Der Einfluss der Umwelt auf den Körper.

Jeder Organismus ist ein offenes System, dh er erhält Substanz, Energie und Informationen von außen und ist somit vollständig von der Umwelt abhängig. Dies spiegelt sich im Gesetz wider, das russischen Wissenschaftlern offensteht. K.F. Lenkung: "Die Ergebnisse der Entwicklung (Veränderungen) eines Objekts (Organismus) werden durch das Verhältnis seiner inneren Merkmale und der Merkmale der Umgebung bestimmt, in der es sich befindet." Manchmal wird dieses Gesetz das erste Umweltgesetz genannt, weil es universell ist.

Organismen beeinflussen die Umwelt, indem sie die Gaszusammensetzung der Atmosphäre verändern (H: infolge der Photosynthese), an der Bildung von Boden, Relief, Klima usw. teilnehmen.

Die Grenze der Auswirkung von Organismen auf den Lebensraum beschreibt ein anderes Umweltgesetz (Yu.N. Kurazhkovsky): Jede Organismenart verbraucht die Substanzen, die sie benötigt, aus der Umwelt und setzt die Produkte ihrer lebenswichtigen Aktivität frei, so dass der Lebensraum für seine Existenz ungeeignet wird .

1.2.2. Ökologische Umweltfaktoren und deren Einstufung.

Viele einzelne Elemente der Umwelt, die Organismen zumindest in einem der Stadien der individuellen Entwicklung betreffen, werden als solche bezeichnet umweltfaktoren.

Nach der Art ihrer Herkunft werden abiotische, biotische und anthropogene Faktoren unterschieden. (Folie 1)

Abiotische Faktoren  - Dies sind Eigenschaften unbelebter Natur (Temperatur, Licht, Luftfeuchtigkeit, Zusammensetzung von Luft, Wasser, Boden, natürlicher Strahlungshintergrund der Erde, Gelände) usw., die lebende Organismen direkt oder indirekt betreffen.

Biotische Faktoren  - Dies sind alle Formen der gegenseitigen Beeinflussung lebender Organismen. Die Wirkung biotischer Faktoren kann sowohl direkt als auch indirekt sein und sich in Veränderungen der Umweltbedingungen äußern, beispielsweise Veränderungen der Bodenzusammensetzung unter dem Einfluss von Bakterien oder Veränderungen des Mikroklimas im Wald.

Die gegenseitigen Beziehungen zwischen einzelnen Arten von Organismen liegen der Existenz von Populationen, Biozönosen und der gesamten Biosphäre zugrunde.

Früher wurden die Auswirkungen des Menschen auf lebende Organismen ebenfalls als biotische Faktoren eingestuft, aber gegenwärtig unterscheiden sie eine spezielle Kategorie von Faktoren, die vom Menschen erzeugt werden.

Anthropogene Faktoren- Dies sind alle Formen menschlicher Aktivität, die zu einer Veränderung des Lebensraums und anderer Arten in der Natur führen und deren Leben unmittelbar beeinflussen.

Die menschlichen Aktivitäten auf dem Planeten sollten durch eine besondere Kraft hervorgehoben werden, die sich sowohl auf die direkten als auch auf die indirekten Auswirkungen auswirkt. Direkte Auswirkungen sind der Verzehr, die Vermehrung und Verbreitung von Menschen als einzelne Tier- und Pflanzenarten sowie die Entstehung ganzer Biozönosen. Indirekte Auswirkungen werden durch die Veränderung des Lebensraums von Organismen erzielt: Klima, Flussregime, Zustand des Bodens usw. Mit dem Anwachsen der Bevölkerung und der technischen Ausstattung der Menschheit nimmt der Anteil anthropogener Umweltfaktoren stetig zu.

Umgebungsfaktoren sind zeitlich und räumlich unterschiedlich. Einige Umweltfaktoren gelten über lange Zeiträume als relativ konstant in der Evolution von Arten. Zum Beispiel die Kraft der Sonnenstrahlung, die Salzzusammensetzung des Ozeans. Die meisten Umgebungsfaktoren - Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit - sind räumlich und zeitlich sehr unterschiedlich.

Entsprechend werden Umweltfaktoren je nach Regelmäßigkeit der Exposition unterteilt in (Folie 2):

· regelmäßige periodische Das ändert die Stärke des Effekts aufgrund der Tageszeit, der Jahreszeit oder des Rhythmus der Gezeiten im Ozean. Zum Beispiel: eine Abnahme der Temperatur in der gemäßigten Klimazone des nördlichen Breitengrads mit dem Einsetzen des Winters des Jahres usw.

· unregelmäßig periodisch , katastrophale Phänomene: Stürme, Regen, Überschwemmungen usw.

· nicht periodisch, spontan entstehen, ohne ein klares Muster, einmalig. Zum Beispiel die Entstehung eines neuen Vulkans, Brände, menschliche Aktivitäten.

Somit wird jeder lebende Organismus von der unbelebten Natur anderer Arten, einschließlich des Menschen, beeinflusst und beeinflusst wiederum jede dieser Komponenten.

Nach Priorität sind Faktoren unterteilt in primär   und sekundär .

Primär  Umweltfaktoren existierten auf dem Planeten schon vor dem Erscheinen von Lebewesen und alle Lebewesen passten sich diesen Faktoren an (Temperatur, Druck, Gezeiten, saisonale und tägliche Häufigkeit).

Zweitens  Umweltfaktoren entstehen und ändern sich aufgrund der Variabilität der primären Umweltfaktoren (Wassertrübung, Luftfeuchtigkeit usw.).

Entsprechend der Wirkung auf den Körper werden alle Faktoren eingeteilt direkte Aktionsfaktoren   und indirekt .

Je nach Ausmaß der Auswirkungen werden sie in tödliche (zum Tod führende), extreme, einschränkende, störende, erbgutverändernde, teratogene (im Verlauf der individuellen Entwicklung zu Missbildungen führende) unterteilt.

Jeder Umweltfaktor ist durch bestimmte quantitative Indikatoren gekennzeichnet: Stärke, Druck, Häufigkeit, Intensität usw.

1.2.3. Muster von Umweltfaktoren auf Organismen. Begrenzungsfaktor. Das Gesetz der minimalen Liebig. Das Gesetz der Toleranz Shelford. Die Lehre von ökologischen Optima-Arten. Das Zusammenspiel von Umweltfaktoren.

Trotz der Verschiedenartigkeit der Umweltfaktoren und der unterschiedlichen Herkunft gibt es einige allgemeine Regeln und Muster für ihre Auswirkungen auf lebende Organismen. Jeder Umweltfaktor kann den Körper wie folgt beeinflussen (Folie):

· Änderung der geografischen Verteilung der Arten;

· Änderung der Fruchtbarkeit und Sterblichkeit von Arten;

· Migration verursachen;

· Förderung des Auftretens von Anpassungsqualitäten und Anpassungen bei Arten.

Die Wirkung des Faktors ist am wirksamsten bei einem bestimmten Wert des Faktors, der für den Organismus optimal ist, und nicht bei seinen kritischen Werten. Betrachten Sie die Wirkungsmuster des Faktors auf Organismen. (Folie).

Durch die Abhängigkeit des Ergebnisses des Umweltfaktors von seiner Intensität wird ein günstiger Bereich des Umweltfaktors genannt optimale Zone   (normales Leben). Je signifikanter die Abweichung des Faktors vom Optimum ist, desto stärker hemmt dieser Faktor die Vitalaktivität der Bevölkerung. Dieser Bereich heißt unterdrückungszone (Pessimum) . Die maximal und minimal tolerierbaren Werte des Faktors sind kritische Punkte, ab denen die Existenz eines Organismus oder einer Population nicht mehr möglich ist. Der Bereich des Faktors zwischen kritischen Punkten wird aufgerufen toleranzbereich   (Ausdauer) des Körpers in Bezug auf diesen Faktor. Der Punkt auf der x-Achse, der dem besten Indikator für das Leben des Organismus entspricht, bedeutet den optimalen Wert des Faktors und wird als bezeichnet der optimale Punkt.   Da es schwierig ist, den optimalen Punkt zu bestimmen, sprechen wir normalerweise darüber optimale Zone   oder Komfortzone. Somit sind die Punkte Minimum, Maximum und Optimum drei kardinalpunkte das bestimmen die möglichen Reaktionen des Körpers auf diesen Faktor. Die Umweltbedingungen, in denen ein Faktor (oder eine Kombination von Faktoren) die Komfortzone überschreitet und einen deprimierenden Effekt hat, werden in der Ökologie genannt extrem .

Diese Muster werden genannt "Optimale Regel" .

Für das Leben von Organismen bedarf es einer bestimmten Kombination von Bedingungen. Wenn alle Umweltbedingungen mit Ausnahme einer günstigen sind, wird diese Bedingung für das Leben des betreffenden Organismus entscheidend. Es begrenzt (begrenzt) die Entwicklung des Organismus, deshalb heißt es einschränkender Faktor . Also Der limitierende Faktor ist der ökologische Faktor, dessen Wert die Grenzen der Überlebensrate einer Art überschreitet.

Beispielsweise sind die Winterfische in den Gewässern durch Sauerstoffmangel verursacht, Karpfen leben nicht im Meer (Salzwasser) und die Wanderung von Bodenwürmern führt zu Feuchtigkeitsüberschuss und Sauerstoffmangel.

Zunächst wurde festgestellt, dass die Entwicklung lebender Organismen das Fehlen jeglicher Bestandteile, beispielsweise Mineralsalze, Feuchtigkeit, Licht usw., begrenzt. Mitte des 19. Jahrhunderts konnte der deutsche Organiker Eustace Liebig erstmals experimentell nachweisen, dass das Pflanzenwachstum von dem in relativ geringen Mengen vorhandenen Nahrungsbestandteil abhängt. Er nannte dieses Phänomen das Gesetz des Minimums; zu Ehren des Autors wird es auch genannt liebigs Gesetz . (Liebigs Fass).

In moderner Formulierung mindestgesetz   Das hört sich so an: die Ausdauer des Körpers wird durch das schwächste Glied in der Kette seiner ökologischen Bedürfnisse bestimmt. Wie sich später herausstellte, kann jedoch nicht nur ein Mangel, sondern auch ein Überschuss eines Faktors, beispielsweise der Tod einer Ernte aufgrund von Regen, eine Übersättigung des Bodens mit Düngemitteln usw., einschränkend sein. Die Vorstellung, dass zusammen mit dem Minimum der limitierende Faktor das Maximum sein kann, wurde 70 Jahre nach der Formulierung von Liebig, dem amerikanischen Zoologen V. Shelford, eingegeben gesetz der Toleranz . Nach das toleranzgesetz der limitierende faktor für den wohlstand der bevölkerung (organismus) kann eine minimale oder maximale auswirkung auf die umwelt haben, und der bereich zwischen ihnen bestimmt die ausdauer (toleranzgrenze) oder die ökologische valenz eines organismus für einen bestimmten faktor

Das Prinzip der limitierenden Faktoren gilt für alle Arten lebender Organismen - Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen - und gilt sowohl für abiotische als auch für biotische Faktoren.

Beispielsweise kann ein begrenzender Faktor für die Entwicklung von Organismen einer bestimmten Art die Konkurrenz von einer anderen Art sein. In der Landwirtschaft werden Schädlinge und Unkräuter häufig zum begrenzenden Faktor, und bei einigen Pflanzen wird das Fehlen (oder die Abwesenheit) von Vertretern einer anderen Art zum begrenzenden Entwicklungsfaktor. Zum Beispiel wurde eine neue Feigenart vom Mittelmeer nach Kalifornien gebracht, die jedoch erst Früchte trug, als die einzige Bestäuberart von dort gebracht wurde.

