دما مهمترین عامل محیطی است. دما تأثیر زیادی بر بسیاری از جنبه های زندگی موجودات، جغرافیای توزیع، تولید مثل و سایر خواص بیولوژیکی موجودات که عمدتاً به دما بستگی دارد، دارد. محدوده، یعنی محدوده دمایی که در آن زندگی می تواند وجود داشته باشد از حدود -200 درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد متغیر است، گاهی اوقات وجود باکتری در چشمه های آب گرم با دمای 250 درجه سانتیگراد یافت می شود. در واقع، بیشتر موجودات زنده می توانند در محدوده باریک تری از دماها زنده بمانند.

برخی از انواع میکروارگانیسم ها، عمدتاً باکتری ها و جلبک ها، قادر به زندگی و تکثیر در چشمه های آب گرم در دمای نزدیک به نقطه جوش هستند. حد بالای درجه حرارت برای باکتری های چشمه آب گرم حدود 90 درجه سانتیگراد است. تغییر دما از نقطه نظر اکولوژیکی بسیار مهم است.

هر گونه ای قادر است فقط در محدوده معینی از دماها زندگی کند، به اصطلاح حداکثر و حداقل دمای کشنده. فراتر از این دماهای شدید بحرانی، سرد یا گرم، مرگ ارگانیسم رخ می دهد. جایی بین آنها دمای بهینه است که در آن فعالیت حیاتی همه موجودات، یعنی ماده زنده به عنوان یک کل، فعال است.

با توجه به تحمل ارگانیسم ها به رژیم دما، آنها به اوریترم و استنوترمیک تقسیم می شوند، یعنی. قادر به مقاومت در برابر نوسانات زیاد یا باریک دما است. به عنوان مثال، گلسنگ ها و بسیاری از باکتری ها می توانند در دماهای مختلف زندگی کنند، یا ارکیده ها و سایر گیاهان گرما دوست مناطق گرمسیری گرمازا هستند.

برخی از حیوانات بدون توجه به دمای محیط قادرند دمای بدن خود را ثابت نگه دارند. چنین موجوداتی را گرماگیر می نامند. در سایر حیوانات دمای بدن بسته به دمای محیط تغییر می کند. به آنها پویکیلوترم می گویند. بسته به نحوه سازگاری موجودات با رژیم دما، آنها به دو گروه اکولوژیکی تقسیم می شوند: کرایوفیل ها - موجودات سازگار با سرما، به دمای پایین. گرما دوست - یا گرما دوست.

قانون آلن- قانون اکولوژیکی که توسط دی. آلن در سال 1877 ایجاد شد. طبق این قانون، در میان گونه های مرتبط از حیوانات همیوترمیک (خونگرم) که سبک زندگی مشابهی دارند، آنهایی که در آب و هوای سردتر زندگی می کنند دارای قسمت های بیرون زده بدن نسبتاً کوچکتری هستند: گوش ها، پاها، دم ها. ، و غیره.

کاهش قسمت های بیرون زده بدن منجر به کاهش سطح نسبی بدن می شود و به صرفه جویی در گرما کمک می کند.

نمونه ای از این قانون نمایندگان خانواده سگ از مناطق مختلف هستند. کوچکترین گوشها (نسبت به طول بدن) و پوزه کمتر دراز در این خانواده در روباه قطبی (محدوده - قطب شمال) و بزرگترین گوشها و پوزه باریک و کشیده - در روباه فنک (محدوده - صحرا) است.

این قانون در رابطه با جمعیت های انسانی نیز اجرا می شود: کوتاه ترین بینی (نسبت به اندازه بدن)، دست ها و پاها مشخصه اقوام اسکیمو آلوت (اسکیموها، اینویت ها) و دست ها و پاهای بلند برای خزها و توتسی ها است.

حکومت برگمانیک قانون اکولوژیکی است که در سال 1847 توسط زیست شناس آلمانی کارل برگمن تدوین شد. این قانون می گوید که در میان گونه های مشابه حیوانات همیوترمیک (خونگرم)، بزرگترین آنها آنهایی هستند که در آب و هوای سردتر - در عرض های جغرافیایی بالا یا در کوه ها زندگی می کنند. اگر گونه‌های نزدیک به هم (مثلا گونه‌هایی از همان جنس) وجود داشته باشند که تفاوت قابل توجهی در رژیم غذایی و سبک زندگی‌شان ندارند، گونه‌های بزرگ‌تر نیز در آب و هوای شدیدتر (سرد) رخ می‌دهند.

این قانون بر این فرض استوار است که کل تولید گرما در گونه های گرماگیر به حجم بدن بستگی دارد و سرعت انتقال حرارت به سطح آن بستگی دارد. با افزایش اندازه موجودات، حجم بدن سریعتر از سطح آن رشد می کند. به طور تجربی، این قانون ابتدا روی سگ هایی با اندازه های مختلف آزمایش شد. مشخص شد که تولید گرما در سگ های کوچک در واحد جرم بیشتر است، اما صرف نظر از اندازه، تقریباً در واحد سطح ثابت می ماند.

قانون برگمن در واقع اغلب هم در یک گونه و هم در میان گونه های نزدیک به هم انجام می شود. به عنوان مثال، شکل آمور ببر از شرق دور بزرگتر از شکل سوماترا از اندونزی است. زیرگونه شمالی گرگ به طور متوسط ​​بزرگتر از زیرگونه های جنوبی است. در میان گونه های مرتبط از جنس خرس، بزرگترین آنها در عرض های جغرافیایی شمالی (خرس قطبی، خرس قهوه ای از جزیره کودیاک) و کوچکترین گونه ها (به عنوان مثال، خرس عینکی) در مناطقی با آب و هوای گرم زندگی می کنند.

در عین حال، این قاعده اغلب مورد انتقاد قرار می گرفت; اشاره شد که نمی تواند ماهیت کلی داشته باشد، زیرا اندازه پستانداران و پرندگان علاوه بر دما، تحت تأثیر بسیاری از عوامل دیگر است. علاوه بر این، سازگاری با آب و هوای سخت در سطح جمعیت و گونه ها اغلب به دلیل تغییر اندازه بدن نیست، بلکه به دلیل تغییر در اندازه اندام های داخلی (افزایش اندازه قلب و ریه ها) یا به دلیل سازگاری های بیوشیمیایی اتفاق می افتد. با توجه به این انتقاد، باید تاکید کرد که حکومت برگمان ماهیت آماری دارد و تأثیر خود را با مساوی بودن سایر موارد به وضوح نشان می دهد.

در واقع، استثنائات زیادی برای این قاعده وجود دارد. بنابراین، کوچکترین نژاد ماموت پشمالو از جزیره قطبی Wrangel شناخته شده است. بسیاری از زیرگونه‌های گرگ جنگلی بزرگ‌تر از گونه‌های تاندرا هستند (به عنوان مثال، زیرگونه‌های منقرض شده از شبه جزیره کنای؛ فرض بر این است که اندازه‌های بزرگ می‌تواند به این گرگ‌ها در هنگام شکار گوزن‌های بزرگ ساکن شبه جزیره مزیت بدهد). زیرگونه خاور دور پلنگ که در آمور زندگی می کند به طور قابل توجهی کوچکتر از آفریقایی است. در مثال های ارائه شده، اشکال مقایسه شده در شیوه زندگی متفاوت است (جمعیت های جزیره ای و قاره ای؛ زیرگونه های تاندرا، تغذیه از طعمه های کوچکتر، و زیرگونه های جنگلی، از طعمه های بزرگتر تغذیه می کنند).

در رابطه با انسان، این قاعده تا حد معینی قابل اجرا است (به عنوان مثال، قبایل پیگمی، ظاهراً به طور مکرر و مستقل در مناطق مختلف با آب و هوای گرمسیری ظاهر شدند). با این حال، به دلیل تفاوت در رژیم غذایی و آداب و رسوم محلی، مهاجرت و جابجایی ژنتیکی بین جمعیت ها، محدودیت هایی برای اعمال این قانون اعمال می شود.

قانون گلوگرشامل این واقعیت است که در بین گونه های مرتبط (نژادها یا زیرگونه های مختلف از یک گونه، گونه های مرتبط) حیوانات همیوترمیک (خونگرم)، آنهایی که در آب و هوای گرم و مرطوب زندگی می کنند روشن تر از آنهایی هستند که در آب و هوای سرد و خشک زندگی می کنند. در سال 1833 توسط کنستانتین گلوگر (Gloger C. W. L.؛ 1803-1863)، پرنده شناس لهستانی و آلمانی تأسیس شد.

به عنوان مثال، بیشتر گونه های پرندگان بیابانی نسبت به اقوام خود از جنگل های نیمه گرمسیری و گرمسیری رنگ تیره تری دارند. قاعده گلوگر را می توان هم با ملاحظات پنهان و هم با تأثیر شرایط آب و هوایی بر سنتز رنگدانه ها توضیح داد. تا حدی، قانون گلوگر در مورد حیوانات مست-کیلوگرم (خونسرد)، به ویژه حشرات نیز صدق می کند.

