่วงอายุจะมีค่าค่อนข้างเท่าๆ กัน ในประชากรที่ถดถอย (ใกล้สูญพันธุ์) คนชรามีอำนาจเหนือกว่าซึ่งบ่งชี้ว่ามีปัจจัยลบที่ขัดขวางการทำงานของระบบสืบพันธุ์ จำเป็นต้องมีมาตรการเร่งด่วนเพื่อระบุและกำจัดสาเหตุของเงื่อนไขนี้ ประชากรที่บุกรุก (รุกราน) ส่วนใหญ่จะเป็นตัวแทนของคนหนุ่มสาว ความมีชีวิตชีวาของพวกมันมักไม่ก่อให้เกิดความกังวล แต่มีแนวโน้มว่าจะมีการระบาดของบุคคลจำนวนมากเกินไป เนื่องจากความสัมพันธ์ทางโภชนาการและอื่นๆ ไม่ได้ก่อตัวขึ้นในประชากรดังกล่าว
เป็นอันตรายอย่างยิ่งหากเป็นประชากรของสปีชีส์ที่เคยไม่มีในพื้นที่ ในกรณีนี้ ประชากรมักจะพบและครอบครองฟรี ช่องนิเวศวิทยาและตระหนักถึงศักยภาพในการแพร่พันธุ์เพิ่มจำนวนอย่างเข้มข้นหากประชากรอยู่ในเกณฑ์ปกติหรือใกล้เคียง สภาพปกติบุคคลสามารถถอนจำนวนของบุคคล (ในสัตว์) หรือชีวมวล (ในพืช) ซึ่งเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาระหว่างการถอน ประการแรก ควรถอนบุคคลที่มีอายุหลังการเจริญพันธุ์ (การสืบพันธุ์ที่สมบูรณ์) ออก หากเป้าหมายคือการได้รับผลิตภัณฑ์บางอย่าง อายุ เพศ และลักษณะอื่นๆ ของประชากรจะถูกปรับโดยคำนึงถึงงาน
การแสวงประโยชน์จากประชากรของชุมชนพืช (เช่น เพื่อให้ได้ไม้) มักจะถูกกำหนดให้สอดคล้องกับช่วงเวลาการเจริญเติบโตที่ช้าลงตามอายุ (การสะสมของการผลิต) ช่วงเวลานี้มักจะเกิดขึ้นพร้อมกับมวลไม้สะสมสูงสุดต่อหน่วยพื้นที่ ประชากรยังมีอัตราส่วนทางเพศที่แน่นอน และอัตราส่วนของเพศชายและเพศหญิงจะไม่เท่ากับ 1:1 มีหลายกรณีที่ทราบกันดีว่ามีเพศใดเพศหนึ่งหรืออีกเพศหนึ่งเด่นกว่าการสลับรุ่นโดยไม่มีผู้ชาย ประชากรแต่ละกลุ่มยังสามารถมีโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อน (แบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มลำดับชั้นขนาดใหญ่มากหรือน้อย - จากพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ไปจนถึงระดับประถมศึกษา (ประชากรขนาดเล็ก)
ดังนั้น หากอัตราการตายไม่ได้ขึ้นอยู่กับอายุของแต่ละบุคคล เส้นกราฟการอยู่รอดจะเป็นเส้นที่ลดลง (ดูรูป ประเภทที่ 1) นั่นคือการตายของบุคคลเกิดขึ้นเท่า ๆ กันในประเภทนี้ อัตราการตายคงที่ตลอดชีวิต เส้นโค้งการอยู่รอดดังกล่าวเป็นลักษณะของสายพันธุ์ที่การพัฒนาเกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงโดยมีความเสถียรเพียงพอของลูกหลานที่เกิดมา ประเภทนี้มักจะเรียกว่าประเภทของไฮดรา - มีลักษณะเป็นเส้นโค้งการอยู่รอดที่เข้าใกล้เส้นตรง ในสปีชีส์ที่บทบาทของปัจจัยภายนอกในการตายมีน้อย เส้นโค้งการอยู่รอดมีลักษณะลดลงเล็กน้อยจนถึงช่วงอายุหนึ่ง หลังจากนั้นจะมีการลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการตายตามธรรมชาติ (ทางสรีรวิทยา)
