Bài 41. Môi trường và các nhân tố sinh thái
Chia sẻ bởi Đỗ Văn Tình |
Ngày 04/05/2019 |
26
Chia sẻ tài liệu: Bài 41. Môi trường và các nhân tố sinh thái thuộc Sinh học 9
Nội dung tài liệu:
SEMINA
Nhóm 4:
Đỗ Văn Tình
Châu Vũ Linh
Võ Minh Tiến
Nguyễn Thị Ngọc Dung
Phạm Ngọc Quý
CHƯƠNG II
SINH THÁI HỌC CÁ THỂ
2.1 MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
2.1.1 Những khái niệm về môi trường
- Môi trường là nơi sinh sống của sinh vật, bao gồm tất cả các nhân tố ở xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp, gián tiếp hoặc tác động qua lại với sự tồn tại, sịh trưởng, phát triển và những hoạt động của sinh vật.
- Các loại môi trường sống của sinh vật:
+ Môi trường nước: nước mặn, nước lợ, nước ngọt.
+ Môi trường đất: trong lòng đất.
+ Môi trường trên mặt đất- không khí: mặt đất và các lớp khí quyển bao quanh Trái Đất nơi có sinh vật sinh sống.
+ Môi trường sinh vật: toàn bộ sinh vật (động vật, thực vật, nấm, ...và con người) khi những sinh vật đó là nơi sống của các sinh vật khác.
Môi trường không khí
Môi trường nước
Môi trường đất
Môi trường sinh vật
2.1.2 Các nhân tố sinh thái
2.1.2.1 Nhóm nhân tố sinh thái vô sinh (không sống)
- Khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí, gió,...
- Thổ nhưỡng: đất, đá, các thành phần cơ giới, mùn hữu cơ và tính chất lý hóa của đất.
- Nước: nước biển; hồ, ao, sông, suối; nước mưa.
- Địa hình: độ cao, trũng, dốc, hướng phơi của địa hình,...
2.1.2.2 Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh (nhân tố sống)
- Là thế giới hữu cơ của môi trường, là những mối quan hệ giữa một sinh vật ( một nhóm sinh vật) này với một sinh vật ( một nhóm sinh vật) khác sống xung quanh. Gồm vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật.
=> Con người là nhân tố có ảnh hưởng lớn tới sự phát triển của nhiều sinh vật khác vì tác động của con người vào tự nhiên là có ý thức và có quy mô rộng lớn.
2.1.3 Tương đồng sinh thái (ecological equivalence) và dạng sống (life form)
- Những loài tuy cách xa nhau về vùng địa lý nhưng ở các môi trường có điều kiện sống gần giống nhau nên các loài có đặc điểm sinh thái tương đồng nhau.
- Dạng sống là một đơn vị hình thái sinh thái bao gồm các cá thể có tổ hợp thích nghi sinh lý và hình thái sinh thái giống nhau, phát triển song song hoặc đồng quy.
2.2.1 Giới hạn sinh thái
2.2 MỘT SỐ QUY LUẬT VỀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN ĐỜI SỐNG SINH VẬT
- Giới hạn sinh thái là giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái của môi trường. Nằm ngoài giới hạn sinh thái sinh vật không thể tồn tại được
- Khoảng thuận lợi là khoảng của các nhân tố sinh thái ở mức độ phù hợp, đảm bảo cho sinh vật thực hiện các chức năng sống tốt nhất.
- Khoảng ức chế sinh lí là khoảng của các nhân tố sinh thái gây ức chế hoạt động sinh lí của sinh vật.
Sơ đồ mô tả giới hạn sinh thái của sinh vật
Theo Shelford (1911), mỗi cá thể, mỗi loài khác nhau có giới hạn sinh thái và điểm cực thuận khác nhau, tuỳ thuộc vào nhiều nhân tố như tuổi của cá thể, trạng thái cơ thể…
VD: Cá rô phi sống ở nhiệt độ từ 5,6 đến 41,50C, các loài thuỷ sinh vật thường sống ở độ pH từ 6,5 đến 8,5.
Hầu hết thực vật bậc cao chỉ có thể tồn tại ở giới hạn nhiệt hẹp. Các hoạt động sinh lí của thực vật bậc cao ít xảy ra ở nhiệt độ dưới 00C và trên 500C vì dịch tế bào đóng băng ở 00C và ở nhiệt độ trên 500C protein trong tế bào bị phân huỷ.
Thực vật vùng ôn đới chịu được nhiệt độ môi trường thấp nhưng có thể bị tổn thương ở nhiệt độ cao hơn 300C. Trong khi đó thực vật vùng nhiệt đới chịu được nhiệt độ môi trường cao nhưng hầu hế các cây bị tổn thương ở nhiệt độ cao hơn 00C vài độ.
So sánh giới hạn sinh thái của sinh vật chịu nhiệt hẹp (I và III) và sinh vật chịu nhiệt rộng (II): (Ruttnel, 1953, trích trong Kiên & Hồng, 1990)
2.2.2 Tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái
Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái luôn có tác động qua lại, sự biến đổi của một nhân tố sinh thái này có thể dẫn tới sự thay đổi về lượng và có khi về chất của các nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu ảnh hưởng của các thay đổi đó. Tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường đều gắn bó chặt chẽ với nhau thành tổ hợp sinh thái tác động lên đời sống của sinh vật.
Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình quang hợp của cây xanh, tuy nhiên xét về tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái, cường độ chiếu sáng của môi trường còn gián tiếp ảnh hưởng tới quá trình dinh dưỡng khoáng của thực vật.
- Cá sống trong ao chịu tác động của nhiều nhân tố sinh thái như ánh sáng, nồng độ khí, độ mặn của nước, nhiệt độ…
Ví dụ về các nhân tố sinh thái trong môi trường nước tác động
đồng thời lên đời sống của cá
2.2.3 Tác động không đồng đều của các nhân tố sinh thái lên chức phận của cơ thể sống
Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức phận của cơ thể sống, có nhân tố cực thuận đối với quá trình này nhưng lại có hại hoặc nguy hiểm cho quá trình khác.
Ví dụ, nhiệt độ không khí tăng lên 400C – 450C sẽ làm tăng các quá trình trao đổi chất ở động vật máu lạnh, nhưng lại kiềm hãm sự di động, con vật rơi vào tình trạng đờ đẫn vì nóng. Hầu hết thực vật có nhiệt độ tối ưu cho quang hợp là thấp hơn cho hô hấp. Rễ cây chịu được nhiệt độ tối thiểu thấp hơn chồi cây.
2. 3 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN ĐỜI SỐNG SINH VẬT VÀ SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT
2.3.1 Tác động của nhân tố ánh sáng lên đời sống sinh vật
2.3.1.1 Ý nghĩa của ánh sáng đối với đời sống sinh vật
Tất cả sinh vật trên Trái Đất đều sống nhờ vào năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời, kể cả động vật, thực vật và vi sinh vật. Thực vật thu nhận năng lượng ánh sáng Mặt Trời một cách trực tiếp qua quang hợp, còn động vật thì phụ thuộc vào năng lượng hóa học được tổng hợp từ cây xanh.
Một số sinh vật dị dưỡng như nấm, vi khuẩn trong quá trình sống cũng sử dụng một phần năng lượng ánh sáng.