Nach dem Toleranzgesetz ist jeder Stoff- oder Energieüberschuss der Beginn einer umweltschädlichen Umgebung.

Somit ist ein Wasserüberschuss auch in trockenen Gebieten schädlich und Wasser kann als normaler Schadstoff angesehen werden, obwohl es einfach in optimalen Mengen notwendig ist. Insbesondere verhindert überschüssiges Wasser eine normale Bodenbildung in der Kernzone.

Die große ökologische Wertigkeit der Art in Bezug auf abiotische Umweltfaktoren wird durch Hinzufügen des Präfixes "Heury", einer schmalen "Mauer", zum Namen des Faktors bezeichnet. Arten, für deren Existenz streng bestimmte ökologische Bedingungen notwendig sind, nennen stenobiont und Arten, die sich mit einer Vielzahl von Parametern an die ökologische Situation anpassen, evribiontnymi .

Beispielsweise werden Tiere genannt, die erhebliche Temperaturschwankungen tolerieren können eurythermisch, ein enger Temperaturbereich ist typisch für stenothermisch organismen. (Folie). Geringe Temperaturänderungen wirken sich nur geringfügig auf eurythermische Organismen aus und können bei Stenothermie tödlich sein (Abb. 4). Eurygidroid   und stenohydroid   Organismen unterscheiden sich in Reaktion auf Feuchtigkeitsschwankungen. Euryhalin   und stenogalinnye - reagieren unterschiedlich auf den Salzgehalt der Umgebung. Evrioiknye   Organismen können an verschiedenen Orten leben und wandschablonen   - hohe Anforderungen an die Wahl des Lebensraums stellen.

In Bezug auf den Druck werden alle Organismen in eingeteilt eribatnye   und stenokatnye   oder anhalten   (Tiefseefisch).

In Bezug auf die Sauerstoffemission euryoxybionts   (Karausche) und stenoxybiont s (Äsche).

In Bezug auf das Territorium (Biotop) - eurytopisch   (Big Tit) und stenotopisch   (Fischadler).

In Bezug auf Lebensmittel - erifagi   (Korviden) und stenophagi unter denen kann unterschieden werden ichthyophage   (Fischadler) entomophagen   (Fleischfresser, schnell, schlucken), herpetophag   (Vogelsekretär).

Die ökologischen Werte einer Art in Bezug auf verschiedene Faktoren können sehr unterschiedlich sein, was zu einer Vielzahl von Anpassungen in der Natur führt. Die Menge der Umweltwerte in Bezug auf verschiedene Umweltfaktoren beträgt ökologisches Spektrum der Art .

Die Toleranzgrenze eines Organismus ändert sich beim Übergang von einem Entwicklungsstadium in ein anderes. Oft sind junge Organismen anfälliger und anfälliger für Umweltbedingungen als Erwachsene.

Am kritischsten in Bezug auf die Auswirkung verschiedener Faktoren ist die Reproduktionsperiode: Während dieser Periode werden viele Faktoren einschränkend. Die ökologische Wertigkeit bei der Zucht von Individuen, Samen, Embryonen, Larven und Eiern ist normalerweise geringer als bei erwachsenen, nicht züchtenden Pflanzen oder Tieren derselben Art.

Beispielsweise können viele Meerestiere Brack- oder Süßwasser mit einem hohen Chloridgehalt mitführen, sodass sie häufig flussaufwärts in Flüsse gelangen. Ihre Larven können jedoch in solchen Gewässern nicht leben, so dass sich die Arten nicht im Fluss vermehren können und sich hier nicht als dauerhafter Lebensraum niederlassen. Viele Vögel fliegen, um Küken in wärmeren Gegenden zu züchten.

Bisher war es eine Frage der Toleranzgrenze eines lebenden Organismus in Bezug auf einen Faktor, aber in der Natur wirken alle Umweltfaktoren zusammen.

Abhängig von der Kombination, in der andere Faktoren gleichzeitig wirken, können sich die optimale Zone und die Belastbarkeitsgrenzen des Organismus in Bezug auf jeden Umweltfaktor verschieben. Dieses Muster heißt zusammenspiel von Umweltfaktoren (konstellation ).

Beispielsweise ist es bekannt, dass Wärme in trockener Luft leichter zu ertragen ist als in feuchter. Die Gefahr des Einfrierens ist bei niedrigen Temperaturen und starkem Wind viel höher als bei ruhigem Wetter. Für das Pflanzenwachstum ist insbesondere ein Element wie Zink erforderlich, das sich oft als limitierender Faktor herausstellt. Aber für Pflanzen, die im Schatten wachsen, ist der Bedarf geringer als für solche in der Sonne. Es gibt sogenannte Kompensationsfaktoren.

Die gegenseitige Entschädigung ist jedoch begrenzt, und einer der Faktoren kann nicht vollständig durch einen anderen ersetzt werden. Das völlige Fehlen von Wasser oder mindestens einem der notwendigen Elemente der Mineralienernährung macht das Pflanzenleben trotz der günstigsten Kombinationen anderer Bedingungen unmöglich. Daher die Schlussfolgerung, dass alle Umweltbedingungen, die für die Aufrechterhaltung des Lebens notwendig sind, spielen eine gleiche Rolle, und jeder Faktor kann die Möglichkeit der Existenz von Organismen einschränken - dies ist das Gesetz der Gleichwertigkeit aller Lebensbedingungen.

Es ist bekannt, dass jeder Faktor unterschiedliche Funktionen eines Organismus auf unterschiedliche Weise beeinflusst. Bedingungen, die für einige Prozesse, zum Beispiel für das Wachstum eines Organismus, optimal sind, können für andere eine Unterdrückungszone sein, zum Beispiel für die Fortpflanzung, und über die Toleranzgrenzen hinausgehen, dh für andere zum Tod führen. Daher ist der Lebenszyklus, nach dem der Körper zu bestimmten Zeiten in erster Linie bestimmte Funktionen ausübt - Ernährung, Wachstum, Fortpflanzung, Umsiedlung - aufgrund des jahreszeitlichen Wechsels stets mit saisonalen Veränderungen der Umweltfaktoren, beispielsweise der Saisonalität in der Pflanzenwelt, abgestimmt.

Unter den Gesetzen, die die Interaktion eines Individuums oder Individuums mit seiner Umgebung bestimmen, heben wir hervor umweltrichtlinie . Es behauptet dass die Organismenart soweit existieren kann und die umgebende natürliche Umwelt den genetischen Möglichkeiten entspricht, diese Art an ihre Schwankungen und Veränderungen anzupassen. Jede Lebensform hat ihren Ursprung in einer bestimmten Umgebung, die zum Teil an diese angepasst ist, und die weitere Existenz der Art ist nur in einer bestimmten Umgebung oder in ihrer Nähe möglich. Eine abrupte und schnelle Veränderung des Lebensumfelds kann dazu führen, dass die genetischen Fähigkeiten einer Art nicht ausreichen, um sich an neue Bedingungen anzupassen. Darauf basiert insbesondere eine der Hypothesen des Aussterbens großer Reptilien mit einer starken Veränderung der abiotischen Bedingungen auf dem Planeten: Große Organismen sind weniger variabel als kleine, daher brauchen sie viel mehr Zeit, um sich anzupassen. In dieser Hinsicht ist die radikale Veränderung der Natur gefährlich für die gegenwärtig existierende Spezies, einschließlich für die Person selbst.

1.2.4. Anpassung von Organismen an widrige Umgebungsbedingungen

Umweltfaktoren können wie folgt wirken:

· reizstoffe   und adaptive Veränderungen in physiologischen und biochemischen Funktionen induzieren;

· begrenzer , was die Unmöglichkeit der Existenz unter diesen Bedingungen verursacht;

· modifikatoren Verursachen anatomischer und morphologischer Veränderungen in Organismen;

· signale und zeigt Änderungen in anderen Umweltfaktoren an.

Im Zuge der Anpassung an widrige Umweltbedingungen konnten Organismen drei Hauptmethoden entwickeln, um letztere zu vermeiden.

Aktiver Pfad  - trägt zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und zur Entwicklung von Regulierungsprozessen bei, die es ermöglichen, trotz nachteiliger Faktoren alle lebenswichtigen Funktionen von Organismen zu erfüllen.

Zum Beispiel Warmblut bei Säugetieren und Vögeln.

Passiver Weg  verbunden mit der Unterordnung der lebenswichtigen Funktionen des Körpers, um Umweltfaktoren zu ändern. Zum Beispiel das Phänomen verstecktes Leben , begleitet von der Unterbrechung des Lebens während des Trocknens des Reservoirs, Abkühlen usw., bis zum Zustand imaginärer Tod   oder anabiose .

Beispielsweise können getrocknete Pflanzensamen, ihre Sporen sowie Kleintiere (Rotifere, Nematoden) Temperaturen unter 200 ° C standhalten. Beispiele für Anabiose? Winterruhe der Pflanzen, Winterschlaf der Wirbeltiere, Erhaltung der Samen und Sporen im Boden.

Als Phänomen wird das Phänomen bezeichnet, bei dem die individuelle Entwicklung einiger lebender Organismen aufgrund nachteiliger Umwelteinflüsse vorübergehend physiologisch ruht diapause .

Nebenwirkungen vermeiden  - Entwicklung solcher Lebenszyklen durch den Körper, in denen die anfälligsten Stadien seiner Entwicklung in Bezug auf Temperatur und andere Bedingungen zu den günstigsten Jahreszeiten abgeschlossen sind.

Der übliche Pfad für solche Geräte ist die Migration.

Evolutionäre Anpassungen von Organismen an Umweltbedingungen, ausgedrückt in Veränderungen ihrer äußeren und inneren Merkmale, werden genannt anpassungen . Es gibt verschiedene Arten von Anpassungen.

Morphologische Anpassungen. Organismen haben solche Merkmale der äußeren Struktur, die zum Überleben und zum erfolgreichen Funktionieren von Organismen unter ihren üblichen Bedingungen beitragen.

Zum Beispiel eine stromlinienförmige Körperform bei Wassertieren, die Struktur von Sukkulenten, Anpassungen von Halophyten.

Die morphologische Art der Anpassung eines Tieres oder einer Pflanze, bei der sie eine äußere Form haben, die die Art und Weise widerspiegelt, in der sie mit der Umwelt interagieren, wird bezeichnet lebensform . Während der Anpassung an die gleichen Umweltbedingungen können verschiedene Arten eine ähnliche Lebensform haben.

Zum Beispiel Wal, Delphin, Hai, Pinguin.

Physiologische Anpassungen  manifestiert sich in den Eigenschaften des enzymatischen Satzes im Verdauungstrakt von Tieren, bestimmt durch die Zusammensetzung des Futters.

Zum Beispiel die Bereitstellung von Feuchtigkeit aufgrund der Oxidation von Fett in Kamelen.

Verhaltensanpassungen  - manifestiert sich in der Schaffung von Unterkünften, Bewegung, um die günstigsten Bedingungen zu wählen, Angst vor Raubtieren, Verstecken, geselliges Benehmen, etc.

Anpassungen jedes Organismus werden durch seine genetische Veranlagung bestimmt. Die Regel der Einhaltung der Umweltbedingungen der genetischen Vorausbestimmung   sagt: Solange die Umgebung eines bestimmten Organismus den genetischen Möglichkeiten der Anpassung dieser Art an ihre Schwankungen und Veränderungen entspricht, kann diese Art existieren. Eine abrupte und schnelle Änderung der Lebensraumbedingungen kann dazu führen, dass die Anpassungsrate hinter den Änderungen der Umweltbedingungen zurückbleibt, was zur Analphabetisierung der Arten führt. Das oben Gesagte gilt uneingeschränkt für den Menschen.

