Тіршілік ортасы

            Жануарларда қоршаған ортаны көру арқылы сезіну эволюциялық дамудың дәрежесіне байланысты. Көптеген омыртқасыздардағы қарапайым көздер - бұл жай ғана пигментпен қоршалған жарық сезгіш клеткалар, ал бір клеткалыларда - жарық сезгіш цитоплазманың бөлігі. Толық көру тек жетілген, күрделі құрылымды көздерде ғана болады. Мысалы, өрмекшілер қозғалып тұрған заттың сұлбасын 1-2 см қашықтықтан ғана көреді. Көру мүшелері омыртқалыларда, жәндіктерде, басаяқты моллюскаларда біршама жақсы дамыған. Олар заттың формасын, мөлшерін, түсін және ара қашықтығын ажырата алады. Көлемді көру адамға, приматтарға, кейбір құстарға – үкіге, бүркітке, ителгіге, қыранға және т.б. тән. Адам үшін көрінетін сәулелер аймағы күлгін түс пен қоңырқай-қызыл түстердің аралығында жатыр. Мысалы, кейбір жыланда спектрдің тек инфрақызыл бөлігін ғана көреді, сондықтаң қараңғыда қорегін жақсы аулайды. Бал аралары үшін жарықта көрінетін бөлігі қысқа толқынды бөлігіне жақын келеді. Олар ультракүлгін сәулелердің көп бөлігін түс ретінде қабылдайды, бірақ қызыл түстерді ажырата алмайды.

Ымыртта және түнде белсенді тіршілік ететін сүт қоректілердің көпшілігі түстерді нашар ажыратып, барлығын қара-ақ бейнеде көреді (ит тәрізділер, мысық тәрізділер, атжалмандар және т.б.). Мұндай көру ерекшелігі сондай-ақ түн құстары - үкі, жапалақтарға да тән. Күндіз тіршілік ететін құстарға түстерді ажырата алатын, жақсы жетілген көру мүшелері тән.

Жануарлар мен құстар көру арқылы ұзақты миграциялар мен жылы жаққа ұшқан кезде бағыт-бағдар алып отырады. Осындай ұзақты ұшу кезінде құстар Күнге, жұлдыздарға қарап бағдар алып отыратыны тәжірибе жүзінде дәлелденген. Аздаған тұман кезінде олар ұшуын жалғастыра береді, ал қалың тұман кезде ұша бермейді. Егер осындай жағдайда ұшып келе жатқан құстар бағыттарынан ауытқитын болса, тұман сейілген соң қайта өз бағыттарын дәл тауып алады.

Температура - күннің ұзын толқынды инфрақызыл сәулелерінен бөлінетін және организмдер үшін аса қажетті, тіршілік иелері үшін маңызды экологиялық фактор. Тірі организмдер жылу энергиясын әртүрлі жолмен алады. Көптеген тірі организмдер температураның 0°С және 50°С арасында тіршілік ете алады. Өйткені зат алмасу процесі осы температурада жақсы жүреді.

Өсу және тіршілік ету үшін қолайлы температура (-10°С +30°С) оптималды деп аталады. Бірақ кейбір организмдер жоғары температурада тіршілік етуге бейімделген. Мысалы, ыстық су көздеріндегі цианобактериялар +80°С -қа дейін, бактериялар +88°С -қа дейін тіршілік ете береді.

            Салқын жерде тіршілік ететін организмдерді криофилдер тобына жатқызады. Олар белсенділігін клеткалардың температурасы -8°С...-10°С жағдайда да жоғалтпайды. Криофилия төменгі температура жағдайында (тундрада, арктикалық және антарктикалық шөлдерде, биік тауларда, салқын теңіздерде) тіршілік ететін көптеген организмдерге - бактерияларға, саңырауқүлақтарға, қыналарға, мүктерге және т.б. тән.

Оптимум аймағы жоғары температурада орналасқан түрлерді термофилдер деп атайды. Бұларға микроорганизмдер мен жануарлардың көптеген топтары, мысалы, нематодтар, жәндіктер личинкалары, кенелер және шөлді аймақта тіршілік ететін көптеген организмдер жатады.

Кейбір бактериялардың споралары тіпті +180°С ыстыққа бірнеше минут бойы шыдайды. Лабораториялық жағдайда өсімдктердің споралары, тозаңдары және тұқымдары, нематодтар, коловраткалар, қарапайымдылардың цисталары клеткаларын кептіргеннен соң -217°С -қа дейінгі температураға шыдап, кейін температура қалыпты жағдайға келгенде бұрынғы белсенділіктеріне қайта оралған. Мұндай жағдайда цитоплазма гранит тас сияқты қатты болып, барлық молекулалар толықтай дерлік тыныштық жағдайға көшеді. Организмдегі барлық тіршілік процестерінің уақытша тоқтауын жоғарыда айтқандай - анабиоз деп атайды.

