Вход

Жизненные формы

Реферат по экологии, охране природы
Дата добавления: 11 ноября 2007
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 1 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Среди приспособлений животных и растений к с реде немало важную роль играют морфологические адаптации, т. о. такие осо бенности внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях. «Целесообраз ность» строения живых существ долго не могла получить материалистичес кого объяснения. Ч. Дарвин , выдвигал теорию естествен ного отбора как главного фактора эволюции, обратил внимание на то, что ре зультатом есте ственного отбора может быть не только нарастание различ ий между близкими видами, но и выработка у неродственных форм внешнего с ходства, если эти виды ведут сходный образ жизни в близких условиях сред ы. Этот процесс получил название конверген ции. Конвергенция признаков у разных форм в н аибольшей мере затрагивает те органы, которые находятся в непосредстве нном соприкосновении с внешней средой. Внутренние черты строения орган измов, их общий план строения остаются при этом неизмен ными, отражая род ство и происхождение видов. Формообразующая роль факторов среды, т. е. влияние их на морфологию организмов, наглядно вы ступает при изучении роли влажности, температуры, движения воды и воздух а, плотности сре ды, объема пригодного для жизни пространства и др. Чем же стче физические условия среды, тем ограниченнее пути приспособле ния к ней. Одинаковые принципы освоения среды ведут к вы работке сходных морф ологических адаптации у разных видов, даже сильно различающихся по план у своего строения. На форму быстро движущегося в жидкости тела н акладывают жесткие ограничения законы физики. На него действует лобово е сопротивление, которое зависит от природы жидкости, скорости движения , площади проекции тела перпендикулярно направлению движения и длины те ла в направлении потока. Для жидкости с такой вязкостью и плотностью, как вода, лобовое сопротивление для тел одинакового объема минимально, если отношение длины к наибольшему диаметру равно примерно 4,5. Хорошие пловцы среди животных обладают именно такими пропорциями, хотя достигают этог о разными средствами. Плывущие кальмары так складывают щупальца, что тел о становится торпедообразным, с оптимальным соотношением длины и диаме тра, их скорость до стигает 41 км/ч. У рыб большое значение имеет форма хвост ового плавника; тюлени соединяют и вытягивают задние ласты. По про порци ям тела можно судить о максимально возможной скорости животного в воде. Дельфин-белобочка может плыть со скоростью 44 км/ч, тогда как тюлени, пропо рции которых менее оптималь ны, — не более 20 км/ч. Обтекаемость тела, таким образом, не обход имый путь приспособления к быстрому движению в воде. Среди самых разнообразных в систематическо м отношении планктонных организмов (одноклеточных водорослей, кишечно полостных, ракообразных, моллюсков, червой, личинок разных групп беспозв оночных, пелагической икры рыб и т. д.) мы встре чаем лишь три описанных выш е способа приспособления к паре нию: 1) уменьшение объема тела, 2) развитие р азнообразных выростов, 3) увеличение содержании в теле воды, жиров и газо образных продуктов. Во всех случаях достигается один эффект: уменьшение отношения массы тела к его площади, что обеспечи вает уравновешивание с ил тяжести и трения о воду. Таким образом, общее число возможных морфоло гических при способлений к одной и той же среде ограничено. Морфологический тип приспособления животно го или расте ния к основным факторам местообитания и определенному обра зу жизни называют жизненной формой организ ма. Жизненные формы растений. Жизненные формы сн ачала были выделены у растений. Еще Теофраст классифицировал растения, в ыделяя среди них деревья, кустарники, полукустарники и травы. Термин «жизненная форма» был впервые употре блен в 1884 г. датским ботаником Е. Вармингом, который понимал под этим «форму , в которой вегетативное тело растения