Влиянието на околната среда върху тялото.

Всеки организъм е отворена система, което означава, че получава вещество, енергия, информация отвън и по този начин е напълно зависима от околната среда. Това е отразено в закона, отворен за руските учени K.F. Управление: "резултатите от развитието (промените) на всеки обект (организъм) се определят от съотношението на неговите вътрешни характеристики и особеностите на средата, в която се намира." Понякога този закон се нарича първият закон за околната среда, защото е универсален.

Организмите влияят на околната среда чрез промяна на газовия състав на атмосферата (Н: в резултат на фотосинтеза), участват във формирането на почвата, релефа, климата и др.

Ограничението на въздействието на организмите върху местообитанието описва различен закон за околната среда (Ю. Н. Куражковски): всеки вид организми, консумирайки нужните му вещества от околната среда и освобождавайки продуктите от своята жизненоважна дейност в него, го променя по такъв начин, че местообитанието да стане неподходящо за съществуването си ,

1.2.2. Екологични фактори на околната среда и тяхната класификация.

Много отделни елементи от околната среда, които засягат организмите поне на един от етапите на индивидуалното развитие, се наричат фактори на околната среда.

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

Абиотични фактори  - Това са свойства на неживата природа (температура, светлина, влажност, състав на въздух, вода, почва, естествен радиационен фон на Земята, терен) и др., Които пряко или косвено засягат живите организми.

Биотични фактори  - това са всички форми на въздействие на живите организми един върху друг. Действието на биотичните фактори може да бъде както пряко, така и косвено, изразяващо се в промени в условията на околната среда, например, промени в състава на почвата под влияние на бактерии или промени в микроклимата в гората.

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

Преди това ефектите на хората върху живите организми също бяха класифицирани като биотични фактори, но понастоящем те разграничават специална категория фактори, генерирани от човека.

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

Човешките дейности на планетата трябва да бъдат обособени в специална сила, която упражнява върху природата както преките, така и косвените ефекти. Директните ефекти включват консумация, размножаване и разпространение на хора като отделни видове животни и растения и създаване на цели биоценози. Непрякото въздействие се осъществява чрез промяна на местообитанието на организмите: климат, речен режим, състояние на земята и пр. С нарастването на населението и расте техническото оборудване на човечеството, делът на антропогенните фактори на околната среда непрекъснато нараства.

Факторите на околната среда са променливи във времето и пространството. Някои фактори на околната среда се считат за относително постоянни за дълги периоди от време в еволюцията на видовете. Например силата на слънчевата радиация, солевият състав на океана. Повечето фактори на околната среда - температурата на въздуха, влажността и скоростта 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 (слайд 2):

· редовен периодичен които променят силата на ефекта поради времето на деня, сезона на годината или ритъма на приливите и отливите в океана. Например: понижение на температурата в зоната с умерен климат на северна ширина с настъпването на зимата на годината и т.н.

· нередовно периодично , катастрофални явления: бури, дъжд, наводнения и др.

· непериодично, възникнали спонтанно, без ясен шаблон, еднократно. Например появата на нов вулкан, пожари, човешка дейност.

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

По приоритетни фактори се делят на първичен   и вторичен .

първичен  екологичните фактори са съществували на планетата винаги, дори преди появата на живи същества, и всички живи същества, адаптирани към тези фактори (температура, налягане, приливи и отливи, сезонна и дневна честота).

вторичен  факторите на околната среда възникват и се променят поради променливостта на първичните фактори на околната среда (мътност на водата, влажност на въздуха и др.).

Според действието върху тялото всички фактори се делят на фактори на пряко действие   и непряк .

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

Всеки фактор на околната среда се характеризира с определени количествени показатели: сила, налягане, честота, интензитет и т.н.

1.2.3. Модели на факторите на околната среда върху организмите. Ограничаващ фактор. Законът на минималния Либиг. Законът на толерантността Шелфорд. Учението за екологичните видове optima. Взаимодействието на факторите на околната среда.

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

· Промяна на географското разпределение на видовете;

· Промяна на плодородието и смъртността на видовете;

· Причинява миграция;

· Насърчаване появата на адаптивни качества и адаптации при видовете.

Ефектът на фактора е най-ефективен при определена стойност на фактора, която е оптимална за организма, а не при критичните му стойности. Помислете моделите на действие на фактора върху организмите. (Slide).

Зависимостта на резултата от екологичния фактор от неговата интензивност е благоприятен диапазон на екологичния фактор се нарича оптимална зона   (нормален живот). Колкото по-значително е отклонението на фактора от оптималното, толкова повече този фактор инхибира жизнената активност на населението. Този диапазон се нарича зона на потисничество (песимум) , Максималните и минималните допустими стойности на фактора са критични точки, отвъд които съществуването на организъм или популация вече не е възможно. Наречен е диапазонът на коефициента между критичните точки зона на толеранс   (издръжливост) на тялото във връзка с този фактор. Точката на оста x, която съответства на най-добрия показател за живота на организма, означава оптималната стойност на фактора и се нарича оптималната точка.   Тъй като е трудно да се определи оптималната точка, обикновено говорим оптимална зона   или зона за комфорт. Така точките на минимална, максимална и оптимална са три кардинални точки които определят възможните реакции на организма към този фактор. Условията на околната среда, при които фактор (или комбинация от фактори) надхвърля зоната на комфорт и има потискащ ефект, се наричат ​​в екологията крайност .

Тези модели се наричат „Оптимално правило“ .

За живота на организмите се нуждаят от определена комбинация от условия. Ако всички условия на околната среда са благоприятни, с изключение на едно, тогава това състояние става решаващо за живота на въпросния организъм. Той ограничава (ограничава) развитието на организма, поради което се нарича ограничаващ фактор , по този начин Ограничаващият фактор е екологичният фактор, чиято стойност надхвърля границите на степента на оцеляване на един вид.

Например, зимните риби във водните тела са причинени от липса на кислород, шаранът не живее в океана (солена вода), а миграцията на почвените червеи причинява излишък от влага и липса на кислород.

Първоначално е установено, че развитието на живи организми ограничава липсата на какъвто и да е компонент, например минерални соли, влага, светлина и др. В средата на 19 век немският органичен химик Юстас Либиг е първият експериментално доказал, че растежът на растенията зависи от хранителния елемент, който присъства в сравнително минимални количества. Той нарече това явление закон на минимума; в чест на автора също се нарича законът на Либиг , (Цевта на Либиг).

В съвременната формулировка минимален закон   Звучи така: издръжливостта на тялото се определя от най-слабата връзка във веригата на неговите екологични нужди. Както се оказа по-късно, не само недостиг, но и излишък от фактор, например, смъртта на култура поради дъждове, пренасищане на почвата с торове и др., Може да бъде ограничаваща. Идеята, че заедно с минималния ограничаващ фактор може да е максималният, е влязъл 70 години след Либиг, американският зоолог В. Шелфорд, който формулира закон за толерантност , Според законът на толерантността ограничаващият фактор за просперитет на популацията (организма) може да бъде с минимално или максимално въздействие върху околната среда, а диапазонът между тях определя размера на издръжливостта (граница на толеранс) или екологичната валентност на организма към даден фактор

Принципът на ограничаващите фактори е валиден за всички видове живи организми - растения, животни, микроорганизми и се прилага както за абиотични, така и за биотични фактори.

Например, ограничаващ фактор за развитието на организмите на даден вид може да бъде конкуренцията от друг вид. В селското стопанство вредителите и плевелите често стават ограничаващ фактор, а за някои растения липсата (или отсъствието) на представители на друг вид се превръща в ограничаващ фактор за развитие. Например от Средиземноморието в Калифорния е донесен нов вид смокиня, но той не дава плод, докато единственият вид опрашител за него не е донесен оттам.

В съответствие със закона за толерантност всяко излишно вещество или енергия се оказва началото на замърсяваща среда.

По този начин, излишък от вода, дори и в сухи райони, е вреден и водата може да се счита за нормален замърсител, въпреки че е просто необходима в оптимални количества. По-специално, излишната вода предотвратява нормалното образуване на почвата в черноземната зона.

Широката екологична валентност на вида по отношение на абиотичните фактори на околната среда се обозначава, като към името на фактора се добавя префиксът „Heury“, тясна „стена“. Видове, за които съществуват строго определени екологични условия, име stenobiontic и видове, които се адаптират към екологичната ситуация с широк спектър от параметри, - eurybiontic .