1.2.5. Die wichtigsten abiotischen Faktoren.

Erinnern Sie sich noch einmal daran, dass abiotische Faktoren Eigenschaften unbelebter Natur sind, die lebende Organismen direkt oder indirekt betreffen. Folie 3 zeigt die Klassifizierung der abiotischen Faktoren.

Temperatur  ist der wichtigste Klimafaktor. Kommt drauf an stoffwechselrate  Organismen und ihre geografische Verteilung. Jeder Organismus kann innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben. Und obwohl für verschiedene Arten von Organismen ( eurythermisch und stenothermisch) diese Intervalle sind unterschiedlich, für die meisten von ihnen ist die Zone optimaler Temperaturen, in der Vitalfunktionen am aktivsten und effizientesten ausgeführt werden, relativ klein. Der Temperaturbereich, in dem Leben existieren kann, liegt bei ca. 300 ° C: von -200 bis +100 ° C. Die meisten Arten und der größte Teil ihrer Aktivität sind jedoch auf einen noch engeren Temperaturbereich beschränkt. Einige Organismen, insbesondere im Ruhezustand, können zumindest einige Zeit bei sehr niedrigen Temperaturen existieren. Einige Arten von Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien und Algen, können bei Temperaturen nahe dem Siedepunkt leben und sich vermehren. Die Obergrenze für Bakterien in heißen Quellen liegt bei 88 ° C, für Blaualgen bei 80 ° C und für die widerstandsfähigsten Fische und Insekten bei etwa 50 ° C. In der Regel sind die oberen Grenzwerte des Faktors kritischer als die unteren, obwohl viele Organismen in der Nähe der oberen Toleranzgrenzen funktionieren effizienter.

Bei Wassertieren ist der Bereich der Temperaturtoleranz normalerweise enger als bei Landtieren, da der Bereich der Temperaturschwankungen im Wasser geringer ist als an Land.

Im Hinblick auf die Auswirkungen auf lebende Organismen ist die Temperaturvariabilität äußerst wichtig. Temperaturen im Bereich von 10 bis 20 ° C (Mittelwert 15 ° C) wirken sich nicht unbedingt auf den Organismus aus wie eine konstante Temperatur von 15 ° C. Die Vitalaktivität von Organismen, die in der Natur üblicherweise variablen Temperaturen ausgesetzt sind, wird durch ganz oder teilweise gehemmt oder verlangsamt konstante Temperatur. Mit einer variablen Temperatur konnte die Entwicklung von Grashüpfereiern um durchschnittlich 38,6% gegenüber ihrer Entwicklung bei konstanter Temperatur beschleunigt werden. Es ist noch nicht klar, ob der Beschleunigungseffekt durch die Temperaturschwankungen selbst oder durch das verstärkte Wachstum verursacht wird, das durch einen kurzfristigen Temperaturanstieg und eine nicht kompensierende Wachstumsverzögerung bei deren Abnahme verursacht wird.

Daher ist die Temperatur ein wichtiger und sehr oft einschränkender Faktor. Temperaturrhythmen steuern weitgehend die saisonale und tägliche Aktivität von Pflanzen und Tieren. Die Temperatur führt in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen häufig zu Zonengleichheit und Schichtung.

Wasserphysiologisch notwendig für ein Protoplasma. Aus ökologischer Sicht ist es ein limitierender Faktor sowohl in terrestrischen als auch in aquatischen Lebensräumen, in denen die Menge starken Schwankungen unterliegt oder in denen ein hoher Salzgehalt den Wasserverlust des Körpers durch Osmose fördert. Alle lebenden Organismen werden je nach ihrem Wasserbedarf und folglich aufgrund unterschiedlicher Lebensräume in eine Reihe von ökologischen Gruppen eingeteilt: aquatische oder hydrophil  - dauerhaft im Wasser leben; hygrophil  - in sehr feuchten Lebensräumen leben; mesophil  - gekennzeichnet durch einen mäßigen Wasserbedarf und xerophil  - in trockenen Lebensräumen leben.

Niederschlagsmenge  und Luftfeuchtigkeit - die Hauptgrößen, die bei der Untersuchung dieses Faktors gemessen wurden. Die Niederschlagsmenge hängt hauptsächlich von den Wegen und der Art großer Luftmassenbewegungen ab. Beispielsweise hinterlassen Winde, die vom Meer weht, den größten Teil der Feuchtigkeit an den Hängen, die dem Meer zugewandt sind, was zu einem Regenschatten jenseits der Berge führt und zur Bildung der Wüste beiträgt. Wenn die Luft tief ins Land vordringt, sammelt sie eine gewisse Menge Feuchtigkeit und die Niederschlagsmenge nimmt wieder zu. Wüsten befinden sich normalerweise hinter Hochgebirgen oder an Ufern, an denen der Wind aus weiten trockenen Gebieten im Landesinneren kommt, nicht aus dem Meer, beispielsweise der Nami-Wüste in Südwestafrika. Die Verteilung der Niederschläge nach Jahreszeiten ist ein äußerst wichtiger begrenzender Faktor für Organismen. Die Bedingungen, die durch die gleichmäßige Verteilung des Niederschlags geschaffen werden, sind völlig anders als während des Niederschlags während einer Jahreszeit. In diesem Fall müssen Tiere und Pflanzen Dürreperioden überstehen. Die ungleichmäßige Verteilung der Niederschläge über die Jahreszeiten ist in der Regel in den Tropen und Subtropen zu beobachten, in denen die Regen- und Trockenzeiten häufig gut ausgeprägt sind. Im tropischen Gürtel reguliert der jahreszeitliche Rhythmus der Luftfeuchtigkeit die jahreszeitliche Aktivität von Organismen auf ähnliche Weise wie der jahreszeitliche Rhythmus von Hitze und Licht in gemäßigten Zonen. Tau kann ein bedeutender und an Orten mit wenig Niederschlag ein sehr wichtiger Beitrag zum Gesamtniederschlag sein.

Luftfeuchtigkeit  - Ein Parameter, der den Gehalt an Wasserdampf in der Luft charakterisiert. Absolute Luftfeuchtigkeit  Nennen Sie die Wasserdampfmenge pro Luftvolumeneinheit. In Verbindung mit der Abhängigkeit der von der Luft aufgenommenen Dampfmenge von Temperatur und Druck ist das Konzept von relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis des in der Luft enthaltenen Dampfes zu dem Sättigungsdampf bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck. Da es in der Natur einen täglichen Rhythmus der Luftfeuchtigkeit gibt - eine Zunahme der Nacht und eine Abnahme der Tageszeit sowie deren vertikale und horizontale Schwankung - spielt dieser Faktor zusammen mit Licht und Temperatur eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Aktivität von Organismen. Die Luftfeuchtigkeit verändert die Auswirkungen der Temperaturerhöhung. Beispielsweise hat die Temperatur unter Bedingungen einer Luftfeuchtigkeit nahe der kritischen einen wichtigeren begrenzenden Effekt. Ebenso spielt die Luftfeuchtigkeit eine kritischere Rolle, wenn die Temperatur nahe an den Grenzwerten liegt. Große Stauseen mildern das Landklima erheblich, da das Wasser durch eine große latente Verdampfungs- und Schmelzwärme gekennzeichnet ist. Tatsächlich gibt es zwei Hauptklimatypen: kontinental  mit extremen Temperaturen und Luftfeuchtigkeit und marine,  die sich durch weniger starke Schwankungen aufgrund der weichmachenden Wirkung großer Gewässer auszeichnen.

Die den lebenden Organismen zur Verfügung stehende Oberflächenwasserversorgung hängt von der Niederschlagsmenge in einem bestimmten Gebiet ab, diese Werte stimmen jedoch nicht immer überein. Bei Verwendung unterirdischer Quellen, bei denen Wasser aus anderen Gebieten stammt, können Tiere und Pflanzen mehr Wasser erhalten als bei Niederschlag. Umgekehrt wird Regenwasser manchmal für Organismen unzugänglich.

Sonnenstrahlung  steht für elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Länge. Für wild lebende Tiere ist dies unbedingt erforderlich, da es die wichtigste externe Energiequelle ist. Das Spektrum der Verteilung der Sonnenenergie außerhalb der Erdatmosphäre (Abb. 6) zeigt, dass etwa die Hälfte der Sonnenenergie im Infrarotbereich, 40% im sichtbaren und 10% im Ultraviolett- und Röntgenbereich emittiert wird.

Es ist zu beachten, dass das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung der Sonne sehr breit ist (Abb. 7) und ihre Frequenzbereiche die lebende Materie auf verschiedene Weise beeinflussen. Die Erdatmosphäre, einschließlich der Ozonschicht, absorbiert selektiv, dh selektiv in den Frequenzbereichen, die Energie der elektromagnetischen Strahlung der Sonne, und hauptsächlich Strahlung mit einer Wellenlänge von 0,3 bis 3 Mikrometern erreicht die Erdoberfläche. Längere und kurzwellige Strahlung wird von der Atmosphäre absorbiert.

Mit zunehmendem Zenitabstand der Sonne steigt der relative Gehalt an Infrarotstrahlung (von 50 auf 72%).

Für die lebende Materie sind wichtige qualitative Zeichen des Lichts - wellenlänge, Intensität und Dauer der Exposition.

Es ist bekannt, dass Tiere und Pflanzen auf Änderungen der Lichtwellenlänge reagieren. Farbsehen ist bei verschiedenen Tiergruppen häufig und fleckig: Bei einigen Arten von Arthropoden, Fischen, Vögeln und Säugetieren ist es gut entwickelt, bei anderen Arten derselben Gruppe kann es jedoch fehlen.

Die Intensität der Photosynthese variiert mit der Wellenlänge des Lichts. Wenn beispielsweise Licht durch Wasser geht, werden die roten und blauen Teile des Spektrums herausgefiltert und das resultierende grünliche Licht wird von Chlorophyll schlecht absorbiert. Rotalgen haben jedoch zusätzliche Pigmente (Phycoerythrin), die es ihnen ermöglichen, diese Energie zu nutzen und tiefer zu leben als Grünalgen.

Sowohl bei Landpflanzen als auch bei Wasserpflanzen ist die Photosynthese mit der Lichtintensität durch einen linearen Zusammenhang mit einem optimalen Lichtsättigungsgrad verbunden, dem in vielen Fällen eine Abnahme der Photosyntheseintensität bei hohen Intensitäten des direkten Sonnenlichts folgt. In einigen Pflanzen wie Eukalyptus wird die Photosynthese nicht durch direktes Sonnenlicht gehemmt. In diesem Fall gibt es einen Ausgleichsfaktor, da sich einzelne Pflanzen und ganze Gemeinden an unterschiedliche Lichtintensitäten anpassen und sich an den Schatten (Kieselalgen, Phytoplankton) oder an direktes Sonnenlicht anpassen.

Die Dauer des Tageslichts oder der Photoperiode ist ein "Zeitrelais" oder ein Auslösemechanismus, der eine Abfolge von physiologischen Prozessen umfasst, die zum Wachstum, zur Blüte vieler Pflanzen, zur Häutung und Akkumulation von Fett, zur Migration und Fortpflanzung bei Vögeln und Säugetieren sowie zum Auftreten der Diapause bei Insekten führen. Einige höhere Pflanzen blühen mit längerem Tag (Langtagpflanzen), andere mit weniger Tag (Kurztagpflanzen). Bei vielen Organismen, die für eine Photoperiode empfindlich sind, kann die Einstellung einer biologischen Uhr durch experimentelles Ändern der Photoperiode geändert werden.

