Основные потребности живых организмов (растений и животных)

Содержание:

Вжизненно важные функции живых существ или жизненно важные процессы это все те процессы, которые организмы должны периодически выполнять, чтобы оставаться в живых. Они являются общими для всех типов живых организмов (за исключением вирусов), помимо того, что являются некоторыми из характеристик, которые больше всего отличают их от инертных существ.

Несмотря на то, что разные виды живых существ выполняют их по-разному, жизненные функции всегда одинаковы. По сути, существует три типа жизненных процессов: питание, отношения и размножение.

Каждый тип живых организмов разработал разные стратегии для удовлетворения трех жизненно важных функций в процессе эволюции вида. Таким образом, каждое живое существо приспособлено к наиболее эффективному осуществлению этих жизненно важных процессов в среде, в которой оно развивалось.

Роль животного мира

Значение фауны в жизни человека и природе является поистине огромным. Трудно представить себе мир без животных. От собак и кошек до пчел и бабочек, Царство животных включает миллионы особей. Даже люди относятся к этой группе. Жизнь каждого живого существа зависит от каких-то факторов, и поскольку животные образуют такую большую группу, их значение кажется неоценимым.

Экологическое значение

Каждая форма жизни играет важную роль в экологическом балансе Земли. Например, плотоядные животные являются естественным способом борьбы с популяцией травоядных животных в лесах и лугах. Если бы не было хищников, тогда популяция этих парнокопытных могла бы расти так сильно, что они уничтожили бы значительную площадь лесов и лугов в попытках прокормить себя. Точно так же падальщики очищают землю от разлагающихся туш.

Экономическое значение

Шелкопряд относится к типу членистоногих Царства животных. Шелк шелкопряда (а также в некоторых случаях и искусственные волокна) поддерживает шелковую промышленность, которая имеет годовую коммерческую ценность в размере 200-500 млн долларов. Молочная, шерстяная, кожевенная и рыбная отрасли не только обеспечивают занятость миллионов людей, но и удовлетворяют ряд потребностей человечества.

Пищевая ценность

Мясо – важный источник белков, которые являются строительными элементами клеток нашего организма. Коровье молоко выступает важным источником белков, углеводов, жиров, витаминов и минералов, таких как кальций, калий и магний. Мёд, который производится пчелами, обладает не только приятным вкусом, но и высокой питательной ценностью. Он содержит 80 % углеводов, менее 20 % воды, а остальная часть состоит из витаминов, минералов и микроэлементов.

Опылители

Пчелы, летучие мыши и птицы являются важными опылителями, которые отвечают за опыление примерно 35 % сельскохозяйственных культур, обеспечивающих человечество продуктами питания. Без этих опылителей население планеты столкнулось бы с острой нехваткой продовольствия.

Другие виды использования

Медицинские исследования – это одна из областей, в которой животные играют важную роль. Собак, обезьян и мышей использовали в качестве животных моделей при обнаружении инсулина, вакцин против полиомиелита и бешенства. Косметика также проверяется на определенных животных, прежде чем ее выпускают на рынок. Такое использование животных в исследованиях может показаться жестоким. Тем не менее животные сыграли важную роль в разработке лекарств и способов лечения человека, и предпринимаются шаги по пресечению преднамеренной жестокости по отношению к братьям нашим меньшим. Некоторые животные также выступают в качестве компаньонов для людей с ограниченными возможностями. Собаки занимают первое место в списке служебных животных для слепых, пожилых и людей с физическими отклонениями.

Симбиоз паразитизма

Как правило, в паразитическом симбиозе участвуют паразитические организмы, такие как блохи, черви, грибы, бактерии, паразиты и другие.

Эти паразитические организмы меньше по размеру и могут размножаться быстрее, поэтому для выживания им нужны другие живые существа, будь то просто для нормальной жизни или источника пищи.

Примеры симбиоза паразитизма:

Паразит со своим хозяином

Паразитируют различные болезнетворные микроорганизмы, обитающие в организме человека, животных и растений.