Например се наричат ​​животни, които могат да понасят значителни колебания в температурата eurythermic, тесен температурен диапазон, характерен за stenothermal организми. (Slide). Малките температурни промени имат малък ефект върху еутертермалните организми и могат да бъдат фатални за стенотермичните (фиг. 4). Evrigidroidnye   и stenogidroidnye   организмите се различават в отговор на колебанията на влагата. euryhaline   и stenohaline - имат различна реакция на степента на соленост на околната среда. Evrioyknye   организмите са в състояние да живеят на различни места, и стенен шаблон   - показват строги изисквания за избора на местообитание.

По отношение на налягането всички организми са разделени на eurybathic   и stenobathic   или stopobatnye   (дълбоководна риба).

Във връзка с отделянето на кислород evrioksibionty   (кръстоски шаран) и stenooksibiont s (сив червей).

По отношение на територията (биотоп) - eurytopic   (голям синигер) и стенотопни   (Osprey).

Във връзка с храната - euryphages   (corvids) и stenofagi сред които може да се разграничи ichthyophagi   (Osprey) насекомоядни   (месояден, бърз, гълтащ), gerpetofagi   (Птица - секретар).

Екологичните валентности на един вид във връзка с различни фактори могат да бъдат много разнообразни, което създава разнообразни адаптации в природата. Наборът от екологични валиди във връзка с различни фактори на околната среда е екологичен спектър на вида .

Границата на поносимост на организма се променя по време на прехода от един етап на развитие в друг. Често младите организми са по-уязвими и по-взискателни към условията на околната среда от възрастните.

Най-критично по отношение на въздействието на различни фактори е периодът на възпроизвеждане: през този период много фактори стават ограничаващи. Екологичната валентност за размножаващи се индивиди, семена, ембриони, ларви, яйца обикновено е по-тясна, отколкото за възрастни неразмножаващи се растения или животни от същия вид.

Например, много морски животни могат да пренасят солена или сладка вода с високо съдържание на хлориди, така че те често влизат в реки 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 се заселва тук за постоянно местообитание. Много птици летят, за да отглеждат пилета до места с по-топъл климат и т.н.

Досега става въпрос за границата на поносимост на жив организъм по отношение на един фактор, но в природата всички фактори на околната среда действат заедно.

Оптималната зона и границите на издръжливост на организма във връзка с всеки фактор на околната среда могат да се изместват, в зависимост от комбинацията, в която други фактори действат едновременно. Този модел се нарича взаимодействие на факторите на околната среда (съзвездие ).

Например, известно е, че топлината се понася по-лесно на сух, отколкото на влажен въздух; рискът от замръзване е много по-висок при ниски температури със силни ветрове, отколкото при спокойно време. За растежа на растенията е необходим по-специално елемент като цинк, той често се оказва ограничаващ фактор. Но за растенията, които растат на сянка, нуждата от него е по-малка, отколкото за тези на слънце. Има така наречените компенсационни фактори.

Взаимното обезщетение обаче има определени граници и един от факторите не може да бъде напълно заменен с друг. Пълното отсъствие на вода или поне един от необходимите елементи на минералното хранене прави живота на растенията невъзможен, въпреки най-благоприятните комбинации от други условия. Оттук идва изводът, че всички условия на околната среда, необходими за поддържането на живота, играят еднаква роля и всеки фактор може да ограничи възможността за съществуване на организми - това е законът на еквивалентността на всички условия на живот.

Известно е, че всеки фактор влияе на различните функции на организма по различни начини. Условията, които са оптимални за някои процеси, например за растежа на един организъм, могат да бъдат 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 в определени периоди основно изпълнява определени функции - хранене, растеж, възпроизводство, преселване, винаги се координира със сезонни промени в факторите на околната среда, като сезонността в растителния свят, поради промяната на сезоните.

Сред законите, които определят взаимодействието на индивид или индивид с неговата среда, изтъкваме правило за спазване на околната среда , Тя твърди че видовете организми могат да съществуват досега и доколкото заобикалящата природна среда съответства на генетичните възможности за адаптиране на този вид към неговите колебания и промени. Всеки жив вид е възникнал в определена среда, до известна степен адаптирана към него и по-нататъшното съществуване на вида е възможно само в дадена среда или в близост до него. Рязка и бърза промяна в жизнената среда може да доведе до факта, че генетичните възможности на един вид няма да са достатъчни за адаптиране към новите условия. На това, в частност, се основава една от хипотезите за изчезване на големи влечуги с рязка промяна в абиотичните условия на планетата: големите организми са по-малко променливи от малките, следователно, те се нуждаят от много повече време, за да се адаптират. В тази връзка радикалната трансформация на природата е опасна за съществуващите понастоящем видове, включително и за самия човек.

1.2.4. Адаптиране на организмите към неблагоприятните условия на околната среда

Факторите на околната среда могат да действат като:

· стимули   и предизвикват адаптивни промени във физиологични и биохимични функции;

· ограничители , причинявайки невъзможност за съществуване в тези условия;

· модификатори причиняване на анатомични и морфологични промени 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 разработят три основни начина за избягване на последните.

Активен път  - допринася за повишаване на устойчивостта, развитието на регулаторни процеси, които позволяват да се изпълняват всички жизненоважни функции на организмите, въпреки неблагоприятните фактори.

Например топлокръвност при бозайници и птици.

Пасивен начин  свързана с подчинеността на жизнените функции на организма за промяна на факторите на околната среда. Например, явлението скрит живот , придружени от спиране на живота по време на изсушаване на резервоара, охлаждане и др., до състоянието въображаема смърт   или летаргия .

Например изсушените растителни семена, техните спори, както и дребни животни (ротификатори, нематоди) са в състояние да издържат на температури под 200 o C. Примери за анабиоза? Зимно спиране на растенията, зимуване на гръбначни животни, запазване на семена и спори в почвата.

Явлението, при което има временна физиологична почивка в индивидуалното развитие на някои живи организми, поради неблагоприятните фактори на околната среда, се нарича diapause .

Избягване на неблагоприятните ефекти  - развитие от организма на такива жизнени цикли, в които най-уязвимите етапи от неговото развитие са завършени в най-благоприятните периоди на годината по отношение на температурата и други условия.

Обичайният път на такива устройства е миграцията.

Наричат ​​се еволюционните адаптации на организмите към условията на околната среда, изразяващи се в промени във външните и вътрешните им особености адаптация , Има различни видове адаптации.

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

Например рационализирана форма на тялото при водни животни, структурата на сукулентите, адаптации на халофити.

Морфологичният тип адаптация на животно или растение, при който те имат външна форма, отразяваща начина на взаимодействие с околната среда. жизнена форма , В процеса на адаптиране към едни и същи условия на околната среда различните видове могат да имат подобна жизнена форма.

Например, кит, делфин, акула, пингвин.

Физиологични адаптации  проявява се в характеристиките на ензимния набор в храносмилателния тракт на животните, определен от състава на храната.

Например, осигуряването на влага поради окисляването на мазнините в камилите.

Поведенчески адаптации  - проявява се в създаването на приюти, придвижването с цел да се изберат най-благоприятните условия, плашещи хищници, укриване, пестеливо поведение и др.

Адаптациите на всеки организъм се определят от неговата генетична предразположеност. Правилото за съответствие на условията на околната среда при генетично предопределяне   казва: докато средата около определен тип организъм съответства на генетичните възможности за адаптиране на този вид към неговите колебания и промени, този вид може да съществува. Рязката и бърза промяна в условията на местообитание може да доведе до факта, че скоростта на адаптивните реакции ще изостава от промяната в условията на околната среда, което ще доведе до неграмотност на вида. Горното напълно се отнася за човека.

1.2.5. Основните абиотични фактори.

