maison / Taupes/ Animaux vivant dans les sources chaudes. La vie est dans l'eau bouillante. Structures par âge et sexe des populations

Animaux vivant dans les sources chaudes. La vie est dans l'eau bouillante. Structures par âge et sexe des populations

Certains organismes possèdent un avantage particulier qui leur permet de résister aux conditions les plus extrêmes, là où d’autres ne peuvent tout simplement pas y faire face. Ces capacités incluent la résistance à une pression énorme, à des températures extrêmes, etc. Ces dix créatures de notre liste donneront des chances à tous ceux qui oseront revendiquer le titre d'organisme le plus résistant.

10. Araignée sauteuse de l'Himalaya

L'oie sauvage d'Asie est célèbre pour voler à des altitudes de plus de 6,5 kilomètres, tandis que la plus haute colonie humaine se situe à 5 100 mètres dans les Andes péruviennes. Cependant, le record d'altitude n'appartient pas aux oies, mais à l'araignée sauteuse de l'Himalaya (Euophrys omnisuperstes). Vivant à plus de 6 700 mètres d'altitude, cette araignée se nourrit principalement de petits insectes transportés là par les rafales de vent. La principale caractéristique de cet insecte est sa capacité à survivre dans presque absence totale oxygène.

9. Sauteur kangourou géant

Habituellement, lorsque l’on pense aux animaux qui peuvent survivre le plus longtemps sans eau, le chameau nous vient immédiatement à l’esprit. Mais les chameaux ne peuvent survivre sans eau dans le désert que 15 jours. Pendant ce temps, vous serez surpris d’apprendre qu’il existe un animal dans le monde qui peut vivre toute sa vie sans boire une goutte d’eau. La trémie géante du kangourou est un proche parent du castor. Leur durée de vie moyenne se situe généralement entre 3 et 5 ans. Ils obtiennent généralement de l’humidité grâce à la nourriture, en mangeant diverses graines. De plus, ces rongeurs ne transpirent pas, évitant ainsi une perte d’eau supplémentaire. Ces animaux vivent généralement dans la Vallée de la Mort et sont actuellement en voie de disparition.

8. Vers tolérants à la chaleur

Étant donné que la chaleur de l’eau est transférée plus efficacement aux organismes, une température de l’eau de 50 degrés Celsius sera beaucoup plus dangereuse que la même température de l’air. C’est pour cette raison que les bactéries prospèrent principalement dans les sources chaudes sous-marines, ce qui n’est pas le cas des formes de vie multicellulaires. Cependant, il existe un type spécial de ver appelé paralvinella sulfincola qui s'installe volontiers dans les zones où l'eau atteint des températures de 45 à 55 degrés. Les scientifiques ont mené une expérience dans laquelle l'une des parois de l'aquarium était chauffée. Il s'est avéré que les vers préféraient rester dans cet endroit particulier, ignorant les endroits plus frais. On pense que cette fonctionnalité a été développée par les vers afin qu’ils puissent se régaler des bactéries trouvées en abondance dans les sources chaudes. Parce qu'ils ne l'avaient pas avant Ennemis naturels, les bactéries étaient des proies relativement faciles.

7. Requin du Groenland

Le requin du Groenland est l'un des requins les plus grands et les moins étudiés de la planète. Malgré le fait qu'ils nagent assez lentement (n'importe quel nageur amateur peut les dépasser), ils sont extrêmement rarement vus. Cela est dû au fait que ce type de requin vit généralement à une profondeur de 1 200 mètres. De plus, ce requin est l’un des plus résistants au froid. Elle préfère généralement rester dans une eau dont la température varie entre 1 et 12 degrés Celsius. Parce que ces requins vivent dans des eaux froides, ils doivent se déplacer extrêmement lentement pour minimiser leur dépense énergétique. Ils ne font aucune distinction en matière de nourriture et mangent tout ce qui leur tombe sous la main. Des rumeurs courent selon lesquelles leur durée de vie est d'environ 200 ans, mais personne n'a encore pu le confirmer ou l'infirmer.

6. Le ver du diable

Pendant de nombreuses décennies, les scientifiques ont cru que seuls les organismes unicellulaires pouvaient survivre à de grandes profondeurs. Selon eux, la haute pression, le manque d’oxygène et les températures extrêmes faisaient obstacle aux créatures multicellulaires. Mais ensuite, des vers microscopiques ont été découverts à plusieurs kilomètres de profondeur. Nommé Halicephalobus mephisto, d'après un démon du folklore allemand, il a été découvert dans des échantillons d'eau à 2,2 kilomètres sous la surface d'une grotte en Afrique du Sud. Ils ont réussi à survivre à des conditions environnementales extrêmes, ce qui suggère que la vie pourrait être possible sur Mars et sur d’autres planètes de notre galaxie.

5. Grenouilles

Certaines espèces de grenouilles sont largement connues pour leur capacité à geler littéralement tout au long de l’hiver et à reprendre vie lorsque le printemps arrive. Cinq espèces de ces grenouilles ont été trouvées en Amérique du Nord, la plus commune étant la rainette commune. Parce que le rainettes peu doués pour l'enfouissement, ils se cachent simplement sous les feuilles mortes. Ils ont une substance semblable à de l'antigel dans leurs veines et, même si leur cœur finit par s'arrêter, cela est temporaire. La base de leur technique de survie est l'énorme concentration de glucose entrant dans le sang par le foie de la grenouille. Ce qui est encore plus surprenant, c'est que les grenouilles sont capables de démontrer leur capacité à geler non seulement dans environnement naturel, mais aussi dans des conditions de laboratoire, permettant aux scientifiques de révéler leurs secrets.

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4. Microbes des grands fonds

Nous savons tous que le point le plus profond du monde est la fosse des Mariannes. Sa profondeur atteint près de 11 kilomètres et la pression y dépasse la pression atmosphérique 1 100 fois. Il y a quelques années, des scientifiques ont réussi à y découvrir des amibes géantes, qu'ils ont réussi à photographier grâce à un appareil photo à haute résolution et protégées par une sphère de verre de l'énorme pression qui règne au fond. D'ailleurs, une récente expédition envoyée par James Cameron lui-même a montré que dans les profondeurs Tranchée des Mariannes Il peut y avoir d'autres formes de vie. Des échantillons de sédiments de fond ont été obtenus, ce qui a prouvé que la dépression regorgeait littéralement de microbes. Ce fait a étonné les scientifiques, car les conditions extrêmes qui y règnent, ainsi que l'énorme pression, sont loin d'être un paradis.

3. Bdelloidée

Les rotifères de l'espèce Bdelloidea sont des invertébrés femelles incroyablement minuscules, que l'on trouve généralement dans eau fraiche. Depuis leur découverte, aucun mâle de l’espèce n’a été trouvé et les rotifères eux-mêmes se reproduisent de manière asexuée, ce qui détruit leur propre ADN. Ils restaurent leur ADN natif en mangeant d’autres types de micro-organismes. Grâce à cette capacité, les rotifères peuvent résister à une déshydratation extrême. En fait, ils sont capables de résister à des niveaux de radiations qui tueraient la plupart des organismes vivants de notre planète. Les scientifiques pensent que leur capacité à réparer leur ADN est due à leur besoin de survivre dans des environnements extrêmement arides.

2. Cafard

Il existe un mythe selon lequel les cafards seraient les seuls organismes vivants à survivre à une guerre nucléaire. En effet, ces insectes peuvent vivre plusieurs semaines sans eau ni nourriture, et en plus, ils peuvent vivre des semaines sans tête. Les blattes existent depuis 300 millions d’années et survivent même aux dinosaures. La chaîne Discovery Channel a mené une série d'expériences censées montrer si les cafards survivraient ou non sous de puissants rayonnements nucléaires. En conséquence, il s'est avéré que près de la moitié de tous les insectes étaient capables de survivre à une radiation de 1 000 rads (une telle radiation peut tuer un adulte en bonne santé en seulement 10 minutes d'exposition) ; de plus, 10 % des cafards ont survécu à une exposition à une radiation de 10 000 rads. rads, ce qui équivaut au rayonnement d’une explosion nucléaire à Hiroshima. Malheureusement, aucun de ces petits insectes n’a survécu à la dose de rayonnement de 100 000 rads.

1. Les tardigrades

De minuscules organismes aquatiques appelés tardigrades se sont avérés être les organismes les plus résistants de notre planète. Ces animaux apparemment mignons sont capables de survivre à presque toutes les conditions extrêmes, qu'il s'agisse de chaleur ou de froid, d'une pression énorme ou d'un rayonnement élevé. Ils sont capables de survivre un certain temps même dans l’espace. Dans des conditions extrêmes et dans un état de déshydratation extrême, ces créatures sont capables de rester en vie pendant plusieurs décennies. Ils prennent vie dès que vous les placez dans un étang.