พิมพ์ II ในรูป เส้นโค้งการอยู่รอดที่ใกล้เคียงกับประเภทนี้เป็นลักษณะเฉพาะของมนุษย์ (แม้ว่าเส้นโค้งการอยู่รอดของมนุษย์จะค่อนข้างราบเรียบและอยู่ระหว่างประเภท I และ II) ประเภทนี้เรียกว่าประเภทของแมลงหวี่: เป็นชนิดนี้ที่แมลงหวี่แสดงให้เห็นในสภาพห้องปฏิบัติการ (ไม่กินโดยผู้ล่า) สำหรับหลายสายพันธุ์มันเป็นลักษณะเฉพาะ อัตราการตายสูงในระยะแรกของการเจริญพันธุ์ ในสปีชีส์ดังกล่าว เส้นโค้งการอยู่รอดนั้นมีลักษณะที่ลดลงอย่างรวดเร็วในบริเวณที่อายุน้อยกว่า บุคคลที่รอดชีวิตจากวัย "วิกฤต" แสดงให้เห็นถึงอัตราการตายต่ำและมีชีวิตอยู่จนถึงวัยชรา ชนิดที่เรียกว่าชนิดของหอยนางรม พิมพ์ III ในรูป การศึกษาเส้นโค้งการอยู่รอดเป็นที่สนใจของนักนิเวศวิทยา ช่วยให้คุณตัดสินได้ว่าสปีชีส์ใดมีความเสี่ยงมากที่สุดในช่วงอายุใด หากการกระทำของสาเหตุที่สามารถเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดหรือการตายอยู่ในขั้นที่เปราะบางที่สุด อิทธิพลของพวกมันต่อการพัฒนาประชากรที่ตามมาจะยิ่งใหญ่ที่สุด ต้องคำนึงถึงรูปแบบนี้เมื่อจัดการล่าสัตว์หรือควบคุมสัตว์รบกวน
โครงสร้างอายุและเพศของประชากร
ประชากรใด ๆ มีองค์กรที่แน่นอน การกระจายตัวของบุคคลทั่วอาณาเขต อัตราส่วนของกลุ่มบุคคลตามเพศ อายุ ลักษณะทางสัณฐานวิทยา สรีรวิทยา พฤติกรรม และลักษณะทางพันธุกรรมสะท้อนความสอดคล้องกัน โครงสร้างประชากร : เชิงพื้นที่ เพศ อายุ ฯลฯ ในแง่หนึ่งโครงสร้างถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของคุณสมบัติทางชีวภาพทั่วไปของสปีชีส์และในทางกลับกันภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตและประชากรของสปีชีส์อื่น
โครงสร้างประชากรจึงมีลักษณะที่ปรับตัวได้ ประชากรที่แตกต่างกันของสายพันธุ์เดียวกันมีทั้งลักษณะที่คล้ายคลึงกันและคุณสมบัติที่โดดเด่นซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมในแหล่งที่อยู่อาศัย
โดยทั่วไปนอกเหนือจากความสามารถในการปรับตัวของแต่ละบุคคลแล้ว ดินแดนบางแห่งคุณลักษณะการปรับตัวของกลุ่มการปรับตัวของประชากรในฐานะระบบเหนือปัจเจกชนเกิดขึ้นซึ่งบ่งชี้ว่าคุณลักษณะการปรับตัวของประชากรนั้นสูงกว่าลักษณะเฉพาะของบุคคลที่สร้างขึ้นมาก
องค์ประกอบอายุ- เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของประชากร อายุขัยเฉลี่ยของสิ่งมีชีวิตและอัตราส่วนของจำนวน (หรือมวลชีวภาพ) ของบุคคลที่มีอายุต่างกันมีลักษณะตามโครงสร้างอายุของประชากร การก่อตัวของโครงสร้างอายุเกิดขึ้นจากการกระทำร่วมกันของกระบวนการสืบพันธุ์และการตาย
ในประชากรใด ๆ กลุ่มนิเวศวิทยา 3 ช่วงอายุมีความแตกต่างตามเงื่อนไข:
ก่อนเจริญพันธุ์;
เจริญพันธุ์;
หลังเจริญพันธุ์.
