Dom / Krtice/ Životinje koje žive u toplim izvorima. Život je u ključaloj vodi. Starosna i polna struktura stanovništva

Životinje koje žive u toplim izvorima. Život je u ključaloj vodi. Starosna i polna struktura stanovništva

Neki organizmi imaju posebnu prednost koja im omogućava da izdrže najekstremnije uslove u kojima se drugi jednostavno ne mogu nositi. Takve sposobnosti uključuju otpornost na ogroman pritisak, ekstremne temperature i druge. Ovih deset stvorenja sa naše liste dat će šansu svakome ko se usudi da zatraži titulu najotpornijeg organizma.

10. Himalajski pauk skakač

Azijska divlja guska poznata je po tome što leti na visinama preko 6,5 kilometara, dok je najviše ljudsko naselje na 5.100 metara u peruanskim Andima. Međutim, visinski rekord ne pripada guskama, već himalajskom pauku skakaču (Euophrys omnisuperstes). Živeći na nadmorskoj visini od preko 6.700 metara, ovaj pauk se uglavnom hrani malim insektima koje tamo nose naleti vjetra. Ključna karakteristika ovog insekta je sposobnost preživljavanja u gotovo potpuno odsustvo kiseonik.

9. Džinovski kengur džemper

Obično, kada pomislimo na životinje koje mogu najduže preživjeti bez vode, kamila nam odmah padne na pamet. Ali kamile mogu preživjeti bez vode u pustinji samo 15 dana. U međuvremenu, bićete iznenađeni kada saznate da na svetu postoji životinja koja može da proživi ceo život a da ne popije ni kapi vode. Džinovski kengur hoper blizak je rođak dabrova. Njihov prosječni životni vijek je obično između 3 i 5 godina. Obično dobijaju vlagu iz hrane, jedući razne sjemenke. Osim toga, ovi glodari se ne znoje, čime se izbjegava dodatni gubitak vode. Ove životinje obično žive u Dolini smrti i trenutno su ugrožene.

8. Crvi otporni na toplotu

Budući da se toplina u vodi efikasnije prenosi na organizme, temperatura vode od 50 stepeni Celzijusa bit će mnogo opasnija od iste temperature zraka. Iz tog razloga pretežno bakterije uspijevaju u podvodnim toplim izvorima, što se ne može reći za višećelijske oblike života. Međutim, postoji posebna vrsta crva pod nazivom paralvinella sulfincola koja se rado nalazi u područjima gdje voda dostiže temperaturu od 45-55 stepeni. Naučnici su izveli eksperiment u kojem je jedan od zidova akvarijuma bio zagrijan, pa se pokazalo da su crvi radije boravili na ovom mjestu, zanemarujući hladnija mjesta. Vjeruje se da su ovu osobinu razvili crvi kako bi se mogli hraniti bakterijama koje se nalaze u izobilju u toplim izvorima. Jer to ranije nisu imali prirodni neprijatelji, bakterije su bile relativno lak plijen.

7. Grenlandska ajkula

Grenlandska ajkula jedna je od najvećih i najmanje proučavanih morskih pasa na planeti. Unatoč činjenici da plivaju prilično sporo (bilo koji plivač amater može ih prestići), izuzetno se rijetko viđaju. To je zbog činjenice da ova vrsta morskog psa obično živi na dubini od 1200 metara. Osim toga, ova ajkula je jedna od najotpornijih na hladnoću. Obično radije boravi u vodi čija se temperatura kreće između 1 i 12 stepeni Celzijusa. Budući da ove ajkule žive u hladnim vodama, moraju se kretati izuzetno sporo kako bi smanjile potrošnju energije. Oni su neselektivni u hrani i jedu sve što im se nađe na putu. Priča se da je njihov životni vijek oko 200 godina, ali to još niko nije uspio ni potvrditi ni demantovati.

6. Đavolji crv

Dugi niz decenija naučnici su vjerovali da samo jednoćelijski organizmi mogu preživjeti na velikim dubinama. Po njihovom mišljenju, visok pritisak, nedostatak kiseonika i ekstremne temperature stali su na put višećelijskim stvorenjima. Ali tada su mikroskopski crvi otkriveni na dubini od nekoliko kilometara. Nazvan halicephalobus mephisto, po demonu iz njemačkog folklora, otkriven je u uzorcima vode 2,2 kilometra ispod površine iz pećine u Južnoj Africi. Uspeli su da prežive ekstremne uslove okoline, što sugeriše da bi život mogao biti moguć na Marsu i drugim planetama u našoj galaksiji.

5. Žabe

Neke vrste žaba nadaleko su poznate po svojoj sposobnosti da se bukvalno smrzavaju tokom cijele zime i vraćaju se u život kada dođe proljeće. Pet vrsta takvih žaba pronađeno je u Sjevernoj Americi, od kojih je najčešća obična žaba. Zbog drvene žabe nisu jako jaki u zakopavanju, jednostavno se sakriju ispod opalog lišća. Imaju supstancu poput antifriza u venama, i iako im srce na kraju stane, to je privremeno. Osnova njihove tehnike preživljavanja je ogromna koncentracija glukoze koja ulazi u krv iz žablje jetre. Ono što još više iznenađuje je činjenica da su žabe u stanju da pokažu svoju sposobnost smrzavanja ne samo u prirodno okruženje, ali i u laboratorijskim uslovima, omogućavajući naučnicima da otkriju svoje tajne.

(banner_ads_inline)

4. Dubokomorski mikrobi

Svi znamo da je najdublja tačka na svetu Marijanski rov. Njegova dubina dostiže skoro 11 kilometara, a pritisak tamo prelazi atmosferski pritisak 1100 puta. Naučnici su prije nekoliko godina uspjeli tamo otkriti džinovske amebe, koje su uspjeli fotografirati kamerom visoke rezolucije i zaštićene staklenom sferom od ogromnog pritiska koji vlada na dnu. Štoviše, nedavna ekspedicija koju je poslao sam James Cameron pokazala je to u dubinama Marijanski rov mogu postojati i drugi oblici života. Dobijeni su uzorci donjih sedimenata koji su dokazali da je depresija bukvalno vrvi od mikroba. Ova činjenica je zadivila naučnike, jer su ekstremni uslovi koji tamo vladaju, kao i ogroman pritisak, daleko od raja.

3. Bdelloidea

Rotiferi vrste Bdelloidea su nevjerovatno sićušni ženski beskičmenjaci, koji se obično nalaze u svježa voda. Od njihovog otkrića nisu pronađeni mužjaci ove vrste, a sami rotiferi se razmnožavaju aseksualno, što zauzvrat uništava njihov vlastiti DNK. Oni obnavljaju svoj izvorni DNK jedući druge vrste mikroorganizama. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, rotiferi mogu da izdrže ekstremnu dehidraciju, u stvari, u stanju su da izdrže nivoe radijacije koja bi ubila većinu živih organizama na našoj planeti. Naučnici vjeruju da je njihova sposobnost da poprave svoj DNK nastala kao rezultat njihove potrebe da prežive u ekstremno sušnim sredinama.

2. Žohar

Postoji mit da će žohari biti jedini živi organizmi koji će preživjeti nuklearni rat. U stvari, ovi insekti mogu živjeti bez vode ili hrane nekoliko sedmica, a štoviše, mogu živjeti sedmicama bez glave. Žohari postoje već 300 miliona godina, nadživjeli su čak i dinosauruse. Discovery Channel je proveo niz eksperimenata koji su trebali pokazati hoće li žohari preživjeti ili ne pod snažnim nuklearnim zračenjem. Kao rezultat toga, pokazalo se da je gotovo polovina svih insekata uspjela preživjeti zračenje od 1000 rad (takvo zračenje može ubiti odraslu zdravu osobu za samo 10 minuta izlaganja); štoviše, 10% žohara preživjelo je izlaganje zračenju od 10 000 rads, što je jednako zračenju od nuklearne eksplozije u Hirošimi. Nažalost, nijedan od ovih malih insekata nije preživio dozu zračenja od 100.000 radijacija.

1. Tardigrade

Sićušni vodeni organizmi zvani tardigradi pokazali su se kao najotporniji organizmi na našoj planeti. Ove naizgled slatke životinje su u stanju da prežive gotovo sve ekstremne uslove, bilo da je to toplota ili hladnoća, ogroman pritisak ili visoko zračenje. Oni su u stanju da prežive neko vreme čak i u svemiru. U ekstremnim uslovima iu stanju ekstremne dehidracije, ova bića su u stanju da prežive nekoliko decenija. Ožive čim ih stavite u ribnjak.