Dans l'eau bouillante à une température de 100°C, toutes les formes d'organismes vivants meurent, y compris les bactéries et les microbes, connus pour leur persistance et leur vitalité. C'est un fait largement connu et généralement accepté. Mais il s’avère que c’est faux !

À la fin des années 1970, avec l'avènement des premiers véhicules hauturiers, bouches hydrothermales, d'où coulaient continuellement des ruisseaux d'eau extrêmement chaude et hautement minéralisée. La température de ces cours d’eau atteint une température incroyable de 200 à 400°C. Au début, personne n’aurait pu imaginer que la vie puisse exister à plusieurs milliers de mètres de profondeur, dans une obscurité éternelle, et même à une telle température. Mais elle existait là-bas. Et non pas une vie unicellulaire primitive, mais des écosystèmes entiers et indépendants constitués d'espèces jusqu'alors inconnues de la science.

Une cheminée hydrothermale trouvée au fond de la fosse des Caïmans à une profondeur d'environ 5 000 mètres. Ces sources sont appelées fumeurs noirs en raison de l'éruption d'eau noire ressemblant à de la fumée.

La base des écosystèmes vivant à proximité des sources hydrothermales sont constituées de bactéries chimiosynthétiques - des micro-organismes qui obtiennent les nutriments nécessaires en oxydant divers éléments chimiques ; dans un cas particulier par oxydation du dioxyde de carbone. Tous les autres représentants des écosystèmes thermiques, notamment les crabes filtreurs, les crevettes, divers mollusques et même d'énormes vers de mer dépendent de ces bactéries.

Ce fumoir noir est entièrement enveloppé d'anémones de mer blanches. Les conditions qui entraînent la mort d’autres organismes marins sont la norme pour ces créatures. Les anémones blanches se nourrissent en ingérant des bactéries chimiosynthétiques.

Les organismes qui vivent dans fumeurs noirs"sont entièrement dépendants des conditions locales et ne sont pas capables de survivre dans l'habitat familier à la grande majorité des habitants marins. Pour cette raison, pendant longtemps, aucune créature n'a pu être ramenée vivante à la surface ; elles sont toutes mortes lorsque le la température de l'eau a baissé.

Ver pompéien (lat. Alvinella pompejana) - cet habitant des écosystèmes hydrothermaux sous-marins a reçu un nom plutôt symbolique.

Le véhicule sous-marin sans pilote ISIS, sous le contrôle d'océanologues britanniques, a réussi à soulever la première créature vivante. Les scientifiques ont découvert que des températures inférieures à 70°C sont mortelles pour ces étonnantes créatures. C’est tout à fait remarquable, puisqu’une température de 70°C est mortelle pour 99 % des organismes vivant sur Terre.

La découverte des écosystèmes thermiques sous-marins était extrêmement importante pour la science. Premièrement, les limites dans lesquelles la vie peut exister ont été élargies. Deuxièmement, cette découverte a conduit les scientifiques à nouvelle version sur l'origine de la vie sur Terre, selon laquelle la vie serait née dans les sources hydrothermales. Et troisièmement, cette découverte dans Encore une fois nous a fait comprendre que nous en savons très peu sur le monde qui nous entoure.

Les températures élevées sont nocives pour presque tous les êtres vivants. Une augmentation de la température ambiante jusqu’à +50 °C est largement suffisante pour provoquer la dépression et la mort d’une grande variété d’organismes. Pas besoin d'en parler davantage hautes températures Oh.

La limite de propagation de la vie est considérée comme une température de +100 °C, à laquelle se produit la dénaturation des protéines, c'est-à-dire la destruction de la structure des molécules protéiques. Pendant longtemps, on a cru qu'il n'existait dans la nature aucune créature capable de tolérer facilement des températures comprises entre 50 et 100 ° C. Cependant, de récentes découvertes scientifiques indiquent le contraire.

Tout d'abord, des bactéries adaptées à la vie dans des sources chaudes avec des températures d'eau allant jusqu'à +90 ºС ont été découvertes. En 1983, une autre major découverte scientifique. Un groupe de biologistes américains a étudié ceux qui se trouvent au fond Océan Pacifique sources d'eaux thermales saturées de métaux.

Les fumeurs noirs, semblables à des cônes tronqués, se trouvent à une profondeur de 2 000 m, leur hauteur est de 70 m et leur diamètre de base est de 200 m. Les fumeurs ont été découverts pour la première fois près des îles Galapagos.

Situés à de grandes profondeurs, ces « fumeurs noirs », comme les appellent les géologues, absorbent activement l’eau. Ici, il se réchauffe grâce à la chaleur provenant de la substance chaude et profonde de la Terre, et atteint une température supérieure à +200°C.

L’eau des sources ne bout pas uniquement parce qu’elle est sous haute pression et qu’elle est enrichie de métaux provenant des entrailles de la planète. Une colonne d’eau s’élève au-dessus des « fumeurs noirs ». La pression créée ici, à une profondeur d'environ 2000 m (et même bien plus), est de 265 atm. À une pression aussi élevée, même les eaux minéralisées de certaines sources, ayant des températures allant jusqu'à +350°C, ne bout pas.

En raison du mélange avec l'eau de mer, les eaux thermales se refroidissent relativement rapidement, mais les bactéries découvertes par les Américains à ces profondeurs tentent de rester à l'écart de l'eau refroidie. Des micro-organismes étonnants se sont adaptés pour se nourrir de minéraux dans des eaux chauffées à +250 °C. Plus basses températures avoir un effet déprimant sur les microbes. Déjà dans une eau à une température d'environ +80°C, bien que les bactéries restent viables, elles cessent de se multiplier.

Les scientifiques ne savent pas exactement quel est le secret de l'endurance fantastique de ces minuscules créatures vivantes, qui tolèrent facilement le chauffage jusqu'au point de fusion de l'étain.

La forme du corps des bactéries qui habitent les fumeurs noirs est irrégulière. Les organismes sont souvent équipés de longues projections. Les bactéries absorbent le soufre et le transforment en matière organique. Pogonophora et vestimentifera formaient avec eux une symbiose afin de se nourrir de cette matière organique.

Complet recherche biochimique a permis d'identifier la présence d'un mécanisme de protection dans les cellules bactériennes. La molécule de la substance héréditaire ADN, sur laquelle l'information génétique est stockée, chez un certain nombre d'espèces, est enveloppée dans une couche de protéine qui absorbe l'excès de chaleur.

L’ADN lui-même comprend une teneur anormalement élevée en paires guanine-cytosine. Tous les autres êtres vivants de notre planète possèdent un nombre bien moindre de ces associations dans leur ADN. Il s’avère que la liaison entre la guanine et la cytosine est très difficile à rompre par chauffage.

Par conséquent, la plupart de ces composés servent simplement à renforcer la molécule et ensuite seulement à coder l’information génétique.

Les acides aminés servent de composants aux molécules protéiques, dans lesquelles ils sont retenus grâce à des liaisons chimiques spéciales. Si nous comparons les protéines des bactéries des grands fonds avec les protéines d'autres organismes vivants similaires dans les paramètres énumérés ci-dessus, il s'avère qu'en raison d'acides aminés supplémentaires, il existe des connexions supplémentaires dans les protéines des microbes à haute température.

Mais les experts sont convaincus que ce n’est pas le secret des bactéries. Chauffer les cellules entre +100 et 120 °C est largement suffisant pour endommager l'ADN protégé par les dispositifs chimiques répertoriés. Cela signifie qu’il doit exister d’autres moyens au sein des bactéries pour éviter de détruire leurs cellules. La protéine qui compose les habitants microscopiques des sources thermales comprend des particules spéciales - des acides aminés d'un type que l'on ne trouve chez aucune autre créature vivant sur Terre.

Les molécules protéiques des cellules bactériennes, qui possèdent des composants protecteurs (renforçants) spéciaux, bénéficient d'une protection particulière. Les lipides, c'est-à-dire les graisses et les substances apparentées, ont une structure inhabituelle. Leurs molécules sont des chaînes d'atomes unies. L'analyse chimique des lipides provenant de bactéries à haute température a montré que dans ces organismes, les chaînes lipidiques sont entrelacées, ce qui sert à renforcer davantage les molécules.

Cependant, les données de l’analyse peuvent être comprises d’une autre manière, de sorte que l’hypothèse de chaînes entrelacées reste non prouvée. Mais même si nous le prenons comme un axiome, il est impossible d’expliquer pleinement les mécanismes d’adaptation à des températures d’environ +200 °C.

Des êtres vivants plus développés ne pourraient pas atteindre le succès des micro-organismes, mais les zoologistes connaissent de nombreux invertébrés et même des poissons qui se sont adaptés à la vie dans les eaux thermales.

