Факторы стрессов в природных условиях

12.3.2. Стрессоры и стресс

Стресс у растений возникает в результате воздействия обширного комплекса эколого-ценотических неблагоприятных факторов, и его проявления также оказываются комплексными и разноуровневыми. Рецепторами восприятия стрессовых факторов, как первичные дискретные единицы живой материи, выступают отдельные особи растений. Вторичные проявления стресса изменяют популяционных параметры.
Обычно стрессовые воздействия не единичные и не разовые (хотя бывают и такие случаи). Это ведет к постепенному накоплению негативных последствий и формированию кумулятивного эффекта воздействия неблагоприятных факторов на популяции растений. За счет совокупности всех этих процессов популяции переходят в критическое состояние (Заугольнова и др., 1992), становятся малоустойчивыми и при дальнейшем нарастании или сохранении стрессовых условий выпадают из сообщества.
Следует различать стрессовое состояние особей растений и стрессовое состояние популяций.
На уровне особей под влиянием стрессоров происходят следующие изменения:

  1. снижается уровень продукционного процесса;
  2. уменьшаются размеры растения;
  3. замедляется или, напротив, ускоряется переход растений из одного онтогенетического состояния в другое;
  4. у генеративных особей однолетних растений снижается производство зачатков размножения, а в некоторых случаях оно прекращается вообще;
  5. у многолетних растений, находящихся в потенциально генеративном состоянии, в отдельные годы репродуктивный процесс отсутствует;
  6. можег изменяться жизненная форма растения.
  7. На уровне популяций стрессоры сказываются следующим образом:

    1. за счет смертности особей, которые находятся в наиболее уязвимых онтогенетических состояниях, снижается численность растений в популяции;
    2. уменьшается популяционная плотность;
    3. онтогенетический спектр популяций становится неполночленным;
    4. снижается питал итет популяции за счет увеличения в ней доли угнетенных особей и снижения доли процветающих.
    5. Согласно JI.A. Животовскому (1998:126), «популяционный стресс — это значительное уменьшение приспособленности популяции под действием изменившихся факторов среды». Выживание популяций при стрессе может обеспечиваться двумя способами — сменой реализованной экологической ниши или удержанием экологической ниши (Усманов, 1991).
      Как общее правило, практически любой эколого-фитоценоти- ческий стресс ведет к подавлению продукционного процесса, и общий размер фитомассы растения снижается, В итоге происходит общая миниатюризация особей растений, при которой про порционально уменьшению размера общей фитомассы уменьшается размер всех частей растения. Но такое явление наблюдается нечасто. Его можно наблюдать, главным образом, в посевах в слу чае неоптимального загущения стояния культурных растений и создания популяции высокой плотности. Так, при анализе посева люцерны Medicago saliva с нормой высева 6, 8,12 и 14 кг семян на 1 га к фазе цветения по градиенту увеличения плотности посева наблюдалась общая миниатюризация растений (при исключении из рассмотрения краевых особей на опытных участках).
      Общая структурная целостность особей растений в таких случаях остается высокой, приспособительное реагирование на стресс почти полностью отсутствует. Особи примерно все одинаково подвергаются миниатюризации.
      Более типична и характерна в первую очередь для растений природных экосистем компенсаторная адаптация к стрессу, при которой наблюдается:

