Лекция №26

Тема: ОПЛОДОТВОРЕНИЕ. ОНТОГЕНЕЗ. ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА У МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ: ЭМБРИОГЕНЕЗ И ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ. ОСОБЕННОСТИ ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ У ЖИВОТНЫХ. ВЛИЯНИЕ ГЕНОТИПА И ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ НЕДОСТАТКОВ ЧЕЛОВЕКА И ИХ КОРРЕКЦИЯ. МЕХАНИЗМЫ РЕГЕНЕРАЦИИ. РОСТ ОРГАНИЗМОВ. ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ У РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ. ЭМБРИОТЕХНОЛОГИИ.

Лекция №24

Как вы помните, существуют следующие формы размножения: бесполое и половое. При половом размножении в процессе участвуют половые клетки.

Процесс образования половых клеток называется гаметогенезом. Рассмотрим процессы образования половых клеток на примере млекопитающих.

Яйцеклетки и сперматозоиды, как правило, имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Они образуются в половых железах из первичных диплоидных половых клеток. Процесс образования половых клеток проходит ряд последовательных стадий: размножения, роста, созревания и формирования.

На стадии размножения первичные половые клетки делятся путем последовательных митозов, в результате чего их количество многократно возрастает. На стадии роста образовавшиеся клетки увеличиваются до определенных размеров.

На стадии созревания первичные диплоидные половые клетки делятся мейотически и превращаются в незрелые гаплоидные гаметы. Этот процесс имеет свои особенности при образовании сперматозоидов и яйцеклеток.

При созревании мужских половых клеток в результате двух мейотических делений образуются четыре одинаковые гаплоидные клетки. На стадии формировании ядро и цитоплазма сперматозоидов уплотняются, благодаря чему размеры зрелого сперматозоида уменьшаются.

Только после созревания сперматозоиды способны самостоятельно двигаться и оплодотворять яйцеклетку.

При созревании женских половых клеток после первого деления мейоза образуются две разные по размерам гаплоидные клетки: крупная, содержащая запас питательных веществ, и мелкая – полярное тельце. После второго деления мейоза образуются четыре гаплоидные клетки: одна крупная яйцеклетка и три мелких полярных тельца. Полярные тельца в процессе размножения участия не принимают и через некоторое время исчезают. На стадии формирования у яйцеклетки образуется часть внешних оболочек.

Различия в образовании сперматозоидов и яйцеклеток объясняются тем, что сперматозоид при оплодотворении только вносит в яйцеклетку половину наследственного материала и поэтому его масса не имеет значения для развития будущего зародыша. Яйцеклетка, кроме своей половины наследственного материала, содержит все органеллы и запас питательных веществ используемых зародышем в процессе его развития. Сохраняя максимальную массу цитоплазмы, яйцеклетка должна стать гаплоидной. Это достигается двумя последовательными, но неравномерными делениями мейоза: мелкие полярные тельца как раз и предназначены для удаления излишнего наследственного материала.

У животных, как вы уже знаете, оплодотворение может быть внешним и внутренним. При внешнем оплодотворении женская и мужская половые клетки сливаются вне половой системы самки или гермафродитной особи. Внешнее оплодотворение чаще всего встречается у обитателей водоемов (многощетинковые черви, двустворчатые моллюски, речной рак, ланцетник, большин6ство костных рыб, земноводных), а также у некоторых наземных животных (например, дождевые черви).

Внутреннее оплодотворение, происходящее в органах половой системы самки (или гермафродитной особи), присуще большинству наземных животных.

В процессе оплодотворения происходит активация яйцеклетки, проникновение в нее сперматозоида и слияние их ядер. После проникновения сперматозоида свойства оболочки яйцеклетки изменяются и она становится непроницаемой для других сперматозоидов.

Для процесса оплодотворения водорослям и высшим споровым растениям необходима влага, в которой передвигаются подвижные сперматозоиды. У голосеменных и покрытосеменных процесс оплодотворения не зависит от влажности среды. У этих групп растений процессу оплодотворения происходит процесс опыления. Опыление – это перенос пыльцевого зерна, содержащего мужские половые клетки, с пыльников тычинок на рыльце пестика (покрытосеменные) или на семязачаток (голосеменные). Опыление у покрытосеменных может происходить с помощью животных-опылителей (насекомые, мелкие птицы), ветра, воды, а у голосеменных – только с помощью ветра.