Ionisierende Strahlung  stößt Elektronen aus Atomen heraus und bindet sie unter Bildung von Paaren positiver und negativer Ionen an andere Atome. Seine Quelle sind radioaktive Substanzen, die im Gestein enthalten sind, außerdem kommt es aus dem Weltraum.

Verschiedene Arten von lebenden Organismen sind sehr unterschiedlich in ihrer Fähigkeit, großen Strahlungsdosen standzuhalten. Beispielsweise führt eine Dosis von 2 Sv (sivera) zum Absterben von Embryonen einiger Insekten im Stadium der Zerstörung, eine Dosis von 5 Sv führt zur Sterilität einiger Insektenarten, eine Dosis von 10 Sv ist für Säugetiere absolut tödlich. Wie die Daten der meisten Studien zeigen, sind sich schnell teilende Zellen am empfindlichsten gegenüber Strahlung.

Die Auswirkungen niedriger Strahlendosen sind schwieriger zu beurteilen, da sie langfristige genetische und somatische Folgen haben können. Zum Beispiel verursachte die Exposition von Kiefer gegenüber einer Dosis von 0,01 Sv pro Tag für 10 Jahre eine Verlangsamung der Wachstumsrate, ähnlich einer Einzeldosis von 0,6 Sv. Eine Erhöhung des Strahlungspegels im Medium über dem Hintergrund führt zu einer Erhöhung der Häufigkeit schädlicher Mutationen.

Bei höheren Pflanzen ist die Empfindlichkeit gegenüber ionisierender Strahlung direkt proportional zur Größe des Zellkerns, genauer gesagt zum Chromosomenvolumen oder zum DNA-Gehalt.

Bei höheren Tieren wurde keine solch einfache Beziehung zwischen Empfindlichkeit und Zellstruktur gefunden; Für sie ist die Sensibilität der einzelnen Organsysteme wichtiger. Daher sind Säugetiere aufgrund der leichten Schädigung, die durch Bestrahlung des sich schnell teilenden hämatopoetischen Gewebes des Knochenmarks verursacht wird, selbst für niedrige Strahlungsdosen sehr empfindlich. Schon sehr geringe Mengen an chronisch aktiver ionisierender Strahlung können das Wachstum von Tumorzellen in Knochen und anderen empfindlichen Geweben verursachen, die sich erst viele Jahre nach der Bestrahlung manifestieren können.

Gaszusammensetzungdie Atmosphäre ist auch ein wichtiger Klimafaktor (Abb. 8). Vor etwa 3 bis 3,5 Milliarden Jahren enthielt die Atmosphäre Stickstoff, Ammoniak, Wasserstoff, Methan und Wasserdampf, und es befand sich kein freier Sauerstoff darin. Die Zusammensetzung der Atmosphäre wurde weitgehend durch vulkanische Gase bestimmt. Aufgrund des Sauerstoffmangels gab es keinen Ozonschutz, der die ultraviolette Strahlung der Sonne verzögerte. Im Laufe der Zeit begann sich aufgrund abiotischer Prozesse in der Atmosphäre des Planeten Sauerstoff anzusammeln, und die Bildung der Ozonschicht begann. Ungefähr in der Mitte des Paläozoikums entsprach der Sauerstoffverbrauch seiner Bildung, während dieser Zeit lag der O2-Gehalt in der Atmosphäre in der Nähe des heutigen Wertes - etwa 20%. Ferner werden ab der Mitte des Devon Schwankungen des Sauerstoffgehalts beobachtet. Am Ende des Paläozoikums war ein Rückgang des Sauerstoffgehalts und ein Anstieg des Kohlendioxidgehalts zu verzeichnen, der ungefähr bis zu 5% des derzeitigen Niveaus betrug. Dies führte zum Klimawandel und anscheinend zu einer reichlichen "autotrophen" Blüte, die fossile Kohlenwasserstoffbrennstoffe hervorbrachte. Es folgte eine allmähliche Rückkehr zu einer Atmosphäre mit niedrigem Kohlendioxidgehalt und hohem Sauerstoffgehalt, wonach das O2 / CO2-Verhältnis im sogenannten Schwingungsgleichgewicht im stationären Zustand verbleibt.

Gegenwärtig hat die Erdatmosphäre die folgende Zusammensetzung: Sauerstoff ~ 21%, Stickstoff ~ 78%, Kohlendioxid ~ 0,03%, Inertgase und Verunreinigungen ~ 0,97%. Interessanterweise sind die Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen für viele höhere Pflanzen begrenzt. In vielen Anlagen ist es möglich, die Effizienz der Photosynthese durch Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration zu steigern. Es ist jedoch nicht bekannt, dass eine Verringerung der Sauerstoffkonzentration auch zu einer Erhöhung der Photosynthese führen kann. In Experimenten an Hülsenfrüchten und vielen anderen Pflanzen wurde gezeigt, dass eine Verringerung des Sauerstoffgehalts in der Luft auf 5% die Intensität der Photosynthese um 50% erhöht. Stickstoff spielt auch eine entscheidende Rolle. Dies ist das wichtigste Nährstoffelement, das an der Bildung von Proteinstrukturen von Organismen beteiligt ist. Wind hat eine begrenzende Wirkung auf die Aktivität und Verteilung von Organismen.

Der wind es kann sogar das Aussehen von Pflanzen verändern, insbesondere in solchen Lebensräumen, beispielsweise in alpinen Gebieten, in denen andere Faktoren eine begrenzende Wirkung haben. Es wurde experimentell gezeigt, dass der Wind in Lebensräumen in offenen Bergen das Wachstum von Pflanzen einschränkt: Als die Mauer gebaut wurde, um die Pflanzen vor Wind zu schützen, nahm die Höhe der Pflanzen zu. Stürme sind von großer Bedeutung, obwohl sie nur lokal wirken. Wirbelstürme und gewöhnliche Winde können Tiere und Pflanzen über große Entfernungen transportieren und so die Zusammensetzung der Gemeinschaften verändern.

AtmosphärendruckEs scheint kein einschränkender Faktor für direkte Maßnahmen zu sein, aber es hängt direkt mit dem Wetter und dem Klima zusammen, die eine direkte einschränkende Wirkung haben.

Die Wasserbedingungen schaffen einen besonderen Lebensraum für Organismen, der sich hauptsächlich in Dichte und Viskosität von der terrestrischen unterscheidet. Dichte   800 mal gießen viskosität   etwa 55 mal höher als die von Luft. Zusammen mit dichte   und viskosität die wichtigsten physikalisch-chemischen Eigenschaften der aquatischen Umwelt sind: Temperaturschichtung, d. H. Temperaturschwankung über die Tiefe des Gewässers und periodisch temperaturänderungen im Laufe der Zeit   und auch transparenz wasser, das das lichtregime unter seiner oberfläche bestimmt: die photosynthese von grün- und lila-algen, phytoplankton und höheren pflanzen hängt von der transparenz ab.

Da in der Atmosphäre, spielt eine wichtige Rolle gaszusammensetzung Wasser Umwelt. In aquatischen Lebensräumen variiert die Menge an Sauerstoff, Kohlendioxid und anderen Gasen, die in Wasser gelöst sind und daher Organismen zur Verfügung stehen, zeitlich stark. In Gewässern mit hohem organischen Gehalt ist Sauerstoff ein limitierender Faktor von größter Bedeutung. Trotz der besseren Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser im Vergleich zu Stickstoff enthält Wasser selbst im günstigsten Fall weniger Sauerstoff als Luft, etwa 1 Vol .-%. Die Löslichkeit wird durch die Temperatur des Wassers und die Menge der gelösten Salze beeinflusst: Mit abnehmender Temperatur nimmt die Löslichkeit von Sauerstoff zu und mit zunehmendem Salzgehalt ab. Die Sauerstoffversorgung im Wasser wird durch Diffusion aus der Luft und Photosynthese von Wasserpflanzen wieder hergestellt. Sauerstoff diffundiert sehr langsam ins Wasser, Diffusion trägt zum Wind und zur Bewegung des Wassers bei. Wie bereits erwähnt, ist der wichtigste Faktor für die photosynthetische Erzeugung von Sauerstoff das in die Wassersäule eindringende Licht. So variiert der Sauerstoffgehalt im Wasser je nach Tageszeit, Jahreszeit und Standort.

Der Gehalt an Kohlendioxid in Wasser kann ebenfalls sehr unterschiedlich sein, aber in seinem Verhalten unterscheidet sich Kohlendioxid von Sauerstoff, und seine ökologische Rolle wird kaum verstanden. Kohlendioxid ist in Wasser sehr gut löslich. Außerdem gelangt CO2 in das Wasser, das bei der Atmung und Zersetzung sowie aus Böden oder unterirdischen Quellen entsteht. Im Gegensatz zu Sauerstoff reagiert Kohlendioxid mit Wasser:

unter Bildung von Kohlensäure, die mit Kalk unter Bildung von Carbonaten CO22- und Hydrogencarbonat HCO3- reagiert. Diese Verbindungen halten die Konzentration von Wasserstoffionen auf einem Niveau nahe dem neutralen Wert. Eine geringe Menge Kohlendioxid in Wasser erhöht die Intensität der Photosynthese und stimuliert die Entwicklung vieler Organismen. Eine hohe Kohlendioxidkonzentration ist ein limitierender Faktor für Tiere, da sie mit einem niedrigen Sauerstoffgehalt einhergeht. Wenn beispielsweise der Gehalt an freiem Kohlendioxid im Wasser zu hoch ist, sterben viele Fische.

Säure  - Die Konzentration der Wasserstoffionen (pH) - ist eng mit dem Carbonatsystem verbunden. Liegt der pH-Wert im Bereich von 0? pH? 14: bei pH = 7 neutrales Medium, bei pH<7 - кислая, при рН>7 - alkalisch. Wenn der Säuregehalt keine extremen Werte annähert, können die Gemeinschaften Änderungen dieses Faktors ausgleichen - die Toleranz der Gemeinschaften für den pH-Bereich ist ziemlich bedeutend. Die Säure kann als Indikator für die Geschwindigkeit des allgemeinen Stoffwechsels einer Gemeinde dienen. In Gewässern mit niedrigem pH-Wert gibt es nur wenige Nährstoffe, so dass die Produktivität hier extrem niedrig ist.

Salzgehalt- Gehalt an Carbonaten, Sulfaten, Chloriden usw. - ist ein weiterer wichtiger abiotischer Faktor in Gewässern. In Süßwässern gibt es nur wenige Salze, von denen etwa 80% Carbonate sind. Der Gehalt an Mineralstoffen im Weltmeer beträgt durchschnittlich 35 g / l. Organismen im offenen Ozean sind in der Regel Stenohaline, während Organismen im Brackwasser an der Küste in der Regel Euryhaline sind. Die Konzentration von Salzen in Körperflüssigkeiten und Geweben der meisten Meeresorganismen ist mit der Konzentration von Salzen in Meerwasser isotonisch, so dass es keine Probleme mit der Osmoregulation gibt.

Current  beeinflusst nicht nur stark die Konzentration von Gasen und Nährstoffen, sondern wirkt auch direkt als einschränkender Faktor. Viele Flusspflanzen und -tiere sind morphologisch und physiologisch spezifisch angepasst, um ihre Position im Strom beizubehalten: Sie haben ganz bestimmte Grenzen der Toleranz gegenüber dem Fließfaktor.

Hydrostatischer Druck  im Ozean ist von großer Bedeutung. Beim Eintauchen in Wasser bei 10 m steigt der Druck um 1 atm (105 Pa). Im tiefsten Teil des Ozeans erreicht der Druck 1000 atm (108 Pa). Viele Tiere sind in der Lage, starke Druckschwankungen zu tolerieren, insbesondere wenn sie keine freie Luft in ihrem Körper haben. Andernfalls kann sich eine Gasembolie entwickeln. Hohe Drücke, die für große Tiefen charakteristisch sind, hemmen in der Regel die Prozesse der Vitalaktivität.