      1. уменьшение отдельных размерных показателей;
      2. стабильное сохранение их размера;
      3. увеличение отдельных размерных морфопараметров.
      4. Такой внутренней перестройкой растения реагируют на стрессовую обстановку, а в некоторых случаях и приспосабливаются к ней. Число вариантов подобных трансформаций достаточно велико, так как зависит от жизненной формы растений и реализуемой им стратегии жизни. Биологическая интерпретация таких трансформаций непростая, поскольку у растений одновременно наблюдаются как адаптивная, так и стрессовая пластичность. Первая повышает приспосабливаемость растения к неблагоприятным условиям, вторая отражает уровень ингибирования фи- зиолого-биохимических и формообразовательных процессов при стрессе.
        Ростовые и формообразовательные стрессовые изменения составляют единый комплекс, в котором имеют место и чисто стрессовая, и адаптационная компоненты. Общеизвестен «синдром избегания затенения* у растений. Он включает в себя изменение направления аллокации веществ, удлинение стебля, уменьшение разветвленности и изменение уровня репродукции. Как компенсирующая адаптация у таких растений одновременно существенно возрастает размер листовой поверхности, что, очевидно, обеспечивает выживание растений.
        В целом, внешние воздействия на популяцию растений отличаются по характеру: одни нивелируют популяционную изменчивость и выравнивают особи между собой, другие — усиливают дифференциацию особей.
        В стрессовой эколого-фитоценотической среде происходит сужение реализованных экологических ниш, и, чем дольше действует стрессовая обстановка на растения и их популяции, чем мощнее это воздействие, тем сильнее расхождение между реализованной нишей и потенциальной экологической нишей.
        При жестких стрессовых воздействиях иногда возрастает значение коэффициентов вариации для многих морфоструктурных признаков. Но имеет место и противоположный процесс. Н.Г. Баш- товым (1991) сформулирована новая концепция о реализации популяциями и особями растений в условиях антропогенных нагрузок стратегии защиты, которая проявляется в повышении морфологической интегрированности особей, когда основные их признаки снижают уровень варьирования и получают большую скор- релированность. Для обеспечения защиты у растений осуществляется изменение аллокации веществ. Стратегия защиты реализуется на первых ступенях всех типов антропогенных нагрузок.
        Экологический стресс в некоторых случаях существенно изменяет характер жизненной формы растения и их морфологическую структуру. Описано много таких случаев. У луговых дер- новинных злаков может полностью подавляться процесс кущения с образованием однопобеговых растений. Еще И.Г. Серебряков (1952) отмечал у клевера ползучего Trifolium repens превращение монокарпичных побегов в ноликарпичные. У рыхлокустового злака полевицы собачей Agrostis canina в неблагоприятных условиях при кущении побеги начинают формироваться ин- травагинально, то есть наблюдается переход к плотнокустовому типу кущения. В условиях низкой аэрации почвы у девясила британского Inula britannica перестает развиваться главный корень, и корневая система из стержневой превращается в мочковатую.
        Среди изменений структуры популяций под действием стрессов внешне наиболее выражены, а часто и наиболее существенны, изменения численности особей в популяции (рис. 12.2). Такие снижения численности особей могут начинаться сразу с начала действия стрессора и быть плавными (кривая А), проявляться с задержкой (кривая Б) или после более продолжительной задержки в популяции могут сразу погибать практически все особи (кривая В).
        Установлено, что под влиянием стрессовых факторов у большинства растений снижается продолжительность репродуктивного состояния, а иногда оно вообще выпадает, тогда как продолжительность пребывания растений в предгенеративном и по- стгенерэтивном состоянии увеличивается. В других случаях в зависимости от вида растения, жизненной формы и условий из популяций могут почти полностью выпадать либо предгенера- тивные, либо постгенеративные особи. Все это, естественно,

        Рис. 12.2. Основные модели изменения плотности популяций растений при воздействии внутрипопуляционных факторов или внешних стрессоров (пояснения в тексте)

        ведет к глубоким изменениям онтогенетических спектров популяций. Изменяются и виталитетные спектры популяций. Как правило, они приобретают депрессивный характер. Конечно, весь комплекс таких трансформаций специфичен и зависит от характера воздействующего фактора.

        Особый характер имеет такой все более распространяющийся стрессовый фактор, как рекреация — отдых населения в природных экосистемах, который сопровождается вытаптыванием, сбором красиво цветущих растений, организацией места отдыха

        4 Scitla sibirica

        -j Д Плотность S Фтомассз
        100

        120
        4 Corydalis soiida
        4 Anemone ranunculoides
        ^uc. 12.3. Изменение плотности особей (шт./м2) и запаса фитомассы г/ м2) у четырех видов эфемероидов по нарастанию рекреационной
        нагрузки (ступени 1-4)