U kipućoj vodi na temperaturi od 100°C umiru svi oblici živih organizama, uključujući bakterije i mikrobe, koji su poznati po svojoj postojanosti i vitalnosti - to je općepoznata i općeprihvaćena činjenica. Ali ispostavilo se da je to pogrešno!

Kasnih 1970-ih, sa pojavom prvih dubokomorskih vozila, hidrotermalni otvori, iz koje su kontinuirano tekli potoci izuzetno tople, visoko mineralizovane vode. Temperatura takvih potoka dostiže nevjerovatnih 200-400°C. U početku niko nije mogao zamisliti da život može postojati na dubini od nekoliko hiljada metara od površine, u vječnom mraku, pa čak i na takvoj temperaturi. Ali ona je postojala tamo. I to ne primitivni jednoćelijski život, već čitavi nezavisni ekosistemi koji se sastoje od vrsta koje su dosad bile nepoznate nauci.

Hidrotermalni otvor pronađen na dnu Kajmanskog rova na dubini od oko 5.000 metara. Takvi izvori nazivaju se crnim pušačima zbog erupcije crne vode nalik na dim.

Osnova ekosistema koji žive u blizini hidrotermalnih izvora su hemosintetske bakterije - mikroorganizmi koji oksidacijom različitih hemijskih elemenata dobijaju potrebne hranljive materije; u posebnom slučaju oksidacijom ugljičnog dioksida. Svi ostali predstavnici termalnih ekosistema, uključujući rakove koji se hrane filterom, škampe, razne mekušce, pa čak i ogromne morske gliste ovise o ovim bakterijama.

Ovaj crni pušač u potpunosti je obavijen bijelim anemonama. Stanja koja znače smrt za druge morske organizme su norma za ova stvorenja. Bijele anemone dobivaju svoju prehranu unosom hemosintetskih bakterija.

Organizmi koji žive u crni pušači"potpuno ovise o lokalnim uvjetima i nisu u stanju preživjeti u staništu poznatom velikoj većini morskih stanovnika. Iz tog razloga, dugo vremena nijedno stvorenje nije moglo biti živo izvučeno na površinu; sva su umrla kada je temperatura vode pala.

Pompejski crv (lat. Alvinella pompejana) - ovaj stanovnik podvodnih hidrotermalnih ekosistema dobio je prilično simbolično ime.

Podvodno bespilotno vozilo ISIS pod kontrolom britanskih oceanologa uspjelo je podići prvo živo biće. Naučnici su otkrili da su temperature ispod 70°C smrtonosne za ova nevjerovatna stvorenja. Ovo je prilično izvanredno, jer je temperatura od 70°C smrtonosna za 99% organizama koji žive na Zemlji.

Otkriće podvodnih termalnih ekosistema bilo je izuzetno važno za nauku. Prvo, proširene su granice unutar kojih život može postojati. Drugo, otkriće je dovelo naučnike do toga nova verzija o nastanku života na Zemlji, prema kojem je život nastao u hidrotermalnim izvorima. I treće, ovo otkriće u Ponovo shvatili smo da znamo zanemarljivo malo o svijetu oko nas.

Visoke temperature su štetne za skoro sva živa bića. Povećanje temperature okoline na +50 °C sasvim je dovoljno da izazove depresiju i smrt širokog spektra organizama. Nema potrebe pričati o više visoke temperature Oh.

Granicom širenja života smatra se temperatura od +100 °C, na kojoj dolazi do denaturacije proteina, odnosno uništavanja strukture proteinskih molekula. Dugo se vjerovalo da u prirodi ne postoje stvorenja koja bi lako podnosila temperature u rasponu od 50 do 100 °C. Međutim, nedavna otkrića naučnika ukazuju na suprotno.

Prvo su otkrivene bakterije koje su bile prilagođene životu u toplim izvorima sa temperaturom vode do +90 ºS. 1983. još jedan smjer naučno otkriće. Grupa američkih biologa proučavala je one na dnu pacifik izvori termalnih voda zasićenih metalima.

Crni pušači, slični krnjim čunjevima, nalaze se na dubini od 2000 m. Visina im je 70 m, a prečnik osnove 200 m. Pušači su prvi put otkriveni u blizini ostrva Galapagos.

Smješteni na velikim dubinama, ovi "crni pušači", kako ih geolozi nazivaju, aktivno upijaju vodu. Ovdje se zagrijava zbog topline koja dolazi iz duboke vruće tvari Zemlje i poprima temperaturu veću od +200 °C.

Voda u izvorima ne ključa samo zato što je pod visokim pritiskom i obogaćena je metalima iz nedra planete. Stub vode se diže iznad „crnih pušača“. Pritisak koji se ovdje stvara, na dubini od oko 2000 m (pa čak i mnogo veći), iznosi 265 atm. Pri tako visokom pritisku čak i mineralizovane vode nekih izvora, koje imaju temperature do +350°C, ne ključaju.

Kao rezultat miješanja s okeanskom vodom, termalne vode se relativno brzo hlade, ali bakterije koje su Amerikanci otkrili na ovim dubinama pokušavaju se držati podalje od ohlađene vode. Nevjerovatni mikroorganizmi su se prilagodili da se hrane mineralima u vodama zagrijanim na +250 °C. Više niske temperature djeluju depresivno na mikrobe. Već u vodi s temperaturom od oko +80 ° C, iako bakterije ostaju održive, prestaju se razmnožavati.

Naučnici ne znaju tačno koja je tajna fantastične izdržljivosti ovih sićušnih živih bića, koja lako podnose zagrevanje do tačke topljenja kalaja.

Oblik tijela bakterija koje nastanjuju crne pušače je nepravilan. Često su organizmi opremljeni dugim projekcijama. Bakterije apsorbuju sumpor, pretvarajući ga u organsku materiju. Pogonophora i vestimentifera su sa njima stvarale simbiozu kako bi jele ovu organsku materiju.

Temeljito biohemijsko istraživanje omogućilo je identificiranje prisutnosti zaštitnog mehanizma u bakterijskim stanicama. Molekul supstance nasljedne DNK, na kojoj su pohranjene genetske informacije, kod brojnih vrsta obavijen je slojem proteina koji apsorbira višak topline.

Sama DNK uključuje abnormalno visok sadržaj parova guanin-citozin. Sva ostala živa bića na našoj planeti imaju mnogo manji broj ovih asocijacija unutar svog DNK. Ispostavilo se da je vezu između gvanina i citozina vrlo teško prekinuti zagrijavanjem.

Stoga, većina ovih spojeva jednostavno služi u svrhu jačanja molekula i tek onda u svrhu kodiranja genetskih informacija.

Aminokiseline služe kao komponente proteinskih molekula, u kojima se drže zahvaljujući posebnim hemijskim vezama. Ako uporedimo proteine dubokomorskih bakterija s proteinima drugih živih organizama sličnih u gore navedenim parametrima, ispada da zbog dodatnih aminokiselina postoje dodatne veze u proteinima visokotemperaturnih mikroba.

Ali stručnjaci su sigurni da to nije tajna bakterija. Zagrijavanje ćelija unutar +100 - 120ºC sasvim je dovoljno da ošteti DNK zaštićenu navedenim hemijskim uređajima. To znači da moraju postojati drugi načini unutar bakterija da izbjegnu uništavanje njihovih stanica. Protein koji čini mikroskopske stanovnike termalnih izvora uključuje posebne čestice - aminokiseline koje se ne nalaze ni u jednom drugom stvorenju na Zemlji.

Posebnu zaštitu imaju proteinski molekuli bakterijskih stanica, koji imaju posebne zaštitne (jačajuće) komponente. Lipidi, odnosno masti i tvari slične mastima, imaju neobičnu strukturu. Njihovi molekuli su ujedinjeni lanci atoma. Hemijska analiza lipida iz visokotemperaturnih bakterija pokazala je da su u ovim organizmima isprepleteni lipidni lanci, što služi za dodatno jačanje molekula.

Međutim, podaci analize mogu se shvatiti i na drugi način, tako da hipoteza o isprepletenim lancima ostaje nedokazana. Ali čak i ako to uzmemo kao aksiom, nemoguće je u potpunosti objasniti mehanizme adaptacije na temperature od oko +200 °C.

Visokorazvijenija živa bića nisu mogla postići uspjeh mikroorganizama, ali zoolozi poznaju mnoge beskičmenjake, pa čak i ribe koje su se prilagodile životu u termalnim vodama.

