Өзінің тіршілік ету ортасында кез келген организм экологиялық факторлар деп аталатын сыртқы орта компоненттерінің әсеріне ұшырайды. Жарық, жылу, топырақтағы немесе судағы тұздардың концентрациясы, ауру тудырушылар және жел, радиоактивті сәулелер, қысым және т.б.- бұлардың барлығы экологиялық факторлар.
Экологиялық факторлар - тірі организмдерге олардың жеке дамуының бір ғана кезеңінде болса да тікелей немесе жанама әсер ете алатын, ортаның кез-келген әрі қарай бөлшектенбейтін элементі.
Экологиялық факторлар дәстүрлі 3 топқа: абиотикалық, биотикалық, антропогендік болып бөлінеді.
Абиотикалық фактордың құрамына тірі организмдерге әсер ететін қоршаған ортаның - табиғаттың өлі факторлары (температура, қысым, радиациялық фон, ылғалдылық, жарық, атмосфера, тұщы және ащы су, топырақ құрамы және т.б.) кіреді.
Биотикалық факторларға особьтар мен түрлердің, яғни тірі организмдердің бір-бірімен өзара әсерлерінің әртүрлі формалары (жыртқыштық, бәсекелестік, паразитизм және т.б.) жатады.
Антропогендік факторларға адамның іс-әрекеттерінің (атмосфераға зиянды заттар шығару, топырақ қабатын бұзу, гидросфераның ластануы, табиғи жайылымдарды бүлдіру т.б.) қоршаған ортаға әсерінің жиынтығы жатады.
1-сурет – Экологиялық факторлардың ағзалардың белсенділігіне әсері
Экологиялық факторлар табиғаты жағынан қаншалықты әр алуан болмасын, олардың әсерінің нәтижелері әрқашанда организмдердің тіршілік әрекеттерінің өзгерістері арқылы байқалады, ал бұл ақырында, популяция санының өзгеруіне әкеліп соғады. Әртүрлі экологиялық факторларға организм әртүрлі жауап береді. Соған қарамастан қоршаған ортаның кез келген факторларына жауап беру реакциясы бағынатын кейбір жалпы заңдар бар.
Олардың ішіндегі ең негізгісі – қолайлылық немесе оптимум заңы. Факторлардың белгілі бір мәндерінде организмдердің тіршілік етуі үшін ең қолайлы жағдайлар туады. Қолайлы аймақта немесе фактордың қолайлы мәнінде организм белсенді өседі, қоректенеді және көбейеді. Фактордың мәні оңға немесе солға ауытқыған жағдайлар, яғни әсер ету күшінің азаю немесе көбею жағына ауытқуы организмдер үшін қолайсыз.
Организм тіршілік ете алатын фактордың төменгі мәні – минимум, ал жоғарғы мәні – максимум деп аталады. Организм тіршілік ететін, бірақ нашар, әлсіз, қажыған жағдайдағы фактордың мәнін – пессимум, ал организмнің тіршілігіне қолайлы жағдайды немесе фактордың мәнін – оптимум деп атайды.
Факторлардың қолайлы мәні популяция түзетін организмдердің санының көбеюіне әкеледі. Факторлар мәнінің пессимумында организмнің тіршілік белсенділігі төмендейді. Экологиялық дискомфорт оларды қолайсыз жағдайлардан қашуына әкеледі немесе оларға бейімдейді. Егер фактордың өзгеруі минимум және максимумнан асып кетсе, организмдердің жаппай өлуі басталады.
1840 жылы Ю. Либих (1803-1873) организдердің төзімділігі оның экологиялық қажеттіліктер тізбегінің ең әлсіз звеносына байланыстылығын байқады. Ғалым астықтың өнімін көп мөлшерде қажет ететін заттар тежеп ғана қоймай, сонымен бірге аз мөлшерде керек және топырақта жеткіліксіз болатын (мысалы,бор) заттар да тежейтінін дәлелдеді. Қазіргі кезде Либих ережесі шектеуші факторлар заңы немесе Либихтің минимум заңы деп аталады.
Экологиялық факторлар жиынтығында қай фактор төзімділік шегіне жақын тұрса, сол фактордың ықпалы күштірек болады.
Кейіннен минимум заңы тек өсімдіктер үшін ғана емес, басқа да организмдердің осындай экологиялық факторлардың әсерінен өзгеріске ұшырауын «шектеуші фактор» деп атап кеткен. Шектеуші фактор тек жетіспеушіліктен ғана емес, сонымен бірге артық болған жағдайда да болатынын анықталды. Бұл экологиялық максимумның экологиялық минимум әсерімен теңдес шектеуші әсері туралы түсінікті 1913 жылы Шелфорд тұжырымдады. «Шелфордтың толеранттылық немес төзімділік заңы» бойынша:
Дамудың тежеуші факторы болып экологиялық факторлардың минимумымен қатар максимумы бола алады, ал олардың аралығы –диапазоны факторға организмнің төзімділігін, толеранттылық шамасын (tolerantia–шыдамдылық, төзімділік) анықтайды.