        и т.п. Рекреация ведет к измельчанию особей, в данном случае это универсальный эффект. Иногда рекреация оказывается для отдельных видов и положительным фактором: за счет снижения эдификаторного действия конкурирующих видов, менее устойчивых к рекреации, создаются более благоприятные условия для ассектаторов (Вахрамеева, 1991). Некоторые авторы считают рекреацию одним из наиболее мягких антропогенных факторов. Но это далеко не всегда так. Как видно из рис. 12.3, у четырех видов эфемероидов широколиственных лесов рекреация весьма существенно снижает плотность популяций и запас фитомассы растений.
        Для устойчивого существования любой популяции в ней должно существовать определенное внутрипопуляционное разнообразие особей по полу, возрасту, онтогенетическому и вита- литетному состоянию. Компьютерное моделирование и обширный полевой материал, полученный разными исследователями, показывает, что разнообразие особей в популяции, находящейся в среде с разным уровнем стрессового воздействия, может быть сведено к пяти основным моделям (рис. 12.4). В местообитаниях, близких к оптимальным, с маловыраженной микромозаичностью распределение особей в репрезентативной выборке соответствует типу А. В этом случае в популяциях преобладают особи со средними значениями морфометрических показателей, а особей с отклонениями от этих показателей тем меньше, чем сильнее эти отклонения. Такой тип часто свойственен эдифика- торам. Тип А хорошо аппроксимируется нормальным статистическим распределением. Тип Б характерен для растений, произрастающих в местообитаниях с выраженной мозаичностью при примерно равной площади основных элементов мозаичности. Встречаемость особей разной размерности здесь приблизительно одинакова. Тип Б аппроксимируется либо нормальным распределением с низким значением эксцесса, либо равномерным статистическим распределением. Тип В характерен для растений контрастных местообитаний с наличием элементов мозаики, благоприятных для растений данного вида, и элементов, крайне неблагоприятных. На этой основе появляются двухвершинные и даже многовершинные типы распределения. Типы Г и Д свойственны популяциям растений, произрастающим в благоприятной и неблагоприятной среде соответственно. Распределение особей в статистических рядах в этих случаях асимметрично.

        Рис. 12.4. Основные типы распределения особей растений по их размеру в популяциях растений по уровню их стрессового
        Ингибирования (A)

        При изменении условий среды популяция адаптируется к ним как целостная биосистема и постепенно стремится достичь состояния оптимального уровня внутрипопуляционного биоразнообразия. Схематически этот процесс представлен на рис. 12.5. Уровни разнообразия в популяциях ненарушенных природных систем наиболее близки к оптимальным значениям.
        При постепенном снижении стабильности среды оптимальные значения внутрипопуляционного разнообразия могут увеличиваться, так что популяции, адаптированные к менее стабильным средам, приобретают более высокое внутрипопуляционное разнообразие. Увеличение внутрипопуляционного разнообразия с приближением его к оптимальному значению, расширение толерантности особей, рост рождаемости и снижение смертности повышают устойчивость таких популяций. Дальнейшее прогрессирующее уменьшение внутрипопуляционного разнообразия особей со все

        Рис. 12.5. Соотношение между внутри популяционным разнообразием и жизнеспособностью популяции. Opt. — оптимальный уровень
        разнообразия
        большим отклонением условий произрастания от оптимума ведет к увеличению смертности, снижению рождаемости и обычно уменьшает общий запас фитомассы в популяции. Снижение, а также повышение внутреннего разнообразия биосистем, быстрые изменения среды ведут к снижению жизнеспособности популяций. Таким образом, внутрипопуляционное разнообразие во всех его формах нужно рассматривать как динамичный параметр, который лежит в основе стабильного существования популяций растений.
        В.М. Остапко (2005) подразделял трансформации популяций под влиянием антропогенных факторов на три вида:

        1. прогрессивные, состоящие в усложнении структуры популяции;
        2. компенсационные, сохраняющие основные показатели структуры и функционирования за счет изменения второстепенных свойств;
        3. регрессивные, выражающиеся в упрощении, повышении однородности и унификации функций особей в популяции.

        Особой формой антропогенного воздействия на популяции растений является радиоактивное загрязнение среды, которое происходит при использовании атомной энергии и связано с малыми или большими (типа Чернобыльской катастрофы) авариями на АЭС,

        При поступлении и накоплении радионуклидов у относительно радиочувствительных видов растений в зависимости от физико-химических характеристик радиоактивных веществ, их количества и мест локализации могут наблюдаться те же радиобиологические эффекты, что и при эквивалентных поглощенных дозах внешнего облучения животными и человеком: радиационная стимуляция, морфологические изменения, ускорение старения и сокращение продолжительности жизни, деструкция ДНК, гибель.
        Существование популяций в среде с повышенным радиационным фоном связано и с рядом дополнительных обстоятельств. Первое и основное из них — способность некоторых радиоактивных веществ избирательно накапливаться в отдельных тканях и органах растений, что приводит к относительно высоким локальным уровням облучения. Второе — увеличение опасности действия альфа- и бета-излучений, которые в малой степени влияют на растения в условиях внешнего облучения, но могут стать необычайно сильным источником ионизирующей радиации при поступлении внутрь клеток и клеточных структур. Третье обстоятельство вытекает из повышенной длительности сроков облучения. Ввиду специфики метаболизма растений по сравнению с животными радионуклиды, аккумулируясь в тканях, практически не выводятся из них. При огромных периодах полураспада ^Sr, 137Cs, 2зэри у многолетних растений эти радионуклиды будут создавать фон повышенного облучения в течение всего онтогенеза.
        По мере увеличения продолжительности пребывания многолетних растений в зоне с радиационной аномалией следует ожидать селективного увеличения полиморфизма и физиологической нестабильности растений. В этом случае пролонгированное радиационное воздействие на меристемы конусов нарастания может способствовать глубокому преобразованию генетического и физиологического гомеостаза, что, по-видимому, способно привести к микроэволюционным сдвигам. Трансформация популяционной структуры растений с территорий радиоактивного заражения остается практически не изученной.
        В целом, комплексный популяционный анализ с определением характера и степени стресс-трансформации отдельных особей и популяций дает богатый информационный материал и характеризует как состояние популяций, так и экосистем, в которых они находятся.