Među beskičmenjacima treba prije svega navesti različite stanovnike pećina koji naseljavaju rezervoare koji se napajaju podzemnom vodom, a zagrijavaju se podzemnom toplinom. U većini slučajeva to su sitne jednoćelijske alge i sve vrste rakova.

Predstavnik rakova izopoda, termosferski termalni pripada porodici sferomatida. Živi u vrelom izvoru u Soccoru (Novi Meksiko, SAD). Dužina rakova je samo 0,5-1 cm, kreće se po dnu izvora i ima jedan par antena dizajniranih za orijentaciju u prostoru.

Pećinske ribe, prilagođene životu u termalnim izvorima, podnose temperature do +40 °C. Među tim stvorenjima, najistaknutiji su neki šaranski zubi koji naseljavaju podzemne vode Sjeverne Amerike. Među vrstama ove velike grupe ističe se Cyprinodon macularis.

Ovo je jedna od najrjeđih životinja na Zemlji. Mala populacija ovih sićušnih ribica živi u toplom izvoru koji je dubok samo 50 cm.Ovaj izvor se nalazi unutar Đavolje pećine u Dolini smrti (Kalifornija), jednom od najsušnijih i najsušnijih vruća mjesta na planeti.

Bliski rođak Cyprinodona, slijepo oko nije prilagođeno životu u termalnim izvorima, iako nastanjuje podzemne vode kraških pećina na istom geografskom području u Sjedinjenim Državama. Slijepooki i njemu srodne vrste svrstane su u porodicu slijepookih, dok su ciprinodoni klasifikovani kao posebna porodica šaranovih zubaca.

Za razliku od ostalih prozirnih ili mliječno-kremnih stanovnika pećina, uključujući i one sa šaranskim zubima, ciprinodoni su obojeni svijetlo plavom bojom. Nekada su se ove ribe nalazile na nekoliko izvora i mogle su se slobodno kretati kroz podzemne vode iz jednog rezervoara u drugi.

U 19. stoljeću lokalni stanovnici su više puta promatrali kako se ciprinodoni naseljavaju u lokvama koje su se pojavile kao rezultat punjenja kolovoza podzemnom vodom. Inače, do danas je ostalo nejasno kako i zašto ovi prelepa riba probijali se zajedno sa podzemnom vlagom kroz sloj rastresitog tla.

Međutim, ova misterija nije glavna. Nije jasno kako ribe mogu izdržati temperaturu vode do +50 °C. Kako god bilo, bila je to čudna i neobjašnjiva adaptacija koja je pomogla Ciprinodoncima da prežive. Ova bića su se pojavila u Sjevernoj Americi prije više od milion godina. S početkom glacijacije, sve životinje sa šaranskim zubima su izumrle, osim onih koje su razvile podzemne vode, uključujući i termalne.

Gotovo sve vrste porodice stenazellid, koje predstavljaju mali (ne više od 2 cm) rakovi izopoda, žive u termalnim vodama s temperaturama ne nižim od +20 C.

Kada je glečer otišao i klima u Kaliforniji postala sušnija, temperatura, salinitet, pa čak i količina hrane - algi - ostali su gotovo nepromijenjeni u pećinskim izvorima 50 hiljada godina. Stoga je riba, bez promjene, ovdje mirno preživjela prapovijesne kataklizme. Danas su sve vrste pećinskih ciprinodona zaštićene zakonom u interesu nauke.

Za one koje ne zanimaju životinje, ali traže gdje kupiti jeftiniji novogodišnji poklon, Groupon promotivni kod će svakako dobro doći.

Neki organizmi, u poređenju s drugima, imaju niz neospornih prednosti, na primjer, sposobnost da izdrže ekstremno visoke ili niske temperature. Postoji mnogo takvih izdržljivih živih bića na svijetu. U članku ispod ćete se upoznati s najnevjerovatnijim od njih. Oni su, bez pretjerivanja, u stanju da prežive čak iu ekstremnim uslovima.

1. Himalajski pauci skakači

Poznato je da su šipkaste guske među pticama koje najviše lete na svijetu. Oni su u stanju da lete na visini većoj od 6 hiljada metara iznad zemlje.

Znate li gdje se nalazi najviše naseljeno područje na Zemlji? U Peruu. Ovo je grad La Rinconada, koji se nalazi u Andima u blizini granice sa Bolivijom na nadmorskoj visini od oko 5100 metara.

U međuvremenu, rekord za najviša živa bića na planeti Zemlji pripada himalajskim paucima skakačima Euophrys omnisuperstes („koji stoje iznad svega“), koji žive u zakucima na obroncima Mont Everesta. Penjači su ih pronašli čak i na visini od 6.700 metara. Ovi mali pauci hrane se insektima koji se nose na planinske vrhove jak vjetar. Oni su jedina živa bića koja trajno žive na tako velikoj visini, ne računajući, naravno, neke vrste ptica. Poznato je i da su himalajski pauci skakači u stanju da prežive čak iu uslovima nedostatka kiseonika.

2. Džinovski kengur džemper

Kada se od nas traži da navedemo životinju bez koje može pije vodu u dugim vremenskim periodima, prvo što vam padne na pamet je kamila. Međutim, u pustinji bez vode može preživjeti ne više od 15 dana. I ne, kamile ne pohranjuju zalihe vode u svoje grbače, kao što mnogi ljudi pogrešno vjeruju. U međuvremenu, na Zemlji još uvijek postoje životinje koje žive u pustinji i mogu živjeti bez ijedne kapi vode cijeli život!

Džinovski klokani rođaci su dabrova. Životni vijek im se kreće od tri do pet godina. Divovski kengur skakači uz hranu dobijaju vodu, a hrane se uglavnom sjemenkama.

Džinovski kengur skakači, kako naučnici primećuju, uopšte se ne znoje, pa ne gube, već, naprotiv, akumuliraju vodu u telu. Možete ih pronaći u Dolini smrti (Kalifornija). Džinovski klokani su trenutno ugroženi.

3. Crvi koji su otporni na visoke temperature

Budući da voda odvodi toplinu iz ljudskog tijela oko 25 puta efikasnije od zraka, temperatura od 50 stepeni Celzijusa u morskim dubinama bit će mnogo opasnija nego na kopnu. Zbog toga pod vodom uspijevaju bakterije, a ne višećelijski organizmi koji ne mogu izdržati previsoke temperature. Ali postoje izuzeci...

Morski dubokomorski annelidi Paralvinella sulfincola, koji žive u blizini hidrotermalnih izvora na dnu Tihog okeana, možda su živa bića koja najviše vole toplinu na planeti. Rezultati eksperimenta koji su naučnici proveli sa zagrevanjem akvarijuma pokazali su da se ovi crvi radije naseljavaju tamo gde temperatura dostiže 45-55 stepeni Celzijusa.

4. Grenlandska ajkula

Grenlandske ajkule spadaju među najveća živa bića na planeti Zemlji, ali naučnici o njima ne znaju gotovo ništa. Plivaju vrlo sporo, u rangu sa običnim plivačem amaterom. Međutim, gotovo je nemoguće vidjeti grenlandske ajkule u okeanskim vodama, jer obično žive na dubini od 1200 metara.

Grenlandske ajkule se također smatraju bićima na svijetu koja najviše vole hladnoću. Više vole da žive na mestima gde temperatura dostiže 1-12 stepeni Celzijusa.

Grenlandske ajkule žive u hladnim vodama, što znači da moraju da štede energiju; ovo objašnjava činjenicu da plivaju vrlo sporo - brzinom ne većom od dva kilometra na sat. Grenlandske ajkule nazivaju i "uspavane ajkule". Nisu izbirljivi u hrani: jedu sve što uhvate.

Prema nekim naučnicima, životni vijek grenlandskih ajkula može doseći 200 godina, ali to još nije dokazano.

5. Đavolji crvi

Nekoliko decenija naučnici su mislili da samo jednoćelijski organizmi mogu preživjeti na veoma velikim dubinama. Vjerovalo se da višećelijski oblici života ne mogu tamo živjeti zbog nedostatka kisika, pritiska i visokih temperatura. Međutim, nedavno su istraživači otkrili mikroskopske crve na dubini od nekoliko hiljada metara od površine zemlje.

Nematode Halicephalobus mephisto, nazvane po demonu iz njemačkog folklora, otkrili su Gaetan Borgoni i Tallis Onstott 2011. godine u uzorcima vode uzetim na dubini od 3,5 kilometara u pećini u Južnoj Africi. Naučnici su otkrili da pokazuju visoku otpornost na razne ekstremne uslove, poput onih okruglih crva koji su preživjeli katastrofu spejs šatla Columbia koja se dogodila 1. februara 2003. godine. Otkriće vražjih crva moglo bi pomoći da se proširi potraga za životom na Marsu i bilo kojoj drugoj planeti u našoj galaksiji.

