Zjawiska fizyczne jako czynniki środowiskowe. Czynniki środowiskowe i ich klasyfikacja

Czynniki środowiskowe

Interakcja między człowiekiem a jego środowiskiem była od zawsze przedmiotem badań medycyny. Do oceny skutków różnych warunków środowiskowych zaproponowano powszechnie stosowany w medycynie środowiskowej termin „czynnik ekologiczny”.

Czynnik (od łacińskiego czynnik – robienie, wytwarzanie) to przyczyna, siła napędowa każdego procesu, zjawiska, determinująca jego charakter lub pewne cechy.

Czynnikiem środowiskowym jest każdy wpływ środowisko, które mogą mieć bezpośredni lub pośredni wpływ na organizmy żywe. Czynnik środowiskowy to stan środowiska, na który żywy organizm reaguje reakcjami adaptacyjnymi.

Czynniki środowiskowe determinują warunki życia organizmów. Warunki istnienia organizmów i populacji można uznać za regulujące czynniki środowiskowe.

Nie wszystkie czynniki środowiskowe (na przykład światło, temperatura, wilgotność, obecność soli, dostarczanie składników odżywczych itp.) są równie ważne dla pomyślnego przetrwania organizmu. Relacja organizmu z otoczeniem to złożony proces, w którym można zidentyfikować najsłabsze, „wrażliwe” ogniwa. Te czynniki, które są krytyczne lub ograniczające dla życia organizmu, cieszą się największym zainteresowaniem, przede wszystkim z praktycznego punktu widzenia.

Pomysł, że wytrzymałość organizmu zależy od jego słabe łącze wśród

wszystkie jego potrzeby, po raz pierwszy wyraził K. Liebig w 1840 r. Sformułował on zasadę znaną jako prawo minimum Liebiga: „Substancja zawarta w minimum kontroluje zbiory oraz określa wielkość i stabilność tych ostatnich w czasie”.

Współczesne sformułowanie prawa J. Liebiga jest następujące: „Możliwości życiowe ekosystemu są ograniczone przez te czynniki środowiskowe, których ilość i jakość są bliskie minimum wymaganego przez ekosystem, a ich redukcja prowadzi do śmierci; organizmu lub zniszczenie ekosystemu.”

Zasada pierwotnie sformułowana przez K. Liebiga jest obecnie rozszerzona na wszelkie czynniki środowiskowe, ale jest uzupełniona dwoma ograniczeniami:

Dotyczy tylko układów w stanie stacjonarnym;

Odnosi się nie tylko do jednego czynnika, ale także do zespołu czynników o różnym charakterze i oddziałujących na siebie pod względem wpływu na organizmy i populacje.

Zgodnie z panującymi poglądami za czynnik ograniczający uważa się taki, w którym wymagana jest minimalna względna zmiana tego czynnika, aby uzyskać daną (wystarczająco małą) względną zmianę odpowiedzi.

Oprócz wpływu niedoboru, „minimum” czynników środowiskowych, wpływ nadmiaru, czyli maksimum czynników, takich jak ciepło, światło, wilgoć, może być również negatywny. Ideę ograniczającego wpływu maksimum na równi z minimum wprowadził V. Shelford w 1913 roku, formułując tę ​​zasadę jako „prawo tolerancji”: Czynnik ograniczający dobrobyt organizmu ( gatunek) może być zarówno minimalnym, jak i maksymalnym wpływem na środowisko, a zakres pomiędzy nimi określa wielkość wytrzymałości (tolerancji) organizmu w stosunku do tego czynnika.

Prawo tolerancji sformułowane przez V. Shelforda zostało uzupełnione szeregiem postanowień:

Organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji na jeden czynnik i wąski zakres tolerancji na inny;

Najbardziej rozpowszechnione są organizmy o dużym zakresie tolerancji;

Zakres tolerancji dla jednego czynnika środowiskowego może zależeć od innych czynników środowiskowych;

Jeśli warunki dla jednego czynnika środowiskowego nie są optymalne dla gatunku, wpływa to również na zakres tolerancji na inne czynniki środowiskowe;

Granice tolerancji zależą w znacznym stopniu od stanu organizmu; Zatem granice tolerancji dla organizmów w okresie rozrodczym lub we wczesnej fazie rozwoju są zwykle węższe niż dla dorosłych;

Zakres pomiędzy minimum i maksimum czynników środowiskowych nazywany jest zwykle granicami lub zakresem tolerancji. Aby wyznaczyć granice tolerancji na warunki środowiskowe, stosuje się określenia „eurybiont” - organizm o szerokiej granicy tolerancji - i „stenobiont” - o wąskiej.

Na poziomie zbiorowisk, a nawet gatunków znane jest zjawisko kompensacji czynnikowej, rozumianej jako zdolność do przystosowania się (przystosowania) do warunków środowiska w taki sposób, aby osłabić ograniczający wpływ temperatury, światła, wody i innych czynników fizycznych. czynniki. Gatunki o szerokim rozmieszczeniu geograficznym prawie zawsze tworzą populacje dostosowane do lokalnych warunków - ekotypy. W odniesieniu do ludzi istnieje określenie portret ekologiczny.

Wiadomo, że nie wszystkie naturalne czynniki środowiskowe są jednakowo ważne dla życia człowieka. Za najważniejsze zatem uważa się natężenie promieniowania słonecznego, temperaturę i wilgotność powietrza, stężenie tlenu i dwutlenku węgla w przyziemnej warstwie powietrza oraz skład chemiczny gleby i wody. Najważniejszym czynnikiem środowiskowym jest żywność. Do podtrzymania życia, wzrostu i rozwoju, reprodukcji i zachowania populacji ludzkiej potrzebna jest energia, która jest pozyskiwana ze środowiska w postaci pożywienia.

Istnieje kilka podejść do klasyfikacji czynników środowiskowych.

W odniesieniu do organizmu czynniki środowiskowe dzielimy na: zewnętrzne (egzogenne) i wewnętrzne (endogenne). Uważa się, że czynniki zewnętrzne działające na organizm same w sobie nie podlegają lub prawie nie podlegają jego wpływowi. Należą do nich czynniki środowiskowe.

Zewnętrzne czynniki środowiskowe w odniesieniu do ekosystemu i organizmów żywych to oddziaływania. Reakcja ekosystemu, biocenozy, populacji i poszczególnych organizmów na te oddziaływania nazywana jest reakcją. Charakter reakcji na wpływ determinuje zdolność organizmu do przystosowania się do warunków środowiskowych, adaptacji i nabywania odporności na wpływ różne czynnikiśrodowiska, łącznie z niekorzystnymi skutkami.

Istnieje również coś takiego jak czynnik śmiertelny (z łac. Letalis - śmiertelny). Jest to czynnik środowiskowy, którego działanie prowadzi do śmierci organizmów żywych.

Po osiągnięciu określonych stężeń wiele substancji zanieczyszczających chemicznie i fizycznie może być śmiertelnych.



Czynniki wewnętrzne korelują z właściwościami samego organizmu i go tworzą, tj. są zawarte w jego składzie. Czynnikami wewnętrznymi są wielkość i biomasa populacji, ilość różnych substancji chemicznych, charakterystyka masy wody lub gleby itp.

Według kryterium „życia” czynniki środowiskowe dzielą się na biotyczne i abiotyczne.

Do tych ostatnich zaliczają się nieożywione elementy ekosystemu i jego środowiska zewnętrznego.

Czynniki abiotyczneśrodowisko - składniki i zjawiska natury nieożywionej, nieorganicznej, oddziałujące bezpośrednio lub pośrednio na organizmy żywe: czynniki klimatyczne, glebowe i hydrograficzne. Głównymi abiotycznymi czynnikami środowiska są temperatura, światło, woda, zasolenie, tlen, właściwości elektromagnetyczne, gleba.

Czynniki abiotyczne dzielą się na:

Fizyczny

Chemiczny

Czynniki biotyczne (od greckiego biotikos – życie) to czynniki środowiska życia, które wpływają na życie organizmów.

Czynniki biotyczne dzielą się na:

fitogeniczne;

Mikrobiogenny;

Zoogeniczne:

Antropogeniczny (społeczno-kulturowy).

Działanie czynników biotycznych wyraża się w postaci wzajemnego wpływu niektórych organizmów na aktywność życiową innych organizmów i razem na siedlisko. Wyróżnia się zależności bezpośrednie i pośrednie pomiędzy organizmami.

W ostatnie dziesięciolecia Coraz częściej używa się terminu czynniki antropogeniczne, tj. spowodowane przez człowieka. Czynniki antropogeniczne przeciwstawia się czynnikom naturalnym lub naturalnym.

Czynnik antropogeniczny to zespół czynników środowiskowych i wpływów wywołanych działalnością człowieka w ekosystemach i biosferze jako całości. Czynnikiem antropogenicznym jest bezpośredni wpływ człowieka na organizmy lub wpływ na organizmy poprzez zmiany człowieka w ich siedlisku.

Czynniki środowiskowe dzielą się również na:

1. Fizyczne

Naturalny

Antropogeniczny

2. Chemiczny

Naturalny

Antropogeniczny

3. Biologiczne

Naturalny

Antropogeniczny

4. Społeczne (społeczno-psychologiczne)

5. Informacyjne.

Czynniki ekologiczne dzielą się również na klimatyczno-geograficzne, biogeograficzne, biologiczne, a także glebowe, wodne, atmosferyczne itp.

Czynniki fizyczne.

Fizyczne czynniki naturalne obejmują:

Klimat, w tym lokalny mikroklimat;

Aktywność geomagnetyczna;

Naturalne promieniowanie tła;

Promieniowanie kosmiczne;

Teren;

Czynniki fizyczne dzielą się na:

Mechaniczny;

Wibracja;

Akustyczny;

Promieniowanie elektromagnetyczne.

Fizyczne czynniki antropogeniczne:

Mikroklimat osiedli i lokali;

Zanieczyszczenie środowiska promieniowaniem elektromagnetycznym (jonizującym i niejonizującym);

Zanieczyszczenie hałasem;

Zanieczyszczenie termiczne środowiska;

Deformacja widocznego środowiska (zmiany w ukształtowaniu terenu i kolorystyce obszarów zaludnionych).

Czynniki chemiczne.

Naturalne czynniki chemiczne obejmują:

Skład chemiczny litosfery:

Skład chemiczny hydrosfery;

Skład chemiczny atmosfery,

Skład chemiczny żywności.

Skład chemiczny litosfery, atmosfery i hydrosfery zależy od naturalnego składu + uwalniania substancji chemicznych w wyniku procesów geologicznych (na przykład zanieczyszczeń siarkowodorem w wyniku erupcji wulkanu) i żywotnej aktywności organizmów żywych ( na przykład zanieczyszczenia powietrza fitoncydami, terpenami).

Antropogeniczne czynniki chemiczne:

odpady domowe,

Odpady przemysłowe,

Materiały syntetyczne stosowane w życiu codziennym, rolnictwie i produkcji przemysłowej,

Produkty przemysłu farmaceutycznego,

Dodatki do żywności.

Wpływ czynników chemicznych na organizm człowieka może wynikać z:

Nadmiar lub niedobór naturalnych pierwiastków chemicznych w

środowisko (naturalne mikroelementy);

Nadmierna zawartość naturalnych pierwiastków chemicznych w środowisku

środowisko związane z działalnością człowieka (zanieczyszczenia antropogeniczne),

Obecność w środowisku nietypowych dla niego pierwiastków chemicznych

(ksenobiotyki) na skutek zanieczyszczeń antropogenicznych.