Der Boden ist eine Materieschicht, die auf den Felsen der Erdkruste liegt. Der russische Wissenschaftler und Naturforscher Vasily Vasilyevich Dokuchaev betrachtete 1870 den Boden als eine dynamische und nicht als eine träge Umgebung. Er bewies, dass sich der Boden ständig verändert und entwickelt und chemische, physikalische und biologische Prozesse in seiner aktiven Zone stattfinden. Der Boden entsteht durch ein komplexes Zusammenspiel von Klima, Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen. Der sowjetische Bodenwissenschaftler Wassili Robertowitsch Williams hat eine andere Definition des Bodens gegeben - dies ist ein lockerer Landhorizont, der zur Erzeugung von Pflanzen geeignet ist. Das Pflanzenwachstum hängt vom Gehalt an essentiellen Nährstoffen im Boden und von seiner Struktur ab.

Der Boden enthält vier Hauptbestandteile: Mineralbasis (normalerweise 50-60% der gesamten Bodenzusammensetzung), organische Substanz (bis zu 10%), Luft (15-25%) und Wasser (25-30%).

Mineralischer Gerüstboden- Es handelt sich um eine anorganische Komponente, die durch Witterungseinflüsse aus dem Muttergestein entstanden ist.

Siliziumdioxid SiO2 nimmt mehr als 50% der mineralischen Zusammensetzung des Bodens ein, 1 bis 25% stammen aus Al2O3-Aluminiumoxid, 1 bis 10% aus Eisenoxiden Fe2O3, 0,1 bis 5% aus Oxiden von Magnesium, Kalium, Phosphor, Calcium. Die mineralischen Elemente, die die Substanz des Bodenskeletts bilden, sind unterschiedlich groß: von Felsbrocken und Steinen bis zu Sandkörnern - Partikel mit einem Durchmesser von 0,02–2 mm; Schlammpartikel mit einem Durchmesser von 0,002–0,02 mm und kleinste Tonpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 0,002 mm. Ihr Verhältnis bestimmt mechanische Bodenstruktur . Es ist von großer Bedeutung für die Landwirtschaft. Ton und Lehm, die ungefähr die gleichen Mengen an Ton und Sand enthalten, sind normalerweise für das Pflanzenwachstum geeignet, da sie genügend Nährstoffe enthalten und in der Lage sind, Feuchtigkeit zu speichern. Sandböden werden schneller entwässert und verlieren durch die Auswaschung Nährstoffe, sind aber für frühe Ernten vorteilhafter, da ihre Oberfläche im Frühjahr schneller austrocknet als in Lehmböden, was zu einer besseren Erwärmung führt. Mit zunehmender Steinigkeit des Bodens sinkt die Fähigkeit, Wasser zurückzuhalten.

Organische Materie  Der Boden wird durch die Zersetzung toter Organismen, ihrer Teile und Exkremente gebildet. Nicht vollständig zersetzte organische Rückstände werden als Abfall bezeichnet, und das endgültige Zersetzungsprodukt - eine amorphe Substanz, bei der das ursprüngliche Material nicht mehr erkennbar ist - wird als Humus bezeichnet. Aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften verbessert Humus die Struktur des Bodens und seine Belüftung sowie die Fähigkeit, Wasser und Nährstoffe zu speichern.

Gleichzeitig mit dem Humifizierungsprozess wandeln wichtige Elemente ihre organischen Verbindungen in anorganische um, zum Beispiel: Stickstoff - in Ammoniumionen NH4 +, Phosphor - in Orthophosphationen H2PO4-, Schwefel - in Sulfonationen SO42-. Dieser Prozess wird Mineralisierung genannt.

Die Bodenluft befindet sich wie das Bodenwasser in den Poren zwischen den Bodenpartikeln. Die Porosität nimmt von Ton zu Lehm und Sand zu. Zwischen dem Boden und der Atmosphäre besteht ein freier Gasaustausch, wodurch die Gaszusammensetzung beider Medien eine ähnliche Zusammensetzung aufweist. Gewöhnlich ist in der Luft des Bodens aufgrund der Atmung der darin lebenden Organismen etwas weniger Sauerstoff und mehr Kohlendioxid vorhanden als in der Luft der Atmosphäre. Sauerstoff ist essentiell für Pflanzenwurzeln, Bodentiere und Zersetzer, die organische Stoffe in anorganische Bestandteile zerlegen. Wenn das Mooren im Gange ist, wird die Bodenluft durch Wasser verdrängt und die Bedingungen werden anaerob. Der Boden wird allmählich sauer, da anaerobe Organismen weiterhin Kohlendioxid produzieren. Wenn der Boden nicht reich an Basen ist, kann er extrem sauer werden, und dies wirkt sich zusammen mit der Erschöpfung der Sauerstoffreserven nachteilig auf die Bodenmikroorganismen aus. Anaerobe Langzeitbedingungen führen zum Absterben von Pflanzen.

Bodenpartikel halten etwas Wasser um sich, das die Bodenfeuchtigkeit bestimmt. Ein Teil davon, Gravitationswasser genannt, kann frei in den Boden eindringen. Dies führt zum Auswaschen verschiedener mineralischer Substanzen aus dem Boden, einschließlich Stickstoff. Wasser kann auch in Form eines dünnen, stark gebundenen Films um einzelne kolloidale Partikel gehalten werden. Dieses Wasser wird als hygroskopisch bezeichnet. Es wird an der Oberfläche der Partikel aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen adsorbiert. Dieses Wasser ist für die Wurzeln der Pflanzen am wenigsten zugänglich und wird in sehr trockenen Böden zurückgehalten. Die Menge an hygroskopischem Wasser hängt vom Gehalt an kolloidalen Partikeln im Boden ab. In Lehmböden sind es also viel mehr - ungefähr 15% der Bodenmasse als in sandigem - ungefähr 0,5%. Wenn sich die Wasserschichten um die Bodenpartikel ansammeln, füllt es zuerst die engen Poren zwischen diesen Partikeln und breitet sich dann zu immer breiteren Poren aus. Nach und nach gelangt hygroskopisches Wasser in die Kapillare, die durch Oberflächenspannungskräfte um die Bodenpartikel gehalten wird. Kapillarwasser kann entlang enger Poren und Röhrchen aus dem Grundwasserspiegel aufsteigen. Pflanzen nehmen leicht Kapillarwasser auf, das die größte Rolle bei der regulären Wasserversorgung spielt. Im Gegensatz zu hygroskopischer Feuchtigkeit verdunstet dieses Wasser leicht. Feinkörnige Böden wie Ton speichern mehr Kapillarwasser als grobkörnige wie Sand.

Wasser ist für alle Bodenorganismen notwendig. Es gelangt durch Osmose in lebende Zellen.

Wasser ist auch wichtig als Lösungsmittel für Nährstoffe und Gase, die von Pflanzenwurzeln aus einer wässrigen Lösung absorbiert werden. Es ist an der Zerstörung des Muttergesteins, des darunter liegenden Bodens und an der Bodenbildung beteiligt.

Die chemischen Eigenschaften des Bodens hängen vom Gehalt an Mineralstoffen in Form gelöster Ionen ab. Einige Ionen sind giftig für Pflanzen, andere sind lebenswichtig. Die Konzentration von Wasserstoffionen im Boden (Säuregehalt) pH\u003e 7, dh im Durchschnitt nahe am Neutralwert. Die Flora solcher Böden ist besonders artenreich. Kalk- und Salzböden haben pH = 8 ... 9 und Torfböden - bis zu 4. Auf diesen Böden entwickelt sich eine spezifische Vegetation.

Der Boden wird von vielen Arten pflanzlicher und tierischer Organismen bewohnt, die seine physikalisch-chemischen Eigenschaften beeinflussen: Bakterien, Algen, Pilze oder Einzeller, Würmer und Arthropoden. Ihre Biomasse in verschiedenen Böden ist gleich (kg / ha): Bakterien 1000-7000, mikroskopische Pilze - 100-1000, Algen 100-300, Arthropoden - 1000, Würmer 350-1000.

Im Boden werden die Prozesse der Synthese, Biosynthese durchgeführt, verschiedene chemische Reaktionen der Umwandlung von Substanzen, die mit der Aktivität von Bakterien verbunden sind, finden statt. In Ermangelung spezialisierter Bakteriengruppen im Boden spielen Bodentiere ihre Rolle, die große Pflanzenreste in mikroskopisch kleine Partikel umwandeln und so organische Stoffe für Mikroorganismen zugänglich machen.

Organisches Material wird von Pflanzen unter Verwendung von Mineralsalzen, Sonnenenergie und Wasser hergestellt. Dadurch verliert der Boden die Mineralien, die die Pflanzen ihm entnommen haben. In den Wäldern wird ein Teil der Nährstoffe durch Laubfall in den Boden zurückgeführt. Kulturpflanzen entziehen dem Boden für eine gewisse Zeit viel mehr Nährstoffe als ihm wieder zugeführt werden. In der Regel wird der Nährstoffverlust durch den Einsatz von Mineraldüngern ausgeglichen, die in der Regel nicht direkt von Pflanzen genutzt werden können und von Mikroorganismen in eine biologisch zugängliche Form gebracht werden müssen. Fehlen solche Mikroorganismen, verliert der Boden seine Fruchtbarkeit.

Die hauptsächlichen biochemischen Prozesse finden in der bis zu 40 cm dicken obersten Bodenschicht statt, da dort die meisten Mikroorganismen leben. Einige Bakterien sind an dem Umwandlungszyklus nur eines Elements beteiligt, andere an dem Umwandlungszyklus vieler Elemente. Wenn Bakterien organische Substanzen mineralisieren - zersetzen Sie organische Substanzen in anorganische Verbindungen, zerstören Protozoen übermäßige Mengen an Bakterien. Regenwürmer, Käferlarven, Milben lockern den Boden und tragen so zu dessen Belüftung bei. Darüber hinaus recyceln sie schwer zersetzbare organische Stoffe.

Die abiotischen Umweltfaktoren lebender Organismen umfassen auch relieffaktoren (Topographie) . Der Einfluss der Topographie hängt eng mit anderen abiotischen Faktoren zusammen, da er das lokale Klima und die Bodenentwicklung stark beeinflussen kann.

Der wichtigste topografische Faktor ist die Höhe über dem Meeresspiegel. Mit der Höhe sinken die Durchschnittstemperaturen, die Tagestemperatur sinkt, der Niederschlag steigt, die Windgeschwindigkeit und die Strahlungsintensität steigen, der Luftdruck und die Gaskonzentrationen sinken. Alle diese Faktoren wirken sich auf Pflanzen und Tiere aus und verursachen vertikale Zonen.

Gebirgszügekann als Klimaschutz dienen. Berge dienen auch als Hindernisse für die Ausbreitung und Migration von Organismen und können eine Rolle als begrenzender Faktor bei der Artbildung spielen.

Ein weiterer topografischer Faktor - hang Exposition . Auf der nördlichen Hemisphäre erhalten die nach Süden ausgerichteten Hänge mehr Sonnenlicht, so dass die Lichtintensität und -temperatur hier höher sind als am Grund der Täler und an den Hängen der nördlichen Exposition. Auf der südlichen Hemisphäre ist das Gegenteil der Fall.

Ein wichtiger Erleichterungsfaktor ist auch hangsteilheit . Steile Hänge zeichnen sich durch ein schnelles Entwässern und Abwaschen des Bodens aus, daher sind die Böden hier dünn und trockener. Wenn die Neigung 35b überschreitet, werden der Boden und die Vegetation normalerweise nicht gebildet, aber es wird ein Geröll von losem Material erzeugt.