2.3.1.2 Sự phân bố và thành phần quang phổ ánh sáng Mặt Trời
Mặt Trời cung cấp năng lượng chủ yếu cho sự sống trên Trái Đất. Bức xạ Mặt Trời khi xuyên qua lớp khí quyển bị các khí oxi, ôzon, cacbonic và hơi nước… hấp thụ một phần (19% toàn bộ bức xạ); 34% bức xạ phản xạ ngược lại vào vũ trụ và chỉ có 49% bức xạ đến được bề mặt Trái Đất.
Độ dài bước sóng các tia sáng mà Trái Đất nhận được từ Mặt Trời
Sự phân bố ánh sáng này còn tuỳ thuộc vào kiểu của quần xã thực vật. Rừng rậm rạp có ánh sáng phân bố chủ yếu ở tầng trên cùng của tán lá, trong khi đó các kiểu rừng thưa và cây nông nghiệp ánh sáng phân bố đều ở các lớp của tán lá.
Phân bố ánh sáng trong các kiểu quần xã thực vật khác nhau
(Các số và mũi tên chỉ tỉ lệ % tia sáng chiếu tới lá; R là tỉ lệ tia sang phản xạ trên tán lá, Larcher, 1980)
Sự thay đổi của nhân tố ánh sáng trong rừng mưa nhiệt đới
2.3.1.3 Ảnh hưởng của ánh sáng tới các đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lí thực vật
Các nhóm cây thích nghi với điều kiện ánh sáng khác nhau
Nhu cầu ánh sáng của các loài cây không giống nhau. Có 3 nhóm cây thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhau:
Nhóm cây ưa sáng (heliophytes) bao gồm những cây sống nơi quang đãng ở thảo nguyên, savan, rừng thưa, núi cao và hầu hết các cây nông nghiệp…
Ví dụ, cây gỗ tếch (Tectona grandis), phi lao (Casuarina equisetifolia), bồ đề (Styrax tonkinensis), xà cừ (Khaya senegalensis), các loài thuộc chi Bạch đàn (Eucalyptus), chi Thông (Pinus) và các cây họ Lúa, họ Đậu…
Nhóm các cây ưa bóng (sciophytes) bao gồm những cây sống nơi ít ánh sáng và ánh sáng tán xạ chiếm chủ yếu như ở dưới tán rừng, trong các hang động…
Ví dụ, cây dọc (Garcinia tonkinensis), lim (Erythrophloeum fordii), vạn niên thanh (Aglaonema siamense), bán hạ (Typhonium divaricatum), và nhiều loài thuộc họ Gừng, họ Cà phê…
- Nhóm các chịu bóng bao gồm các loài cây sống dưới ánh sáng vừa phải. Nhóm cây chịu bóng được coi là nhóm trung gian giữa hai nhóm trên.
Gồm các cây dầu rái (Dipterocarpus alatus), ràng ràng (Ormosia pinnata)…
Cây thông mọc xen nhau trong rừng (a)
và thông mọc riêng rẽ nơi quang đãng (b)
Ảnh hưởng của ánh sáng tới hình thái và giải phẩu
Nhiều loài cây có tính hướng sáng, cây cong về hướng có ánh sáng. Hiện tượng này thấy rõ ở các cây mọc ven rừng, dọc đường phố có nhà cao hoặc bên cửa sổ.
Các cây mọc trong rừng có thân cao, thẳng, cành chỉ tập trung ở phần ngọn, các cành phía dưới héo và rụng sớm. Đó là hiện tương tỉa cành tự nhiên.
Nguyên nhân là do các cành phía dưới tiếp nhận ít ánh sáng nên quang hợp kém, tạo được ít chất hữu cơ, lượng chất hữu cơ tích lũy không đủ bù lượng tiêu hao do hô hấp nên cành khô héo dần và sớm rụng.
Ngược lại cây mọc nơi trống trải, ánh sáng mạnh có thân thấp, nhiều cành và tán cây rộng.
Lá cây chịu nhiều ảnh hưởng của sự thay đổi ánh sáng, biểu hiện ở các đặc điểm như cách sắp xếp trên cành, hình thái và giải phẩu.
Lá cây dưới tán thường nằm ngang có thể nhận được nhiều ánh sáng tán xạ, các lá ở tầng trên xếp nghiêng tránh những tia nắng chiếu thẳng gốc vào bề mặt lá.
Lá nằm ngang che bóng các lá bên dưới, nhưng cây có lá nằm ngang thường có sự sắp xếp xen kẽ và nhờ đó mà các lá phía dưới có thể nhận được ánh sáng.
Ảnh hưởng của cách xếp lá đến việc thu nhận ánh sáng của lá ở dướ
Ảnh hưởng của ánh sáng tới hoạt động sinh lí thực vật
Cường độ và thời gian chiếu sáng, thành phần quang phổ ánh sáng có ảnh hưởng lớn tới cường độ hoạt động sinh lí của cây như hoạt động quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước, nảy mấm của hạt, nảy chồi và rụng lá… Chỉ có khoảng 44% tia sáng Mặt Trời đến được Trái Đất có độ dài sóng có thể tham gia vào quá trình quang hợp.
Cây ưa sáng nhiệt đới có cường độ quang hợp cao dưới ánh sáng mạnh.
Ví dụ như cây mía, không khi nào đạt tới bão hoà quang hợp trong điều kiện tự nhiên.
Cây ưa bóng có khả năng quang hợp ở ánh sáng yếu và hô hấp cũng yếu dần, đảm bảo tiết kiệm các sản phẩm ít ỏi có được từ quang hợp. Cây ưa bóng thường đạt tới mức độ bão hòa ánh sáng quang hợp ở ánh sáng yếu, khoảng 20% của toàn sáng.
Cường độ hô hấp của lá ngoài sáng cao hơn lá trong bóng. Cường độ hô hấp cùng với thoát hơi nước cao làm giảm nhiệt độ của lá cây.
Phản ứng quang hợp của các loại cây đối với mức độ chiếu sáng khác nhau, trong điều kiện nhiệt độ và nồng độ CO2 phù hợp nhất (ngô và lúa miến là thực vật C4 và các loài cây còn lại là thực vật C3) (Larcher, 1980)
Thời gian chiếu sáng trong một ngày càng dài thì các cây vùng ôn đới (cây ngày dài) phát triển nhanh, ra hoa sớm, ngược lại phần lớn của cây nhiệt đới (cây ngày ngắn) nếu kéo dài thời gian chiếu sáng trong ngày thì cây ra hoa muộn.
Hạt ngô (I) và đậu tương (II) nảy mầm trong điều kiện ánh sáng yếu (a) và đầy đủ ánh sáng) (b).
Cây rau muối (I) và cây lá bỏng (II) chậm ra hoa trong điều kiện ngày ngắn (a) và ra hoa sớm trong điều kiện ngày dài (b).
2.3.1.4 Ảnh hưởng của ánh sáng tới khả năng định hướng và sinh sản của động vật
* Các nhóm động vật thích nghi với điều kiện ánh sáng khác nhau
Nhóm động vật ưa sáng là những loài chịu được giới hạn rộng về độ dài sóng, cường độ và thời gian chiếu sáng. Nhóm này bao gồm các động vật hoạt động ban ngày.