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

температура  е най-важният климатичен фактор. Зависи от това метаболизъм  организми и техните географско разпределение, Всеки организъм е в състояние да живее в определен температурен диапазон. И въпреки че за различни видове организми ( евритермална и стенотермична) тези интервали са различни, за повечето от тях зоната на оптимални температури, при които жизнените функции се осъществяват най-активно и ефикасно е сравнително малка. Температурният диапазон, в който животът може да съществува, е приблизително 300 ° C: от -200 до +100 ° C. Но повечето от видовете и по-голямата част от тяхната активност са ограничени до още по-тесен диапазон от температури. Някои организми, особено в стадий на покой, могат да съществуват поне известно време при много ниски температури. Някои видове микроорганизми, главно бактерии и водорасли, са в състояние да живеят и да се размножават при температури, близки до точката на кипене. Горната граница за бактериите от горещи извори е 88 C, за синьо-зелени водорасли - 80 C, а за най-устойчивите риби и насекоми - около 50 C. Като правило горните гранични стойности на фактора са по-критични от долните, въпреки че много организми в близост до горните Границите на толерантността функционират по-ефективно.

При водните животни диапазонът на поносимост към температурата обикновено е по-тесен от сухоземните животни, тъй като обхватът на температурните колебания във водата е по-малък, отколкото на сушата.

По отношение на въздействието върху живите организми, температурната променливост е изключително важна. Температурите, вариращи от 10 до 20 ° C (среден компонент 15 ° C), не влияят непременно на организма по същия начин, както постоянната температура 15 ° C. Жизнената активност на организмите, които в природата обикновено са изложени на променливи температури, е напълно или частично възпрепятствана или забавена от постоянна температура. Използвайки променлива температура, беше възможно да се ускори развитието на яйцата на скакалците средно с 38,6% в сравнение с развитието им при постоянна температура. Все още не е ясно дали ускоряващият ефект е причинен от самите температурни колебания или от засиления растеж, причинен от краткосрочно повишаване на температурата и некомпенсиращо забавяне на растежа, тъй като тя намалява.

По този начин температурата е важен и много често ограничаващ фактор. Температурните ритми до голяма степен контролират сезонната и ежедневната активност на растенията и животните. Температурата често създава зоналност и стратификация във водни и сухоземни местообитания.

водафизиологично необходими за всяка протоплазма. От екологична гледна точка тя служи като ограничаващ фактор както в сухоземните местообитания, така и във водните, където количеството му е подложено на силни колебания или където високата соленост насърчава загубата на вода от организма чрез осмоза. Всички живи организми, в зависимост от нуждата си от вода, а оттам и от различията в местообитанията, се разделят на редица екологични групи: водни или хидрофилен  - постоянно живеещи във вода; хигрофилни  - живеят в много влажни местообитания; мезофилната  - се характеризира с умерена нужда от вода и ксерофилни  - живеещи в сухи местообитания.

Количество на валежите  и влажност - основните количества, измерени при изследването на този фактор. Количеството на валежите зависи главно от пътеките и естеството на големи движения на въздушни маси. Например ветровете, които духа от океана, оставят по-голямата част от влагата по склоновете, обърнати към океана, което води до дъждовна сянка отвъд планините, което допринася за формирането на пустинята. Придвижвайки се дълбоко в земята, въздухът натрупва определено количество влага, а количеството на валежите се увеличава отново. Пустините обикновено се намират зад високи планински вериги или по протежение на тези брегове, където вятърът духа от обширни сухоземни райони, а не от океана, например пустинята Нами в Югозападна Африка. Разпределението на валежите по сезони е изключително важен ограничаващ фактор за организмите. Условията, създадени от равномерното разпределение на валежите, са напълно различни от тези при валежите през един сезон. В този случай животните и растенията трябва да издържат на продължителни суши. По правило неравномерното разпределение на валежите през сезоните се среща в тропиците и субтропиците, където мокрите и сухите сезони често са ясно изразени. В тропическия пояс сезонният ритъм на влажност регулира сезонната активност на организмите по начин, подобен на сезонния ритъм на топлината и светлината в умерените зони. Росата може да бъде значителна, а на места с малко валежи и много важен принос за общото количество валежи.

влажност  - параметър, характеризиращ съдържанието на водни пари във въздуха. Абсолютна влажност  наречете количеството водна пара на единица обем въздух. Във връзка с зависимостта на количеството пара, поддържано от въздуха, върху температурата и налягането, се разбира концепцията относителна влажност е съотношението на парата, съдържаща се във въздуха, към насищащата пара при дадена температура и налягане. Тъй като има дневен ритъм на влажност в природата - увеличаване на нощта и намаляване на дневната и неговата флуктуация вертикално и хоризонтално, този фактор, заедно със светлината и температурата, играе важна роля в регулирането на дейността на организмите. Влажността променя ефектите на повишаване на температурата. Например, при условия на влажност, близка до критична, температурата има по-важен ограничаващ ефект. По подобен начин, влажността играе по-критична роля, ако температурата е близка до граничните стойности. Големите резервоари значително смекчават климата на земята, тъй като водата се характеризира с голяма латентна топлина на изпаряване и топене. Всъщност има два основни вида климат: континентален  с екстремни температури и влажност морски,  които се характеризират с по-малко резки колебания, поради омекотяващия ефект на големи водни обекти.

Доставката на повърхностни води на живите организми зависи от количеството на валежите в района, но тези стойности не винаги съвпадат. Така, използвайки подземни източници, където водата идва от други райони, животните и растенията могат да получат повече вода, отколкото от получаването им с валежи. Обратно, дъждовната вода понякога понякога става недостъпна за организмите.

Слънчева радиация  представлява електромагнитни вълни с различна дължина. Това е абсолютно необходимо за дивата природа, тъй като е основен външен източник на енергия. Спектърът на разпределението на слънчевата радиационна енергия извън земната атмосфера (фиг. 6) показва, че около половината от слънчевата енергия се излъчва в инфрачервената област, 40% във видимата и 10% в ултравиолетовите и рентгеновите области.

Трябва да се има предвид, че спектърът на електромагнитното излъчване на Слънцето е много широк (фиг. 7) и неговите честотни диапазони влияят по различен начин върху живата материя. Земната атмосфера, включително и озоновия слой, селективно, т.е. селективно в честотните диапазони, абсорбира енергията на електромагнитното излъчване на Слънцето и главно лъчение с дължина на вълната от 0,3 до 3 микрона достига повърхността на Земята. По-дългото и късоводно излъчване се абсорбира от атмосферата.

С увеличаване на слънчевото зенитно разстояние, относителното съдържание на инфрачервено лъчение нараства (от 50 до 72%).

За живата материя са важни качествени знаци на светлината - дължина на вълната, интензитет и продължителност на експозицията.

Известно е, че животните и растенията реагират на промени в дължината на вълната на светлината. Цветното зрение е често срещано при различни групи животни - петна: тя е добре развита при някои видове членестоноги, риби, птици и бозайници, но при други видове от същите групи може да липсва.

Интензивността на фотосинтезата варира с дължината на вълната на светлината. Например, когато светлината преминава през вода, червените и сините части на спектъра се филтрират и получената зеленикава светлина се абсорбира слабо от хлорофила. Въпреки това червените водорасли имат допълнителни пигменти (фикоеритрин), които им позволяват да използват тази енергия и да живеят по-дълбоко от зелените водорасли.

Както при сухоземните, така и във водните растения, фотосинтезата се свързва с интензитета на светлината чрез линейна връзка с оптималното ниво на наситеност на светлината, което в много случаи е последвано от намаляване на интензивността на фотосинтезата при високи интензитети на пряка слънчева светлина. При някои растения, като евкалипт, фотосинтезата не се подтиска от пряка слънчева светлина. В този случай има компенсационен фактор, тъй като отделните растения и цели общности се адаптират към различни интензитети на светлината, като се адаптират към сянката (диатомета, фитопланктона) или към пряката слънчева светлина.

Продължителността на дневната светлина, или фотопериодът, е "реле за време" или задействащ механизъм, включващ поредица от физиологични процеси, водещи до растеж, цъфтеж на много растения, линеене и натрупване на мазнини, миграция и размножаване при птици и бозайници и началото на диапауза при насекоми. Някои по-високи растения цъфтят с по-дълъг ден (дълги дневни растения), други цъфтят с по-малко ден (къси дневни растения). В много организми, чувствителни към фотопериод, настройката на биологичен часовник може да бъде променена чрез експериментална промяна на фотопериода.

Йонизираща радиация  разбива електрони от атоми и ги свързва с други атоми с образуването на двойки положителни и отрицателни йони. Неговият източник са радиоактивни вещества, съдържащи се в скалите, освен това идва от космоса.

