حیواناتی که در چشمه های آب گرم زندگی می کنند. زندگی در آب جوش. ساختار سنی و جنسیتی جمعیت ها

برخی از موجودات دارای مزیت خاصی هستند که به آنها اجازه 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 پرش هیمالیا

غاز وحشی آسیایی به دلیل پرواز بیش از 6.5 کیلومتر مشهور است، در حالی که بلندترین سکونتگاه انسانی در ارتفاع 5100 متری آند پرو است. با این حال، رکورد ارتفاع بالا به هیچ وجه 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 می شوند. 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 می توانند بدون آب در بیابان تنها 15 روز زنده بمانند. در این میان وقتی متوجه می شوید حیوانی در دنیا وجود دارد که می تواند تمام عمر خود را بدون نوشیدن حتی 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 تا آنها بتوانند با باکتری هایی که در چشمه های آب گرم فراوان هستند، 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 کوسه ها در آب های سرد زندگی می کنند، برای به حداقل رساندن استفاده از انرژی خود باید بسیار آهسته حرکت کنند. در غذا ناخوانا هستند و هرچه سر راهشان باشد می خورند. شایعات حاکی از آن است که 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 با آمدن بهار به زندگی شناخته می شوند. 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 متوقف می شود، اما این موقتی است. اساس تکنیک بقای آنها غلظت عظیم گلوکز است که از کبد قورباغه وارد جریان خون می شود. چیزی که 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.

(بنر_تبلیغات_اینلاین)

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 شدند آمیب‌های غول‌پیکری را در آنجا پیدا کنند که با دوربینی با وضوح بالا و محافظت از یک کره شیشه‌ای در برابر فشار عظیمی که در پایین آن قرار دارد، موفق شدند آن‌ها را ثبت کنند. علاوه بر این، سفر اخیری که توسط خود جیمز کامرون فرستاده شد نشان داد که اشکال دیگری از زندگی ممکن است در اعماق سنگر ماریانا وجود داشته باشد. نمونه هایی از رسوبات پایین 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 تشعشعاتی 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


افسانه ای 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. سوسک ها 300 میلیون سال است که وجود داشته اند، حتی از دایناسورها نیز بیشتر زندگی می کنند. کانال دیسکاوری مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام داد که قرار بود نشان دهند سوسک‌ها با تشعشعات هسته‌ای قدرتمند زنده می‌مانند یا خیر. در نتیجه، مشخص شد که تقریباً نیمی از 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 از بین ببرد)، علاوه بر این، 10٪ از سوسک ها با قرار گرفتن در معرض تابش 10000 رادی زنده ماندند. 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 سرسخت 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 بدوی، 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 وابسته هستند.

این سیگاری سیاه به طور کامل در شقایق های دریایی سفید پوشیده شده است. 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 پرورش یک موجود زنده به سطح وجود نداشت، همه آنها وقتی دمای آب کاهش یافت، مرد.

کرم پومپی (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 سانتی گراد 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 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 بسیار کمی در مورد دنیای اطراف خود داریم.

دمای بالا تقریباً برای همه موجودات زنده مضر است. افزایش دمای محیط به +50 درجه سانتیگراد برای سرکوب و مرگ بسیاری از موجودات کاملاً کافی است. نیازی به صحبت در مورد دمای بالاتر نیست.

حد گسترش حیات یک علامت دمای +100 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود که در آن دناتوره شدن پروتئین رخ می دهد ، یعنی تخریب ساختار مولکول های پروتئین. برای مدت طولانی اعتقاد بر این بود که هیچ موجودی در طبیعت وجود ندارد که با آرامش دمایی در محدوده 50 تا 100 درجه سانتیگراد را تحمل کند. با این حال، اکتشافات اخیر دانشمندان چیز دیگری می گوید.

ابتدا باکتری های سازگار با زندگی در چشمه های آب گرم با دمای آب تا +90 درجه سانتیگراد کشف شدند. در سال 1983 یک کشف علمی بزرگ دیگر اتفاق افتاد. گروهی از زیست شناسان آمریکایی منابع آب های حرارتی اشباع شده با فلزات واقع در کف اقیانوس آرام را مطالعه کردند.

مشابه مخروط های کوتاه، سیگاری های سیاه در عمق 2000 متری قرار دارند، ارتفاع آنها 70 متر و قطر پایه آن 200 متر است. برای اولین بار، سیگاری ها در نزدیکی جزایر گالاپاگوس کشف شدند.