Czynniki biologiczne

Biologiczne lub biotyczne (z greckiego biotikos - życie) czynniki środowiskowe to czynniki środowiska życia, które wpływają na aktywność życiową organizmów. Działanie czynników biotycznych wyraża się w postaci wzajemnego wpływu jednych organizmów na aktywność życiową innych, a także ich wspólnego wpływu na siedlisko.

Czynniki biologiczne:

Bakteria;

Rośliny;

pierwotniaki;

Owady;

Bezkręgowce (w tym robaki);

Kręgowce.

Środowisko społeczne

Zdrowie człowieka nie jest w pełni zdeterminowane właściwościami biologicznymi i psychologicznymi nabytymi w procesie ontogenezy. Człowiek jest istotą społeczną. Żyje w społeczeństwie rządzonym z jednej strony przez prawo państwowe, a z drugiej przez tzw. powszechnie przyjęte prawa, zasady moralne, zasady postępowania, w tym także te wiążące się z różnymi ograniczeniami itp.

Społeczeństwo z roku na rok staje się coraz bardziej złożone i ma coraz większy wpływ na zdrowie jednostki, populacji i społeczeństwa. Aby móc korzystać z dobrodziejstw cywilizowanego społeczeństwa, człowiek musi żyć w ścisłej zależności od przyjętego w społeczeństwie stylu życia. Za te świadczenia, często bardzo wątpliwe, jednostka płaci częścią swojej wolności lub w całości całą swoją wolnością. Ale osoba, która nie jest wolna i zależna, nie może być całkowicie zdrowa i szczęśliwa. Jakaś część ludzkiej wolności, przekazana społeczeństwu krytycznie nastawionemu do technologii w zamian za dobrodziejstwa cywilizowanego życia, utrzymuje go nieustannie w stanie napięcia neuropsychicznego. Ciągły stres neuropsychiczny i przeciążenie prowadzą do zmniejszenia stabilności psychicznej z powodu zmniejszenia rezerwowych możliwości układu nerwowego. Ponadto jest ich wiele czynniki społeczne, co może prowadzić do zakłócenia zdolności adaptacyjnych człowieka i rozwoju różnych chorób. Należą do nich zaburzenia społeczne, niepewność co do przyszłości i ucisk moralny, które są uważane za główne czynniki ryzyka.

Czynniki społeczne

Czynniki społeczne dzielą się na:

1. system społeczny;

2. sektor produkcyjny (przemysł, rolnictwo);

3. sfera domowa;

4. oświata i kultura;

5. populacja;

6. Zoo i medycyna;

7. inne sfery.

Istnieje również następująca grupa czynników społecznych:

1. Polityka społeczna, tworzący socjotyp;

2. Zabezpieczenie społeczne, które ma bezpośredni wpływ na kształtowanie zdrowia;

3. Polityka ekologiczna kształtująca ekotyp.

Socjotyp jest pośrednią cechą integralnego obciążenia społecznego opartą na kombinacji czynników w środowisku społecznym.

Socjotyp obejmuje:

2. Warunki pracy, odpoczynku i życia.

Każdy czynnik środowiskowy w odniesieniu do człowieka może być: a) korzystny - przyczyniający się do jego zdrowia, rozwoju i realizacji; b) niekorzystne, prowadzące do jego choroby i degradacji, c) wywierające wpływ obu rodzajów. Równie oczywiste jest, że w rzeczywistości większość oddziaływań należy do tego drugiego rodzaju, mając zarówno pozytywne, jak i negatywne strony.

W ekologii istnieje prawo optymalności, zgodnie z którym każde środowisko

czynnik ma pewne granice pozytywny wpływ na organizmach żywych. Czynnikiem optymalnym jest natężenie najkorzystniejszego dla organizmu czynnika środowiskowego.

Oddziaływania mogą mieć także różną skalę: niektóre dotyczą całej populacji kraju, inne – mieszkańców danego regionu, jeszcze inne – grup wyodrębnionych na podstawie cech demograficznych, a jeszcze inne – pojedynczego obywatela.

Interakcja czynników to jednoczesne lub sekwencyjne całkowite oddziaływanie na organizmy różnych czynników naturalnych i antropogenicznych, prowadzące do osłabienia, wzmocnienia lub modyfikacji działania odrębnego czynnika.

Synergizm to łączne działanie dwóch lub więcej czynników, charakteryzujące się tym, że ich łączny efekt biologiczny znacznie przewyższa wpływ każdego ze składników i ich sumy.

Należy zrozumieć i pamiętać, że główna szkoda dla zdrowia nie jest spowodowana indywidualnymi czynnikami środowiskowymi, ale całkowitym zintegrowanym obciążeniem środowiskowym organizmu. Składa się z obciążenia środowiskowego i obciążenia społecznego.

Obciążenie środowiska to zespół czynników i warunków środowiska naturalnego i stworzonego przez człowieka, niekorzystnych dla zdrowia człowieka. Ekotyp to pośrednia cecha integralnego obciążenia środowiska, oparta na połączeniu naturalnych i spowodowanych przez człowieka czynników środowiskowych.

Do oceny ekotypu wymagane są dane higieniczne dotyczące:

Jakość mieszkań,

Woda pitna,

Powietrze,

Gleby, żywność,

Leki itp.

Obciążenie społeczne to zespół czynników i warunków życia społecznego niekorzystnych dla zdrowia człowieka.

Czynniki środowiskowe kształtujące zdrowie publiczne

1. Charakterystyka klimatyczna i geograficzna.

2. Charakterystyka społeczno-ekonomiczna miejsca zamieszkania (miasto, wieś).

3. Charakterystyka sanitarno-higieniczna środowiska (powietrze, woda, gleba).

4. Specyfika żywienia ludności.

5. Charakterystyka aktywność zawodowa:

Zawód,

Warunki sanitarne i higieniczne pracy,

Występowanie zagrożeń zawodowych,

Mikroklimat psychologiczny w serwisie,

6. Czynniki rodzinne i domowe:

Skład rodziny,

Charakter mieszkania

Średni dochód o 1 członek rodziny,

Organizacja życia rodzinnego.

Rozkład czasu wolnego od pracy,

Klimat psychiczny w rodzinie.

Wskaźniki charakteryzujące postawę do stanu zdrowia i określające działania na rzecz jego utrzymania:

1. Subiektywna ocena własnego stanu zdrowia (zdrowy, chory).

2. Określenie miejsca zdrowia osobistego i zdrowia członków rodziny w systemie indywidualnych wartości (hierarchia wartości).

3. Świadomość czynników sprzyjających zachowaniu i wzmocnieniu zdrowia.

4. Obecność złych nawyków i uzależnień.

Przesyłanie dobrych prac do bazy wiedzy jest łatwe. Skorzystaj z poniższego formularza

dobra robota do serwisu">

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Opublikowano w dniu http:// www. wszystkiego najlepszego. ru/

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

Czynniki środowiskowe - są to pewne warunki i elementy środowiska, które wywierają specyficzny wpływ na żywy organizm. Organizm reaguje na działanie czynników środowiskowych reakcjami adaptacyjnymi. Czynniki środowiskowe determinują warunki życia organizmów.

Klasyfikacja czynników środowiskowych (według pochodzenia)

1. Czynniki abiotyczne to zespół czynników przyrody nieożywionej, które wpływają na życie i rozmieszczenie organizmów żywych. Wśród nich są:

1.1. Czynniki fizyczne- takie czynniki, których źródłem jest stan lub zjawisko fizyczne (na przykład temperatura, ciśnienie, wilgotność, ruch powietrza itp.).

1.2. Czynniki chemiczne- czynniki zdeterminowane składem chemicznym środowiska (zasolenie wody, zawartość tlenu w powietrzu itp.).

1.3. Czynniki edaficzne(gleba) – zespół właściwości chemicznych, fizycznych, mechanicznych gleb i skał, które wpływają zarówno na organizmy, dla których są siedliskiem, jak i na system korzeniowy roślin (wilgotność, struktura gleby, zawartość składników pokarmowych itp.).

2. Czynniki biotyczne - ogół wpływów aktywności życiowej niektórych organizmów na aktywność życiową innych, a także na nieożywiony składnik środowiska.

2.1. Interakcje wewnątrzgatunkowe scharakteryzować zależności między organizmami na poziomie populacji. Opierają się na konkurencji wewnątrzgatunkowej.

2.2. Interakcje międzygatunkowe scharakteryzować relacje między różnymi gatunkami, które mogą być korzystne, niekorzystne i neutralne. W związku z tym charakter wpływu oznaczamy jako +, - lub 0. Możliwe są wówczas następujące typy kombinacji relacji międzygatunkowych:

00 neutralizm- oba typy są niezależne i nie wpływają na siebie; Rzadko spotykany w przyrodzie (wiewiórka i łoś, motyl i komar);

+0 komensalizm- jeden gatunek odnosi korzyści, podczas gdy drugi nie odnosi korzyści ani nie szkodzi; (duże ssaki (psy, jelenie) służą jako nosiciele owoców i nasion roślin (łopian), nie ponosząc ani szkody, ani korzyści);

-0 amensalizm- jeden gatunek doświadcza zahamowania wzrostu i reprodukcji od innego; (światłolubne zioła rosnące pod świerkiem cierpią z powodu cieniowania, ale samo drzewo nie przejmuje się tym);

++ symbioza- wzajemnie korzystne relacje:

? mutualizm- gatunki nie mogą istnieć bez siebie; figi i pszczoły, które je zapylają; porost;

? protokooperacja - współistnienie korzystne dla obu gatunków, ale nie jest warunkiem przetrwania; zapylanie różnych roślin łąkowych przez pszczoły;

- - konkurs- każdy typ ma niekorzystny wpływ na drugi; (rośliny konkurują ze sobą o światło i wilgoć, czyli korzystają z tych samych zasobów, zwłaszcza jeśli są one niewystarczające);

Drapieżnictwo - gatunek drapieżny żeruje na swojej ofierze;

2 .3. Wpływ na przyrodę nieożywioną(mikroklimat). Na przykład w lesie pod wpływem pokrywy roślinnej powstaje specjalny mikroklimat lub mikrośrodowisko, w którym w porównaniu z siedliskiem otwartym powstaje własny reżim temperatury i wilgotności: zimą jest o kilka stopni cieplej, latem jest chłodniej i bardziej wilgotno. Specjalne mikrośrodowisko tworzy się także w koronach drzew, w norach, jaskiniach itp.

3. Czynniki antropogeniczne - czynniki powstałe w wyniku działalności człowieka i mające wpływ na środowisko naturalne: bezpośredni wpływ człowieka na organizmy lub wpływ na organizmy poprzez modyfikację ich siedlisk przez człowieka (zanieczyszczenie środowiska, erozja gleby, niszczenie lasów, pustynnienie, zmniejszenie różnorodności biologicznej, zmiany klimatyczne itp.) . Wyróżnia się następujące grupy czynników antropogenicznych:

1. zmiana struktury powierzchni ziemi;

2. zmiany w składzie biosfery, cyklu i równowadze substancji w niej zawartych;

3. zmiany bilansu energetycznego i cieplnego poszczególnych obszarów i regionów;

4. zmiany wprowadzone w faunie i florze.