        myzooplanet.ru

        Презентация по ОБЖ на тему «Факторы и стрессоры выживания в природных условиях» 6 класс.

        Успейте воспользоваться скидками до 50% на курсы «Инфоурок»

        Описание презентации по отдельным слайдам:

        Факторы выживания в природных условиях

        Факторы выживания в природных условиях Личностные факторы – состояние здоровья, воли, решительности, изобретательности, собранности, выносливости, знания и умения

        Факторы выживания в природных условиях Природные факторы – температура и влажность воздуха, атмосферное давление, солнечная радиация, ветер. Также растительный и животный мир, источники воды, рельеф местности, смена часовых поясов, полярная ночь и день.

        Материальные факторы – обеспечивают защиту человека от влияния окружающей среды: одежда и обувь, связь, снаряжения и подручные средства для строит-ва укрытия, изготовления и ремонта одежды и обуви, добывания огня, приготовления пищи, подачи сигналов. Факторы выживания в природных условиях

        Факторы выживания в природных условиях Постприродные факторы – возникают от общения с природой: тепловые и солнечные удары, обморожения, отравления, горная и морская болезнь, травмы, психические состояния, вызванные нахождением в ЭС. К этой же группе относятся стрессоры выживания: основные источники напряжения человека при вынужденном автономном существовании.

        Стрессоры выживания в природных условиях- основные источники напряжения человека при вынужденном автономном существовании.

        Стрессоры выживания в природных условиях- Одиночество Страх Уныние Голод Жажда Жара Холод Физическая боль Переутомление

        Стрессоры выживания в природных условиях Действие стрессоров бывает очень сильным. Стрессоры выживания – это основные источники напряжения человека при вынужденном автономном существовании.

        Одиночество и страх Одиночество — одна из причин возникновения страха. Борются с одиночеством по-разному: вслух разговаривают или читают стихи, рассуждают. Помогает отвлечься и любая физическая работа.

        Уныние это чувство, вызываемое одиночеством, разочарованием от неудачных попыток что-то сделать (добыть пищу, построить плот и т. д.). Уныние может овладеть не только одиночкой, но и находящейся в автономном существовании группой. Избежать этого можно четко распределив между членами группы обязанности, ставя перед ними конкретные, но выполнимые задачи.

        Голод и жажда быстро напомнят о себе. Человек может долгое время (до 40 суток) обходиться без пищи, используя внутренние резервы организма и употребляя воду. Но при этом он не может выполнять тяжелую физическую работу, снижается его устойчивость к воздействию холода, боли. Сложнее избавиться от чувства жажды. Уменьшение количества воды в организме человека приводит к нарушению обмена веществ, к различным расстройствам в деятельности внутренних органов. Же­лание выпить хоть глоток воды овладевает сознанием человека, ме­шает ему сосредоточиться, подавляет его волю.

        Жара усиливает чувство жажды. Кроме того, высокая темпера­тура воздуха и прямая солнечная радиация вызывают в организме значительные изменения за сравнительно небольшой срок. Нарушаются функции органов и систем организма, ослабляется физическая и психическая деятельность. Облегчить свое положение можно уст­ройством солнцезащитного тента, ограничением физической актив­ности, экономным расходованием запасов воды.

        Холод снижает физическую активность и работоспособность незащищенного от него человека, воздействует на его психику. Цепенеет не только его тело, но и мозг, и воля. Замерзшие руки (если они не способны удержать даже спички) обычно рекоменду­ют согревать под мышками либо на животе. Иногда быстрее и лучше согреть замерзшие руки «по-рыбацки»: на внутренней по­верхности бедер, где запас тепла максимален. Доступ к этим мес­там возможен практически в любой одежде. Чтобы согреть руки, достаточно 3-4 минут. Если вы попали в экстремальную ситуацию в холодное время года, начинайте с мер по защите от холода: стройте убежище, разводите костер, готовьте горячую пищу и питье, оденьтесь теплее (если есть запасные теплые вещи).