Различните видове живи организми са много различни по способността си да издържат на големи дози радиация. Например, доза от 2 Sv (sivera) - причинява смъртта на ембриони на някои насекоми на етапа на раздробяване, доза от 5 Sv води до стерилитет на някои видове насекоми, доза от 10 Sv е абсолютно смъртоносна за бозайници. Както показват данните от повечето проучвания, бързоразделящите се клетки са най-чувствителни към радиация.

По-трудно е да се оцени въздействието на ниските дози радиация, тъй като те могат да причинят дългосрочни генетични и соматични последствия. Например експозицията на бор на доза от 0.01 Sv на ден в продължение на 10 години е довела до забавяне на темпа на растеж, подобно на единична доза от 0.6 Sv. Увеличаването на нивото на радиация в средата над фона води до увеличаване на честотата на вредните мутации.

При по-високите растения чувствителността към йонизиращо лъчение е пряко пропорционална на размера на клетъчното ядро, по-точно на обема на хромозомите или на съдържанието на ДНК.

При по-висши животни не е установена такава проста връзка между чувствителността и клетъчната структура; за тях чувствителността на отделните органични системи е по-важна. Така, бозайниците са много чувствителни дори към ниски дози радиация поради лекото увреждане, причинено от облъчването на бързо делящата се хематопоетична тъкан на костния мозък. Дори и много ниските нива на хронично активна йонизираща радиация могат да причинят растежа на туморните клетки в костите и други чувствителни тъкани, което може да се прояви само много години след облъчването.

Състав на газаатмосферата също е важен климатичен фактор (фиг. 8). Преди около 3-3.5 милиарда години атмосферата съдържаше азот, амоняк, водород, метан и водни пари, а в него нямаше свободен кислород. Съставът на атмосферата до голяма степен се определя от вулканични газове. Поради липсата на кислород няма озонов екран, който забавя ултравиолетовото излъчване на слънцето. С течение на времето, поради абиотични процеси в атмосферата на планетата, кислородът започва да се натрупва, образуването на озоновия слой започва. Приблизително в средата на палеозоя, потреблението на кислород е равно на неговото формиране, през този период съдържанието на О2 в атмосферата е близко до съвременното - около 20%. Освен това, от средата на девон, се наблюдават колебания в съдържанието на кислород. В края на палеозоя имаше забележимо, приблизително до 5% от сегашното ниво, намаляване на съдържанието на кислород и увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид, което доведе до изменение на климата и, очевидно, предизвика изобилен "автотрофен" цъфтеж, който създаде изкопаеми въглеводородни горива. Това бе последвано от постепенно връщане в атмосфера с ниско съдържание на въглероден диоксид и високо съдържание на кислород, след което O2 / CO2 остава в така нареченото равновесно състояние на стабилно състояние.

В момента атмосферата на Земята има следния състав: кислород ~ 21%, азот ~ 78%, въглероден диоксид ~ 0.03%, инертни газове и примеси ~ 0.97%. Интересно е, че концентрациите на кислород и въглероден диоксид са ограничаващи за много по-високи растения. В много растения е възможно да се повиши ефективността на фотосинтезата чрез увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид, но не е добре известно, че намаляването на концентрацията на кислород също може да доведе до увеличаване на фотосинтезата. В експерименти върху бобови растения и много други растения беше показано, че понижаването на съдържанието на кислород във въздуха до 5% увеличава интензивността на фотосинтезата с 50%. Азотът също играе решаваща роля. Това е най-важният хранителен елемент, който участва в образуването на протеинови структури на организмите. Вятърът има ограничаващ ефект върху активността и разпределението на организмите.

Вятърът той дори може да промени вида на растенията, особено в тези местообитания, например в алпийски зони, където други фактори имат ограничаващ ефект. Експериментално е показано, че в откритите планински местообитания вятърът ограничава растежа на растенията: когато стената е построена за защита на растенията от вятъра, височината на растенията се увеличава. Бурите са от голямо значение, въпреки че действията им са чисто местни. Ураганите и обикновените ветрове са способни да превозват животни и растения на дълги разстояния и по този начин да променят състава на общностите.

Атмосферно наляганеИзглежда, че това не е ограничаващ фактор за пряко действие, но е пряко свързано с времето и климата, които имат пряк ограничаващ ефект.

Водните условия създават своеобразно местообитание за организми, което се различава от земното предимно с плътност и вискозитет. плътност   вода около 800 пъти вискозитет   около 55 пъти по-висока от тази на въздуха. Заедно с плътност   и вискозитет най-важните физикохимични свойства на водната среда са: температурната стратификация, т.е. температурните изменения в дълбочината на водния обект и периодичните промените на температурата във времето   и също прозрачност вода, която определя светлинния режим под повърхността му: фотосинтезата на зелени и пурпурни водорасли, фитопланктон, висши растения зависи от прозрачността.

Както и в атмосферата, играе важна роля състав на газа водна среда. В водните местообитания количеството кислород, въглероден диоксид и други газове, разтворени във вода и следователно достъпни за организмите, варира значително във времето. Във водните тела с високо органично съдържание, кислородът е ограничаващ фактор от първостепенно значение. Въпреки по-добрата разтворимост на кислород във водата в сравнение с азота, дори и в най-благоприятния случай, водата съдържа по-малко кислород от въздуха, около 1% от обема. Разтворимостта се влияе от температурата на водата и от количеството на разтворените соли: при понижаване на температурата, разтворимостта на кислорода се увеличава и с увеличаване на солеността намалява. Захранването с кислород във водата се попълва поради дифузия от въздуха и фотосинтеза на водните растения. Кислородът се разпространява във водата много бавно, дифузията допринася за вятъра и движението на водата. Както вече споменахме, най-важният фактор, който осигурява фотосинтетичното производство на кислород, е светлината, която прониква във водния стълб. По този начин, съдържанието на кислород варира във водата в зависимост от времето на деня, времето на годината и местоположението.

Съдържанието на въглероден диоксид във водата също може да варира значително, но по негово поведение въглеродният диоксид се различава от кислорода и неговата екологична роля е слабо разбрана. Въглеродният диоксид е силно разтворим във вода, освен това въглеродният двуокис постъпва във водата, образувана по време на дишането и разлагането, както и от почвени или подземни източници. За разлика от кислорода, въглеродният диоксид реагира с водата:

с образуване на въглеродна киселина, която реагира с вар, образувайки карбонати СО22- и хидрогенкарбонат НСО3-. Тези съединения поддържат концентрацията на водородни йони на ниво, близко до неутралната стойност. Малко количество въглероден диоксид във водата увеличава интензивността на фотосинтезата и стимулира развитието на много организми. Високата концентрация на въглероден диоксид е ограничаващ фактор за животните, тъй като е придружена от ниско съдържание на кислород. Например, ако твърде високото съдържание на свободен въглероден диоксид във водата, много риби умират.

киселинност  - концентрацията на водородните йони (рН) - е тясно свързана с карбонатната система. Дали стойността на рН варира от 0? рН? 14: при рН = 7 неутрална среда, при рН<7 - кислая, при рН>7 - алкална. Ако киселинността не се доближава до екстремни стойности, тогава общностите са в състояние да компенсират промените в този фактор - толерантността на общността за обхвата на pH е доста значителна. Киселинността може да служи като индикатор за скоростта на общия метаболизъм на общността. Във водите с ниско рН има малко хранителни вещества, така че производителността тук е изключително ниска.

соленост- съдържание на карбонати, сулфати, хлориди и др. - е друг важен абиотичен фактор във водните обекти. Има малко соли в сладките води, от които около 80% са карбонати. Съдържанието на минерални вещества в световния океан е средно 35 г / л. Обикновените организми на океана обикновено са стенохалин, докато крайбрежните солени водни организми обикновено са еврихалин. Концентрацията на соли в телесните течности и тъкани на повечето морски организми е изотонична с концентрацията на соли в морската вода, така че няма проблеми с осморегулацията.

курс  не само силно влияе на концентрацията на газове и хранителни вещества, но и действа пряко като ограничаващ фактор. Много речни растения и животни са морфологично и физиологично специфично приспособени да поддържат своето положение в потока: те имат съвсем определени граници на толерантност към поточния фактор.

Хидростатично налягане  в океана е от голямо значение. При потапяне във вода при 10 m налягането се увеличава с 1 atm (105 Pa). В най-дълбоката част на океана налягането достига до 1000 атм (108 Pa). Много животни са способни да понасят остри колебания на натиска, особено ако нямат свободен въздух в телата си. В противен случай може да се развие газова емболия. Високите налягания, характерни за големи дълбочини, по правило потискат процесите на жизнената активност.

