Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật

Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật

Những nguyên tắc cơ bản trong sinh thái học

Trong môi trường, sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật luôn chịu tác động của rất nhiều yếu tố sinh thái (gồm các yếu tố trực tiếp cũng như gián tiếp).

Các yếu tố này rất đa dạng, chúng có thể là tác nhân có lợi cũng như có hại đối với các sinh vật.Các sinh vật luôn có xu hướng biến đổi các đặc điểm hình thái và sinh lí để phù hợp với điều kiện môi trường

I.   Ảnh  hưởng của ánh sáng tới đời sống sinh vật        

Ánh sáng là nhân tố cơ bản của môi trường tự nhiên, do :

• Ánh sáng chi phối trực tiếp hoặc gián tiếp đến mọi nhân tố khác của môi trường.
• Cường độ ánh sáng giảm dần từ xích đạo đến cực Trái Đất, từ mặt nước đến đáy sâu và biến đổi tuần hoàn theo ngày đêm và theo mùa.
• Thành phần của phổ ánh sáng có tác dụng lên  đời sống sinh vật ở nhiều mặt:

Thành phần phổ ánh sánh	Tác dụng lên đời sống sinh vật
Phổ tử ngoại (	Tham gia vào sự chuyển hoá vitamin ở động vật; song cường độ mạch, tia tử ngoại có thể huỷ hoại chất nguyên sinh và hoạt động của các hệ men, gây ung thư da.
Ánh sáng nhìn thấy (từ 3600-7600 Å)	Trực tiếp tham gia vào quá trình quang hợp, quyết định đến thành phần cấu trúc của hệ sắc tố và sự phân bố của các loài thực vật.
Phổ hồng ngoại (>7600 Å )	Chủ yếu tạo nhiệt.

1. Sự thích nghi của động vật với ánh sáng :

2. Sự thích nghi của động vật với ánh sáng :

• Những loài ưa hoạt động ban ngày (ong, thằn lằn, nhiều loài chim, thú) với thị giác phát triển và thân có màu sắc nhiều khi rất sặc sỡ.
• Ánh sáng giúp cho động vật có khả năng định hướng trong không gian. Nhiều loài động vật, nhất là chim định hướng đường bay theo ánh sáng Mặt Trời và các vì sao khi di cư từ miền Bắc về miền Nam bán cầu – nơi có khí hậu ấm áp. Ong sử dụng vị trí của Mặt Trời để đánh dấu và định hướng bay đến nguồn thức ăn
• Những loài ưa hoạt động ban đêm hoặc sống trong hang như bướm đêm, cú, cá hang… thân có màu xẫm. Mắt có thể rất tinh (cú, chim lợn) hoặc nhỏ lại (lươn) hoặc tiêu giản, thay vào đó là sự phát triển của xúc giác và cơ quan phát sáng (cá biển ở sâu).
• Nhiều loài ưa hoạt động vào xẩm tối (muỗi, dơi) hay sáng sớm (nhiều loài chim).

II. Ảnh  hưởng của nhiệt độ tới đời sống sinh vật       

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của cơ thể sinh vật và sự phân bố của sinh giới. Liên quan đến nhiệt độ, sinh vật gồm những loài biến nhiệt (côn trùng, cá, ếch nhái, bò sát) và những loài hằng nhiệt hay đồng nhiệt (chim, thú).

• Động vật hằng nhiệt do có khả năng điều hòa và giữ được thân nhiệt ổn định nên phân bố rất rộng.

+  Quy tắc về kích thước cơ thể (quy tắc Becman) : động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới (nơi có khí hậu lạnh) thì kích thước cơ thể lớn hơn so với động vật cùng loài hay loài có quan hệ họ hàng gần nhau sống ở vùng nhiệt đới ấm áp. Ví dụ như voi và gấu ở vùng khí hậu lạnh có kích thước cơ thể lớn hơn voi và gấy ở vùng nhiệt đới. Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có kích thước cơ thể lớn có lớp mỡ dày nên khả năng chống rét tốt.

+ Quy tắc về diện tích bề mặt cơ thể (quy tắc Anlen) : động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi và các chi… thường bé hơn tai, đuôi, các chi… của động vật ở vùng nóng. Ví dụ, thỏ ở vùng ôn đới lạnh có tai, đuôi nhỏ hơn tai và đuôi của thỏ ở vùng nhiệt đới.