Тірі организмдер қоршаған ортадағы температура өзгерген кезде зат алмасу процестерін реттейтін әртүрлі эволюциялық бейімделушіліктерге ие болды. Бұл екі жолмен жүреді:

1) әртүрлі биохимиялық және физиологиялық қайта құрулар (ферменттердің концентрациясының, белсенділігінің өзгеруі, сусыздану, дене ерітіндісі температурасының қату нүктесінің төмендеуі және т.б.);

2) қоршаған орта температурасына қарағанда дене температурасын бірқалыпты деңгейде ұстау, бұл қалыптасқан биохимиялық реакциялардың жүруінің қатты бұзылмауына алып келеді.

Организмде екі экзотермиялық процестер клеткалардағы жылу түзілудің көзі болып табылады: тотықсыздану реакциялары және АТФ-тың (аденозинтрифосфат немесе аденилпирофосфор қышқылы) ыдырауы. АТФ-тың ыдырауы кезінде бөлінген энергия клетканың барлық қызметтерінің іске асуына, ал тотықсыздану энергиясы АТФ-тың қалпына келуіне жұмсалады.

            Біршама төмен түнгі температура мен күндізгі жоғары температураның алмасуы (термопериодизм) көптеген түрлер үшін өте қолайлы. Континенталды аймақтагы өсімдіктер тәуліктіктік температураның ауытқуы 10°С-15°С -ты құраған кезде жақсы өседі. Қоңыржай аймақтағы көптеген өсімдіктер үшін температураның тәуліктік ауытқуы 5°С-10°С -ты, тропикалық есімдіктерде 3°С -ті, ал кейбір өсімдіктер (қант қызылшасы, жержаңгақ) тіпті температуралық ауытқусыз жағдайда да өсе береді.

Ауа ортасының тіршілік иелері денелерін ұстап тұру үшін өздерінің тірек жүйелерімен: өсімдіктер - әртүрлі механикалық ұлпалармен, жануарлар - қатты немесе кейбіреулеріндегі сияқты гидросгатикалық қаңқалармен (скелет) қамтамасыз етілуі керек. Одан басқа ауа ортасында тіршілік ететін организмдер тірек және субстрат болып есептелетін жер бетімен тығыз байланысты. Әрине ауада қалқып өмір сүру мүмкін емес, соған қарамастан көптеген микроорганизмдер мен жануарлар, өсімдіктердің споралары, тұқымдары және тозаңдары желмен бірге үнемі үшып жүреді. Көптеген жануарлар ұшуға қабілетті. Алайда олардың тіршілік циклының негізгі функциясы - көбею жер бетінде жүреді. Олардың көпшілігі үшін ауада болу орнын ауыстыруға және қорегін іздеуге байланысты.

Атмосфераның төменгі қабаттарындағы ауа массасының тігінен және көлденең қозғалуына байланысты бірқатар организмдердің ұшуға мүмкіншіліктері бар. Сондықтан көп түрлерде анемохория - ауа ағыны көмегімен орын ауыстыру дамыған (11,12 суреттер). Анемохория өсімдіктердің споралары, түқымдары және жемістері, қарапайымдар цисталары, майда жәндіктер, өрмекшілер және т.б. үшін тән. Бұлай ұшып қозғалу үшін арнайы бейімделушіліктері - дене мөлшері өте кішкентай, қатты тармақталған өсінділерінің есебінен ауданының үлкен болуы және т.б. бар.

            Өсімдіктердің анемохоралық тұқымдары мен жемістерінің де осындай өте кішкентай мөлшері (орхидеятұқымы) немесе әртүрлі - қанат тәрізді, парашют тәрізді ұшуға қабілетті ерекшеліктері бар.

                  12 сурет. Өсімдіктер жемістері (1,2,4,6) мен тұқымдарының (3,5) желмен тасымалдануға бейімделуі: 1-бақбақ (Taraxacum), 2-шыршай (Geum), 3-макща (Gossypium), 4-түйетікен (Cirsium), 5-күреңот (Epilobium), 6-көктерек (Populus), (&-ашылған жемісі, б-тұқымы

3.3 Топырақ - тіршілік ортасы

                  Топырақ - литосфераның жоғарғы әуе қабатымен байланысатын қабат, бүкіл биосферадағы тіршіліктің тірегі. Топырақ ғасырлар бойы топырақ түзуші факторлардың үздіксіз әрекетінен пайда болған табиғаттың ерекше табиғи, әрі тарихи денесі. Топырақтану ғылымының негізін орыс ғалымы В.В.Докучаев қалады. Оның Петербургте басылып шыққан «Орысгың қара тоіпырағы» (1883 ж.) атты еңбегінде топырақтың дұрыс анықтамасы, оның қасиеттері туралы ғылыми негізделген түсініктер берілген. В.В.Докучаев топырақ түзілу процесінің бес факторға байланысты екенін анықтады. Оларға: бастапқы аналық жыныстар, ауа райы, жер бедері, уақыт және өсімдіктер мен жануарлар жатады. Кейін ғылыми зерттеулердің нәтижесіне байланысты бұларға су (топырақ суы, жерасты суы) және адамның шаруашылық әрекеті қосылды.