Почвата е слой материя, разположена върху скалите на земната кора. Руският учен - натуралист Василий Васильович Докучава 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 неговата активна зона протичат химически, физически и биологични процеси. Почвата се формира в резултат на комплексно взаимодействие на климата, растенията, животните и микроорганизмите. Съветският учен по почвата Василий Робертович Уилямс даде друго определение на почвата - това е свободен повърхностен хоризонт, способен да произвежда култури. Растението на растенията зависи от съдържанието на основните хранителни вещества в почвата и нейната структура.

Почвата съдържа 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%).

Минерална скелетна почва- Това е неорганичен компонент, който е образуван от родителската скала в резултат на неговото изветряне.

Силициев диоксид SiO2 заема повече от 50% от минералния състав на почвата, от 1 до 25% идва от алуминиев оксид Al2O3, от 1 до 10% до железни оксиди Fe2O3, от 0.1 до 5% до оксиди на магнезий, калий, фосфор, калций. Минералните елементи, които образуват субстанцията на почвения скелет, се различават 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-малки глинени частици с диаметър по-малко от 0,002 mm. Съотношението им определя механична структура на почвата , То е от голямо значение за селското стопанство. Глините и глинестите глинести глини и пясъци обикновено са подходящи за растежа на растенията, тъй като те съдържат достатъчно хранителни вещества и могат да задържат влагата. Пясъчните почви се източват по-бързо и губят хранителни вещества, дължащи се на излугване, но са по-изгодни за използване за ранни реколти, тъй като тяхната повърхност изсъхва през пролетта по-бързо, отколкото в глинести почви, което води до по-добро затопляне. С увеличаване на каменистата почва намалява способността му да задържа вода.

Органична материя  Почвата се образува от разлагането на мъртвите организми, техните части и екскременти. Не напълно разградени органични остатъци се наричат ​​отпадъци, а крайният продукт на разлагане - аморфна субстанция, в която вече не е възможно да се разпознае оригиналния материал - се нарича хумус. Благодарение на своите физични и химични свойства хумусът подобрява структурата на почвата и нейната аерация, както и увеличава способността за задържане на вода и хранителни вещества.

Едновременно с процеса на хумизиране, жизненоважните елементи прехвърлят своите органични съединения в неорганични, например: азот - в амониеви йони NH4 +, фосфор - в ортофосфати H2PO4-, сяра - в сулфации SO42-. Този процес се нарича минерализация.

Почвеният въздух, подобно на почвената вода, се намира в порите между почвените частици. Порьозността се увеличава от глина до глинеста почва и пясък. Съществува свободен газов обмен между почвата и атмосферата, в резултат на което съставът на газа в двете среди има подобен състав. Обикновено във въздуха на почвата, поради дишането на обитаващите го организми, има малко по-малко кислород и повече въглероден диоксид, отколкото в атмосферния въздух. Кислородът е от съществено значение за корените на растенията, почвените животни и декомпозиторите, които разграждат органичната материя в неорганични съставки. Ако се извършва богиране, почвеният въздух се измества от водата 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 и това, заедно с изчерпването на кислородните запаси, се отразява неблагоприятно върху почвените микроорганизми. Дългосрочните анаеробни условия водят до смърт на растенията.

Частиците на почвата задържат около себе си малко вода, което определя влагата на почвата. Част от нея, наречена гравитационна вода, може свободно да проникне в почвата. Това води до извличане на различни минерални вещества от почвата, включително азот. Водата може да се държи около отделни колоидни частици под формата на тънък силно свързан 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 тя е запазена в много сухи почви. Количеството хигроскопична вода зависи от съдържанието на колоидни частици в почвата, така че в глинестите почви това е много повече - около 15% от почвената маса, отколкото при пясъчните - около 0,5%. Тъй като водните слоеве се натрупват около почвените частици, тя започва да запълва първо тесните пори между тези частици и след това се разпространява до все по-широки пори. Хигроскопичната вода постепенно преминава в капилярката, която се задържа около частиците на почвата чрез сили на повърхностно напрежение. Капилярната вода може да се издига по тесни пори и тубули от нивото на подземните води. Растенията лесно абсорбират капилярната вода, която играе най-голяма роля при редовното водоснабдяване. За разлика от хигроскопичната влага, тази вода се изпарява лесно. Дребнозърнестите почви, като например глината, задържат повече капилярна вода от груби, като например пясъци.

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

Водата е важна също като разтворител за хранителни вещества и газове, абсорбирани от воден разтвор чрез корените на растенията. Участва в разрушаването на родителската скала, подлежащата почва и в почвообразуването.

Химичните свойства на почвата зависят от съдържанието на минерални вещества, които са в него под формата на разтворени йони. Някои йони са отровни за растенията, други са жизненоважни. Концентрацията на водородни йони в почвата (киселинност) pH\u003e 7, т.е. средно близо до неутралната стойност. Флората на такива почви е особено богата на видове. Карбонатните и солените почви имат рН = 8 ... 9, а торфните почви - до 4. На тези почви се развива специфична растителност.

Почвата е обитавана от много видове растителни и животински организми, които засягат неговите физико-химични характеристики: бактерии, водорасли, гъби или протозои, едноклетъчни, червеи и членестоноги. Тяхната биомаса в различни почви е равна (кг / ха): бактерии 1000-7000, микроскопични гъби - 100-1000, водорасли 100-300, членестоноги - 1000, червеи 350-1000.

В почвата се осъществяват процесите на синтез, биосинтеза, протичат различни химични реакции на трансформация на вещества, свързани с активността на бактериите. При липсата 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 органичната материя достъпна за микроорганизми.

Органичните вещества се произвеждат от растения, използващи минерални соли, слънчева енергия и вода. По този начин почвата губи минералите, които растенията са взели от нея. В горите част от хранителните вещества се връщат в почвата през листата. Култивираните растения за известно време отнемат от почвата много повече хранителни вещества, отколкото се връщат към нея. Обикновено загубата на хранителни вещества се постига чрез прилагане на минерални торове, които обикновено не могат да бъдат директно използвани от растенията и трябва да бъдат трансформирани от микроорганизми в биологично достъпна форма. В отсъствието на такива микроорганизми почвата губи своята плодовитост.

Основните биохимични процеси протичат в горния слой на почвата до 40 см дебелина, тъй като в него живее най-голям брой микроорганизми. Някои бактерии участват в цикъла на трансформация само на един елемент, други - в циклите на трансформация на много елементи. Ако бактериите минерализират органичната материя - разлагат органичните вещества в неорганични съединения, тогава протозоите унищожават излишните количества бактерии. Земните червеи, ларвите на бръмбарите, акарите разхлабват почвата и по този начин допринасят за нейната аерация. Освен това те рециклират трудно разграждащата се органична материя.

Абиотичните фактори на околната среда на живите организми също включват релефни фактори (топография) , Влиянието на топографията е тясно свързано с други абиотични фактори, тъй като може значително да повлияе на местния климат и почвеното развитие.

Основният топографски фактор е височината над морското равнище. При надморска височина, средните температури намаляват, дневните понижения на температурата, увеличават се валежите, скоростта на вятъра и интензивността на радиацията, намаляват атмосферното налягане и концентрациите на газа. Всички тези фактори влияят върху растенията и животните, като причиняват вертикална зональност.

Планински веригимогат да служат като климатични бариери. Планините също служат като бариери за разпространението и миграцията на организмите и могат да играят роля на ограничаващ фактор при видообразуването.

Друг топографски фактор - експозиция на наклон , В северното полукълбо склоновете, обърнати към юг, получават повече слънчева светлина, така че интензивността и температурата на светлината са по-високи от тези в дъното на долините и по склоновете на северната експозиция. В южното полукълбо е вярно обратното.

Важен фактор за облекчение също стръмнината на склона , Стръмните склонове се характеризират с бърз дренаж и измиване на почвата, поради което почвите тук са тънки и сухи. Ако наклонът надвишава 35 b, почвата и растителността обикновено не се образуват, а се създават сипени от насипни материали.

Сред абиотичните фактори заслужава специално внимание огъня   или огъня , Понастоящем природозащитниците са стигнали до недвусмисленото мнение, че пожарът трябва да се разглежда като един от естествените абиотични фактори заедно с климатичните, едафичните и други фактори.