Unter den abiotischen Faktoren verdient besondere Aufmerksamkeit das Feuer   oder das Feuer . Derzeit sind Umweltschützer zu der eindeutigen Meinung gelangt, dass Feuer neben klimatischen, edaphischen und anderen Faktoren als einer der natürlichen abiotischen Faktoren angesehen werden sollte.

Es gibt verschiedene Arten von Bränden als Umweltfaktor, die verschiedene Konsequenzen haben. Reiten oder Waldbrände, das heißt sehr intensiv und nicht eindämmbar, zerstören die gesamte Vegetation und die gesamte organische Substanz des Bodens. Die Folgen von Bodenbränden sind völlig unterschiedlich. Brände wirken sich auf die meisten Organismen einschränkend aus - die biotische Gemeinschaft muss wieder von vorne anfangen, mit dem Wenigen, das übrig bleibt, und es sollte viele Jahre dauern, bis der Standort wieder produktiv wird. Feldbrände hingegen wirken selektiv: Bei einigen Organismen sind sie begrenzender, bei anderen weniger einschränkend und tragen so zur Entwicklung von Organismen mit hoher Brandtoleranz bei. Darüber hinaus ergänzen kleine Grasbrände die Wirkung von Bakterien, zersetzen tote Pflanzen und beschleunigen die Umwandlung mineralischer Nährstoffe in eine Form, die für neue Pflanzengenerationen geeignet ist.

Kommt es regelmäßig alle paar Jahre zu Bränden am Boden, befindet sich nur wenig Totholz auf dem Boden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung der Kronen verringert wird. In Wäldern, die seit mehr als 60 Jahren nicht mehr gebrannt haben, sammelt sich so viel brennbare Einstreu und abgestorbenes Holz an, dass beim Entzünden ein hohes Feuer fast unvermeidlich ist.

Die Pflanzen entwickelten spezielle Anpassungen an das Feuer, genau wie sie es in Bezug auf andere abiotische Faktoren taten. Insbesondere die Knospen von Getreide und Kiefern sind in den Tiefen von Bündeln von Blättern oder Nadeln vor Feuer verborgen. In periodisch verbrannten Lebensräumen profitieren diese Pflanzenarten, da Feuer zu ihrer Erhaltung beiträgt und selektiv ihren Wohlstand fördert. Breitblättrige Rassen werden vor Feuer geschützt, es ist für sie zerstörerisch.

Brände erhalten also nur bestimmte Ökosysteme. Laub- und feuchte Tropenwälder, deren Gleichgewicht sich ohne Einfluss von Feuer entwickelt hat, selbst ein Tieflandbrand können großen Schaden anrichten und den humosen Oberbodenhorizont zerstören, was zu Erosion und Auswaschung von Nährstoffen führt.

Die Frage "brennen oder nicht brennen" ist für uns ungewöhnlich. Die Auswirkungen des Brennens können je nach Zeit und Intensität sehr unterschiedlich sein. Aufgrund seiner Nachlässigkeit kommt es häufig zu Waldbränden, weshalb in Wäldern und Erholungsgebieten aktiv für den Brandschutz gekämpft werden muss. In keinem Fall hat eine Person das Recht, vorsätzlich oder versehentlich ein Feuer in der Natur zu verursachen. Gleichzeitig muss bekannt sein, dass der Einsatz von Feuer durch speziell geschulte Personen Teil der ordnungsgemäßen Landnutzung ist.

Für abiotische Bedingungen gelten alle berücksichtigten Gesetze zur Auswirkung von Umweltfaktoren auf lebende Organismen. Die Kenntnis dieser Gesetze ermöglicht es uns, die Frage zu beantworten: Warum haben sich verschiedene Ökosysteme in verschiedenen Regionen des Planeten gebildet? Der Hauptgrund sind die besonderen abiotischen Zustände jeder Region.

Die Populationen konzentrieren sich auf ein bestimmtes Gebiet und können nicht überall mit der gleichen Dichte verteilt werden, da sie nur einen begrenzten Toleranzbereich gegenüber Umweltfaktoren aufweisen. Daher ist jede Kombination abiotischer Faktoren durch eine eigene Art lebender Organismen gekennzeichnet. Viele Varianten von Kombinationen von abiotischen Faktoren und Arten lebender Organismen, die an sie angepasst sind, verursachen eine Vielzahl von Ökosystemen auf dem Planeten.

1.2.6. Wichtige biotische Faktoren.

Verbreitungsgebiete und Anzahl der Organismen jeder Art sind nicht nur durch die Bedingungen der äußeren unbelebten Umwelt begrenzt, sondern auch durch ihre Beziehungen zu Organismen anderer Arten. Das unmittelbare Lebensumfeld des Körpers macht es möglich   biotische Umwelt , und die Faktoren dieser Umgebung werden genannt biotisch . Vertreter jeder Art können in einer solchen Umgebung existieren, in der Verbindungen mit anderen Organismen ihnen normale Lebensbedingungen bieten.

Es gibt die folgenden Formen von biotischen Beziehungen. Wenn die positiven Ergebnisse von Beziehungen für einen Organismus mit einem Pluszeichen (+) und die negativen Ergebnisse mit einem Minuszeichen (-) gekennzeichnet sind und das Fehlen von Ergebnissen mit "0" gekennzeichnet ist, können die natürlich vorkommenden Arten von Beziehungen zwischen lebenden Organismen als Registerkarte dargestellt werden. 1.

Diese schematische Einteilung vermittelt einen allgemeinen Eindruck von der Vielfalt der biotischen Beziehungen. Betrachten Sie die charakteristischen Merkmale der Beziehung verschiedener Typen.

Wettbewerb  ist in der Natur die umfassendste Art von Beziehung, in der sich zwei Bevölkerungsgruppen oder zwei Individuen im Kampf um die lebensnotwendigen Bedingungen gegenseitig beeinflussen negativ .

Wettbewerb kann sein intraspezifisch   und interspezifisch . Intraspezifischer Kampf findet zwischen Individuen derselben Art statt, interspezifische Konkurrenz findet zwischen Individuen verschiedener Arten statt. Wettbewerbsorientiertes Engagement kann Folgendes betreffen:

· Wohnraum

· Lebensmittel oder Nährstoffe

· Orte der Zuflucht und viele andere wichtige Faktoren.

Wettbewerbsvorteile werden auf verschiedene Arten erzielt. Bei gleichem Zugriff auf eine gemeinsame Ressource kann ein Typ einen Vorteil gegenüber dem anderen haben, da:

· Intensivere Reproduktion,

· Verbrauch von mehr Nahrung oder Sonnenenergie,

· Die Fähigkeit, sich besser zu schützen,

· Anpassung an einen größeren Temperatur-, Licht- oder Konzentrationsbereich bestimmter Schadstoffe.

Interspezifischer Wettbewerb kann, unabhängig davon, was ihm zugrunde liegt, dazu führen, dass entweder ein Gleichgewicht zwischen den beiden Arten hergestellt wird oder eine Population einer Art durch eine andere ersetzt wird oder dass eine Art eine andere an einen anderen Ort verdrängt oder zu einer anderen wechselt. Nutzung anderer Ressourcen. Hab das gefunden zwei ökologisch identische und artenbedürfnisse können an einem ort nicht koexistieren und früher oder später verdrängt ein konkurrent einen anderen. Dies ist das sogenannte Ausschlussprinzip oder das Gause-Prinzip.

Populationen einiger Arten von lebenden Organismen vermeiden oder verringern den Wettbewerb, indem sie in eine andere Region mit akzeptablen Bedingungen umziehen oder auf schwierigere oder schwer verdauliche Lebensmittel umsteigen oder den Zeitpunkt oder den Ort der Produktion ändern. Zum Beispiel fressen Falken tagsüber, Eulen nachts; Löwen jagen größere Tiere, und Leoparden jagen kleinere; Für tropische Wälder ist die bestehende Schichtung von Tieren und Vögeln nach Schichten typisch.

Aus dem Prinzip der Gaze folgt, dass jede Art in der Natur einen besonderen Platz einnimmt. Sie wird bestimmt durch die Position der Art im Raum, die Funktionen, die sie in der Gemeinschaft ausübt, und ihre Beziehung zu den abiotischen Existenzbedingungen. Der Platz, den eine Art oder ein Organismus in einem Ökosystem einnimmt, wird als ökologische Nische bezeichnet.   Im übertragenen Sinne ist ein Lebensraum wie die Adresse von Organismen einer bestimmten Art, eine ökologische Nische ein Beruf, die Rolle eines Organismus in seinem Lebensraum.

Die Art besetzt ihre ökologische Nische, um die von ihr von anderen Arten zurückgeforderte Funktion nur in ihrer inhärenten Weise zu erfüllen, den Lebensraum zu meistern und ihn gleichzeitig zu formen. Die Natur ist sehr wirtschaftlich: Selbst zwei Arten, die dieselbe ökologische Nische besetzen, können nicht nachhaltig existieren. Im Wettbewerb verdrängt eine Art eine andere.

Die ökologische Nische als funktionaler Ort der Arten im System des Lebens kann nicht lange leer sein - dies zeigt die Regel der obligatorischen Befüllung von ökologischen Nischen: Die leere ökologische Nische ist immer natürlich gefüllt. Eine ökologische Nische als funktionaler Ort einer Art in einem Ökosystem ermöglicht eine Form, die in der Lage ist, neue Anpassungen zu entwickeln, um diese Nische zu füllen. Manchmal dauert dies jedoch sehr lange. Oft sind scheinbar vakante ökologische Nischen für einen Fachmann nur ein Scherz. Daher sollte eine Person mit den Schlussfolgerungen über die Möglichkeit, diese Nischen durch Akklimatisierung zu füllen, äußerst vorsichtig sein (Einführung). Akklimatisation   - Es handelt sich um eine Reihe von Maßnahmen zur Einführung einer Art in neue Lebensräume, um natürliche oder künstliche Lebensgemeinschaften mit für den Menschen nützlichen Organismen anzureichern.

Die Blütezeit der Akklimatisation war in den zwanziger bis vierziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts. Im Laufe der Zeit stellte sich jedoch heraus, dass entweder die Versuche zur Akklimatisierung der Art erfolglos waren oder, schlimmer noch, sehr negative Ergebnisse erbrachten - die Art wurde zu Schädlingen oder verbreitete gefährliche Krankheiten. Zum Beispiel wurden Zecken, die die Erreger der Varroatose waren und eine große Anzahl von Bienenvölkern töteten, mit der im europäischen Teil akklimatisierten fernöstlichen Biene eingeführt. Es hätte nicht anders sein können: Neue Arten in einem fremden Ökosystem mit einer tatsächlich besetzten ökologischen Nische verdrängten diejenigen, die bereits ähnliche Arbeiten durchgeführt hatten. Neue Arten entsprachen nicht den Bedürfnissen des Ökosystems, hatten manchmal keine Feinde und konnten sich daher schnell vermehren.

Ein klassisches Beispiel hierfür ist die Einführung von Kaninchen in Australien. 1859 wurden Kaninchen aus England zur Sportjagd nach Australien gebracht. Die natürlichen Bedingungen erwiesen sich als günstig für sie, und lokale Raubtiere, Dingos, waren nicht gefährlich, da sie nicht schnell genug liefen. Infolgedessen züchteten die Kaninchen so viel, dass die Vegetation der Weiden in weiten Gebieten zerstört wurde. In einigen Fällen brachte die Einführung eines fremden Schädlings in das Ökosystem des natürlichen Feindes Erfolg bei der Bekämpfung des letzteren, aber es ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Der importierte Feind würde sich nicht unbedingt darauf konzentrieren, seine übliche Beute auszurotten. Zum Beispiel fanden Füchse, die nach Australien eingeführt wurden, um Kaninchen zu töten, im Überfluss leichtere Beuteltiere - lokale Beuteltiere, ohne das geplante Opfer besonderer Schwierigkeiten zu bringen.