Hai quy tắc trên chứng tỏ, động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có nhiệt độ lạnh có tỉ lệ giữa diện tích bề mặt cơ thể (S) với thể tích cơ thể (V) giảm – (tỉ lệ S/V nhỏ), góp phần hạn chế sự tỏa nhiệt của cơ thể. Sống ở vùng nhiệt đới nóng có tỉ lệ S/V lớn, góp phần tỏa nhiệt nhanh cho cơ thể.

• Động vật biến nhiệt phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ môi trường (nhiệt độ môi trường tăng hay giảm thì nhiệt độ cơ thể của chúng cũng tăng, giảm theo) nên nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của chúng. Tốc độ phát triển và số thế hệ trong một năm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ xuống quá thấp thì động vật không phát triển được, ngược lại khi nhiệt độ môi trường lên càng cao thì thời gian phát triển cá thể càng ngắn. Ở một số loài, nhất là ở côn trùng, tổng nhiệt trong một giai đoạn phát triển hay cả vòng đời là một đại lượng gần như là một hằng số và theo công thức:

                                                     S = (T-C) D

Trong đó, S: tổng nhiệt hữu hiệu (t^o/ngày), T: nhiệt độ môi trường (⁰C), C: nhiệt độ ngưỡng của sự phát triển là nhiệt độ mà ở đó cá thể động vật bắt đầu ngừng phát triển (⁰C), D: thời gian của một giai đoạn phát triển hay cả vòng đời của động vật (ngày).

Ví dụ:  ở ruồi dấm, thời gian phát triển từ trứng đến ruồi trưởng thành ở nhiệt độ 25⁰C là 10 ngày đêm, ở nhiệt độ 18⁰C là 17 ngày đêm.

1.  Một số đặc điểm thích nghi của thực vật với nhiệt độ môi trường

Các đặc điểm hình thái, cấu tạo	Ý nghĩa thích nghi
Lá có lớp cutin, sáp hoặc lông ánh bạc hoặc có nhiều lông tơ	Giảm bớt tia sáng xuyên qua lá đốt nóng lá
Lá xếp xiên góc hoặc rũ xuống	Tránh các tia sáng chiếu thẳng góc vào bề mặt lá làm cho lá đỡ bị đốt nóng
Lá rụng vào mùa đông lạnh	Hạn chế thoát hơi nước và tiết kiệm năng lượng, tránh cho nước trong tế bào lá bị đông cứng
Vỏ cây dày, tầng bần phát triển	Lớp cách nhiệt tốt bảo vệ các cơ quan bên trong của cây
Hạt có vỏ cứng và dày	Tồn tại trong điều kiện quá nóng hoặc quá lạnh, khi gặp nhiệt độ thích hợp sẽ nảy mầm
Cây có rễ củ, chồi ngầm và thân ngầm dưới đất	Bảo vệ tránh các điều kiện khắc nghiệt như hạn hán, cháy … gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành cá thể mới
Tăng cường thoát hơi nước khi nhiệt độ tăng cao, độ ẩm thấp	Thoát hơi nước mạnh làm giảm nhiệt độ lá cây
Cây sống nơi khô hạn có mô tích lũy nước	Cây giữ được lượng nước cần thiết để duy trì các hoạt động sống