این "سیگاری های سیاه" که در اعماق زیاد قرار دارند، همانطور که زمین شناسان آنها را می نامند، به طور فعال آب را جذب می کنند. در اینجا به دلیل گرمای ناشی از ماده داغ عمیق زمین گرم می شود و دمای بیش از 200+ درجه سانتی گراد به خود می گیرد.

آب چشمه ها فقط به این دلیل که تحت فشار زیاد است و با فلزات روده های سیاره غنی شده است، نمی جوشد. ستونی از آب بر فراز «سیگاری های سیاه» بلند می شود. فشار ایجاد شده در اینجا، در عمق حدود 2000 متری (و حتی خیلی بیشتر)، 265 اتمسفر است. در چنین فشار بالایی، حتی آب معدنی برخی منابع که دمای آنها تا +350 درجه سانتیگراد است، نمی جوشد.

در نتیجه مخلوط شدن با آب اقیانوس، آب های حرارتی نسبتاً سریع سرد می شوند، اما باکتری های کشف شده توسط آمریکایی ها در این اعماق سعی می کنند از آب سرد شده دور بمانند. میکروارگانیسم های شگفت انگیز برای تغذیه از مواد معدنی موجود در آبهایی که تا +250 درجه سانتیگراد گرم می شوند سازگار شده اند. دماهای پایین تر بر میکروب ها تأثیر منفی می گذارد. در حال حاضر در آب با دمای حدود +80 درجه سانتیگراد، باکتری ها، اگرچه زنده می مانند، اما از تکثیر خودداری می کنند.

دانشمندان دقیقاً نمی دانند راز استقامت خارق العاده این موجودات زنده ریز چیست که گرما را تا نقطه ذوب قلع به راحتی تحمل می کنند.

شکل بدن باکتری های ساکن سیگاری های سیاه پوست نادرست است. اغلب ارگانیسم ها مجهز به رشد طولانی هستند. باکتری ها گوگرد را جذب می کنند و آن را به مواد آلی تبدیل می کنند. Pogonophores و vestimentifera یک همزیستی با آنها برای خوردن این ماده آلی تشکیل دادند.

مطالعات بیوشیمیایی دقیق وجود یک مکانیسم محافظتی را در سلول های باکتریایی نشان داد. مولکول ماده وراثتی DNA که اطلاعات ژنتیکی روی آن ذخیره می شود، در تعدادی از گونه ها در لایه ای از پروتئین پوشانده شده است که گرمای اضافی را جذب می کند.

DNA به خودی خود شامل محتوای غیرطبیعی بالایی از جفت های گوانین-سیتوزین است. در تمام موجودات زنده دیگر روی سیاره ما، تعداد این پیوندها در داخل DNA بسیار کمتر است. به نظر می رسد که پیوند بین گوانین و سیتوزین با حرارت دادن بسیار دشوار است.

بنابراین، بیشتر این ترکیبات صرفاً هدف تقویت مولکول و تنها پس از آن رمزگذاری اطلاعات ژنتیکی است.

اسیدهای آمینه اجزای تشکیل دهنده مولکول های پروتئینی هستند که به دلیل پیوندهای شیمیایی خاص در آنها باقی می مانند. اگر پروتئین‌های باکتری‌های اعماق دریا را با پروتئین‌های سایر موجودات زنده مشابه از نظر پارامترهای ذکر شده در بالا مقایسه کنیم، معلوم می‌شود که پیوندهای اضافی در پروتئین‌های میکروب‌های با دمای بالا به دلیل اسیدهای آمینه اضافی وجود دارد.

اما کارشناسان مطمئن هستند که راز باکتری ها اصلا در این نیست. گرم کردن سلول ها در دمای +100 - 120 درجه سانتیگراد برای آسیب رساندن به DNA محافظت شده توسط دستگاه های شیمیایی ذکر شده کاملاً کافی است. این بدان معنی است که باید راه های دیگری در باکتری وجود داشته باشد تا از تخریب سلول های آنها جلوگیری شود. پروتئینی که ساکنان میکروسکوپی چشمه های حرارتی را تشکیل می دهد شامل ذرات خاصی است - اسیدهای آمینه از نوعی که در هیچ موجود دیگری که روی زمین زندگی می کند یافت نمی شود.