6. Žabe

Naučnici su primijetili da se neke vrste žaba doslovno smrzavaju s početkom zime i, odmrznuvši se u proljeće, vraćaju se punom životu. U Sjevernoj Americi postoji pet vrsta takvih žaba, a najčešća je Rana sylvatica ili Wood Frog.

Drvene žabe ne znaju da se zakopaju u zemlju, pa se s početkom hladnog vremena jednostavno sakriju ispod opalog lišća i smrzavaju, kao i sve oko njih. Unutar tijela se pokreće njihov prirodni odbrambeni mehanizam “antifriza” i oni, poput kompjutera, prelaze u “režim spavanja”. Zalihe glukoze u jetri im u velikoj mjeri omogućavaju da prežive zimu. Ali najnevjerovatnija stvar je da drvene žabe pokazuju svoju nevjerovatnu sposobnost kako u divljini tako iu laboratorijskim uvjetima.

7. Dubokomorske bakterije

Svi znamo da je najdublja tačka Svjetskog okeana Marijanski rov, koji se nalazi na dubini većoj od 11 hiljada metara. Na njegovom dnu pritisak vode dostiže 108,6 MPa, što je otprilike 1072 puta više od normalnog atmosferski pritisak na nivou Svetskog okeana. Prije nekoliko godina, naučnici su koristeći kamere visoke rezolucije smještene u staklene sfere otkrili gigantske amebe u Marijanskom rovu. Prema Džejmsu Kameronu, koji je vodio ekspediciju, tamo cvetaju i drugi oblici života.

Proučavajući uzorke vode sa dna Marijanskog rova, naučnici su u njemu otkrili ogroman broj bakterija, koje su se, iznenađujuće, aktivno razmnožavale, uprkos veća dubina i ekstremnog pritiska.

8. Bdelloidea

Rotifers Bdelloidea su male beskičmenjake koje se obično nalaze u slatkoj vodi.

Predstavnicima rotifera Bdelloidea nedostaju mužjaci, populacije su zastupljene samo partenogenetičkim ženkama. Bdelloidea se razmnožava aseksualno, za što naučnici vjeruju da negativno utječe na njihov DNK. Koji je najbolji? Najbolji način savladati ove štetne efekte? Odgovor: jedite DNK drugih oblika života. Zahvaljujući ovom pristupu, Bdelloidea je evoluirala neverovatna sposobnost izdržati ekstremnu dehidraciju. Štaviše, mogu preživjeti čak i nakon što prime dozu zračenja koja je smrtonosna za većinu živih organizama.

Naučnici vjeruju da je Bdelloidea sposobnost da popravi DNK izvorno data njima da prežive na visokim temperaturama.

9. Žohari

Postoji popularan mit da će nakon nuklearnog rata na Zemlji ostati samo žohari. Ovi insekti mogu sedmicama izdržati bez hrane i vode, ali još je nevjerovatnija činjenica da mogu živjeti mnogo dana nakon što su izgubili glavu. Žohari su se pojavili na Zemlji prije 300 miliona godina, čak i ranije od dinosaurusa.

Voditelji emisije “Razbijači mitova” u jednom od programa odlučili su testirati žohare na preživljavanje u toku nekoliko eksperimenata. Prvo, izložili su određeni broj insekata zračenju od 1.000 radia, dozi koja je mogla ubiti zdravu osobu za nekoliko minuta. Gotovo polovina ih je uspjela preživjeti. Nakon što su Razbijači mitova povećali snagu zračenja na 10 hiljada radi (kao tokom atomskog bombardovanja Hirošime). Ovaj put je preživjelo samo 10 posto žohara. Kada je snaga zračenja dostigla 100 hiljada radi, nijedan žohar, nažalost, nije uspio preživjeti.

Temperatura je najvažniji faktor životne sredine. Temperatura ima ogroman uticaj na mnoge aspekte života organizama, njihovu geografiju distribucije, reprodukciju i druga biološka svojstva organizama, koja uglavnom zavise od temperature. Domet, tj. Temperaturne granice u kojima život može postojati kreću se od približno -200°C do +100°C, a ponekad je otkriveno da bakterije postoje u toplim izvorima na temperaturama od 250°C. U stvarnosti, većina organizama može preživjeti u još užem rasponu temperatura.

Neke vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama blizu točke ključanja. Gornja granica temperature za bakterije vrela je oko 90°C. Promjenjivost temperature je vrlo važna sa stanovišta okoliša.

Svaka vrsta može živjeti samo unutar određenog temperaturnog raspona, takozvanih maksimalnih i minimalnih smrtonosnih temperatura. Iznad ovih kritičnih temperaturnih ekstrema, hladnoće ili vrućine, dolazi do smrti organizma. Negdje između njih postoji optimalna temperatura na kojoj je aktivna vitalna aktivnost svih organizama, žive tvari u cjelini.

Prema toleranciji organizama na temperaturni uslovi dijele se na euritermne i stenotermne, tj. može tolerirati temperaturne fluktuacije u širokim ili uskim granicama. Na primjer, lišajevi i mnoge bakterije mogu živjeti na različitim temperaturama, ili su orhideje i druge biljke tropskih zona koje vole toplinu stenotermne.

Neke životinje mogu održavati konstantnu tjelesnu temperaturu, bez obzira na temperaturu okoline. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni. Kod drugih životinja, tjelesna temperatura varira ovisno o temperaturi okoline. Zovu se poikilotermne. Ovisno o načinu prilagođavanja organizama na temperaturne uvjete, dijele se na dva ekološke grupe: kriofili su organizmi prilagođeni hladnoći i niskim temperaturama; termofili - ili toplinu.

Allenovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je ustanovio D. Allen 1877. Prema ovom pravilu, među srodnim oblicima homeotermnih (toplokrvnih) životinja koje vode sličan način života, one koje žive u hladnijim klimama imaju relativno manje izbočene dijelove tijela: uši, noge, repovi itd.

Smanjenje izbočenih dijelova tijela dovodi do smanjenja relativne površine tijela i pomaže u uštedi topline.

Primjer ovog pravila su predstavnici porodice pasa iz raznih krajeva. Najmanje (u odnosu na dužinu tijela) uši i manje izdužene njuške u ovoj porodici nalaze se kod arktičke lisice (područje: Arktik), a najveće uši i uske, izdužene njuške nalaze se u lisice feneka (područje: Sahara).

Ovo pravilo važi i za ljudsku populaciju: najkraći (u odnosu na veličinu tela) nos, ruke i noge su karakteristični za eskimsko-aleutske narode (Eskimi, Inuiti), a najduže ruke i noge su za krzna i Tutsije.

Bergmanovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je 1847. godine formulisao njemački biolog Karl Bergmann. Pravilo kaže da su među sličnim oblicima homeotermnih (toplokrvnih) životinja najveći oni koji žive u hladnijim klimatskim uslovima - u visokim geografskim širinama ili u planinama. Ako postoje blisko srodne vrste (na primjer, vrste istog roda) koje se ne razlikuju značajno po obrascima ishrane i načinu života, onda više velike vrste nalazi se iu oštrijim (hladnim) klimama.

Pravilo se zasniva na pretpostavci da ukupna proizvodnja toplote kod endotermnih vrsta zavisi od zapremine tela, a brzina prenosa toplote zavisi od njegove površine. Kako se veličina organizama povećava, volumen tijela raste brže od njegove površine. Ovo pravilo je prvo eksperimentalno testirano na psima različitih veličina. Pokazalo se da je proizvodnja topline kod malih pasa veća po jedinici mase, ali bez obzira na veličinu ostaje gotovo konstantna po jedinici površine.

Zaista, Bergmanovo pravilo se često ispunjava i unutar iste vrste i među blisko srodnim vrstama. Na primjer, amurski oblik tigra sa Daleki istok veći od Sumatrana iz Indonezije. Podvrste sjevernog vuka u prosjeku su veće od južnih. Među blisko srodnim vrstama roda medvjeda, najveće žive u sjevernim geografskim širinama ( polarni medvjed, smeđi medvjedi iz oko. Kodiak), a najmanje vrste (na primjer, medvjed s naočarima) nalaze se u područjima s toplom klimom.