Топырақ   жеке әртүрлі  өлшемдегі қатты бөлшектерден

тұрады. Қатты бөлшектер сумен және ауамен қоршалған. Сондық-

тан топырақты үш фазалы жүйе ретінде қарастырады. Топырақтың жоғарғы беті борпылдақ. Мұның құрамында көптеген өлі органикалық заттар бар(өсімдіктер қалдығы, қарашірік). Бұл қарашірікті аккумулятивті А қабаты. Тереңірек, өте тығыз ил-

лювиалды өтпелі В қабаты жатыр. Оның астында топырақ түзуші — С қабаты орналасқан. Барлық топырақтар бір-бірінен осы генетикалық қабатгарымен ажыратылады (13 сурет). Әр түрлі топырақтың генетикалық қабаттары қалыңдығымен, түстерімен, құрылымымен, морфологиялық қасиеттерімен ерекшеленеді. Топырақтың қалыңдығы санмен көрсетіледі. Мысалы, кейбір

топырақтарда А қабаты небары 0-5 см, ал кейбіреулерінде 0-50 см бо-

лады. Топырақтың типтеріне байланысты А, В, С қабаттары бірнешеге бөлінуі мүмкін.

Топырақ қабаты тереңдеген сайын аэрация нашарлайды. Оттегінің мөлшері азайып, көмір қышқыл газы мен органикалық заттардьщ ыдырауы кезінде бөлінегін басқа да газдардьщ мөлшері артады. Топырақтың жоғарғы қабаттарында өсімдікке қажетті фосфор, калий, азот, кальций және басқа заттар жинақталған.

Топырақтың әртүрлі қасиетіне (қышқылдығы, тұздылығы, ылғалдылығы) байланысты өсімдіктерді көптеген экологиялық топтарға бөлуге болады. Мысалы, топырақтың қышқылдығына байланысты:

1) рН 6,7-ден төмен қышқыл топырақта өсетін ацидофилді түрлер (сфагаалы батпақ өсімдіктері);

2) рН 6,7-7,0 топырақта өсетін нейтрофилдер (көпшілік мәдени өсімдіктер);

3) рН 7,0-ден жоғары топырақта өсетін базифилді өсімдіктер (аққурай).

Топырақ - көіптеген тірі организмдер мекені. Негізінен топырақ ішінде төменгі сатыдағы организмдер - бактериялар, саңырауқұлақтар, балдырлар, құрт-құмырсқалар тіршілік етеді. Олар топырақ құнарлылығына көп әсер етеді. Осы организмдер өсмдіктерің барлық қалдықтарын ыдыратып, әртүрлі минералдық заттарға айналдырады. Ал өсімдіктерден түскен органикалық қалдықтардан топырақ құнарлылығында маңызды роль атқаратын қаршірік түзіледі. Бұл тірі организмдер тек топырақ қабатарында емес, сонымен қатар өсімдік тамырларында да тіршілік етіп кейбір өсімдіктердің қоректенуіне, топырақ құнарлылығына көп әсер етеді. Мысалы, бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамыр жүйесінде тіршілік етіп, ауадағы азотты өсімдік тамырларында жинап, азот айналымына көп үлесін қосатын - азот сіңіруші бактериялар. Топырақтың беткі 10-15 см құнарлы қабатында гектарына 10 тонна бактериялар, саңырауқұлақтар, 4 тонна жауын құрты, 140 кг балдырлар, 17 кг әртүрлі жәндіктер және т.б. болады.

Топырақта тіршілік ететін организмдер эдафобионттар немесе педобионттар деп аталады. Қоңыржай аймақтағы орман топырағының 1 шаршы метрінде 1000 жуық жануарлар түрін, нематодтар мен қарапайымдылардьщ 10 млн-аса, аяққүйрықгар мен топырақ кенелерінің 100 мыңнан аса түрлерін табуға болады.

3.4 Тірі организмдер - тіршілік ортасы

Гетеретрофты организмдердің көпшілігі бүкіл өмір бойы немесе тіршілік циклының бір бөлігінде басқа организмдерді орта ретінде пайдаланады. Бір организмдердің басқа бір организмдерді тіршілік ортасы ретінде пайдалануы өте ертеден келе жатқан және табиғатта кең таралған құбылыс.