Nhóm động vật ưa tối là những loài chỉ có thể chịu được giới hạn hẹp, bao gồm những động vật hoạt động về ban đêm, sống trong hang, trong đất hay ở đáy biển.
Ánh sáng và sự định hướng của động vật
Ánh sáng là điều kiện cần thiết để động vật nhận biết các vật và định hướng bằng thị giác trong không gian. Cơ quan thị giác thu nhận các tia sáng phản xạ từ những vật xung quanh, nhờ đó động vật cảm nhận được thế giới vật chất bên ngoài.
hình dạng, kích thước, màu sắc và khoảng cách của vật thể. Khả năng cảm nhận những tia sáng của quang phổ Mặt Trời là khác nhau ở các loại động vật khác nhau.
Ví dụ, động vật thân mềm dưới nước sâu và rắn mai gầm có thể cảm nhận tia hồng ngoại, các loài ong cảm nhận quang phổ vùng sóng ngắn, trong đó có cả tia tử ngoại nhưng không nhân biết được tia đỏ (tia sóng dài).
Ánh sáng và sự sinh sản của động vật
Cường độ và thời gian chiếu sáng có ảnh hưởng tới hoạt động sinh sản và sinh trưởng của nhiều loài động vật. Nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng ánh sáng sau khi kích thích cơ quan thị giác, thông qua các trung khu thần kinh tuyến não thuỳ làm ảnh hưởng tới hoạt động nội tiết, từ đó ảnh hưởng tới thời gian phát dục ở động vật.
Tăng cường độ chiếu sáng sẽ rút ngắn thời gian phát triển của cá hồi . Loài cá hồi (Salvelinus fontinalis) thường đẻ trứng vào mùa thu, nhưng cá vẫn có thể đẻ trứng vào mùa xuân hoặc mùa hè trong điều kiện ánh sáng được điều chỉnh cường độ và thời gian chiếu sáng giống với điều kiện chiếu sáng của mùa thu.
2.3.2Tác động của nhân tố nhiệt độ lên đời
sống sinh vật
2.3.1 Ý nghĩa của nhiệt độ đối với đời sống sinh vật
Nhiệt độ của môi trường có ảnh hưởng rất lớn với sinh vật tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng, phát triển, phân bố của các cá thể, quần thể và quần xã sinh vật.
Mỗi loài sinh vật chỉ tồn tại được trong một giới hạn nhiệt độ nhất định. Khi nhiệt độ tăng lên hoặc hạ thấp quá giới hạn chịu đựng của sinh vật thì chúng không thể sống.
Nhiệt độ của môi trường luôn thay đổi, sự khác nhau về nhiệt độ trong không gian và thời gian tạo ra những nhóm sinh vật có khả năng thích nghi khác nhau với sự thay đổi nhiệt độ. Sự khác nhau này được thể hiện không những về mặt hình thái, cấu tạo, hoạt động sinh lí mà còn cả về tập tính sinh hoạt của sinh vật.
Giới hạn chịu đựng (GHST)
Điểm cực thuận
2.3.2.2 Các hình thức trao đổi nhiệt
Tất cả các sinh vật đều thu nhận năng lượng nhiệt độ từ môi trường bên ngoài và một phân do cơ thể tự sản sinh ra nhiệt qua hoạt động trao đổi chất. Khi nhiệt độ cơ thể quá cao, nhiệt từ cơ thể lại được trao đổi ra ngoài môi trường. Có hai hình thức trao đổi nhiệt của sinh vật biến nhiệt và sinh vật đẳng nhiệt (hằng nhiệt).
Sinh vật biến nhiệt có nhiệt độ cơ thể hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường ngoài và luôn luôn biến đổi. Thuộc loại này có các sinh vật tiền nhân, vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật không xương sống, cá, lưỡng thê, bò sát. Minh hoạ các con đường trao đổi nhiệt giữa cơ thể lưỡng thê và môi trường.
Trao đổi nhiệt giữa cơ thể lưỡng thê và môi trường
Mặc dù sinh vật biến nhiệt cũng có một số đặc điểm góp phần hạn chế sự thay đổi nhiệt quá mức như cây tiêu giảm lá hoặc lá có lông bao phủ có vai trò hạn chế thoát hơi nước, tập tính tránh nắng ở bò sát
2.3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới các đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lí của thực vật
Hình thái và giải phẫu
Lá cây thường là bộ phận dễ biến đổi nhất dưới tác động của nhiệt độ. G. I. Pavlovscaia (1948) đã làm thí nghiệm với cây côcxaghi (Taraxacum koksaghyz) thấy trong điều kiện ánh sáng, độ ẩm giống nhau, nếu để cây ở nhiệt độ 60C thì lá xẻ thuỳ sâu, ở nhiệt độ 15 – 180C lá không còn xẻ thuỳ mà chỉ có nhiều răng nhỏ ở mép.
Rễ cây ăn quả ôn đới như táo, lê sống nơi nhiệt độ thấp có màu trắng, ít hoá gỗ, mô sơ cấp phân hoá chậm. Ở nhiệt độ cao thích hợp rễ có màu sẫm, lớp gỗ dày, bó mạch dài.
Cây mọc nơi có nhiệt độ cao, kèm theo ánh sáng mạnh thường có vỏ dày, tầng bần phát triển nhiều lớp giữ vai trò cách nhiệt với môi trường ngoài, lá có tầng cutin dày hạn chế bốc hơi nước.
-Thực vật sống ở vùng nhiệt đới :lá cây có phiến lá dày nhỏ, trên bề mặt có tầng cutin dày…
Cây sống ở vùng nhiệt đới:
Cây sống ở vùng ôn đới:
-Thực vật sống ở vùng ôn đới:Thường rụng nhiều lá, chồi có các vảy mỏng bao bọc, thân và rễ có lớp bần …để cách nhiệt.
Hoạt động sinh lí.
Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng rất mạnh đến hoạt động quang hợp và hô hấp của thực vật. Cây chỉ quang hợp tốt ở 20 – 300C. Cây ngừng quang hợp và hô hấp ở nhiệt độ quá thấp (00C) hoặc cao quá (hơn 400C).
Nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình hình thành và hoạt động của diệp lục. Ở lá cây cà chua, nhiệt độ thấp nhất (130C) hạt diệp lục ít và nhỏ, ở nihệt độ tối thích (210C) lá có nhiều hạt diệp lục, ở nhiệt độ cao (khoảng 350C) lá vàng úa dần do diệp lục bị phân huỷ.
Khả năng chịu đựng nhiệt độ bất lợi của các cơ quan khác nhau của cây không giống nhau. Lá là cơ quan chịu ảnh hưởng mạnh nhất. Trong những giai đoạn phát triển cá thể, yêu cầu nhiệt độ môi trường cũng khác nhau. Hạt nảy mầm cần nhiệt độ ấm hơn khi ra hoa, lúc quả chín cây cần nhiệt độ môi trường cao nhất.