رطوبت به عنوان یک عامل محیطی

در ابتدا همه موجودات آبزی بودند. آنها با فتح زمین، وابستگی خود را به آب از دست ندادند. آب جزء لاینفک همه موجودات زنده است. رطوبت مقدار بخار آب موجود در هوا است. بدون رطوبت و آب، زندگی وجود ندارد.

رطوبت پارامتری است که محتوای بخار آب موجود در هوا را مشخص می کند. رطوبت مطلق مقدار بخار آب موجود در هوا است و به دما و فشار بستگی دارد. این مقدار رطوبت نسبی (یعنی نسبت مقدار بخار آب موجود در هوا به مقدار بخار اشباع شده در شرایط خاص دما و فشار) نامیده می شود.

در طبیعت، ریتم روزانه رطوبت وجود دارد. رطوبت هم به صورت عمودی و هم افقی در نوسان است. این عامل در کنار نور و دما نقش مهمی در تنظیم فعالیت موجودات و توزیع آنها دارد. رطوبت نیز اثر دما را تغییر می دهد.

خشک شدن هوا یک عامل مهم محیطی است. به خصوص برای موجودات زمینی، اثر خشک شدن هوا از اهمیت بالایی برخوردار است. حیوانات با حرکت به مناطق حفاظت شده سازگار می شوند و در شب فعال هستند.

گیاهان آب را از خاک جذب می کنند و تقریباً به طور کامل (99-97٪) از طریق برگ ها تبخیر می شوند. این فرآیند تعرق نامیده می شود. تبخیر باعث خنک شدن برگها می شود. به لطف تبخیر، یون ها از طریق خاک به ریشه ها، انتقال یون ها بین سلول ها و غیره منتقل می شوند.

مقدار معینی از رطوبت برای موجودات زمینی ضروری است. بسیاری از آنها برای زندگی عادی نیاز به رطوبت نسبی 100٪ دارند و بالعکس، یک موجود زنده در حالت عادی نمی تواند برای مدت طولانی در هوای کاملاً خشک زندگی کند، زیرا دائماً آب خود را از دست می دهد. آب جزء ضروری ماده زنده است. بنابراین از دست دادن آب به مقدار معین منجر به مرگ می شود.

گیاهان دارای آب و هوای خشک با تغییرات مورفولوژیکی، کاهش اندام های رویشی به ویژه برگ ها سازگار می شوند.

جانوران خشکی نیز سازگار می شوند. بسیاری از آنها آب می نوشند، برخی دیگر آن را از طریق پوشش بدن در حالت مایع یا بخار می مکند. به عنوان مثال، بیشتر دوزیستان، برخی از حشرات و کنه ها. اکثر جانوران بیابان هرگز آب نمی نوشند، بلکه نیازهای خود را به قیمت آب تامین شده با غذا برآورده می کنند. سایر حیوانات در فرآیند اکسیداسیون چربی آب دریافت می کنند.

آب برای موجودات زنده ضروری است. بنابراین، موجودات زنده بسته به نیاز خود در سراسر زیستگاه پخش می شوند: موجودات آبزی به طور مداوم در آب زندگی می کنند. هیدروفیت ها فقط می توانند در محیط های بسیار مرطوب زندگی کنند.

از نظر ظرفیت اکولوژیکی، هیدروفیت ها و هیگروفیت ها در گروه تنگ کننده ها قرار می گیرند. رطوبت تا حد زیادی بر عملکردهای حیاتی موجودات تأثیر می گذارد، به عنوان مثال، رطوبت نسبی 70 درصد برای بلوغ مزرعه و باروری ماده ملخ مهاجر بسیار مطلوب بود. آنها با تولید مثل مطلوب، خسارت اقتصادی زیادی به محصولات بسیاری از کشورها وارد می کنند.

برای ارزیابی اکولوژیکی پراکندگی موجودات، از شاخص خشکی آب و هوا استفاده می شود. خشکی به عنوان یک عامل انتخابی برای طبقه بندی اکولوژیکی موجودات عمل می کند.

بنابراین، بسته به ویژگی های رطوبت آب و هوای محلی، گونه های موجودات به گروه های اکولوژیکی توزیع می شوند:

1. هیداتوفیت ها گیاهان آبزی هستند.

2. هیدروفیت ها گیاهان خشکی ـ آبزی هستند.

3. Hygrophytes - گیاهان زمینی که در شرایط رطوبت بالا زندگی می کنند.

4. مزوفیت ها گیاهانی هستند که با رطوبت متوسط ​​رشد می کنند.

5. زیرافیت ها گیاهانی هستند که با رطوبت ناکافی رشد می کنند. آنها به نوبه خود به این موارد تقسیم می شوند: ساکولنت ها - گیاهان آبدار (کاکتوس). اسکلروفیت ها گیاهانی هستند با برگ های باریک و کوچک و به شکل لوله های چین خورده. آنها همچنین به یوکسروفیت ها و استیپاکسروفیت ها تقسیم می شوند. Euxerophytes گیاهان استپی هستند. استیپاکسروفیت ها گروهی از علف های چمن با برگ های باریک (علف پر، فسکیو، پاهای نازک و غیره) هستند. به نوبه خود، مزوفیت ها نیز به مزوهیگروفیت ها، مزوکسروفیت ها و غیره تقسیم می شوند.

با این حال، رطوبت از نظر دمایی، یکی از عوامل اصلی محیطی است. در بیشتر تاریخ حیات وحش، جهان ارگانیک منحصراً با هنجارهای آبی موجودات نشان داده می شد. بخش جدایی ناپذیر اکثریت قریب به اتفاق موجودات زنده آب است و برای تولید مثل یا همجوشی گامت ها تقریباً همه آنها به محیط آبی نیاز دارند. حیوانات خشکی مجبورند در بدن خود یک محیط آبی مصنوعی برای لقاح ایجاد کنند و این منجر به این واقعیت می شود که دومی درونی می شود.

رطوبت مقدار بخار آب موجود در هوا است. می توان آن را بر حسب گرم بر متر مکعب بیان کرد.

نور به عنوان یک عامل محیطی نقش نور در زندگی موجودات

نور یکی از اشکال انرژی است. طبق قانون اول ترمودینامیک یا قانون بقای انرژی، انرژی می تواند از شکلی به شکل دیگر تغییر کند. بر اساس این قانون، موجودات یک سیستم ترمودینامیکی هستند که دائماً انرژی و ماده را با محیط مبادله می کنند. موجودات موجود در سطح زمین در معرض جریان انرژی، عمدتاً انرژی خورشیدی، و همچنین تشعشعات حرارتی امواج بلند از اجسام کیهانی هستند.

هر دوی این عوامل شرایط اقلیمی محیط را تعیین می کنند (دما، میزان تبخیر آب، حرکت هوا و آب). نور خورشید با انرژی 2 کالری از فضا روی بیوسفر می افتد. در هر 1 سانتی متر مربع در 1 دقیقه این به اصطلاح ثابت خورشیدی. این نور با عبور از اتمسفر ضعیف می شود و بیش از 67 درصد انرژی آن در یک ظهر صاف نمی تواند به سطح زمین برسد. 1.34 کالری در هر سانتی متر مربع در 1 دقیقه با عبور از پوشش ابر، آب و پوشش گیاهی، نور خورشید بیشتر تضعیف می‌شود و توزیع انرژی در آن در بخش‌های مختلف طیف به‌طور چشمگیری تغییر می‌کند.

درجه تضعیف نور خورشید و تابش کیهانی به طول موج (فرکانس) نور بستگی دارد. اشعه ماوراء بنفش با طول موج کمتر از 0.3 میکرون تقریباً از لایه اوزون (در ارتفاع حدود 25 کیلومتری) عبور نمی کند. چنین تشعشعی برای یک موجود زنده، به ویژه برای پروتوپلاسم خطرناک است.

در طبیعت زنده، نور تنها منبع انرژی است، همه گیاهان به جز باکتری ها فتوسنتز می کنند، یعنی. سنتز مواد آلی از مواد معدنی (یعنی از آب، نمک های معدنی و CO2) در طبیعت زنده، نور تنها منبع انرژی است، همه گیاهان به جز باکتری 2، از انرژی تابشی در فرآیند جذب استفاده می کنند. همه موجودات برای غذا به فتوسنتزکننده‌های زمینی وابسته هستند. گیاهان کلروفیل دار

نور به عنوان یک عامل محیطی به ماوراء بنفش با طول موج 0.40 - 0.75 میکرون و مادون قرمز با طول موج بیشتر از این عظمت تقسیم می شود.