Parmi les invertébrés, il faut citer tout d'abord les différents habitants des cavernes qui habitent des réservoirs alimentés par les eaux souterraines, chauffées par la chaleur souterraine. Dans la plupart des cas, il s’agit de minuscules algues unicellulaires et de toutes sortes de crustacés.

Représentant des crustacés isopodes, la thermosphère thermique appartient à la famille des sphéromatides. Il vit dans une source chaude à Soccoro (Nouveau Mexique, USA). La longueur du crustacé n'est que de 0,5 à 1 cm, il se déplace le long du fond de la source et possède une paire d'antennes conçues pour s'orienter dans l'espace.

Les poissons des cavernes, adaptés à la vie dans les sources thermales, peuvent tolérer des températures allant jusqu'à +40 °C. Parmi ces créatures, les plus remarquables sont celles à dents de carpe qui habitent les eaux souterraines de l'Amérique du Nord. Parmi les espèces de ce grand groupe, se distingue Cyprinodon macularis.

C'est l'un des animaux les plus rares sur Terre. Une petite population de ces minuscules poissons vit dans une source chaude de seulement 50 cm de profondeur, située à l'intérieur de Devil's Cave, dans la Vallée de la Mort (Californie), l'une des plus sèches et des plus sèches. endroits chauds sur la planète.

Proche parent du Cyprinodon, l'œil aveugle n'est pas adapté à la vie dans les sources thermales, bien qu'il habite les eaux souterraines des grottes karstiques de la même zone géographique aux États-Unis. Les yeux aveugles et ses espèces apparentées sont attribués à la famille des yeux aveugles, tandis que les cyprinodons sont classés comme une famille distincte de carpes à dents.

Contrairement à d'autres habitants des grottes translucides ou de couleur crème laiteuse, y compris d'autres habitants à dents de carpe, les cyprinodons sont peints en bleu vif. Autrefois, ces poissons se trouvaient dans plusieurs sources et pouvaient se déplacer librement dans les eaux souterraines d'un réservoir à un autre.

Au XIXe siècle, les habitants ont observé à plusieurs reprises comment les cyprinodons s'installaient dans des flaques d'eau apparues à la suite du remplissage des ornières d'une roue de charrette avec de l'eau souterraine. À propos, à ce jour, on ne sait toujours pas comment et pourquoi ces beau poisson se sont frayés un chemin avec l'humidité souterraine à travers une couche de sol meuble.

Mais ce mystère n’est pas le principal. On ne sait pas exactement comment les poissons peuvent résister à des températures de l'eau allant jusqu'à +50 °C. Quoi qu’il en soit, c’est une adaptation étrange et inexplicable qui a aidé les Cyprinodons à survivre. Ces créatures sont apparues en Amérique du Nord il y a plus d'un million d'années. Avec le début de la glaciation, tous les animaux à dents de carpe ont disparu, à l'exception de ceux qui exploitaient les eaux souterraines, y compris les eaux thermales.

Presque toutes les espèces de la famille des stenazellides, représentées par de petits crustacés isopodes (pas plus de 2 cm), vivent dans des eaux thermales dont la température n'est pas inférieure à +20 C.

Lorsque le glacier a disparu et que le climat de Californie est devenu plus aride, la température, la salinité et même la quantité de nourriture - les algues - sont restées presque inchangées dans les sources des grottes pendant 50 000 ans. Par conséquent, le poisson, sans changer, a survécu ici calmement aux cataclysmes préhistoriques. Aujourd'hui, toutes les espèces de cyprinodons des cavernes sont protégées par la loi dans l'intérêt de la science.

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Certains organismes, par rapport à d’autres, présentent un certain nombre d’avantages indéniables, par exemple la capacité de résister à des températures extrêmement élevées ou extrêmement basses. Il existe de nombreuses créatures vivantes aussi robustes dans le monde. Dans l'article ci-dessous, vous découvrirez les plus étonnants d'entre eux. Sans exagération, ils sont capables de survivre même dans des conditions extrêmes.

1. Araignées sauteuses de l'Himalaya

Les oies à tête barrée sont connues pour être parmi les oiseaux qui volent le plus haut au monde. Ils sont capables de voler à une altitude de plus de 6 000 mètres au-dessus du sol.

Savez-vous où se trouve la zone la plus peuplée de la planète ? Au Perou. Il s'agit de la ville de La Rinconada, située dans les Andes, près de la frontière avec la Bolivie, à environ 5 100 mètres d'altitude.

Pendant ce temps, le record des créatures vivantes les plus hautes de la planète Terre revient aux araignées sauteuses de l'Himalaya Euophrys omnisuperstes (« se tenant au-dessus de tout »), qui vivent dans les coins et recoins des pentes du mont Everest. Les grimpeurs les ont trouvés même à une altitude de 6 700 mètres. Ces minuscules araignées se nourrissent d'insectes transportés jusqu'aux sommets des montagnes. vent fort. Ce sont les seuls êtres vivants qui vivent en permanence à une telle hauteur, sans compter bien sûr certaines espèces d'oiseaux. On sait également que les araignées sauteuses de l’Himalaya sont capables de survivre même dans des conditions de manque d’oxygène.

2. Sauteur kangourou géant

Quand on nous demande de nommer un animal qui peut s'en passer boire de l'eau pendant de longues périodes, la première chose qui me vient à l'esprit est un chameau. Cependant, dans le désert, sans eau, il ne peut survivre que 15 jours. Et non, les chameaux ne stockent pas de réserves d’eau dans leurs bosses, comme beaucoup le croient à tort. Pendant ce temps, il existe encore sur Terre des animaux qui vivent dans le désert et sont capables de vivre sans une seule goutte d’eau toute leur vie !

Les larves géantes de kangourous sont apparentées aux castors. Leur durée de vie varie de trois à cinq ans. Les sauteurs kangourous géants reçoivent de l'eau avec leur nourriture et se nourrissent principalement de graines.

Comme le notent les scientifiques, les sauteurs kangourous géants ne transpirent pas du tout, ils ne perdent donc pas, mais au contraire accumulent de l'eau dans le corps. Vous pouvez les trouver dans la Vallée de la Mort (Californie). Les larves géantes de kangourous sont actuellement en voie de disparition.

3. Vers résistants aux températures élevées

Étant donné que l’eau conduit la chaleur du corps humain environ 25 fois plus efficacement que l’air, une température de 50 degrés Celsius dans les profondeurs de la mer sera beaucoup plus dangereuse que sur terre. C’est pourquoi les bactéries prospèrent sous l’eau, et non les organismes multicellulaires qui ne supportent pas des températures trop élevées. Mais il y a des exceptions...

Les annélides marins des grands fonds Paralvinella sulfincola, qui vivent près des sources hydrothermales au fond de l'océan Pacifique, sont peut-être les créatures vivantes les plus thermophiles de la planète. Les résultats d'une expérience menée par des scientifiques sur le chauffage d'un aquarium ont montré que ces vers préfèrent s'installer là où la température atteint 45-55 degrés Celsius.

4. Requin du Groenland

Les requins du Groenland comptent parmi les plus grandes créatures vivantes de la planète Terre, mais les scientifiques ne savent presque rien d'eux. Ils nagent très lentement, à égalité avec un nageur amateur ordinaire. Cependant, il est presque impossible de voir des requins du Groenland dans les eaux océaniques, car ils vivent généralement à une profondeur de 1 200 mètres.

Les requins du Groenland sont également considérés comme les créatures les plus friandes du froid au monde. Ils préfèrent vivre dans des endroits où la température atteint 1 à 12 degrés Celsius.

Les requins du Groenland vivent dans les eaux froides, ce qui signifie qu'ils doivent économiser de l'énergie ; cela explique le fait qu'ils nagent très lentement - à une vitesse ne dépassant pas deux kilomètres par heure. Les requins du Groenland sont également appelés « requins dormeurs ». Ils ne sont pas exigeants en matière de nourriture : ils mangent tout ce qu'ils peuvent attraper.

Selon certains scientifiques, l'espérance de vie des requins du Groenland peut atteindre 200 ans, mais cela n'a pas encore été prouvé.

5. Les vers du diable

Pendant plusieurs décennies, les scientifiques ont pensé que seuls les organismes unicellulaires pouvaient survivre à de très grandes profondeurs. On croyait que les formes de vie multicellulaires ne pouvaient pas y vivre en raison du manque d'oxygène, de la pression et des températures élevées. Cependant, tout récemment, des chercheurs ont découvert des vers microscopiques à plusieurs milliers de mètres de profondeur sous la surface de la terre.