Опыление может быть перекрестным, если пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика другого цветка, или же происходит самоопыление, если пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика того же цветка.

Впервые исследовал оплодотворение у растений на примере покрытосеменных в 1898 г. украинский ученый С.Г.Навашин. Этот процесс получил название двойного оплодотворения. После того, как пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, оно набухает и начинается формирование пыльцевой трубки. В пыльцевую трубку попадают три гаплоидные трубки – вегетативная и два спермия. Вегетативная клетка создает питательную среду для спермиев и со временем исчезает. Через особое отверстие в оболочке семязачатка (пыльцевыход) пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок, состоящий из семи клеток. На его полюсах расположены шесть гаплоидных клеток, одна из которых – яйцеклетка. В центре зародышевого мешка располагается клетка (центральная клетка) с двумя гаплоидными ядрами. Со временем эти ядра сливаются, образуя вторичное диплоидное ядро.

Один из спермиев, попав в зародышевый мешок, сливается с яйцеклеткой. В результате образуется диплоидная зигота, из которой развивается зародыш. Второй спермий сливается с центральной клеткой, в результате чего она становится триплоидной (имеет три гаплоидных набора хромосом). В дальнейшем из этой клетки развивается особая ткань – эндосперм, клетки которого содержат питательные вещества, необходимые для развития зародыша.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных – это по сути два разных процесса, поскольку зародыш развивается только из оплодотворенной яйцеклетки.

Процесс оплодотворения имеет большое биологическое значение, поскольку способствует восстановлению хромосомного набора, характерного для особей определенного вида.

Индивидуальное развитие, или онтогенез – это развитие особи от ее рождения до конца жизни (смерть или новое деление). У разных групп организмов онтогенез имеет свои особенности, которые, в частности, зависят от способности размножаться. У одноклеточных онтогенез совпадает с клеточным циклом. Продолжительность онтогенеза различна: у мексиканского кипариса – до 10 000 лет, у драцены – до 6 000 лет, черепахи живут до 150 лет, речной рак – до 20 лет.

В онтогенезе различают следующие периоды:

Зародышевый период – это время, когда новый организм развивается внутри материнского или внутри яйца, семени и т.д. Он завершается рождением.

Послезародышевый период начинается с момента рождения и продолжается до приобретения организмом способности к размножению

У организмов некоторых видов смерть наступает сразу после размножения (лосось, поденки). У других организмов способность к размножению сохраняется еще некоторое время. После утраты способности к размножению у таких организмов смерть наступает не сразу, а через некоторое время. Этот период называется периодом старения, когда в организме постепенно снижается уровень обмена веществ, наступают необратимые изменения, которые, в конце концов приводят к смерти.

В периоде зародышевого развития выделяют следующие этапы:

üДробление - это ряд последовательных митотических дроблений зиготы или неоплодотворенной яйцеклетки. При этом образовавшиеся в результате дробления клетки (бластомеры) не растут в интерфазе и поэтому их размеры после каждого деления уменьшается. Дробление бывает полным (равномерным и неравномерным), неполным. Процесс дробления завершается формированием бластулы – полого образования различной формы, стенки которого состоят из одного слоя бластомеров. У некоторых видов животных (некоторые кишечнополостные, членистоногие, большинство млекопитающих) в результате дробления образуется морула – стадия морулы соответствует стадии бластулы, однако морула лишена полости и представляет собой скопление бластомеров, более или менее тесно прилегающих друг к другу.

После образования бластулы начинается процесс образования и формирования гаструлы. Чаще всего этот процесс происходит путем впячивания части бластомеров вовнутрь. При этом образуется два слоя клеток: эктодерма – наружный, и энтодерма – внутренний. Эти слои тела зародыша многоклеточных животных называют зародышевыми листками. При дальнейшем развитии из зародышевых листков формируются все ткани и органы животного. На стадии гаструлы завершается зародышевое развитие некоторых беспозвоночных. У большинства многоклеточных после образования животных после формирования третьего зародышевого листка – мезодермы – расположенного между наружным или внутренним. Мезодерма может закладываться различными путями.