Istovremeno, ovo pravilo je često kritikovano; uočeno je da ne može biti opšte prirode, jer na veličinu sisara i ptica osim temperature utiču i mnogi drugi faktori. Osim toga, prilagođavanje na oštra klima na nivou populacije i vrste često se ne javljaju zbog promjena u veličini tijela, već zbog promjena u veličini unutrašnjih organa (povećanje veličine srca i pluća) ili zbog biohemijskih adaptacija. Uzimajući u obzir ovu kritiku, potrebno je naglasiti da je Bergmanovo pravilo statističke prirode i jasno ispoljava svoj učinak, pod uslovom da su sve ostale jednake.

Zaista, postoji mnogo izuzetaka od ovog pravila. Tako je najmanja rasa vunastih mamuta poznata sa polarnog ostrva Wrangel; mnoge podvrste šumskih vukova veće su od vukova iz tundre (na primjer, izumrla podvrsta s poluotoka Kenai; pretpostavlja se da bi njihova velika veličina mogla dati ovim vukovima prednost u lovu na velike losove koji naseljavaju poluotok). Dalekoistočna podvrsta leoparda koja živi na Amuru znatno je manja od afričke. U navedenim primjerima, uspoređeni oblici se razlikuju po načinu života (otočke i kontinentalne populacije; podvrste tundre, hrane se manjim plijenom, i šumske podvrste koje se hrane većim plijenom).

U odnosu na ljude, pravilo je primjenjivo u određenoj mjeri (na primjer, pigmejska plemena su se očigledno više puta i nezavisno pojavljivala na različitim područjima sa tropska klima); međutim, razlike u lokalnoj ishrani i običajima, migracijama i genetskom pomaku među populacijama ograničavaju primenljivost ovog pravila.

Glogerovo pravilo je to među oblicima povezanim jedni s drugima ( različite rase ili podvrste iste vrste, srodne vrste) homeotermne (toplokrvne) životinje, one koje žive u toplim i vlažnim klimama su svetlije obojene od onih koje žive u hladnoj i suvoj klimi. Osnovao ga je 1833. Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), poljski i njemački ornitolog.

Na primjer, većina pustinjskih vrsta ptica je tamnije boje od njihovih suptropskih i suptropskih rođaka. tropske šume. Glogerovo pravilo se može objasniti i razmatranjem kamuflaže i uticajem klimatskih uslova na sintezu pigmenata. U određenoj mjeri, Glogerovo pravilo vrijedi i za hipokilotermne (hladnokrvne) životinje, posebno insekte.

Vlažnost kao ekološki faktor

U početku su svi organizmi bili vodeni. Osvojivši zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Sastavni dio Svi živi organizmi su voda. Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Bez vlage i vode nema života.

Vlažnost je parametar koji karakterizira sadržaj vodene pare u zraku. Apsolutna vlažnost- ovo je količina vodene pare u vazduhu i zavisi od temperature i pritiska. Ova količina se naziva relativna vlažnost (tj. odnos količine vodene pare u vazduhu i zasićene količine pare pod određenim uslovima temperature i pritiska).

U prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti. Vlažnost zraka varira vertikalno i horizontalno. Ovaj faktor, zajedno sa svjetlošću i temperaturom, igra veliku ulogu u regulaciji aktivnosti organizama i njihove distribucije. Vlažnost takođe menja efekat temperature.

Važan faktor životne sredine je sušenje na vazduhu. Posebno za kopnene organizme, efekat sušenja vazduha je od velike važnosti. Životinje se prilagođavaju preseljenjem u zaštićena područja i aktivna slikaživoti se vode noću.

Biljke upijaju vodu iz tla i gotovo sve (97-99%) isparava kroz lišće. Ovaj proces se naziva transpiracija. Isparavanje hladi listove. Zahvaljujući isparavanju, joni se transportuju kroz tlo do korena, joni se transportuju između ćelija itd.

Određena količina vlage je apsolutno neophodna za kopnene organizme. Mnogi od njih zahtijevaju relativnu vlažnost od 100% za normalno funkcioniranje, a naprotiv, organizam u normalnom stanju ne može dugo živjeti na apsolutno suhom zraku, jer stalno gubi vodu. Voda je suštinski deo žive materije. Stoga gubitak vode u određenoj količini dovodi do smrti.

Biljke se u sušnoj klimi prilagođavaju morfološkim promjenama i redukcijom vegetativnih organa, posebno listova.

Kopnene životinje se također prilagođavaju. Mnogi od njih piju vodu, drugi je upijaju kroz tijelo u tečnom ili parnom obliku. Na primjer, većina vodozemaca, neki insekti i grinje. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije, svoje potrebe zadovoljavaju vodom opskrbljenom hranom. Druge životinje dobijaju vodu procesom oksidacije masti.

Voda je apsolutno neophodna živim organizmima. Stoga se organizmi šire po svom staništu ovisno o njihovim potrebama: vodeni organizmi stalno žive u vodi; hidrofiti mogu živjeti samo u vrlo vlažnim sredinama.

Sa stanovišta ekološke valencije, hidrofiti i higrofiti pripadaju grupi stenogira. Vlažnost jako utiče na vitalne funkcije organizama, na primjer, 70% relativna vlažnost bio veoma povoljan za poljsko sazrijevanje i plodnost ženki migratornih skakavaca. Kada se uspješno razmnožavaju, uzrokuju ogromnu ekonomsku štetu usjevima u mnogim zemljama.

Za ekološku procjenu rasprostranjenosti organizama koristi se indikator aridnosti klime. Suvoća služi kao selektivni faktor za ekološka klasifikacija organizmi.

Dakle, ovisno o karakteristikama vlažnosti lokalne klime, vrste organizama se dijele u ekološke grupe:

1. Hidratofiti su vodene biljke.

2. Hidrofiti su kopneno-vodene biljke.

3. Higrofiti - kopnene biljke koje žive u uslovima visoke vlažnosti.

4. Mezofiti su biljke koje rastu sa prosječnom vlagom

5. Kserofiti su biljke koje rastu uz nedovoljno vlage. Oni se, pak, dijele na: sukulente - sukulentne biljke (kaktusi); sklerofiti su biljke s uskim i malim listovima, umotanim u cijevi. Također se dijele na eukserofite i stypakserofite. Eukserofiti su stepske biljke. Stypaxerophytes su grupa uskolisnih travnatih trava (perjanica, vlasulja, tonkonogo, itd.). Zauzvrat, mezofiti se također dijele na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Iako je inferiorna u odnosu na temperaturu, vlažnost je ipak jedan od glavnih faktora okoline. Za većinu istorije divljih životinja organski svijet bila predstavljena isključivo vodenim organizmima. Sastavni dio velike većine živih bića je voda, a gotovo svim im je potrebna vodena sredina za reprodukciju ili spajanje gameta. Kopnene životinje su prisiljene stvarati umjetne vodena sredina za oplodnju, a to dovodi do toga da potonja postaje unutrašnja.

Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Može se izraziti u gramima po kubnom metru.

Svetlost kao faktor životne sredine. Uloga svjetlosti u životu organizama

Svetlost je jedan od oblika energije. Prema prvom zakonu termodinamike, ili zakonu održanja energije, energija se može mijenjati iz jednog oblika u drugi. Prema ovom zakonu, organizmi su termodinamički sistem koji neprestano razmjenjuje energiju i materiju sa okolinom. Organizmi na površini Zemlje izloženi su protoku energije, uglavnom sunčeve energije, kao i dugovalnom toplotnom zračenju kosmičkih tijela.

Oba ova faktora određuju klimatske uslove životne sredine (temperatura, brzina isparavanja vode, kretanje vazduha i vode). Sunčeva svjetlost sa energijom od 2 cal pada na biosferu iz svemira. za 1 cm 2 u 1 min. Ovo je takozvana solarna konstanta. Ova svjetlost, prolazeći kroz atmosferu, je oslabljena i ne više od 67% njene energije može doći do površine Zemlje u vedro podne, tj. 1,34 cal. po cm 2 u 1 min. Prolazeći kroz oblake, vodu i vegetaciju, sunčeva svjetlost dodatno slabi, a raspodjela energije u njoj po različitim dijelovima spektra značajno se mijenja.

Stepen do kojeg su sunčeva svjetlost i kosmičko zračenje prigušeni ovisi o talasnoj dužini (frekvenciji) svjetlosti. Ultraljubičasto zračenje s talasnom dužinom manjom od 0,3 mikrona gotovo ne prolazi kroz ozonski omotač (na visini od oko 25 km). Takvo zračenje je opasno za živi organizam, posebno za protoplazmu.