Les nématodes Halicephalobus mephisto, du nom d'un démon du folklore allemand, ont été découverts par Gaetan Borgoni et Tallis Onstott en 2011 dans des échantillons d'eau prélevés à 3,5 kilomètres de profondeur dans une grotte en Afrique du Sud. Les scientifiques ont découvert qu'ils présentent une grande résistance à diverses conditions extrêmes, comme les vers ronds qui ont survécu à la catastrophe de la navette spatiale Columbia survenue le 1er février 2003. La découverte de vers diaboliques pourrait contribuer à étendre la recherche de vie sur Mars et sur toute autre planète de notre Galaxie.

6. Grenouilles

Les scientifiques ont remarqué que certaines espèces de grenouilles gèlent littéralement avec le début de l'hiver et, en dégelant au printemps, reprennent une vie bien remplie. Il existe cinq espèces de ces grenouilles en Amérique du Nord, la plus courante étant Rana sylvatica, ou grenouille des bois.

Les grenouilles des bois ne savent pas comment s'enfouir dans le sol, donc avec l'arrivée du froid, elles se cachent simplement sous les feuilles mortes et gèlent, comme tout ce qui les entoure. À l’intérieur du corps, leur mécanisme de défense naturel « antigel » est déclenché et, comme un ordinateur, ils passent en « mode veille ». Les réserves de glucose du foie leur permettent en grande partie de survivre à l’hiver. Mais le plus étonnant est que les grenouilles des bois démontrent leurs incroyables capacités à la fois dans la nature et en laboratoire.

7. Bactéries des grands fonds

Nous savons tous que le point le plus profond de l'océan mondial est la fosse des Mariannes, située à une profondeur de plus de 11 000 mètres. Au fond, la pression de l'eau atteint 108,6 MPa, soit environ 1 072 fois plus que la normale. pression atmosphérique au niveau de l'océan mondial. Il y a quelques années, des scientifiques utilisant des caméras à haute résolution placées dans des sphères de verre ont découvert des amibes géantes dans la fosse des Mariannes. Selon James Cameron, qui a dirigé l’expédition, d’autres formes de vie y prospèrent également.

Après avoir étudié des échantillons d'eau du fond de la fosse des Mariannes, les scientifiques y ont découvert un grand nombre de bactéries qui, étonnamment, se sont multipliées activement, malgré plus grande profondeur et une pression extrême.

8. Bdelloidea

Les rotifères Bdelloidea sont de petits animaux invertébrés que l’on trouve généralement en eau douce.

Les représentants des rotifères Bdelloidea manquent de mâles, les populations ne sont représentées que par des femelles parthénogénétiques. Les Bdelloidea se reproduisent de manière asexuée, ce qui, selon les scientifiques, affecte négativement leur ADN. Lequel est le meilleur? La meilleure façon surmonter ces effets néfastes ? Réponse : mangez l’ADN d’autres formes de vie. Grâce à cette approche, Bdelloidea a évolué capacité incroyable résister à une déshydratation extrême. De plus, ils peuvent survivre même après avoir reçu une dose de rayonnement mortelle pour la plupart des organismes vivants.

Les scientifiques pensent que la capacité des Bdelloidea à réparer l’ADN leur a été donnée à l’origine pour survivre à des températures élevées.

9. Cafards

Il existe un mythe populaire selon lequel, après une guerre nucléaire, seuls les cafards resteront en vie sur Terre. Ces insectes peuvent passer des semaines sans nourriture ni eau, mais ce qui est encore plus étonnant, c'est qu'ils peuvent vivre plusieurs jours après avoir perdu la tête. Les blattes sont apparues sur Terre il y a 300 millions d’années, bien avant les dinosaures.

Les animateurs de « MythBusters » dans l'un des programmes ont décidé de tester la capacité de survie des cafards au cours de plusieurs expériences. Premièrement, ils ont exposé un certain nombre d’insectes à 1 000 rads de rayonnement, une dose capable de tuer une personne en bonne santé en quelques minutes. Près de la moitié d’entre eux ont réussi à survivre. Après que MythBusters ait augmenté la puissance de rayonnement à 10 000 rads (comme lors du bombardement atomique d'Hiroshima). Cette fois, seuls 10 pour cent des cafards ont survécu. Lorsque la puissance de rayonnement a atteint 100 000 rads, pas un seul cafard n'a malheureusement réussi à survivre.

La température est le facteur environnemental le plus important. La température a un impact énorme sur de nombreux aspects de la vie des organismes, leur géographie de distribution, leur reproduction et d'autres propriétés biologiques des organismes, qui dépendent principalement de la température. Portée, c'est-à-dire Les limites de température dans lesquelles la vie peut exister vont d'environ -200°C à +100°C, et des bactéries ont parfois été découvertes dans les sources chaudes à des températures de 250°C. En réalité, la plupart des organismes peuvent survivre dans une plage de températures encore plus étroite.

Certains types de micro-organismes, principalement des bactéries et des algues, sont capables de vivre et de se reproduire dans les sources chaudes à des températures proches du point d'ébullition. La limite supérieure de température pour les bactéries des sources chaudes est d’environ 90°C. La variabilité de la température est très importante d'un point de vue environnemental.

Toute espèce ne peut vivre que dans une certaine plage de températures, appelées températures mortelles maximales et minimales. Au-delà de ces températures extrêmes critiques, froid ou chaud, la mort de l’organisme survient. Quelque part entre eux se trouve une température optimale à laquelle l'activité vitale de tous les organismes, la matière vivante dans son ensemble, est active.

Selon la tolérance des organismes à conditions de température ils sont divisés en eurythermiques et sténothermiques, c'est-à-dire capable de tolérer des fluctuations de température dans des limites larges ou étroites. Par exemple, les lichens et de nombreuses bactéries peuvent vivre à des températures différentes, ou les orchidées et autres plantes thermophiles des zones tropicales sont sténothermiques.

Certains animaux sont capables de maintenir une température corporelle constante, quelle que soit la température ambiante. De tels organismes sont appelés homéothermes. Chez d'autres animaux, la température corporelle varie en fonction de la température ambiante. On les appelle poïkilothermes. Selon la méthode d'adaptation des organismes aux conditions de température, ils sont divisés en deux groupes environnementaux: les cryophylles sont des organismes adaptés au froid et aux basses températures ; thermophiles - ou aimant la chaleur.

La règle d'Allen- une règle écogéographique établie par D. Allen en 1877. Selon cette règle, parmi les formes apparentées d'animaux homéothermes (à sang chaud) menant un mode de vie similaire, ceux qui vivent dans des climats plus froids ont des parties du corps saillantes relativement plus petites : oreilles, pattes, queues, etc.

La réduction des parties saillantes du corps entraîne une diminution de la surface relative du corps et permet d'économiser de la chaleur.

Un exemple de cette règle sont les représentants de la famille canine de diverses régions. Les oreilles les plus petites (par rapport à la longueur du corps) et le museau le moins allongé de cette famille se trouvent chez le renard arctique (région : Arctique), et les oreilles les plus grandes et le museau étroit et allongé se trouvent chez le renard fennec (région : Sahara).

Cette règle s'applique également aux populations humaines : le nez, les bras et les jambes les plus courts (par rapport à la taille du corps) sont caractéristiques des peuples Esquimaux-Aléoutes (Esquimaux, Inuits), et les bras et jambes les plus longs sont ceux des Fourrures et des Tutsis.

La règle de Bergman- une règle écogéographique formulée en 1847 par le biologiste allemand Karl Bergmann. La règle stipule que parmi les formes similaires d'animaux homéothermes (à sang chaud), les plus grandes sont celles qui vivent dans des climats plus froids - dans les hautes latitudes ou dans les montagnes. S'il existe des espèces étroitement apparentées (par exemple, des espèces du même genre) qui ne diffèrent pas significativement dans leurs habitudes alimentaires et leur mode de vie, alors plus grande espèceégalement trouvé dans des climats plus rigoureux (froids).

La règle repose sur l'hypothèse que la production totale de chaleur chez les espèces endothermiques dépend du volume du corps et que le taux de transfert de chaleur dépend de sa surface. À mesure que la taille des organismes augmente, le volume du corps augmente plus rapidement que sa surface. Cette règle a d’abord été testée expérimentalement sur des chiens de différentes tailles. Il s’est avéré que la production de chaleur chez les petits chiens est plus élevée par unité de masse, mais quelle que soit leur taille, elle reste presque constante par unité de surface.

En effet, la règle de Bergmann est souvent respectée aussi bien au sein d’une même espèce que parmi des espèces étroitement apparentées. Par exemple, la forme Amour d'un tigre avec Extrême Orient plus grand que le Sumatra d'Indonésie. Les sous-espèces de loups du nord sont en moyenne plus grandes que celles du sud. Parmi les espèces étroitement apparentées du genre ours, les plus grandes vivent sous les latitudes septentrionales ( ours polaire, ours bruns d'environ. Kodiak) et les plus petites espèces (par exemple, l'ours à lunettes) se trouvent dans les régions aux climats chauds.