Сонымен, әрбір тірі организмнің экологиялық факторларға төзімділік шегі бар, оның ең жоғары шегі (максимум) және ең төменгі шегі (минимум) аталып, осы екі шектің арасында организмнің өсіп - өнуіне, көбеюіне қолайлы шек (оптимум) жатады.
Өсімдіктерге сыртқы ортаның әрекетіне жауап реакциясы ретінде болатын, арнайы қозғалыс түрлері тән.
Әртүрлі түрлердің өзіне тән бейімделушілігі олардың әртүрлі дәрежедегі төзімділігі арқылы көрінеді. Әрбір фактор мөлшерінің оптимумнан шамалы ғана ауытқуларына төзе алатын түрлер – стенобионтты, ал фактордың едәуір көп өзгерісіне төтеп бере алатын түрлер – эврибионтты түрлер деп аталады. Стено - және эврибионтты түрлермен бірге организмдердің әртүрлі жағдайларға бейімделуі кездеседі. Мысалы, тұздылыққа қатысты стено- және эвригалды, температураға қатысты – стено – және эвритермді, ылғалдылыққа қатысты – стено және эвригигробионтты, тіршілік мекеніне қатысты стено -және эвриойкті, жарыққа қатысты – стено – және эврифотты, қорекке қатысты – стено - және эврифагты түрлер ажыратылады.
Эврибионттылық – түрлердің кең таралуға қабілеттілігі, көптеген қарапайымдар, саңырауқұлақтар барлық жерде таралған. Стенобионттылық – ареалды шектейді. Сол сияқты балықтар арасында, мысалы, форель – стенотермді түр, ал алабұға – эвритермді түр, өйткені алабұға оңай бейімделетін температураның ауытқуларына форель қабілетсіз.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Тіршілік жағдайларының өсімдік құрылысына әсері
Мақсаты: өсімдік құрылысына тіршілік жағдайларының әсерін бақылау.
Қажетті құрал-жабдықтар: бөлме өсімдіктері (кактус, алоэ, бегония, элодея), картоп, ұстара, қысқыштар, препаровальды ине, микроскоп, зат және жабын шынылары, 0,5-% тік флюроглюцин, сорғыш қағаз, тұз қышқылы ерітіндісі, глицерин.
Жұмыс барысы:
1-кесте – Тіршілік жағдайларының әсерінен өсімдіктердің анатомиялық құрылысының ерекшеліктері
Өсімдіктер аттары |
Өсімдіктерге анатомиялық сипаттама |
||||
|
жабындық ұлпа қалыңдығы |
арқаулық ұлпа дамуы |
негізгі ұлпа дамуы |
лептесіктің орналасуы |
қоректену жағдайлары |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Жарықтың өсімдік дамуына әсері
Мақсаты: өсімдік тіршілігіне жарықтың әсерін бақылау
Құрал – жабдықтар: бидай, арпа, сұлы тұқымдары, топырағы бар гүл құмырасы, картон немесе фанер жәшік, электр лампасы, сызғыш.
Жұмыс барысы:
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Ортадағы ылғалдың организмдерге әсерi
Мақсаты: жануарлардың тiршiлiгi мен мiнез-құлығына ылғалдылықтың әсерiн қыналарда тiршiлiк ететiн баяу жүргiш жәндiктер арқылы бақылау.
Ақпарат: Ылғалдылық, температура сияқты қоршаған орта факторы ретiнде, жануарларға жан-жақты әсер етедi. Ол жануарлардың мiнез-құлығы мен реттелуi, т.б. тiршiлiк процестерiнде үлкен мән атқарады, өйткенi физиологиялық процестердiң көпшiлiгi әрбiр түрге тән ылғалдылық жағдайларында жүзеге асады. Ортаның түрлi компоненттерiнiң өзгеруi (ауа, топырақ, қоректiк зат) жануарлар тiршiлiгiнiң кейбiр жақтарына әсер етедi. Көптеген организмдерде ылғалды қолайсыз жағдайларға бейiмделуге мүмкiндiк беретiн бейiмделушiлiк механизмдер болады. Баяу қозғалатын жәндiктердiң тiршiлiк процестерiне ылғалдылықтың әсерiн олардың белсендi және пассивтi күйлерiнде бақылау арқылы зерттеуге болады. Бұл жануарлар өте аз қозғалады және белсендi күйден анабиоз жағдайына оңай, тез өте алады, ал ылғалды ортада қайтадан белсендi тiршiлiкке көшедi. Табиғатта бұл жәндiктер мен қыналарда кездеседi.
Құрал–жабдықтар: қыналар, дистилденген су, Петри тостағаншалары, сағат, зат және жабын шынылары, пипеткалар, микроскоп, эксикатор.