Istnieje inna klasyfikacja czynników środowiskowych. Większość czynników zmienia się jakościowo i ilościowo w czasie. Na przykład czynniki klimatyczne (temperatura, oświetlenie itp.) zmieniają się w ciągu dnia, pory roku i roku. Czynniki, których zmiany regularnie się powtarzają w czasie, nazywane są czynnikami okresowy . Należą do nich nie tylko klimatyczne, ale także niektóre hydrograficzne - przypływy i odpływy, niektóre prądy oceaniczne. Nazywa się czynniki, które pojawiają się nieoczekiwanie (erupcja wulkanu, atak drapieżników itp.). nieokresowe .

Wzorce działania czynników środowiskowych

Wpływ czynników środowiskowych na organizmy żywe charakteryzuje się pewnymi wzorcami ilościowymi i jakościowymi.

Niemiecki agrochemik J. Liebig obserwując wpływ nawozów chemicznych na rośliny odkrył, że ograniczenie dawki któregokolwiek z nich prowadzi do spowolnienia wzrostu. Obserwacje te pozwoliły naukowcowi sformułować regułę zwaną prawem minimum (1840).

Prawo minimum : możliwości życiowe organizmu (żniwa, produkcja) zależą od czynnika, którego ilość i jakość jest bliska minimum wymaganego przez organizm lub ekosystem (mimo że inne czynniki mogą występować w nadmiarze i nie w pełni wykorzystane) ). adaptacja ekologiczna gleba abiotyczna

Te same substancje w nadmiarze również zmniejszają plony. Kontynuując swoje badania, w 1913 roku amerykański biolog V. Shelford sformułował prawo tolerancji.

Prawo tolerancji: O zdolnościach życiowych organizmu decydują czynniki środowiskowe, które są nie tylko minimalne, ale także maksymalne, to znaczy zarówno niedobór, jak i nadmiar czynnika środowiskowego mogą decydować o żywotności organizmu. Na przykład brak wody utrudnia asymilację minerały roślin, a nadmiar powoduje gnicie i zakwaszenie gleby.

Czynniki utrudniające rozwój organizmu z powodu ich niedoboru lub nadmiaru w stosunku do zapotrzebowania (zawartość optymalna) nazywa się ograniczające .

W charakterze wpływu czynników środowiskowych na organizm i w reakcjach istnieje wiele ogólne wzorce, które wpisują się w pewien ogólny schemat działania czynnika środowiskowego na żywotną aktywność organizmu (ryc. 3).

Na ryc. 3 oś odciętych pokazuje intensywność czynnika (na przykład temperaturę, oświetlenie itp.), A oś rzędnych pokazuje reakcję organizmu na wpływ czynnika środowiskowego (na przykład tempo wzrostu, produktywność itp.) .

Zasięg działania czynnika środowiskowego ograniczony jest wartościami progowymi (punkty A i D), przy których istnienie organizmu jest jeszcze możliwe. Są to dolna (A) i górna (D) granica życia. Punkty B i C odpowiadają granicom normalnego życia.

Działanie czynnika środowiskowego charakteryzuje się obecnością trzech stref utworzonych przez charakterystyczne punkty progowe:

1 – strefa optymalna – strefa normalnej aktywności życiowej,

2 - strefy stresu (strefa minimalna i maksymalna) - strefy dysfunkcji spowodowanej brakiem lub nadmiarem czynnika,

3 - strefa śmierci.

Ryż. 3. Schemat działania czynnika środowiskowego na organizmy żywe:

1 - optymalna, strefa normalnej aktywności życiowej, 2 - strefa zmniejszonej aktywności życiowej (depresja), 3 - strefa śmierci

Przy minimalnym i maksymalnym współczynniku ciało może żyć, ale nie osiąga szczytu (strefy stresu). Zakres pomiędzy minimum i maksimum współczynnika określa wielkość tolerancji (stabilności) dla danego współczynnika ( tolerancja - zdolność organizmu do tolerowania odchyleń wartości czynników środowiskowych od wartości optymalnych dla niego).

Przystosowanie organizmów żywych do czynników środowiskowych

Dostosowanie - Jest to proces adaptacji organizmu do określonych warunków środowiskowych. Wymierają jednostki nieprzystosowane do danych lub zmieniających się warunków.

Główne rodzaje adaptacji:

Adaptacja behawioralna (ukrywanie się w ofiarach, śledzenie ofiary u drapieżników);

Adaptacja fizjologiczna (zimowanie - hibernacja, migracje ptaków);

Adaptacja morfologiczna (zmiany w formach życia roślin i zwierząt - rośliny na pustyni nie mają liści, organizmy wodne mają budowę ciała przystosowaną do pływania).

Nisza ekologiczna

Nisza ekologiczna - jest to ogół wszystkich czynników i warunków środowiskowych, w których gatunek może istnieć w przyrodzie.

Podstawowa nisza ekologiczna zdeterminowane cechami fizjologicznymi organizmów.

Wdrożona nisza reprezentuje warunki, w jakich gatunek faktycznie występuje w przyrodzie, jest częścią podstawowej niszy;

Czynniki abiotyczne środowiska lądowego (klimatyczne)

Temperatura - najważniejszy czynnik ograniczający. Każdy organizm może żyć tylko w określonym zakresie temperatur. Granice wytrzymałości temperaturowej są różne.

Gorące źródła Kamczatki, t > 80°C - owady, mięczaki.

Antarktyda, t do -70°C - algi, porosty, pingwiny.

Światło jest podstawowym źródłem energii, bez której życie na Ziemi nie jest możliwe. Światło bierze udział w procesie fotosyntezy, dzięki czemu roślinność tworzy związki organiczne z nieorganicznych. Jest to jego najważniejsza funkcja ekologiczna.

Obszar promieniowania fizjologicznie czynnego wynosi l = 380-760 nm (widoczna część widma).

Podczerwony obszar widma l > 760 nm (źródło energii cieplnej).

Obszar ultrafioletowy widma l< 380 нм.

Intensywność oświetlenia jest ważny dla organizmów żywych, zwłaszcza roślin. Zatem w odniesieniu do oświetlenia rośliny dzielą się na światłolubne (nie tolerują cieni), kochające cień (nie tolerują jasnych światło słoneczne), tolerancyjne pod względem cienia (posiadają szeroki zakres tolerancji). Na intensywność światła wpływa szerokość geograficzna obszaru, pora dnia i roku, a także nachylenie powierzchni względem poziomu.

Organizmy są fizjologicznie przystosowane do cyklu dnia i nocy. Prawie wszystkie żywe organizmy mają dobowy rytm aktywności związany ze zmianą dnia i nocy.

Organizmy przystosowane są do sezonowych zmian długości dnia (początek kwitnienia, dojrzewania).

Ilość opadów. Dla organizmów żywych najważniejszym czynnikiem ograniczającym jest rozkład opadów według pory roku. Czynnik ten determinuje podział ekosystemów na las, step i pustynię. Tak więc, jeśli ilość opadów wynosi > 750 mm/rok - powstają lasy, 250-750 mm/rok - stepy (zboża),< 250 мм/год - пустыни (кактусы 50-100 мм/год). Максимальное количество осадков характерно для тропических влажных лесов 2500 мм/год, минимальное количество зарегистрировано в пустыне Сахара - 0,18 мм/год.

Opady są jednym z ogniw obiegu wody na Ziemi. Wzorce opadów determinują migrację substancji zanieczyszczających atmosferę.

Inne czynniki klimatyczne mające znaczący wpływ na organizmy żywe to wilgotność powietrza, ruch mas powietrza (wiatr), ciśnienie atmosferyczne, wysokość nad poziomem morza i ukształtowanie terenu.

Czynniki abiotyczne pokrycie gleby

Czynniki abiotyczne pokrywy glebowej nazywane są edaficznymi (z gr. edafos- gleba).

Gleba - jest to szczególna formacja naturalna, która powstała w wyniku zmian w powierzchniowej warstwie litosfery pod wpływem połączonego wpływu wody, powietrza i organizmów żywych. Gleba jest łącznikiem pomiędzy biotycznymi i abiotycznymi czynnikami biogeocenozy.

Najważniejszą właściwością gleby jest żyzność, czyli jej zdolność do zaspokajania potrzeb roślin składniki odżywcze ach, powietrze i inne czynniki i na tej podstawie zapewniają plony roślin rolniczych, a także produktywność dzikich form roślinności.

Właściwości gleby

? Charakterystyka fizyczna : struktura, porowatość, temperatura, pojemność cieplna, wilgotność.

Zazwyczaj cząstki tworzące glebę dzielą się na glinę (o średnicy mniejszej niż 0,002 mm), muł (0,002-0,02 mm), piasek (0,02-2,0 mm) i żwir (większy niż 2 mm). Struktura mechaniczna gleby jest bardzo ważna dla rolnictwa, określając wysiłek wymagany do uprawy gleby, wymaganą ilość podlewania itp. Dobre gleby zawierają w przybliżeniu równe ilości piasku i gliny; nazywane są glinami. Przewaga piasku sprawia, że ​​gleba jest bardziej krucha i łatwiejsza w uprawie; z drugiej strony gorzej zatrzymuje wodę i składniki odżywcze. Gleby gliniaste słabo przepuszczają wodę, są podmokłe i lepkie, ale zawierają wiele składników odżywczych i nie ulegają wymyciu. Skalistość gleby (obecność dużych cząstek) wpływa na zużycie narzędzi rolniczych.

? Charakterystyka chemiczna : reakcja środowiska, stopień zasolenia, skład chemiczny.

pH = -logH, pH = 7 - środowisko neutralne, pH< 7 - кислая, рН >7 - alkaliczny.

Zgodnie ze składem chemicznym składnika mineralnego gleba składa się z piasku i mułu (forma kwarcu (krzemionki)SiO2 z dodatkami krzemianów (Al4(SiO4)3, Fe4(SiO4)3, Fe2SiO4) oraz minerałów ilastych (krystalicznych związki krzemianów i wodorotlenku glinu)).

? Charakterystyka biologiczna : organizmy żywe (robaki) zamieszkujące glebę (grzyby, bakterie, glony).

Profil gleby

Tworzenie się gleby następuje od góry do dołu, co znajduje odzwierciedlenie w profilu glebowym. W wyniku ruchu i przemian substancji gleba dzieli się na osobne warstwy lub poziomy, których połączenie tworzy profil glebowy. W profilu glebowym wyróżnia się trzy horyzonty (ryc. 4).

1. A- horyzont próchniczo-akumulacyjny (do kilkudziesięciu cm), który dzieli się na trzy podhoryzonty:

A0 - ściółka (trawa): świeżo opadłe liście i rozkładające się szczątki roślin i zwierząt;

A1 - poziom próchniczny: mieszanina częściowo rozłożonej materii organicznej, organizmów żywych i substancji nieorganicznych;

A2 - poziom eluwialny (wymywanie): sole i substancje organiczne są ługowane, wymywane i zmywane do poziomu B.

2. W- poziom iluwialny (wymywanie): tutaj substancje organiczne są przetwarzane przez rozkładających się do postaci mineralnej, następuje akumulacja substancji mineralnych (węglany, gips, minerały ilaste).

3. Z- skała macierzysta (góra).

Czynniki abiotyczne środowiska wodnego

Woda zajmuje przeważającą część powierzchni ziemi – 71%.