находится в гармонии с внешней ср едой в течение всей его жизни, от колы бели до гроба, от семени до отмирани я». Как синонимы или близкие понятия в экологии р астений упо требляются термины «экобиоморфа», «биологический тип», «фо рма роста», «эпиморфа». Для классификации жизненных форм датский бо таник К. Раункиер выбрал только один признак, но имеющий большое приспос обительное значение: положение почек или верхушек побегов в течение неб лагоприятного времени года по отношению к поверхности почвы и снеговог о покрова. Раункиер разработал классификацию жизненных форм вначале дл я растений Средней Европы, по затем распространил се и на растения тропи ческого пояса, таким образом, она стала универсальной. Все растения Раункиер подразделил на пять ти пов. I . Фанерофиты ( Ph ) — почки возобнов ления открытые или закрытые, расположены над поверхностью почвы высок о (выше 30 см). Подразделяются па 15 подтипов по консистенции стебля, по высот е растений, по ритму развития листвы, по защищенности почек. II . Хамефиты ( Ch ) — почки возоб новления у поверхности почвы или не выше 20— 30 см. Подразделяются на 4 подт ипа. III . Гемикриптофиты ( H К) — почки возобновления на по верхности почвы или в самом поверхностном ее слое, покрытом часто подстилкой. Включают 3 подт ипа и более мелкие подразде ления. IV . Криптофиты (К) — почки возобновления скрыты в почве (геофиты) или п од водой (гелофиты и ги дрофиты). Подразделяются на 7 подтипов. V . Терофипш (Т h ) — возобновлен ие после неблагоприятного времени года только семенами. Подразделение на подтипы основано на исполь зовании морфо-биологических признаков (характер и расположение побего в, защищенность почек и др.). Раункиер считал, что жизненные формы складыв аются истори чески как результат приспособления растепли к климатичес ким условиям среды. Процентное распределение видов по жизненным формам в растительных сообществах на изучаемой территории он назвал биологическим спектром. Для разных зон и стран были составлены биологические сп ектры, которые могли служить ин дикаторами климата. Так, жаркий и влажный климат тропиков был назван климатом фанерофитов, а континентальный кли мат умеренного пояса— климатом гемикриптофитов. Однако типы жизненных форм Раункиера слишко м обширны и неоднородны. Хамефиты, например, включают растения с раз ным о тношением к климату. Их много, с одной стороны, в тундрах, а с другой — в пус тынях. Тем не менее классификация жизненных форм растений но Рау н киеру остается популярной и про должает модифицироваться. В архитекто нике жизненных форм растений решающее значе ние имеют вегетативные орг аны. Таким образом, жизненная фор ма — категория морфологическая. Согла сно определению, дан ному И. Г. С еребряковым, жизнен ная форма — э то свое образный общий облик (га битус) определенной группы растений, сложившийся в их онтогенезе в резул ьтате роста и развития в определенных усл овиях среды. Этот габитус исторически возни кает в данных почвенно-клим атических условиях как выражение приспособленности растений к этим ус ловиям. Жизненные формы складываются под воздействием как благоприятн ых, так и небла гоприятных условий среды. Обычно, говоря о жизненной форме того или ино го растения, имеют в виду взрослую генеративную нормально развитую особ ь. В онтогенезе происходит становление жизненной формы. Часто бывает так , что ювенильные растения разных видов имеют сход ный габитус, а в генерат ивном периоде габитус их существенно изменяется и особи этих же видов до лжны быть отнесены к разным жизненным формам. Ювенильные растения многи х поликарпических трав стержнекорневые. С возрастом они утрачивают сте ржне вую корневую систему и становятся кистекорн е выми (купальница европейс кая, сивей лугово й) или короткокорн е вищными (вероника колосистая). Сходные формы возникали конвергентно в разн ых системати ческих группах. Например, и условиях засушливого климата п ус тынь возникла одна и та же жизненная форма стеблевых суккулен