Жұмыс барысы:
2-кесте – Жануарларға ылғалдылықтың әсерi
Көрсеткiштер |
Жәшiктегi топырақ бөлiктерi |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Топырақ ылғалдылығы, % |
|
|
|
|
|
Тәжiрибе басындағы құрттар саны |
|
|
|
|
|
Тәжiрибе соңындағы құрттар саны |
|
|
|
|
|
Тәжiрибедегi жалпы құрттармен салыстырғанда, % |
|
|
|
|
|
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Жануарлар организмiне ауа ылғалдылығының әсерi
Мақсаты: әр түрге жататын организмдерге ауа ылғалдылығының әсерiн тәжiрибе жүзiнде бақылау.
Құрал-жабдықтар: қойма ұзынтұмсығы, үй қара және астық тескiш қоңыздары. Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 20, 60 және 100%-ға дейiн жететiн жабық ыдыстар, сүзгiш, ақ парақ қағаздар.
Жұмыс барысы:
3-кесте – Қоңыздарға ауа ылғалдылығының әсерi
Қоңыздардың түрлерi |
Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы % |
Тiршiлiк ету қабiлетi |
||
5 күннен кейiн |
10 күннен кейiн |
15 күннен кейiн |
||
Қойма ұзын-тұмсығы |
20 |
|
|
|
Үй қара қоңызы |
|
|
|
|
Астық тескiш қоңызы |
|
|
|
|
Қойма ұзын-тұмсығы |
40 |
|
|
|
Үй қара қоңызы |
|
|
|
|
Астық тескiш қоңызы |
|
|
|
|
Қойма ұзын-тұмсығы |
60 |
|
|
|
Үй қара қоңызы |
|
|
|
|
Астық тескiш қоңызы |
|
|
|
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Өсімдіктерге ылғалдылықтың әсері
Мақсаты: ылғалдылықтың астық тұқымдас өсімдік өкілдерінің морфологиясына әсерін бақылау.
Құрал – жабдықтар: астық тұқымдас өсімдіктердің өскіндері, су, химиялық ыдыстар, қалам, жұмыс дәптері, сызғыш.
Жұмыс барысы:
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Абиотикалық факторлардың организмдерге әсері
Мақсаты: Тірі организмдерге абиотикалық факторлардың әсерін бақылау
Құрал – жабдықтар: қалемшелер, топырағы бар гүл құмыралары, сызғыш, қалам, жұмыс дәптері.
Жұмыс барысы:
4-кесте – Абиотикалық факторлардың организмдерге әсері
Бақылау нәтижелері |
Тәжірибе варианттары |
Ескертулер |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Өсімдік биіктігі |
|
|
|
|
|
Жапырақ саны |
|
|
|
|
|
Жапырақ мөлшері |
|
|
|
|
|
Жапырақ түсі |
|
|
|
|
|
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Орта ылғалдылығының жануарларға әсерi
Мақсаты: қазғыш жануарлар көмегiмен орта ылғалдылығының жануарлар организмiне әсерiн тәжiрибе жүзiнде бақылау және қажеттi ылғалдылық мөлшерiн анықтау.
Құрал–жабдықтар: топырақ, су, ағаш жәшiктер, пипеткалар, стакандар, тәжiрибе құрттары.
Жұмыс барысы:
Жұмыс нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыздар.
Тапсырмалар
- 1 тәулікте
- 2 тәулікте
- 1 сағатта
- жарты сағатта
2-сурет – Лиана өсімдіктері: 1-жалаңаш шырмауық, 2-ырғай
Қосымша материалдар мен ақпараттар
Мысалы ретінде термоградиенттер, басқаша «температуралық орган» деп аталатын аспаптардың ішіне орнатылған жануарлармен жүргізілген тәжірибені келтіруге болады. Аспап ұзын түтікшеден тұрады. Түтікшенің бір ұшы мұзға, екінші ұшы ыстық суға батырылады, нәтижесінде түтіктің ішінде температура градиенті пайда болады. Түтікшеге шыбын-шіркей немесе өзге бір майда жәндіктер, мысалы, кенелер салынады да, одан соң олардың түтікше бойымен таралу заңдылығы зерттеледі. Жәндіктердің көпшілігі түтіктердің белгілі бөлігінде шоғырланатыны көрінеді. Жануарлар негізінен көбірек шоғырланатын жер температуралық қолайлылық аймағына немесе термопрефендумға сәйкес келеді.
3-сурет – Термоградиентордағы бунақденелілердің таралуы
Шөлде тіршілік ететін олар ыстық пен құрғақшылыққа бейімделген. Олар саз балшықты топырақты қара күзенге қарай тігінен қазады, тереңінен күрт төмен, ал ауа су буымен қаныққан. Олар жер беті ауамен ылғалданған кезде қара күзеннен шыққан өсімдік қалдықтарымен қоректенеді. Ал аналығы күн ыстық болған кезде тесіктің аузын еш нәрсе өткізбейтін жамылғысы бар денесінің алдыңғы бөлігімен жабады немесе бітейді. Сол арқылы ылғалдылықты сақтап, өзінің ұрпағын құрғап кетуден сақтайды.