Wettbewerbsverhältnisse sind nicht nur auf interspezifischer, sondern auch auf intraspezifischer (Populations-) Ebene eindeutig zu beobachten. Mit dem Bevölkerungswachstum, wenn sich die Zahl ihrer Individuen der Sättigung nähert, kommen interne physiologische Regulationsmechanismen ins Spiel: Mortalität steigt, Fruchtbarkeit sinkt, Stresssituationen entstehen, Kämpfe. Die Untersuchung dieser Themen befasst sich mit der Populationsökologie.

Wettbewerbsbeziehungen sind einer der wichtigsten Mechanismen für die Bildung der Artenzusammensetzung von Gemeinschaften, die räumliche Verteilung der Arten von Populationen und die Regulierung ihrer Anzahl.

Da die Struktur des Ökosystems von Wechselwirkungen mit Nahrungsmitteln dominiert wird, ist die charakteristischste Form der Wechselwirkung von Arten in Nahrungsketten raub bei dem ein Individuum einer Art, Raubtier genannt, Organismen (oder Teile von Organismen) einer anderen Art, Beute genannt, frisst und das Raubtier getrennt von der Beute lebt. In solchen Fällen sollen zwei Arten in eine Raubtier-Beute-Beziehung verwickelt sein.

Die Opfer haben eine ganze Reihe von Schutzmechanismen entwickelt, um dem Raubtier keine leichte Beute zu machen: die Fähigkeit, schnell zu rennen oder zu fliegen, die Freisetzung von Chemikalien mit einem Geruch, der den Raubtier erschreckt oder sogar vergiftet, dicke Haut oder Rüstung, schützende Färbung oder die Fähigkeit, die Farbe zu ändern.

Raubtiere haben auch verschiedene Möglichkeiten der Beuteextraktion. Fleischfresser sind im Gegensatz zu Pflanzenfressern in der Regel gezwungen, ihre Beute zu jagen und einzuholen (vergleiche beispielsweise pflanzenfressende Elefanten, Nilpferde, Kühe mit fleischfressenden Geparden, Panther usw.). Einige Raubtiere sind gezwungen, schnell zu rennen, andere erreichen ihr Ziel, jagen in Rudeln, andere fangen meist kranke, verwundete und minderwertige Individuen. Eine andere Art, sich mit Tierfutter zu versorgen, ist die Art und Weise, wie der Mensch sich fortbewegt - die Erfindung von Fanggeräten und die Domestizierung von Tieren.

Jede Art von lebendem Organismus lebt unter bestimmten Bedingungen  - im Wasser, am Boden, im Boden oder im Körper eines anderen Organismus. Also, Fische, Krebse, Weichtiere und andere Wassertiere, verbringen viele Pflanzen ihr ganzes Leben im Wasser.  Die meisten Pflanzen, Tiere und Vögel leben in Land-Luft-Umgebung.

Alles, was lebende Organismen umgibt, heißt ihren Lebensraum oder ihre Umwelt.

Lebensraum ist ein  alle Körper (lebende und nicht lebende) sowie natürliche Phänomene, die Organismen direkt oder indirekt betreffen.

Die einzelnen Bestandteile der Umwelt, die Organismen betreffen, werden genannt umweltfaktoren. Unter ihnen sind die Faktoren der belebten und unbelebten Natur.

Unbelebte Faktoren oder abiotische Faktoren,  Dazu gehören Licht, Temperatur, Wasser, Luft, Wind und Luftdruck.

Wildtierfaktoren oder biotische Faktoren  - Hierbei handelt es sich um Wechselwirkungen lebender Organismen. So können einige Organismen als Nahrung für andere dienen oder umgekehrt, indem sie Futterreserven verzehren und reduzieren, wodurch die Anzahl anderer Arten verringert wird.

In einer separaten Gruppe von Faktoren hervorgehoben alle Arten von menschlichen Aktivitätenlebende Organismen beeinträchtigen.

Die Beziehung lebender Organismen zur Umwelt sowie zur Gemeinschaft lebender Organismen wird von der Wissenschaft untersucht Ökologie  (vom griechischen Wort oikos - Wohnen und Logos - Wissenschaft). Daher werden Umweltfaktoren genannt ökologisch.

Für das Leben der Organismen, aus denen die natürliche Gemeinschaft besteht, bestimmte Bedingungen. Die Lebensbedingungen hängen vom Einfluss verschiedener Umweltfaktoren ab.

Das weißt du schon für fast alles Leben auf der Erde energiequelle ist die Sonne. Pflanzen während der Photosynthese wandle die Energie der Sonne in die Energie der organischen Materie um. Pflanzenfresser essen pflanzen und verwenden von pflanzen angesammelte substanzen, um ihren körper aufzubauen und energie zu gewinnen. So geht ein erheblicher Teil der organischen Substanz von Pflanzen in den Körper pflanzenfressender Organismen und wird für den Aufbau neuer Zellen und die Energiegewinnung aufgewendet. Pflanzenfressende Tiere fressen raubtiere.

Auf diese Weise, pflanzen spielen eine entscheidende Rolle in der natürlichen GemeinschaftDeshalb werden wir die Merkmale natürlicher Gemeinschaften anhand ihres Beispiels betrachten.

Alle Umweltfaktoren beeinflussen die Pflanze und sind lebensnotwendig. Besonders drastische Veränderungen im Erscheinungsbild und in der inneren Struktur der Pflanze verursachen jedoch z unbelebte Faktorenwie Licht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit.

Einer der wichtigsten abiotischen Faktoren ist sonnenlicht  - die Hauptenergiequelle, die in die Erde gelangt. Aufgrund der Energie des Sonnenlichts in Pflanzen findet eine Photosynthese statt. Es beeinflusst auch andere Funktionen des Pflanzenorganismus - Wachstum, Blüte, Fruchtbildung, Samenkeimung.

Entsprechend den Anforderungen an die Beleuchtungsstärke gibt es drei Gruppen von Pflanzen:  photophil, schattenliebend und schattentolerant.

Lichtliebende Pflanzen  Sie leben nur an offenen, sonnenbeschienenen Orten. Sie sind weit verbreitet in trockenen Steppen und Halbwüsten, Hochgebirgswiesen, Ödland, wo sich seltene Vegetationsbedeckungen und Pflanzen nicht gegenseitig beschatten. Zum lichtliebenden gehören   Steppen- und Wiesengräser, Mutter und Stiefmutter, Mauerpfeffer, Unkraut, Weizen, Sonnenblume, von Baumarten - Kiefer, Birke, Lärche, weiße Akazie.

Schattenpflanzen  Dulden keine direkte Sonneneinstrahlung und wachsen nur an schattigen Orten. Dies sind zum Beispiel krautige Pflanzen aus Fichten- und Eichenwäldern oxillus, Rabenauge, doppelt glasierte Myannik, Anemone, viele Waldfarne und Moose.

Schattenverträgliche Pflanzen  wachsen am besten in direktem Sonnenlicht, vertragen aber auch Schatten. Zu dieser Pflanzengruppe gehören viele Baumarten mit dichten Kronen, bei denen ein Teil der Blätter stark schattiert ist ( linden, Eichen, Eschen), viele krautige Pflanzen von Wäldern, Waldrändern und Wiesen.

Ein wichtiger abiotischer Umweltfaktor ist die Temperatur. Die Temperaturschwankungen auf dem Globus erreichen weite Grenzen: von + 50-60 ° C in der Wüste bis -70-80 ° C in der Antarktis, aber das Leben existiert unter solch extremen Bedingungen.

Jede Art lebender Organismen hat sich an ein bestimmtes Temperaturregime angepasst. Bei allen Anlagen ist jedoch sowohl eine Überhitzung als auch eine übermäßige Abkühlung gefährlich.

Die Wirkung von zu hohen Temperaturen  Kann Trockenheit, Verbrennungen, Zerstörung von Chlorophyll in Pflanzen, Störung lebenswichtiger Prozesse und Tod verursachen.

Hohe Temperaturen, oft verbunden mit einem Mangel an Feuchtigkeit, sind oft lichtliebenden Pflanzen ausgesetzt. Diese Pflanzen haben sich entwickelt verschiedene Anpassungen zu vermeidenschädliche Auswirkungen von Überhitzung:  vertikale Position der Blätter, Verringerung der Blattoberfläche, Entwicklung von Stacheln (bei Kakteen), Fähigkeit zur Speicherung einer großen Menge an Wasser, gut entwickeltes Wurzelsystem, dichte Pubertät, wodurch die Blätter eine helle Farbe erhalten und die Reflexion des einfallenden Lichts verstärkt wird.

Chill  kann auch Pflanzen schädigen. Wenn Wasser in den Interzellularräumen und in der Zelle gefriert, bilden sich Eiskristalle, die zu Zellschäden und zum Tod führen.

Pflanzen in kalten Gebieten haben sehr kleine Blätter und kleine Größen (zum Beispiel zwergbirke und Zwergweide). Ihre Höhe entspricht der Tiefe der Schneedecke, da alle über den Schnee ragenden Teile absterben.

Bei einigen Sträuchern und Bäumen beginnt das Wachstum in horizontaler Richtung zu dominieren, z. zeder Elfenholz. Ihre Äste breiten sich über den Boden aus und ragen nicht über die übliche Schneedecke hinaus.

In der kalten Jahreszeit verlangsamen die Pflanzen alle Lebensprozesse. Pflanzen werfen ihr Laub ab. In vielen krautigen Pflanzen sterben die oberirdischen Organe ab. Einige Wasserpflanzen sinken auf den Grund von Stauseen oder bilden überwinternde Knospen.

Auch ein wichtiger abiotischer Faktor ist luftfeuchtigkeit, da kein Organismus ohne Wasser existieren kann. Die Wasserquelle für Pflanzen sind Niederschläge, Gewässer, Grundwasser, Tau und Nebel. In Wüstenpflanzen, trockenen Steppen, macht Wasser 30 bis 65% der Gesamtmasse aus, in Waldsteppenpflanzen 70 bis 80% und in feuchtigkeitsliebenden Pflanzen 90%.

In Bezug auf die Luftfeuchtigkeit der Pflanze kann in drei Gruppen eingeteilt werden.

1. Pflanzen aquatischer und übermäßig feuchter Lebensräume.

2. Pflanzen trocknen Lebensräume mit hoher Trockenheitstoleranz.

3. Pflanzen, die unter mittleren (ausreichenden) Feuchtigkeitsbedingungen leben.

Die zu diesen ökologischen Gruppen gehörenden Pflanzen haben charakteristische Merkmale der äußeren und inneren Struktur.

Wir wenden uns nun der Betrachtung biotischer Faktoren zu und finden es heraus wie lebende Organismen sich gegenseitig beeinflussen.

Tiere ernähren sich von Pflanzen, bestäuben sie, verbreiten Früchte und Samen. Große Pflanzen können junge, kleine Schatten spenden. Einige Pflanzen nutzen andere als Unterstützung.

Mit jedem jahr erhöht die Auswirkungen der menschlichen Tätigkeit auf die Natur. Der Mensch entwässert die Sümpfe und bewässert die Trockengebiete, wodurch günstige Bedingungen für den Anbau von Getreide geschaffen werden. Es werden neue, hochproduktive und krankheitsresistente Pflanzensorten eingeführt. Der Mensch trägt zur Erhaltung und Verbreitung wertvoller Pflanzen bei.