Пожарите като екологичен фактор са от различен тип и оставят различни последствия. Езда или диви пожари, които са много интензивни и не подлежат на ограничаване, унищожават цялата растителност и цялата органична материя на почвата, последиците от земните пожари са напълно различни. Огъдените пожари имат ограничаващо въздействие върху повечето организми - биотичната общност трябва да започне отначало, с малкото, което е останало, и ще отнеме много години, докато обектът отново стане продуктивен. Напротив, полевите пожари имат селективен ефект: за някои организми те са по-ограничаващи, за други те са по-малко ограничаващи фактори и по този начин допринасят за развитието на организми с висока толерантност към пожари. В допълнение, малките пожари на тревата допълват действието на бактериите, разлагат мъртвите растения и ускоряват превръщането на минералните хранителни вещества във форма, подходяща за използване от новите поколения растения.

Ако земни пожари се появяват редовно на всеки няколко години, на земята има малко мъртва дървесина, което намалява вероятността кроните да се запалят. В горите, които не са горяли повече от 60 години, толкова много горими легла и мъртва дървесина се натрупват, че когато се запалят, пожарът на високо ниво е почти неизбежен.

Растенията развиват специални приспособления към огъня, точно както са направили по отношение на други абиотични фактори. По-специално, пъпките от зърнени култури и борове са скрити от огъня в дълбините на снопове листа или игли. В периодично изгаряните местообитания тези растителни видове се ползват, тъй като огънят допринася за тяхното опазване, като избирателно насърчава техния просперитет. Широколистните породи са лишени от защитни приспособления от пожар, това е разрушително за тях.

Така пожарите поддържат само определени екосистеми. Широколистни и влажни тропически гори, чийто баланс се развива без въздействието на огъня, дори низинският огън може да причини големи щети, унищожавайки богатия на хумус горен хоризонт на почвата, водещ до ерозия и извличане на хранителни вещества от нея.

Въпросът за "изгори или не изгори" е необичаен за нас. Ефектите от горенето могат да бъдат много различни в зависимост от времето и интензивността. Поради небрежността си хората често предизвикват увеличаване на честотата на дивите пожари, така че е необходимо активно да се бори за пожарна безопасност в горите и зоните за отдих. В никакъв случай индивидът няма право умишлено или случайно да причини пожар в природата. В същото време е необходимо да се знае, че използването на огън от специално обучени хора е част от правилното използване на земята.

За абиотични условия валидни са всички разглеждани закони за въздействието на факторите на околната среда върху живите организми. Познаването на тези закони ни позволява да отговорим на въпроса: защо различни екосистеми се формират в различни региони на планетата? Основната причина за това са особените абиотични условия на всеки регион.

Популациите се концентрират върху определена област и не могат да се разпределят навсякъде с еднаква плътност, тъй като имат ограничен диапазон на толерантност към факторите на околната среда. Затова всяка комбинация от абиотични фактори се характеризира със собствен вид живи организми. Много варианти на комбинации от абиотични фактори и видове живи организми, адаптирани към тях, причиняват разнообразни екосистеми на планетата.

1.2.6. Основни биотични фактори.

Областите на разпространение и брой организми от всеки вид са ограничени не само от условията на външната неодушевена среда, но и от техните взаимоотношения с организми на други видове. Непосредствената жизнена среда на тялото го прави   биотична среда и се наричат ​​факторите на тази среда биотични , Представители на всеки вид могат да съществуват в такава среда, където връзките с други организми им осигуряват нормални условия на живот.

Съществуват следните форми на биотични взаимоотношения. Ако положителните резултати от отношенията за даден организъм са маркирани със знак „+“, отрицателни резултати със знак „-“, а липсата на резултати е обозначена с „0“, то естествено срещащите се видове отношения между живите организми могат да бъдат представени като таб. 1.

Тази схематична класификация дава обща представа за разнообразието на биотичните взаимоотношения. Разгледайте характерните особености на взаимоотношенията от различни видове.

конкуренция  в природата ли е най-всеобхватният тип взаимоотношение, при което две популации или две индивиди в борбата за необходимите за живота условия засягат помежду си отрицателно .

Конкуренцията може да бъде интерспеци   и междувидова , Вътреспецифичната борба протича между индивиди от един и същи вид, междувидовата конкуренция се осъществява между индивиди от различни видове. Конкурентната ангажираност може да се отнася до:

· Жилищна площ

· Храна или хранителни вещества

· Места за подслон и много други жизнени фактори.

Конкурентното предимство се постига по различни начини. С един и същ достъп до общ ресурс един тип може да има предимство пред другия поради:

· По-интензивно възпроизвеждане,

· Потребление на повече храна или слънчева енергия,

· Способност за по-добра защита,

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

Междуспецифичната конкуренция, независимо от това какво е в основата й, може да доведе или до установяване на баланс между двата вида, или до замяна на популация от един вид с друг, или до един вид, изместващ друг на друго място, или причиняващ преминаването му към друг. използване на други ресурси. Намерих това две екологично идентични и видови нужди не могат да съществуват едновременно и рано или късно един конкурент измества друг. Това е така нареченият принцип на изключване или принципът на Гауз.

Популациите на някои видове живи организми избягват или намаляват конкуренцията чрез преместване в друг регион с приемливи условия или преминаване към по-трудни или трудни за храносмилане храни, или смяна на времето или мястото на производство. Например, ястребите се хранят през деня, совите ядат нощем; лъвовете ловуват по-големи животни, а леопардите ловуват по-малки; За тропическите гори, съществуващата стратификация на животни и птици по подреждания е типична.

От принципа на Gauze следва, че всеки вид в природата заема определено своеобразно място. Тя се определя от позицията на вида в пространството, от функциите, които той изпълнява в общността и от неговата връзка с абиотичните условия на съществуване. Мястото, заемано от даден вид или организъм в една екосистема, се нарича екологична ниша.   Образно казано, ако местообитанието е като адреса на организмите на даден вид, тогава екологичната ниша е професия, ролята на организма в неговото местообитание.

Видът заема своята екологична ниша, за да изпълнява функцията, която тя е възстановила от други видове само по свой собствен начин, като по този начин овладява местообитанието и същевременно я формира. Природата е много икономична: дори два вида, които заемат една и съща екологична ниша, не могат да съществуват устойчиво. В конкуренцията един вид ще изтласка друг.

Екологичната ниша като функционално място на вида в системата на живота не може да бъде празна за дълго време - това се посочва от правилото за задължително попълване на екологични ниши: празната екологична ниша винаги е естествено запълнена. Екологичната ниша като функционално място на даден вид в една екосистема позволява форма, способна да развие нови адаптации, за да запълни тази ниша, но понякога отнема доста време. Често привидно свободните екологични ниши на специалист са само измама. Ето защо човек трябва да бъде изключително внимателен с изводите за възможността за запълване на тези ниши чрез аклиматизация (въведение). аклиматизация   - това е комплекс от мерки за въвеждане на един вид в нови местообитания, осъществяван с цел обогатяване на естествените или изкуствените съобщества с полезни за хората организми.

Разцветът на аклиматизацията дойде през двадесетте - четиридесетте години на ХХ век. С течение на времето обаче стана ясно, че или експериментите за аклиматизация на видовете са били неуспешни, или, още по-лошо, донесли много негативни резултати - видът станал вредител или разпространил опасни болести. Например, кърлежи, които са причинители на вароатоза, които убиват голям брой пчелни семейства, са въведени с пчелите от Далечния Изток, аклиматизирани в европейската част. Не можеше да бъде другояче: новите видове, поставени в една странна екосистема с действително заета екологична ниша, изместиха тези, които вече бяха извършили подобна работа. Новите видове не отговарят на нуждите на екосистемата, понякога нямат врагове и следователно могат да се размножават бързо.

Класически пример за това е въвеждането на зайци в Австралия. През 1859 г. зайци са донесени в Австралия от Англия за спортен лов. Природните условия се оказаха благоприятни за тях, а местните хищници, динго, не бяха опасни, тъй като не се движеха достатъчно бързо. В резултат на това зайците се отглеждали толкова много, че растителността на пасищата била унищожена на огромни територии. В някои случаи въвеждането в екосистемата на естествения враг на чужд вредител донесе успех в борбата с последния, но не е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед. Импортираният враг не е задължително да се концентрира върху унищожаването на обичайната си плячка. Например, лисици, въведени в Австралия, за да убиват зайци, намерени в изобилие по-лесно плячка - местни торбести, без да се постига планираната жертва на особени проблеми.