U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije; sve biljke, osim bakterija, fotosintezuju, tj. sintetizirati organska materija iz neorganskih supstanci (tj. iz vode, mineralnih soli i CO-U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije, sve biljke osim bakterija 2 - koriste energiju zračenja u procesu asimilacije). Svi organizmi za ishranu zavise od kopnenih fotosintetskih organizama, tj. biljke koje nose hlorofil.

Svjetlost kao okolišni faktor dijeli se na ultraljubičastu sa talasnom dužinom od 0,40 - 0,75 mikrona i infracrvenu sa talasnom dužinom većom od ovih veličina.

Djelovanje ovih faktora ovisi o svojstvima organizama. Svaka vrsta organizma je prilagođena određenoj talasnoj dužini svetlosti. Neke vrste organizama su se prilagodile ultraljubičastom zračenju, dok su se drugi prilagodili infracrvenom zračenju.

Neki organizmi mogu razlikovati valne dužine. Imaju posebne sisteme za percepciju svjetlosti i vid boja, koji su od velikog značaja u njihovom životu. Mnogi insekti su osjetljivi na kratkovalno zračenje, koje ljudi ne mogu primijetiti. Moljci dobro percipiraju ultraljubičaste zrake. Pčele i ptice precizno određuju svoju lokaciju i navigirati terenom čak i noću.

Organizmi takođe snažno reaguju na intenzitet svetlosti. Na osnovu ovih karakteristika biljke se dele u tri ekološke grupe:

1. Svetloljubivi, sunceljubivi ili heliofiti – koji se mogu normalno razvijati samo pod sunčevim zracima.

2. Biljke koje vole sjenu, ili sciofite, su biljke nižih slojeva šuma i dubokomorskih biljaka, na primjer, đurđice i druge.

Kako se intenzitet svjetlosti smanjuje, usporava se i fotosinteza. Svi živi organizmi imaju graničnu osjetljivost na intenzitet svjetlosti, kao i na druge faktore okoline. U raznih organizama prag osjetljivosti na faktore okoline varira. Na primjer, intenzivno svjetlo inhibira razvoj muva Drosophila, čak i uzrokuje njihovu smrt. Žohari i drugi insekti ne vole svjetlost. U većini fotosintetskih biljaka, pri slabom intenzitetu svjetlosti, sinteza proteina je inhibirana, a kod životinja procesi biosinteze su inhibirani.

3. Heliofiti otporni na hladovinu ili fakultativni heliofiti. Biljke koje dobro rastu i u sjeni i na svjetlu. Kod životinja se ova svojstva organizama nazivaju svjetloljubivi (fotofili), sjenčani (fotofobi), eurifobični - stenofobični.

Valentnost životne sredine

stepen prilagodljivosti živog organizma promenama uslova sredine. E.v. predstavlja svojstvo vrste. Kvantitativno se izražava rasponom promjena životne sredine unutar kojih ovaj tip održava normalno funkcionisanje. E.v. može se razmatrati kako u odnosu na reakciju vrste na pojedinačne faktore okoline, tako iu odnosu na kompleks faktora.

U prvom slučaju, vrste koje tolerišu velike promjene jačine faktora utjecaja označavaju se terminom koji se sastoji od naziva ovog faktora s prefiksom “eury” (eurythermal - u odnosu na utjecaj temperature, euryhaline - u odnosu na na slanost, eurybatherous - u odnosu na dubinu, itd.); vrste prilagođene samo malim promjenama ovog faktora označene su sličnim pojmom s prefiksom “steno” (stenotermni, stenohalin, itd.). Vrste sa širokim E. v. u odnosu na kompleks faktora, nazivaju se euribionti (vidi Eurybionts) za razliku od stenobionta (vidi Stenobionts), koji imaju nisku prilagodljivost. Budući da euribiontičnost omogućava naseljavanje različitih staništa, a stenobiontičnost oštro sužava raspon staništa pogodnih za ovu vrstu, ove dvije grupe se često nazivaju euri- odnosno stenotopima.

Eurybionts, životinjski i biljni organizmi sposobni za postojanje pod značajnim promjenama uslova okoline. Na primjer, stanovnici morskog priobalnog pojasa podnose redovno isušivanje za vrijeme oseke, jako zagrijavanje ljeti, a hlađenje i ponekad smrzavanje zimi (euritermne životinje); Stanovnici ušća rijeka to mogu izdržati. fluktuacije saliniteta vode (eurihalne životinje); brojne životinje postoje u širokom rasponu hidrostatskog pritiska (euribati). Mnogi kopneni stanovnici umjerenih geografskih širina u stanju su izdržati velike sezonske temperaturne fluktuacije.

Euribiontizam vrste povećava sposobnost podnošenja nepovoljnih uvjeta u stanju anabioze (mnoge bakterije, spore i sjemenke mnogih biljaka, odrasle višegodišnje biljke hladnih i umjerenih geografskih širina, zimujuće pupoljke slatkovodnih spužvi i briozoa, jaja grančica rakovi, odrasli tardigradi i neki rotiferi, itd.) ili hibernacija (neki sisari).

PRAVILO ČETVERIKOVA, U pravilu, prema Kromu, u prirodi sve vrste živih organizama nisu predstavljene pojedinačnim izoliranim jedinkama, već u obliku agregata brojeva (ponekad vrlo velikih) pojedinaca-populacija. Uzgajao S. S. Četverikov (1903).

Pogled- ovo je povijesno uspostavljen skup populacija jedinki, sličnih po morfo-fiziološkim svojstvima, sposobnih da se međusobno slobodno križaju i daju plodno potomstvo, zauzimajući određeno područje. Svaka vrsta živih organizama može se opisati skupom karakterističnih osobina i svojstava, koja se nazivaju karakteristike vrste. Karakteristike vrste po kojima se jedna vrsta može razlikovati od druge nazivaju se kriteriji vrste.

Najčešće korišteno je sedam općih kriterija oblika:

1. Specifičan tip organizacije: agregat karakteristične karakteristike, omogućavajući razlikovanje jedinki date vrste od jedinki druge.

2. Geografska sigurnost: postojanje jedinki neke vrste na određenom mjestu na globus; raspon - područje u kojem žive jedinke određene vrste.

3. Ekološka sigurnost: jedinke neke vrste žive u određenom rasponu vrijednosti fizičkih faktora okoline, kao što su temperatura, vlažnost, pritisak itd.

4. Diferencijacija: vrsta se sastoji od manjih grupa jedinki.

5. Diskretnost: jedinke jedne vrste su odvojene od jedinki druge vrste razmakom - hijatusom.Hijatus je određen djelovanjem izolacijskih mehanizama, kao što su neslaganja u vremenu reprodukcije, korištenje specifičnih reakcija ponašanja, sterilnost hibrida. , itd.

6. Reproducibilnost: razmnožavanje jedinki može se vršiti aseksualno (stepen varijabilnosti je nizak) i polno (stepen varijabilnosti je visok, jer svaki organizam kombinuje karakteristike oca i majke).

7. Određeni nivo brojeva: brojevi prolaze kroz periodične (talasi života) i neperiodične promene.

Jedinke bilo koje vrste su izuzetno neravnomjerno raspoređene u prostoru. Na primjer, kopriva se, u okviru svog areala, nalazi samo na vlažnim, sjenovitim mjestima s plodnim tlom, formirajući šikare u poplavnim ravnicama rijeka, potoka, oko jezera, uz rubove močvara, u mješovitim šumama i šikarama. Kolonije evropske krtice, jasno vidljive na nasipima zemlje, nalaze se na rubovima šuma, livadama i poljima. Pogodno za život
Iako se staništa često nalaze unutar areala, ona ne pokrivaju čitav raspon, pa se jedinke ove vrste ne nalaze u drugim njegovim dijelovima. Nema smisla tražiti koprivu u borovoj šumi ili krticu u močvari.

Tako se neravnomjerna distribucija vrste u prostoru izražava u obliku „otoka gustoće“, „kondenzacija“. Područja s relativno visokom rasprostranjenošću ove vrste izmjenjuju se s područjima sa niskom brojnošću. Takvi "centri gustoće" populacije svake vrste nazivaju se populacije. Populacija je skup jedinki date vrste, koje dugo vremena (veliki broj generacija) nastanjuju određeni prostor (dio njenog areala) i izolirane od drugih sličnih populacija.