        Физическая боль сигнализирует организму о нарушениях в нем, заболеваниях или травмах. Трудно себе представить, что бы мог­ло случиться, если бы человек не испытывал боли. Но, с другой сторо­ны, переносимая длительное время боль причиняет страдания, вызы­вает раздражение и в результате становится причиной серьезного на­рушения состояния здоровья. И все же человек способен усилием во­ли справиться даже с сильной болью, сосредоточившись на выполне­нии какой-либо задачи.

        Переутомление опасное состояние организма, наступающее после длительного или интенсивного физического или психического напряжения. При этом наступает быстрая утомляемость, нарушаются сон и аппетит. При переутомлении у человека ослабевает воля и контроль над своими действиями. Только правильное распределение физических нагрузок и свое­временный отдых помогут человеку избежать этого состояния или выйти из него.

        Заключение Вы узнали, что: — Есть группы факторов выжива- ния. — Выживание в экстремальных условиях во многом зависят от знаний и умений, а также личностных факторов человека. — В экстремальных условиях на человека или группу людей воздействуют стрессоры выживания — это основные источники напряжения человека при вынужденном автономном существовании. — Правильное действия и распределение нагрузок помогут преодолеть стрессоры выживания.

        ПОМНИТЕ! Необходимо иметь знания и умения, позволяющие выжить в условиях автономного существования. ПОМНИТЕ! Действие стрессоров выживания бывает очень сильным, поэтому надо уметь их преодолевать. ПОМНИТЕ! В экстремальной ситуации нельзя отчаиваться.

        Дайте определение понятия «Экстремальная ситуация». Перечислите 4 вида экстремальных ситуаций в природных условиях. Дайте определение понятия «Факторы выживания». Перечислите, на какие группы они подразделяются. Опишите один из них. Дайте определение понятия «Стрессор выживания». Перечислите стрессоры выживания при вынужденном автономном существовании. Опишите один из них. Проверочная работа «Экстремальные ситуации в природе»

        Психологические основы выживания в природных условиях Большинство путешественников, альпинисты, космонавты утверждают, что очень важно уметь управлять собой, своими мыслями и чувствами, ощущениями и вниманием, т.е. всем тем, что составляет наш внутренний мир, который называют психикой. Мы способны выживать даже в ЧС благодаря психическим познавательным процессам: внимание, ощущения, восприятие, память и мышление, речь и воображение)

        Психологические основы выживания в природных условиях Какие психические состояния испытывает неподготовленный человек в чрезвычайных ситуациях, таящих для него опасность. СТРАХ – главный психологический враг, порождает сильнейшее напряжение всех сил человека. Такое напряжение называют стрессом, а страх – одно из его проявлений. «Неизвестная беда всегда внушает больше страха» — замечали древние мудрецы. ПАНИКА – необдуманные поступки, состояние очень сильной тревоги.

        ЗАПОМНИ: СТРАХ, ТРЕВОГА, ПАНИКА, РАСТЕРЯННОСТЬ рождаются только тогда, когда вы воображаете, что опасность больше, чем она есть на самом деле, и начинаете заранее представлять жуткие картины того, что может с вами случиться. Каждый человек испытывает страх перед опасностью, но побороть его может только тот, кто научился его в себе оценивать, распознавать причины испуга, и кто заранее освоил приёмы управления собой.

        Внимание — это способность концентрировать свое сознание на тех предметах и явлениях, которые для вас сейчас важны.

        ЗАПОМНИ: Чтобы научиться правильно ощущать, воспринимать мир вокруг себя, запоминать то, что надо, долго помнить и уметь рассказать то, что запомнили, решить любую жизненную проблему, придумать что-то новое, надо быть внимательным.

        • Абросимова Надежда Петровна
        • 4238
        • 16.11.2015

        Номер материала: ДВ-162253

        Свидетельство о публикации данного материала автор может скачать в разделе «Достижения» своего сайта.

        Не нашли то что искали?

        Вам будут интересны эти курсы:

        Вы первый можете оставить свой комментарий

        Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

        Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

        Сертификат о создании сайта

        Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

        Грамота за использование ИКТ в работе педагога

        Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

        Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

        Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

        Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта «Инфоурок»

        Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

        Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом «Инфоурок»

        Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

        Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта «Инфоурок»

        Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

        Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

        Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

        infourok.ru