2.3.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các đặc điểm sinh thái của động vật
1. Hình thái động vật.
Theo K. Bergmann, động vật đẳng nhiệt (chim và thú) thuộc cùng loài hay các phần khác nhau sống ở các vùng miền Bắc nhiệt độ thấp có kích thước cơ thể lớn hơn ở miền Nam ấm áp, ngược lại những loài động vật biến nhiệt (cá, lưỡng thê, bò sát…) thì ở miền Nam kích thước lớn hơn ở miền Bắc
Các loài động vật vùng lạnh (hươu, gấu, cừu...) có bộ lông dày và dài hơn những động vật ở vùng nóng. Tuy nhiên khi chuyển chúng về sống nơi có nhiệt độ ôn hoà ít lạnh, lông sẽ ngắn và thưa dần.
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sv biến nhiệt
sâu
kiến
cây cỏ
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh vật đẳng nhiệt
Động vật đẳng nhiệt có trung khu điều hòa thân nhiệt nằm ở não, có các đặc điểm thích nghi để điều hòa thân nhiệt với các đặc điểm về hình thái, sinh lí và các tập tính hoạt động. Nhiệt độ thay đổi theo loài, ở chim thường là 40 - 420C, ở thú là 36.6 - 39.50C.
Cáo
2. Hoạt động sinh lí.
Nhiệt độ môi trường có nhiều ảnh hưởng tới các hoạt động sinh lí của động vật. Trước hết nhiệt độ ảnh hưởng tới lượng thức ăn và tốc độ tiêu hoá nước. Ví dụ ấu trùng giai đoạn 4 của mọt bột (Tenebrio molitor), ở nhiệt độ 360C ăn hết 638 mm2 lá khoai tây. Nếu nhiệt độ hạ thấp xuống 160C thì chỉ ăn 215 mm2. Mọt trưởng thành ăn nhiều nhất ở 250C, nhưng ở 150C mọt ngừng ăn.
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng rất rõ tới mức độ trao đổi khí của động vật. Nhiệt độ càng cao cường độ hô hấp càng tăng. Tuy nhiên, khả năng hoạt động sinh lí còn tuỳ thuộc vào quá trình thích nghi của sinh vật. A. Rieck (1960) làm thí nghiệm cho thấy cùng loài ếch Rana pipiens nhưng những cá thể sống và thích nghi với môi trường nhiệt độ thấp (50C) có khả năng trao đổi khí oxi cao hơn ếch quen sống nơi nhiệt độ cao hơn (250C)
3. Sự phát triển
Tốc độ phát triển của động vật biến thiên phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ xuống thấp quá hoặc lên cao quá, vượt ra ngoài mức nào đó thì động vật không phát triển được. Giới hạn đó được gọi là ngưỡng nhiệt phát triển. Mỗi loài sinh vật có một ngưỡng nhiệt phát triển nhất định.
Ví dụ ngưỡng nhiệt phát triển của sâu khoai cổ (Prodenia litura) phá hoại rau là lớn hơn 100C, của bướm cải màu trắng (Pieris rapae) là 10,50C . Trứng cá hồi bắt đầu phát triển ở 00C. Loài hà (Balanus balanoids) bám trên thân cây vùng nước lợ ven biển ôn đới có ngưỡng nhiệt phát triển 2 – 180C.
4. Sự sinh sản:
Nhiều loài động vật chỉ sinh sản trong một thời gian nhiệt độ thích hợp nhất định. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ cần thiết, cường độ sinh sản sẽ giảm hoặc ngừng trệ.
Ví dụ, cá chép đẻ trứng khi nhiệt độ của nước không thấp hơn 150C, Chuột nhắt trắng (Musmusculus) sinh sản mạnh ở nhiệt độ 180C, nhưng sinh sản giảm và ngừng hẳn ở 300C.
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến chức phận của cơ quan sinh sản, trời lạnh quá hoặc nóng quá có thể làm ngừng quá trình sinh tinh trùng và trứng ở nhiều động vật.
Sinh vật ngừng sinh sản khi điều kiện nhiệt độ của môi trường không thuận lợi.
5. Các trạng thái tạm nghỉ.
Nhiệt độ môi trường lên cao quá hoặc thấp quá sẽ gây ra trạng thái ngủ hè hoặc ngủ đông ở động vật. Các động vật biến nhiệt ngủ hè khi nhiệt độ môi trường quá cao hoặc độ ẩm quá thấp, trạng thái ngủ đông xuất hiện khi nhiệt độ môi trường hạ xuống quá thấp làm ngừng sự phát triển.
Ngủ đông có thể xảy ra ở tất cả các cá thể và giai đoạn phát triển của loài. Trước khi ngủ đông động vật thường tập trung lại một nơi có vi khí hậu phù hợp hơn cả.
Ví dụ như bọ rùa tập trung tại một nơi kín, ếch nhái tập trung thành đám trong bùn. Nhiệt độ ngủ đông của động vật vùng nhiệt đới tương đối cao, mọt bông ngủ đông ở 130C.
Gấu trắng, ốc sên ngủ đông
6. Sự phân bố
Nhiệt độ môi trường là nhân tố giới hạn sự phân bố của nhiều loài sinh vật. Có những loài chỉ phân bố ở vùng nhiệt đới, hoặc nơi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm không lớn, đó là loài chịu nhiệt hẹp.
Ví dụ, ruồi quả (Ceratitis capetata) ở Địa Trung Hải chỉ phát nhiệt ở nơi có nhiệt độ trung bình ngày đêm cao hơn 13,50C. Cá Salmo chỉ chịu được nhiệt độ nước 18 – 200C. Ngược lại nhiều loài động vật lại chịu được giới hạn nhiệt rộng như ruồi nhà (Musca domestica) phân bố hầu khắp thế giới, cả trên núi cao 2200m.
Trong nhiều trường hợp nhiệt độ môi trường là nhân tố sinh thái ảnh hưởng tới các nhân tố khác và quá đó ảnh hưởng tới sự phân bố của động vật. Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng tới nồng độ oxi hoà tan trong nước và do đó ảnh hưởng tới sự phân bố của động vật thuỷ sinh. Ở thượng nguồn các dòng sông nơi nước chảy xáo trộn nhiều, lượng oxi hoà tan cao. Trong khi cáng xuống dưới hạ lưu, nhiệt độ cao. lượng khí hoà tan trong nước giảm dần và do đó ảnh hưởng tới sự phân bố của nhiều loài cá
Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ oxi hoà tan trong nước tới sự phân bố của các loài cá sông ở Anh (Varley, 1964)
7. Tập tính sinh hoạt:
Nhiều loài động vật nhờ có tập tính mà có thể giữ thăng bằng nhiệt hiệu quả. Ví dụ khả năng đào hang, xây tổ tránh nắng của rất nhiều loài động vật như kiến, mối, ong… Châu chấu sa mạc vào mỗi buổi sáng xoè rộng đôi cánh, phơi phần sườn ra đề sưởi ẩm, vào buổi trưa lại cụp cánh lại.
Chim cánh cụt khi có bão tuyết tập trung thành đám lớn để tận dụng hơi ấm của nhau, các con phía ngoài chuyển dần vào bên trong và cả đàn chuyển động chậm chạp vòng quanh như một con rùa, do đó nhiệt độ ở trong đám được giữ ở 370C.
Động vật ở sa mạc như lạc đà cũng tránh bằng cách đứng sát nhau, con nọ che bóng cho con kia, hạn chế được sự đốt nóng bề mặt cơ thể. Làm như vậy, nhiệt độ giữa đám lạc đà là 390C, trong khi ở sườn con phía ngoài lên đến 700C.
