Môi trường và các nhân tố sinh thái SVIP

I. MÔI TRƯỜNG SỐNG CỦA SINH VẬT

Môi trường sống là tất cả những nhân tố xung quanh sinh vật có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của sinh vật.

- Có 4 loại môi trường sống: Môi trường nước, môi trường đất, môi trường trên cạn và môi trường sinh vật.

- Mỗi loài sinh vật thường sống trong môi trường xác định.

Ví dụ: Cá sống trong nước, chim sống trên cạn,...

- Một số loài có thể tồn tại và sinh sống trong nhiều môi trường khác nhau.

Ví dụ: Lưỡng cư có thể sống ở môi trường nước và môi trường cạn.

- Sinh vật sống trong môi trường sẽ chịu tác động cùng lúc của nhiều yếu tố môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, vật săn mồi,...), đồng thời hoạt động của sinh vật có thể làm thay đổi tính chất của môi trường.

Ví dụ: Trâu, bò phụ thuộc vào nguồn thức ăn là cỏ. Việc gặm cỏ sẽ ngăn chặn sự phát triển của thực vật Hai lá mầm, tạo điều kiện hình thành đồng cỏ và hạn chế sự phát triển thành rừng.

II. CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

1. Khái niệm và phân loại nhân tố sinh thái

Nhân tố sinh thái là các yếu tố môi trường có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của sinh vật.

Nhân tố sinh thái được chia thành hai nhóm:

- Nhân tố vô sinh: Bao gồm tất cả các nhân tố vật lí, hoá học, thổ nhưỡng của môi trường.

- Nhân tố hữu sinh: Bao gồm tất cả các loài sinh vật sống trong cùng môi trường, có mối quan hệ kí sinh, cộng sinh, hợp tác,... với sinh vật.

2. Ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến sinh vật

Ánh sáng và nhiệt độ là hai nhân tố sinh thái có ảnh hưởng rõ rệt nhất tới hình thái, cấu tạo, sinh lí, tập tính,... của sinh vật.

a. Ánh sáng

- Ánh sáng là nguồn năng lượng chính của thực vật và gián tiếp là nguồn năng lượng cho toàn sinh giới.

- Ánh sáng trên Trái Đất phân bố không đồng đều → ảnh hưởng đến đặc điểm thích nghi, hình thái, cấu tạo, tập tính,... của sinh vật.

➢ Ảnh hưởng đến thực vật

+ Đặc điểm thích nghi: Thực vật ưa sáng và thực vật ưa bóng.

+ Hình thái: Lá cây có xu hướng xếp so le để nhận tối đa lượng ánh sáng; cây mọc nơi quang đãng có đường kính thân, tán lá lớn hơn so với cây mọc trong rừng,...

Lá cây xếp so le

➢ Ảnh hưởng đến động vật

+ Đặc điểm thích nghi: Động vật hoạt động chủ yếu vào ban ngày và động vật hoạt động chủ yếu vào ban đêm.

+ Hình thái, cấu tạo: Các loài hoạt động chủ yếu vào ban đêm thường có cấu tạo mắt lớn hơn hoặc thị giác tiêu giảm, nhường chỗ cho khứu giác, thính giác phát triển. Một số loài còn có khả năng phát sáng vào ban đêm, cơ thể thường có màu tối,...

+ Tập tính của động vật: Nhiều loài động vật (ví dụ như chim) di cư định hướng đường bay theo ánh sáng mặt trời và các vì sao.

Động vật hoạt động chủ yếu vào ban đêm (ảnh trái) và động vật hoạt động chủ yếu ban ngày (ảnh phải)

b. Nhiệt độ

- Nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất của sinh vật, quyết định tốc độ sinh trưởng và phân bố của mỗi loài.

➢ Ảnh hưởng đến thực vật

+ Nhiệt độ làm thay đổi tốc độ thoát hơi nước, hô hấp, quang hợp của thực vật.

+ Thực vật có thể thay đổi hình thái, sinh lí,... để thích nghi với nhiệt độ cao/thấp: Lá hóa gai, tầng bần phát triển nhiều lớp để hạn chế thoát hơi nước, cách nhiệt,...

Lá xương rồng biến đổi thành gai

➢ Ảnh hưởng đến động vật

+ Động vật được chia thành hai nhóm: Sinh vật đẳng nhiệt và sinh vật biến nhiệt.

+ Động vật điều hoà nhiệt độ cơ thể bằng cách thay đổi hình thái, cấu tạo, sinh lí, tập tính,...