Паразиты живут и получают пищу от своего хозяина, а именно от тела человека, животного или растения. Но паразит ничего не дает хозяину.

Плазмодий с людьми

Плазмодий, вызывающий малярию, обитает в печени и эритроцитах человека. Малярия передается от человека к человеку от комаров и делает малярию заразной болезнью.

Комары и люди

Где эти комары будут кусать и пить человеческую кровь. Некоторые виды комаров могут даже переносить лихорадку денге или малярию.

Для комаров такая связь выгодна благодаря размножению. Но для людей эти отношения губительны, потому что у них могут развиться опасные заболевания.

Неутешительные прогнозы для зеленых территорий

Исторически так сложилось, что лесные территории были источником пищи еще для первобытных общин, живших собирательством и охотой. Зеленые массивы были и топливом, и строительным ресурсом для постройки жилищ. Со временем из-за потребностей человека в площадях под выращивание сельхозкультур, для выпаса скота, заготовки строительного сырья и вырубки для топлива, зеленый массив планеты сокращает свою площадь.

За последние сто лет на планете наблюдается значительный прирост населения. Вместе с этим, природных ресурсов для всего человечества не хватает. Запасы чистой пресной воды ограничены, а большие города и мегаполисы страдают от загрязненного воздуха. 

Неразумное и нерациональное применение природных ресурсов разрушает дикую природу и приводит к необратимым последствиям. Вырубка деревьев для получения древесины, загрязнение леса бытовыми отходами, лесные пожары – огромные проблемы, которые угрожают существованию лесных зон.

Сохранить лесные территории можно следующим образом:

1. Высаживать молодые саженцы в местах вырубки;
2. Сортировать мусор и перерабатывать макулатуру;
3. Отдыхая в лесу, убирать за собой мусор и правильно разводить костры.

Структура биоценоза

Видовая структура характеризует разнообразие и численность представителей разных групп в конкретном биологическом единстве. Различают богатые и бедные биоценозы. В любом из них есть доминанты, формирующие его внешний облик. Доминантные виды, без которых невозможно существование остальных организмов, называются эдификаторами. С их сокращением меняется сам биоценоз.

Пространственная структура

Пространственная структура характеризуется распределением растений. Ярусами называют вертикальную структуру сообщества, каждый из них обладает неповторимыми характеристиками. Древесный ярус представлен высокими деревьями. Их листва хорошо пропускает солнечные лучи, которые ловит второй ярус деревьев, подпологовый. В условиях затенения образуется ярус подлеска, представителями которого являются кустарники и низкорослые деревца. Ярус подроста представлен молодыми деревьями, которые в перспективе могут вырасти до первого яруса. Лесные травы и многолетние растения формируют травяно-кустарничковый ярус. Почву покрывает собой мохово-лишайниковй ярус. Пространственная структура растений влияет на видовой состав животных.

Экологическая структура

Экологическая структура выражена определенным соотношением экологических групп организмов, которые выполняют в биоценозе определенные функции. Количество всех живых существ зависит от неорганической среды.

Трофическая структура

Трофическая структура характеризуется пищевым взаимоотношением различных видов. Автотрофные организмы питаются органическими веществами, которые сами и создают. Гетеротрофы используют в качестве источника энергии готовые органические соединения животного и растительного происхождения.

Водная среда

Хотя вода нужна всем животным, некоторые зависят от нее полностью и не могут жить вне ее пределов. Для этого элемента обитания характерны огромное разнообразие живого, которое здесь присутствует, наличие множества бактерий, микроорганизмов, витаминов и минералов, которые питают рыб, лягушек, выдр, китов и прочее.

Главными свойствами здесь являются:

• температура воды, уровень ее кислотности и плотности на разных глубинах;

• приливы и отливы, обусловленные действием Луны;

• материально-вещественная характеристика: содержание тех или иных веществ, газов, минералов и т. д.;

• световой режим в толще воды.

Совокупность всего этого создает условия для успешного существования огромного количества организмов.