تأثیر این عوامل به خواص موجودات بستگی دارد. هر نوع ارگانیسم با طیفی از طول موج های نور سازگار است. برخی از گونه‌های موجودات با اشعه ماوراء بنفش سازگار شده‌اند، در حالی که برخی دیگر با مادون قرمز.

برخی از موجودات قادر به تشخیص طول موج هستند. آنها دارای سیستم های ویژه درک نور و دارای دید رنگی هستند که در زندگی آنها اهمیت زیادی دارد. بسیاری از حشرات به تشعشعات موج کوتاه حساس هستند که انسان آن را درک نمی کند. پروانه های شب پرتوهای فرابنفش را به خوبی درک می کنند. زنبورها و پرندگان به طور دقیق مکان خود را تعیین می کنند و حتی در شب هم در زمین حرکت کنید.

موجودات زنده نیز به شدت به شدت نور واکنش نشان می دهند. با توجه به این ویژگی ها، گیاهان به سه گروه اکولوژیکی تقسیم می شوند:

1. نور دوست، خورشید دوست یا هلیوفیت - که به طور معمول فقط در زیر اشعه خورشید قادر به رشد هستند.

2. سایه دوست یا سایوفیت ها، گیاهانی هستند از طبقات پایین جنگل ها و گیاهان اعماق دریا، مثلاً نیلوفرهای دره و غیره.

با کاهش شدت نور، فتوسنتز نیز کند می شود. همه موجودات زنده دارای حساسیت آستانه ای به شدت نور و همچنین سایر عوامل محیطی هستند. ارگانیسم های مختلف حساسیت آستانه متفاوتی به عوامل محیطی دارند. به عنوان مثال، نور شدید مانع از رشد مگس‌های مگس مگس می‌شود و حتی باعث مرگ آنها می‌شود. آنها نور و سوسک و سایر حشرات را دوست ندارند. در اکثر گیاهان فتوسنتزی، در شدت نور کم، سنتز پروتئین مهار می شود، در حالی که در حیوانات، فرآیندهای بیوسنتز مهار می شود.

3. هلیوفیت های مقاوم به سایه یا اختیاری. گیاهانی که هم در سایه و هم در نور به خوبی رشد می کنند. در حیوانات، این ویژگی های موجودات به نام نور دوست (فتوفیل)، سایه دوست (فتوفوب)، اوریفوبیک - تنگ هراس نامیده می شود.

ظرفیت اکولوژیکی

درجه سازگاری یک موجود زنده با تغییرات در شرایط محیطی. E. v. یک ویژگی view است. از نظر کمی، با دامنه تغییرات محیطی که در آن یک گونه خاص فعالیت حیاتی طبیعی خود را حفظ می کند، بیان می شود. E. v. را می توان هم در رابطه با واکنش یک گونه به عوامل محیطی فردی و هم در رابطه با مجموعه ای از عوامل در نظر گرفت.

در حالت اول، گونه هایی که تغییرات گسترده ای را در قدرت عامل تأثیرگذار تحمل می کنند، با اصطلاحی متشکل از نام این عامل با پیشوند "evry" تعیین می شوند (eurythermal - در رابطه با تأثیر دما، euryhaline - به شوری ، اوریباتیک - به عمق و غیره)؛ گونه هایی که فقط با تغییرات کوچک در این عامل سازگار شده اند با یک اصطلاح مشابه با پیشوند "steno" (stenothermic، stenohaline و غیره) مشخص می شوند. انواع دارای E. گسترده در. در رابطه با مجموعه ای از عوامل، آنها را eurybionts (نگاه کنید به. Eurybionts) می نامند در مقابل استنوبیونت ها (See. Stenobionts) که سازگاری کمی دارند. از آنجایی که اوریبیونتیسم امکان سکونت در انواع زیستگاه ها را فراهم می کند، و استنوبیونتیسم به شدت محدوده زیستگاه های مناسب برای گونه ها را محدود می کند، این دو گروه اغلب به ترتیب یوری- یا استنوتوپی نامیده می شوند.

eurybiontsموجودات جانوری و گیاهی که با تغییرات قابل توجهی در شرایط محیطی می توانند وجود داشته باشند. بنابراین، به عنوان مثال، ساکنان ساحل دریا خشک شدن منظم در جزر و مد، در تابستان - گرم شدن شدید، و در زمستان - خنک شدن، و گاهی اوقات یخ زدن (حیوانات اوریترمال) را تحمل می کنند. ساکنان مصب رودخانه ها مقاومت می کنند. نوسانات شوری آب (حیوانات اوری هالین)؛ تعدادی از حیوانات در طیف وسیعی از فشار هیدرواستاتیک (یوریبات) وجود دارند. بسیاری از ساکنان زمینی در عرض های جغرافیایی معتدل قادر به مقاومت در برابر نوسانات دمای فصلی زیاد هستند.

اوریبیونیت گونه با توانایی تحمل شرایط نامطلوب در حالت آنابیوز افزایش می یابد (بسیاری از باکتری ها، هاگ ها و دانه های بسیاری از گیاهان، گیاهان چند ساله بالغ در عرض های جغرافیایی سرد و معتدل، جوانه های زمستان گذران اسفنج های آب شیرین و بریوزوآرها، تخم های شاخه ای پا. ، تاردیگرادهای بالغ و برخی روتیفرها و غیره) یا خواب زمستانی (برخی پستانداران).

قانون چتوریکوف،به عنوان یک قاعده، طبق طبیعت کروم، همه انواع موجودات زنده نه توسط افراد مجزای جدا شده، بلکه به صورت مجموعه ای از تعدادی (گاهی اوقات بسیار زیاد) از افراد-جمعیت ها نشان داده می شوند. پرورش یافته توسط S. S. Chetverikov (1903).

چشم انداز- این مجموعه ای است تاریخی از جمعیت افراد که از نظر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مشابه هستند و قادر به تلاقی آزادانه و تولید فرزندان بارور هستند و منطقه خاصی را اشغال می کنند. هر نوع از موجودات زنده را می توان با مجموعه ای از ویژگی های مشخصه، ویژگی ها، که ویژگی های گونه نامیده می شود، توصیف کرد. ویژگی های یک گونه که به وسیله آنها می توان یک گونه را از گونه دیگر تشخیص داد، معیار گونه نامیده می شود.

متداول ترین معیارهای هفتگانه نمای کلی استفاده شده عبارتند از:

1. نوع خاص سازمان: مجموعه ای از ویژگی های مشخصه که تشخیص افراد یک گونه معین از افراد گونه دیگر را ممکن می سازد.

2. قطعیت جغرافیایی: وجود افراد یک گونه در مکانی خاص از کره زمین. محدوده - منطقه ای که افراد یک گونه معین در آن زندگی می کنند.

3. اطمینان اکولوژیکی: افراد یک گونه در محدوده خاصی از مقادیر عوامل فیزیکی محیطی مانند دما، رطوبت، فشار و غیره زندگی می کنند.

4. تمایز: گونه از گروه های کوچک تری از افراد تشکیل شده است.

5. گسستگی: افراد این گونه با یک شکاف - هیاتوس از افراد دیگر جدا می شوند، هیاتوس با عملکرد مکانیسم های جداسازی، مانند عدم تطابق در دوره های پرورش، استفاده از واکنش های رفتاری خاص، عقیم بودن هیبریدها، تعیین می شود. و غیره.

6. تکرارپذیری: تولید مثل افراد را می توان به صورت غیرجنسی (درجه تغییرپذیری کم است) و جنسی (درجه تنوع زیاد است، زیرا هر ارگانیسم ویژگی های پدر و مادر را ترکیب می کند) انجام می شود.

7. سطح مشخصی از فراوانی: جمعیت دچار تغییرات دوره ای (امواج زندگی) و غیر دوره ای می شود.

افراد از هر گونه در فضا به شدت نابرابر توزیع می شوند. به عنوان مثال، گزنه در محدوده خود فقط در مکان‌های سایه‌دار مرطوب با خاک حاصلخیز یافت می‌شود که در دشت‌های سیلابی رودخانه‌ها، نهرها، اطراف دریاچه‌ها، در امتداد حومه باتلاق‌ها، در جنگل‌های مختلط و انبوه درختچه‌ها انبوه‌هایی را تشکیل می‌دهد. مستعمرات خال اروپایی که به وضوح بر روی تپه های زمین قابل مشاهده است، در لبه های جنگل، مراتع و مزارع یافت می شوند. مناسب برای زندگی
اگرچه زیستگاه ها اغلب در محدوده یافت می شوند، اما کل محدوده را پوشش نمی دهند و بنابراین افراد این گونه در سایر نقاط آن یافت نمی شوند. بی معنی است که به دنبال گزنه در یک جنگل کاج یا یک خال در یک باتلاق بگردید.