тов у ка ктусов (неотропис) и у молочаев (палеотропис). В то же время у одного вида мо гут быть разный жизненные формы в раз ных климатических или экологическ их условиях. Многие дре весные породы на границах ареала образуют куста рниковые, нередко стелющиеся формы, например ель обыкновенная на Край-но м Севере, ель сибирская на Южном Урале и в Хибинах. Лимон ник китайский в л есах Дальнего Востока в разных экологических условиях растет то как лиа на, то как кустарник. Наиболее разработанной современной класси фикацией жизнен ных форм покрытосеменных и хвойных на основе эколого-мо рфо-логических признаков является классификация, предложенная И. Г. Сере бряковым. В ней использована большая совокупность признаков в соподчин енной системе и приняты следующие еди ницы классификации: отделы, типы, к лассы, подклассы, группы, подгруппы, секции жизненных форм и собственно ж изненные формы. Собственно жизненная форма может быть уподоблена виду в систематике и яв ляется основной единицей экологической системы растений. Выделение отделов основано на структуре над земных осей (древесные, полудревес н ые и травянистые растения), типов — на относительной дл ительности жизни надземных осей (в отделе древесных) или на длительности жизни растений в целом (в отде ле наземных травянистых расте н ий). Классы в пределах типов выделяют на основе о собенностей структуры побегов (например, растения со стелющимися, лиано- видиыми и другими побегами). Более мелкие таксономические единицы — по более частным экологическим признакам. Эволюция ви дов и освоение ими новых экологических нищ привели к появлению огромног о разнообразия жизненных форм. Наиболее разнооб разны жизненные формы деревьев в растительн ых сообществах тропического пояса. Габитус т ропических деревьев определяется зачастую но только характером стволо в и крон, но и корневыми системами, поэтому последние служат важным призн аком при классификации жизненных форм деревьев. Широко признано, что значительная часть родо в и семейств покрытосеменных в процессе эволюции претерпела соматичес кую редукцию. От крупных деревьев с хорошо развитым стволом и сильно раз ветвленной кроной произошли немногоствольные де ревья, а затем кустарн ики, кустарнички и различные травы. Но некоторые семейства с самого нача ла, по-видимому, состояли из травянистых видов, от которых возникли наибо лее специализи рованные древесные формы, например бамбуки в семействе з ла ков. Травянистые растения, имеющие более коротку ю длительность жизни надземных осей, разнообразные ритмы сезонного раз вития, разным характер подземных органов, часто вегетативно подвижные и ли обладающие большой семенной продуктивностью, лучше при способлены к освоению самых различных местообитаний, иногда с очень суровыми услови ями. Поэтому разнообразие жизненных форм у наземных травянистых растен ий необыкновенно велико. В сходных условиях как среди древесных, так и среди тра вянистых растений конвергентно возникли лиановидные, суккул е нты , стелющиеся, подуш ковидные формы, составляющие параллельные ряды. Например, подушковидны е формы древесные и травянистые часто встречаются в условиях хорошего о свещения, но при низких температурах воздуха и почвы, при крайней сухо ст и почвы и низкой влажности воздуха, при частых и сильных ве трах. Обычны о ни и высокогорьях, тундрах, пустынях, па субан тарктических островах и по бережьях и в друг их местах с подоб ным комплексом условий. Рис. 1 Форма тела жуков карапузн иков из различных мест обитаний ( по W . K ь hnelt , 1970) . А Ї из навоза; Б Ї из-под коры дер евьев. Жизненные формы животных. Классификации жи зненных форм животных, как и растений, весьма разнообразны в зависимости от принципов, которые кладут в их основу. На морфологии млекопи тающих, п о-видимому, в наибольшей степени сказывается харак тер их передвижения в разных средах. А. Н. Формозов выделил на этом основании среди зверей след ующие адаптивные типы: 1) наземные формы, 2) подземные (землерои) 