Chim di trú
Chim cánh cụt
C?m on th?y v cỏc b?n dó l?ng nghe
Nhóm 4:
Đỗ Văn Tình
Châu Vũ Linh
Võ Minh Tiến
Nguyễn Thị Ngọc Dung
Phạm Ngọc Quý
CHƯƠNG II
SINH THÁI HỌC CÁ THỂ
2.1 MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
2.1.1 Những khái niệm về môi trường
- Môi trường là nơi sinh sống của sinh vật, bao gồm tất cả các nhân tố ở xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp, gián tiếp hoặc tác động qua lại với sự tồn tại, sịh trưởng, phát triển và những hoạt động của sinh vật.
- Các loại môi trường sống của sinh vật:
+ Môi trường nước: nước mặn, nước lợ, nước ngọt.
+ Môi trường đất: trong lòng đất.
+ Môi trường trên mặt đất- không khí: mặt đất và các lớp khí quyển bao quanh Trái Đất nơi có sinh vật sinh sống.
+ Môi trường sinh vật: toàn bộ sinh vật (động vật, thực vật, nấm, ...và con người) khi những sinh vật đó là nơi sống của các sinh vật khác.
Môi trường không khí
Môi trường nước
Môi trường đất
Môi trường sinh vật
2.1.2 Các nhân tố sinh thái
2.1.2.1 Nhóm nhân tố sinh thái vô sinh (không sống)
- Khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí, gió,...
- Thổ nhưỡng: đất, đá, các thành phần cơ giới, mùn hữu cơ và tính chất lý hóa của đất.
- Nước: nước biển; hồ, ao, sông, suối; nước mưa.
- Địa hình: độ cao, trũng, dốc, hướng phơi của địa hình,...
2.1.2.2 Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh (nhân tố sống)
- Là thế giới hữu cơ của môi trường, là những mối quan hệ giữa một sinh vật ( một nhóm sinh vật) này với một sinh vật ( một nhóm sinh vật) khác sống xung quanh. Gồm vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật.
=> Con người là nhân tố có ảnh hưởng lớn tới sự phát triển của nhiều sinh vật khác vì tác động của con người vào tự nhiên là có ý thức và có quy mô rộng lớn.
2.1.3 Tương đồng sinh thái (ecological equivalence) và dạng sống (life form)
- Những loài tuy cách xa nhau về vùng địa lý nhưng ở các môi trường có điều kiện sống gần giống nhau nên các loài có đặc điểm sinh thái tương đồng nhau.
- Dạng sống là một đơn vị hình thái sinh thái bao gồm các cá thể có tổ hợp thích nghi sinh lý và hình thái sinh thái giống nhau, phát triển song song hoặc đồng quy.
2.2.1 Giới hạn sinh thái
2.2 MỘT SỐ QUY LUẬT VỀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN ĐỜI SỐNG SINH VẬT
- Giới hạn sinh thái là giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái của môi trường. Nằm ngoài giới hạn sinh thái sinh vật không thể tồn tại được
- Khoảng thuận lợi là khoảng của các nhân tố sinh thái ở mức độ phù hợp, đảm bảo cho sinh vật thực hiện các chức năng sống tốt nhất.
- Khoảng ức chế sinh lí là khoảng của các nhân tố sinh thái gây ức chế hoạt động sinh lí của sinh vật.
Sơ đồ mô tả giới hạn sinh thái của sinh vật
Theo Shelford (1911), mỗi cá thể, mỗi loài khác nhau có giới hạn sinh thái và điểm cực thuận khác nhau, tuỳ thuộc vào nhiều nhân tố như tuổi của cá thể, trạng thái cơ thể…
VD: Cá rô phi sống ở nhiệt độ từ 5,6 đến 41,50C, các loài thuỷ sinh vật thường sống ở độ pH từ 6,5 đến 8,5.
Hầu hết thực vật bậc cao chỉ có thể tồn tại ở giới hạn nhiệt hẹp. Các hoạt động sinh lí của thực vật bậc cao ít xảy ra ở nhiệt độ dưới 00C và trên 500C vì dịch tế bào đóng băng ở 00C và ở nhiệt độ trên 500C protein trong tế bào bị phân huỷ.
Thực vật vùng ôn đới chịu được nhiệt độ môi trường thấp nhưng có thể bị tổn thương ở nhiệt độ cao hơn 300C. Trong khi đó thực vật vùng nhiệt đới chịu được nhiệt độ môi trường cao nhưng hầu hế các cây bị tổn thương ở nhiệt độ cao hơn 00C vài độ.
So sánh giới hạn sinh thái của sinh vật chịu nhiệt hẹp (I và III) và sinh vật chịu nhiệt rộng (II): (Ruttnel, 1953, trích trong Kiên & Hồng, 1990)
2.2.2 Tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái
Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái luôn có tác động qua lại, sự biến đổi của một nhân tố sinh thái này có thể dẫn tới sự thay đổi về lượng và có khi về chất của các nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu ảnh hưởng của các thay đổi đó. Tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường đều gắn bó chặt chẽ với nhau thành tổ hợp sinh thái tác động lên đời sống của sinh vật.
Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình quang hợp của cây xanh, tuy nhiên xét về tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái, cường độ chiếu sáng của môi trường còn gián tiếp ảnh hưởng tới quá trình dinh dưỡng khoáng của thực vật.
- Cá sống trong ao chịu tác động của nhiều nhân tố sinh thái như ánh sáng, nồng độ khí, độ mặn của nước, nhiệt độ…
Ví dụ về các nhân tố sinh thái trong môi trường nước tác động
đồng thời lên đời sống của cá
2.2.3 Tác động không đồng đều của các nhân tố sinh thái lên chức phận của cơ thể sống
Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức phận của cơ thể sống, có nhân tố cực thuận đối với quá trình này nhưng lại có hại hoặc nguy hiểm cho quá trình khác.
Ví dụ, nhiệt độ không khí tăng lên 400C – 450C sẽ làm tăng các quá trình trao đổi chất ở động vật máu lạnh, nhưng lại kiềm hãm sự di động, con vật rơi vào tình trạng đờ đẫn vì nóng. Hầu hết thực vật có nhiệt độ tối ưu cho quang hợp là thấp hơn cho hô hấp. Rễ cây chịu được nhiệt độ tối thiểu thấp hơn chồi cây.
2. 3 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN ĐỜI SỐNG SINH VẬT VÀ SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT
2.3.1 Tác động của nhân tố ánh sáng lên đời sống sinh vật
2.3.1.1 Ý nghĩa của ánh sáng đối với đời sống sinh vật
Tất cả sinh vật trên Trái Đất đều sống nhờ vào năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời, kể cả động vật, thực vật và vi sinh vật. Thực vật thu nhận năng lượng ánh sáng Mặt Trời một cách trực tiếp qua quang hợp, còn động vật thì phụ thuộc vào năng lượng hóa học được tổng hợp từ cây xanh.
Một số sinh vật dị dưỡng như nấm, vi khuẩn trong quá trình sống cũng sử dụng một phần năng lượng ánh sáng.