Конкурентните отношения се наблюдават ясно не само на междувидовия, но и на вътрешновидовия (популационно) ниво. С нарастването на населението, когато броят на неговите индивиди се доближава до насищане, влизат във вътрешни физиологични механизми на регулиране: смъртността нараства, плодородието намалява, възникват стресови ситуации, битки. Изследването на тези проблеми се занимава с екология на населението.

Конкурентните отношения са един от най-важните механизми за формиране на видовия състав на общностите, пространственото разпределение на видовете популации и регулирането на техния брой.

Тъй като структурата на екосистемата е доминирана от взаимодействия с храни, най-характерната форма на взаимодействие на видовете в хранителните вериги е хищничество в която индивид от един вид, наречен хищник, се храни с организми (или части от организми) на друг вид, наречен плячка, а хищникът живее отделно от плячката. В такива случаи се казва, че два вида са въвлечени в хищническа връзка.

Видовете жертви са разработили цяла гама от защитни механизми, за да не станат лесна плячка за хищника: способността за бързо бягане или летене, освобождаването на химически вещества с миризма, които плашат хищника или дори я отровят, притежават дебела кожа или броня, защитно оцветяване или способност за промяна на цвета.

Хищниците също имат няколко начина на екстракция на плячка. Хищниците, за разлика от тревопасните животни, обикновено са принудени да гонят и наваксват с плячката си (сравнете, например, тревопасни слонове, хипопотами, крави с месоядни гепарди, пантери и т.н.). Някои хищници са принудени да тичат бързо, други достигат целта си, ловувайки в опаковки, други ловят най-вече болни, ранени и по-нисши индивиди. Друг начин да се снабдите с храна за животни е начинът, по който човек е отишъл - изобретяването на риболовни съоръжения и опитомяването на животните.

Всеки вид жив организъм живее при определени условия  - във вода, на земята, в почвата или в тялото на друг организъм. Така че, риба, раци, мекотели и други водни животни, много растения прекарват целия си живот във водата.  Повечето растения, животни и птици живеят във въздушна среда.

Всичко, което обгражда живите организми, се нарича тяхното местообитание или среда.

Местообитание е  всички органи (живи и неживи), както и природни явления, които пряко или косвено засягат организмите.

Наричат ​​се отделните компоненти на околната среда, които засягат организмите фактори на околната среда, Сред тях са факторите на живата и неживата природа.

Към неодушевени фактори или абиотични фактори,  включват светлина, температура, вода, въздух, вятър, атмосферно налягане.

Фактори на дивата природа, или биотични фактори,  - това са взаимодействия на живи организми. По този начин някои организми могат да служат като храна за другите или, обратно, чрез ядене и намаляване на фуражните резерви, като по този начин се намалява броят на другите видове.

В отделна група фактори подчертава всички видове човешка дейностзасягащи живите организми.

Отношението на живите организми към околната среда, както и на общността на живите организми, се изучава от науката екология  (от гръцката дума ойкос - жилище и лога - наука). Затова се наричат ​​фактори на околната среда на околната среда.

За живота на организмите, които съставляват естествената общност, определени условия, Условията на живот зависят от влиянието на различни фактори на околната среда.

Вече знаете това за почти целия живот на Земята източник на енергия е слънцето, Растения по време на фотосинтеза преобразува енергията на слънцето в енергията на органичната материя. тревопасни ядат растения и използват вещества, натрупани от растенията, за да изградят тялото си и да получат енергия. По този начин значителна част от органичната материя на растенията попада в тялото на тревопасните организми и се изразходва за изграждане на нови клетки и за получаване на енергия. Растителноядните животни ядат хищници.

По този начин, растенията играят решаваща роля в естествената общностзатова ще разгледаме особеностите на природните общности чрез техния пример.

Всички фактори на околната среда влияят върху растението и са необходими за техния живот. Но особено драстични промени във външния вид и във вътрешната структура на растението причиняват такива неочаквани факторикато светлина, температура, влажност.

Един от основните абиотични фактори е слънчева светлина  - основният източник на енергия, влизаща в Земята. Поради енергията на слънчевата светлина в растенията, настъпва фотосинтеза. Той засяга и други функции на растителния организъм - неговия растеж, цъфтеж, плодност, покълване на семената.

Според изискванията за интензивност на осветлението има три групи растения:  светолюбива, любяща сянката и толерантна към сянка.

Светлолюбиви растения  Те живеят само на открити слънчеви места. Те са широко разпространени в сухи степи и полупустели, високопланински ливади, пустини, където редки растителни покрития и растения не се засенчват. За светлолюбиви включват   степни и ливадни треви, майка и мащеха, чистец, плевели, пшеница, слънчоглед, от дървесни видове - бор, бреза, лиственица, бяла акация.

Засенчващи растения  не понасят пряка слънчева светлина и растат добре само в сенчести места. Това са тревисти растения от смърчови гори и дъбови гори, например оксил, гарванско око, двоен стъклопакет, анемона, много горски папрати и мъхове.

Сензорно устойчиви растения  растат най-добре при пряка слънчева светлина, но могат да понасят и засенчване. Тази група растения включва много дървесни видове с гъсти корони, в които част от листата са силно засенчени ( липа, дъб, пепел), много тревни растения от гори, горски ръбове и ливади.

Важен абиотичен фактор на околната среда е температурата, Температурните колебания на земното кълбо достигат широки граници: от + 50-60 ° C в пустини до -70-80 ° C в Антарктика, но животът съществува в такива екстремни условия.

Всеки вид живи организми се адаптира към специфичен температурен режим. Но за всички растения, както прегряването, така и прекомерното охлаждане са опасни.

Ефектът на прекалено високите температури  може да причини сухота, изгаряния, разрушаване на хлорофил в растенията, нарушаване на жизнените процеси и да доведе до смърт.

Високите температури, често съчетани с липса на влага, често са изложени на светлинно любящи растения. Тези растения са се развили различни адаптации за избягваневредни последици от прегряване:  вертикално положение на листата, намаляване на повърхността на листата, развитие на бодли (в кактуси), способността да се съхранява голямо количество вода, добре развита коренова система, гъсто мъхче, което придава на листата светъл цвят и повишава отражението на падащата светлина.

студ  може също да повлияе неблагоприятно растенията. Когато водата замръзне в междуклетъчните пространства и вътре в клетката, се образуват ледени кристали, които причиняват увреждане на клетките и смърт.

Растенията в студени зони имат много малки листа и малки размери (например, джуджето и джуджето). Височината им съответства на дълбочината на снежната покривка, тъй като всички части, стърчащи над снега, умират.

В някои храсти и дървета растежът започва да доминира в хоризонтална посока, например кедрово дърво, Клоновете им се разпространяват по земята и не се издигат над обичайната дълбочина на снежната покривка.

В студения сезон растенията забавят всички жизнени процеси. Растенията хвърлят листата си. В много тревни растения надземните органи умират. Някои водни растения потъват на дъното на резервоарите или образуват зимни пъпки.

Също така важен абиотичен фактор е влажносттъй като нито един организъм не може да съществува без вода. Източникът на вода за растенията е валежите, водните басейни, подземните води, росата и мъглата. В пустинните растения, сухите степи, водата съставлява от 30 до 65% от общата маса, в горски степни растения - до 70-80%, а в влаголюбивите растения достига 90%.

По отношение на влажността на растението може да се раздели на три групи.

1. Растения от водни и прекалено влажни местообитания.

2. Растения сухи местообитания с висока устойчивост на засушаване.

3. Растения, живеещи в средни (достатъчни) условия на влага.

Растенията, принадлежащи към тези екологични групи, имат характерни черти на външната и вътрешната структура.

Сега се обръщаме към разглеждането на биотичните фактори и откриваме как живите организми влияят един на друг.

Животните се хранят с растения, опрашват ги, разпространяват плодове и семена. Големите растения могат да засенчат млади, малки. Някои растения използват други като опора.