3) древесные, 4) воздушные 5) водные. Между типами есть переходы. В пределах каждой группы особенности поступ ательного дви жения и образа жизни формируют более специфические присп осо бительные формы. Так, наземные млекопитающие передвигаются в основн ом с помощью ходьбы, бега и прыжков, что проявляется в их внешнем облике. Н апример, прыгающие животные — кенгу ру, тушканчики, прыгунчики, кенгуро вые крысы — отличаются компактным телом с удлиненными задними конечно стями и зна чительно укороченными передними. Очень сильно развиты мышцы -разгибатели спины, увеличивающие мощность толчка. Длинный хвост играет роль балансира и руля, позволяющего резко изме нять направление движения. У сидящих животных он служит дополнител ьной точкой опоры. Сходный тип передвижения и внешний облик имели и неко торые вымершие динозавры мезозоя. Естественно, что, кроме общих адаптивн ых признаков, каждый вид отличается деталями внешнего строения в зависи мости от экологической специфики. Жизненные формы отчетливо выделяются в пред елах любой крупной таксономической группы животных, характеризующейся экологическим разнообразием видов. Во внешнем облике птиц в наибольшей мере про является при уроченность их к определенным типам местообитаний и харак тер передвижения при добывании пищи. В связи с этим различают птиц: 1) древ есной растительности, 2) открытых пространств суши, 3) болот и отмелей, 4) водных простран ств. В каждой из укапанных групп выделяют специфические формы: а) добываю щие пищу с помощью лазания (многие голуби попугаи, кукушки, дятловые, воро бьиные); б) добывающие пищу в полете (в ле сах — совы, козодои и др., па открыт ых пространствах — ржан ковые, длиннокрылые, над водой — трубконосые и т. п.); в) кор мящиеся при передвижении по земле (лесные — большинство курин ых, казуары, киви и др., на открытых пространствах — страусы, нанду, журавлиные, па болотах и отмелях — голена стые, фламинго, некоторые воробьиные); г) добывающие пищ у с помощью плавания и ныряния (пингвины, гагары, поганки, ряд трубконосых, бол ьшинство веслоногих и гусиных и др.). Жизненные формы таких мелких почвенных член истоногих, как коллемболы, выделяют на основе приуроченности их к опреде ленным слоям почвенного профиля, так как в почве с глубиной резко меняет ся весь комплекс условий обитания: размери поло стей, освещенность, режи м температуры и влажности и т. и. Атмобионты — в иды, населяющие верхние слои подстилки и способные подниматься на нижние части растений, характеризу ются более крупными размерами, полностью развитыми глазам и, относительно длинными придатками (антеннами, ногами и пры-гателбной в илкой), хорошо выраженной пигментацией. Эуэда-фические виды — обитатели минеральных тонкопоро з ных слоев почвы — отличаю тся мелкими размерами, сильным укороченном придатков, редукцией вилки, п олным отсутствием глаз и пиг мента. Гемиэдафические формы характеризуются промежуточ ными чертами: частичной ре дукцией глаз, рассеянным пигментом, укороченной вилкой и др. Среди саранчовых по форме (конфигурация тела , структура головы, строение конечностей, летательного аппарата, тип покро вительствен ной окраски) хорошо различаются тамнобионт ы — обитатели кустарников п деревьев, насел яющие травянистый ярус хортобионты, жители надпочвенного слоя органических остатко в — герпетобионты, обитатели открытых участков грунта: эремо-бионты — на поверхно сти плотных глинистых почв, псаммобион-ты — на песках и пе тробионты — на каменистых участках с разреж енной растительностью. Сходные жиз ненные формы встречаются в сходных условиях жизни в разных зоогеографи ческих областях и на разных матери ках (например, тушканчики Евразии, кен гуровые крысы Австра лии, прыгунчики Африки). Жизненная форма наглядно с виде тельствует об образе жизни вида. Литература Чернова Н. М., Былов а А. М.: «Экология» Ї М., Просве щение, 1981, 1988г. Ю. Одум : «Экология». Перевод с английского Ю.М.Фролова под ред. В.Е . Соколова.
© Рефератбанк, 2002 - 2018