مولکول های پروتئین سلول های باکتریایی که دارای اجزای حفاظتی (تقویت کننده) ویژه ای هستند، حفاظت ویژه ای دارند. لیپیدها، یعنی چربی ها و مواد مشابه چربی، به طور غیرعادی مرتب شده اند. مولکول های آنها زنجیره های ترکیبی از اتم ها هستند. تجزیه و تحلیل شیمیایی لیپیدهای باکتری های با دمای بالا نشان داد که در این موجودات زنجیره های لیپیدی در هم تنیده شده اند که به تقویت بیشتر مولکول ها کمک می کند.

با این حال، داده های تجزیه و تحلیل ها را می توان به روش دیگری درک کرد، بنابراین فرضیه زنجیره های در هم تنیده تاکنون اثبات نشده باقی مانده است. اما حتی اگر آن را به عنوان یک بدیهیات در نظر بگیریم، توضیح کامل مکانیسم های سازگاری با دمای 200+ درجه سانتی گراد غیرممکن است.

موجودات زنده بسیار توسعه یافته نمی توانند به موفقیت میکروارگانیسم ها دست یابند، اما جانورشناسان بسیاری از بی مهرگان و حتی ماهی ها را می شناسند که با زندگی در آب های حرارتی سازگار شده اند.

در بین بی مهرگان ابتدا باید از غارنشینان ساکن در مخازن تغذیه شده از آب های زیرزمینی که با گرمای زیرزمینی گرم می شوند نام برد. اینها در بیشتر موارد کوچکترین جلبکهای تک سلولی و انواع سخت پوستان هستند.

Thermospheroma thermal، نماینده سخت پوستان isopod، متعلق به خانواده spheromatid است. او در یک چشمه آب گرم در سوکورو (نیومکزیکو، ایالات متحده آمریکا) زندگی می کند. طول سخت پوستان فقط 0.5-1 سانتی متر است و در امتداد پایین منبع حرکت می کند و دارای یک جفت آنتن است که برای جهت گیری در فضا طراحی شده است.

ماهی غار، سازگار با زندگی در چشمه های آب گرم، دمای تا +40 درجه سانتیگراد را تحمل می کند. در میان این موجودات، قابل توجه ترین کپورهایی هستند که در آب های زیرزمینی آمریکای شمالی زندگی می کنند. Cyprinodon macularis در میان گونه های این گروه وسیع برجسته است.

این یکی از نادرترین حیوانات روی زمین است. جمعیت کمی از این ماهی های ریز در چشمه آب گرمی زندگی می کنند که عمق آن تنها 50 سانتی متر است.این چشمه در داخل غار شیطان در دره مرگ (کالیفرنیا)، یکی از خشک ترین و گرم ترین نقاط کره زمین قرار دارد.

چشم کور یکی از نزدیکان Cyprinodon، با زندگی در چشمه های حرارتی سازگار نشده است، اگرچه در آب های زیرزمینی غارهای کارستی در همان منطقه جغرافیایی در ایالات متحده ساکن است. گونه های چشم کور و مربوط به آن به خانواده چشم کور اختصاص دارند، در حالی که سیپرینودون ها به یک خانواده جداگانه از دندان های کپور اختصاص داده می شوند.

بر خلاف سایر غارنشینان نیمه شفاف یا شیری مایل به کرم، از جمله سایر کپورها، سیپرینودون ها به رنگ آبی روشن رنگ آمیزی می شوند. در زمان های گذشته، این ماهی ها در چندین منبع یافت می شدند و می توانستند آزادانه در آب های زیرزمینی از یک مخزن به مخزن دیگر حرکت کنند.

در قرن نوزدهم، ساکنان محلی بیش از یک بار مشاهده کردند که چگونه سیپرینودون ها در گودال هایی که در نتیجه پر کردن شیارهای چرخ واگن با آب زیرزمینی به وجود آمده بودند، مستقر شدند. به هر حال، تا به امروز مشخص نیست که چگونه و چرا این ماهی های زیبا همراه با رطوبت زیرزمینی از طریق لایه ای از خاک سست راه خود را باز کرده اند.