2.3.1.2 Sự phân bố và thành phần quang phổ ánh sáng Mặt Trời
Mặt Trời cung cấp năng lượng chủ yếu cho sự sống trên Trái Đất. Bức xạ Mặt Trời khi xuyên qua lớp khí quyển bị các khí oxi, ôzon, cacbonic và hơi nước… hấp thụ một phần (19% toàn bộ bức xạ); 34% bức xạ phản xạ ngược lại vào vũ trụ và chỉ có 49% bức xạ đến được bề mặt Trái Đất.
Độ dài bước sóng các tia sáng mà Trái Đất nhận được từ Mặt Trời
Sự phân bố ánh sáng này còn tuỳ thuộc vào kiểu của quần xã thực vật. Rừng rậm rạp có ánh sáng phân bố chủ yếu ở tầng trên cùng của tán lá, trong khi đó các kiểu rừng thưa và cây nông nghiệp ánh sáng phân bố đều ở các lớp của tán lá.
Phân bố ánh sáng trong các kiểu quần xã thực vật khác nhau
(Các số và mũi tên chỉ tỉ lệ % tia sáng chiếu tới lá; R là tỉ lệ tia sang phản xạ trên tán lá, Larcher, 1980)
Sự thay đổi của nhân tố ánh sáng trong rừng mưa nhiệt đới
2.3.1.3 Ảnh hưởng của ánh sáng tới các đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lí thực vật
Các nhóm cây thích nghi với điều kiện ánh sáng khác nhau
Nhu cầu ánh sáng của các loài cây không giống nhau. Có 3 nhóm cây thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhau:
Nhóm cây ưa sáng (heliophytes) bao gồm những cây sống nơi quang đãng ở thảo nguyên, savan, rừng thưa, núi cao và hầu hết các cây nông nghiệp…
Ví dụ, cây gỗ tếch (Tectona grandis), phi lao (Casuarina equisetifolia), bồ đề (Styrax tonkinensis), xà cừ (Khaya senegalensis), các loài thuộc chi Bạch đàn (Eucalyptus), chi Thông (Pinus) và các cây họ Lúa, họ Đậu…
Nhóm các cây ưa bóng (sciophytes) bao gồm những cây sống nơi ít ánh sáng và ánh sáng tán xạ chiếm chủ yếu như ở dưới tán rừng, trong các hang động…
Ví dụ, cây dọc (Garcinia tonkinensis), lim (Erythrophloeum fordii), vạn niên thanh (Aglaonema siamense), bán hạ (Typhonium divaricatum), và nhiều loài thuộc họ Gừng, họ Cà phê…
- Nhóm các chịu bóng bao gồm các loài cây sống dưới ánh sáng vừa phải. Nhóm cây chịu bóng được coi là nhóm trung gian giữa hai nhóm trên.
Gồm các cây dầu rái (Dipterocarpus alatus), ràng ràng (Ormosia pinnata)…
Cây thông mọc xen nhau trong rừng (a)
và thông mọc riêng rẽ nơi quang đãng (b)
Ảnh hưởng của ánh sáng tới hình thái và giải phẩu
Nhiều loài cây có tính hướng sáng, cây cong về hướng có ánh sáng. Hiện tượng này thấy rõ ở các cây mọc ven rừng, dọc đường phố có nhà cao hoặc bên cửa sổ.
Các cây mọc trong rừng có thân cao, thẳng, cành chỉ tập trung ở phần ngọn, các cành phía dưới héo và rụng sớm. Đó là hiện tương tỉa cành tự nhiên.
Nguyên nhân là do các cành phía dưới tiếp nhận ít ánh sáng nên quang hợp kém, tạo được ít chất hữu cơ, lượng chất hữu cơ tích lũy không đủ bù lượng tiêu hao do hô hấp nên cành khô héo dần và sớm rụng.
Ngược lại cây mọc nơi trống trải, ánh sáng mạnh có thân thấp, nhiều cành và tán cây rộng.
Lá cây chịu nhiều ảnh hưởng của sự thay đổi ánh sáng, biểu hiện ở các đặc điểm như cách sắp xếp trên cành, hình thái và giải phẩu.
Lá cây dưới tán thường nằm ngang có thể nhận được nhiều ánh sáng tán xạ, các lá ở tầng trên xếp nghiêng tránh những tia nắng chiếu thẳng gốc vào bề mặt lá.
Lá nằm ngang che bóng các lá bên dưới, nhưng cây có lá nằm ngang thường có sự sắp xếp xen kẽ và nhờ đó mà các lá phía dưới có thể nhận được ánh sáng.
Ảnh hưởng của cách xếp lá đến việc thu nhận ánh sáng của lá ở dướ
Ảnh hưởng của ánh sáng tới hoạt động sinh lí thực vật
Cường độ và thời gian chiếu sáng, thành phần quang phổ ánh sáng có ảnh hưởng lớn tới cường độ hoạt động sinh lí của cây như hoạt động quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước, nảy mấm của hạt, nảy chồi và rụng lá… Chỉ có khoảng 44% tia sáng Mặt Trời đến được Trái Đất có độ dài sóng có thể tham gia vào quá trình quang hợp.
Cây ưa sáng nhiệt đới có cường độ quang hợp cao dưới ánh sáng mạnh.
Ví dụ như cây mía, không khi nào đạt tới bão hoà quang hợp trong điều kiện tự nhiên.
Cây ưa bóng có khả năng quang hợp ở ánh sáng yếu và hô hấp cũng yếu dần, đảm bảo tiết kiệm các sản phẩm ít ỏi có được từ quang hợp. Cây ưa bóng thường đạt tới mức độ bão hòa ánh sáng quang hợp ở ánh sáng yếu, khoảng 20% của toàn sáng.
Cường độ hô hấp của lá ngoài sáng cao hơn lá trong bóng. Cường độ hô hấp cùng với thoát hơi nước cao làm giảm nhiệt độ của lá cây.
Phản ứng quang hợp của các loại cây đối với mức độ chiếu sáng khác nhau, trong điều kiện nhiệt độ và nồng độ CO2 phù hợp nhất (ngô và lúa miến là thực vật C4 và các loài cây còn lại là thực vật C3) (Larcher, 1980)
Thời gian chiếu sáng trong một ngày càng dài thì các cây vùng ôn đới (cây ngày dài) phát triển nhanh, ra hoa sớm, ngược lại phần lớn của cây nhiệt đới (cây ngày ngắn) nếu kéo dài thời gian chiếu sáng trong ngày thì cây ra hoa muộn.
Hạt ngô (I) và đậu tương (II) nảy mầm trong điều kiện ánh sáng yếu (a) và đầy đủ ánh sáng) (b).
Cây rau muối (I) và cây lá bỏng (II) chậm ra hoa trong điều kiện ngày ngắn (a) và ra hoa sớm trong điều kiện ngày dài (b).
2.3.1.4 Ảnh hưởng của ánh sáng tới khả năng định hướng và sinh sản của động vật
* Các nhóm động vật thích nghi với điều kiện ánh sáng khác nhau
Nhóm động vật ưa sáng là những loài chịu được giới hạn rộng về độ dài sóng, cường độ và thời gian chiếu sáng. Nhóm này bao gồm các động vật hoạt động ban ngày.
Nhóm động vật ưa tối là những loài chỉ có thể chịu được giới hạn hẹp, bao gồm những động vật hoạt động về ban đêm, sống trong hang, trong đất hay ở đáy biển.