Зависимость животных от воды

Насколько же важна вода в мире животных? Все очень просто. Вода – главная составляющая в теле животного. Как и везде, вода выполняет функцию транспортировки. Благодаря ей передаются питательные вещества, ферменты, гормоны. С помощью воды выводятся ненужные вещества с организма животного

Не мало важно, что вода имеет отличную теплоотдачу. Из-за этой жизненно важной функции воды организм животного имеет постоянную температуру

• Вода, состоящая в организме животного, имеет 2 фракции: внутриклеточную и внеклеточную. В процентном соотношении внутриклеточной воды имеется 70%, а внеклеточной 30.
• Животные состоят из воды на 50-80 %. Процент содержания жидкости разный, причиной этому есть возрастные категории и склонность к отложению жиров.

Для животных вода необходима

Уровень воды в тканях и органах животных тоже можно распределить на такие категории:

1. С низким уровнем воды (жиры и кости).
2. Со средним уровнем (кровь и мышцы).
3. С высоким уровнем (мозг и лимфа).

Чтобы все органы животного правильно функционировали, уровень воды в организме должен быть умеренным. Молодые животные намного хуже переносят дефицит водного баланса. Это обусловлено тем, что почки молодняка еще не полностью развиты.

Для работы им нужно намного больше воды, чем взрослой особи. При нехватке воды уменьшается активность и кровообращение, хуже выводятся химические вещества. Если животное не получает нужное количество воды, то и пищи оно употребляет меньше. А у молодняка так вообще нарушается процесс роста.

У каждого животного есть свой период, который он может прожить без воды. Курица от 7-8 дней и до 24-25 (в зависимости от того несушка она или не несущаяся), жвачные животные до 1 месяца. Но нужно не забывать, что и в весе животные тоже не мало теряют, потеря веса составляет до 50%.

Животные состоят из воды больше, чем на половину

Для каждого животного есть свой уровень потребности воды и зависит это от таких критериев:

• Вид
• Рост
• Лактация
• Возраст
• Рацион
• Порода
• Уровень продуктивности
• Температура
• Уровень влажности в окружающей среде

Множество видов живых существ даже и не приспособлены жить на суши, без воды. Здесь уже вопрос не о том на сколько важна вода для их развития, а вообще об их существовании на нашей планете. Например, рыбы не приспособлены жить на суши. Без воды они просто на просто умрут.

Водомерка

Водомерки живут только на воде, т.е. на верхней ее пленке. Строение их тела построено таким образом, что они не могут не погружаться в воду, не жить на суши. Но не только водомерка так зависима от водной среды. Множество насекомых тесно связаны с водой, а вернее с верхней ее пленкой. Личинки комаров, улитки разных видов, водные жуки тоже связаны с водяной пленкой, вот только подвешиваются они снизу пленки, а не на поверхности как водомерки.

Дыхание растений и животных. Значение дыхания для организмов

В большинстве организмов дыхания сопровождается поглощением кислорода и выделением углекислого газа, то есть газообменная

Но для организма важно то, что кислород участвует в преобразованиях органических веществ с выделением энергии. Для дыхания всем живым существам необходим кислород

Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поглощение организмом кислорода, его использование в преобразовании веществ и удаления углекислого газа. Дыхание — одна из основных свойств организмов.

У растений нет специальных органов дыхания, поэтому воздух попадает в растительного организма через специальные отверстия-устьица, размещенные на стебле и листьях. Дышат растения все время в течение суток, но используют гораздо меньше кислорода, чем выделяют в ходе фотосинтеза. Именно поэтому растения называют «зелеными легкими» нашей планеты.

Дыхание животных обеспечивают специальные органы — органы дыхания. Так, рыбы поглощают кислород, растворенный в воде, жабрами. Лягушки могут дышать с помощью легких и через свою влажную кожу. Птицы требуют много кислорода, поэтому у них очень сложная система дыхания: их легкие заканчиваются воздушными мешками, проникающими даже в свободные пространства между костями скелета. У насекомых есть специальные трубочки — трахеи, через которые воздух поступает в организм. Отличные по строению системы органов дыхания являются результатом приспособления живых организмов к различным условиям существования. Однако, несмотря на различие строения, все эти системы дыхания выполняют одну функцию — обеспечивают поступление кислорода в кровь, которая разносит его по всему телу, где он используется для химических реакций, постоянно происходящих в организме.