با این حال، این رمز و راز اصلی نیست. مشخص نیست که چگونه ماهی می تواند دمای آب تا +50 درجه سانتیگراد را تحمل کند. به هر حال، این یک اقتباس عجیب و غیرقابل توضیح بود که به Cyprinodons کمک کرد تا زنده بمانند. این موجودات بیش از 1 میلیون سال پیش در آمریکای شمالی ظاهر شدند. با شروع یخبندان، تمام حیوانات دندان مانند کپور از بین رفتند، به جز آنهایی که به آب های زیرزمینی تسلط داشتند، از جمله حیوانات حرارتی.

تقریباً همه گونه های خانواده استنازلیدها که توسط سخت پوستان ایزوپود کوچک (بیش از 2 سانتی متر) نشان داده می شوند، در آب های حرارتی با دمای حداقل +20 درجه سانتیگراد زندگی می کنند.

هنگامی که یخچال خارج شد و آب و هوا در کالیفرنیا خشک تر شد، دما، شوری و حتی مقدار غذا - جلبک ها - تقریباً بدون تغییر در چشمه های غار به مدت 50 هزار سال باقی ماند. بنابراین، ماهی، بدون تغییر، با آرامش از فجایع پیش از تاریخ در اینجا جان سالم به در برد. امروزه تمام گونه‌های سیپرینودون غار در راستای منافع علمی مورد حمایت قانون قرار می‌گیرند.

برای کسانی که علاقه ای به حیوانات ندارند، اما به دنبال جایی برای خرید یک هدیه ارزان برای سال نو هستند، کد تبلیغاتی Groupon قطعا مفید خواهد بود.

برخی از موجودات، در مقایسه با سایر موجودات، دارای تعدادی مزیت غیرقابل انکار هستند، به عنوان مثال، توانایی مقاومت در برابر دمای بسیار بالا یا پایین. چنین موجودات زنده سرسختی در دنیا زیاد است. در مقاله زیر با شگفت انگیزترین آنها آشنا خواهید شد. بدون اغراق، آنها قادر به زنده ماندن حتی در شرایط سخت هستند.

1. عنکبوت های هیمالیا پرش

غازهای کوهستانی به عنوان یکی از بلندترین پرندگان در جهان شناخته می شوند. آنها قادر به پرواز در ارتفاع بیش از 6 هزار متر از سطح زمین هستند.

آیا می دانید بلندترین سکونتگاه روی زمین در کجا واقع شده است؟ در پرو. این شهر La Rinconada است که در آند در نزدیکی مرز با بولیوی در ارتفاع حدود 5100 متری از سطح دریا واقع شده است.

در همین حال، رکورد بالاترین موجودات زنده در سیاره زمین به عنکبوت های پرش هیمالیا Euophrys omnisuperstes (Euophrys omnisuperstes - "بیش از همه") رسید که در گوشه ها و شکاف های منزوی در دامنه های کوه اورست زندگی می کنند. کوهنوردان آنها را حتی در ارتفاع 6700 متری پیدا کردند. این عنکبوت های کوچک از حشرات تغذیه می کنند که توسط بادهای شدید به بالای کوه منتقل می شوند. آنها تنها موجودات زنده ای هستند که به طور دائم در چنین ارتفاعی زندگی می کنند، البته به غیر از برخی از گونه های پرندگان. همچنین مشخص است که عنکبوت های هیمالیا می توانند حتی در شرایط کمبود اکسیژن زنده بمانند.

2. جامپر کانگورو غول پیکر

وقتی از ما می‌خواهند حیوانی را نام ببریم که می‌تواند برای مدت طولانی بدون آب بماند، اولین چیزی که به ذهن می‌رسد شتر است. با این حال، در بیابان بدون آب، نمی تواند بیش از 15 روز دوام بیاورد. و نه، شترها آب را در کوهان خود ذخیره نمی کنند، همانطور که بسیاری به اشتباه معتقدند. در همین حال، روی زمین هنوز هم چنین حیواناتی وجود دارند که در بیابان زندگی می کنند و قادرند بدون حتی یک قطره آب در طول زندگی خود زندگی کنند!

کانگوروهای غول پیکر جهنده مربوط به بیورها هستند. طول عمر آنها سه تا پنج سال است. کانگوروهای غول پیکر با غذا آب می گیرند و عمدتاً از دانه ها تغذیه می کنند.

همانطور که دانشمندان خاطرنشان می کنند جامپرهای کانگورو غول پیکر به هیچ وجه عرق نمی کنند، بنابراین ضرر نمی کنند، بلکه برعکس، آب را در بدن جمع می کنند. می توانید آنها را در دره مرگ (کالیفرنیا) پیدا کنید. در حال حاضر کانگوروهای غول پیکر در حال انقراض هستند.