Первично сходные между собой клетки бластулы со временем дают начало различным зародышевым листкам. Это происходит в результате дифференциации клеток.

Дифференциация – появление в ходе онтогенеза отличий в строении и функциях клеток, тканей и органов, образующихся из одной зиготы. Совокупность процессов, обеспечивающих в онтогенезе многоклеточных организмов формирование, существование и восстановление различных тканей, называют гистогенезом. Процессы образования зачатков органов и их дифференциация во время онтогенеза называют органогенезом.

У растений все типы тканей формируются из образовательной ткани. У животных ткани разных типов развиваются из разных зародышевых листков.

В органогенезе выделяют фазу образования комплекса осевых органов и фазу формирования остальных органов.

Нервная трубка начинает формироваться после начала образования мезодермы. Зародыш на этой фазе называется нейрулой. Сначала утолщается участок эктодермы на спине зародыша, которая превращается в нервную пластинку, затем края нервной пластинки приподнимаются и образуются нервные валики, между которыми возникает продольная борозда – будущая полость центральной нервной системы. На спинной стороне зародыша нервные валики смыкаются и нервные пластинка превращается в нервную трубку, отделяющуюся от остальных частей эктодермы. Над нервной трубкой за счет эктодермы образуется покровный эпителий. Расширенный передний конец нервной трубки позвоночных со временем образует пять первичных мозговых пузырей, отвечающих отделам головного мозга. От отдела, отвечающего будущему промежуточному мозгу, в обе стороны выпячиваются глазные пузыри, из которых развиваются глаза.

Под нервной трубкой закладывается хорда, а под хордой – кишечник. Хорда – несегментированная спинная ось представителей типа хордовых. Это эластичный тяж, образующийся из выпячивания спинной части первичного кишечника, расположенного под нервной трубкой. Как правило, хорда имеется только у зародышей. У взрослых особей ее замещает хрящевой или костный позвоночник.

Из эктодермы, кроме нервной ткани, образуются органы чувств, эпидермис, кожные железы, передняя и задняя кишки беспозвоночных, наружные жабры земноводных…

Энтодерма дает начало органам пищеварения, пищеварительным железам, хорде, плавательном пузырю рыб, внутренним жабрам, легким, частям некоторых желез внутренней секреции…

Из мезодермы формируются зачатки скелета, мускулатуры, кровеносной системы, половых и выделительных органов, соединительные слои кожи, плевра, брыжейка, перикард…

У высших растений все ткани и органы формируются из первичной образовательной ткани.

Послезародышевое развитие моет быть прямым или непрямым.

При прямом развитии только что родившееся животное напоминает взрослую особь. Прямое развитие возможно благодаря эмбрионизации. Эмбрионизация – явление, при котором зародышевый период удлиняется благодаря питанию эмбриона за счет ресурсов материнского организма или запасных питательных веществ. Биологическое значение эмбрионизации заключается в том, что животное рождается или выходит из оболочек яйца на более высоком уровне развития. У плацентарных животных, некоторых сумчатых одна из зародышевых оболочек срастается со стенками матки. Через стенки этого образования зародыш получает питательные вещества и кислород. Процесс рождения зародыша у таких животных называется настоящим живорождением. Явление, при котором зародыш развивается за счет запасных питательных веществ яйца внутри материнского организма и освобождается от оболочек яйца еще в органах половой системы, называется яйцеживорождением. Когда зародыш развивается в яйце и выходит из его оболочек вне материнского организма, происходит яйцерождение.

Непрямое развитие сопровождается значительным изменением строения организма, благодаря которым личинка превращается во взрослую особь.

Личинка - фаза послезародышевого развития многих беспозвоночных, некоторых позвоночных животных, у которых запасы питательных веществ в яйце недостаточны для завершения процессов формирования органов и их систем. Непрямое развитие происходит в несколько последовательных этапов (фаз), в каждом из которых животное характеризуется определенными особенностями строения и жизненных функций.