Итак, поступления кислорода и выделение углекислого газа в растительном организме обеспечивают устьица, в животном — органы дыхания.

Особенности и характеристики данной среды

Наземно-воздушная среда обитания представляет собой сложно устроенную систему.

Этот факт связан с различными климатическими условиями.

Животные и растения приспосабливаются к определенному месту жизнедеятельности, подстраиваясь под влияния окружающей среды и вырабатывая механизмы, помогающие им выживать.

Смена времен года и, соответственно, температурных режимов привела к необходимости сформировать анатомические особенности у живых организмов. Это позволило им освоить соответствующие территории для существования.

Одна из особенностей жизни в наземно-воздушной среде заключается в том, что организмы окружены воздухом.

Воздух является газообразной средой. Среда характеризуется низкими влажностью, давлением и плотностью, а также высоким уровнем кислорода.

Животные в наземно-воздушной среде передвигаются по почве, а растения укореняются в земле.

Существенной особенностью наземно-воздушной среды является смена времен года. В зависимости от времени года колеблется продолжительность светового дня.

В средней полосе зимой выпадет снег. Лето характеризует зной. Живые организмы стараются адаптироваться к таким переменам.

Адаптация животных к условиям среды различна. Например, одни с наступлением холодов впадают в спячку. Перед этим они накапливают необходимые питательные элементы.

Перелетные птицы с приходом осени начинают улетать в регионы, где в данный период времени температурный режим соответствует их потребностям.

У многих животных северных широт к холодам формируется плотный подшерсток. Этот подшерсток помогает животным переносить морозы.

Классификация сред жизни

Среда жизни – совокупность всех факторов, действующих на организм. Как самих факторов среды, так и их комбинаций достаточно много. Однако в разных условиях на организм будут оказывать значимое влияние разные факторы

Если в пустыне наличие воды будет ключевым в жизнедеятельности организмов, то в море это уже не так важно. Для организмов, населяющих озеро и лес, освещенность важна, но для обитателей почвы – нет

По наиболее значимым факторам были выделены четыре среды жизни.

Типы сред жизни:

• Водная;
• Наземно-воздушная;
• Почвенная;
• Другой организм как среда обитания.

В процессе развития Земли сначала возникла водная среда. Организмы приспосабливались к ней в течение нескольких сотен тысяч лет. Поверхность суши тогда была небольшой и полностью непригодной для жизни из-за интенсивной радиации и отсутствия почвы. После появления озонового слоя (а возник он в результате накопления в атмосфере кислорода) на сушу вышли бактерии. Под их воздействием на поверхности постепенно сформировалась почва. После этого стал возможен выход организмов на сушу – сначала растений, потом животных.

В то время правильно было бы говорить о наземной среде – воздух еще не был заселен живыми существами. Такая потребность возникла, когда количество организмов на поверхности Земли сильно увеличилось, и стал нужен поиск нового жизненного пространства. Первыми в воздух поднялись насекомые, затем – рептилии.

Почему воздух не выделяют как отдельную среду жизни, хотя ее условия сильно отличаются? Дело в том, что все организмы – обитатели поверхности нуждаются в кислороде (то есть без атмосферы их существование невозможно), а все обитатели воздушной среды используют поверхность суши (хотя бы только для откладывания яиц, как это делает стриж). В качестве исключения можно привести аэробактерии, которые обитают в атмосфере недалеко от озонового слоя. Они образуют особые колонии, для которых не нужна поверхность Земли.