3. کرم های مقاوم در برابر درجه حرارت بالا

از آنجایی که آب حدود 25 برابر موثرتر از هوا گرما را از بدن انسان دور می کند، دمای 50 درجه سانتی گراد در اعماق دریا بسیار خطرناک تر از خشکی خواهد بود. به همین دلیل است که باکتری ها در زیر آب رشد می کنند، نه موجودات چند سلولی که نمی توانند دمای بسیار بالا را تحمل کنند. اما استثناهایی وجود دارد ...

کرم‌های حلقوی دریایی در اعماق دریا Paralvinella sulfincola (Paralvinella sulfincola) که در نزدیکی دریچه‌های گرمابی در کف اقیانوس آرام زندگی می‌کنند، شاید گرما دوست‌ترین موجودات زنده روی این سیاره باشند. نتایج آزمایشی که توسط دانشمندان با گرم کردن آکواریوم انجام شد، نشان داد که این کرم‌ها ترجیح می‌دهند در جایی که دمای هوا به 45 تا 55 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، مستقر شوند.

4 کوسه گرینلند

کوسه های گرینلند یکی از بزرگترین موجودات زنده در سیاره زمین هستند، اما دانشمندان تقریباً هیچ چیز در مورد آنها نمی دانند. آنها بسیار آهسته شنا می کنند، در حد متوسط ​​شناگران آماتور. با این حال، دیدن کوسه های گرینلند در آب های اقیانوس تقریبا غیرممکن است، زیرا آنها معمولا در عمق 1200 متری زندگی می کنند.

کوسه های گرینلند نیز سردسیرترین موجودات جهان محسوب می شوند. آنها ترجیح می دهند در مکان هایی زندگی کنند که دمای هوا به 1-12 درجه سانتیگراد می رسد.

کوسه های گرینلند در آب های سرد زندگی می کنند، بنابراین، آنها باید انرژی خود را حفظ کنند. این واقعیت را توضیح می دهد که آنها بسیار آهسته شنا می کنند - با سرعتی بیش از دو کیلومتر در ساعت. به کوسه های گرینلند "کوسه خواب" نیز می گویند. در غذا، آنها حساس نیستند: آنها هر چیزی را که می توانند بگیرند می خورند.

به گفته برخی از دانشمندان، امید به زندگی کوسه های قطبی گرینلند می تواند به 200 سال برسد، اما تاکنون این موضوع ثابت نشده است.

5. کرم های شیطان

برای چندین دهه، دانشمندان فکر می کردند که تنها موجودات تک سلولی می توانند در اعماق بسیار زیاد زنده بمانند. اعتقاد بر این بود که اشکال حیات چند سلولی به دلیل کمبود اکسیژن، فشار و دمای بالا نمی توانند در آنجا زندگی کنند. با این حال، اخیراً محققان کرم های میکروسکوپی را در عمق چند هزار متری سطح زمین کشف کرده اند.

نماتد Halicephalobus mephisto که به نام یک دیو از فولکلور آلمانی نامگذاری شده است، توسط Gaetan Borgoni و Tallis Onstott در سال 2011 در نمونه های آب گرفته شده در عمق 3.5 کیلومتری غاری در آفریقای جنوبی کشف شد. دانشمندان دریافته‌اند که در شرایط شدید مختلف، مانند کرم‌هایی که از فاجعه شاتل کلمبیا در 1 فوریه 2003 جان سالم به در بردند، انعطاف‌پذیری بالایی از خود نشان می‌دهند. کشف کرم های شیطان می تواند جستجوی حیات در مریخ و هر سیاره دیگری در کهکشان ما را گسترش دهد.

6. قورباغه

دانشمندان متوجه شده اند که برخی از انواع قورباغه ها به معنای واقعی کلمه با شروع زمستان منجمد می شوند و در بهار ذوب می شوند و به زندگی کامل باز می گردند. در آمریکای شمالی پنج گونه از این قورباغه ها وجود دارد که رایج ترین آنها Rana sylvatica یا قورباغه چوبی است.