En même temps, cette règle a été souvent critiquée ; il a été noté qu'il ne peut pas être de nature générale, car la taille des mammifères et des oiseaux est influencée par de nombreux autres facteurs que la température. De plus, l'adaptation à climat rude au niveau de la population et de l'espèce, ils se produisent souvent non pas en raison de changements dans la taille du corps, mais en raison de changements dans la taille des organes internes (augmentation de la taille du cœur et des poumons) ou d'adaptations biochimiques. Compte tenu de cette critique, il est nécessaire de souligner que la règle de Bergman est de nature statistique et manifeste clairement son effet, toutes choses étant égales par ailleurs.

Il existe en effet de nombreuses exceptions à cette règle. Ainsi, la plus petite race de mammouth laineux est connue de l'île polaire de Wrangel ; de nombreuses sous-espèces de loups de forêt sont plus grandes que les loups de la toundra (par exemple, la sous-espèce éteinte de la péninsule de Kenai ; on suppose que leur grande taille pourrait donner à ces loups un avantage lors de la chasse aux grands orignaux habitant la péninsule). La sous-espèce extrême-orientale de léopard vivant sur l'Amour est nettement plus petite que celle d'Afrique. Dans les exemples donnés, les formes comparées diffèrent par leur mode de vie (populations insulaires et continentales ; sous-espèces de la toundra, se nourrissant de proies plus petites, et sous-espèces forestières, se nourrissant de proies plus grosses).

En ce qui concerne les humains, la règle est applicable dans une certaine mesure (par exemple, des tribus pygmées sont apparemment apparues de manière répétée et indépendante dans différentes régions avec climat tropical); cependant, les différences dans les régimes alimentaires et les coutumes locales, la migration et la dérive génétique entre les populations limitent l'applicabilité de cette règle.

La règle de Gloger est-ce parmi les formes liées les unes aux autres ( Différentes races ou sous-espèces de la même espèce, espèces apparentées) animaux homéothermes (à sang chaud), ceux qui vivent dans des climats chauds et humides sont de couleur plus vive que ceux qui vivent dans des climats froids et secs. Fondée en 1833 par Konstantin Gloger (Gloger C. W. L. ; 1803-1863), ornithologue polonais et allemand.

Par exemple, la plupart des espèces d'oiseaux du désert sont de couleur plus terne que leurs parents subtropicaux et subtropicaux. forêts tropicales. La règle de Gloger s'explique à la fois par des considérations de camouflage et par l'influence des conditions climatiques sur la synthèse des pigments. Dans une certaine mesure, la règle de Gloger s'applique également aux animaux hypokilothermiques (à sang froid), en particulier les insectes.

L'humidité comme facteur environnemental

Au départ, tous les organismes étaient aquatiques. Ayant conquis la terre, ils n’ont pas perdu leur dépendance à l’eau. Une partie intégrante Tous les organismes vivants sont de l'eau. L'humidité est la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. Sans humidité ni eau, il n'y a pas de vie.

L'humidité est un paramètre caractérisant la teneur en vapeur d'eau de l'air. Humidité absolue- c'est la quantité de vapeur d'eau dans l'air et dépend de la température et de la pression. Cette quantité est appelée humidité relative (c'est-à-dire le rapport entre la quantité de vapeur d'eau dans l'air et la quantité saturée de vapeur dans certaines conditions de température et de pression.)

Dans la nature, il existe un rythme quotidien d’humidité. L'humidité fluctue verticalement et horizontalement. Ce facteur, avec la lumière et la température, joue un rôle important dans la régulation de l'activité des organismes et de leur répartition. L'humidité modifie également l'effet de la température.

Un facteur environnemental important est le séchage à l’air. L’effet desséchant de l’air est particulièrement important pour les organismes terrestres. Les animaux s'adaptent en se déplaçant vers des zones protégées et image active la vie se déroule la nuit.

Les plantes absorbent l’eau du sol et presque toute (97 à 99 %) s’évapore à travers les feuilles. Ce processus est appelé transpiration. L'évaporation refroidit les feuilles. Grâce à l'évaporation, les ions sont transportés à travers le sol jusqu'aux racines, les ions sont transportés entre les cellules, etc.

Une certaine quantité d’humidité est absolument nécessaire aux organismes terrestres. Beaucoup d'entre eux nécessitent une humidité relative de 100 % pour un fonctionnement normal, et au contraire, un organisme dans des conditions normales ne peut pas vivre longtemps dans un air absolument sec, car il perd constamment de l'eau. L'eau est un élément essentiel de la matière vivante. Par conséquent, la perte d’une certaine quantité d’eau entraîne la mort.

Les plantes des climats secs s'adaptent grâce à des changements morphologiques et à la réduction des organes végétatifs, en particulier des feuilles.

Les animaux terrestres s'adaptent également. Beaucoup d’entre eux boivent de l’eau, d’autres l’absorbent par l’organisme sous forme liquide ou vapeur. Par exemple, la plupart des amphibiens, certains insectes et acariens. La plupart des animaux du désert ne boivent jamais ; ils satisfont leurs besoins grâce à l'eau fournie en nourriture. D'autres animaux obtiennent de l'eau grâce au processus d'oxydation des graisses.

L'eau est absolument nécessaire aux organismes vivants. Ainsi, les organismes se répartissent dans leur habitat en fonction de leurs besoins : les organismes aquatiques vivent en permanence dans l'eau ; les hydrophytes ne peuvent vivre que dans des environnements très humides.

Du point de vue de la valence écologique, les hydrophytes et les hygrophytes appartiennent au groupe des sténogyres. L'humidité affecte grandement les fonctions vitales des organismes, par exemple 70 % humidité relative a été très favorable à la maturation au champ et à la fertilité des criquets migrateurs femelles. Lorsqu'elles sont propagées avec succès, elles causent d'énormes dégâts économiques aux cultures dans de nombreux pays.

Pour l'évaluation écologique de la répartition des organismes, l'indicateur d'aridité climatique est utilisé. La sécheresse sert de facteur sélectif pour classification environnementale organismes.

Ainsi, en fonction des caractéristiques hygrométriques du climat local, les espèces d'organismes sont réparties en groupes écologiques :

1. Les hydatophytes sont des plantes aquatiques.

2. Les hydrophytes sont des plantes terrestres et aquatiques.

3. Hygrophytes - plantes terrestres vivant dans des conditions de forte humidité.

4. Les mésophytes sont des plantes qui poussent avec une humidité moyenne

5. Les xérophytes sont des plantes qui poussent avec une humidité insuffisante. Elles sont à leur tour divisées en : plantes succulentes - plantes succulentes (cactus) ; les sclérophytes sont des plantes aux feuilles étroites et petites, enroulées en tubes. Ils sont également divisés en euxérophytes et stypaxérophytes. Les euxérophytes sont des plantes des steppes. Les stypaxerophytes sont un groupe de graminées à gazon à feuilles étroites (herbe à plumes, fétuque, tonkonogo, etc.). À leur tour, les mésophytes sont également divisés en mésohygrophytes, mésoxérophytes, etc.

Bien que d’importance inférieure à la température, l’humidité est néanmoins l’un des principaux facteurs environnementaux. Pour la majeure partie de l’histoire de la faune monde organiqueétait représenté exclusivement par des organismes aquatiques. L’eau fait partie intégrante de la grande majorité des êtres vivants, et presque tous ont besoin d’un environnement aquatique pour se reproduire ou fusionner les gamètes. Les animaux terrestres sont obligés de créer des Environnement aquatique pour la fécondation, ce qui conduit à ce que cette dernière devienne interne.

L'humidité est la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. Elle peut être exprimée en grammes par mètre cube.

La lumière comme facteur environnemental. Le rôle de la lumière dans la vie des organismes

La lumière est l'une des formes d'énergie. Selon la première loi de la thermodynamique, ou loi de conservation de l’énergie, l’énergie peut passer d’une forme à une autre. Selon cette loi, les organismes constituent un système thermodynamique échangeant constamment de l’énergie et de la matière avec l’environnement. Les organismes à la surface de la Terre sont exposés à un flux d’énergie, principalement l’énergie solaire, ainsi qu’au rayonnement thermique à ondes longues des corps cosmiques.