Ánh sáng và sự định hướng của động vật
Ánh sáng là điều kiện cần thiết để động vật nhận biết các vật và định hướng bằng thị giác trong không gian. Cơ quan thị giác thu nhận các tia sáng phản xạ từ những vật xung quanh, nhờ đó động vật cảm nhận được thế giới vật chất bên ngoài.
hình dạng, kích thước, màu sắc và khoảng cách của vật thể. Khả năng cảm nhận những tia sáng của quang phổ Mặt Trời là khác nhau ở các loại động vật khác nhau.
Ví dụ, động vật thân mềm dưới nước sâu và rắn mai gầm có thể cảm nhận tia hồng ngoại, các loài ong cảm nhận quang phổ vùng sóng ngắn, trong đó có cả tia tử ngoại nhưng không nhân biết được tia đỏ (tia sóng dài).
Ánh sáng và sự sinh sản của động vật
Cường độ và thời gian chiếu sáng có ảnh hưởng tới hoạt động sinh sản và sinh trưởng của nhiều loài động vật. Nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng ánh sáng sau khi kích thích cơ quan thị giác, thông qua các trung khu thần kinh tuyến não thuỳ làm ảnh hưởng tới hoạt động nội tiết, từ đó ảnh hưởng tới thời gian phát dục ở động vật.
Tăng cường độ chiếu sáng sẽ rút ngắn thời gian phát triển của cá hồi . Loài cá hồi (Salvelinus fontinalis) thường đẻ trứng vào mùa thu, nhưng cá vẫn có thể đẻ trứng vào mùa xuân hoặc mùa hè trong điều kiện ánh sáng được điều chỉnh cường độ và thời gian chiếu sáng giống với điều kiện chiếu sáng của mùa thu.
2.3.2Tác động của nhân tố nhiệt độ lên đời
sống sinh vật
2.3.1 Ý nghĩa của nhiệt độ đối với đời sống sinh vật
Nhiệt độ của môi trường có ảnh hưởng rất lớn với sinh vật tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng, phát triển, phân bố của các cá thể, quần thể và quần xã sinh vật.
Mỗi loài sinh vật chỉ tồn tại được trong một giới hạn nhiệt độ nhất định. Khi nhiệt độ tăng lên hoặc hạ thấp quá giới hạn chịu đựng của sinh vật thì chúng không thể sống.
Nhiệt độ của môi trường luôn thay đổi, sự khác nhau về nhiệt độ trong không gian và thời gian tạo ra những nhóm sinh vật có khả năng thích nghi khác nhau với sự thay đổi nhiệt độ. Sự khác nhau này được thể hiện không những về mặt hình thái, cấu tạo, hoạt động sinh lí mà còn cả về tập tính sinh hoạt của sinh vật.
Giới hạn chịu đựng (GHST)
Điểm cực thuận
2.3.2.2 Các hình thức trao đổi nhiệt
Tất cả các sinh vật đều thu nhận năng lượng nhiệt độ từ môi trường bên ngoài và một phân do cơ thể tự sản sinh ra nhiệt qua hoạt động trao đổi chất. Khi nhiệt độ cơ thể quá cao, nhiệt từ cơ thể lại được trao đổi ra ngoài môi trường. Có hai hình thức trao đổi nhiệt của sinh vật biến nhiệt và sinh vật đẳng nhiệt (hằng nhiệt).
Sinh vật biến nhiệt có nhiệt độ cơ thể hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường ngoài và luôn luôn biến đổi. Thuộc loại này có các sinh vật tiền nhân, vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật không xương sống, cá, lưỡng thê, bò sát. Minh hoạ các con đường trao đổi nhiệt giữa cơ thể lưỡng thê và môi trường.
Trao đổi nhiệt giữa cơ thể lưỡng thê và môi trường
Mặc dù sinh vật biến nhiệt cũng có một số đặc điểm góp phần hạn chế sự thay đổi nhiệt quá mức như cây tiêu giảm lá hoặc lá có lông bao phủ có vai trò hạn chế thoát hơi nước, tập tính tránh nắng ở bò sát
2.3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới các đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lí của thực vật
Hình thái và giải phẫu
Lá cây thường là bộ phận dễ biến đổi nhất dưới tác động của nhiệt độ. G. I. Pavlovscaia (1948) đã làm thí nghiệm với cây côcxaghi (Taraxacum koksaghyz) thấy trong điều kiện ánh sáng, độ ẩm giống nhau, nếu để cây ở nhiệt độ 60C thì lá xẻ thuỳ sâu, ở nhiệt độ 15 – 180C lá không còn xẻ thuỳ mà chỉ có nhiều răng nhỏ ở mép.
Rễ cây ăn quả ôn đới như táo, lê sống nơi nhiệt độ thấp có màu trắng, ít hoá gỗ, mô sơ cấp phân hoá chậm. Ở nhiệt độ cao thích hợp rễ có màu sẫm, lớp gỗ dày, bó mạch dài.
Cây mọc nơi có nhiệt độ cao, kèm theo ánh sáng mạnh thường có vỏ dày, tầng bần phát triển nhiều lớp giữ vai trò cách nhiệt với môi trường ngoài, lá có tầng cutin dày hạn chế bốc hơi nước.
-Thực vật sống ở vùng nhiệt đới :lá cây có phiến lá dày nhỏ, trên bề mặt có tầng cutin dày…
Cây sống ở vùng nhiệt đới:
Cây sống ở vùng ôn đới:
-Thực vật sống ở vùng ôn đới:Thường rụng nhiều lá, chồi có các vảy mỏng bao bọc, thân và rễ có lớp bần …để cách nhiệt.
Hoạt động sinh lí.
Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng rất mạnh đến hoạt động quang hợp và hô hấp của thực vật. Cây chỉ quang hợp tốt ở 20 – 300C. Cây ngừng quang hợp và hô hấp ở nhiệt độ quá thấp (00C) hoặc cao quá (hơn 400C).
Nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình hình thành và hoạt động của diệp lục. Ở lá cây cà chua, nhiệt độ thấp nhất (130C) hạt diệp lục ít và nhỏ, ở nihệt độ tối thích (210C) lá có nhiều hạt diệp lục, ở nhiệt độ cao (khoảng 350C) lá vàng úa dần do diệp lục bị phân huỷ.
Khả năng chịu đựng nhiệt độ bất lợi của các cơ quan khác nhau của cây không giống nhau. Lá là cơ quan chịu ảnh hưởng mạnh nhất. Trong những giai đoạn phát triển cá thể, yêu cầu nhiệt độ môi trường cũng khác nhau. Hạt nảy mầm cần nhiệt độ ấm hơn khi ra hoa, lúc quả chín cây cần nhiệt độ môi trường cao nhất.
2.3.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các đặc điểm sinh thái của động vật
1. Hình thái động vật.
Theo K. Bergmann, động vật đẳng nhiệt (chim và thú) thuộc cùng loài hay các phần khác nhau sống ở các vùng miền Bắc nhiệt độ thấp có kích thước cơ thể lớn hơn ở miền Nam ấm áp, ngược lại những loài động vật biến nhiệt (cá, lưỡng thê, bò sát…) thì ở miền Nam kích thước lớn hơn ở miền Bắc
Các loài động vật vùng lạnh (hươu, gấu, cừu...) có bộ lông dày và dài hơn những động vật ở vùng nóng. Tuy nhiên khi chuyển chúng về sống nơi có nhiệt độ ôn hoà ít lạnh, lông sẽ ngắn và thưa dần.