قورباغه های جنگلی نمی دانند که چگونه در زمین نقب بزنند، بنابراین با شروع هوای سرد، آنها به سادگی زیر برگ های افتاده پنهان می شوند و مانند همه چیز در اطراف یخ می زنند. در داخل بدن آنها یک مکانیسم محافظ طبیعی "ضد یخ" دارند و مانند یک کامپیوتر به "حالت خواب" می روند. برای زنده ماندن در زمستان تا حد زیادی توسط ذخایر گلوکز در کبد مجاز هستند. اما شگفت انگیزترین چیز این است که قورباغه های چوبی توانایی شگفت انگیز خود را هم در طبیعت و هم در آزمایشگاه نشان می دهند.

7 باکتری دریای عمیق

همه ما می دانیم که عمیق ترین نقطه اقیانوس جهانی، سنگر ماریانا است که در عمق بیش از 11 هزار متری قرار دارد. در پایین آن، فشار آب به 108.6 مگاپاسکال می رسد که حدود 1072 برابر بیشتر از فشار معمولی جو در سطح اقیانوس جهانی است. چند سال پیش، دانشمندان با استفاده از دوربین‌های با وضوح بالا که در گوی‌های شیشه‌ای قرار گرفته بودند، آمیب‌های غول‌پیکر را در خندق ماریانا کشف کردند. به گفته جیمز کامرون، که رهبری این اکسپدیشن را بر عهده داشت، سایر اشکال زندگی نیز در آن رشد می کنند.

پس از مطالعه نمونه‌های آب از پایین ترانشه ماریانا، دانشمندان مقدار زیادی باکتری را در آن یافتند که به طور شگفت‌انگیزی، علی‌رغم عمق زیاد و فشار شدید، به طور فعال تکثیر می‌شوند.

8. Bdelloidea

روتیفرهای Bdelloidea بی مهرگان کوچکی هستند که معمولاً در آب شیرین یافت می شوند.

نمایندگان روتیفرهای Bdelloidea فاقد نر هستند و جمعیت ها فقط توسط ماده های پارتنوژنتیک نشان داده می شوند. Bdelloidea به صورت غیرجنسی تولید مثل می کند، که به گفته دانشمندان، بر DNA آنها تأثیر منفی می گذارد. و بهترین راه برای غلبه بر این اثرات مضر چیست؟ پاسخ: DNA سایر اشکال حیات را بخورید. از طریق این رویکرد، Bdelloidea توانایی شگفت انگیزی برای مقاومت در برابر کم آبی شدید ایجاد کرده است. علاوه بر این، آنها می توانند حتی پس از دریافت دوز کشنده تابش برای اکثر موجودات زنده زنده بمانند.

دانشمندان بر این باورند که توانایی Bdelloidea برای ترمیم DNA در ابتدا به آنها داده شد تا در شرایط دمای بالا زنده بمانند.

9. سوسک

یک افسانه رایج وجود دارد که می گوید پس از یک جنگ هسته ای، فقط سوسک ها روی زمین زنده می مانند. این حشرات می‌توانند هفته‌ها بدون آب و غذا بمانند، اما چیزی که شگفت‌انگیزتر است این است که می‌توانند چندین روز پس از از دست دادن سر خود زندگی کنند. سوسک ها 300 میلیون سال پیش روی زمین ظاهر شدند، حتی زودتر از دایناسورها.

مجریان MythBusters در یکی از برنامه ها تصمیم گرفتند در طی چندین آزمایش، بقای سوسک ها را آزمایش کنند. ابتدا تعدادی از حشرات را در معرض 1000 راد تشعشع قرار دادند، دوزی که می تواند یک انسان سالم را در چند دقیقه بکشد. تقریبا نیمی از آنها توانستند زنده بمانند. پس از MythBusters قدرت تشعشع را به 10 هزار راد افزایش داد (مانند بمباران اتمی هیروشیما). این بار فقط 10 درصد از سوسک ها زنده ماندند. وقتی قدرت تشعشع به 100 هزار راد رسید، متأسفانه یک سوسک هم نتوانست زنده بماند.