بنابراین، توزیع نابرابر گونه در فضا به شکل "جزایر تراکم"، "کلوپ" بیان می شود. نواحی با پراکنش نسبتاً زیاد این گونه با نواحی کم فراوانی متناوب می شوند. چنین "مراکز تراکم" جمعیت هر گونه جمعیت نامیده می شود. جمعیت مجموعه ای از افراد یک گونه معین است که برای مدت طولانی (تعداد زیادی از نسل ها) در یک فضای معین (بخشی از محدوده) ساکن بوده و از سایر جمعیت های مشابه جدا شده اند.

در بین جمعیت، عبور آزاد (panmixia) عملا انجام می شود. به عبارت دیگر، جمعیت، گروهی از افراد است که آزادانه با یکدیگر پیوند دارند، برای مدت طولانی در قلمرو خاصی زندگی می کنند و نسبتاً از گروه های مشابه دیگر جدا هستند. بنابراین یک گونه مجموعه ای از جمعیت است و یک جمعیت واحد ساختاری یک گونه است.

تفاوت بین یک جمعیت و یک گونه:

1) افراد از جمعیت های مختلف آزادانه با یکدیگر آمیخته می شوند،

2) افراد با جمعیت های مختلف تفاوت کمی با یکدیگر دارند،

3) بین دو جمعیت همسایه شکافی وجود ندارد، یعنی انتقال تدریجی بین آنها وجود دارد.

فرآیند گونه زایی اجازه دهید فرض کنیم که یک گونه معین منطقه خاصی را اشغال می کند، که بر اساس ماهیت رژیم غذایی آن تعیین می شود. در نتیجه واگرایی بین افراد، دامنه افزایش می یابد. منطقه جدید شامل مناطقی با گیاهان غذایی مختلف، خواص فیزیکی و شیمیایی و غیره خواهد بود. افرادی که خود را در نقاط مختلف منطقه می بینند جمعیت تشکیل می دهند. در آینده، در نتیجه اختلافات روزافزون بین افراد جمعیت، بیش از پیش مشخص خواهد شد که افراد یک جمعیت به نحوی با افراد جمعیت دیگر تفاوت دارند. روند واگرایی جمعیت ها وجود دارد. جهش در هر یک از آنها جمع می شود.

نمایندگان هر گونه در بخش محلی محدوده یک جمعیت محلی را تشکیل می دهند. مجموع جمعیت های محلی مرتبط با بخش هایی از محدوده که از نظر شرایط زندگی همگن هستند، یک جمعیت اکولوژیکی را تشکیل می دهد. بنابراین، اگر گونه ای در یک چمنزار و در یک جنگل زندگی می کند، آنها در مورد صمغ و جمعیت چمنزار آن صحبت می کنند. جمعیت هایی که در محدوده یک گونه مرتبط با مرزهای جغرافیایی خاص هستند، جمعیت جغرافیایی نامیده می شوند.
اندازه و مرزهای جمعیت می تواند به طور چشمگیری تغییر کند. در طول طغیان‌های تکثیر انبوه، این گونه به‌طور گسترده‌ای گسترش می‌یابد و جمعیت‌های غول‌پیکر پدید می‌آیند.

مجموعه ای از جمعیت های جغرافیایی با صفات پایدار، قابلیت آمیختگی و تولید فرزندان بارور را زیرگونه می گویند. داروین گفت که شکل گیری گونه های جدید از طریق گونه ها (زیرگونه ها) می گذرد.

با این حال، باید به خاطر داشت که برخی از عناصر اغلب در طبیعت وجود ندارند.
جهش هایی که در افراد هر زیرگونه رخ می دهد به خودی خود نمی تواند منجر به تشکیل گونه های جدید شود. دلیل آن در این واقعیت نهفته است که این جهش در میان جمعیت سرگردان خواهد بود، زیرا افراد زیرگونه ها، همانطور که می دانیم، از نظر تولید مثلی جدا نیستند. اگر جهش مفید باشد، هتروزیگوسیتی جمعیت را افزایش می‌دهد و اگر مضر باشد، به سادگی با انتخاب رد می‌شود.

در نتیجه روند دائمی جهش و عبور آزادانه، جهش ها در جمعیت ها تجمع می یابند. طبق نظریه I.I. Schmalhausen، ذخیره ای از تنوع ارثی ایجاد می شود، یعنی اکثریت قریب به اتفاق جهش های در حال ظهور مغلوب هستند و به صورت فنوتیپی ظاهر نمی شوند. با رسیدن به غلظت بالایی از جهش ها در حالت هتروزیگوت، تلاقی افراد حامل ژن های مغلوب محتمل می شود. در این مورد، افراد هموزیگوت ظاهر می شوند که در آنها جهش ها قبلاً به صورت فنوتیپی آشکار می شوند. در این موارد، جهش ها در حال حاضر تحت کنترل انتخاب طبیعی هستند.
اما این هنوز برای فرآیند گونه زایی اهمیت تعیین کننده ای ندارد، زیرا جمعیت های طبیعی باز هستند و ژن های بیگانه از جمعیت های همسایه دائماً به آنها وارد می شوند.

جریان ژنی کافی برای حفظ شباهت زیاد استخرهای ژنی (کل همه ژنوتیپ ها) در تمام جمعیت های محلی وجود دارد. تخمین زده می شود که پر کردن مخزن ژنی ناشی از ژن های خارجی در جمعیت 200 نفری، که هر یک از آنها 100000 جایگاه دارند، 100 برابر بیشتر از - ناشی از جهش است. در نتیجه، هیچ جمعیتی نمی تواند به طور چشمگیری تغییر کند تا زمانی که تحت تأثیر عادی سازی جریان ژن باشد. مقاومت یک جمعیت در برابر تغییرات ترکیب ژنتیکی آن تحت تأثیر انتخاب، هموستاز ژنتیکی نامیده می شود.

در نتیجه هموستاز ژنتیکی در یک جمعیت، تشکیل یک گونه جدید بسیار دشوار است. یک شرط دیگر باید انجام شود! یعنی جداسازی مخزن ژنی جمعیت دختر از مخزن ژن مادری ضروری است. جداسازی می تواند به دو صورت مکانی و زمانی باشد. انزوای فضایی به دلیل موانع جغرافیایی مختلف مانند بیابان ها، جنگل ها، رودخانه ها، تپه های شنی، دشت های سیلابی رخ می دهد. اغلب، انزوای فضایی به دلیل کاهش شدید دامنه پیوسته و شکسته شدن آن به جیب ها یا طاقچه های جداگانه رخ می دهد.

اغلب یک جمعیت در نتیجه مهاجرت منزوی می شود. در این حالت، جمعیت ایزوله بوجود می آید. با این حال، از آنجایی که تعداد افراد در یک جمعیت جدا شده معمولاً کم است، خطر همخونی وجود دارد - انحطاط مرتبط با همخونی. گونه زایی بر اساس انزوای فضایی را جغرافیایی می گویند.

شکل موقت ایزوله شامل تغییر در زمان تولید مثل و تغییر در کل چرخه زندگی است. گونه زایی مبتنی بر جداسازی موقت را اکولوژیک می نامند.
نکته تعیین کننده در هر دو مورد، ایجاد یک سیستم ژنتیکی جدید، ناسازگار با قدیمی است. از طریق گونه زایی، تکامل محقق می شود، به همین دلیل است که می گویند یک گونه یک سیستم تکاملی ابتدایی است. جمعیت یک واحد تکاملی ابتدایی است!

ویژگی های آماری و دینامیکی جمعیت ها.

گونه‌های موجودات زنده در بیوسنوز نه به‌عنوان افراد مجزا، بلکه به‌عنوان جمعیت یا بخش‌های آن‌ها وارد می‌شوند. جمعیت بخشی از یک گونه (متشکل از افراد همان گونه) است که فضای نسبتاً همگنی را اشغال می کند و قادر به خود تنظیمی و نگهداری تعداد معینی است. هر گونه در قلمرو اشغالی به جمعیت هایی تقسیم می شود.اگر تأثیر عوامل محیطی را روی یک موجود زنده در نظر بگیریم، در سطح معینی از عامل (مثلاً دما)، فرد مورد مطالعه یا زنده می ماند یا می میرد. هنگام مطالعه تأثیر یک عامل بر روی گروهی از موجودات از همان گونه، تصویر تغییر می کند.

برخی از افراد در یک دمای خاص می‌میرند یا فعالیت حیاتی خود را کاهش می‌دهند، برخی دیگر در دمای پایین‌تر و برخی دیگر در دمای بالاتر.بنابراین می‌توان یک تعریف دیگر از جمعیت ارائه داد: برای زنده ماندن و تولید نسل، همه زنده‌ها موجودات زنده باید تحت شرایط رژیم های محیطی پویا، عواملی به شکل گروه بندی یا جمعیت وجود داشته باشند. مجموعه ای از افراد با وراثت مشابه زندگی می کنند.مهم ترین ویژگی یک جمعیت، کل قلمروی است که آن را اشغال می کند. اما در یک جمعیت ممکن است به دلایل مختلف گروه بندی های کم و بیش منزوی وجود داشته باشد.