กลุ่มก่อนเจริญพันธุ์รวมถึงบุคคลที่ยังไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ การสืบพันธุ์ - บุคคลที่มีความสามารถในการสืบพันธุ์ หลังการสืบพันธุ์ - บุคคลที่สูญเสียความสามารถในการสืบพันธุ์ ระยะเวลาของช่วงเวลาเหล่านี้แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของสิ่งมีชีวิต
ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย ประชากรประกอบด้วยทุกกลุ่มอายุและคงไว้ซึ่งองค์ประกอบอายุที่คงที่ไม่มากก็น้อย ในจำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว คนหนุ่มสาวจะมีอำนาจเหนือกว่า ในขณะที่ประชากรที่ลดลง คนชราจะไม่สามารถขยายพันธุ์อย่างเข้มข้นได้อีกต่อไป ประชากรเหล่านี้ไม่มีประสิทธิผลและไม่มั่นคงเพียงพอ
มีมุมมองจาก โครงสร้างอายุที่เรียบง่าย ประชากรที่ประกอบด้วยบุคคลที่มีอายุไล่เลี่ยกัน
ตัวอย่างเช่น พืชประจำปีทั้งหมดของประชากรกลุ่มหนึ่งอยู่ในระยะต้นกล้าในฤดูใบไม้ผลิ จากนั้นจะบานสะพรั่งเกือบพร้อมกัน และผลิตเมล็ดพันธุ์ในฤดูใบไม้ร่วง
ในสายพันธุ์จาก โครงสร้างอายุที่ซับซ้อน ประชากรอาศัยอยู่พร้อมกันหลายชั่วอายุคน
ตัวอย่างเช่น ในประสบการณ์ของช้างมีทั้งสัตว์ที่อายุน้อย โตเต็มที่ และแก่แล้ว
ประชากรที่มีหลายชั่วอายุคน (จากกลุ่มอายุต่างๆ) จะมีความมั่นคงกว่า อ่อนแอต่ออิทธิพลของปัจจัยที่ส่งผลต่อการสืบพันธุ์หรืออัตราการตายในปีหนึ่งๆ น้อยกว่า สภาวะที่รุนแรงสามารถนำไปสู่การเสียชีวิตของกลุ่มอายุที่เปราะบางที่สุด แต่กลุ่มที่แข็งแรงที่สุดจะอยู่รอดและสร้างคนรุ่นใหม่ได้
ตัวอย่างเช่นบุคคลถือเป็นสายพันธุ์ทางชีววิทยาที่มีความซับซ้อน โครงสร้างอายุ. ความมั่นคงของประชากรของสายพันธุ์นั้นแสดงออกมาเช่นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง
ในการศึกษาโครงสร้างอายุของประชากร มีการใช้เทคนิคกราฟิก เช่น ปิรามิดอายุของประชากร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาทางประชากรศาสตร์ (รูปที่ 3.9)
รูปที่ 3.9 ปิรามิดอายุของประชากร
A - การสืบพันธุ์จำนวนมาก, B - ประชากรคงที่, C - ประชากรลดลง
ความมั่นคงของประชากรของสปีชีส์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ โครงสร้างทางเพศ , เช่น. อัตราส่วนของบุคคลที่มีเพศต่างกัน กลุ่มเพศภายในประชากรเกิดขึ้นจากความแตกต่างทางสัณฐานวิทยา (รูปร่างและโครงสร้างของร่างกาย) และนิเวศวิทยาของเพศที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น ในแมลงบางชนิด ตัวผู้มีปีก แต่ตัวเมียไม่มี ปีกตัวผู้ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดมีเขา แต่ไม่มีในตัวเมีย นกตัวผู้มีขนนกสีสดใส และตัวเมียมีลายพราง
ความแตกต่างทางนิเวศวิทยาแสดงออกมาในความชอบด้านอาหาร (ยุงตัวเมียหลายตัวดูดเลือด ในขณะที่ตัวผู้กินน้ำหวาน)
กลไกทางพันธุกรรมให้อัตราส่วนที่เท่ากันของบุคคลทั้งสองเพศตั้งแต่แรกเกิด อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนเดิมจะถูกทำลายในไม่ช้าเนื่องจากความแตกต่างทางสรีรวิทยา พฤติกรรม และระบบนิเวศระหว่างเพศชายและเพศหญิง ทำให้เกิดการตายที่ไม่สม่ำเสมอ
การวิเคราะห์โครงสร้างอายุและเพศของประชากรทำให้สามารถคาดการณ์จำนวนประชากรรุ่นต่อ ๆ ไปและปีต่อ ๆ ไป สิ่งนี้มีความสำคัญในการประเมินความเป็นไปได้ของการตกปลา ยิงสัตว์ รักษาพืชผลจากการรุกรานของตั๊กแตน และในกรณีอื่นๆ