Gęstość. Środowisko wodne jest bardzo wyjątkowe, np. gęstość wody jest 800 razy większa niż gęstość powietrza, a jej lepkość jest 55 razy. Ma to wpływ na styl życia i formy życia jego mieszkańców.

Pojemność cieplna. Woda, posiadająca dużą pojemność cieplną, jest głównym odbiornikiem i akumulatorem energii słonecznej.

Ruchliwość pomaga zachować względną jednorodność właściwości fizycznych i chemicznych.

Temperatura. Rozwarstwienie temperaturowe (zmiany temperatury wraz z głębokością) wpływa na rozmieszczenie organizmów żywych w wodzie oraz przenoszenie i dyspersję zanieczyszczeń. Występują okresowe zmiany temperatury wody (roczne, dobowe, sezonowe).

Przezroczystość woda jest zdeterminowana reżimem świetlnym nad powierzchnią wody i zależy od zawartości substancji zawieszonych. Fotosynteza roślin zależy od przezroczystości.

Zasolenie. Zawartość węglanów, siarczanów i chlorków w wodzie ma ogromne znaczenie dla organizmów żywych. W świeże wody Jest niewiele soli, głównie węglanów. W wodach morskich dominują siarczany i chlorki. Zawartość soli w wodach Oceanu Światowego wynosi 35 g/l, w Morzu Czarnym – 19, w Morzu Kaspijskim – 14, w Morzu Martwym – 240 g/l.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

    Ogólne zasady i wzorce wpływu czynników środowiskowych na organizmy żywe. Klasyfikacja czynników środowiskowych. Charakterystyka czynników abiotycznych i biotycznych. Pojęcie optymalne. Prawo minimum Liebiga. Prawo Shelforda czynników ograniczających.

    praca na kursie, dodano 01.06.2015

    Pojęcie czynników środowiskowych, ich klasyfikacja oraz wyznaczanie wartości optymalnych i tolerancji. Czynniki ograniczające i prawo Liebiga. Wpływ przyczyn środowiskowych na dynamikę populacji. Główne sposoby adaptacji człowieka do zmian czynników abiotycznych.

    streszczenie, dodano 24.03.2011

    Ekosystem jako główna jednostka funkcjonalna ekologii, obejmująca organizmy żywe i środowisko abiotyczne, schemat struktury biogeocenozy. Wpływ czynników naturalnych i antropogenicznych na ekosystemy. Sposoby rozwiązywania stanu kryzysowego systemów ekologicznych.

    streszczenie, dodano 27.11.2009

    Charakterystyka środowisk wodnych, gruntowo-powietrznych i glebowych jako głównych składników biosfery. Badanie biotycznych, abiotycznych, antropogenicznych grup czynników środowiskowych, określenie ich wpływu na organizmy. Opis zasobów energii i żywności.

    streszczenie, dodano 08.07.2010

    Charakterystyka porównawcza siedlisk i adaptacji organizmów do nich. Warunki życia organizmów w środowisku powietrzno-wodnym. Pojęcie i klasyfikacja czynników środowiska, prawa ich działania (prawo optymalności, minimum, wymienność czynników).

    prezentacja, dodano 06.06.2017

    Struktura środowiska. Złożone oddziaływanie czynników środowiskowych na organizm. Wpływ czynników przyrodniczo-ekologicznych i społeczno-ekologicznych na organizm człowieka i jego aktywność życiową. Proces przyspieszania. Zaburzenie biorytmu. Alergia populacji.

    streszczenie, dodano 19.02.2009

    streszczenie, dodano 07.06.2010

    Zmiany czynników środowiskowych w zależności od działalności człowieka. Cechy interakcji czynników środowiskowych. Prawa minimum i tolerancji. Klasyfikacja czynników środowiskowych. Czynniki abiotyczne, biotyczne i antropiczne.

    praca na kursie, dodano 01.07.2015

    Wpływ czynników środowiskowych na stan ekosystemów. Cechy ekspozycji na światło słoneczne. Skład energii promienistej, wpływ światła widzialnego na rośliny. Rytm sezonowy w życiu organizmów, reżim termiczny. Kriofile i termofile.

    wykład, dodano 15.11.2009

    Czynniki środowiskowe, wpływ na organizmy żywe i ekosystemy. Oddziaływanie układu środowisko-organizm. Mechanizmy adaptacji do środowiska. Zdrowie jako kategoria ekologii człowieka. Wpływ niekorzystnych czynników środowiskowych na zachorowalność człowieka.

Pod czynniki środowiskowe rozumieć te oddziaływania, właściwości elementów ekosystemu i cechy jego środowiska zewnętrznego, które mają bezpośredni wpływ na charakter i intensywność procesów zachodzących w ekosystemie.

Liczba różnych czynników środowiskowych wydaje się potencjalnie nieograniczona, dlatego ich klasyfikacja jest sprawą trudną. Do użytku klasyfikacyjnego różne znaki, biorąc pod uwagę zarówno różnorodność tych czynników, jak i ich właściwości.

W odniesieniu do ekosystemu czynniki środowiskowe dzielą się na zewnętrzne (egzogenne lub entopowe) i wewnętrzne (endogenne). Pomimo pewnej konwencji takiego podziału uważa się, że czynniki zewnętrzne oddziałujące na ekosystem same w sobie nie podlegają lub prawie nie podlegają jego oddziaływaniu. Należą do nich promieniowanie słoneczne, opady, ciśnienie atmosferyczne, prędkość wiatru i prądu itp. Czynniki wewnętrzne korelują z właściwościami samego ekosystemu i go tworzą, czyli są częścią jego składu. Jest to liczba i biomasa populacji, ilość różnych substancji chemicznych, charakterystyka masy wody lub gleby itp.

Podział taki w praktyce zależy od sformułowania problemu badawczego. Na przykład, jeśli przeanalizuje się zależność rozwoju jakiejkolwiek biogeocenozy od temperatury gleby, wówczas ten czynnik (temperatura) zostanie uznany za zewnętrzny. Jeśli przeanalizuje się dynamikę zanieczyszczeń w biogeocenozie, wówczas temperatura gleby będzie czynnikiem wewnętrznym w odniesieniu do biogeocenozy, ale zewnętrznym w stosunku do procesów determinujących zachowanie się w niej substancji zanieczyszczającej.

Czynniki środowiskowe mogą mieć pochodzenie naturalne lub antropogeniczne. Czynniki naturalne dzielą się na dwie kategorie: czynniki natury nieożywionej - abiotyczny i czynniki natury żywej - biotyczny. Najczęściej wyróżnia się trzy równe grupy. Tę klasyfikację czynników środowiskowych przedstawiono na rysunku 2.5.

Rysunek 2.5. Klasyfikacja czynników środowiskowych.

DO abiotyczny Czynniki obejmują zestaw czynników w środowisku nieorganicznym, które wpływają na życie i rozmieszczenie organizmów. Atrakcja fizyczny(którego źródłem jest stan lub zjawisko fizyczne), chemiczny(pochodzić z skład chemicznyśrodowisko (zasolenie wody, zawartość tlenu)), edaficzny(gleba – zespół mechanicznych i innych właściwości gleby oddziałujących na organizmy żyjącej w glebie fauny i flory oraz na system korzeniowy roślin (wpływ wilgoci, struktury gleby, zawartości próchnicy)), hydrologiczny.

Pod biotyczny czynniki zrozumieć całokształt wpływu aktywności życiowej niektórych organizmów na inne (interakcje wewnątrzgatunkowe i międzygatunkowe). Interakcje wewnątrzgatunkowe rozwijają się w wyniku rywalizacji w warunkach rosnącej liczebności i gęstości populacji o miejsca gniazdowania i zasoby pożywienia. Międzygatunkowe są znacznie bardziej zróżnicowane. Są podstawą istnienia zbiorowisk biotycznych. Czynniki biotyczne mają zdolność oddziaływania na środowisko abiotyczne, tworząc mikroklimat, czyli mikrośrodowisko, w którym żyją organizmy żywe.

Oddzielnie przydziel antropogeniczny czynniki powstałe w wyniku działalności człowieka. Należą do nich na przykład zanieczyszczenie środowiska, erozja gleby, niszczenie lasów itp. Niektóre rodzaje wpływu człowieka na środowisko zostaną omówione bardziej szczegółowo w sekcji 2.3.

Istnieją inne klasyfikacje czynników środowiskowych. Mogą na przykład oddziaływać na organizm bezpośredni I pośredni rozwój. Oddziaływania pośrednie przejawiają się poprzez inne czynniki środowiskowe.

Czynniki, których zmiany powtarzają się w czasie - okresowy (czynniki klimatyczne, przypływy i odpływy) oraz te, które pojawiają się nieoczekiwanie - nieokresowe .

Czynniki środowiskowe mają złożony wpływ na organizm w przyrodzie. Zespół czynników, pod wpływem których zachodzą wszystkie podstawowe procesy życiowe organizmów, w tym normalny rozwój i rozmnażanie, nazywa się „ warunki życia " Wszystkie żywe organizmy są do tego zdolne dostosowanie (urządzenie) do warunków środowiskowych. Rozwija się pod wpływem trzech głównych czynników: dziedziczność , zmienność I naturalny (i sztuczna) selekcja. Istnieją trzy główne sposoby adaptacji:

- aktywny – wzmocnienie odporności, rozwój procesów regulacyjnych pozwalających organizmowi na realizację funkcji życiowych w zmienionych warunkach środowiskowych. Przykładem jest utrzymywanie stałej temperatury ciała.

- Pasywny – podporządkowanie funkcji życiowych organizmu zmianom warunków środowiskowych. Przykładem jest przejście wielu organizmów w stan anabolizm.

- Unikanie działań niepożądanych – rozwój przez organizm takich cykli życiowych i zachowań, które pozwalają mu uniknąć niekorzystnych skutków. Przykładem są sezonowe migracje zwierząt.

Organizmy zazwyczaj wykorzystują kombinację wszystkich trzech ścieżek. Adaptacja może opierać się na trzech głównych mechanizmach, na podstawie których wyróżnia się następujące typy:

- Adaptacja morfologiczna towarzyszą zmiany w strukturze organizmów (na przykład modyfikacje liści u roślin pustynnych). To adaptacje morfologiczne prowadzą do powstawania pewnych form życia u roślin i zwierząt.

- Adaptacje fizjologiczne – zmiany w fizjologii organizmów (na przykład zdolność wielbłąda do dostarczania organizmowi wilgoci poprzez utlenianie zapasów tłuszczu).

- Adaptacje etologiczne (behawioralne). charakterystyczne dla zwierząt . Na przykład sezonowe migracje ssaków i ptaków, hibernacja.

Czynniki środowiskowe mają wyrażenie ilościowe (patrz rysunek 2.6). W odniesieniu do każdego czynnika można wyróżnić strefa optymalna (normalna aktywność życiowa), strefa pesymalna (ucisk) i granice wytrzymałości organizmu (górne i dolne). Optymalna to ilość czynnika środowiskowego, przy której intensywność aktywności życiowej organizmów jest maksymalna. W strefie pesymalnej aktywność życiowa organizmów zostaje stłumiona. Poza granicami wytrzymałości istnienie organizmu jest niemożliwe.

Rysunek 2.6. Zależność działania czynnika środowiskowego od jego ilości.

Nazywa się to zdolnością organizmów żywych do tolerowania ilościowych wahań działania czynnika środowiskowego w takim czy innym stopniu tolerancja środowiskowa (wartościowość, plastyczność, stabilność). Nazywa się wartości współczynnika środowiskowego pomiędzy górną i dolną granicą wytrzymałości strefa (zakres) tolerancji. Aby wskazać granice tolerancji na warunki środowiskowe, stosuje się określenia „ eurybiont" - organizm o szerokiej granicy tolerancji - oraz " stenobiont» – wąskim (patrz rysunek 2.7). Konsole codziennie- I steno- używane do tworzenia słów charakteryzujących wpływ różnych czynników środowiskowych, na przykład temperatury (stenotermicznej - eurytermicznej), zasolenia (stenotermicznej - euryhalinowej), żywności (stenofagicznej - euryfagicznej) itp.

Rysunek 2.7. Wartościowość ekologiczna (plastyczność) gatunków (wg Yu. Oduma, 1975)

Strefy tolerancji poszczególnych osobników nie pokrywają się; u gatunku są oczywiście szersze niż u któregokolwiek osobnika. Zbiór takich cech dla wszystkich czynników środowiskowych wpływających na organizm nazywa się spektrum ekologiczne gatunku

Nazywa się czynnikiem ekologicznym, którego wartość ilościowa wykracza poza trwałość gatunku ograniczające (ograniczające). Taki czynnik ograniczy rozprzestrzenianie się i aktywność życiową gatunku, nawet jeśli wartości ilościowe wszystkich innych czynników będą korzystne.

Pojęcie „czynnika ograniczającego” zostało po raz pierwszy wprowadzone już w 1840 r. przez J. Liebiga, który stworzył „ prawo minimum” : Możliwości życiowe ekosystemu są ograniczone przez te czynniki środowiskowe, których ilość i jakość są zbliżone do minimum wymaganego przez ekosystem, a ich redukcja prowadzi do śmierci organizmu lub zniszczenia ekosystemu.

Ideę ograniczającego wpływu maksimum wraz z minimum wprowadził W. Shelford w 1913 roku, formułując tę ​​zasadę jako « prawo tolerancji” : Czynnikiem ograniczającym dobrobyt organizmu (gatunku) może być minimalny lub maksymalny wpływ na środowisko, a zakres pomiędzy nimi określa wielkość wytrzymałości (tolerancji) organizmu w stosunku do tego czynnika.

Teraz prawo tolerancji sformułowane przez V. Shelforda zostało rozszerzone o szereg dodatkowych przepisów:

1. organizmy mogą wykazywać szeroki zakres tolerancji na jeden czynnik i wąski zakres tolerancji na inny;

2. najpowszechniejsze są organizmy o szerokim zakresie tolerancji;

3. zakres tolerancji jednego czynnika środowiskowego może zależeć od zakresów tolerancji innych czynników środowiskowych;

4. jeżeli wartości jednego z czynników środowiskowych nie są optymalne dla organizmu, wówczas wpływa to również na zakres tolerancji na inne czynniki środowiskowe oddziałujące na organizm;

5. granice wytrzymałości w znacznym stopniu zależą od stanu organizmu; Zatem granice tolerancji dla organizmów w okresie lęgowym lub w stadium larwalnym są zwykle węższe niż w przypadku osobników dorosłych;

Można wyróżnić kilka wzorców wspólnego działania czynników środowiskowych. Najważniejsze z nich:

1. Prawo względności czynników środowiskowych – kierunek i intensywność działania czynnika środowiskowego zależą od ilości, w jakich jest on pobierany oraz od tego, z jakimi innymi czynnikami działa. Nie ma absolutnie korzystnych ani szkodliwych czynników środowiskowych, wszystko zależy od ilości: korzystne są tylko wartości optymalne.

2. Prawo względnej zastępowalności i absolutnej niezastępowalności czynników środowiskowych – całkowitego braku któregokolwiek z obowiązkowych warunków życia nie można zastąpić innymi czynnikami środowiskowymi, natomiast niedobór lub nadmiar niektórych czynników środowiskowych można zrekompensować działaniem innych czynników środowiskowych.

Wszystkie te wzorce są istotne w praktyce. Tym samym nadmierne nawożenie gleby nawozami azotowymi prowadzi do akumulacji azotanów w produktach rolnych. Powszechne stosowanie środków powierzchniowo czynnych zawierających fosfor powoduje szybki rozwój biomasy glonów i pogorszenie jakości wody. Wiele zwierząt i roślin jest bardzo wrażliwych na zmiany parametrów czynników środowiskowych. Koncepcja czynników ograniczających pozwala nam zrozumieć wiele negatywne konsekwencje działalność człowieka związana z nieudolnym lub niepiśmiennym wpływem na środowisko naturalne.

Nazywa się wszelkie właściwości lub składniki środowiska zewnętrznego, które wpływają na organizmy czynniki środowiskowe. Światło, ciepło, stężenie soli w wodzie lub glebie, wiatr, grad, wrogowie i patogeny – to wszystko czynniki środowiskowe, których lista może być bardzo długa.

Wśród nich są abiotyczny związane z przyroda nieożywiona, I biotyczny związane z wzajemnym oddziaływaniem organizmów.

Czynniki środowiskowe są niezwykle różnorodne, a każdy gatunek, doświadczając ich wpływu, reaguje na nie inaczej. Istnieją jednak pewne ogólne prawa regulujące reakcje organizmów na dowolny czynnik środowiskowy.

Głównym jest prawo optymalne. Odzwierciedla to, jak żywe organizmy tolerują różne siły czynników środowiskowych. Siła każdego z nich stale się zmienia. Żyjemy w świecie o zmiennych warunkach i tylko w niektórych miejscach na planecie wartości niektórych czynników są mniej więcej stałe (w głębinach jaskiń, na dnie oceanów).

Prawo optymalności wyraża się w tym, że każdy czynnik środowiskowy ma pewne granice pozytywnego wpływu na organizmy żywe.

W przypadku odchylenia od tych granic znak efektu zmienia się na przeciwny. Na przykład zwierzęta i rośliny nie tolerują ekstremalnych upałów i silnych mrozów; Optymalne są średnie temperatury. Podobnie niekorzystna dla upraw jest susza i ciągłe ulewne deszcze. Prawo optymalnego wskazuje zakres każdego czynnika dla żywotności organizmów. Na wykresie wyraża to symetryczna krzywa pokazująca, jak zmienia się aktywność życiowa gatunku wraz ze stopniowym wzrostem wpływu czynnika (ryc. 13).

Rycina 13. Schemat działania czynników środowiskowych na organizmy żywe. 1,2 - punkty krytyczne
(aby powiększyć obraz, kliknij na zdjęcie)

W środku pod krzywą - strefa optymalna. Przy optymalnych wartościach tego czynnika organizmy aktywnie rosną, żerują i rozmnażają się. Im bardziej wartość współczynnika odchyla się w prawo lub w lewo, czyli w kierunku zmniejszania lub zwiększania siły działania, tym jest to mniej korzystne dla organizmów. Krzywa odzwierciedlająca aktywność życiową gwałtownie opada po obu stronach maksimum. Są dwa strefy pesymalne. Kiedy krzywa przecina oś poziomą, są dwie punkty krytyczne. Są to wartości czynnika, których organizmy nie są już w stanie wytrzymać, powyżej których następuje śmierć. Odległość pomiędzy punktami krytycznymi pokazuje stopień tolerancji organizmów na zmiany czynnika. Warunki w pobliżu punktów krytycznych są szczególnie trudne do przeżycia. Takie warunki nazywane są skrajny.

Jeśli narysujesz optymalne krzywe dla danego czynnika, np. temperatury, dla różnych gatunków, nie będą się one pokrywać. Często to, co jest optymalne dla jednego gatunku, jest pesymistyczne dla innego lub nawet leży poza punktami krytycznymi. Wielbłądy i skoczki nie mogły żyć w tundrze, ale renifer i lemingi - na gorących południowych pustyniach.

Ekologiczne zróżnicowanie gatunków przejawia się także w położeniu punktów krytycznych: dla niektórych są one blisko siebie, dla innych są szeroko rozstawione. Oznacza to, że wiele gatunków może żyć tylko w bardzo stabilnych warunkach, przy niewielkich zmianach czynników środowiskowych, podczas gdy inne mogą wytrzymać duże wahania. Na przykład niecierpek więdnie, jeśli powietrze nie jest nasycone parą wodną, ​​a trawa pierzasta dobrze toleruje zmiany wilgotności i nie umiera nawet podczas suszy.

Zatem prawo optymalności pokazuje nam, że dla każdego typu istnieje własna miara wpływu każdego czynnika. Zarówno zmniejszenie, jak i zwiększenie narażenia powyżej tej miary prowadzi do śmierci organizmów.

Nie mniej ważne jest zrozumienie związku gatunku ze środowiskiem prawo czynników ograniczających.

W przyrodzie na organizmy wpływa jednocześnie cały szereg czynników środowiskowych w różnych kombinacjach i o różnej sile. Nie jest łatwo wyodrębnić rolę każdego z nich. Który z nich znaczy więcej niż inne? To, co wiemy o prawie optymalności, pozwala nam zrozumieć, że nie ma czynników całkowicie pozytywnych lub negatywnych, ważnych lub drugorzędnych, ale wszystko zależy od siły każdego wpływu.

Prawo czynnika ograniczającego mówi, że najważniejszym czynnikiem jest ten, który najbardziej odbiega od wartości optymalnych dla organizmu.

Od tego zależy przetrwanie jednostek w tym konkretnym okresie. W innych okresach inne czynniki mogą stać się ograniczające i przez całe życie organizmy napotykają różnorodne ograniczenia w swojej aktywności życiowej.

Praktyka rolnicza nieustannie mierzy się z prawami czynników optymalnych i ograniczających. Na przykład wzrost i rozwój pszenicy, a co za tym idzie i plony, są stale ograniczane przez krytyczne temperatury, brak lub nadmiar wilgoci, brak nawozów mineralnych, a czasami tak katastrofalne skutki, jak grad i burze. Wiele wysiłku i pieniędzy wymaga utrzymanie optymalnych warunków dla upraw, a jednocześnie przede wszystkim kompensowanie lub łagodzenie wpływu czynników ograniczających.

Siedliska różnych gatunków są zaskakująco zróżnicowane. Niektóre z nich, np. niektóre drobne roztocza czy owady, całe życie spędzają wewnątrz liścia rośliny, która jest dla nich całym światem, inne zaś opanowują rozległe i różnorodne przestrzenie, jak np. renifery, wieloryby w oceanie, ptaki wędrowne .

W zależności od tego, gdzie żyją przedstawiciele różnych gatunków, wpływają na nich różne zestawy czynników środowiskowych. Na naszej planecie jest ich kilka podstawowe warunki życia, bardzo różne pod względem warunków życia: woda, ziemia-powietrze, gleba. Siedliska to także same organizmy, w których żyją inne.

Wodne środowisko życia. Wszyscy mieszkańcy wód, pomimo różnic w stylu życia, muszą być dostosowani do głównych cech swojego środowiska. O cechach tych decydują przede wszystkim właściwości fizyczne wody: jej gęstość, przewodność cieplna, zdolność rozpuszczania soli i gazów.

Gęstość woda decyduje o jej znacznej sile wyporu. Oznacza to, że masa organizmów w wodzie jest mniejsza i staje się ona możliwa do przewodzenia życie trwałe w słupie wody bez opadania na dno. Wiele gatunków, przeważnie małych, niezdolnych do szybkiego i aktywnego pływania, zdaje się unosić w wodzie, będąc w niej zawieszonymi. Nazywa się zbiór takich małych mieszkańców wodnych plankton. Plankton obejmuje mikroskopijne algi, małe skorupiaki, ikrę i larwy ryb, meduzy i wiele innych gatunków. Organizmy planktonowe unoszone są przez prądy i nie są w stanie się im oprzeć. Obecność planktonu w wodzie umożliwia odżywienie typu filtracyjnego, czyli przecedzanie, przy użyciu różnych urządzeń, drobnych organizmów i cząstek pokarmu zawieszonych w wodzie. Rozwija się zarówno u zwierząt pływających, jak i siedzących, takich jak liliowce, małże, ostrygi i inne. Siedzący tryb życia byłby niemożliwy dla mieszkańców wodnych, gdyby nie było planktonu, a to z kolei jest możliwe tylko w środowisku o wystarczającej gęstości.

Gęstość wody utrudnia aktywne poruszanie się w niej, dlatego szybko pływające zwierzęta, takie jak ryby, delfiny, kalmary, muszą mieć mocne mięśnie i opływowy kształt ciała. Ze względu na dużą gęstość wody ciśnienie znacznie wzrasta wraz z głębokością. Mieszkańcy głębin morskich są w stanie wytrzymać ciśnienie tysiące razy wyższe niż na powierzchni lądu.

Światło przenika do wody tylko na niewielką głębokość, dlatego organizmy roślinne mogą istnieć tylko w górnych poziomach słupa wody. Nawet w najczystszych morzach fotosynteza jest możliwa tylko do głębokości 100-200 m. Na większych głębokościach nie ma roślin, a zwierzęta głębinowe żyją w całkowitej ciemności.

Temperatura w zbiornikach wodnych jest bardziej miękki niż na lądzie. Ze względu na dużą pojemność cieplną wody, wahania temperatury w niej są wygładzone, a mieszkańcy wód nie stoją przed koniecznością przystosowania się do silne mrozy lub czterdziestostopniowy upał. Tylko w gorących źródłach temperatura wody może zbliżyć się do punktu wrzenia.

Jedną z trudności w życiu mieszkańców wodnych jest ograniczona ilość tlenu. Jego rozpuszczalność nie jest zbyt wysoka, a ponadto znacznie spada, gdy woda jest zanieczyszczona lub podgrzana. Dlatego w zbiornikach czasami są zawiesza się- masowa śmierć mieszkańców z powodu braku tlenu, która następuje z różnych powodów.

Skład soliŚrodowisko jest również bardzo ważne dla organizmów wodnych. Gatunki morskie nie mogą żyć w wodach słodkich, a zwierzęta słodkowodne nie mogą żyć w morzach z powodu zakłócenia funkcji komórek.

Ziemio-powietrzne środowisko życia. To środowisko ma inny zestaw funkcji. Jest generalnie bardziej złożony i zróżnicowany niż wodny. Ma dużo tlenu, dużo światła, ostrzejsze zmiany temperatury w czasie i przestrzeni, znacznie słabsze spadki ciśnienia i często występuje niedobór wilgoci. Chociaż wiele gatunków potrafi latać, a małe owady, pająki, mikroorganizmy, nasiona i zarodniki roślin przenoszone są przez prądy powietrza, żerowanie i rozmnażanie organizmów odbywa się na powierzchni ziemi lub roślin. W środowisku o tak małej gęstości, jak powietrze, organizmy potrzebują wsparcia. Dlatego rośliny lądowe rozwinęły tkanki mechaniczne, a zwierzęta lądowe mają wyraźniejszy szkielet wewnętrzny lub zewnętrzny niż zwierzęta wodne. Mała gęstość powietrza ułatwia poruszanie się w nim.

M. S. Gilyarov (1912-1985), wybitny zoolog, ekolog, akademik, twórca szeroko zakrojonych badań nad światem zwierząt glebowych, lot pasywny opanowało około dwóch trzecich mieszkańców lądu. Większość z nich to owady i ptaki.

Powietrze jest złym przewodnikiem ciepła. Ułatwia to oszczędzanie ciepła wytwarzanego wewnątrz organizmów i utrzymywanie stałej temperatury u zwierząt stałocieplnych. Sam rozwój ciepłokrwistości stał się możliwy w środowisko lądowe. Przodkowie współczesnych ssaków wodnych - wielorybów, delfinów, morsów, fok - żyli kiedyś na lądzie.

Mieszkańcy lądu posiadają różnorodne przystosowania związane z zaopatrzeniem się w wodę, zwłaszcza w warunkach suchych. U roślin jest to silny system korzeniowy, wodoodporna warstwa na powierzchni liści i łodyg oraz zdolność do regulowania parowania wody przez aparaty szparkowe. U zwierząt są to także odmienne cechy budowy ciała i powłoki, ale dodatkowo odpowiednie zachowanie również przyczynia się do utrzymania równowagi wodnej. Mogą na przykład migrować do wodopojów lub aktywnie unikać szczególnie suchych warunków. Niektóre zwierzęta mogą przeżyć całe życie na suchej karmie, jak na przykład skoczki czy znana ćma odzieżowa. W tym przypadku woda potrzebna organizmowi powstaje w wyniku utleniania komponentyżywność.

Wiele innych czynników środowiskowych również odgrywa ważną rolę w życiu organizmów lądowych, takich jak skład powietrza, wiatry i topografia powierzchni ziemi. Pogoda i klimat są szczególnie ważne. Mieszkańcy środowiska lądowo-powietrznego muszą być przystosowani do klimatu tej części Ziemi, w której żyją i tolerować zmienność warunków pogodowych.

Gleba jako środowisko życia. Gleba to cienka warstwa powierzchni lądu, przetworzona przez działalność istot żywych. Cząsteczki stałe przenikają do gleby porami i zagłębieniami, są wypełnione częściowo wodą, a częściowo powietrzem, dzięki czemu w glebie mogą zamieszkiwać również drobne organizmy wodne. Bardzo ważną cechą gleby jest objętość małych zagłębień w glebie. Na glebach luźnych może wynosić do 70%, a na glebach zwięzłych około 20%. W tych porach i wgłębieniach lub na powierzchni cząstek stałych żyje ogromna różnorodność mikroskopijnych stworzeń: bakterie, grzyby, pierwotniaki, glisty, stawonogi. Większe zwierzęta same wykonują przejścia w glebie. Cała gleba jest penetrowana przez korzenie roślin. Głębokość gleby zależy od głębokości wnikania korzeni i aktywności ryjących zwierząt. Nie przekracza 1,5-2 m.

Powietrze w zagłębieniach glebowych jest zawsze nasycone parą wodną, ​​a jego skład jest wzbogacony w dwutlenek węgla i zubożony w tlen. W ten sposób warunki życia w glebie przypominają środowisko wodne. Z drugiej strony stosunek wody do powietrza w glebie stale się zmienia w zależności od warunków pogodowych. Wahania temperatury są bardzo ostre na powierzchni, ale szybko wygładzają się wraz z głębokością.

Główną cechą środowiska glebowego jest stała podaż materia organiczna głównie z powodu obumierania korzeni roślin i opadających liści. Jest cennym źródłem energii dla bakterii, grzybów i wielu zwierząt, podobnie jak gleba najbardziej pełen życiaŚroda. Jej ukryty świat jest bardzo bogaty i różnorodny.

Pojawiając się różnych gatunków zwierząt i roślin, można zrozumieć nie tylko, w jakim środowisku żyją, ale także jaki rodzaj życia w nim prowadzą.

Jeśli mamy przed sobą czworonożne zwierzę z silnie rozwiniętymi mięśniami ud na tylnych łapach i znacznie słabszymi mięśniami na przednich łapach, które również są skrócone, ze stosunkowo krótką szyją i długim ogonem, to możemy śmiało powiedzieć, że jest to skoczek naziemny, zdolny do szybkich i zwrotnych ruchów, mieszkaniec otwartych przestrzeni. Tak wyglądają słynne australijskie kangury, pustynne azjatyckie jerboa, afrykańskie skoczki i wiele innych skaczących ssaków – przedstawicieli różnych rzędów żyjących na różnych kontynentach. Żyją na stepach, preriach i sawannach, gdzie szybki ruch na ziemi jest głównym sposobem ucieczki przed drapieżnikami. Długi ogon służy jako stabilizator podczas szybkich skrętów, w przeciwnym razie zwierzęta stracą równowagę.

Biodra są silnie rozwinięte na kończynach tylnych oraz u owadów skaczących - szarańczy, koników polnych, pcheł i chrząszczy psyllid.

Kompaktowy korpus z krótki ogon i krótkie kończyny, z których przednie są bardzo mocne i wyglądają jak łopata lub grabie, ślepe oczy, krótka szyja i krótka, jakby przystrzyżona sierść mówią nam, że jest to podziemne zwierzę kopiące dziury i galerie. Może to być kret leśny, kret stepowy, kret australijski i wiele innych ssaków prowadzących podobny tryb życia.

Owady ryjące - krety świerszcze - wyróżniają się także zwartym, krępym ciałem i potężnymi kończynami przednimi, podobnymi do zmniejszonej łyżki buldożera. Z wyglądu przypominają mały kret.

Wszystkie gatunki latające rozwinęły szerokie płaszczyzny – skrzydła u ptaków, nietoperzy, owadów lub prostujące fałdy skóry po bokach ciała, jak u szybujących latających wiewiórek czy jaszczurek.

Organizmy rozprzestrzeniające się poprzez lot bierny z prądami powietrza charakteryzują się małymi rozmiarami i bardzo różnorodnymi kształtami. Wszystkie jednak łączy jedno – silny rozwój powierzchniowy w stosunku do masy ciała. Osiąga się to na różne sposoby: dzięki długim włosom, szczecinie, różnym naroślom ciała, jego wydłużeniu lub spłaszczeniu, rozjaśnieniu środek ciężkości. Tak wyglądają małe owady i latające owoce roślin.

Podobieństwo zewnętrzne, które powstaje między przedstawicielami różnych, niepowiązanych ze sobą grup i gatunków w wyniku podobnego stylu życia, nazywa się konwergencją.

Wpływa głównie na te narządy, które bezpośrednio oddziałują ze środowiskiem zewnętrznym, a jest znacznie mniej wyraźny w strukturze układów wewnętrznych - trawiennego, wydalniczego, nerwowego.

Kształt rośliny określa cechy jej relacji ze środowiskiem zewnętrznym, na przykład sposób, w jaki toleruje zimną porę roku. Drzewa i wysokie krzewy mają najwyższe gałęzie.

Formę winorośli – o słabym pniu oplatającym inne rośliny, można spotkać zarówno u gatunków drzewiastych, jak i zielnych. Należą do nich winogrona, chmiel, łąka i tropikalne winorośle. Owijając się wokół pni i łodyg gatunków stojących, rośliny przypominające liany wychodzą na światło dzienne.

W podobnych warunkach klimatycznych na różnych kontynentach powstaje podobny wygląd roślinności, na którą składają się różne, często zupełnie niezwiązane ze sobą gatunki.

Formę zewnętrzną, odzwierciedlającą sposób interakcji ze środowiskiem, nazywa się formą życia gatunku. Różne typy mogą mieć podobną formę życia, jeśli prowadzą zamknięty tryb życia.

Forma życia kształtuje się w trakcie wielowiekowej ewolucji gatunków. Gatunki, które rozwijają się poprzez metamorfozę, w naturalny sposób zmieniają swoją formę życia w trakcie cyklu życia. Porównaj na przykład gąsienicę i dorosłego motyla lub żabę i jej kijankę. Niektóre rośliny mogą przybierać różne formy życia w zależności od warunków wzrostu. Na przykład lipa lub czeremcha może być zarówno drzewem pionowym, jak i krzakiem.

Zbiorowiska roślin i zwierząt są stabilniejsze i pełniejsze, jeśli obejmują przedstawicieli różnych form życia. Oznacza to, że taka społeczność pełniej korzysta z zasobów środowiska i ma bardziej zróżnicowane powiązania wewnętrzne.

Skład form życia organizmów w społecznościach służy jako wskaźnik cech ich środowiska i zachodzących w nim zmian.

Inżynierowie projektujący samoloty dokładnie badają różne formy życia owadów latających. Stworzono modele maszyn z lotem trzepoczącym, bazujące na zasadzie ruchu w powietrzu muchówek i błonkoskrzydłych. Nowoczesna technologia skonstruowała chodzące maszyny, a także roboty poruszające się dźwigniowo i hydraulicznie, niczym zwierzęta różnych form życia. Takie pojazdy są w stanie poruszać się po stromych zboczach i w terenie.

Życie na Ziemi rozwinęło się w warunkach regularnego dnia i nocy oraz naprzemiennych pór roku w wyniku obrotu planety wokół własnej osi i wokół Słońca. Rytm środowiska zewnętrznego tworzy okresowość, czyli powtarzalność warunków życia większości gatunków. Regularnie powtarzają się zarówno okresy krytyczne, trudne do przetrwania, jak i korzystne.

Przystosowanie do okresowych zmian środowiska zewnętrznego wyraża się u istot żywych nie tylko bezpośrednią reakcją na zmieniające się czynniki, ale także w dziedzicznie ustalonych rytmach wewnętrznych.

Rytmy dobowe. Rytmy dobowe przystosowują organizmy do cyklu dnia i nocy. U roślin intensywny wzrost i kwitnienie kwiatów przypada na określoną porę dnia. Zwierzęta znacznie zmieniają swoją aktywność w ciągu dnia. Na podstawie tej cechy rozróżnia się gatunki dzienne i nocne.

Rytm dobowy organizmów nie jest jedynie odzwierciedleniem zmieniających się warunków zewnętrznych. Jeśli umieścisz człowieka, zwierzęta lub rośliny w stałym, stabilnym środowisku bez zmiany dnia i nocy, wówczas zachowany zostanie rytm procesów życiowych, zbliżony do rytmu dobowego. Ciało zdaje się żyć według swojego wewnętrznego zegara, odliczającego czas.

Rytm dobowy może wpływać na wiele procesów zachodzących w organizmie. U człowieka cyklowi dobowemu podlega około 100 cech fizjologicznych: tętno, rytm oddychania, wydzielanie hormonów, wydzielina gruczołów trawiennych, ciśnienie krwi, temperatura ciała i wiele innych. Dlatego też, gdy człowiek nie śpi, zamiast spać, organizm nadal jest dostrojony do stanu nocnego, a nieprzespane noce niekorzystnie wpływają na zdrowie.

Rytmy dobowe nie występują jednak u wszystkich gatunków, a jedynie u tych, u których w życiu zmiana dnia i nocy odgrywa ważną rolę ekologiczną. Mieszkańcy jaskiń czy głębokich wód, gdzie nie ma takiej zmiany, żyją według innego rytmu. Nawet wśród mieszkańców lądu nie u każdego występuje codzienna cykliczność.

W eksperymentach prowadzonych w ściśle stałych warunkach muszki owocowe Drosophila utrzymują rytm dobowy przez dziesiątki pokoleń. Ta okresowość jest u nich dziedziczona, podobnie jak u wielu innych gatunków. Tak głębokie są reakcje adaptacyjne związane z codziennym cyklem środowiska zewnętrznego.

Zaburzenia rytmu dobowego organizmu podczas pracy nocnej, lotów kosmicznych, nurkowania itp. stanowią poważny problem medyczny.

Roczne rytmy. Rytmy roczne przystosowują organizmy do sezonowych zmian warunków. W życiu gatunku okresy wzrostu, rozmnażania, linienia, migracji i głębokiego spoczynku w naturalny sposób przeplatają się i powtarzają w taki sposób, że krytyczny czas organizmy znajdują się w najbardziej stabilnym stanie. Najbardziej wrażliwy proces – reprodukcja i odchów młodych zwierząt – zachodzi w najkorzystniejszym sezonie. Ta cykliczność zmian stanu fizjologicznego w ciągu roku jest w dużej mierze wrodzona, to znaczy objawia się wewnętrznym rytmem rocznym. Jeśli na przykład strusie australijskie lub dzikie psy dingo zostaną umieszczone w zoo na półkuli północnej, ich sezon lęgowy rozpocznie się jesienią, kiedy w Australii jest wiosna. Restrukturyzacja wewnętrznych rytmów rocznych następuje z wielkim trudem i trwa przez wiele pokoleń.

Przygotowanie do rozrodu lub zimowania to długi proces, który rozpoczyna się w organizmach na długo przed nadejściem okresów krytycznych.

Ostre, krótkotrwałe zmiany pogody (letnie przymrozki, zimowe odwilż) zwykle nie zakłócają rocznego rytmu roślin i zwierząt. Głównym czynnikiem środowiskowym, na który organizmy reagują w swoich rocznych cyklach, nie są przypadkowe zmiany pogody, ale fotoperiod- zmiany proporcji dnia i nocy.

Długość dnia naturalnego zmienia się w sposób naturalny w ciągu roku i to właśnie te zmiany stanowią dokładny sygnał zbliżania się wiosny, lata, jesieni czy zimy.

Nazywa się zdolność organizmów do reagowania na zmiany długości dnia fotoperiodyzm.

Jeśli dzień się skraca, gatunki zaczynają przygotowywać się do zimy, jeśli się wydłuża, zaczynają aktywnie rosnąć i rozmnażać się. W tym przypadku dla życia organizmów istotna jest nie sama zmiana długości dnia i nocy, ale jej długość. wartość sygnału, wskazując na zbliżające się głębokie zmiany w przyrodzie.

Jak wiadomo, długość dnia w dużym stopniu zależy od szerokości geograficznej. Na półkuli północnej letnie dni są znacznie krótsze na południu niż na północy. Dlatego gatunki południowe i północne inaczej reagują na tę samą zmianę dnia: gatunki południowe zaczynają się rozmnażać przy krótszych dniach niż gatunki północne.

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. „Biologia ogólna”. Moskwa, „Oświecenie”, 2000

  • Temat 18. „Siedlisko. Czynniki środowiskowe”. rozdział 1; s. 10-58
  • Temat 19. „Populacje. Rodzaje zależności między organizmami”. rozdział 2 §8-14; s. 60-99; Rozdział 5 § 30-33
  • Temat 20. „Ekosystemy”. rozdział 2 §15-22; s. 106-137
  • Temat 21. „Biosfera. Cykle materii”. Rozdział 6 §34-42; s. 217-290

1. Czynniki abiotyczne. Do tej kategorii czynników zalicza się wszystkie właściwości fizyczne i chemiczne środowiska. Należą do nich światło i temperatura, wilgotność i ciśnienie, chemia wody, atmosfery i gleby, charakter rzeźby i skład skał oraz warunki wiatrowe. Najpotężniejszą grupą czynników jest zjednoczona jako klimatyczny czynniki. Zależą od szerokości geograficznej i położenia kontynentów. Istnieje wiele czynników wtórnych. Szerokość geograficzna ma największy wpływ na temperaturę i fotoperiod. Położenie kontynentów jest przyczyną suchości lub wilgotności klimatu. Regiony wewnętrzne są bardziej suche niż peryferyjne, co znacząco wpływa na zróżnicowanie zwierząt i roślin na kontynentach. Reżim wiatru, jako jeden ze składników czynnika klimatycznego, odgrywa niezwykle ważną rolę w kształtowaniu się form życia roślin.

Klimat globalny to klimat planety, który determinuje funkcjonowanie i Bioróżnorodność biosfery. Klimat regionalny to klimat kontynentów i oceanów, a także ich dużych podziałów topograficznych. Klimat lokalny – klimat podwładnych krajobrazowo-regionalne struktury społeczno-geograficzne: klimat Władywostoku, klimat dorzecza Partizanskiej. Mikroklimat (pod kamieniem, na zewnątrz kamienia, gaj, polana).

Najważniejsze czynniki klimatyczne: światło, temperatura, wilgotność.

Światłojest najważniejszym źródłem energii na naszej planecie. Jeśli dla zwierząt światło ma mniejsze znaczenie niż temperatura i wilgotność, to dla roślin fotosyntetycznych jest najważniejsze.

Głównym źródłem światła jest Słońce. Główne właściwości energii promieniowania jako czynnika środowiskowego są określone przez długość fali. Promieniowanie obejmuje światło widzialne, promienie ultrafioletowe i podczerwone, fale radiowe i promieniowanie przenikliwe.

Promienie pomarańczowo-czerwone, niebiesko-fioletowe i ultrafioletowe są ważne dla roślin. Promienie żółto-zielone są albo odbijane przez rośliny, albo pochłaniane w małych ilościach. Odbite promienie nadają roślinom zielony kolor. Promienie ultrafioletowe działają chemicznie na organizmy żywe (zmieniają prędkość i kierunek reakcji biochemicznych), a promienie podczerwone działają termicznie.

Wiele roślin wykazuje fototropową reakcję na światło. Tropizm- jest to ruch kierunkowy i orientacja roślin, na przykład słonecznik „podąża” za słońcem.

Oprócz jakości promieni świetlnych, duże znaczenie ma także ilość światła padającego na roślinę. Intensywność oświetlenia zależy od szerokości geograficznej obszaru, pory roku, pory dnia, zachmurzenia i lokalnego zapylenia atmosfery. Zależność energii cieplnej od szerokości geograficznej pokazuje, że światło jest jednym z czynników klimatycznych.

Życie wielu roślin zależy od fotoperiodu. Dzień ustępuje nocy, a rośliny przestają syntetyzować chlorofil. Dzień polarny zastępuje noc polarna, a rośliny i wiele zwierząt przestają aktywnie funkcjonować i zapadają w stan hibernacji.

Ze względu na światło rośliny dzielą się na trzy grupy: światłolubne, cieniolubne i tolerujące cień. Swiatlolubny Mogą normalnie rozwijać się tylko przy wystarczającym oświetleniu, nie tolerują lub nie tolerują nawet lekkiego zaciemnienia. Kochający cień występuje tylko w zacienionych obszarach i nigdy nie występuje w warunkach silnego oświetlenia. Odporny na cień rośliny charakteryzują się szeroką amplitudą ekologiczną w stosunku do współczynnika światła.

Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników klimatycznych. Od tego zależy poziom i intensywność metabolizmu, fotosyntezy i innych procesów biochemicznych i fizjologicznych.