Slobodno ukrštanje (panmiksija) se praktično odvija unutar populacije. Drugim riječima, populacija je grupa pojedinaca koji se slobodno udružuju, žive dugo na određenoj teritoriji i relativno izolirani od drugih sličnih grupa. Vrsta je, dakle, skup populacija, a populacija je strukturna jedinica vrste.

Razlika između populacije i vrste:

1) jedinke različitih populacija se slobodno križaju jedni s drugima,

2) pojedinci različitih populacija se malo razlikuju jedni od drugih,

3) ne postoji jaz između dvije susjedne populacije, odnosno postoji postepeni prijelaz između njih.

Proces specijacije. Pretpostavimo da određena vrsta zauzima određeno stanište određeno načinom hranjenja. Kao rezultat divergencije između pojedinaca, raspon se povećava. Novo stanište će sadržati područja sa različitim prehrambenim biljkama, fizičkim i hemijskim svojstvima itd. Populacije formiraju jedinke koje se nađu u različitim dijelovima staništa. U budućnosti, kao rezultat sve većih razlika među pojedincima populacija, biće sve jasnije da se pojedinci jedne populacije na neki način razlikuju od jedinki druge populacije. Događa se proces divergencije stanovništva. U svakom od njih se nakupljaju mutacije.

Predstavnici bilo koje vrste u lokalnom dijelu areala čine lokalnu populaciju. Ukupnost lokalnih populacija povezanih sa područjima staništa koja su homogena po životnim uslovima čini ekološku populaciju. Dakle, ako vrsta živi na livadi i šumi, onda govore o njenim gumastim i livadskim populacijama. Populacije unutar raspona vrste koje su povezane sa određenim geografskim granicama nazivaju se geografske populacije.
Veličine i granice populacije mogu se dramatično promijeniti. Tokom izbijanja masovne reprodukcije, vrsta se vrlo široko širi i nastaju divovske populacije.

Skup geografskih populacija sa stabilnim karakteristikama, sposobnošću ukrštanja i proizvodnje plodnog potomstva naziva se podvrsta. Darwin je rekao da se formiranje novih vrsta odvija putem varijeteta (podvrsta).

Međutim, treba imati na umu da u prirodi često nedostaje neki element.
Mutacije koje se javljaju kod pojedinaca svake podvrste ne mogu same po sebi dovesti do stvaranja novih vrsta. Razlog leži u činjenici da će ova mutacija lutati cijelom populacijom, budući da jedinke podvrste, kao što znamo, nisu reproduktivno izolirane. Ako je mutacija korisna, povećava heterozigotnost populacije; ako je štetna, jednostavno će biti odbačena selekcijom.

Kao rezultat stalnog procesa mutacije i slobodnog križanja, mutacije se akumuliraju u populacijama. Prema teoriji I. I. Shmalhausena, stvara se rezerva nasljedne varijabilnosti, odnosno velika većina mutacija koje nastaju su recesivne i ne manifestiraju se fenotipski. Po dostizanju visoke koncentracije mutacija u heterozigotnom stanju, ukrštanje jedinki koje nose recesivnih gena. U ovom slučaju pojavljuju se homozigotne jedinke kod kojih se mutacije već manifestiraju fenotipski. U tim slučajevima, mutacije su već pod kontrolom prirodne selekcije.
Ali to još nije odlučujuće za proces specijacije, jer su prirodne populacije otvorene iu njih se stalno unose strani geni iz susjednih populacija.

Postoji dovoljan protok gena da održi visoku sličnost genskih fondova (ukupnost svih genotipova) svih lokalnih populacija. Procjenjuje se da je popunjavanje genskog fonda zbog stranih gena u populaciji od 200 jedinki, od kojih svaka ima 100.000 lokusa, 100 puta veće nego zbog mutacija. Kao posljedica toga, nijedna populacija se ne može dramatično promijeniti sve dok je podložna normalizirajućem utjecaju toka gena. Otpornost populacije na promjene njenog genetskog sastava pod utjecajem selekcije naziva se genetska homeostaza.

Kao rezultat genetske homeostaze u populaciji, formiranje nove vrste je vrlo teško. Još jedan uslov mora biti ispunjen! Naime, potrebno je izolovati genofond populacije kćeri od genofonda majke. Izolacija može doći u dva oblika: prostorna i vremenska. Prostorna izolacija nastaje zbog raznih geografskih barijera, kao što su pustinje, šume, rijeke, dine i poplavne ravnice. Najčešće se prostorna izolacija javlja zbog naglog smanjenja kontinuiranog raspona i njegovog raspadanja u zasebne džepove ili niše.

Često stanovništvo postaje izolirano kao rezultat migracije. U ovom slučaju nastaje izolovana populacija. Međutim, budući da je broj jedinki u izolovanoj populaciji obično mali, postoji opasnost od inbreedinga - degeneracije povezane sa inbreedingom. Specifikacija zasnovana na prostornoj izolaciji naziva se geografskom.

U privremeni oblik izolacija uključuje promjene u vremenu reprodukcije i pomake u cijelom životnom ciklusu. Specifikacija zasnovana na privremenoj izolaciji naziva se ekološkom.
Odlučujuća stvar u oba slučaja je stvaranje novog, nekompatibilnog sa starim, genetskog sistema. Evolucija se ostvaruje kroz specijaciju, zbog čega kažu da je vrsta elementarni evolucijski sistem. Populacija je elementarna evoluciona jedinica!

Statističke i dinamičke karakteristike populacija.

Vrste organizama ne ulaze u biocenozu kao jedinke, već kao populacije ili njihovi dijelovi. Populacija je dio vrste (sastoji se od jedinki iste vrste), koja zauzima relativno homogen prostor i sposobna je za samoregulaciju i održavanje određenog broja. Svaka vrsta na okupiranoj teritoriji se raspada na populacije.Ako uzmemo u obzir uticaj faktora okoline na pojedinačni organizam, onda će na određenom nivou faktora (npr. temperatura) ispitana jedinka ili preživjeti ili umrijeti. Slika se mijenja kada se proučava učinak istog faktora na grupu organizama iste vrste.

Neki pojedinci će umrijeti ili smanjiti svoju vitalnu aktivnost na jednoj specifičnoj temperaturi, drugi - na nižoj, a treći - na višoj. Stoga možemo dati drugu definiciju populacije: svi živi organizmi, da bi preživjeli i dali potomstvo, mošt, u dinamičkim uslovima faktori životne sredine postoje u obliku grupa, odnosno populacija, tj. skup jedinki koje žive zajedno sa sličnim naslijeđem.Najvažnija karakteristika populacije je ukupna teritorija koju zauzima. Ali unutar populacije mogu postojati grupe koje su više ili manje izolirane iz različitih razloga.

Stoga je teško dati iscrpnu definiciju populacije zbog zamagljenih granica između pojedinih grupa pojedinaca. Svaka vrsta se sastoji od jedne ili više populacija, pa je populacija oblik postojanja vrste, njena najmanja evoluirajuća jedinica. Za populacije različitih vrsta postoje prihvatljive granice smanjenja broja jedinki, preko kojih postojanje populacije postaje nemoguće. U literaturi nema tačnih podataka o kritičnim vrijednostima broja stanovnika. Date vrijednosti su kontradiktorne. Međutim, ostaje nesumnjiva činjenica da što su jedinke manje, to su veće kritične vrijednosti njihovog broja. Za mikroorganizme su to milioni jedinki, za insekte - desetine i stotine hiljada, a za veliki sisari- Nekoliko desetina.

Broj se ne bi trebao smanjiti ispod granica iza kojih se naglo smanjuje vjerovatnoća susreta sa seksualnim partnerima. Kritični broj zavisi i od drugih faktora. Na primjer, za neke organizme je specifičan grupni način života (kolonije, jata, stada). Grupe unutar populacije su relativno izolirane. Mogući su slučajevi kada je populacija u cjelini još uvijek prilično velika, a broj pojedinačnih grupa smanjen ispod kritičnih granica.

Na primjer, kolonija (grupa) peruanskog kormorana trebala bi imati populaciju od najmanje 10 hiljada jedinki, a stado sobova - 300 - 400 grla. Za razumijevanje mehanizama funkcionisanja i rješavanje pitanja korištenja populacija, informacije o njihovoj strukturi su od velike važnosti. Postoje rodne, starosne, teritorijalne i druge vrste strukture. U teorijskom i primijenjenom smislu, najvažniji je podatak o starosnoj strukturi – odnosu pojedinaca (često kombinovanih u grupe) različite starosne dobi.