+ Khi di chuyển từ vĩ độ thấp lên vĩ độ cao, cơ thể của các sinh vật đẳng nhiệt tăng dần kích thước nhưng ở những phần thò ra ngoài (tai, đuôi, các chi,...) có xu hướng giảm dần kích thước.

Thằn lằn phơi nắng để điều hòa nhiệt độ cơ thể

III. CÁC QUY LUẬT SINH THÁI

Các nhân tố sinh thái của môi trường không tác động ngẫu nhiên lên sinh vật mà tuân theo các quy luật: Giới hạn sinh thái, tác động tổng hợp và tác động không đồng đều.

1. Quy luật giới hạn sinh thái

- Nội dung quy luật: Sinh vật chỉ có thể tồn tại và phát triển ổn định trong một khoảng giá trị xác định của một nhân tố sinh thái, được gọi là giới hạn sinh thái.

Mức tác động của một nhân tố sinh thái

- Giới hạn sinh thái được chia thành các khoảng:

+ Khoảng thuận lợi: Là khoảng giá trị nhân tố sinh thái mà tại đó sinh vật có thể sinh trưởng và phát triển tốt.

+ Khoảng ức chế: Là khoảng giá trị nhân tố sinh thái mà tại đó hoạt động sinh lí của sinh vật bị ức chế, thậm chí sinh vật có thể bị chết nếu tác động vượt quá điểm gây chết.

- Ví dụ: Giới hạn nhiệt độ của cá rô phi Việt Nam.

- Giới hạn sinh thái của một nhân tố sinh thái có thể thay đổi phụ thuộc vào đặc điểm từng loài (tuổi, thể trạng, chế độ dinh dưỡng,...).

- Loài có giới hạn rộng với nhiều nhân tố sinh thái thì có phạm vi phân bố rộng và ngược lại.

2. Quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái

- Nội dung quy luật: Sinh vật sống không chịu tác động đơn lẻ của bất kì nhân tố sinh thái nào mà chịu tác động đồng thời của các nhân tố sinh thái.

- Một số nhân tố khi thay đổi có thể dẫn tới sự thay đổi của các nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu ảnh hưởng của các thay đổi đó. Ví dụ: Cường độ ánh sáng thay đổi dẫn tới thay đổi nhiệt độ, độ ẩm,…

→ Ứng dụng: Khi chăm sóc vật nuôi, cây trồng, cần chú ý điều chỉnh các nhân tố sinh thái trong môi trường về khoảng thuận lợi.

3. Quy luật tác động không đồng đều của các nhân tố sinh thái

- Nội dung quy luật:

+ Ở mỗi giai đoạn trong chu trình sống và mỗi bộ phận chức năng của sinh vật cần có các yêu cầu sinh thái khác nhau đối với cùng một nhân tố sinh thái. Ví dụ: Ấu trùng ếch sống hoàn toàn trong môi trường nước, nhưng ếch trưởng thành chỉ cần môi trường sống ẩm ướt trên cạn.

+ Một khoảng giá trị của một nhân tố sinh thái có thể thuận lợi đối với giai đoạn này nhưng lại có hại với giai đoạn khác. Ví dụ: Lượng đạm cao tốt cho lúa giai đoạn sinh trưởng nhưng không tốt cho lúa giai đoạn ra hoa tạo hạt.

IV. NHỊP SINH HỌC

Nhịp sinh học là sự phản ứng nhịp nhàng của sinh vật trước những thay đổi có tính chu kì của môi trường, giúp sinh vật tồn tại và thích nghi tốt hơn.

- Các yếu tố tự nhiên biến đổi theo quy luật có tính chu kì: Chu kì ngày đêm, chu kì thủy triều, chu kì trăng, chu kì các mùa trong năm,...

- Sự thay đổi có tính chu kì của các nhân tố sinh thái (đặc biệt là nhân tố ánh sáng) tác động tới cơ thể sinh vật và gây ra các phản ứng có tính chu kì tương ứng.

Ví dụ: Hoa bìm bìm thường nở vào sáng sớm, gấu trắng Bắc Cực thường ngủ đông, chim và thú thường thay lông trước khi mùa đông tới,...

- Nhịp sinh học giúp sinh vật thích ứng với những thay đổi có tính chu kì của môi trường.

- Ở người, quá trình sinh lí của cơ thể diễn ra theo nhịp ngày đêm.

Sự thay đổi sinh lí theo nhịp ngày đêm ở người

- Nhịp sinh học ở người là cơ sở để xây dựng thời gian biểu nhằm nâng cao hiệu quả lao động và học tập.