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 حیات می تواند وجود داشته باشد از 200- تا 100+ درجه سانتی گراد متغیر است، گاهی اوقات وجود باکتری در چشمه های آب گرم با دمای 250 درجه سانتی گراد یافت می شود. در واقع، بیشتر موجودات زنده می‌توانند در محدوده باریک‌تری از دما 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 استنوترمی تقسیم می شوند، یعنی. قادر به مقاومت در برابر نوسانات دمایی گسترده یا باریک 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 گرمازا می نامند. در سایر حیوانات دمای بدن بسته به دمای محیط تغییر می کند. به آنها پوکیلوترم 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- یک قانون اکولوژیکی که توسط دی. آلن در سال 1877 ایجاد شد. بر اساس 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 نسبتا کوچکتری هستند: گوش ها، پاها، دم 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 انسان نیز اجرا می‌شود: کوتاه‌ترین بینی، دست‌ها و پاها (نسبت به اندازه بدن) مشخصه مردم اسکیمو آلوت (اسکیموها، اینویت) و دست‌ها و پاهای بلند برای خزها و توتسی‌ها 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 (مثلاً گونه‌هایی از همان جنس) وجود داشته باشند که در رژیم غذایی و سبک زندگی‌شان تفاوت چندانی با هم 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 مساحت 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 اجرا می شود. برای مثال، شکل آمور ببر از خاور 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، استثناهای 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 حدی 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 رانش ژنتیکی بین جمعیت ها، محدودیت هایی برای اعمال این قانون اعمال می شود.

قانون گلوگرشامل این واقعیت است که در میان 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. قاعده گلوگر تا حدی در مورد حیوانات مست-کیلوترمیک (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 یا 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 محیطی مهم 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 کاملا 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. با تولید مثل مطلوب، آنها خسارت اقتصادی زیادی به محصولات بسیاری از کشورها وارد می کنند.

برای ارزیابی اکولوژیکی توزیع 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 با برگ های باریک و کوچک هستند که به شکل لوله هایی تا شده اند. 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 های 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 وجود، رطوبت از نظر دمایی، یکی از عوامل اصلی محیطی است. در بیشتر تاریخ حیات وحش، جهان ارگانیک منحصراً توسط 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 بر روی بیوسفر می افتد. به ازای هر 1 سانتی متر مربع در 1 دقیقه این به اصطلاح ثابت خورشیدی. این نور که از جو می گذرد 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 تغییر قابل توجهی 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 فتوسنتزکننده های زمینی وابسته هستند، یعنی. گیاهان دارای کلروفیل

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 گونه های موجودات با اشعه ماوراء بنفش سازگار شده اند، در حالی که برخی دیگر با مادون قرمز.

برخی از موجودات قادر به تشخیص طول موج هستند. آنها سیستم های ویژه ای برای درک نور دارند 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، آفتاب دوست یا هلیوفیت - که به طور معمول فقط در زیر اشعه خورشید قادر به رشد هستند.

2. سایه دوست یا سایوفیت ها، گیاهانی هستند که در طبقات پایین جنگل ها و گیاهان اعماق دریا هستند، 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. موجودات مختلف حساسیت آستانه متفاوتی به عوامل محیطی دارند. به عنوان مثال، نور شدید از رشد مگس‌های مگس مگس مگس مگس مگس مگس مگس مگس جلوگیری می‌کند و حتی باعث مرگ آنها می‌شود. آنها نور و سوسک و سایر حشرات را دوست ندارند. در بیشتر 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 خواص موجودات را نور دوست (فتوفیل)، سایه دوست (فوتوفوب)، اوریفوبیک - تنگ هراسی می نامند.

ظرفیت اکولوژیکی

درجه سازگاری یک موجود زنده با تغییرات در شرایط محیطی. E. v. یک ویژگی view است. از نظر کمی، آن را 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" (ایوریترمال - در رابطه با تأثیر دما، یوریهالین - به شوری) مشخص می شوند. ، 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) در مقابل استنوبیونت ها (See. Stenobionts)، که سازگاری کمی دارند، نامیده می شوند. از آنجایی که یوریبیونتیسم امکان سکونت در انواع زیستگاه ها را فراهم می کند، و استنوبیونتیسم به شدت دامنه زیستگاه های مناسب برای گونه ها را محدود می کند، این دو گروه اغلب به ترتیب یوری- یا استنوتوپی نامیده می شوند.

یوروبیونتسموجودات جانوری و گیاهی که با تغییرات قابل توجهی در شرایط محیطی می توانند وجود داشته باشند. بنابراین، به عنوان مثال، ساکنان ساحل دریا در طول جزر و مد، خشک شدن منظم را تحمل می کنند، در تابستان - گرم شدن شدید، و در زمستان - خنک شدن، و گاهی اوقات یخ زدن (حیوانات گرمازا). ساکنان مصب رودخانه ها مقاومت می کنند. نوسانات در شوری آب (حیوانات اوری هالین)؛ تعدادی از حیوانات در طیف گسترده ای از فشار هیدرواستاتیک (یوریبات) وجود دارند. بسیاری از ساکنان زمینی در عرض های جغرافیایی معتدل قادر به مقاومت در برابر نوسانات دمایی 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 های شاخه ای. ، تاردیگرادهای بالغ و برخی روتیفرها و غیره) یا خواب زمستانی (برخی پستانداران).