Непрямое развитие обеспечивает несколько функций, способствующих выживанию вида:

Питательная – на определенных фазах развития животное получает наибольшее количество питательных веществ, необходимых для развития.

Рациональное использование ресурсов – разные фазы развития часто разделены пространственно, а также по способу и объекту питания.

Расселения – личинки многих животных, ведущих малоподвижный или прикрепленный образ жизни, способны активно или пассивно расселяться, обеспечивая распространение вида.

Обеспечение заражения хозяев – паразитические животные часто попадают разными путями в организм хозяев на фазе личинки.

Всем организмам присущи рост и развитие.

Рост организмов – это постепенное увеличение их массы и размеров благодаря тому, что процессы пластического обмена преобладают над энергетическими. Рост бывает ограниченным и неограниченным. При ограниченном росте особь прекращает его, достигнув определенных размеров, как правило, половой зрелости. При неограниченном росте увеличение размеров и массы тела организмов продолжается до из смерти.

Рост бывает также непрерывным и периодическим. При непрерывном росте организм постепенно увеличивается, пока не достигнет определенных размеров или не наступит его смерть. Периодический рост наблюдается в тех случаях, когда периоды увеличения размеров организма чередуются с периодами прекращения роста.

Исключительно важное значение для реализации индивидуального развития имеет регенерация – процесс восстановления организмом утраченных или поврежденных частей, а также целостного организма из определенной его части.

Все живые организмы имеют свой жизненный цикл – это период между одинаковыми фазами развития двух или большего количества последовательных поколений. У многоклеточных организмов индивидуальное развитие заканчивается смертью.

Жизненный цикл бывает простым и сложным.

При простом жизненном цикле все поколения не отличаются друг от друга Сложные жизненные циклы сопровождаются закономерным чередованием разных поколений.

 

 

Лекция №25

Тема: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ВЛИЯНИЯ НА ОРГАНИЗМ. ФОТОПЕРИОДИЗМ. СРЕДА СУЩЕСТВОВАНИЯ. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ К ФАКТОРАМ СРЕДЫ. ПОПУЛЯЦИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦИИ. ОСОСБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИИ ЧЕЛОВЕКА. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЧИСЛЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ, ДИНАМИКА И КОЛЕБАНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ. ЭКОСИСТЕМЫ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОРГАНИЗМОВ В ЭКОСИСТЕМАХ.

Экология как самостоятельная наука сформировалась только во второй половине Х1Х столетия, когда окончательно стало понятно, что невозможно изучать живые организмы вне их среды обитания. Само название «Экология» предложил в 1866 году выдающийся немецкий биолог Э.Геккель.

Экология – наука о взаимосвязях живых организмов и их сообществ между собой и средой их обитания, о структуре и функционировании надорганизменных систем.

Основные задачи экологии:

- выявление взаимосвязей между организмами, их сообществами, и условиями среды обитания;

- изучение структуры и закономерностей функционирования сообществ организмов;

- наблюдения за изменениями в отдельных экосистемах и в биосфере в целом, прогнозирование их последствий;

- создание базы данных и разработка рекомендаций для экологически безопасного планирования хозяйственной деятельности человека;

- применение экологических знаний в деле охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

Следовательно, предметом экологии является разнообразие и структура взаимосвязей между организмами, их сообществами и средой обитания, а также состав и закономерности функционирования сообществ организмов: популяций, биоценозов, биогеоценозов, биосферы.

В экологии различают такие основные направления: экологию особей, популяционную экологию и биогеоценологию. Если первое из них рассматривает влияние экологических факторов на отдельных особей, то популяционная экология изучает популяции организмов как особый уровень организации живой материи: их структуру, состояние, механизмы саморегуляции. Биогеоценология – наука о структуре, функционировании и саморегуляции сообществ организмов (биогеоценозов) и биосферы в целом.

К экологическим наукам также относятся: экология бактерий, грибов, растений, животных, гидробиология, радиоэкология и другие науки.

Таким образом, экология – это комплексная биологическая наука, тесно взаимодействующая со многими другими как биологическими, так и небиологическими науками, например, математикой, физикой, химией и др.

