Экология клетки Выполнил : Ниязбеков А ПА 4 - траектория КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Алматы 2018 г

Содержание 1. Понятия аутэкологии и ее законы 2. Среда обитания микроорганизмов 3. Аутэкология организма и формы микроорганизмов

Понятия аутэкологии и ее законы Аутэкология изучает жизненные циклы и отношение к факторам среды отдельных особей или видов. Цель ее заключается в том, чтобы выявить характер приспособления их к жизни в конкретном сообществе, их роль в экосистеме. Некоторые ученые (Радкевич, 1997) считают, что аутэкология изучает взаимоотношение с внешней средой только отдельных особей, а взаимоотношения ценопопуляций со средой изучает демэкология, взаимоотношения видов – эйдэкология.

Задача аутэкологии Выявление физиологических, морфологических и прочих приспособлений (адаптаций) видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы (для растений). В последние годы у аутэкологии появилась новая задача - изучение механизмов реагирования организмов на различные варианты химического и физического загрязнения (включая радиоактивное загрязнение) среды.

Теоретическую основу аутэкологии составляют ее законы. Первый закон аутэкологии - закон оптимума Второй закон аутэкологии - индивидуальность экологии видов Третий закон аутэкологии - закон лимитирующих (ограничивающих) факторов

Первый закон аутэкологии - закон оптимума: По любому экологическому фактору любой организм имеет определенные пределы распространения (пределы толерантности). Как правило, в центре ряда значений фактора, ограниченного пределами толерантности, лежит область наиболее благоприятных условий жизни организма, при которых формируется самая большая биомасса и высокая плотность популяции. Напротив, у границ толерантности расположены зоны угнетения организмов, когда падает плотность их популяций и виды становятся наиболее уязвимыми к действию неблагоприятных экологических факторов, включая и влияние человека.

Второй закон аутэкологии - индивидуальность экологии видов: Каждый вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распределений разных видов перекрываются, но их оптимумы различают. По этой причине при изменении условий среды в пространстве (например, от сухой вершины холма к влажному логу) или во времени (при пересыхании озера, при усилении выпаса, при зарастании скал) состав экосистем изменяется постепенно. Известный российский эколог Л. Г. Раменский сформулировал этот закон образно:.

Третий закон аутэкологии - закон лимитирующих (ограничивающих) факторов: Наиболее важным для распределения вида является тот фактор, значения которого находятся в минимуме или максимуме. Например, в степной зоне лимитирующим фактором развития растений является увлажнение (значение находится в минимуме) или засоление почвы (значение находится в максимуме), а в лесной - ее обеспеченность питательными элементами (значения находятся в минимуме). Законы аутэкологии широко используются в сельскохозяйственной практике, например, при выборе сортов растений и пород животных, которые наиболее целесообразно выращивать или разводить в конкретном районе.

Среда обитания микроорганизмов Среда обитания (жизни) – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания:водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В последующем живые организмы овладели наземно- воздушной средой, создали и заселили почву. Четвертой специфической средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых представляет собой целый мир для населяющих его паразитов или симбионтов.

Сравнительная характеристика сред обитания и адаптации к ним живых организмов Среда Характеристика Адаптации организма к среде Водная Самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на 1 атмосферу. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени Обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегуляции

Почвенная Создана живыми организмами. Осваивалась одновременно с наземно- воздушной средой. Дефицит или полное отсутствие света. Высокая плотность. Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной. Самая богатая живыми организмами среда обитания Форма тела вальковатая, слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих групп характерны микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах

Наземно- воздушная Разреженная. Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени Выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима. Освобождение полового процесса от жидкой среды

Организменная Очень древняя. Жидкая (кровь, лимфа) или твердая (плотные ткани). Наибольшее постоянство среды во времени из всех сред обитания Коадаптация паразита и хозяина, симбионтов друг к другу, синхронизация биоритмов, выработка у паразита защиты от переваривания хозяином и системы «заякоривания» в среде, усиление полового размножения, редукция зрения, пищеварительной системы

Аутэкология организма и формы микроорганизмов Это важный и хорошо разработан­ный раздел современной экологии животных и растений. В от­ ношении почвенных микроорганизмов он почти не разрабаты­вался, так как считали, что клетки настолько малы, что здесь трудно получить ценные сведения. Вся физиология и биохимия разрабатываются на популяционном уровне (в отличие от расте­ний и животных). Однако аутэкологии микроорганизмов следует уделять больше внимания. Изучение величины и морфологии клетки дает много ценного.

Организм и среда неразделимы «Скажите, какова среда, и я отвечу, какие организмы здесь обитают. Ска­жите, каковы организмы, и я отвечу на вопрос об особенностях среды» Эколог

Особый интерес в последнее десятилетие вызывают магнито-бактерии, содержащие в своих клетках магнитосомы с мельчай­шими магнитиками (до 100 частиц на клетку). Они дают ориен­тацию клеткам в магнитном поле Земли. В Северном полушарии клетки должны двигаться к Северному полюсу. Экологическое объяснение этому явлению трудно найти. Однако по линиям магнитного поля клетки должны двигаться не просто на север, но и на дно водоемов, чтобы оказаться в толще ила. Это уже может иметь разумное экологическое объяснение. Магнитобактерии в большом количестве содержатся и в почве. Зачем им нужны магнитные свойства, пока трудно объяснить. Особо изучаются половые споры грибов, которые характери­зуются специфическими свойствами. Конидии грибов и актино­мицетов обладают существенным метаболизмом, но также слу­жат для сохранения вида. Грибы очень долго могут сохранять жизнеспособность в сухом состоянии. Экспериментально пока­зано, что это могут быть тысячи лет, например, в гробницах фа­раонов, а в замороженном состоянии в вечной мерзлоте мил­ лионы лет. Вероятно, фибры, как и бактерии, имеют структуры, сохраняющиеся в состоянии глубокого покоя очень долго даже при физиологически благоприятных условиях (влажность, тем­пература, питание), но здесь нужны экспериментальные доказа­тельства. Имеется еще множество свойств клеток, которые должна рас­сматривать аутэкология.

Литература 1. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: Учебник. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГУ, Соросовский образовательный журнал. Биология, Химия, Науки о земле, Физика, Математика. N г 3. Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. Пер. с англ., М. МИР.1983 г 4. Основы микробиологии. М. Медицина Хахина Л.Н. Концепция А.С. Фаминцына о значении симбиоза в эволюции Л. ; Наука, 1981, с. 165 – 181. Альбертс Б. Молекулярная биология клетки ; Пер. с англ. М. Мир т.1.