Паразитизм - кең таралған табиғи құбылыс. Көп клеткалы организмдердің барлығында ішкі паразитизм кездеседі. Микроорганизмдер, көп клеткалы және қарапайым клеткалы организмдер арасында паразиттер көп, ал иелері - омыртқалы жануарлар мен гүлді өсімдіктер болып табылады.

Паразитгердің өмір сүруінің бір артықшылығы - клеткалар мен ұлпалардағы, иесінің ішегіндегі қоректің мол болуы. Бұл паразиттердің тез дамуына жағдай жасайды. Үлкен кеңістікте, мысалы, омыртқалылардың ішегіндегі паразитгердің мөлшері еркін тіршілік ететін туыстарына қарағанда әлдеқайда үлкен болуы мүмкін. Адам және шошқа аскаридалары - нематодтар класына жататын ірі өкілдері, ал өгіз, шошқа солитерлары - ұзындығы 8-12 метрге жететін, жалпақ құрттардың ішіндегі ең үлкендері.

Иесінің ішкі ортасының өзіндік ерешеліктеріне байланысты паразиттер бір жағьшан экологиялық артықшылықта, екінші жағынан - экологиялық қиыншылықта өмір сүреді. Экологиялық артықшылыққа: иесі арқылы қоректену, көбеюдің жоғары мүмкінішлігі, сыртқы ортадан қорғаныс жатады. Осы жағдайлар көптеген паразитті организмдер құрылыстарының екінші рет өзгеруіне алып келді. Мысалы, таспалы құрттарда (Cestoidea) ас қорыту жүйесі мүлде болмайды (олар қоректі бүкіл денесімен сорады), жүйке жүйесі редукцияланған. Көптеген паразиттер қанаттарын жойған (биттер, бүргелер).

Кейбір паразитті өсімдіктерде (шырмауықтар) хлорофилді мүшелері болмайды. Циссус (Cissuc) лианасының паразиті раффлезия (Rafflesia arnoldii) өсімдігінің тек гүлі ғана сақталған, ал басқа мүшелері лианаға енетін (саңырауқүлақ мицелиі сияқты) жіпше турінде қалған.

Паразиттерде кездесетін экологиялық қиыншылықтарға: тіршілік кеңістігінің шектеулі болуы, оттегінің тапшылығы, жарықтың жоқтығы, иесі организмінің паразитке қарсы қорғаныс реакциясы жатады. Мысалы, жануарлардың қанында паразиттерді өлтіретін антителалар өнімдері, кейбір ағаштар зиянкестерге қарсы шайыр бөліп шығарады және т.с.с.

3.5 Организмдердің биологиялық ырғақтары

Тірі табиғаттың бір қасиеті - мұнда болып жатқан көптеген процестердің циклді түрде жүруі. Жер бетіндегі бар өмір -клеткадан бастап биосфераға дейін, белгілі бір ырғақтарға бағынышты. Кезінде академик А.А.Богомолец (1928 ж), тіршілік процестерінің ырғақтары табиғи циклдерге сәйкес келетінін байқаған. Ол өз еңбектеріңде табиғи ырғаққа сәйкес организмдегі бүкіл процестер: жүректің соғуы, тыныс алу, жүйке жүйелері және т.б. белгілі бір ырғақпен жүретінін атап көрсеткен болатын. Кез-келген организм үшін табиғи ырғаңтарды: ішкі (организмнің тіршілігіне байланысты) және сытрқы (қоршаған ортадағы өзгерістер) деп екі топқа бөледі.

Ішкі циклдар — ең алдымен организмнің физиологиялық ырғақтары. Организмдегі жүріп жатқан физиологиялық процестердің ешқайсысы үздіксіз жүре бермейді. Клеткадағы белок, ДНҚ және РНҚ синтезделуінде, ферменттер жұмысында ырғақтылық байқалады. Сондай-ақ клеткалардың бөлінуі, ішкі секреция бездерінің жұмысы, жүрек соғуы, тыныс алу, жүйке жүйесінің қозуы, яғни, организмнің бүкіл мүшелері, ұлпалары, клеткалары белгілі бір ырғақтылыққа бағынышты. Айта кетерлігі, әр жүйенің өзіндік мезгілдері бар.

Организм өзінің физиологиялық қызметін ырғақты түрде жүргізе отырып уақытты санайтын сияқты. Ішкі және сыртқы ырғақтар үшін келесі фазаның басталуы уақытқа байланысты. Уақыт маңызды экологиялық фактор ролін атқаратындықтан, тірі организмдер табиғатының сыртқы өзгерістерін сезіне отырып соған бейімделуі керек.

Биологиялық процестер мен құбылыстардың сипаты мен белсенділігінің мезгілді тербелісін биологиялық ырғақ деп, ал оны зерттейтін ғылымды хронобиология деп атайды.