Ныне перед угрозой глобального экологического кризиса как никогда актуальна проблема объединения усилий ученых разных стран для проведения совместных экологических исследований. В 1964 году начались работы по общей Международной биологической программе (МБП), благодаря которым удалось установить потенциальную продуктивность биосферы и ту часть ее продукции, которую человек без значительного ущерба для окружающей среды может использовать для своих нужд.

Объединение усилий экологов разных стран необходимо и для создания биологических основ охраны окружающей среды, так как не существует экологических катастроф местного значения: последствия событий, происшедших в одной стране, влияют и на другие, отдаленные от нее. Актуальность этой проблемы наглядно продемонстрировали авария на ЧАЭС, АЭС Фукусима – 1, и т.д. На решение проблем рационального природопользования, взаимоотношений общества, людей и природы направлена также международная программа «Че6ловек и биосфера». Ее цель – развитие у людей экологического мышления.

Все компоненты среды обитания, влияющие на живые организмы, их сообщества называются экологическими факторами. В зависимости от природы и особенностей действия на организмы экологические факторы делят на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – это компоненты и свойства неживой природы (температура, влажность, освещенность, состав атмосферы, воды и т.д.), которые прямо или опосредовано влияют на отдельные организмы или их сообщества.

Биотические факторы – это различные формы взаимодействия между особями в популяциях и между популяциями в сообществах. Они могут быть антагонистическими (конкуренция, паразитизм и т.д), взаимовыгодными (мутуализм) или нейтральными. Каждый организм постоянно взаимодействует с особями своего (внутривидовые связи) или других (межвидовые) видов.

К отдельной группе экологических факторов принадлежат различные формы хозяйственной деятельности человека – антропогенные факторы, изменяющие состояние среды обитания различных видов живых существ, в том числе и самого человека. За относительно короткий период существования человека как биологического вида его деятельность коренным образом изменила вид нашей планеты и с каждым годом это влияние все больше возрастает.

Интенсивность действия определенных экологических факторов может оставаться относительно постоянной на протяжении значительных исторических периодов развития биосферы, например, солнечное излучение, сила земного притяжения… Большинство же из них имеет изменчивую интенсивность действия (температура, влажность и т.д.). Изменения действия экологических факторов могут быть:

- периодическими, в зависимости от времени суток, положения Луны и т.д.;

- непериодическими, например, извержения вулканов, землетрясения, ураганы и т.д.;

- направленными на протяжении значительных исторических промежутков времени, например, изменения климата Земли.

Каждый из живых организмов постоянно приспосабливается ко всему комплексу экологических факторов, то есть к среде обитания, регулируя свои процессы жизнедеятельности в соответствии с изменениями их действия. При этом к действию каждого из них он приспосабливается независимо от других. Организмы, не способные приспособиться к изменениям окружающей среды, исчезают из определенной экосистемы или с планеты вообще. Приспособления к определенной среде обитания возникают не сразу, а формируются на протяжении исторического развития вид. В этом и проявляется принцип единства организма и среды их существования: организмы приспособлены именно к той среде обитания, в которой они обитают.

Приспособления организма к условиям среды обитания называют адаптациями. Хорошая приспособленность организма к воздействию одного экологического фактора не означает такой же степени адаптации и к действию других.

Экологами открыт закон оптимума: каждый экологический фактор имеет только определенные пределы положительного влияния на организмы. Пределы интенсивности действия экологического фактора, благоприятной для организмов определенного вида, называют зоной оптимума. Значения интенсивности действия фактора, за которыми существование организмов становится невозможным, называют верхним и нижним пределами выносливости (или точками максимума и минимума). Расстояние между точками максимума и минимума – это те пределы интенсивности действия экологического фактора, в которых возможно существование организмов данного вида.

Оптимум и пределы выносливости по отношению к определенному фактору среды обитания могут смещаться в ту или иную сторону в зависимости от того, с какой интенсивностью и в каком сочетании будут действовать другие факторы – явление взаимодействия экологических факторов. Низкая интенсивность действия некоторых экологических факторов может быть частично компенсирована за счет других подобных факторов – закон взаимокомпенсации экологических факторов. Фактор, интенсивность действия которого приближается к переделам выносливости или выходит за них, называют ограничивающим. Ограничивающие факторы определяют территорию расселения вида – его ареал.