С всеки година увеличава въздействието на човешката дейност върху природата, Човекът източва блата и напоява сухите земи, създавайки благоприятни условия за отглеждане на култури. Той въвежда нови, високопродуктивни и устойчиви на болести сортове растения. Човекът допринася за запазването и разпространението на ценни растения.

Но човешката дейност може да навреди на природата. Така че, причините за неправилно напояване zabolachivaзасоляване на почвата  и често води до това смъртността нарастванИП, Поради обезлесяване плодородният почвен слой е унищожен  и дори пустините могат да се оформят. Има много подобни примери и всички те свидетелстват за това, че човек оказва огромно влияние върху растителния свят и природата като цяло.

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

Фактори на околната среда

Околната среда е местообитание за организми със специфичен набор от условия. В природата растителният или животинският 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. Изследването на връзката на организмите с околната среда се занимава с наука - екология.

Влияние на неживите фактори върху растенията

Липсата или излишъкът на всеки фактор потиска организма: намалява скоростта на растеж и метаболизъм, причинява отклонения от нормалното развитие. Един от най-важните фактори на околната среда, особено за растенията, е лек. Недостигът му влияе неблагоприятно на фотосинтезата. Растенията, отглеждани с липса на светлина, имат бледи, дълги и нестабилни издънки. При силна светлина и висока температура на въздуха растенията могат да се изгорят, което води до некроза на тъканите.

Когато температурата на въздуха и почвата намалява, растежът на растенията се забавя или спира напълно, листата изсъхват и стават черни. Липсата на влага води до увяхване на растенията, а излишъкът му затруднява дишането на корените.

Растенията формират адаптации към живота при много различни стойности на фактори на околната среда: от ярка светлина до тъмнина, от студ до топлина, от изобилие от влага до голяма сухота.

Растенията, които растат в светлината са клякащи, с къси издънки и оформление на розетковите листа. Често листата са лъскави, което допринася за отражението на светлината. Стрела на растения, растящи на тъмно, издължени във височина.

В пустините, където високите температури и ниската влажност, листата са малки или напълно отсъстват, което предотвратява изпаряването на водата. Много пустинни растения образуват бяло мъх, което допринася за отражението на слънчевите лъчи и защитата от прегряване. В студения климат пълзящите растения са често срещани. Техните издънки с пъпки зимуват под сняг и не са изложени на ниски температури. В устойчиви на замръзване растения органичните вещества се натрупват в клетките, което увеличава концентрацията на клетъчния сок. Това прави растението по-трайно през зимата.

Влияние на неодушевените фактори върху животните

Животът на животните зависи и от факторите на неживата природа. При неблагоприятни температури растежът и пубертетът на животните намаляват. Приспособяването към студения климат е надуваемо, перо и вълнено покритие при птици и бозайници. От голямо значение за регулиране на телесната температура са особеностите на поведението на животните: активно движение към места с по-благоприятни температури, създаване на заслони, промени в активността в различни периоди от годината и деня. За да изпитате неблагоприятните зимни условия мечки, gophers, таралежи зимен сън. В най-горещите часове много птици се скриват в сянка, разстилат крилата си и отварят клюна си.

Животните - жителите на пустинята, имат разнообразни адаптации към пренасянето на сух въздух и висока температура. Костенурката слон съхранява вода в пикочния мехур. Много гризачи се задоволяват с вода само от бедните. Насекомите, избягали от прегряване, редовно се издигат във въздуха или се хвърлят в пясъка. При някои бозайници водата се образува от депонирани мазнини (камили, дебелоопашати овце, дебелаци).

Екологията е един от основните компоненти на биологията, който изучава взаимодействието на околната среда с организмите. Околната среда включва различни фактори от жива и нежива природа. Те могат да бъдат както физически, така и химически. Сред първите са температурата на въздуха, слънчевата светлина, водата, структурата на почвата и дебелината на слоя. Факторите на неживата природа включват и състава на почвата, въздуха и веществата, разтворени във вода. Освен това съществуват и биологични фактори - организми, които живеят в такава област. За екологията за първи път се говори през 60-те години на миналия век, тя възниква от дисциплина като естествената история, която се занимава с наблюдение на организмите и тяхното описание. Останалата част от статията ще опише различните явления, които формират околната среда. Разберете също какви са факторите на неживата природа.

Обща информация

Като начало ще определим защо организмите живеят на определени места. Този въпрос беше зададен от натуралистите по време на проучване на земното кълбо, когато те съставиха списък на всички живи същества. След това има две характерни черти, които се наблюдават на цялата територия. Първият е, че във всяка нова област се дефинират нови видове, които не са били открити по-рано. Те се добавят към списъка на официално регистрираните. Второ, независимо от нарастващия брой видове, съществуват няколко основни вида организми, които са концентрирани на едно място. Така че биомите са големи общности, които живеят на сушата. Всяка група има своя структура, в която доминира растителността. Но защо в различни части на земното кълбо, дори и на голямо разстояние един от друг, можете да намерите подобни групи организми? Нека го разберем.

Човекът

В Европа и Америка има схващане, че човекът е създаден, за да завладее природата. Но днес стана ясно, че хората са съставна част от местообитанието, а не обратното. Следователно обществото ще оцелее само ако природата е жива (растения, бактерии, гъбички и животни). Основната задача на човечеството е да запази екосистемата на Земята. Но за да решим как да не действаме, трябва да изучаваме законите на взаимодействието на организмите. Фактори на неживата природа имат специално значение в човешкия живот. Например, не е тайна колко важна е слънчевата енергия. Осигурява стабилен поток от много процеси в растенията, включително културните. Те растат, осигурявайки си храна.

Екологични фактори на неживата природа

В райони с постоянен климат живеят биоми от същия тип. Какви фактори от неживата природа като цяло съществуват? Нека го разберем. Растителността се определя от климата и от появата на общността - от растителност. Факторът на неживата природа е слънцето. Близо до екватора лъчите падат вертикално на земята. Поради това тропическите растения получават повече ултравиолетова светлина. Интензивността на лъчите, които попадат във високите географски ширини на Земята, е по-слаба, отколкото близо до екватора.

Слънцето

Трябва да се отбележи, че поради накланянето на земната ос в различни зони, температурата на въздуха варира. Освен тропиците. Слънцето отговаря за температурата на околната среда. Например, поради вертикалните лъчи, в тропическите зони топлината постоянно се поддържа. В такива условия растежът на растенията се ускорява. Температурните вариации засягат видовото разнообразие на дадена територия.

влажност

Неживите фактори са взаимосвързани. Така, влажността зависи от количеството на ултравиолетовата радиация и от температурата. Топлият въздух запазва водната пара по-добре от студената. По време на въздушно охлаждане, 40% от влагата кондензира, падане на земята под формата на роса, сняг или дъжд. В екваториалния район топлите въздушни течения се издигат, изтъняват и след това се охлаждат. В резултат на това в някои райони, разположени в близост до екватора, валежите попадат в огромни количества. Примерите включват Амазонския басейн, който се намира в Южна Америка, и басейна на река Конго в Африка. Поради голямото количество валежи има тропически гори. В райони, където въздушните маси се разсейват на север и на юг по едно и също време, и въздухът, охлаждане, отново се спуска към земята, простира се от пустинята. По-нататък на север и на юг, в географските ширини на Съединените щати, Азия и Европа, времето постоянно се променя - поради силни ветрове (понякога от тропиците, а понякога и от полярните, студени страни).

почва

Третият фактор на неживата природа е почвата. Той има силен ефект върху разпространението на организмите. Образува се на базата на унищожена скала с добавка на органични вещества (мъртви растения). Ако няма необходимото количество минерали, растението ще се развива слабо, в бъдеще може напълно да умре. Почвата е от особено значение за селскостопанските дейности. Както знаете, хората отглеждат различни култури, които след това се консумират. Ако съставът на почвата е незадоволителен, тогава, съответно, растенията няма да могат да получат от него всички необходими вещества. А това от своя страна ще доведе до загуби на култури.

Фактори на дивата природа

Всяко растение не се развива отделно, а взаимодейства с други представители на околната среда. Сред тях са гъби, животни, растения и дори бактерии. Връзката между тях може да бъде много различна. Започвайки от полезни предимства един към друг и завършвайки с отрицателно въздействие върху определен организъм. Симбиозата е модел на взаимодействие между различни индивиди. Хората наричат ​​този процес "съжителство" на различни организми. Също толкова важни в тези отношения са факторите на неживата природа.

примери