بنابراین، به دلیل محو شدن مرزهای بین گروه های فردی افراد، ارائه یک تعریف جامع از جمعیت دشوار است. هر گونه از یک یا چند جمعیت تشکیل شده است، و بنابراین یک جمعیت شکل وجود یک گونه، کوچکترین واحد در حال تکامل آن است. برای جمعیت گونه های مختلف، محدودیت های قابل قبولی برای کاهش تعداد افراد وجود دارد که فراتر از آن وجود جمعیت غیرممکن می شود. هیچ داده دقیقی در مورد مقادیر بحرانی اندازه جمعیت در ادبیات وجود ندارد. مقادیر داده شده متناقض هستند. با این حال، این واقعیت باقی می ماند که هر چه افراد کوچکتر باشند، مقادیر بحرانی تعداد آنها بالاتر است. برای میکروارگانیسم ها، اینها میلیون ها نفر هستند، برای حشرات - ده ها و صدها هزار نفر، و برای پستانداران بزرگ - چند ده.

این تعداد نباید کمتر از حدی باشد که فراتر از آن احتمال ملاقات با شرکای جنسی به شدت کاهش می یابد. عدد بحرانی به عوامل دیگری نیز بستگی دارد. به عنوان مثال، برای برخی از موجودات، سبک زندگی گروهی خاص است (کلنی ها، گله ها، گله ها). گروه های درون یک جمعیت نسبتاً منزوی هستند. ممکن است مواردی وجود داشته باشد که اندازه کل جمعیت هنوز بسیار زیاد باشد و تعداد گروه های فردی به زیر حد بحرانی کاهش یابد.

به عنوان مثال، یک کلنی (گروه) باکلان پرو باید حداقل 10 هزار نفر جمعیت داشته باشد و یک گله گوزن شمالی - 300 - 400 سر. برای درک مکانیسم های عملکرد و حل مشکلات استفاده از جمعیت ها، اطلاعات در مورد ساختار آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. جنس، سن، ارضی و انواع دیگر ساختار وجود دارد. از نظر نظری و کاربردی، داده‌های مربوط به ساختار سنی مهم‌ترین هستند - نسبت افراد (اغلب در گروه‌های ترکیب شده) در سنین مختلف.

حیوانات به گروه های سنی زیر تقسیم می شوند:

گروه نوجوانان (کودکان) گروه سالخورده (سالخورده، غیر درگیر در تولید مثل)

گروه بزرگسالان (افراد در حال تولید مثل).

معمولاً، جمعیت های عادی با بیشترین قابلیت زنده بودن مشخص می شوند، که در آن همه سنین به طور نسبتاً مساوی نشان داده می شوند. در جمعیت پسرونده (در خطر انقراض)، افراد سالخورده غالب هستند که نشان دهنده وجود عوامل منفی است که عملکرد تولید مثل را مختل می کند. اقدامات فوری برای شناسایی و از بین بردن علل این وضعیت مورد نیاز است. جمعیت های مهاجم (تهاجمی) عمدتاً توسط افراد جوان نشان داده می شوند. سرزندگی آنها معمولاً باعث نگرانی نمی شود، اما شیوع تعداد بسیار زیادی از افراد محتمل است، زیرا روابط تغذیه ای و سایر روابط در چنین جمعیت هایی شکل نگرفته است.

مخصوصاً اگر جمعیت گونه هایی باشد که قبلاً در آن منطقه نبوده اند خطرناک است. در این حالت، جمعیت ها معمولاً یک طاقچه اکولوژیکی آزاد پیدا می کنند و اشغال می کنند و به پتانسیل پرورشی خود پی می برند و تعداد آنها را به شدت افزایش می دهند.اگر جمعیت در حالت عادی یا نزدیک به حالت عادی باشد، فرد می تواند تعداد افراد (در حیوانات) را از آن حذف کند. ) یا زیست توده (در گیاهان)، که در طول مدت زمان بین تشنج افزایش می یابد. اول از همه، افراد در سن پس از باروری (تولید مثل کامل) باید کنار گذاشته شوند. اگر هدف به دست آوردن یک محصول خاص باشد، سن، جنس و سایر ویژگی های جمعیت با در نظر گرفتن وظیفه تنظیم می شود.

بهره برداری از جمعیت جوامع گیاهی (مثلاً برای به دست آوردن الوار) معمولاً همزمان با دوره کاهش رشد ناشی از سن (انباشت تولید) است. این دوره معمولاً مصادف با حداکثر تجمع توده چوب در واحد سطح است. جمعیت نیز با نسبت جنسی مشخصی مشخص می شود و نسبت مردان و زنان برابر با 1:1 نیست. موارد شناخته شده ای از غلبه شدید یک جنس یا جنس دیگر، تغییر نسل ها با غیاب مردان وجود دارد. هر جمعیت همچنین می تواند ساختار فضایی پیچیده ای داشته باشد (تقسیم به گروه های سلسله مراتبی کم و بیش بزرگ - از جغرافیایی تا ابتدایی (ریزجمعیت ها).

بنابراین، اگر میزان مرگ و میر به سن افراد بستگی نداشته باشد، منحنی بقا یک خط کاهشی است (شکل، نوع I را ببینید). یعنی مرگ افراد در این نوع به طور مساوی اتفاق می افتد، میزان مرگ و میر در طول زندگی ثابت می ماند. چنین منحنی بقای مشخصه گونه هایی است که رشد آنها بدون دگردیسی با ثبات کافی فرزندان متولد شده اتفاق می افتد. این نوع معمولاً نوع هیدرا نامیده می شود - با یک منحنی بقا که به یک خط مستقیم نزدیک می شود مشخص می شود. در گونه هایی که نقش عوامل خارجی در مرگ و میر آنها کم است، منحنی بقا با کاهش جزئی تا یک سن مشخص مشخص می شود و پس از آن افت شدیدی به دلیل مرگ و میر طبیعی (فیزیولوژیکی) وجود دارد.

نوع II در شکل منحنی بقا نزدیک به این نوع مشخصه انسان است (اگرچه منحنی بقای انسان تا حدودی مسطح تر است و بنابراین جایی بین انواع I و II است). به این نوع مگس سرکه گفته می شود: این نوع مگس سرکه در شرایط آزمایشگاهی (که توسط شکارچیان خورده نمی شود) نشان می دهد. بسیاری از گونه ها با مرگ و میر بالا در مراحل اولیه انتوژن مشخص می شوند. در چنین گونه هایی، منحنی بقا با افت شدید در منطقه سنین جوانتر مشخص می شود. افرادی که از سن "بحرانی" جان سالم به در برده اند، مرگ و میر پایینی را نشان می دهند و تا سنین بالایی زندگی می کنند. نوع آن را نوع صدف گویند. نوع III در شکل. مطالعه منحنی های بقا برای بوم شناسان بسیار مورد توجه است. این به شما اجازه می دهد تا قضاوت کنید که یک گونه خاص در چه سنی آسیب پذیرتر است. اگر عمل عللی که می تواند نرخ زاد و ولد یا مرگ و میر را تغییر دهد در آسیب پذیرترین مرحله قرار گیرد، آنگاه تأثیر آنها بر توسعه بعدی جمعیت بیشترین خواهد بود. این الگو باید هنگام سازماندهی شکار یا در کنترل آفات مورد توجه قرار گیرد.

ساختار سنی و جنسیتی جمعیت ها.

هر جمعیتی سازمان خاصی دارد. توزیع افراد در سراسر قلمرو، نسبت گروه های افراد بر اساس جنس، سن، ویژگی های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، رفتاری و ژنتیکی منعکس کننده مربوطه است. ساختار جمعیت : فضایی، جنسیت، سن و غیره. این ساختار از یک سو بر اساس خصوصیات زیستی عمومی گونه ها و از سوی دیگر تحت تأثیر عوامل محیطی غیرزیست و جمعیت گونه های دیگر شکل می گیرد.

بنابراین ساختار جمعیت دارای ویژگی تطبیقی ​​است. جمعیت های مختلف یک گونه دارای ویژگی های مشابه و ویژگی های متمایز هستند که ویژگی های شرایط محیطی در زیستگاه های آنها را مشخص می کند.

به طور کلی، علاوه بر قابلیت‌های انطباقی افراد، ویژگی‌های انطباقی سازگاری گروهی یک جمعیت به‌عنوان یک سیستم فرافردی در قلمروهای خاصی شکل می‌گیرد که نشان می‌دهد ویژگی‌های انطباقی یک جمعیت بسیار بالاتر از افراد تشکیل‌دهنده آن است. .

ترکیب سنی- برای وجود جمعیت ضروری است. میانگین طول عمر موجودات و نسبت تعداد (یا زیست توده) افراد در سنین مختلف با ساختار سنی جمعیت مشخص می شود. شکل گیری ساختار سنی در نتیجه عملکرد ترکیبی فرآیندهای تولید مثل و مرگ و میر رخ می دهد.