2.  Một số đặc điểm thích nghi của động vật với nhiệt độ môi trường

Các đặc điểm hình thái, cấu tạo	Ý nghĩa thích nghi
Thích nghi về hình thái và giải phẩu
Nhiều loài có lớp lông bao phủ và lớp mỡ dày dưới da (như gấu trắng Bắc cực)	Tạo lớp cách nhiệt cơ thể
Voi, gấu ở vùng khí hậu lạnh có cơ thể lớn, tai và đuôi nhỏ	Cơ thể tích lũy được nhiều chất dinh dưỡng, hạn chế tỏa nhiệt của cơ thể qua tai và đuôi
Voi, gấu ở vùng nhiệt đới có kích thước cơ thể nhỏ, tai và đuôi lớn	Tăng cường tỏa nhiệt qua bề mặt cơ thể, tai và đuôi
Lớp mỡ nằm dưới da của động vật sống dưới nước rất dày	Làm giảm khả năng bị mất nhiệt của cơ thể
Thích nghi về sinh lí
Gặp nhiệt độ lạnh, cơ có phản ứng tăng hoạt động, trao đổi chất tăng mạnh hơn	Sản sinh thêm một lượng nhiệt, nhừ đó chống được nhiệt độ lạnh của môi trường
Khi trời lạnh, máu dẫn ra da và các cơ quan như tai, mặt … ít	Hạn chế mức độ tỏa nhiệt của cơ thể
Khi trời nóng, nhiều loài mở rộng miệng và thở mạnh	Làm tăng khả năng tỏa nhiệt của cơ thể, nhờ đó nhiệt độ cơ thể giảm xuống
Thích nghi về mặt tập tính
Tập trung thành đàn đông đúc khi nhiệt độ môi trường xuống quá thấp	Nhiệt độ cơ thể tỏa ra làm ấm các cá thể bên cạnh
Ngủ đông, ngủ hè	Tránh cho cơ thể bị đốt nóng hoặc bị lạnh

III. Ảnh  hưởng của nước và độ ẩm  tới đời sống sinh vật       

• Mỗi loài sinh vật thích nghi với một giới hạn độ ẩm nhất định.

+ Thực vật có 3 nhóm: nhóm cây ưa ẩm, nhóm cây chịu hạn và nhóm cây trung sinh.

+ Động vật trên cạn có 3 nhóm thích nghi với độ ẩm môi trường: nhóm động vật ưa ẩm, nhóm động vật ưa khô và nhóm động vật ưa ẩm vừa phải.

• Nước ảnh hưởng lớn tới sự phân bố của sinh vật, ở sa mạc rất ít sinh vật, vùng nhiệt đới ẩm và nhiều nước thì sinh vật rất đông đúc. Sinh vật sống trong nước có các đặc điểm về hình thái, phân bố, hấp thụ các chất, khả năng di chuyển thích nghi với môi trường nước.

 1.  Một số đặc điểm thích nghi của sinh vật sống trong nước

2.  Những đặc điểm thích nghi nổi bật của thực vật và động vật sống trong điều kiện khô hạn

          Trong điều kiện khô hạn, sinh vật thích nghi bằng cách : tích nước, giảm sự mất nước, tìm nước, trốn hạn đối với thực vật và lẫn tránh vào nơi có độ ẩm thích hợp đối với động vật.

IV. Ảnh  hưởng của các nhân tố khác  tới đời sống sinh vật       

1.  Những biến đổi về hình thái của thực vật và động vật để thích nghi với điều kiện lộng gió 

– Thực vật : nhiều hạt phấn và hạt phấn nhẹ, quả và hạt có lông, cánh … để phát tán nhờ gió ; cây thân thấp, bò, rễ bám sâu hoặc có thân rễ (đước), rễ phụ (đa, si…), bạnh rễ (lim, sấu …)

– Tiêu giảm cánh để gió khỏi thổi bạt ra biển. nhiều loài chim có cánh rộng , sải cánh dài để bay giỏi hay lượn giỏi …

2.  Những đặc điểm nổi bật của cây thích nghi với lửa

          Thích nghi với lửa tự nhiên : có vỏ chịu được lửa lướt qua, có thân ngầm dưới mặt đất, mặt nước.

V.  Sự tác động trở lại của sinh vật đối với môi trường        

Những thay đổi của sinh vật có thể tác động làm thay đổi các nhân tố sinh thái và tính chất của môi trường.

Kết quả trồng rừng ở nhiều địa phương cho thấy, rừng trồng sau khi khép tán sẽ đóng vai trò rất lớn trong việc cải tạo môi trường tự nhiên, Tán rừng che phủ mặt đất làm tăng độ ẩm không khí và đất. Trong đất xuất hiện nhiều vi sinh vật, giun đất, thân mềm…. Các sinh vật đất này hoạt động phân giải xác sinh vật, làm cho đất rừng thêm màu mỡ và tơi xốp. Nhờ có cây rừng mà đất không bị xói mòn, có khả năng giữ nước cung cấp cho các vùng nông nghiệp xung quanh. Như vậy, trồng rừng đã làm thay đổi nhiều nhân tố khí hậu, môi trường đất, nước và hệ động thực vật trong rừng.

Thảo luận cho bài: Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật