Влиянието на околната среда върху тялото.

Всеки организъм е отворена система, което означава, че получава материя, енергия, информация отвън и по този начин е напълно зависим от околната среда. Това е отразено в закона, открит от руския учен К.Ф. Рулие: „Резултатите от развитието (промените) на всеки обект (организъм) се определят от съотношението на неговите вътрешни характеристикии характеристиките на средата, в която се намира." Този закон понякога се нарича първият закон за околната среда, защото е универсален.

Организмите влияят на околната среда, като променят газовия състав на атмосферата (H: в резултат на фотосинтеза), участват в образуването на почвата, релефа, климата и др.

Границата на влиянието на организмите върху местообитанието е описана от друг екологичен закон (Куражковски Ю.Н.): всеки вид организъм, консумирайки необходимите му вещества от околната среда и отделяйки в нея продукти от своята жизнена дейност, я променя в по такъв начин, че местообитанието става неподходящо за неговото съществуване.

1.2.2. Екологични фактори на околната среда и тяхната класификация.

Съвкупността от отделни елементи на околната среда, които влияят на организмите на поне един етап от индивидуалното развитие, се нарича фактори на околната среда.

Според естеството на произхода се разграничават абиотични, биотични и антропогенни фактори. (Слайд 1)

Абиотични фактори- това са имоти нежива природа(температура, светлина, влажност, състав на въздуха, водата, почвата, естествен радиационен фон на Земята, релеф) и др., които пряко или косвено влияят върху живите организми.

Биотични фактори- това са всички форми на влияние на живите организми един върху друг. Ефектът на биотичните фактори може да бъде както пряк, така и непряк, изразен в промени в условията на околната среда, например промени в състава на почвата под въздействието на бактерии или промени в микроклимата в гората.

Взаимните връзки между отделните видове организми са в основата на съществуването на популациите, биоценозите и биосферата като цяло.

Преди това човешкото влияние върху живите организми също беше класифицирано като биотични фактори, но сега се разграничава специална категория фактори, генерирани от хората.

Антропогенни фактори- това са всички форми на дейност на човешкото общество, които водят до промени в природата като местообитание и други видове и пряко засягат живота им.

Човешката дейност на планетата трябва да се идентифицира като специална сила, която има както пряко, така и косвено въздействие върху природата. Преките въздействия включват човешка консумация, размножаване и заселване на отделни видове животни и растения, както и създаване на цели биоценози. Непрякото въздействие се осъществява чрез промяна на местообитанието на организмите: климат, речен режим, земни условия и др. С нарастването на населението и повишаването на технологичното ниво на човечеството делът на антропогенните фактори на околната среданепрекъснато се увеличава.

Факторите на околната среда варират във времето и пространството. Някои фактори на околната среда се считат за относително постоянни за дълги периоди от време в еволюцията на видовете. Например гравитацията, слънчевата радиация, солният състав на океана. Повечето фактори на околната среда - температура на въздуха, влажност, скорост на въздуха - са много променливи в пространството и времето.

В съответствие с това, в зависимост от редовността на експозицията, факторите на околната среда се разделят на (слайд 2):

· редовно периодично , променяйки силата на въздействието поради времето на деня, сезона на годината или ритъма на приливите и отливите в океана. Например: понижаване на температурата в умерения климатичен пояс на северната ширина с настъпването на зимата и др.

· неравномерно периодично , катастрофални явления: бури, валежи, наводнения и др.

· непериодичен, възникващи спонтанно, без ясен модел, еднократно. Например появата на нов вулкан, пожари, човешка дейност.

По този начин всеки жив организъм се влияе от неживата природа, организми от други видове, включително хора, и от своя страна засяга всеки един от тези компоненти.

По ред факторите се разделят на първичен И вторичен .

Първиченфактори на околната среда винаги са съществували на планетата, дори преди появата на живите същества, и всички живи същества са се адаптирали към тези фактори (температура, налягане, приливи и отливи, сезонна и дневна честота).

Вториченфакторите на околната среда възникват и се променят поради променливостта на основните фактори на околната среда (мътност на водата, влажност на въздуха и др.).

Въз основа на ефекта си върху тялото всички фактори се разделят на фактори на пряко действие И индиректен .

Според степента на въздействие се делят на летални (водещи до смърт), екстремни, ограничаващи, смущаващи, мутагенни, тератогенни, водещи до деформации в индивидуалното развитие).

Всеки фактор на средата се характеризира с определени количествени показатели: сила, натиск, честота, интензивност и др.

1.2.3. Модели на действие на факторите на околната среда върху организмите. Ограничаващ фактор. Законът на Либих за минимума. Законът на Шелфорд за толерантността. Учението за екологичните оптимуми на видовете. Взаимодействие на факторите на околната среда.

Въпреки разнообразието от фактори на околната среда и различното естество на техния произход, има такива общи правилаи моделите на тяхното въздействие върху живите организми. Всеки фактор на околната среда може да повлияе на тялото, както следва (слайд):

· промяна на географското разпространение на видовете;

· промяна на плодовитостта и смъртността на видовете;

· предизвикват миграция;

· насърчават появата на адаптивни качества и адаптации у видовете.

Действието на даден фактор е най-ефективно при определена стойност на фактора, която е оптимална за организма, а не при неговите критични стойности. Нека разгледаме моделите на действие на фактора върху организмите. (Слайд).

Зависимостта на резултата от действието на фактора на околната среда от неговата интензивност се нарича благоприятен диапазон на действие на фактора на околната среда оптимална зона (нормални жизнени дейности). Колкото по-значително е отклонението на действието на даден фактор от оптималното, толкова повече този фактор потиска жизнената активност на населението. Този диапазон се нарича зона на потисничество (песимум) . Максималните и минималните преносими стойности на даден фактор са критични точки, отвъд които съществуването на организъм или популация вече не е възможно. Обхватът на фактора е между критични точкинаречен зона на толерантност (издръжливост) на тялото спрямо този фактор. Точката на оста x, която съответства на най-добрия показател за жизнената активност на тялото, означава оптималната стойност на фактора и се нарича оптимална точка. Тъй като е трудно да се определи оптималната точка, те обикновено говорят за оптимална зона или зона на комфорт. Така точките минимум, максимум и оптимум са три кардинални точки , които определят възможните реакции на организма към даден фактор. Условията на околната среда, при които всеки фактор (или набор от фактори) излиза извън зоната на комфорт и има депресиращ ефект, се наричат ​​в екологията екстремни .

Разглежданите модели се наричат "оптимално правило" .

За да живеят организмите, е необходима определена комбинация от условия. Ако всички условия на средата са благоприятни, с изключение на едно, то това условие става решаващо за живота на съответния организъм. Ограничава (ограничава) развитието на организма, затова се нарича ограничаващ фактор . това. ограничаващ фактор - фактор на околната среда, чиято значимост надхвърля границите на оцеляването на вида.

Например, смъртта на риба във водоемите през зимата е причинена от липса на кислород, шаранът не живее в океана (солена вода), а миграцията на почвените червеи е причинена от излишната влага и липсата на кислород.

Първоначално беше установено, че развитието на живите организми е ограничено от липсата на който и да е компонент, например минерални соли, влага, светлина и др. В средата на 19 век немският органичен химик Юстас Либих е първият, който експериментално доказва, че растежът на растенията зависи от хранителния елемент, който присъства в относително минимални количества. Той нарече това явление закона на минимума; нарича се и на името на автора Закон на Либих . (Барел на Либих).

В съвременна формулировка закон за минимума звучи така: Издръжливостта на един организъм се определя от най-слабото звено във веригата на неговите екологични нужди. Въпреки това, както се оказа по-късно, не само дефицит, но и излишък на фактор може да бъде ограничаващ, например загуба на реколта поради дъжд, пренасищане на почвата с торове и др. Концепцията, че наред с минимума, максимумът може да бъде и ограничаващ фактор, е въведена 70 години след Либих от американския зоолог У. Шелфорд, който формулира закон на толерантността . Според Според закона на толерантността, ограничаващият фактор за просперитета на една популация (организъм) може да бъде или минимално, или максимално въздействие върху околната среда, а диапазонът между тях определя количеството на издръжливост (граница на толерантност) или екологичната валентност на организма. към този фактор

Принципът на лимитиращите фактори е валиден за всички видове живи организми – растения, животни, микроорганизми и важи както за абиотичните, така и за биотичните фактори.

Например конкуренцията от друг вид може да се превърне в ограничаващ фактор за развитието на организмите от даден вид. В селското стопанство вредителите и плевелите често се превръщат в ограничаващ фактор, а за някои растения ограничаващият фактор в развитието е липсата (или липсата) на представители на друг вид. Например, те са донесени в Калифорния от Средиземно море нов обликсмокини, но те не даваха плод, докато единственият вид пчели опрашители за тях не беше донесен оттам.

В съответствие със закона за толерантността всеки излишък на материя или енергия се оказва източник на замърсяване на околната среда.

Следователно излишната вода, дори в сухите райони, е вредна и водата може да се счита за общ замърсител, въпреки че е абсолютно необходима в оптимални количества. По-специално, излишната вода предотвратява нормалното образуване на почвата в черноземната зона.

Широката екологична валентност на даден вид по отношение на абиотичните фактори на околната среда се обозначава чрез добавяне на префикса „еври“ и тесния „стено“ към името на фактора. Наричат ​​се видове, чието съществуване изисква строго определени условия на средата стенобионт и видове, адаптиращи се към екологична ситуация с широк диапазон от промени в параметрите - еврибионт .

Например, наричат ​​се животни, които могат да понасят големи температурни колебания евритермна, тесен температурен диапазон е характерен за стенотермичен организми. (Слайд). Малките промени в температурата имат малък ефект върху евритермните организми и могат да бъдат пагубни за стенотермните организми (фиг. 4). Еврихидроиди И стенохидроид Организмите се различават по реакцията си на колебания във влажността. Еврихалин И стенохалин – имат различни реакции към степента на соленост на околната среда. Евриойски организмите могат да живеят в различни места, А стенен монтаж – проявяват строги изисквания към избора на местообитание.

Във връзка с налягането всички организми се делят на еврибати И стенобат или стопобат (дълбокоморска риба).

Във връзка с кислорода отделят евриоксибионти (каракуда) и стенооксибионт s (липан).

По отношение на територията (биотопа) – евритопичен (голям синигер) и стенотопен (скопа).

Във връзка с храната - еврифаги (корвиди) и стенофаги , сред които можем да откроим ихтиофаги (осприя), ентомофаг (мишелов, бързолет, лястовица), херпетофаг (Птицата е секретарката).

Екологичните валентности на един вид по отношение на различни фактори могат да бъдат много разнообразни, което създава разнообразие от адаптации в природата. Съвкупността от екологични валентности по отношение на различни фактори на околната среда е екологичен спектър на вида .

Границата на толерантност на организма се променя при прехода от един етап на развитие към друг. Често младите организми се оказват по-уязвими и по-взискателни към условията на околната среда от възрастните индивиди.

Най-критичният период от гледна точка на влиянието на различни фактори е размножителният период: през този период много фактори стават ограничаващи. Екологичната валентност за възпроизвеждащи се индивиди, семена, ембриони, ларви, яйца обикновено е по-тясна, отколкото за възрастни невъзпроизвеждащи се растения или животни от същия вид.

Например, много морски животни могат да понасят солена или прясна вода с високо съдържание на хлорид, така че често навлизат в реките нагоре по течението. Но техните ларви не могат да живеят в такива води, така че видът не може да се размножава в реката и не установява постоянно местообитание тук. Много птици летят, за да отглеждат пилетата си на места с по-топъл климат и т.н.

Досега говорихме за границата на поносимост на живия организъм по отношение на един фактор, но в природата всички фактори на средата действат заедно.

Оптималната зона и границите на издръжливостта на тялото по отношение на всеки фактор на околната среда могат да се изместят в зависимост от комбинацията, в която действат едновременно други фактори. Този модел се нарича взаимодействия на факторите на околната среда (съзвездие ).

Например, известно е, че топлината се понася по-лесно в сух, отколкото във влажен въздух; Рискът от замръзване е значително по-голям при ниски температури със силен вятър, отколкото при тихо време. По-специално за растежа на растенията е необходим елемент като цинк; той често е ограничаващият фактор. Но за растенията, растящи на сянка, нуждата от него е по-малка, отколкото за тези на слънце. Получава се така наречената компенсация на факторите.

Взаимната компенсация обаче има определени граници и е невъзможно напълно да се замени един от факторите с друг. Пълната липса на вода или поне на един от необходимите елементи на минералното хранене прави живота на растенията невъзможен, въпреки най-благоприятните комбинации от други условия. От това следва, че всички условия на околната среда, необходими за поддържане на живота, играят еднаква роля и всеки фактор може да ограничи възможностите за съществуване на организмите - това е законът за еквивалентност на всички условия на живот.

Известно е, че всеки фактор има различни ефекти върху различните функции на тялото. Условията, които са оптимални за някои процеси, например за растежа на организма, могат да се окажат зона на потисничество за други, например за възпроизвеждане, и да надхвърлят границите на толерантност, тоест да доведат до смърт , за други. Следователно жизненият цикъл, според който организмът изпълнява предимно определени функции през определени периоди - хранене, растеж, размножаване, заселване - винаги е в съответствие със сезонните промени във факторите на околната среда, като например сезонността в растителния свят, причинена от промяната на сезони.

Сред законите, които определят взаимодействието на индивид или индивид с неговата среда, ние подчертаваме правило за съответствие на условията на околната среда с генетичната предопределеност на организма . То твърди че даден вид организми може да съществува до и дотолкова, доколкото естествената среда, която го заобикаля, съответства на генетичните способности за адаптиране на този вид към неговите флуктуации и промени. Всеки вид живи същества е възникнал в определена среда, адаптиран към нея в една или друга степен и по-нататъшното съществуване на вида е възможно само в тази или подобна среда. Рязката и бърза промяна в жизнената среда може да доведе до факта, че генетичните способности на даден вид ще бъдат недостатъчни, за да се адаптират към новите условия. Това по-специално е в основата на една от хипотезите за изчезването на големи влечуги с рязка промяна в абиотичните условия на планетата: големите организми са по-малко променливи от малките, така че се нуждаят от много повече време, за да се адаптират. В тази връзка радикалните трансформации на природата са опасни за днес съществуващи видове, включително и за самия човек.

1.2.4. Адаптация на организмите към неблагоприятни условия на околната среда

Факторите на околната среда могат да действат като:

· дразнители и предизвиква адаптивни промени във физиологичните и биохимичните функции;

· ограничители , обуславящи невъзможността за съществуване при тези условия;

· модификатори , предизвикващи анатомични и морфологични изменения в организмите;

· сигнали , което показва промени в други фактори на околната среда.

В процеса на адаптиране към неблагоприятните условия на околната среда организмите успяха да развият три основни начина за избягване на последните.

Активен път– спомага за укрепване на резистентността, развитието на регулаторни процеси, които позволяват да се извършват всички жизнени функции на организмите, въпреки неблагоприятните фактори.

Например топлокръвност при бозайници и птици.

Пасивен начинсвързани с подчиняването на жизнените функции на организма на промените във факторите на околната среда. Например явлението скрит живот , придружено от спиране на жизнената дейност, когато резервоарът изсъхне, студено време и т.н., до състоянието въображаема смърт или спряна анимация .

Например, изсушени семена от растения, техните спори, както и малки животни (ротифери, нематоди) са в състояние да издържат на температури под 200 o C. Примери за анабиоза? Зимен покой на растенията, хибернация на гръбначните животни, запазване на семена и спори в почвата.

Явление, при което настъпва временен физиологичен покой в ​​индивидуалното развитие на някои живи организми, дължащ се на неблагоприятни фактори. външна среда, наречена диапауза .

Избягване на неблагоприятни ефекти– развитието на тялото на такива жизнени цикли, при които най-уязвимите етапи от неговото развитие завършват в най-благоприятните периоди от годината по отношение на температурата и други условия.

Обичайният път за такива адаптации е миграцията.

Наричат ​​се еволюционни адаптации на организмите към условията на околната среда, изразяващи се в промени в техните външни и вътрешни характеристики адаптация . Има различни видове адаптации.

Морфологични адаптации. Организмите развиват такива характеристики външна структура, които допринасят за оцеляването и успешното функциониране на организмите в обичайните им условия.

Например опростената форма на тялото на водните животни, структурата на сукулентите и адаптациите на халофитите.

Морфологичният тип адаптация на животно или растение, при който те имат външна форма, която отразява начина, по който взаимодействат с околната среда, се нарича форма на живот на вида . В процеса на адаптиране към едни и същи условия на околната среда различните видове могат да имат подобна форма на живот.

Например кит, делфин, акула, пингвин.

Физиологични адаптациисе проявяват в особеностите на ензимния набор в храносмилателния тракт на животните, обусловени от състава на храната.

Например, осигуряване на влага чрез окисляване на мазнините в камилите.

Поведенчески адаптации– се проявяват в създаването на убежища, движението за избор на най-благоприятните условия, плашенето на хищници, криенето, поведението в училище и др.

Адаптациите на всеки организъм се определят от неговата генетична предразположеност. Правилото за съответствие на условията на околната среда с генетичната предопределеност заявява: стига околната среда определен типорганизми, съответства на генетичните способности за адаптиране на този вид към неговите колебания и промени, този вид може да съществува. Рязката и бърза промяна в условията на околната среда може да доведе до факта, че скоростта на адаптивните реакции ще изостане от промяната в условията на околната среда, което ще доведе до елиминиране на вида. Горното с пълна сила важи и за хората.

1.2.5. Основни абиотични фактори.

Нека припомним още веднъж, че абиотичните фактори са свойства на неживата природа, които пряко или косвено засягат живите организми. Слайд 3 показва класификацията на абиотичните фактори.

температурае най-важният климатичен фактор. Зависи от нея скорост на метаболизмаорганизми и техните географско разпространение. Всеки организъм е способен да живее в определен температурен диапазон. И въпреки че за различни видовеорганизми ( евритермни и стенотермни) тези интервали са различни, за повечето от тях зоната оптимални температури, при които жизнените функции се осъществяват най-активно и ефективно, е относително малък. Температурният диапазон, в който може да съществува живот, е приблизително 300 C: от -200 до +100 C. Но повечето видове и по-голямата част от тяхната дейност са ограничени до още по-тесен температурен диапазон. Някои организми, особено тези в латентна фаза, могат да оцелеят поне известно време при много ниски температури. Някои видове микроорганизми, главно бактерии и водорасли, могат да живеят и да се размножават при температури, близки до точката на кипене. Горната граница за изворните бактерии е 88 С, за синьо-зелените водорасли - 80 С, а за най-устойчивите риби и насекоми - около 50 С. По правило горните гранични стойности на фактора са по-критични от долните, въпреки че много организми близо до горните граници на обхвата на поносимост функционират по-ефективно.

Водните животни са склонни да имат по-тесен диапазон на температурна толерантност от сухоземните животни, тъй като температурният диапазон във водата е по-малък, отколкото на сушата.

От гледна точка на въздействието върху живите организми температурната променливост е изключително важна. Температурите в диапазона от 10 до 20 C (средно 15 C) нямат непременно същия ефект върху тялото като постоянна температура от 15 C. Жизнената активност на организмите, които в природата обикновено са изложени на променливи температури, е напълно потисната или частично или забавено от влиянието на постоянна температура. Използвайки променлива температура, беше възможно да се ускори развитието на яйцата на скакалец средно с 38,6% в сравнение с тяхното развитие при постоянна температура. Все още не е ясно дали ускоряващият ефект се дължи на самите температурни колебания или на засилен растеж, причинен от краткотрайно повишаване на температурата и некомпенсиран от забавяне на растежа, когато тя намалява.

Следователно температурата е важен и много често ограничаващ фактор. Температурните ритми до голяма степен контролират сезонната и дневната активност на растенията и животните. Температурата често създава зониране и стратификация във водни и сухоземни местообитания.

водафизиологично необходими за всяка протоплазма. От екологична гледна точка той служи като ограничаващ фактор както в сухоземните местообитания, така и във водните местообитания, където количеството му е обект на силни колебания или където високата соленост допринася за загубата на вода от тялото чрез осмоза. Всички живи организми, в зависимост от нуждата си от вода и следователно от различията в местообитанията, се разделят на редица екологични групи: водни или хидрофилен- постоянно живеещи във вода; хигрофилен- живеещи в много влажни местообитания; мезофилен- характеризира се с умерена нужда от вода и ксерофилен- живеещи в сухи местообитания.

Валежии влажността са основните величини, които се измерват при изследване на този фактор. Количеството на валежите зависи главно от пътищата и характера на големите движения на въздушните маси. Например ветровете, духащи от океана, оставят по-голямата част от влагата по склоновете, обърнати към океана, което води до „дъждовна сянка“ зад планините, което допринася за образуването на пустиня. Придвижвайки се във вътрешността, въздухът натрупва известно количество влага и количеството на валежите отново се увеличава. Пустините обикновено се намират зад вис планински веригиили по тези брегове, където ветровете духат от обширни вътрешни сухи райони, а не от океана, като пустинята Нами в Югозападна Африка. Разпределението на валежите по сезони е изключително важен ограничаващ фактор за организмите. Условията, създадени от равномерно разпределените валежи, са напълно различни от тези, създадени от валежите през един сезон. В този случай животните и растенията трябва да издържат на периоди на продължителна суша. Като правило, неравномерно разпределение на валежите през сезоните се среща в тропиците и субтропиците, където влажният и сухият сезон често са добре изразени. В тропическата зона сезонният ритъм на влажност регулира сезонната активност на организмите, подобно на сезонния ритъм на топлина и светлина в умерения пояс. Росата може да има значителен и, на места с малко валежи, много важен принос към общите валежи.

Влажност- параметър, характеризиращ съдържанието на водни пари във въздуха. Абсолютна влажносте количеството водна пара на единица обем въздух. Поради зависимостта на количеството пари, задържани от въздуха, от температурата и налягането, концепцията относителна влажносте отношението на парите, съдържащи се във въздуха, към наситените пари при дадена температура и налягане. Тъй като в природата има дневен ритъм на влажността - повишаване през нощта и намаляване през деня, както и нейните колебания по вертикала и хоризонтала, този фактор, заедно със светлината и температурата, играе важна роля в регулирането на дейността на организмите. Влажността променя влиянието на температурната височина. Например, при условия на влажност, близки до критичните, температурата има по-важен ограничаващ ефект. По подобен начин влажността играе по-критична роля, ако температурата е близо до екстремните стойности. Големите водни тела значително омекотяват климата на сушата, тъй като водата се характеризира с голяма латентна топлина на изпаряване и топене. Всъщност има два основни вида климат: континенталенс екстремни температури и влажност и морски,който се характеризира с по-малко резки колебания, което се обяснява с умереното влияние на големите водни тела.

Резерват, достъпен за живи организми повърхностни водизависи от количеството на валежите в района, но тези стойности не винаги съвпадат. По този начин, използвайки подземни източници, където водата идва от други райони, животните и растенията могат да получат повече вода, отколкото да я получат с валежи. Обратно, дъждовната вода понякога веднага става недостъпна за организмите.

Радиация от Слънцетопредставлява електромагнитни вълни с различна дължина. Той е абсолютно необходим за живата природа, тъй като е основен външен източникенергия. Спектърът на разпределение на енергията на слънчевата радиация извън земната атмосфера (фиг. 6) показва, че около половината от слънчевата енергия се излъчва в инфрачервената област, 40% във видимата и 10% в ултравиолетовата и рентгеновата област.

Трябва да имаме предвид, че спектърът електромагнитно излъчванеСлънцето е много широко (фиг. 7) и неговите честотни диапазони влияят на живата материя по различни начини. Земната атмосфера, включително озоновият слой, селективно, т.е. селективно в честотните диапазони, поглъща енергията на електромагнитното излъчване от Слънцето и основно лъчение с дължина на вълната от 0,3 до 3 микрона достига земната повърхност. Радиацията с по-дълга и по-къса дължина на вълната се абсорбира от атмосферата.

С увеличаване на зенитното разстояние на Слънцето относителното съдържание на инфрачервено лъчение се увеличава (от 50 до 72%).

Качествените признаци на светлина са важни за живата материя - дължина на вълната, интензитет и продължителност на експозицията.

Известно е, че животните и растенията реагират на промените в дължината на вълната на светлината. Цветното зрение е често срещано при различни групиживотни са петнисти: той е добре развит при някои видове членестоноги, риби, птици и бозайници, но при други видове от същите групи може да отсъства.

Скоростта на фотосинтезата варира в зависимост от промените в дължината на вълната на светлината. Например, когато светлината преминава през вода, червената и синя част от спектъра се филтрират и получената зеленикава светлина се абсорбира слабо от хлорофила. Въпреки това, червените водорасли имат допълнителни пигменти (фикоеритрини), които им позволяват да използват тази енергия и да живеят на по-големи дълбочини от зелените водорасли.

Както при сухоземните, така и при водните растения, фотосинтезата е свързана с интензитета на светлината в линейна връзка до оптимално ниво на светлинна наситеност, което в много случаи е последвано от намаляване на фотосинтетичната интензивност при висок интензитет на пряка слънчева светлина. При някои растения, като евкалипт, фотосинтезата не се инхибира директно слънчева светлина. В този случай се извършва компенсация на факторите, тъй като отделните растения и цели съобщества се адаптират към различни интензитети на светлината, като се адаптират към сянка (диатомеи, фитопланктон) или към пряка слънчева светлина.

Продължителността на дневната светлина или фотопериодът е „времеви превключвател“ или тригер, който включва последователност от физиологични процеси, водещи до растеж, цъфтеж при много растения, линеене и натрупване на мазнини, миграция и размножаване при птици и бозайници и диапауза при насекоми. Някои висши растения цъфтят с увеличаване на продължителността на деня (растения имам дълъг ден), други цъфтят при скъсяване на деня (късодневни растения). В много организми, чувствителни към фотопериода, настройката на биологичния часовник може да бъде променена чрез експериментална промяна на фотопериода.

Йонизиращо лъчениеизбива електрони от атомите и ги прикрепя към други атоми, за да образуват двойки положителни и отрицателни йони. Неговият източник са радиоактивни вещества, съдържащи се в скалите, освен това идва от космоса.

Различните видове живи организми се различават значително по способността си да издържат на големи дози радиационно облъчване. Например, доза от 2 Sv (сивер) причинява смъртта на ембрионите на някои насекоми на етапа на смачкване, доза от 5 Sv води до стерилност на някои видове насекоми, доза от 10 Sv е абсолютно смъртоносна за бозайниците. Повечето изследвания показват, че бързо делящите се клетки са най-чувствителни към радиация.

Ефектите от ниските дози радиация са по-трудни за оценка, тъй като те могат да причинят дългосрочни генетични и соматични ефекти. Например облъчването на бор с доза от 0,01 Sv на ден в продължение на 10 години причинява забавяне на темпа на растеж, подобно на еднократна доза от 0,6 Sv. Увеличаването на нивото на радиация в околната среда над фоновото ниво води до увеличаване на честотата на вредните мутации.

U висши растенияЧувствителността към йонизиращо лъчение е правопропорционална на размера на клетъчното ядро ​​или по-точно на обема на хромозомите или съдържанието на ДНК.

При висшите животни не е открита такава проста връзка между чувствителността и клетъчната структура; За тях по-важна е чувствителността на отделните системи от органи. По този начин бозайниците са много чувствителни дори към ниски дози радиация поради лесното увреждане, причинено от облъчването на бързо делящата се хематопоетична тъкан на костния мозък. Дори много ниски нива на хронично действаща йонизираща радиация могат да причинят растеж на туморни клетки в костите и други чувствителни тъкани, които може да се появят много години след излагането.

Газов съставатмосферата също е важен климатичен фактор (фиг. 8). Преди приблизително 3-3,5 милиарда години атмосферата е съдържала азот, амоняк, водород, метан и водни пари и в нея е нямало свободен кислород. Съставът на атмосферата до голяма степен се определя от вулканични газове. Поради липсата на кислород нямаше озонов екран, който да блокира ултравиолетова радиацияслънце С течение на времето, поради абиотични процеси, кислородът започва да се натрупва в атмосферата на планетата и започва образуването на озоновия слой. Около средата на палеозоя потреблението на кислород се изравнява с производството му през този период, съдържанието на O2 в атмосферата е близко до съвременните нива - около 20%. Освен това от средата на девон се наблюдават колебания в съдържанието на кислород. В края на палеозоя е имало забележимо намаляване на съдържанието на кислород и увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид до около 5% от съвременните нива, което е довело до изменение на климата и, очевидно, е довело до обилни „автотрофни“ цъфтежи, които създадени запаси от изкопаеми въглеводородни горива. Това беше последвано от постепенно връщане към атмосфера с ниско съдържание на въглероден диоксид и високо съдържание на кислород, след което съотношението O2/CO2 остана в състояние на така нареченото осцилиращо стационарно равновесие.

В момента атмосферата на Земята има следния състав: кислород ~21%, азот ~78%, въглероден диоксид ~0,03%, инертни газове и примеси ~0,97%. Интересното е, че концентрациите на кислород и въглероден диоксид са ограничаващи за много висши растения. В много растения е възможно да се увеличи ефективността на фотосинтезата чрез увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид, но е малко известно, че намаляването на концентрацията на кислород може също да доведе до увеличаване на фотосинтезата. В експерименти върху бобови растения и много други растения беше показано, че намаляването на съдържанието на кислород във въздуха до 5% увеличава интензивността на фотосинтезата с 50%. Азотът също играе изключително важна роля. Това е най-важният биогенен елемент, участващ в образуването на протеинови структури на организмите. Вятърът оказва ограничаващо действие върху дейността и разпространението на организмите.

Вятърдори способни да се променят външен видрастения, особено в тези местообитания, например в алпийските зони, където други фактори имат ограничаващ ефект. Експериментално е доказано, че в открити планински местообитания вятърът ограничава растежа на растенията: когато е построена стена, за да предпази растенията от вятъра, височината на растенията се увеличава. Голяма стойностимат бури, въпреки че ефектът им е чисто локален. Ураганите и обикновените ветрове могат да пренасят животни и растения на големи разстояния и по този начин да променят състава на общностите.

Атмосферно налягане, очевидно не е пряк ограничаващ фактор, но е пряко свързан с времето и климата, които имат пряк ограничаващ ефект.

Водните условия създават уникално местообитание за организми, различаващи се от сухоземните предимно по плътност и вискозитет. Плътност вода приблизително 800 пъти и вискозитет приблизително 55 пъти по-висока от въздуха. Заедно с плътност И вискозитет най-важните физични и химични свойства на водната среда са: температурна стратификация, т.е. температурни промени по дълбочината на водното тяло и периодични температурни промени във времето, и също прозрачност вода, която определя светлинния режим под нейната повърхност: фотосинтезата на зелени и лилави водорасли, фитопланктон и висши растения зависи от прозрачността.

Както и в атмосферата, важна роля играе газов състав водна среда. Във водните местообитания количеството кислород, въглероден диоксид и други газове, разтворени във водата и следователно достъпни за организмите, варира значително с времето. Във водоеми с високо съдържание на органична материя кислородът е ограничаващ фактор от първостепенно значение. Въпреки по-добрата разтворимост на кислорода във вода в сравнение с азота, дори и в най-благоприятния случай, водата съдържа по-малко кислород от въздуха, приблизително 1% от обема. Разтворимостта се влияе от температурата на водата и количеството на разтворените соли: с понижаване на температурата разтворимостта на кислорода се увеличава, а с увеличаване на солеността тя намалява. Доставянето на кислород във водата се попълва поради дифузия от въздуха и фотосинтезата на водните растения. Кислородът дифундира във водата много бавно, дифузията се улеснява от вятъра и движението на водата. Както вече споменахме, най-важният фактор, осигуряващ фотосинтетичното производство на кислород, е светлината, проникваща във водния стълб. По този начин съдържанието на кислород във водата варира в зависимост от времето на деня, сезона и местоположението.

Съдържанието на въглероден диоксид във водата също може да варира значително, но въглеродният диоксид се държи различно от кислорода и неговата екологична роля е слабо разбрана. Въглеродният диоксид е силно разтворим във вода, освен това CO2 навлиза във водата, образуван при дишане и разлагане, както и от почвени или подземни източници. За разлика от кислорода, въглеродният диоксид реагира с водата:

за образуване на въглена киселина, която реагира с вар за образуване на карбонати CO22- и бикарбонати HCO3-. Тези съединения поддържат концентрацията на водородни йони на ниво, близко до неутрално. Малко количество въглероден диоксид във водата повишава интензивността на фотосинтезата и стимулира процесите на развитие на много организми. Високата концентрация на въглероден диоксид е ограничаващ фактор за животните, тъй като е придружена от ниско съдържание на кислород. Например, ако съдържанието на свободен въглероден диоксид във водата е твърде високо, много риби умират.

Киселинност- концентрацията на водородните йони (pH) е тясно свързана с карбонатната система. Стойността на pH се променя в диапазона 0? pH? 14: при рН=7 средата е неутрална, при рН<7 - кислая, при рН>7 - алкален. Ако киселинността не се доближава до екстремни стойности, тогава общностите са в състояние да компенсират промените в този фактор - толерантността на общността към диапазона на pH е много значителна. Киселинността може да служи като индикатор за общата скорост на метаболизма на общността. Водите с ниско pH съдържат малко хранителни вещества, така че продуктивността е изключително ниска.

Соленост- съдържание на карбонати, сулфати, хлориди и др. - е друг значим абиотичен фактор в водни тела. В сладките води има малко соли, от които около 80% са карбонати. Съдържанието на минерали в Световния океан е средно 35 g/l. Организми открит океанобикновено са стенохалинни, докато крайбрежните соленоводни организми обикновено са еврихалинни. Концентрацията на соли в телесните течности и тъкани на повечето морски организмиизотоничен на концентрацията на сол в морска вода, така че тук няма проблеми с осморегулацията.

Потокне само силно влияе върху концентрацията на газове и хранителни вещества, но и директно действа като ограничаващ фактор. Много речни растения и животни са морфологично и физиологично специално адаптирани да поддържат позицията си в потока: те имат добре дефинирани граници на толерантност към фактора на потока.

Хидростатично налягане в океана е от голямо значение. При потапяне във вода от 10 m налягането се увеличава с 1 atm (105 Pa). В най-дълбоката част на океана налягането достига 1000 atm (108 Pa). Много животни са в състояние да понасят внезапни колебания в налягането, особено ако нямат свободен въздух в телата си. В противен случай може да се развие газова емболия. Високо налягане, характерни за големи дълбочини, като правило, инхибират жизнените процеси.

Почвата е слой от вещество, разположен върху скалите на земната кора. Руският учен и естествоизпитател Василий Василиевич Докучаев през 1870 г. е първият, който разглежда почвата като динамична, а не инертна среда. Той доказа, че почвата непрекъснато се променя и развива, а в нейната активна зона протичат химични, физични и биологични процеси. Почвата се формира чрез сложно взаимодействие на климат, растения, животни и микроорганизми. Съветският академик почвовед Василий Робертович Уилямс даде друго определение на почвата - това е рохкав повърхностен хоризонт на земята, способен да произвежда растителни култури. Растежът на растенията зависи от съдържанието на основни хранителни вещества в почвата и нейната структура.

Съставът на почвата включва четири основни структурни компонента: минерална основа (обикновено 50-60% от общия състав на почвата), органична материя (до 10%), въздух (15-25%) и вода (25-30%).

Минерален скелет на почвата- Това е неорганичен компонент, който се е образувал от основната скала в резултат на нейното изветряне.

Над 50% от минералния състав на почвата е зает от силициев диоксид SiO2, от 1 до 25% от алуминиев оксид Al2O3, от 1 до 10% от железни оксиди Fe2O3, от 0,1 до 5% от оксиди на магнезий, калий, фосфор и др. калций. Минералните елементи, които образуват веществото на почвения скелет, варират по размер: от камъни и камъни до пясъчни зърна - частици с диаметър 0,02-2 mm, тиня - частици с диаметър 0,002-0,02 mm и най-малките частици глина. по-малък от 0,002 mm в диаметър. Тяхното съотношение определя механична структура на почвата . Има голямо значение за селското стопанство. Глините и глините, съдържащи приблизително равни количества глина и пясък, обикновено са подходящи за растеж на растенията, тъй като съдържат достатъчно хранителни вещества и могат да задържат влага. Песъчливите почви се оттичат по-бързо и губят хранителни вещества поради измиване, но са по-полезни за ранна реколта, тъй като повърхността им изсъхва по-бързо през пролетта от глинестите почви, което води до по-добро затопляне. Тъй като почвата става по-камениста, нейната способност да задържа вода намалява.

органична материяпочвата се образува от разлагането на мъртви организми, техните части и екскременти. Органичните остатъци, които не са се разградили напълно, се наричат ​​постеля, а крайният продукт от разлагането - аморфно вещество, в което вече не е възможно да се разпознае оригиналният материал - се нарича хумус. Благодарение на своите физични и химични свойства хумусът подобрява структурата и аерацията на почвата, а също така повишава способността за задържане на вода и хранителни вещества.

Едновременно с процеса на хумификация е жизненоважен важни елементипресечете ги органични съединенияв неорганични, например: азот - в амониеви йони NH4+, фосфор - в ортофосфатиони H2PO4-, сяра - в сулфатиони SO42-. Този процес се нарича минерализация.

Почвеният въздух, подобно на почвената вода, се намира в порите между почвените частици. Порьозността се увеличава от глини към глини и пясъци. Между почвата и атмосферата протича свободен газов обмен, което води до сходен газов състав и в двете среди. Обикновено, поради дишането на обитаващите я организми, почвеният въздух съдържа малко по-малко кислород и повече въглероден диоксид от атмосферния въздух. Кислородът е необходим за корените на растенията, почвените животни и разлагащите организми, които разграждат органичната материя до неорганични компоненти. Ако възникне процесът на преовлажняване, почвеният въздух се заменя с вода и условията стават анаеробни. Почвата постепенно става кисела, тъй като анаеробните организми продължават да произвеждат въглероден диоксид. Почвата, ако не е богата на основи, може да стане изключително кисела, а това, заедно с изчерпването на кислородните запаси, има неблагоприятен ефект върху почвените микроорганизми. Продължителните анаеробни условия водят до смърт на растенията.

Почвените частици задържат известно количество вода около себе си, което определя влажността на почвата. Част от нея, наречена гравитационна вода, може свободно да проникне дълбоко в почвата. Това води до измиване на различни минерали от почвата, включително азот. Водата може също да се задържа около отделни колоидни частици под формата на тънък, здрав, кохезивен филм. Тази вода се нарича хигроскопична. Той се адсорбира върху повърхността на частиците поради водородни връзки. Тази вода е най-малко достъпна за корените на растенията и се задържа последна в много сухи почви. Следователно количеството хигроскопична вода зависи от съдържанието на колоидни частици в почвата глинести почвиима много повече от него - приблизително 15% от масата на почвата, отколкото в песъчливите почви - приблизително 0,5%. Тъй като слоевете вода се натрупват около почвените частици, тя започва да запълва първо тесните пори между тези частици и след това се разпространява във все по-широки пори. Хигроскопичната вода постепенно се превръща в капилярна вода, която се задържа около почвените частици от силите на повърхностното напрежение. Капилярната вода може да се издигне през тесни пори и канали от нивото на подземните води. Растенията лесно абсорбират капилярна вода, която играе най-голяма роля за редовното им водоснабдяване. За разлика от хигроскопичната влага, тази вода се изпарява лесно. Почвите с фина текстура, като глини, задържат повече капилярна вода, отколкото почвите с груба текстура, като пясъци.

Водата е необходима за всички почвени организми. Той навлиза в живите клетки чрез осмоза.

Водата също е важна като разтворител за хранителни вещества и газове, абсорбирани от водния разтвор от корените на растенията. Участва в разрушаването на основната скала под почвата и в процеса на почвообразуване.

Химични свойствапочвата зависи от съдържанието на минерали, които присъстват в нея под формата на разтворени йони. Някои йони са отровни за растенията, други са жизненоважни. Концентрацията на водородни йони в почвата (киселинност) pH>7, т.е. средно близо до неутрална стойност. Флората на такива почви е особено богата на видове. Варовитите и засолени почви са с pH = 8...9, а торфените - до 4. Върху тях се развива специфична растителност.

Почвата е дом на много видове растителни и животински организми, които влияят върху нейните физикохимични характеристики: бактерии, водорасли, гъби или протозои, червеи и членестоноги. Тяхната биомаса в различни почвиравно (kg/ha): бактерии 1000-7000, микроскопични гъби - 100-1000, водорасли 100-300, членестоноги - 1000, червеи 350-1000.

В почвата протичат различни процеси на синтез и биосинтез; химически реакциитрансформации на вещества, свързани с живота на бактериите. При липса на специализирани групи бактерии в почвата, тяхната роля се играе от почвени животни, които превръщат големите растителни остатъци в микроскопични частици и по този начин правят органичните вещества достъпни за микроорганизмите.

Органичните вещества се произвеждат от растенията с помощта на минерални соли, слънчева енергия и вода. Така почвата губи минералите, които растенията са взели от нея. В горите някои хранителни вещества се връщат в почвата чрез падане на листата. Култивирани растенияЗа определен период от време значително повече хранителни вещества се отстраняват от почвата, отколкото се връщат в нея. Обикновено загубите на хранителни вещества се компенсират чрез добавяне минерални торове, които по принцип не могат да бъдат директно използвани от растенията и трябва да бъдат трансформирани от микроорганизми в биологично достъпна форма. При липса на такива микроорганизми почвата губи плодородие.

Основните биохимични процеси протичат в горния слой на почвата с дебелина до 40 см, тъй като той съдържа най-голям брой микроорганизми. Някои бактерии участват в цикъла на трансформация само на един елемент, докато други участват в циклите на трансформация на много елементи. Ако бактериите минерализират органичната материя - разграждат органичната материя до неорганични съединения, тогава протозоите унищожават излишните бактерии. Земни червеи, ларви на бръмбари и акари разрохкват почвата и по този начин допринасят за нейната аерация. Освен това те обработват органични вещества, които трудно се разграждат.

Абиотичните фактори в местообитанието на живите организми също включват релефни фактори (топография) . Влиянието на топографията е тясно свързано с други абиотични фактори, тъй като може силно да повлияе на местния климат и развитието на почвата.

Основният топографски фактор е надморската височина. С надморската височина средните температури намаляват, дневните температурни разлики се увеличават, валежите, скоростта на вятъра и интензивността на радиацията се увеличават и намаляват атмосферно наляганеи газови концентрации. Всички тези фактори влияят върху растенията и животните, причинявайки вертикална зоналност.

Планински веригимогат да служат като климатични бариери. Планините служат и като бариери за разпространението и миграцията на организмите и могат да играят ролята на ограничаващ фактор в процесите на видообразуване.

Друг топографски фактор е изложение на склона . В северното полукълбо склоновете с южно изложение получават повече слънчева светлина, така че интензитетът на светлината и температурата тук са по-високи, отколкото в дъното на долините и склоновете със северно изложение. В южното полукълбо се наблюдава обратната ситуация.

Важен фактороблекчението също е стръмност на склона . Стръмните склонове се характеризират с бързо оттичане и отмиване на почвата, така че почвите тук са тънки и по-сухи. Ако наклонът надвишава 35b, почвата и растителността обикновено не се образуват, а се създава сипей от рохкав материал.

Сред абиотичните фактори специално вниманиезаслужава огън или огън . Понастоящем еколозите са стигнали до недвусмисленото заключение, че огънят трябва да се разглежда като един от природните абиотични фактори наред с климатичните, едафичните и други фактори.

Пожарите като екологичен фактор са различни видовеи оставят след себе си различни последствия. Коронните или горските пожари, тоест много интензивни и неконтролируеми, унищожават цялата растителност и цялата органична материя в почвата, докато последствията от наземните пожари са напълно различни. Пожарите в короните имат ограничаващ ефект върху повечето организми - биотичната общност трябва да започне всичко отначало с малкото останало и трябва да минат много години, преди мястото отново да стане продуктивно. Приземните пожари, напротив, имат селективен ефект: за някои организми те са по-ограничаващ фактор, за други - по-малко ограничаващ фактор и по този начин допринасят за развитието на организми с висока толерантност към пожари. Освен това малките приземни пожари допълват действието на бактериите, разлагат мъртвите растения и ускоряват превръщането на минералните хранителни вещества във форма, подходяща за използване от нови поколения растения.

Ако приземните пожари възникват редовно на всеки няколко години, малко мъртва дървесина остава на земята, което намалява вероятността от коронни пожари. В горите, които не са горяли повече от 60 години, се натрупват толкова много горими отпадъци и мъртва дървесина, че когато се запали, коронният пожар е почти неизбежен.

Растенията са развили специализирани адаптации към огъня, точно както към други абиотични фактори. По-специално, пъпките на зърнени култури и борове са скрити от огън в дълбините на туфи листа или игли. В периодично опожарявани местообитания тези растителни видове са от полза, тъй като огънят насърчава тяхното запазване чрез селективно насърчаване на техния процъфтяване. Широколистните видове нямат защитни устройства срещу пожар, той е разрушителен за тях.

По този начин пожарите поддържат стабилността само на някои екосистеми. За широколистни и влажни тропически гори, чийто баланс се формира без влиянието на огъня, дори приземен пожар може да причини големи щети, унищожавайки богатия на хумус горен почвен хоризонт, което води до ерозия и измиване на хранителни вещества от него.

Въпросът „да горим или да не горим“ е необичаен за нас. Ефектите от изгарянето могат да бъдат много различни в зависимост от времето и интензивността. Поради небрежност хората често причиняват увеличаване на честотата на горските пожари, така че е необходимо да се води активна борба за пожарна безопасност в горите и зоните за отдих. В никакъв случай частно лице няма право умишлено или случайно да предизвиква пожар в природата. Необходимо е обаче да се знае, че използването на огън от специално обучени хора е част от правилното управление на земята.

За абиотичните условия са валидни всички разгледани закони за влиянието на факторите на околната среда върху живите организми. Познаването на тези закони ни позволява да отговорим на въпроса: защо в различни регионипланетите са образували различни екосистеми? Основната причина са уникалните абиотични условия на всеки регион.

Популациите са концентрирани в определен район и не могат да бъдат разпределени навсякъде с еднаква плътност, тъй като имат ограничен диапазон на толерантност към факторите на околната среда. Следователно всяка комбинация от абиотични фактори се характеризира със собствени видове живи организми. Много варианти на комбинации от абиотични фактори и видове живи организми, адаптирани към тях, определят разнообразието на екосистемите на планетата.

1.2.6. Основни биотични фактори.

Районите на разпространение и числеността на организмите от всеки вид са ограничени не само от външни условия нежива среда, но също и техните взаимоотношения с организми от други видове. Непосредствената жизнена среда на организма представлява неговата биотична среда , а факторите на тази среда се наричат биотичен . Представители на всеки вид могат да съществуват в среда, където връзките с други организми им осигуряват нормални условия на живот.

Разграничават се следните форми на биотични взаимоотношения. Ако обозначим положителните резултати от взаимоотношенията за даден организъм със знак „+“, отрицателните резултати със знака „-“ и липсата на резултати със знака „0“, тогава видовете взаимоотношения, открити в природата между живите организми, могат да бъдат представени под формата на таблица. 1.

Тази схематична класификация дава обща представа за разнообразието на биотичните взаимоотношения. Нека помислим характерни особеностивръзки от различен тип.

Конкуренцияе най-всеобхватният тип взаимоотношения в природата, при които две популации или два индивида си влияят взаимно в борбата за условията, необходими за живот отрицателен .

Конкуренцията може да бъде вътрешновидови И междувидови . Вътрешноспецифичната конкуренция възниква между индивиди от един и същи вид, междувидова конкуренция възниква между индивиди от различни видове. Конкурентното взаимодействие може да засяга:

· жилищна площ,

· храна или хранителни вещества,

· места за подслон и много други жизненоважни фактори.

Предимствата в конкуренцията се постигат по видове по различни начини. С равен достъп до ресурса обществено ползванеедин вид може да има предимство пред друг поради:

по-интензивно размножаване

консумация на повече храна или слънчева енергия,

· способност за по-добра защита,

· адаптиране към по-широк диапазон от температури, нива на светлина или концентрации на определени вредни вещества.

Междувидовата конкуренция, независимо какво стои в основата й, може да доведе или до установяване на равновесие между два вида, или до замяна на популацията на един вид с популация на друг, или до факта, че един вид ще измести друг на друго място или да го принуди да премине към използване на други ресурси. Установено е, че две еднакви в екологичноа нуждите на вида не могат да съжителстват на едно място и рано или късно един конкурент измества другия. Това е така нареченият принцип на изключване или принцип на Гаузе.

Популациите на някои видове живи организми избягват или намаляват конкуренцията чрез преместване в друг регион с приемливи за тях условия или чрез преминаване към по-недостъпна или трудно смилаема храна, или чрез промяна на времето или мястото на производство на храна. Например ястребите се хранят през деня, совите през нощта; лъвовете ловуват по-големи животни, а леопардите – по-малки; Тропическите гори се характеризират с установената стратификация на животни и птици в нива.

От принципа на Гаузе следва, че всеки вид в природата заема определено уникално място. То се определя от положението на вида в пространството, функциите, които изпълнява в съобществото и отношението му към абиотичните условия на съществуване. Мястото, заемано от вид или организъм в екосистема, се нарича екологична ниша. Образно казано, ако местообитанието е като адреса на организмите от даден вид, тогава екологичната ниша е професия, ролята на даден организъм в неговото местообитание.

Един вид заема своята екологична ниша, за да изпълнява функцията, която е отвоювал от други видове по свой уникален начин, като по този начин овладява своето местообитание и същевременно го оформя. Природата е много икономична: дори два вида, заемащи една и съща екологична ниша, не могат да съществуват устойчиво. В конкуренцията един вид ще измести друг.

Екологичната ниша като функционално място на вида в системата на живота не може да остане празна за дълго време - това се доказва от правилото за задължително запълване на екологични ниши: празна екологична ниша винаги се запълва естествено. Екологичната ниша като функционално място на вид в екосистема позволява форма, способна да развие нови адаптации, за да запълни тази ниша, но понякога това изисква значително време. Често празните екологични ниши, които изглеждат празни за специалист, са просто измама. Следователно човек трябва да бъде изключително внимателен с изводите за възможността за запълване на тези ниши чрез аклиматизация (въведение). Аклиматизация е набор от мерки за въвеждане на вид в нови местообитания, извършвани с цел обогатяване на естествени или изкуствени общности с организми, полезни за хората.

Разцветът на аклиматизацията настъпва през двадесетте и четиридесетте години на ХХ век. С течение на времето обаче стана ясно, че или опитите за аклиматизация на видовете са били неуспешни, или, което е още по-лошо, са довели до много отрицателни резултати - видовете са станали вредители или разпространяват опасни болести. Например, с далекоизточна пчела, аклиматизирана в европейската част, бяха въведени акари, които бяха причинители на болестта вароатоза, която унищожи голям бройпчелни семейства. Не можеше да бъде иначе: новите видове, поставени в чужда екосистема с действително заета екологична ниша, изместиха тези, които вече вършеха подобна работа. Новите видове не отговарят на нуждите на екосистемата, понякога нямат врагове и следователно могат да се възпроизвеждат бързо.

Класически примерТова е въвеждането на зайци в Австралия. През 1859 г. зайците са пренесени в Австралия от Англия за спортен лов. Природни условиясе оказа благоприятно за тях, а местните хищници - динго - не бяха опасни, тъй като не бягаха достатъчно бързо. В резултат на това зайците се размножиха толкова много, че унищожиха растителността на пасищата в огромни райони. В някои случаи въвеждането на естествен враг на чужд вредител в екосистемата донесе успех в борбата с последния, но не всичко е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед. Въведеният враг не е задължително да се фокусира върху унищожаването на обичайната си плячка. Например лисиците, въведени в Австралия, за да убиват зайци, намериха по-лесна плячка - местни торбести животни - в изобилие, без да причиняват много проблеми на желаната жертва.

Конкурентните отношения се наблюдават ясно не само на междувидово, но и на вътревидово (популационно) ниво. С нарастването на популацията, когато броят на нейните индивиди се доближи до насищане, вътрешните физиологични регулаторни механизми влизат в действие: смъртността се увеличава, плодовитостта намалява и стресови ситуации, битки. Популационната екология изучава тези въпроси.

Конкурентните отношения са един от най-важните механизми за формиране на видовия състав на съобществата, пространственото разпределение на популационните видове и регулирането на тяхната численост.

Тъй като структурата на екосистемата е доминирана от хранителните взаимодействия, най-много характерна формавзаимодействието на видовете в трофичните вериги е хищничество , при който индивид от един вид, наречен хищник, се храни с организми (или части от организми) от друг вид, наречен плячка, а хищникът живее отделно от плячката. В такива случаи се казва, че двата вида участват във връзка хищник-плячка.

Видовете плячка са развили набор от защитни механизмиза да не станете лесна плячка за хищник: способността да бягате или летите бързо, екскреция химикалис миризма, която отблъсква хищника или дори го отравя, има дебела кожа или черупка, защитно оцветяване или способност да променя цвета си.

Хищниците също имат няколко начина да нападнат плячка. Месоядните, за разлика от тревопасните, обикновено са принудени да преследват и настигат плячката си (сравнете например тревопасните слонове, хипопотами, крави с месоядни гепарди, пантери и др.). Някои хищници са принудени да бягат бързо, други постигат целта си, като ловуват в глутници, докато трети улавят предимно болни, ранени и непълноценни индивиди. Друг начин за осигуряване на животинска храна е пътят, по който е тръгнал човекът – изобретяването на риболовните уреди и опитомяването на животните.

Животът на организмите зависи от много условия: температура. осветление, влажност, други организми. Без среда живите организми не могат да дишат, да се хранят, да растат, да се развиват или да раждат потомство.

Екологични фактори на околната среда

Околната среда е местообитание на организми с определен набор от условия. В природата растителен или животински организъм е изложен на въздух, светлина, вода, скали, гъби, бактерии, други растения и животни. Всички изброени компоненти на околната среда се наричат ​​фактори на околната среда. Науката екология изучава взаимоотношенията между организмите и тяхната среда.

Влияние на факторите на неживата природа върху растенията

Недостигът или излишъкът на който и да е фактор потиска тялото: намалява скоростта на растеж и метаболизма, причинявайки отклонения от нормалното развитие. Един от най-важните фактори на околната среда, особено за растенията, е светлината. Недостигът му се отразява негативно на фотосинтезата. Растенията, отглеждани при недостатъчна светлина, имат бледи, дълги и нестабилни издънки. При силна светлина и високи температури на въздуха растенията могат да получат изгаряния, които водят до смърт на тъканите.

При понижаване на температурата на въздуха и почвата растежът на растенията се забавя или спира напълно, листата изсъхват и почерняват. Липсата на влага води до изсъхване на растенията, а излишъкът затруднява дишането на корените.

Растенията са развили адаптации за живот при много различни значенияфактори на околната среда: от ярка светлина до тъмнина, от слана до топлина, от изобилие от влага до екстремна сухота.

Растенията, които растат на светлина, са клякащи, с къси издънки и листа с форма на розетка. Листата им често са лъскави, което помага за отразяването на светлината. Издънките на растенията, растящи на тъмно, са удължени на височина.

В пустините, където температурите са високи и влажността е ниска, листата са малки или липсват изобщо, което предотвратява изпарението на водата. Много пустинни растения развиват бяло опушване, което помага да се отрази слънчевата светлина и да се предпази от прегряване. В студен климат често се срещат пълзящи растения. Издънките им с пъпки презимуват под снега и не са изложени на ниски температури. В устойчивите на замръзване растения органичните вещества се натрупват в клетките, увеличавайки концентрацията на клетъчния сок. Това прави растението по-издръжливо през зимата.

Влиянието на неживите фактори върху животните

Животът на животните зависи и от фактори на неживата природа. При неблагоприятни температури растежът и пубертетът на животните се забавят. Адаптациите към студен климат включват пух, пера и вълна при птици и бозайници. От голямо значение за регулирането на телесната температура са поведенческите характеристики на животните: активно придвижване до места с по-благоприятни температури, създаване на убежища, промени в активността по различно време на годината и деня. За да оцелеят при неблагоприятни зимни условия, мечките, гоферите и таралежите спят зимен сън. В най-горещите часове много птици се крият на сянка, разперват криле и отварят човки.

Животните, които живеят в пустините, имат различни адаптации, за да се справят със сухия въздух и висока температура. Слонската костенурка съхранява вода в пикочен мехур. Много гризачи се задоволяват с вода само от бедност. Насекомите, за да избягат от прегряване, редовно се издигат във въздуха или се заравят в пясъка. При някои бозайници водата се образува от складирани мазнини (камили, овце с дебели опашки, тушканчета с дебели опашки).

Екологията е един от основните компоненти на биологията, който изучава взаимодействието на околната среда с организмите. Средата включва различни фактори на живата и неживата природа. Те могат да бъдат физически или химични. Сред първите са температурата на въздуха, слънчевата светлина, водата, структурата на почвата и дебелината на нейния слой. Факторите на неживата природа също включват състава на почвата, въздуха и веществата, разтворими във вода. Освен това има и биологични фактори - организми, които живеят в такава зона. За екология се говори за първи път през 60-те години на миналия век; тя възниква от дисциплина като естествената история, която се занимава с наблюдения на организми и тяхното описание. Останалата част от статията ще опише различните явления, които оформят околната среда. Нека да разберем и какви са факторите на неживата природа.

Обща информация

Първо, нека да определим защо организмите живеят на определени места. Натуралистите зададоха този въпрос, докато изследваха земното кълбо, когато съставиха списък на всички живи същества. Тогава бяха разкрити две характерни особености, които се наблюдават на цялата територия. Първият е, че във всяка нова област се идентифицират нови видове, които не са били открити преди. Те се присъединяват към списъка на официално регистрираните. Второ, независимо от нарастващия брой видове, има няколко основни вида организми, които са концентрирани на едно място. И така, биомите са големи общности, които живеят на сушата. Всяка група има собствена структура, доминирана от растителност. Но защо подобни групи организми могат да бъдат открити в различни части на земното кълбо, дори и тези, разположени на големи разстояния един от друг? Нека да го разберем.

човешки

В Европа и Америка битува мнението, че човекът е създаден, за да покори природата. Но днес стана ясно, че хората са неразделна част от околната среда, а не обратното. Следователно обществото ще оцелее само ако природата (растения, бактерии, гъби и животни) е жива. Основната задача на човечеството е да запази екосистемата на Земята. Но за да решим какво да не правим, трябва да изучим законите на взаимодействие между организмите. Факторите на неживата природа са от особено значение в живота на човека. Например, не е тайна колко важна е слънчевата енергия. Осигурява стабилното протичане на много процеси в растенията, включително култивираните. Те се отглеждат от хора, осигуряващи си храна.

Екологични фактори на неживата природа

Райони с постоянен климат съдържат един и същи тип биом. Какви фактори от неживата природа съществуват? Нека разберем. Растителността се определя от климата, а външният вид на общността се определя от растителността. Факторът на неживата природа е слънцето. Близо до екватора лъчите падат вертикално към земята. Поради това тропически растенияполучават повече ултравиолетова радиация. Интензитетът на лъчите, които падат на високите географски ширини на Земята, е по-слаб, отколкото близо до екватора.

слънце

Трябва да се отбележи, че поради наклона на земната ос в различни областипромени в температурата на въздуха. С изключение на тропиците. Слънцето е отговорно за температурата на околната среда. Например, поради вертикалните лъчи, тропическите райони остават постоянно горещи. При такива условия растежът на растенията се ускорява. Видовото разнообразие на дадена територия се влияе от температурните колебания.

Влажност

Факторите на неживата природа са взаимосвързани помежду си. Така че влажността зависи от количеството получено ултравиолетово лъчение и от температурата. Топъл въздухзадържа водните пари по-добре от студа. При охлаждане на въздуха 40% от влагата кондензира, падайки на земята под формата на роса, сняг или дъжд. На екватора топлите въздушни течения се издигат, изтъняват и след това се охлаждат. В резултат на това в някои райони, които се намират близо до екватора, валежите падат в огромни количества. Примерите включват басейна на Амазонка, който се намира в Южна Америка, и басейна на река Конго в Африка. Поради голямото количество валежи тук съществуват тропически гори. В райони, където въздушните маси се разтварят едновременно на север и юг и въздухът, охлаждайки се, отново пада на земята, пустините се простират. По на север и юг, в географските ширини на САЩ, Азия и Европа, времето непрекъснато се променя - поради силни ветрове(понякога от тропиците, а понякога от полярната, студена страна).

почва

Третият фактор на неживата природа е почвата. Има силен ефект върху разпространението на организмите. Образува се от разрушена основна скала с добавяне на органични вещества (мъртви растения). Ако липсва необходимото количество минерали, растението ще се развие слабо и в крайна сметка може да умре. Почвата е от особено значение за селскостопанските дейности на човека. Както знаете, хората растат различни културикоито след това се изяждат. Ако съставът на почвата е незадоволителен, тогава растенията няма да могат да получат всички необходими вещества от нея. А това от своя страна ще доведе до загуба на реколта.

Фактори на дивата природа

Всяко растение не се развива отделно, а взаимодейства с други представители на околната среда. Сред тях са гъбички, животни, растения и дори бактерии. Връзката между тях може да бъде много различна. Започвайки от донасянето на ползи един на друг и завършвайки с отрицателно въздействие върху конкретен организъм. Симбиозата е модел на взаимодействие между различни индивиди. Хората наричат ​​този процес „съжителство” на различни организми. Факторите на неживата природа са от немалко значение в тези отношения.

Примери