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sv biến nhiệt
sâu
kiến
cây cỏ
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh vật đẳng nhiệt
Động vật đẳng nhiệt có trung khu điều hòa thân nhiệt nằm ở não, có các đặc điểm thích nghi để điều hòa thân nhiệt với các đặc điểm về hình thái, sinh lí và các tập tính hoạt động. Nhiệt độ thay đổi theo loài, ở chim thường là 40 - 420C, ở thú là 36.6 - 39.50C.
Cáo
2. Hoạt động sinh lí.
Nhiệt độ môi trường có nhiều ảnh hưởng tới các hoạt động sinh lí của động vật. Trước hết nhiệt độ ảnh hưởng tới lượng thức ăn và tốc độ tiêu hoá nước. Ví dụ ấu trùng giai đoạn 4 của mọt bột (Tenebrio molitor), ở nhiệt độ 360C ăn hết 638 mm2 lá khoai tây. Nếu nhiệt độ hạ thấp xuống 160C thì chỉ ăn 215 mm2. Mọt trưởng thành ăn nhiều nhất ở 250C, nhưng ở 150C mọt ngừng ăn.
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng rất rõ tới mức độ trao đổi khí của động vật. Nhiệt độ càng cao cường độ hô hấp càng tăng. Tuy nhiên, khả năng hoạt động sinh lí còn tuỳ thuộc vào quá trình thích nghi của sinh vật. A. Rieck (1960) làm thí nghiệm cho thấy cùng loài ếch Rana pipiens nhưng những cá thể sống và thích nghi với môi trường nhiệt độ thấp (50C) có khả năng trao đổi khí oxi cao hơn ếch quen sống nơi nhiệt độ cao hơn (250C)
3. Sự phát triển
Tốc độ phát triển của động vật biến thiên phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ xuống thấp quá hoặc lên cao quá, vượt ra ngoài mức nào đó thì động vật không phát triển được. Giới hạn đó được gọi là ngưỡng nhiệt phát triển. Mỗi loài sinh vật có một ngưỡng nhiệt phát triển nhất định.
Ví dụ ngưỡng nhiệt phát triển của sâu khoai cổ (Prodenia litura) phá hoại rau là lớn hơn 100C, của bướm cải màu trắng (Pieris rapae) là 10,50C . Trứng cá hồi bắt đầu phát triển ở 00C. Loài hà (Balanus balanoids) bám trên thân cây vùng nước lợ ven biển ôn đới có ngưỡng nhiệt phát triển 2 – 180C.
4. Sự sinh sản:
Nhiều loài động vật chỉ sinh sản trong một thời gian nhiệt độ thích hợp nhất định. Nếu nhiệt độ môi trường cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ cần thiết, cường độ sinh sản sẽ giảm hoặc ngừng trệ.
Ví dụ, cá chép đẻ trứng khi nhiệt độ của nước không thấp hơn 150C, Chuột nhắt trắng (Musmusculus) sinh sản mạnh ở nhiệt độ 180C, nhưng sinh sản giảm và ngừng hẳn ở 300C.
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến chức phận của cơ quan sinh sản, trời lạnh quá hoặc nóng quá có thể làm ngừng quá trình sinh tinh trùng và trứng ở nhiều động vật.
Sinh vật ngừng sinh sản khi điều kiện nhiệt độ của môi trường không thuận lợi.
5. Các trạng thái tạm nghỉ.
Nhiệt độ môi trường lên cao quá hoặc thấp quá sẽ gây ra trạng thái ngủ hè hoặc ngủ đông ở động vật. Các động vật biến nhiệt ngủ hè khi nhiệt độ môi trường quá cao hoặc độ ẩm quá thấp, trạng thái ngủ đông xuất hiện khi nhiệt độ môi trường hạ xuống quá thấp làm ngừng sự phát triển.
Ngủ đông có thể xảy ra ở tất cả các cá thể và giai đoạn phát triển của loài. Trước khi ngủ đông động vật thường tập trung lại một nơi có vi khí hậu phù hợp hơn cả.
Ví dụ như bọ rùa tập trung tại một nơi kín, ếch nhái tập trung thành đám trong bùn. Nhiệt độ ngủ đông của động vật vùng nhiệt đới tương đối cao, mọt bông ngủ đông ở 130C.
Gấu trắng, ốc sên ngủ đông
6. Sự phân bố
Nhiệt độ môi trường là nhân tố giới hạn sự phân bố của nhiều loài sinh vật. Có những loài chỉ phân bố ở vùng nhiệt đới, hoặc nơi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm không lớn, đó là loài chịu nhiệt hẹp.
Ví dụ, ruồi quả (Ceratitis capetata) ở Địa Trung Hải chỉ phát nhiệt ở nơi có nhiệt độ trung bình ngày đêm cao hơn 13,50C. Cá Salmo chỉ chịu được nhiệt độ nước 18 – 200C. Ngược lại nhiều loài động vật lại chịu được giới hạn nhiệt rộng như ruồi nhà (Musca domestica) phân bố hầu khắp thế giới, cả trên núi cao 2200m.
Trong nhiều trường hợp nhiệt độ môi trường là nhân tố sinh thái ảnh hưởng tới các nhân tố khác và quá đó ảnh hưởng tới sự phân bố của động vật. Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng tới nồng độ oxi hoà tan trong nước và do đó ảnh hưởng tới sự phân bố của động vật thuỷ sinh. Ở thượng nguồn các dòng sông nơi nước chảy xáo trộn nhiều, lượng oxi hoà tan cao. Trong khi cáng xuống dưới hạ lưu, nhiệt độ cao. lượng khí hoà tan trong nước giảm dần và do đó ảnh hưởng tới sự phân bố của nhiều loài cá
Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ oxi hoà tan trong nước tới sự phân bố của các loài cá sông ở Anh (Varley, 1964)
7. Tập tính sinh hoạt:
Nhiều loài động vật nhờ có tập tính mà có thể giữ thăng bằng nhiệt hiệu quả. Ví dụ khả năng đào hang, xây tổ tránh nắng của rất nhiều loài động vật như kiến, mối, ong… Châu chấu sa mạc vào mỗi buổi sáng xoè rộng đôi cánh, phơi phần sườn ra đề sưởi ẩm, vào buổi trưa lại cụp cánh lại.
Chim cánh cụt khi có bão tuyết tập trung thành đám lớn để tận dụng hơi ấm của nhau, các con phía ngoài chuyển dần vào bên trong và cả đàn chuyển động chậm chạp vòng quanh như một con rùa, do đó nhiệt độ ở trong đám được giữ ở 370C.
Động vật ở sa mạc như lạc đà cũng tránh bằng cách đứng sát nhau, con nọ che bóng cho con kia, hạn chế được sự đốt nóng bề mặt cơ thể. Làm như vậy, nhiệt độ giữa đám lạc đà là 390C, trong khi ở sườn con phía ngoài lên đến 700C.
Chim di trú
Chim cánh cụt
C?m on th?y v cỏc b?n dó l?ng nghe
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Đỗ Văn Tình
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)