در هر جمعیت، 3 گروه اکولوژیکی سنی به طور مشروط متمایز می شوند:

قبل از تولید مثل؛

تولید مثل؛

پس از تولید مثل

گروه پیش از تولید مثل شامل افرادی است که هنوز توانایی تولید مثل را ندارند. تولید مثل - افرادی که قادر به تولید مثل هستند. پس از تولید مثل - افرادی که توانایی تولید مثل را از دست داده اند. مدت زمان این دوره ها بسته به نوع موجودات بسیار متفاوت است.

در شرایط مساعد، جمعیت شامل تمام گروه های سنی است و ترکیب سنی کم و بیش پایداری را حفظ می کند. در جمعیت هایی که به سرعت در حال رشد هستند، افراد جوان غالب هستند، در حالی که در جمعیت های رو به کاهش، افراد مسن که دیگر قادر به تولید مثل شدید نیستند، غالب هستند. چنین جمعیت هایی غیرمولد هستند و به اندازه کافی پایدار نیستند.

نماهایی از ساختار سنی ساده جمعیت هایی که از افراد تقریباً هم سن تشکیل شده اند.

به عنوان مثال، تمام گیاهان یکساله یک جمعیت در بهار در مرحله نهال هستند، سپس تقریباً به طور همزمان شکوفا می شوند و در پاییز بذر تولید می کنند.

در گونه های از ساختار سنی پیچیده جمعیت ها چندین نسل به طور همزمان زندگی می کنند.

به عنوان مثال، در تجربه فیل ها حیوانات جوان، بالغ و پیری وجود دارند.

جمعیت هایی که شامل نسل های زیادی (از گروه های سنی مختلف) هستند، پایدارتر هستند، کمتر در معرض تأثیر عوامل مؤثر بر تولید مثل یا مرگ و میر در یک سال خاص هستند. شرایط شدید می‌تواند منجر به مرگ آسیب‌پذیرترین گروه‌های سنی شود، اما انعطاف‌پذیرترین آن‌ها زنده می‌مانند و نسل‌های جدیدی تولید می‌کنند.

به عنوان مثال، یک فرد به عنوان یک گونه زیستی با ساختار سنی پیچیده در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، در طول جنگ جهانی دوم، ثبات جمعیت گونه ها خود را نشان داد.

برای مطالعه ساختارهای سنی جمعیت ها، از تکنیک های گرافیکی استفاده می شود، به عنوان مثال، اهرام سنی یک جمعیت، که به طور گسترده در مطالعات جمعیت شناختی استفاده می شود (شکل 3.9).

شکل 3.9. اهرام سنی جمعیت

الف - تولید مثل انبوه، ب - جمعیت پایدار، ج - کاهش جمعیت

پایداری جمعیت یک گونه تا حد زیادی به این بستگی دارد ساختار جنسی ، یعنی نسبت افراد از جنس های مختلف گروه های جنسی در جمعیت ها بر اساس تفاوت در مورفولوژی (شکل و ساختار بدن) و اکولوژی جنسیت های مختلف تشکیل می شوند.

به عنوان مثال، در برخی از حشرات، نرها بال دارند، اما ماده ها ندارند، نرهای برخی پستانداران شاخ دارند، اما در ماده ها وجود ندارند، پرندگان نر دارای پرهای روشن و ماده ها دارای استتار هستند.

تفاوت های زیست محیطی در ترجیحات غذایی بیان می شود (ماده های بسیاری از پشه ها خون را می مکند، در حالی که نرها از شهد تغذیه می کنند).

مکانیسم ژنتیکی نسبت تقریباً برابری از افراد هر دو جنس را هنگام تولد فراهم می کند. با این حال، نسبت اولیه به زودی در نتیجه تفاوت های فیزیولوژیکی، رفتاری و زیست محیطی بین نر و ماده شکسته می شود و باعث مرگ و میر نابرابر می شود.

تجزیه و تحلیل ساختار سن و جنس جمعیت، پیش بینی تعداد آن را برای تعدادی از نسل ها و سال های بعدی ممکن می سازد. این هنگام ارزیابی احتمالات ماهیگیری، تیراندازی به حیوانات، نجات محصولات از تهاجم ملخ ها و در موارد دیگر مهم است.

امروز 6 اکتبر، روز جهانی زیستگاه حیوانات است. به مناسبت این عید، گلچینی از 5 حیوان را به شما پیشنهاد می کنیم که مکان هایی با شدیدترین شرایط را به عنوان خانه انتخاب کرده اند.

موجودات زنده در سراسر سیاره ما پراکنده شده اند و بسیاری از آنها در مکان هایی با شرایط سخت زندگی می کنند. چنین موجوداتی را اکسترموفیل می نامند. اینها شامل باکتری ها، باستانی ها و تنها چند حیوان می شود. ما در مورد دومی در این مقاله صحبت می کنیم. 1. کرم پومپی. این کرم‌های اعماق دریا که طولشان بیش از 13 سانتی‌متر نیست، از مقاوم‌ترین حیوانات در برابر حرارت هستند. بنابراین، جای تعجب نیست که آنها را به طور انحصاری در چشمه های گرمابی در کف اقیانوس ها ()، که از آن آب گرم بسیار معدنی می آید، یافت. بنابراین، برای اولین بار، یک کلنی از کرم های پمپئی در اوایل دهه 1980 در چشمه های گرمابی اقیانوس آرام در نزدیکی جزایر گالاپاگوس، و بعداً، در سال 1997، نه چندان دور از کاستاریکا و دوباره در چشمه های گرمابی کشف شد.

به طور معمول، کرم پومپی بدن خود را در ساختارهای لوله‌ای سیاه‌پوستان سیگاری، جایی که دما به 80 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، قرار می‌دهد و سر پر مانند خود را به بیرون می‌چسباند، جایی که دما کمتر است (حدود 22 درجه سانتی‌گراد). دانشمندان مدت‌هاست که به دنبال درک این موضوع بوده‌اند که چگونه کرم پمپئو در برابر چنین دمای شدید مقاومت می‌کند. مطالعات نشان داده است که باکتری های خاصی در این امر به او کمک می کنند که لایه ای به ضخامت یک سانتی متر در پشت کرم شبیه پتوی پشمی تشکیل می دهند. کرم‌ها از آنجایی که در یک رابطه همزیستی قرار دارند، مخاط را از غدد ریز پشتی ترشح می‌کنند که از باکتری‌ها تغذیه می‌کنند و به نوبه خود بدن حیوان را از دمای بالا عایق می‌کنند. اعتقاد بر این است که این باکتری ها دارای پروتئین های خاصی هستند که محافظت از کرم ها و خود باکتری ها را در برابر دمای بالا ممکن می کند. 2. کاترپیلار Gynaephora. در گرینلند و کانادا، پروانه Gynaephora groenlandica زندگی می کند که به دلیل توانایی خود در تحمل دمای بسیار پایین شناخته شده است. بنابراین، با زندگی در آب و هوای سرد، کاترپیلارهای G. groenlandica، در حالی که در خواب زمستانی هستند، می توانند دمای تا -70 درجه سانتیگراد را تحمل کنند! این امر توسط ترکیباتی (گلیسرول و بتائین) امکان پذیر می شود که کرم ها در اواخر تابستان با کاهش دما شروع به سنتز می کنند. این مواد از تشکیل کریستال‌های یخ در سلول‌های حیوان جلوگیری می‌کنند و در نتیجه اجازه نمی‌دهند که تا حد مرگ منجمد شود.

با این حال، این تنها ویژگی این گونه نیست. در حالی که بالغ شدن بیشتر گونه های دیگر پروانه از تخم تا بالغ حدود یک ماه طول می کشد، رشد G. groenlandica بین 7 تا 14 سال طول می کشد! چنین رشد آهسته Gynaephora groenlandica به دلیل شرایط محیطی شدیدی است که در آن حشره باید رشد کند. جالب است که کاترپیلارهای Gynaephora groenlandica بیشتر عمر خود را در خواب زمستانی می گذرانند و بقیه زمان (حدود 5٪ از زندگی خود) را به خوردن گیاهان به عنوان مثال جوانه های بید قطبی اختصاص می دهند. 3. مگس نفت. اینها تنها حشرات شناخته شده برای علم هستند که می توانند در نفت خام زندگی کنند و از آن تغذیه کنند. این گونه برای اولین بار در مزرعه La Brea در کالیفرنیا، جایی که چندین دریاچه قیری وجود دارد، کشف شد.