Таким образом, возможность существования вида в определенных условиях может определяться как избытком, так и недостатком любого из экологических факторов, интенсивность действия которого приближается к критическим точкам минимума и максимума – закон толерантности.

Живые организмы – обитатели нашей планеты – освоили 4 основные среды обитания: наземно-воздушную, водную, почву, а также организмы других видов. Среда обитания – это совокупность условий, в которой обитают особи, популяции и сообщества организмов различных видов.

●Наземно-воздушная среда наиболее разнообразна по своим условиям. Ведущая роль среди абиотических факторов тут принадлежит освещенности, температуре, влажности, газовому составу атмосферы.

В спектре солнечного света выделяют три участка: ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны до 0,29 мкм пагубно действуют на живую материю, но их почти полностью поглощает озоновый экран. Без него существование организмов на суше вообще было бы невозможно. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,29-0,4 мкм в больших дозах также отрицательно влияют на живые организмы. Но в небольших дозах эти лучи необходимы, т.к. способствуют образованию витамина Д.

На долю видимых лучей с длиной волны от 0,41 до 0,75 мкм приходится свыше 50% солнечного излучения, достигающего поверхность Земли. Именно благодаря этим лучам возможен фотосинтез.

Инфракрасные лучи с длиной волны свыше 0,75 мкм являются источником тепловой энергии для живых существ. Некоторые животные используют их для повышения температуры тела.

Температура играет большую роль в жизни живых организмов, поскольку влияет на температуру их тела, которая определяет скорость реакции обмена веществ. Для большинства организмов оптимальные значения температуры – от +10 до +30^оС. В неактивном состоянии живые организмы могут выдерживать значительно более широкий диапазон температур (от -200 до +100^оС). Переносить неблагоприятные условия организмы могут в состоянии анабиоза – состояние организмов, при котором отсутствуют заметные проявления процессов жизнедеятельности в результате значительного замедления обмена веществ. Он сопровождается значительными потерями воды (до75%).

Способность к жизни при определенном диапазоне температур обеспечивает терморегуляция – способность живых существ поддерживать постоянное соотношение между образованием тепла в организме (теплопродукцией) или его поглощением из внешней среды и потерями тепловой энергии (теплоотдачей).Он может быть химической и физической.

Влажность также играет большую роль в жизни организмов. Организмы приспосабливаются к экономному потреблению и расходу воды.

Газовый состав атмосферы также важен. 21% в составе нижних слоев атмосферы составляет кислород, 0,03% - углекислый газ и 78% - азот. Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере тормозит процессы дыхания, но интенсифицирует фотосинтез.

· Водная среда обитания в значительной степени отличается от наземно-воздушной. Вола имеет высокую плотность, меньшее содержание кислорода, значительные перепады давления, соленость воды и т.д. Обитатели водоем – гидробионты – приспособились как к обитанию в водной среде вообще, так и к определенному типу водоема.

Организмы, обитающие в толще воды, входят в состав планктона и нектона.

Планктонные организмы не способны противостоять течениям, поэтому разносятся ими на большие расстояния. Нектонные организмы способны активно передвигаться в толще воды независимо от направления течения.

В состав бентоса входят организмы, обитающие на поверхности или в толще дна водоемов. Основные свойства водной среды - высокая теплоемкость, небольшие годовые колебания температуры. Освещенность водоемов быстро уменьшается с увеличением глубины. Некоторые глубоководные организмы способны вырабатывать свет сами за счет окисления определенных липидов – биолюминисценция.

Водоемы отличаются по солевому составу воды. Один из факторов водной среды – плотность воды. На жизнь гидробионтов влияет и вязкость воды. Переживать засушливые периоды некоторые организмы могут закапываясь в дно, иногда образуют защитную наружную оболочку.

· Почва – это верхний плодородный слой литосферы, образованный деятельностью живых организмов. Почва представляет систему полостей, заполненных водой или воздухом. Благодаря наличию воды, условия жизни в почве напоминают условия в водной среде. Другой особенностью почвы как среды обитания является сравнительно небольшая амплитуда суточные колебаний температуры.