قانون چتوریکوف،به عنوان یک قاعده، طبق کروم در طبیعت، همه انواع موجودات زنده توسط افراد جدا شده جداگانه نشان داده نمی شوند، 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 های 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 هفت نما عمومی مورد استفاده عبارتند از:

1. نوع خاص سازمان: مجموعه ای از ویژگی های مشخصه ای 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: تولیدمثل 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 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، و در دشت‌های سیل‌آبی رودخانه‌ها، نهرها، اطراف دریاچه‌ها، در امتداد حاشیه‌های باتلاق‌ها، در جنگل‌های مختلط و انبوه درختچه‌ها، بیشه‌هایی 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 مناطق 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 می‌کنند و نسبتاً از گروه‌های مشابه دیگر جدا هستند. بنابراین یک گونه مجموعه ای از جمعیت ها است و یک جمعیت واحد ساختاری یک گونه است.

تفاوت بین جمعیت و 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) هیچ شکافی بین دو جمعیت همسایه وجود ندارد، یعنی بین آنها انتقال تدریجی 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، آنگاه 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 شیوع تکثیر انبوه، گونه بسیار گسترده گسترش می یابد و جمعیت های غول پیکری پدید می آیند.

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 (مجموع همه ژنوتیپ ها) همه 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 کدام دارای 100000 جایگاه هستند، 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 باشد: مکانی و زمانی. 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 نه به‌عنوان افراد مجزا، بلکه به‌عنوان جمعیت یا بخش‌های آنها در بیوسنوز گنجانده 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 می میرند یا فعالیت حیاتی خود را کاهش می دهند، برخی دیگر در دمای پایین تر و برخی دیگر در دمای بالاتر.بنابراین، یک تعریف دیگر از جمعیت می توان ارائه داد: برای زنده ماندن و تولید نسل، همه موجودات زنده 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 تعداد افراد کوچکتر باشد، 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، سرزمین و انواع دیگر ساختار وجود دارد. از نظر نظری و کاربردی، داده‌های مربوط به ساختار سنی از همه مهمتر 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 معرض 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 احتمال شیوع تعداد بسیار زیاد افراد وجود دارد، زیرا روابط تغذیه ای و سایر روابط در چنین جمعیت هایی شکل نگرفته است.

به ویژه 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 فاصله زمانی بین تشنج افزایش می یابد. اول از همه، افراد در سنین 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 (انباشت تولید) مربوط به سن 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، جایگزینی نسل ها با عدم وجود 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 نشان می دهد (که توسط شکارچیان خورده نمی شود). 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 توانند نرخ زاد و ولد یا مرگ و میر را تغییر دهند در آسیب پذیرترین مرحله قرار گیرد، آنگاه تأثیر آنها بر توسعه بعدی جمعیت بیشترین خواهد بود. این الگو باید هنگام سازماندهی شکار یا کنترل آفات در نظر گرفته شود.

ساختار سنی و جنسیتی جمعیت ها.

هر جمعیتی سازمان خاصی دارد. توزیع افراد در قلمرو، نسبت گروه‌های افراد بر اساس جنس، سن، ویژگی‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، رفتاری و ژنتیکی منعکس کننده موارد مربوطه است. ساختار جمعیت : فضایی، جنسیت، سن و غیره. این ساختار از یک سو بر اساس خصوصیات زیستی عمومی گونه 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 آنها را مشخص می کند.

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

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 سنی اکولوژیکی به طور مشروط متمایز می شوند:

قبل از تولید مثل؛

تولید مثلی؛

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 همه 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 دارد.

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 می تواند منجر به مرگ آسیب پذیرترین گروه های سنی شود، اما انعطاف پذیرترین آنها زنده می مانند و نسل های جدیدی تولید می کنند.

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 شکل می گیرند.

به عنوان مثال، در برخی از حشرات، نرها بال دارند، اما ماده ها ندارند، نر برخی از 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 اکولوژیکی 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.