Životinje su podijeljene u sljedeće starosne grupe:

Juvenilna grupa (djeca) senilna grupa (senilna grupa, koja nije uključena u reprodukciju)

Grupa odraslih (pojedinci koji se bave reprodukcijom).

Tipično, normalne populacije karakterizira najveća održivost, u kojoj su sve starosne dobi zastupljene relativno ravnomjerno. U regresivnoj (ugroženoj) populaciji prevladavaju senilne jedinke, što ukazuje na prisustvo negativnih faktora koji remete reproduktivne funkcije. Potrebne su hitne mjere kako bi se identificirali i otklonili uzroci ovog stanja. Invazivne (invazivne) populacije uglavnom predstavljaju mlade jedinke. Njihova vitalnost obično ne zabrinjava, ali postoji velika vjerovatnoća izbijanja pretjerano velikog broja jedinki, jer u takvim populacijama nisu formirane trofičke i druge veze.

Posebno je opasno ako se radi o populaciji vrsta koje su ranije bile odsutne sa područja. U ovom slučaju, populacije obično pronalaze i zauzimaju slobodne ekološka niša i ostvaruju svoj reproduktivni potencijal, intenzivno povećavajući njihovu brojnost.Ako je populacija u normalnom ili blizu normalnom stanju, osoba može iz nje ukloniti broj jedinki (kod životinja) ili biomase (u biljkama) koji se tokom perioda povećava vremena između uklanjanja. Prije svega, treba ukloniti jedinke postproduktivne dobi (koje su završile reprodukciju). Ako je cilj da se dobije određeni proizvod, tada se dob, spol i druge karakteristike populacije prilagođavaju uzimajući u obzir zadatak.

Eksploatacija populacija biljnih zajednica (na primjer, za proizvodnju drveta) obično se vremenski poklapa s periodom usporavanja rasta uzrokovanog starenjem (akumulacije proizvoda). Ovaj period se obično poklapa sa maksimalnom akumulacijom drvenaste mase po jedinici površine. Populaciju karakteriše i određeni odnos polova, a odnos muškaraca i žena nije jednak 1:1. Poznati su slučajevi oštre prevlasti jednog ili drugog spola, smjene generacija uz odsustvo muškaraca. Svaka populacija može imati kompleks prostorna struktura, (podijeljene u manje-više velike hijerarhijske grupe - od geografskih do elementarnih (mikropopulacija).

Dakle, ako stopa mortaliteta ne zavisi od starosti pojedinaca, onda je kriva preživljavanja opadajuća linija (vidi sliku, tip I). Odnosno, do smrti pojedinaca dolazi u ovaj tip ujednačeno, stopa smrtnosti ostaje konstantna tokom života. Takva kriva preživljavanja karakteristična je za vrste čiji razvoj se odvija bez metamorfoze uz dovoljnu stabilnost rođenog potomstva. Ovaj tip se obično naziva tipom hidre - karakterizira ga kriva preživljavanja koja se približava pravoj liniji. Kod vrsta kod kojih je uloga vanjskih faktora u mortalitetu mala, krivulju preživljavanja karakterizira blagi pad do određene dobi, nakon čega dolazi do oštrog pada kao posljedica prirodne (fiziološke) smrtnosti.

Tip II na slici. Priroda krivulje preživljavanja koja je bliska ovom tipu karakteristična je za ljude (iako je kriva ljudskog preživljavanja nešto ravnija i stoga je nešto između tipova I i II). Ovaj tip se zove Drosophila tip: to je ono što voćne mušice pokazuju u laboratorijskim uslovima (ne jedu predatori). Mnoge vrste karakterizira visoka smrtnost u ranim fazama ontogeneze. Kod takvih vrsta, krivulju preživljavanja karakterizira oštar pad u regiji mlađih uzrasta. Pojedinci koji prežive "kritično" doba pokazuju nisku smrtnost i dožive starije životne dobi. Tip se naziva tip ostriga. Tip III na slici. Proučavanje krivulja preživljavanja je od velikog interesa za ekologa. Omogućava nam da procijenimo u kojoj dobi je određena vrsta najranjivija. Ako se efekti uzroka koji mogu promijeniti fertilitet ili mortalitet jave u najranjivijoj fazi, tada će njihov utjecaj na kasniji razvoj populacije biti najveći. Ovaj obrazac se mora uzeti u obzir prilikom organiziranja lova ili kontrole štetočina.

Starosna i polna struktura stanovništva.

Bilo koju populaciju karakterizira određena organizacija. Distribucija jedinki po teritoriji, odnos grupa jedinki prema polu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetske karakteristike odražavaju relevantne struktura stanovništva : prostorno, pol, starost, itd. Struktura se formira, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, as druge, pod uticajem abiotički faktori okoliš i populacije drugih vrsta.

Struktura stanovništva je stoga adaptivne prirode. Različite populacije iste vrste imaju i slične i karakteristične osobine koje karakterišu specifične uslove životne sredine u njihovim staništima.

Generalno, pored adaptivnih sposobnosti pojedinih jedinki, na pojedinim teritorijama formiraju se i adaptivne karakteristike grupne adaptacije populacije kao supraindividualnog sistema, što ukazuje da su adaptivne osobine populacije znatno veće od onih kod pojedinaca. sastavljajući ga.

Starosni sastav- Ima bitan za postojanje stanovništva. Prosječan životni vijek organizama i odnos broja (ili biomase) jedinki različite starosti karakteriše starosna struktura populacije. Kao rezultat toga dolazi do formiranja starosne strukture zajedničko djelovanje procesi reprodukcije i smrtnosti.

U bilo kojoj populaciji konvencionalno se razlikuju 3 starosne ekološke grupe:

Pre-reproduktivne;

Reproduktivne;

Post-reproduktivno.

Predreproduktivnu grupu čine jedinke koje još nisu sposobne za reprodukciju. Reproduktivne - jedinke sposobne za reprodukciju. Post-reproduktivni - jedinke koje su izgubile sposobnost reprodukcije. Trajanje ovih perioda uvelike varira u zavisnosti od vrste organizma.

At povoljnim uslovima populacija sadrži sve starosne grupe i održava manje-više stabilan starosni sastav. U brzorastućim populacijama prevladavaju mlade jedinke, dok u populacijama u opadanju starije jedinke više nisu u stanju da se intenzivno razmnožavaju. Takve populacije su neproduktivne i nedovoljno stabilne.

Postoje tipovi sa jednostavna starosna struktura populacije koje se sastoje od jedinki skoro istih godina.

Na primjer, sve jednogodišnje biljke jedne populacije su u fazi sadnje u proljeće, zatim cvjetaju gotovo istovremeno i daju sjeme u jesen.

U vrstama sa složena starosna struktura populacije imaju nekoliko generacija koje žive u isto vrijeme.

Na primjer, životna istorija slonova uključuje mlade, zrele i stare životinje.

Populacije koje obuhvataju više generacija (različitih starosnih grupa) su stabilnije i manje podložne uticaju faktora koji utiču na reprodukciju ili mortalitet u određenoj godini. Ekstremni uslovi može dovesti do smrti najranjivijih starosnih grupa, ali najotporniji opstaju i stvaraju nove generacije.

Na primjer, osoba se smatra biološkom vrstom sa složenom starosnom strukturom. Stabilnost populacija vrste dokazana je, na primjer, tokom Drugog svjetskog rata.

Za proučavanje starosne strukture stanovništva koriste se grafičke tehnike, na primjer, starosne piramide stanovništva, koje se široko koriste u demografskim studijama (slika 3.9).

Sl.3.9. Piramide starosti stanovništva.

A - masovna reprodukcija, B - stabilna populacija, C - populacija u opadanju

Stabilnost populacija vrsta uvelike zavisi od seksualne strukture , tj. omjera pojedinaca različitih spolova. Seksualne grupe unutar populacija formiraju se na osnovu razlika u morfologiji (oblik i građa tijela) i ekologiji različitih spolova.

Na primjer, kod nekih insekata mužjaci imaju krila, ali ženke nemaju, mužjaci nekih sisara imaju rogove, ali ženke nemaju, mužjaci ptica imaju svijetlo perje, dok ženke imaju kamuflažu.

Ekološke razlike se ogledaju u sklonostima prema hrani (ženke mnogih komaraca sišu krv, dok se mužjaci hrane nektarom).

Genetski mehanizam obezbeđuje približno jednak odnos osobe oba pola pri rođenju. Međutim, početni omjer se ubrzo poremeti kao rezultat fizioloških, bihevioralnih i ekoloških razlika između muškaraca i žena, što uzrokuje neujednačenu smrtnost.