Ces deux facteurs déterminent les conditions climatiques de l'environnement (température, taux d'évaporation de l'eau, mouvement de l'air et de l'eau). La lumière du soleil avec une énergie de 2 cal tombe sur la biosphère depuis l'espace. de 1 cm 2 en 1 min. C'est ce qu'on appelle la constante solaire. Cette lumière, traversant l’atmosphère, est affaiblie et pas plus de 67 % de son énergie ne peut atteindre la surface de la Terre par temps clair, c’est-à-dire 1,34 cal. par cm 2 en 1 min. En passant à travers la couverture nuageuse, l'eau et la végétation, la lumière du soleil est encore plus affaiblie et la répartition de l'énergie dans différentes parties du spectre change considérablement.

Le degré d’atténuation de la lumière solaire et du rayonnement cosmique dépend de la longueur d’onde (fréquence) de la lumière. Le rayonnement ultraviolet d'une longueur d'onde inférieure à 0,3 micron ne traverse pratiquement pas la couche d'ozone (à une altitude d'environ 25 km). Un tel rayonnement est dangereux pour un organisme vivant, notamment pour le protoplasme.

Dans la nature vivante, la lumière est la seule source d'énergie ; toutes les plantes, à l'exception des bactéries, effectuent la photosynthèse, c'est-à-dire synthétiser matière organiqueà partir de substances inorganiques (c'est-à-dire de l'eau, des sels minéraux et du CO-Dans la nature vivante, la lumière est la seule source d'énergie, toutes les plantes sauf les bactéries 2 - utilisant l'énergie rayonnante dans le processus d'assimilation). Tous les organismes dépendent pour leur nutrition des organismes photosynthétiques terrestres, c'est-à-dire plantes chlorophylliennes.

La lumière en tant que facteur environnemental est divisée en ultraviolet avec une longueur d'onde de 0,40 à 0,75 microns et en infrarouge avec une longueur d'onde supérieure à ces grandeurs.

L'action de ces facteurs dépend des propriétés des organismes. Chaque type d'organisme est adapté à une longueur d'onde particulière de la lumière. Certains types d’organismes se sont adaptés au rayonnement ultraviolet, tandis que d’autres se sont adaptés au rayonnement infrarouge.

Certains organismes sont capables de distinguer les longueurs d'onde. Ils possèdent des systèmes spéciaux de perception de la lumière et une vision des couleurs, qui revêtent une grande importance dans leur vie. De nombreux insectes sont sensibles aux rayonnements à ondes courtes, que les humains ne peuvent pas percevoir. Les papillons perçoivent bien les rayons ultraviolets. Les abeilles et les oiseaux déterminent avec précision leur emplacement et naviguer sur le terrain même la nuit.

Les organismes réagissent également fortement à l’intensité lumineuse. Sur la base de ces caractéristiques, les plantes sont divisées en trois groupes écologiques :

1. Amoureux de la lumière, du soleil ou héliophytes - qui ne peuvent se développer normalement que sous les rayons du soleil.

2. Les plantes qui aiment l'ombre, ou sciophytes, sont des plantes des étages inférieurs des forêts et des plantes des profondeurs, par exemple le muguet et autres.

À mesure que l’intensité lumineuse diminue, la photosynthèse ralentit également. Tous les organismes vivants ont un seuil de sensibilité à l’intensité lumineuse, ainsi qu’à d’autres facteurs environnementaux. U divers organismes le seuil de sensibilité aux facteurs environnementaux varie. Par exemple, une lumière intense inhibe le développement des mouches drosophiles, provoquant même leur mort. Les cafards et autres insectes n’aiment pas la lumière. Dans la plupart des plantes photosynthétiques, à faible intensité lumineuse, la synthèse des protéines est inhibée et chez les animaux, les processus de biosynthèse sont inhibés.

3. Héliophytes tolérants à l’ombre ou facultatifs. Plantes qui poussent bien à l'ombre et à la lumière. Chez les animaux, ces propriétés des organismes sont appelées aimant la lumière (photophiles), aimant l'ombre (photophobes), euryphobe - sténophobe.

Valence environnementale

le degré d'adaptabilité d'un organisme vivant aux changements des conditions environnementales. E.v. représente une propriété d’espèce. Elle s'exprime quantitativement par l'éventail des changements environnementaux dans lesquels ce type maintient un fonctionnement normal. E.v. peut être considéré à la fois par rapport à la réaction d'une espèce à des facteurs environnementaux individuels et par rapport à un complexe de facteurs.

Dans le premier cas, les espèces qui tolèrent de larges changements dans la force du facteur d'influence sont désignées par un terme composé du nom de ce facteur avec le préfixe « eury » (eurythermal - par rapport à l'influence de la température, euryhaline - par rapport à la salinité, eurybathère - par rapport à la profondeur, etc.) ; les espèces adaptées uniquement à de petits changements de ce facteur sont désignées par un terme similaire avec le préfixe « sténo » (sténothermique, sténohaline, etc.). Espèce à large E. v. en relation avec un complexe de facteurs, ils sont appelés eurybiontes (Voir Eurybiontes) contrairement aux sténobiontes (Voir Stenobiontes), qui ont une faible adaptabilité. Étant donné que l'eurybionticité permet de peupler une variété d'habitats et que la sténobionticité réduit considérablement la gamme d'habitats adaptés à l'espèce, ces deux groupes sont souvent appelés respectivement eury- ou sténotopique.

Eurybiontes, organismes animaux et végétaux capables d'exister dans des conditions environnementales modifiées de manière significative. Par exemple, les habitants du littoral marin subissent un assèchement régulier à marée basse, un fort échauffement en été et un refroidissement et parfois un gel en hiver (animaux eurythermaux) ; Les habitants des estuaires des rivières peuvent y résister. fluctuations de la salinité de l'eau (animaux euryhalins) ; un certain nombre d'animaux existent dans une large gamme de pression hydrostatique (eurybates). De nombreux habitants terrestres des latitudes tempérées sont capables de résister à d'importantes fluctuations saisonnières de température.

L'eurybiontisme de l'espèce est augmenté par la capacité à tolérer des conditions défavorables en état d'anabiose (nombreuses bactéries, spores et graines de nombreuses plantes, plantes vivaces adultes des latitudes froides et tempérées, bourgeons hivernants d'éponges d'eau douce et de bryozoaires, œufs de branchiaux crustacés, tardigrades adultes et certains rotifères, etc.) ou l'hibernation (certains mammifères).

LA RÈGLE DE CHETVERIKOV, En règle générale, selon Krom, dans la nature, tous les types d'organismes vivants ne sont pas représentés par des individus isolés, mais sous la forme d'agrégats de nombres (parfois très importants) d'individus-populations. Élevé par S. S. Chetverikov (1903).

Voir- il s'agit d'un ensemble historiquement établi de populations d'individus, similaires par leurs propriétés morpho-physiologiques, capables de se croiser librement et de produire une progéniture fertile, occupant une certaine zone. Chaque espèce d'organisme vivant peut être décrite par un ensemble de traits caractéristiques et de propriétés, appelés caractéristiques de l'espèce. Les caractéristiques d'une espèce par lesquelles une espèce peut être distinguée d'une autre sont appelées critères d'espèce.

Les plus couramment utilisés sont sept critères généraux de la forme :

1. Type spécifique d'organisation : agrégat traits caractéristiques, permettant de distinguer les individus d'une espèce donnée des individus d'une autre.

2. Certitude géographique : existence d'individus d'une espèce dans un lieu précis sur globe; aire de répartition - la zone où vivent les individus d'une espèce donnée.

3. Certitude écologique : les individus d'une espèce vivent dans une plage spécifique de valeurs de facteurs physiques environnementaux, tels que la température, l'humidité, la pression, etc.

4. Différenciation : une espèce est constituée de petits groupes d'individus.

5. Discrétion : les individus d'une espèce donnée sont séparés des individus d'une autre par un écart - hiatus. Le hiatus est déterminé par l'action de mécanismes d'isolement, tels que des divergences dans le moment de la reproduction, l'utilisation de réactions comportementales spécifiques, la stérilité des hybrides. , etc.

6. Reproductibilité : la reproduction des individus peut être réalisée de manière asexuée (le degré de variabilité est faible) et sexuellement (le degré de variabilité est élevé, puisque chaque organisme combine les caractéristiques du père et de la mère).

7. Un certain niveau de nombres : les nombres subissent des changements périodiques (vagues de vie) et non périodiques.

Les individus de toutes espèces sont répartis de manière extrêmement inégale dans l'espace. Par exemple, l'ortie, dans son aire de répartition, ne se trouve que dans les endroits humides et ombragés avec un sol fertile, formant des fourrés dans les plaines inondables des rivières, des ruisseaux, autour des lacs, le long des marécages, dans les forêts mixtes et les fourrés d'arbustes. Des colonies de taupes européennes, bien visibles sur les mottes de terre, se trouvent à la lisière des forêts, dans les prairies et les champs. Convient pour la vie
Bien que les habitats se trouvent souvent dans l'aire de répartition, ils ne couvrent pas toute l'aire de répartition et, par conséquent, les individus de cette espèce ne se trouvent pas dans d'autres parties de celle-ci. Cela ne sert à rien de chercher des orties dans une forêt de pins ou une taupe dans un marais.