Aber menschliches Handeln kann der Natur schaden. So verursacht unsachgemäße Bewässerung sumpfigbodenversalzung  und führt oft zu todesfälle wachsenniedriger. Wegen Abholzung fruchtbare Bodenschicht wird zerstört  und sogar Wüsten können sich bilden. Es gibt viele ähnliche Beispiele, und alle zeugen davon, dass ein Mensch einen großen Einfluss auf die Pflanzenwelt und die Natur insgesamt ausübt.

Das Leben von Organismen hängt von vielen Bedingungen ab: Temperatur. Licht, Feuchtigkeit, andere Organismen. Ohne die Umwelt können lebende Organismen nicht atmen, sich ernähren, wachsen, sich entwickeln und Nachkommen hervorbringen.

Umweltfaktoren

Die Umwelt ist Lebensraum für Organismen mit bestimmten Bedingungen. In der Natur ist der pflanzliche oder tierische Organismus Luft, Licht, Wasser, Steinen, Pilzen, Bakterien, anderen Pflanzen und Tieren ausgesetzt. Alle aufgeführten Umweltkomponenten werden als Umweltfaktoren bezeichnet. Das Studium der Beziehung von Organismen zur Umwelt beschäftigt sich mit Wissenschaft - Ökologie.

Einfluss unbelebter Faktoren auf Pflanzen

Das Fehlen oder der Überschuss eines Faktors hemmt den Körper: Verringert die Wachstumsrate und den Stoffwechsel, verursacht Abweichungen von der normalen Entwicklung. Einer der wichtigsten Umweltfaktoren, insbesondere für Pflanzen, ist das Licht. Sein Mangel beeinträchtigt die Photosynthese. Pflanzen, die mit Lichtmangel wachsen, haben blasse, lange und instabile Triebe. Bei starkem Licht und hoher Lufttemperatur können Pflanzen verbrennen, was zu Gewebenekrose führt.

Wenn die Temperatur von Luft und Boden sinkt, verlangsamt sich das Wachstum der Pflanzen oder hört ganz auf, die Blätter verdorren und verfärben sich schwarz. Der Mangel an Feuchtigkeit führt zum Welken der Pflanzen und sein Überschuss erschwert das Atmen der Wurzeln.

Pflanzen entwickelten Anpassungen an das Leben bei sehr unterschiedlichen Werten von Umweltfaktoren: von hellem Licht bis Dunkelheit, von Kälte bis Hitze, von viel Feuchtigkeit bis zu großer Trockenheit.

Im Licht wachsende Pflanzen sind gedrungen, mit kurzen Trieben und Rosettenblattanordnung. Oft sind die Blätter glänzend, was zur Lichtreflexion beiträgt. Triebe von Pflanzen, die im Dunkeln wachsen, in der Höhe länglich.

In Wüsten, in denen hohe Temperaturen und niedrige Luftfeuchtigkeit herrschen, sind die Blätter klein oder fehlen vollständig, was die Verdunstung von Wasser verhindert. Viele Wüstenpflanzen bilden eine weiße Pubertät, die zur Reflexion der Sonnenstrahlen und zum Schutz vor Überhitzung beiträgt. In kalten Klimazonen sind kriechende Pflanzen häufig. Ihre Triebe mit Knospen überwintern im Schnee und sind keinen niedrigen Temperaturen ausgesetzt. In frostsicheren Pflanzen reichern sich organische Substanzen in den Zellen an und erhöhen die Konzentration des Zellsaftes. Dies macht die Pflanze im Winter haltbarer.

Einfluss unbelebter Faktoren auf Tiere

Das Leben der Tiere hängt auch von den Faktoren der unbelebten Natur ab. Bei ungünstigen Temperaturen verlangsamen sich Wachstum und Pubertät der Tiere. Die Anpassung an das kalte Klima ist die Daunen-, Feder- und Wolldecke bei Vögeln und Säugetieren. Von großer Bedeutung für die Regulierung der Körpertemperatur sind die Besonderheiten des Verhaltens der Tiere: aktive Bewegung an Orte mit günstigeren Temperaturen, die Schaffung von Unterkünften, Änderungen der Aktivität zu verschiedenen Jahres- und Tageszeiten. Um die widrigen Winterbedingungen zu erleben, überwintern Bären, Gophers, Hedgehogs. In den heißesten Stunden verstecken sich viele Vögel im Schatten, breiten ihre Flügel aus und öffnen ihren Schnabel.

Tiere - Bewohner der Wüste, haben eine Vielzahl von Anpassungen an die Übertragung von trockener Luft und hohen Temperaturen. Die Elefantenschildkröte speichert Wasser in der Blase. Viele Nagetiere sind nur mit Wasser von den Armen zufrieden. Insekten, die der Überhitzung entkommen, erheben sich regelmäßig in die Luft oder graben sich in den Sand. Bei einigen Säugetieren wird Wasser aus abgelagertem Fett gebildet (Kamele, Schafe mit Fettschwanz, Springmäuse mit Fettschwanz).

Ökologie ist eine der Hauptkomponenten der Biologie, die die Interaktion der Umwelt mit Organismen untersucht. Die Umgebung umfasst verschiedene Faktoren belebter und unbelebter Natur. Sie können sowohl physikalisch als auch chemisch sein. Unter den ersten sind die Lufttemperatur, Sonnenlicht, Wasser, Bodenstruktur und die Dicke seiner Schicht. Zu den Faktoren der unbelebten Natur gehört auch die Zusammensetzung des Bodens, der Luft und der im Wasser gelösten Stoffe. Darüber hinaus gibt es auch biologische Faktoren - Organismen, die in einem solchen Gebiet leben. Die Ökologie wurde erstmals in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts angesprochen und entsprang einer Disziplin wie der Naturgeschichte, die sich mit der Beobachtung von Organismen und ihrer Beschreibung befasste. Der Rest des Artikels beschreibt die verschiedenen Phänomene, die die Umgebung bilden. Finden Sie auch heraus, was die Faktoren der unbelebten Natur sind.

allgemeine Informationen

Zunächst werden wir feststellen, warum Organismen an bestimmten Orten leben. Diese Frage wurde von Naturforschern während einer Untersuchung des Globus gestellt, als sie eine Liste aller Lebewesen erstellten. Dann gab es zwei charakteristische Merkmale, die im gesamten Gebiet beobachtet wurden. Das erste ist, dass in jedem neuen Gebiet neue Arten definiert werden, die zuvor nicht gefunden wurden. Sie ergänzen die Liste der offiziell registrierten. Zweitens gibt es unabhängig von der wachsenden Anzahl von Arten mehrere Haupttypen von Organismen, die an einem Ort konzentriert sind. Biomes sind also große Gemeinschaften, die an Land leben. Jede Gruppe hat ihre eigene Struktur, in der die Vegetation dominiert. Aber warum findet man in verschiedenen Teilen der Erde, auch in großer Entfernung voneinander, ähnliche Gruppen von Organismen? Lass es uns herausfinden.

Der mann

In Europa und Amerika gibt es die Wahrnehmung, dass der Mensch geschaffen ist, um die Natur zu erobern. Heute ist jedoch klar, dass Menschen ein Bestandteil des Lebensraums sind und nicht umgekehrt. Daher wird die Gesellschaft nur überleben, wenn die Natur lebendig ist (Pflanzen, Bakterien, Pilze und Tiere). Die Hauptaufgabe der Menschheit ist es, das Ökosystem der Erde zu erhalten. Aber um zu entscheiden, wie wir nicht handeln sollen, müssen wir die Gesetze der Interaktion von Organismen studieren. Faktoren unbelebter Natur haben im menschlichen Leben eine besondere Bedeutung. Zum Beispiel ist es kein Geheimnis, wie wichtig Sonnenenergie ist. Es liefert einen stabilen Fluss vieler Prozesse in Pflanzen, einschließlich kultureller. Sie bauen Menschen an und versorgen sich mit Nahrung.

Ökologische Faktoren unbelebter Natur

In Gebieten mit konstantem Klima leben gleichartige Biome. Welche Faktoren unbelebter Natur gibt es im Allgemeinen? Lass es uns herausfinden. Die Vegetation wird durch das Klima und das Erscheinungsbild der Gemeinde bestimmt - durch die Vegetation. Der Faktor der unbelebten Natur ist die Sonne. In der Nähe des Äquators fallen die Strahlen senkrecht zum Boden. Aufgrund dessen erhalten tropische Pflanzen mehr ultraviolettes Licht. Die Intensität der Strahlen, die in die hohen Breiten der Erde fallen, ist schwächer als in der Nähe des Äquators.

Die sonne

Es ist zu beachten, dass aufgrund der Neigung der Erdachse in verschiedenen Bereichen die Lufttemperatur variiert. Außer den Tropen. Die Sonne ist verantwortlich für die Temperatur der Umwelt. Zum Beispiel wird in tropischen Gebieten die Wärme aufgrund der vertikalen Strahlen konstant gehalten. Unter solchen Bedingungen wird das Pflanzenwachstum beschleunigt. Temperaturschwankungen beeinflussen die Artenvielfalt eines Territoriums.

Luftfeuchtigkeit

Unbelebte Faktoren hängen zusammen. Die Luftfeuchtigkeit hängt also von der Menge der ultravioletten Strahlung und der Temperatur ab. Warme Luft hält Wasserdampf besser als kalte. Während der Luftkühlung kondensieren 40% der Feuchtigkeit und fallen in Form von Tau, Schnee oder Regen auf den Boden. In der Äquatorregion steigen warme Luftströme auf, werden dünner und kühlen dann ab. Infolgedessen fallen in einigen Gebieten in der Nähe des Äquators große Mengen Niederschlag. Beispiele hierfür sind das Amazonasbecken in Südamerika und das Kongobecken in Afrika. Aufgrund der großen Niederschlagsmenge gibt es tropische Wälder. In Gebieten, in denen sich die Luftmassen gleichzeitig nach Norden und Süden auflösen und die Luft unter Abkühlung wieder zu Boden sinkt, erstrecken sich Wüstenabschnitte. Weiter nördlich und südlich, in den Breiten der Vereinigten Staaten, Asiens und Europas, ändert sich das Wetter ständig - aufgrund starker Winde (manchmal aus den Tropen und manchmal von der polaren, kalten Seite).

Boden

Der dritte Faktor der unbelebten Natur ist der Boden. Es hat einen starken Einfluss auf die Verbreitung von Organismen. Es entsteht auf der Basis von zerstörtem Grundgestein unter Zusatz von organischen Substanzen (abgestorbenen Pflanzen). Fehlt die notwendige Menge an Mineralien, entwickelt sich die Pflanze schlecht und kann in Zukunft vollständig absterben. Der Boden ist für die menschliche Landwirtschaft von besonderer Bedeutung. Wie Sie wissen, bauen die Menschen verschiedene Kulturen an, die dann gegessen werden. Wenn die Zusammensetzung des Bodens nicht zufriedenstellend ist, können die Pflanzen dementsprechend nicht alle notwendigen Substanzen daraus gewinnen. Dies wiederum führt zu Ernteausfällen.

Wildtierfaktoren

Jede Pflanze entwickelt sich nicht separat, sondern interagiert mit anderen Vertretern der Umwelt. Darunter sind Pilze, Tiere, Pflanzen und sogar Bakterien. Die Verbindung zwischen ihnen kann sehr unterschiedlich sein. Ausgehend von vorteilhaften Vorteilen für einander und endend mit einer negativen Auswirkung auf einen bestimmten Organismus. Symbiose ist ein Modell der Interaktion zwischen verschiedenen Personen. Die Menschen nennen diesen Prozess "Zusammenleben" verschiedener Organismen. Ebenso wichtig sind in diesen Beziehungen die Faktoren der leblosen Natur.

Beispiele