نویسندگان: مایکل اس. کاترینو و کریستینا سندووال.همانطور که می دانید روغن برای اکثر حیوانات یک ماده بسیار سمی است. با این حال، به عنوان لارو، مگس های نفتی نزدیک به سطح روغن شنا می کنند و از طریق مارپیچ های خاصی که از بالای لکه نفتی بیرون زده اند، تنفس می کنند. مگس ها مقدار زیادی روغن می خورند، اما بیشتر حشراتی که وارد آن می شوند. گاهی اوقات روده مگس ها کاملاً از روغن پر می شود. تا به حال، دانشمندان رفتار جفت گیری این مگس ها و همچنین محل تخم گذاری آنها را توضیح نداده اند. با این حال، فرض بر این است که این در داخل استخر نفت رخ نمی دهد.

دریاچه قیری در مزرعه La Brea در کالیفرنیا.جالب اینجاست که دمای روغن در استخر می تواند به 38 درجه سانتی گراد برسد، اما لاروها به راحتی این تغییرات را تحمل می کنند. 4. آرتمیا. دریاچه نمک بزرگ واقع در شمال غربی ایالت یوتا ایالات متحده، شوری تا 270 ppm دارد (برای مقایسه: شورترین دریای اقیانوس جهانی - دریای سرخ - تنها 41 ppm شوری دارد. ). شوری بسیار بالای مخزن آن را برای زندگی همه موجودات زنده در آن نامناسب می کند، به جز لارو مگس های ساحلی، برخی جلبک ها و میگوهای آب نمک - سخت پوستان ریز.

به هر حال، دومی نه تنها در این دریاچه، بلکه در سایر آب ها نیز زندگی می کند که شوری آنها کمتر از 60 ppm نیست. این ویژگی به میگوی آب نمک اجازه می دهد تا از زندگی مشترک با بیشتر گونه های شکارچی مانند ماهی اجتناب کند. این سخت پوستان دارای بدنی تکه تکه با زائده ای پهن و برگ مانند در انتهای آن هستند و طول آن معمولاً از 12 میلی متر تجاوز نمی کند. آنها به طور گسترده ای به عنوان غذا برای ماهی های آکواریومی استفاده می شوند و همچنین در آکواریوم ها پرورش می یابند. 5. تاردیگرادها. این موجودات کوچک که طول آنها از 1 میلی متر بیشتر نمی شود، مقاوم ترین حیوانات در برابر حرارت هستند. آنها در نقاط مختلف کره زمین زندگی می کنند. به عنوان مثال، آنها در چشمه های آب گرم که دمای آن به 100 درجه سانتیگراد می رسید، و در بالای هیمالیا، زیر لایه ای از یخ ضخیم، جایی که دما بسیار زیر صفر بود، یافت شدند. و به زودی مشخص شد که این حیوانات نه تنها می توانند دمای شدید را تحمل کنند، بلکه می توانند بیش از 10 سال بدون غذا و آب نیز کار کنند!

دانشمندان دریافته‌اند که توانایی تعلیق متابولیسم به آنها در این امر کمک می‌کند و وارد حالت کریپتوبیوز می‌شوند، زمانی که فرآیندهای شیمیایی در بدن حیوان به صفر می‌رسد. در این حالت، محتوای آب در بدن تاردیگراد می تواند تا 1٪ کاهش یابد! و علاوه بر این، توانایی انجام بدون آب تا حد زیادی به سطح بالای یک ماده خاص در بدن این حیوان بستگی دارد - ترهالوز قند غیرکاهنده، که از غشاها در برابر تخریب محافظت می کند. جالب توجه است، در حالی که تاردیگریدها می توانند در محیط های شدید زندگی کنند، بسیاری از گونه ها را می توان در محیط های ملایم تر مانند دریاچه ها، برکه ها یا علفزارها یافت. تاردیگرادها بیشتر در محیط های مرطوب، خزه ها و گلسنگ ها دیده می شوند.

برخی از موجودات دارای مزیت خاصی هستند که به آنها امکان می دهد در شدیدترین شرایط مقاومت کنند، جایی که دیگران به سادگی نمی توانند با آن مقابله کنند. از جمله این توانایی ها می توان به مقاومت در برابر فشار زیاد، دمای شدید و غیره اشاره کرد. این ده موجود از لیست ما به هر کسی که جرات دارد عنوان سرسخت ترین ارگانیسم را داشته باشد، شانس می دهد.

10 عنکبوت پرنده هیمالیا

غاز وحشی آسیایی به دلیل پرواز بیش از 6.5 کیلومتر مشهور است، در حالی که بالاترین سکونتگاه انسانی در ارتفاع 5100 متری در رشته کوه های آند پرو است. با این حال، رکورد ارتفاع بالا اصلا متعلق به غازها نیست، بلکه متعلق به عنکبوت پرنده هیمالیا (Euophrys omnisuperstes) است. این عنکبوت که در ارتفاع بیش از 6700 متر زندگی می کند، عمدتاً از حشرات کوچکی تغذیه می کند که توسط وزش باد به آنجا آورده شده است. ویژگی اصلی این حشره توانایی زنده ماندن در شرایط عدم وجود تقریباً کامل اکسیژن است.

9 کانگورو غول پیکر


معمولاً وقتی به حیواناتی فکر می کنیم که بدون آب می توانند بیشترین عمر را داشته باشند، بلافاصله شتر به ذهن ما خطور می کند. اما شترها تنها 15 روز بدون آب در صحرا زنده می مانند. در این میان وقتی متوجه می شوید حیوانی در دنیا وجود دارد که می تواند تمام عمر خود را بدون نوشیدن یک قطره آب زندگی کند شگفت زده خواهید شد. کانگورو جهنده غول پیکر از بستگان نزدیک بیور است. میانگین امید به زندگی آنها معمولاً 3 تا 5 سال است. معمولاً با خوردن دانه های مختلف رطوبت را از غذا می گیرند. علاوه بر این، این جوندگان عرق نمی کنند، در نتیجه از دست دادن آب اضافی جلوگیری می کنند. معمولاً این حیوانات در دره مرگ زندگی می کنند و در حال حاضر در معرض خطر انقراض هستند.

8. کرم های "مقاوم در برابر حرارت".


از آنجایی که گرمای آب به طور موثرتری به موجودات منتقل می شود، دمای آب 50 درجه سانتیگراد بسیار خطرناکتر از همان دمای هوا خواهد بود. به همین دلیل، باکتری ها عمدتاً در چشمه های آب گرم زیر آب رشد می کنند، که نمی توان در مورد اشکال حیات چند سلولی گفت. با این حال، نوع خاصی از کرم به نام paralvinella sulfincola وجود دارد که در مکان هایی که دمای آب به 45-55 درجه می رسد خوشحال است. دانشمندان آزمایشی را انجام دادند که در آن یکی از دیوارهای آکواریوم گرم شده بود، در نتیجه مشخص شد که کرم ها ترجیح می دهند در این مکان بمانند و مکان های خنک تر را نادیده بگیرند. اعتقاد بر این است که این ویژگی در کرم ها ایجاد شده است به طوری که آنها می توانند از باکتری هایی که در چشمه های آب گرم به وفور یافت می شوند، جشن بگیرند. از آنجایی که آنها قبلاً هیچ دشمن طبیعی نداشتند، باکتری ها طعمه نسبتاً آسانی بودند.

7 کوسه گرینلند


کوسه گرینلند یکی از بزرگترین و کم مطالعه ترین کوسه های روی کره زمین است. علیرغم این واقعیت که آنها کاملاً آهسته شنا می کنند (هر شناگر آماتوری می تواند از آنها سبقت بگیرد)، آنها بسیار نادر هستند. این به این دلیل است که این گونه کوسه معمولاً در عمق 1200 متری زندگی می کند. علاوه بر این، این کوسه یکی از مقاوم ترین کوسه ها در برابر سرما است. معمولاً ترجیح می دهد در آب بماند که دمای آن بین 1 تا 12 درجه سانتیگراد در نوسان است. از آنجایی که این کوسه‌ها در آب‌های سرد زندگی می‌کنند، باید به آرامی حرکت کنند تا مصرف انرژی خود را به حداقل برسانند. در غذا ناخوانا هستند و هرچه سر راهشان باشد می خورند. شایعات حاکی از آن است که طول عمر آنها حدود 200 سال است، اما هنوز کسی نتوانسته آن را تایید یا تکذیب کند.

6. کرم شیطان


برای چندین دهه، دانشمندان معتقد بودند که تنها موجودات تک سلولی می توانند در اعماق زیاد زنده بمانند. به نظر آنها فشار بالا، کمبود اکسیژن و دمای شدید مانع موجودات چند سلولی شده است. اما سپس کرم های میکروسکوپی در عمق چند کیلومتری کشف شدند. آنها با نام halicephalobus mephisto، برگرفته از یک شیطان از فرهنگ عامه آلمانی، در نمونه های آب در عمق 2.2 کیلومتری زیر زمین در غاری در آفریقای جنوبی یافت شدند. آنها توانسته اند از شرایط محیطی شدید جان سالم به در ببرند و این نشان می دهد که امکان حیات در مریخ و دیگر سیارات کهکشان ما وجود دارد.