Życie na Ziemi istnieje w szerokim zakresie temperatur. Najbardziej akceptowalny zakres temperatur dla życia wynosi od 0 0 do 50 0 C. Dla większości organizmów są to temperatury śmiertelne. Wyjątki: wiele zwierząt północnych, gdzie następuje zmiana pór roku, jest w stanie wytrzymać zimowe temperatury poniżej zera. Rośliny są w stanie wytrzymać ujemne temperatury w zimie, gdy ustanie ich aktywna aktywność. Niektóre nasiona, zarodniki i pyłki roślin, nicienie, wrotki, cysty pierwotniaków wytrzymywały w warunkach eksperymentalnych temperatury - 190 0 C, a nawet - 273 0 C. Mimo to większość żywych stworzeń jest w stanie żyć w temperaturach od 0 do 50 0 C. Oznacza to właściwości białek i aktywność enzymów. Jednym z przystosowań do wytrzymywania niekorzystnych temperatur jest anabioza– zawieszenie procesów życiowych organizmu.

Wręcz przeciwnie, w gorących krajach dość wysokie temperatury są normą. Znanych jest wiele mikroorganizmów, które mogą żyć w źródłach o temperaturach powyżej 70 0 C. Zarodniki niektórych bakterii wytrzymują krótkotrwałe ogrzewanie do 160–180 0 C.

Organizmy eurytermiczne i stenotermiczne– organizmy, których funkcjonowanie jest związane odpowiednio z szerokimi i wąskimi gradientami temperatury. Środowisko głębinowe (0˚) jest środowiskiem najbardziej stałym.

Strefy biogeograficzne(strefy arktyczne, borealne, subtropikalne i tropikalne) w dużej mierze determinuje skład biocenoz i ekosystemów. Analogiem rozkładu klimatycznego według czynnika równoleżnikowego mogą być strefy górskie.

Ze względu na zależność temperatury ciała zwierzęcia od temperatury otoczenia organizmy dzielą się na:

– poikilotermiczne organizmy to zimna woda o zmiennej temperaturze. Temperatura ciała zbliża się do temperatury otoczenia;

– homeotermiczny– organizmy ciepłokrwiste o stosunkowo stałej temperaturze wewnętrznej. Organizmy te mają ogromne zalety w korzystaniu ze środowiska.

Ze względu na współczynnik temperatury gatunki dzieli się na następujące grupy ekologiczne:

gatunki preferujące zimno kriofile I kriofity.

należą gatunki o optymalnej aktywności w obszarze wysokich temperatur termofile I termofity.

Wilgotność. Wszystkie procesy biochemiczne w organizmach zachodzą w środowisko wodne. Woda jest niezbędna do utrzymania integralności strukturalnej komórek w całym organizmie. Bierze bezpośredni udział w procesie powstawania pierwotnych produktów fotosyntezy.

Wilgotność zależy od ilości opadów. Rozkład opadów zależy od szerokości geograficznej, bliskości dużych zbiorników wodnych i terenu. Ilość opadów rozkłada się nierównomiernie w ciągu roku. Ponadto należy wziąć pod uwagę charakter opadów. Letnia mżawka nawilża glebę lepiej niż deszcz, niosąc strumienie wody, które nie mają czasu wchłonąć się w glebę.

Rośliny żyjące na obszarach o różnej dostępności wilgoci przystosowują się inaczej do braku lub nadmiaru wilgoci. Regulacja bilansu wodnego w ciele roślin w suchych regionach odbywa się dzięki rozwojowi silnego systemu korzeniowego i sile ssania komórek korzeniowych, a także zmniejszeniu powierzchni parowania. Wiele roślin zrzuca liście, a nawet całe pędy (saxaul) w okresie suchym, czasami następuje częściowa lub nawet całkowita redukcja liści. Specyficzną adaptacją do suchego klimatu jest rytm rozwoju niektórych roślin. W ten sposób rośliny efemeryczne, wykorzystując wiosenną wilgoć, kiełkują w bardzo krótkim czasie (15-20 dni), rozwijają liście, kwitną i tworzą owoce i nasiona, które wraz z nadejściem suszy obumierają. Zdolność wielu roślin do gromadzenia wilgoci w organach wegetatywnych - liściach, łodygach, korzeniach - pomaga również przetrwać suszę..

Ze względu na wilgotność wyróżnia się następujące grupy ekologiczne roślin. Hydrofity, Lub hydrobionty, to rośliny, dla których woda jest środowiskiem życia.

Higrofity- rośliny żyjące w miejscach, gdzie powietrze jest nasycone parą wodną, ​​a gleba zawiera dużo wilgoci kropelkowej - na zalanych łąkach, bagnach, w wilgotnych, zacienionych miejscach w lasach, nad brzegami rzek i jezior. Higrofity odparowują dużo wilgoci dzięki aparatom szparkowym, które często znajdują się po obu stronach liścia. Korzenie są słabo rozgałęzione, liście są duże.

Mezofity– rośliny siedlisk średnio wilgotnych. Należą do nich trawy łąkowe, wszystkie drzewa liściaste, wiele upraw polowych, warzywa, owoce i jagody. Mają dobrze rozwinięty system korzeniowy, duże liście ze szparkami po jednej stronie.

Kserofity- rośliny, które przystosowały się do życia w miejscach o suchym klimacie. Występują powszechnie na stepach, pustyniach i półpustyniach. Kserofity dzielą się na dwie grupy: sukulenty i sklerofity.

Sukulenty(od łac. sukulent- soczyste, tłuste, grube) to rośliny wieloletnie o soczystych, mięsistych łodygach lub liściach, w których magazynowana jest woda.

Sklerofity(z greckiego sklero– twarde, suche) – są to kostrzewa, trawa pierzasta, saksofon i inne rośliny. Ich liście i łodygi nie zawierają zapasu wody, wydają się raczej suche, ze względu na dużą ilość tkanki mechanicznej ich liście są twarde i wytrzymałe.

W rozmieszczeniu roślin znaczenie mogą mieć także inne czynniki, np.: charakter i właściwości gleby. Istnieją zatem rośliny, dla których decydującym czynnikiem środowiskowym jest zawartość soli w glebie. Ten halofity. Specjalną grupę tworzą miłośnicy gleb wapiennych - kalcyfile. Tym samym gatunkiem „glebowym” są rośliny żyjące na glebach zawierających metale ciężkie.

Czynniki środowiskowe wpływające na życie i rozmieszczenie organizmów obejmują także skład i ruch powietrza, charakter rzeźby i wiele, wiele innych.

Podstawą selekcji wewnątrzgatunkowej jest walka wewnątrzgatunkowa. Dlatego, jak wierzył Karol Darwin, rodzi się więcej młodych organizmów, niż osiąga dorosłość. Jednocześnie przewaga liczby organizmów urodzonych nad liczbą organizmów dożywających do dojrzałości rekompensuje wysoką śmiertelność we wczesnych stadiach rozwoju. Zatem, jak zauważył S.A. Severtsova wielkość płodności jest związana z trwałością gatunku.

Zatem relacje wewnątrzgatunkowe mają na celu reprodukcję i rozprzestrzenianie się gatunku.

W świecie zwierząt i roślin istnieje duża liczba urządzeń ułatwiających kontakt między jednostkami lub odwrotnie, zapobiegających ich kolizjom. Takie wzajemne przystosowania w obrębie gatunku nazwano S.A. Severtsov kongruencje . Zatem w wyniku wzajemnych adaptacji osobniki mają charakterystyczną morfologię, ekologię i zachowanie, które zapewniają spotkanie płci, pomyślne krycie, reprodukcję i wychowanie potomstwa. Ustalono pięć grup kongruencji:

– zarodki lub larwy oraz osobniki rodzicielskie (torbacze);

– osobniki różnej płci (narządy płciowe samców i samic);

– osobniki tej samej płci, głównie samce (rogi i zęby samców, wykorzystywane w walkach o samicę);

– bracia i siostry z tego samego pokolenia w związku z stadnym trybem życia (miejsca ułatwiające orientację podczas ucieczki);

– osobniki polimorficzne u owadów kolonialnych (specjalizacja osobników do pełnienia określonych funkcji).

Integralność gatunku wyraża się także w jedności populacji lęgowej, jednorodności jej składu chemicznego i jedności jej oddziaływania na środowisko.

Kanibalizm– tego typu powiązania wewnątrzgatunkowe nie są rzadkością w lęgach ptaków drapieżnych i zwierząt. Najsłabsi są zwykle niszczeni przez silniejszych, a czasem przez swoich rodziców.

Samoodpływowy populacje roślin. Konkurencja wewnątrzgatunkowa wpływa na wzrost i dystrybucję biomasy w populacjach roślin. W miarę jak jednostki rosną, powiększają się, zwiększają się ich potrzeby, w wyniku czego wzrasta konkurencja między nimi, co prowadzi do śmierci. Liczba osobników, które przeżyły, i tempo ich wzrostu zależą od gęstości zaludnienia. Stopniowy spadek zagęszczenia rosnących osobników nazywany jest samoprzerzedzaniem.

Podobne zjawisko obserwuje się na plantacjach leśnych.

Relacje międzygatunkowe. Najważniejsze i najczęściej występujące formy i rodzaje relacji międzygatunkowych można nazwać:

Konkurs. Ten typ relacji determinuje Reguła Gause’a. Zgodnie z tą zasadą dwa gatunki nie mogą jednocześnie zajmować tej samej niszy ekologicznej i dlatego koniecznie się wypierają. Na przykład świerk wypiera brzozę.

Allelopatia- jest to działanie chemiczne niektórych roślin na inne poprzez uwalnianie substancji lotnych. Nośnikami działania allelopatycznego są substancje czynne - Colina. Pod wpływem tych substancji może dojść do zatrucia gleby, zmiany charakteru wielu procesów fizjologicznych, a jednocześnie rośliny rozpoznają się wzajemnie za pomocą sygnałów chemicznych.

Mutualizm– skrajny stopień powiązania między gatunkami, w którym każdy z nich czerpie korzyści ze swojego powiązania z drugim. Na przykład rośliny i bakterie wiążące azot; grzyby kapeluszowe i korzenie drzew.

Komensalizm– forma symbiozy, w której jeden z partnerów (komensal) wykorzystuje drugiego (właściciela) do regulowania swoich kontaktów z otoczeniem zewnętrznym, ale nie wchodzi z nim w bliskie relacje. Komensalizm jest szeroko rozwinięty w ekosystemach raf koralowych - jest to osiedle, ochrona (macki ukwiałów chronią ryby), życie w organizmie innych organizmów lub na jego powierzchni (epifity).

Drapieżnictwo- jest to sposób pozyskiwania pożywienia przez zwierzęta (rzadziej rośliny), w którym łapią, zabijają i zjadają inne zwierzęta. Drapieżnictwo występuje u prawie wszystkich gatunków zwierząt. W trakcie ewolucji drapieżniki posiadają dobrze rozwinięty układ nerwowy i narządy zmysłów, które pozwalają im wykrywać i rozpoznawać zdobycz, a także sposoby chwytania, zabijania, zjadania i trawienia ofiary (ostre, chowane pazury u kotów, trujące gruczoły wielu pajęczaków, komórki parzące ukwiały, enzymy rozkładające białka i inne). Ewolucja drapieżników i ofiar zachodzi w tandemie. Podczas tego procesu drapieżniki udoskonalają swoje metody ataku, a ofiary ulepszają swoje metody obrony.

Może Cię zainteresuje