Над почвой расположен слой подстилки, формирующейся в основном за счет растительного опада.

Верхний слой почвы – гумусовый, он темноокрашенный и характеризуется высоким содержанием органических веществ. Нижний слой – материнская порода, материал которой со временем измельчается и преобразуется в почву.

· Живые организмы, как среда обитания по своим свойствам значительно отличаются от остальных. Все формы существования различных видов организмов называют симбиозом. Симбиоз может быть обязательным, когда существование обоих организмов или одного из них невозможно без другого, и необязательным, когда организмы могут существовать вместе или отдельно друг от друга.

В зависимости от характера взаимосвязей организмов различают разные типы симбиоза: паразитизм, комменсализм и мутуализм.

üПаразитизм - тип взаимосвязей между организмами различных видов, при котором один из них (паразит) длительное время использует другого(хозяина) как источник питания и среду обитания, частично или полностью возлагая на него регуляцию своих взаимоотношений с внешней средой.

üКомменсализм – такой тип взаимоотношений между организмами, при котором один из них (комменсал) использует организм, жилище, остатки пищи или продукты жизнедеятельности другого (хозяина), не нанося ему заметного вреда. Комменсализм может осуществляться в форме квартирантства и нахлебничества.

üМутуализм – такой тип сосуществования различных видов, при котором они получают взаимную выгоду.

Одно из наиболее общих явлений природы – сезонная периодичность. Периодические изменения интенсивности экологических факторов влияют на формирование у живых организмов адаптивных биологических ритмов: суточных, приливно-отливных, сезонных, годичных. С этими ритмами связано явление биологических часов – способности организма реагировать на течение времени.
Сезонные ритмы связаны с обращением Земли вокруг Солнца, что обуславливает годичные циклы изменения климатических условий.

Одним из ведущих факторов, влияющих на биологические ритмы организмов, является фотопериод – продолжительность светового периода суток. Фотопериодизм – реакция организма на изменение фотопериода.

Каждый биологический вид в процессе своего исторического развития приспосабливается к определенным условиям среды.

tЭкологическая ниша – это пространственное и трофическое положение популяции данного вида в биогеоценозе, комплекс его взаимосвязей с другими видами и требований к условиям среды обитания. Совокупность экологических ниш, занимаемых разными популяциями определенного вида в различных биогеоценозах, составляет экологическую характеристику вида.

Местообитание вида – это часть пространства в биогеоценозах, населенная популяциями данного вида, которая обеспечивает их необходимыми ресурсами и условиями существования.

На территории, которую занимает вид, отдельные особи собраны в группы – популяции. Популяция – это совокупность особей одного вида, продолжительное время обитающих в определенной части его ареала частично или полностью изолированно от других подобных группировок.

Популяция, как структурная единица вида, характеризуется определенными показателями: численность популяции, площадь, или объем, плотность (среднее число особей, которая приходится на единицу площади или объема), биомасса (масса особей в пересчете на единицу площади или объема), рождаемость (количество особей, родившихся за единицу времени), смертность (количество особей, умерших за это же время), прирост (разность между рождаемостью и смертностью). Половая структура популяции зависит от соотношения особей разных полов, а возрастная – от распределения особей разного возраста. Распределение особей популяции по территории, которую она занимает, определяет ее пространственную структуру. Экологическая структура популяции – это система взаимосвязей между особями, проявляющаяся в их поведении. Наука о биологических основах поведения животных называется этология.

Колебания численности популяций называется популяционными волнами, или волнами жизни. Они могут быть сезонными или несезонными.

Уравновешенное состояние популяции отвечает понятию емкости среды обитания – это возможность популяции обеспечивать нормальную жизнедеятельность определенному

Количеству особей популяции без заметных нарушений в окружающей среде.

Плотность популяции зависит от интенсивности действия климатических факторов. На изменение численности популяции влияют взаимодействия с популяциями других видов. Избежать перенаселения помогает расселение – явление, когда часть особей популяции мигрирует на незанятые территории или в другие популяции с низкой плотностью

Поддержание численности популяции на определенном уровне, оптимальном для данной среды обитания, называют гомеостазом популяции.