Организм не может существовать без своей среды обитания. Есть такие живые существа, для которых характерна только одна среда жизни. Например, исключительно водными являются кораллы, иглокожие и многие рыбы, исключительно наземными – мокрицы и большинство насекомых. Иногда он может обитать сразу в двух средах жизни, и такие организмы называются амфибийными (лягушки, саламандры). В некоторых ситуациях смена среды жизни происходит на разных стадиях жизненного цикла. Личинка стрекозы живет в воде, взрослое насекомое – в наземно-воздушной среде. Паразит – печеночный сосальщик в процессе жизненного цикла обитает внутри организмов-хозяев, в воде и на поверхности травы (то есть в наземно-воздушной среде). У разных стадий жизненного цикла разные источники питания, значит, еды гарантированно хватит на всех и за нее не возникнет конкуренции.

Среды жизни подразделяются на среды обитания. Так, водная среда делится на пресную, морскую и солоноватоводную (эстуарную). В ней можно выделить также поверхность, дно и толщу воды различной глубины. Водоемы бывают стоячие и текучие. Все это – среды обитания. В свою очередь, они подразделяются на биотопы (места обитания биоценозов) и местообитания (места обитания отдельных видов).

Если сравнить среду жизни с многоквартирным домом, то среда обитания – это этаж, биотоп – квартира, местообитание – комната.

Окружающая среда постоянно воздействует на организм, и он вынужден адаптироваться к ней. Поскольку экологические факторы внутри среды обитания одинаковы, то у организмов разных групп возникают схожие адаптации к одинаковым условиям. Это называется конвергентная эволюция. Так, для полета нужны крылья, и они есть и у насекомых, и у птиц. Для того, чтобы быстро передвигаться в толще воды, нужны плавники и обтекаемая форма тела, — именно поэтому дельфин так похож на рыбу. Совокупность адаптаций к одной и той же среде обитания называется жизненной формой.

Среды жизни

Часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие, называют средой обитания (жизни). На нашей планете живые организмы освоили четыре среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Первой была освоена водная среда. Затем появились паразиты и симбионты, использующие организменную среду обитания. В дальнейшем, после выхода жизни на сушу, живые организмы населили наземно-воздушную среду, а одновременно с этим создали и заселили почву. Под почвенной средой обитания подразумевают не только собственно почву, но и горные породы поверхностной части литосферы.

Сравнительная характеристика сред обитания и адаптаций к ним живых организмов

Среда	Характеристика	Адаптации организма к среде
Водная	Самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на 1 атм. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени	Обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегуляции
Наземно-воздушная	Разреженная. Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени	Выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима. Освобождение полового процесса от жидкой среды
Почвенная	Создана живыми организмами. Осваивалась одновременно с наземно-воздушной средой. Дефицит или полное отсутствие света. Высокая плотность. Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной	Форма тела вальковатая, слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих групп характерны микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах
Организменная	Очень древняя. Жидкая (кровь, лимфа) или твердая (плотные ткани). Наибольшее постоянство среды во времени из всех сред обитания	Коадаптация паразита и хозяина, симбионтов друг к другу, синхронизация биоритмов, выработка у паразита защиты от переваривания хозяином и системы «заякоривания» в среде, усиление полового размножения, редукция зрения, пищеварительной системы

Невидимые вредители человека, растений и животных

То, что бактерии приносят ощутимую пользу, не вызывает сомнений, но паразиты среди них – частое явление. Все они не в состоянии производить нужные для жизнедеятельности питательные вещества, поэтому, попав в организм человека, животного, растения, начинают там питаться и размножаться.

Болезни растений, которые вызывают паразиты, называются бактериозами. Представители флоры реже, чем животные становятся объектами атаки болезнетворных микроорганизмов. Толстый слой коры или эпидермиса является надежной защитой от попадания бактерий внутрь. Но ни это, ни кислая реакция клеточного сока не уберегают плодовые культуры (например, яблони) от болезней. Картофель, томаты, свекла, морковь и капуста тоже часто подвергаются атаке.

Бактерии-паразиты у человека являются возбудителями опасных заболеваний, некоторые из которых могут закончиться летальным исходом. Сибирская язва, чума и лепра, листериоз, туберкулез, дифтерия и сифилис – это лишь малый список болезней, вызываемых паразитирующими микроорганизмами.