5. قورباغه

برخی از گونه های قورباغه به دلیل توانایی آنها برای یخ زدن به معنای واقعی کلمه برای کل دوره زمستان و زنده شدن با ظهور بهار به طور گسترده شناخته شده اند. پنج گونه از این قورباغه ها در آمریکای شمالی یافت شده است که رایج ترین آنها قورباغه درختی معمولی است. از آنجایی که قورباغه های درختی در نقب زدن خیلی قوی نیستند، به سادگی زیر برگ های افتاده پنهان می شوند. آنها ماده ای مانند ضد یخ در رگ های خود دارند و اگرچه قلب آنها در نهایت می ایستد، اما این موقتی است. اساس تکنیک بقای آنها غلظت عظیم گلوکز است که از کبد قورباغه وارد جریان خون می شود. آنچه حتی شگفت‌انگیزتر است این واقعیت است که قورباغه‌ها می‌توانند توانایی خود را در یخ زدن نه تنها در محیط طبیعی، بلکه در آزمایشگاه نیز نشان دهند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند تا اسرار خود را فاش کنند.

(bner_ads_inline)

4 میکروب دریای عمیق


همه ما می دانیم که عمیق ترین نقطه جهان، سنگر ماریانا است. عمق آن تقریباً به 11 کیلومتر می رسد و فشار در آنجا 1100 برابر از فشار اتمسفر بیشتر است. چند سال پیش، دانشمندان موفق به یافتن آمیب‌های غول‌پیکر در آنجا شدند که موفق شدند آن‌ها را با دوربینی با وضوح بالا ضبط کنند و توسط یک کره شیشه‌ای از فشار عظیمی که در پایین آن حاکم است محافظت کنند. علاوه بر این، یک سفر اخیر توسط خود جیمز کامرون نشان داد که اشکال دیگری از زندگی ممکن است در اعماق سنگر ماریانا وجود داشته باشد. نمونه هایی از رسوبات کف به دست آمد که ثابت کرد فرورفتگی به معنای واقعی کلمه مملو از میکروب است. این واقعیت دانشمندان را شگفت زده کرد، زیرا شرایط شدید حاکم بر آنجا و همچنین فشار بسیار زیاد، به دور از بهشت ​​است.

3. Bdelloidea


روتیفرهای Bdelloidea بی مهرگان ماده بسیار ریز هستند که معمولاً در آب شیرین یافت می شوند. از زمان کشف آنها، هیچ گونه نر از این گونه پیدا نشده است و روتیفرها خود به صورت غیرجنسی تولید مثل می کنند که به نوبه خود DNA خود را از بین می برد. آنها DNA مادری خود را با خوردن انواع دیگر میکروارگانیسم ها بازیابی می کنند. به لطف این توانایی، روتیفرها می توانند کم آبی شدید را تحمل کنند، علاوه بر این، آنها قادر به مقاومت در برابر سطوح تشعشعی هستند که بیشتر موجودات زنده روی سیاره ما را می کشد. دانشمندان بر این باورند که توانایی آنها در ترمیم DNA خود در نتیجه نیاز به زنده ماندن در یک محیط بسیار خشک به وجود آمده است.

2. سوسک


یک افسانه وجود دارد که سوسک ها تنها موجودات زنده ای هستند که از جنگ هسته ای جان سالم به در خواهند برد. در واقع، این حشرات می توانند چندین هفته بدون آب و غذا زندگی کنند و علاوه بر این، آنها می توانند هفته ها بدون سر زندگی کنند. سوسک‌ها 300 میلیون سال است که حتی از دایناسورها نیز بیشتر زندگی می‌کنند. کانال دیسکاوری مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام داد که قرار بود نشان دهد سوسک‌ها با تشعشعات هسته‌ای قدرتمند زنده می‌مانند یا خیر. در نتیجه، مشخص شد که تقریباً نیمی از تمام حشرات قادر به زنده ماندن در برابر تشعشعات 1000 رادی هستند (چنین تشعشعی می تواند یک فرد بالغ سالم را تنها در 10 دقیقه قرار گرفتن در معرض مرگ بکشد)، علاوه بر این، 10٪ از سوسک ها با قرار گرفتن در معرض تشعشعات زنده ماندند. 10000 راد، که برابر با تشعشعات ناشی از انفجار هسته ای در هیروشیما است. متأسفانه، هیچ یک از این حشرات کوچک از 100000 راد تشعشع جان سالم به در نبردند.

1. تاردیگراد


موجودات آبزی کوچکی به نام تاردیگرید ثابت کرده اند که سخت ترین موجودات سیاره ما هستند. در نگاه اول، این حیوانات بامزه می توانند تقریباً در هر شرایط شدید، خواه گرما یا سرما، فشار زیاد یا تشعشع بالا، زنده بمانند. آنها می توانند برای مدتی حتی در فضا زنده بمانند. در شرایط سخت و در حالت کم آبی شدید، این موجودات قادرند چندین دهه زنده بمانند. آنها زنده می شوند، فقط باید آنها را در یک برکه قرار داد.

در آب جوش، در دمای 100 درجه سانتیگراد، همه اشکال موجودات زنده، از جمله باکتری ها و میکروب ها، که به دلیل مقاومت و سرزندگی خود شناخته می شوند، می میرند - این یک واقعیت شناخته شده و به طور کلی شناخته شده است. اما چقدر اشتباه معلوم می شود!

در اواخر دهه 1970، با ظهور اولین وسایل نقلیه در اعماق دریا، چشمه های گرمابی، که از آن جریان های آب داغ بسیار معدنی به طور مداوم از آن می زند. دمای چنین جریان هایی به 200-400 درجه سانتی گراد می رسد. در ابتدا، هیچ کس نمی توانست تصور کند که زندگی می تواند در عمق چندین هزار متری سطح، در تاریکی ابدی و حتی در چنین دمایی وجود داشته باشد. اما او آنجا بود. و نه حیات تک سلولی اولیه، بلکه کل اکوسیستم های مستقل، متشکل از گونه هایی که قبلاً برای علم ناشناخته بودند.

یک چشمه گرمابی در پایین ترانشه کیمن در عمق حدود 5000 متری یافت شده است. چنین منابعی به دلیل فوران آب سیاه دود مانند سیگاری سیاه نامیده می شوند.

اساس اکوسیستم هایی که در نزدیکی چشمه های گرمابی زندگی می کنند باکتری های شیمیایی شیمیایی هستند - میکروارگانیسم هایی که با اکسید کردن عناصر شیمیایی مختلف مواد مغذی لازم را دریافت می کنند. در مورد خاص توسط اکسیداسیون دی اکسید کربن. سایر نمایندگان اکوسیستم های حرارتی، از جمله خرچنگ های تغذیه کننده فیلتر، میگوها، نرم تنان مختلف و حتی کرم های دریایی عظیم، به این باکتری ها بستگی دارند.

این سیگاری سیاه رنگ کاملا سفید پوشیده شده است شقایق های دریایی. شرایطی که به معنای مرگ برای سایر موجودات دریایی است برای این موجودات عادی است. شقایق های سفید غذای خود را از طریق جذب باکتری های شیمیایی بدست می آورند.

موجودات زنده در سیگاری های سیاه پوست"کاملاً به شرایط محلی وابسته هستند و نمی توانند در زیستگاهی که برای اکثریت قریب به اتفاق موجودات دریایی آشناست زنده بمانند. به همین دلیل، برای مدت طولانی امکان زنده کردن یک موجود زنده به سطح زمین وجود نداشت، همه آنها مردند. وقتی دمای آب کاهش یافت

کرم Pompeii (lat. Alvinella pompejana) - این ساکن اکوسیستم های گرمابی زیر آب یک نام نسبتاً نمادین دریافت کرد.

یک خودروی بدون سرنشین زیر آب داعش با مدیریت اقیانوس شناسان انگلیسی موفق شد اولین موجود زنده را پرورش دهد. دانشمندان دریافته اند که دمای زیر 70 درجه سانتیگراد برای این موجودات شگفت انگیز کشنده است. این کاملاً قابل توجه است، زیرا دمای 70 درجه سانتیگراد برای 99 درصد موجودات زنده روی زمین کشنده است.

کشف اکوسیستم های حرارتی زیر آب برای علم بسیار مهم بود. اول، محدودیت هایی که در آن زندگی می تواند وجود داشته باشد، گسترش یافته است. ثانیاً، این کشف دانشمندان را به نسخه جدیدی از منشا حیات بر روی زمین سوق داد که بر اساس آن حیات از منافذ هیدروترمال سرچشمه می گیرد. و ثالثاً، این کشف یک بار دیگر ما را متوجه کرد که اطلاعات کمی در مورد دنیای اطراف خود داریم.