Ainsi, la répartition inégale d'une espèce dans l'espace s'exprime sous la forme d'« îlots de densité », de « condensations ». Les zones de répartition relativement élevée de cette espèce alternent avec des zones de faible abondance. Ces « centres de densité » de la population de chaque espèce sont appelés populations. Une population est un ensemble d'individus d'une espèce donnée, habitant un certain espace (une partie de son aire de répartition) pendant une longue période (un grand nombre de générations), et isolés des autres populations similaires.

La traversée libre (panmixie) a pratiquement lieu au sein de la population. En d’autres termes, une population est un groupe d’individus librement regroupés, vivant longtemps sur un certain territoire et relativement isolés des autres groupes similaires. Une espèce est donc un ensemble de populations et une population est une unité structurelle d’une espèce.

Différence entre une population et une espèce :

1) les individus de populations différentes se croisent librement,

2) les individus de populations différentes diffèrent peu les uns des autres,

3) il n'y a pas d'écart entre deux populations voisines, c'est-à-dire qu'il y a une transition progressive entre elles.

Le processus de spéciation. Supposons qu'une espèce donnée occupe un certain habitat déterminé par son mode d'alimentation. En raison de la divergence entre les individus, la portée augmente. Le nouvel habitat contiendra des zones avec différentes plantes alimentaires, propriétés physiques et chimiques, etc. Les individus qui se trouvent dans différentes parties de l'habitat forment des populations. À l’avenir, en raison des différences toujours croissantes entre les individus d’une population, il deviendra de plus en plus évident que les individus d’une population diffèrent d’une manière ou d’une autre de ceux d’une autre population. Un processus de divergence de population est en cours. Les mutations s'accumulent dans chacun d'eux.

Les représentants de toute espèce dans la partie locale de l'aire de répartition forment une population locale. L'ensemble des populations locales associées à des zones de l'habitat homogènes en termes de conditions de vie constitue une population écologique. Ainsi, si une espèce vit dans une prairie et une forêt, on parle alors de ses populations de gomme et de prairie. Les populations situées dans l'aire de répartition d'une espèce et associées à des limites géographiques spécifiques sont appelées populations géographiques.
La taille et les limites des populations peuvent changer radicalement. Lors des poussées de reproduction massive, l’espèce se propage très largement et des populations géantes apparaissent.

Un ensemble de populations géographiques présentant des caractéristiques stables, la capacité de se croiser et de produire une progéniture fertile est appelé une sous-espèce. Darwin a dit que la formation de nouvelles espèces se fait par le biais de variétés (sous-espèces).

Cependant, il ne faut pas oublier que dans la nature, il manque souvent un élément.
Les mutations survenant chez les individus de chaque sous-espèce ne peuvent à elles seules conduire à la formation de nouvelles espèces. La raison réside dans le fait que cette mutation se propagera dans toute la population, puisque les individus de la sous-espèce, comme nous le savons, ne sont pas isolés sur le plan reproductif. Si une mutation est bénéfique, elle augmente l’hétérozygotie de la population ; si elle est nuisible, elle sera simplement rejetée par sélection.

En raison du processus de mutation constant et du libre croisement, les mutations s’accumulent dans les populations. Selon la théorie de II Shmalhausen, une réserve de variabilité héréditaire est créée, c'est-à-dire que la grande majorité des mutations qui surviennent sont récessives et ne se manifestent pas de manière phénotypique. Lorsqu'une forte concentration de mutations est atteinte à l'état hétérozygote, le croisement d'individus porteurs gènes récessifs. Dans ce cas, apparaissent des individus homozygotes chez lesquels les mutations se manifestent déjà de manière phénotypique. Dans ces cas-là, les mutations sont déjà sous le contrôle de la sélection naturelle.
Mais cela n’est pas encore décisif pour le processus de spéciation, car les populations naturelles sont ouvertes et des gènes étrangers provenant de populations voisines y sont constamment introduits.

Il existe un flux génétique suffisant pour maintenir une grande similarité des pools génétiques (la totalité de tous les génotypes) de toutes les populations locales. On estime que la reconstitution du patrimoine génétique due à des gènes étrangers dans une population composée de 200 individus, chacun possédant 100 000 locus, est 100 fois plus importante que celle due à des mutations. En conséquence, aucune population ne peut changer radicalement tant qu’elle est soumise à l’influence normalisatrice du flux génétique. La résistance d'une population aux modifications de sa composition génétique sous l'influence de la sélection est appelée homéostasie génétique.

En raison de l’homéostasie génétique d’une population, la formation d’une nouvelle espèce est très difficile. Encore une condition à remplir ! À savoir, il est nécessaire d’isoler le pool génétique de la population fille du pool génétique maternel. L'isolement peut prendre deux formes : spatiale et temporelle. L'isolement spatial est dû à diverses barrières géographiques, telles que les déserts, les forêts, les rivières, les dunes et les plaines inondables. Le plus souvent, l'isolement spatial se produit en raison d'une forte réduction de la portée continue et de sa désintégration en poches ou niches séparées.

Souvent, une population se retrouve isolée à cause de la migration. Dans ce cas, une population isolée apparaît. Cependant, comme le nombre d'individus dans une population isolée est généralement faible, il existe un risque de consanguinité - dégénérescence associée à la consanguinité. La spéciation basée sur l'isolement spatial est dite géographique.

Dans forme temporaire l'isolement inclut des changements dans le moment de la reproduction et des changements dans l'ensemble du cycle de vie. La spéciation basée sur un isolement temporaire est dite écologique.
L’élément décisif dans les deux cas est la création d’un nouveau système génétique incompatible avec l’ancien. L'évolution se réalise par la spéciation, c'est pourquoi on dit qu'une espèce est un système évolutif élémentaire. Une population est une unité évolutive élémentaire !

Caractéristiques statistiques et dynamiques des populations.

Les espèces d'organismes entrent dans la biocénose non pas en tant qu'individus, mais en tant que populations ou parties de celles-ci. Une population est une partie d'une espèce (constituée d'individus d'une même espèce), occupant un espace relativement homogène et capable de s'autoréguler et de maintenir un certain nombre. Chaque espèce sur le territoire occupé se divise en populations. Si l'on considère l'impact des facteurs environnementaux sur un organisme individuel, alors à un certain niveau du facteur (par exemple, la température), l'individu étudié survivra ou mourra. Le tableau change lorsqu'on étudie l'effet du même facteur sur un groupe d'organismes de la même espèce.

Certains individus mourront ou réduiront leur activité vitale à une température spécifique, d'autres - à une température plus basse, et d'autres encore - à une température plus élevée. Par conséquent, nous pouvons donner une autre définition d'une population : tous les organismes vivants, afin de survivre et de donner progéniture, doit, dans des conditions dynamiques facteurs environnementaux existent sous forme de groupes, ou de populations, c'est-à-dire une collection d'individus cohabitant avec une hérédité similaire. La caractéristique la plus importante d'une population est le territoire total qu'elle occupe. Mais au sein d’une population, il peut exister des groupes plus ou moins isolés pour diverses raisons.

Par conséquent, il est difficile de donner une définition exhaustive de la population en raison des frontières floues entre les différents groupes d'individus. Chaque espèce est constituée d'une ou plusieurs populations, et une population est donc la forme d'existence d'une espèce, sa plus petite unité évolutive. Pour les populations de diverses espèces, il existe des limites acceptables pour la réduction du nombre d'individus, au-delà desquelles l'existence de la population devient impossible. Il n'existe pas de données exactes sur les valeurs critiques des effectifs de population dans la littérature. Les valeurs données sont contradictoires. Cependant, il reste incontestable que plus les individus sont petits, plus les valeurs critiques de leur nombre sont élevées. Pour les micro-organismes, cela représente des millions d'individus, pour les insectes, des dizaines et des centaines de milliers, et pour grands mammifères- Quelques dizaines.

Le nombre ne doit pas diminuer en dessous des limites au-delà desquelles la probabilité de rencontrer des partenaires sexuels diminue fortement. Le nombre critique dépend également d’autres facteurs. Par exemple, pour certains organismes, un mode de vie en groupe (colonies, troupeaux) est spécifique. Les groupes au sein d’une population sont relativement isolés. Il peut y avoir des cas où la population dans son ensemble est encore assez nombreuse et où le nombre de groupes individuels est réduit en dessous des limites critiques.

Par exemple, une colonie (groupe) de cormorans péruviens devrait avoir une population d'au moins 10 000 individus et un troupeau de rennes de 300 à 400 têtes. Pour comprendre les mécanismes de fonctionnement et résoudre les problèmes d'utilisation des populations, les informations sur leur structure sont d'une grande importance. Il existe des types de structure selon le sexe, l'âge, le territoire et d'autres types de structure. En termes théoriques et appliqués, les données les plus importantes concernent la structure par âge - le rapport entre les individus (souvent regroupés en groupes) d'âges différents.

Les animaux sont répartis dans les tranches d'âge suivantes :

Groupe juvénile (enfants) groupe sénile (groupe sénile, non impliqué dans la reproduction)

Groupe adulte (individus engagés dans la reproduction).

En règle générale, les populations normales se caractérisent par la plus grande viabilité, dans laquelle tous les âges sont représentés de manière relativement égale. Dans une population régressive (en voie de disparition), les individus séniles prédominent, ce qui indique la présence de facteurs négatifs qui perturbent les fonctions de reproduction. Des mesures urgentes sont nécessaires pour identifier et éliminer les causes de cette maladie. Les populations envahissantes (invasives) sont représentées principalement par de jeunes individus. Leur vitalité n'est généralement pas préoccupante, mais il existe une forte probabilité d'apparition d'un nombre excessivement élevé d'individus, car aucun lien trophique ou autre ne s'est formé dans ces populations.

C’est particulièrement dangereux s’il s’agit d’une population d’espèces auparavant absentes de la zone. Dans ce cas, les populations trouvent et occupent généralement des niche écologique et réaliser leur potentiel de reproduction, en augmentant intensément leur nombre. Si la population est dans un état normal ou proche de la normale, une personne peut en retirer le nombre d'individus (chez les animaux) ou la biomasse (chez les plantes), qui augmente au cours de la période. de temps entre les déménagements. Tout d’abord, les individus en âge de post-production (qui ont terminé leur reproduction) doivent être retirés. Si l'objectif est d'obtenir un certain produit, alors l'âge, le sexe et d'autres caractéristiques des populations sont ajustés en tenant compte de la tâche.

L'exploitation des populations de communautés végétales (par exemple, pour la production de bois) est généralement programmée pour coïncider avec la période de ralentissement de la croissance lié à l'âge (accumulation de produits). Cette période coïncide généralement avec l’accumulation maximale de masse ligneuse par unité de surface. La population est également caractérisée par un certain sex-ratio, et le rapport entre hommes et femmes n'est pas égal à 1:1. Il existe des cas connus de forte prédominance d'un sexe ou d'un autre, d'alternance de générations avec absence de mâles. Chaque population peut avoir un complexe structure spatiale, (divisé en groupes hiérarchiques plus ou moins grands - du géographique à l'élémentaire (micropopulations).

Ainsi, si le taux de mortalité ne dépend pas de l'âge des individus, alors la courbe de survie est une ligne décroissante (voir figure, type I). Autrement dit, la mort d'individus survient dans ce type uniformément, le taux de mortalité reste constant tout au long de la vie. Une telle courbe de survie est caractéristique des espèces dont le développement se fait sans métamorphose avec une stabilité suffisante de la progéniture née. Ce type est généralement appelé type hydre - il se caractérise par une courbe de survie proche d'une ligne droite. Chez les espèces pour lesquelles le rôle des facteurs externes dans la mortalité est faible, la courbe de survie se caractérise par une légère diminution jusqu'à un certain âge, après quoi on observe une forte baisse due à la mortalité naturelle (physiologique).

Type II sur la photo. La nature de la courbe de survie proche de ce type est caractéristique des humains (bien que la courbe de survie humaine soit un peu plus plate et se situe donc entre les types I et II). Ce type est appelé type drosophile : c'est ce que les mouches des fruits présentent dans des conditions de laboratoire (non mangées par les prédateurs). De nombreuses espèces se caractérisent par une mortalité élevée aux premiers stades de l’ontogenèse. Chez ces espèces, la courbe de survie se caractérise par une forte baisse dans la région plus jeunes. Les individus qui survivent à l’âge « critique » présentent une faible mortalité et vivent jusqu’à âges plus âgés. Le type est appelé type huître. Type III sur la photo. L'étude des courbes de survie présente un grand intérêt pour l'écologiste. Cela nous permet de juger à quel âge une espèce particulière est la plus vulnérable. Si les effets des causes susceptibles de modifier la fécondité ou la mortalité se produisent au stade le plus vulnérable, leur influence sur le développement ultérieur de la population sera alors la plus grande. Ce schéma doit être pris en compte lors de l'organisation de la chasse ou de la lutte antiparasitaire.

Structures par âge et sexe des populations.

Toute population est caractérisée par une certaine organisation. Répartition des individus sur le territoire, ratio des groupes d'individus par sexe, âge, morphologique, physiologique, comportemental et caractéristiques génétiques refléter la pertinence structure de la population : spatial, sexe, âge, etc. La structure se forme, d'une part, sur la base des propriétés biologiques générales de l'espèce, et d'autre part, sous l'influence facteurs abiotiques l’environnement et les populations d’autres espèces.

La structure de la population est donc de nature adaptative. Différentes populations de la même espèce présentent des caractéristiques à la fois similaires et distinctives qui caractérisent les conditions environnementales spécifiques de leurs habitats.

En général, en plus des capacités d'adaptation des individus individuels, dans certains territoires se forment des caractéristiques adaptatives d'adaptation de groupe de la population en tant que système supra-individuel, ce qui indique que les caractéristiques adaptatives de la population sont bien supérieures à celles des individus. le composant.

Composition par âge- Il a important pour l'existence d'une population. La durée de vie moyenne des organismes et le rapport du nombre (ou de la biomasse) d'individus d'âges différents sont caractérisés par la structure par âge de la population. La formation de la structure par âge se produit en conséquence action commune processus de reproduction et de mortalité.

Dans toute population, on distingue classiquement 3 groupes écologiques d'âge :

Pré-reproductif ;

Reproducteur;

Post-reproductif.

Le groupe préreproductif comprend les individus qui ne sont pas encore capables de se reproduire. Reproducteur - individus capables de se reproduire. Post-reproductif - individus qui ont perdu la capacité de se reproduire. La durée de ces périodes varie considérablement selon le type d'organisme.

À Conditions favorables la population comprend tous les groupes d'âge et maintient une composition par âge plus ou moins stable. Dans les populations en croissance rapide, les individus jeunes prédominent, tandis que dans les populations en déclin, les individus plus âgés ne sont plus capables de se reproduire de manière intensive. Ces populations sont improductives et pas assez stables.

Il existe des types avec structure d'âge simple populations composées d’individus presque du même âge.

Par exemple, toutes les plantes annuelles d’une population sont au stade de semis au printemps, puis fleurissent presque simultanément et produisent des graines à l’automne.

Chez les espèces avec structure d'âge complexe les populations ont plusieurs générations vivant en même temps.

Par exemple, les éléphants ont une histoire d’animaux jeunes, matures et vieillissants.

Les populations qui comprennent plusieurs générations (de différents groupes d'âge) sont plus stables et moins sensibles à l'influence de facteurs affectant la reproduction ou la mortalité au cours d'une année donnée. Des conditions extrêmes peut conduire à la mort des tranches d’âge les plus vulnérables, mais les plus résistantes survivent et donnent naissance à de nouvelles générations.

Par exemple, une personne est considérée comme une espèce biologique avec une structure d’âge complexe. La stabilité des populations de l’espèce a par exemple été démontrée lors de la Seconde Guerre mondiale.

Pour étudier les structures par âge des populations, des techniques graphiques sont utilisées, par exemple les pyramides des âges de la population, largement utilisées dans les études démographiques (Fig. 3.9).

Figure 3.9. Pyramides des âges de la population.

A - reproduction massive, B - population stable, C - population en déclin

La stabilité des populations d'espèces dépend en grande partie de structure sexuelle , c'est à dire. ratios d'individus de sexes différents. Les groupes sexuels au sein des populations se forment sur la base des différences de morphologie (forme et structure du corps) et d'écologie des différents sexes.

Par exemple, chez certains insectes, les mâles ont des ailes, mais pas les femelles, les mâles de certains mammifères ont des cornes, mais pas les femelles, les oiseaux mâles ont un plumage brillant, tandis que les femelles ont un camouflage.

Les différences écologiques se reflètent dans les préférences alimentaires (les femelles de nombreux moustiques sucent le sang, tandis que les mâles se nourrissent de nectar).

Le mécanisme génétique fournit environ rapport égal individus des deux sexes à la naissance. Cependant, le rapport initial est rapidement perturbé en raison de différences physiologiques, comportementales et environnementales entre mâles et femelles, entraînant une mortalité inégale.