Элементы среды ограничивающие условия существования организма. Сравните условия существования организмов в разных водных сообществах
3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ И ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ
ДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМЫ
3.1. Среда и условия существования организмов
Различают такие понятия, как среда и условия существования организмов.
Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие. Например, заяц-беляк (Lepus timidus) в лесу вступает в определенные взаимоотношения с пищей, водой, химическими соединениями, кислородом, без которых он обойтись не может, в то время как ствол дерева, пень, кочка, валун на его жизнь не оказывают существенного влияния. Заяц вступает с ними во временные связи (укрытие от врага, непогоды), но не обязательные связи.
Условия жизни, или условия существования, - это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях - от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами (табл. 3.1).
Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.
Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.
Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В отдельных случаях
антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчеркивая тем самым чрезвычайное действие антропогенного фактора. Соглашаясь с вышеуказанным, мы все же считаем более правильным классифицировать его как часть факторов биотического влияния, так как понятие "биотические факторы" охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек.
Таблица 3.1
Различные подходы к классификации экологических факторов
ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ | ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ |
Космический | Атмосферный |
Абиотический (абиогенный) | Водный (влажности) |
Биогенный | Геоморфологический |
Биотический | Эдафический |
Биологический | Физиологический |
Природно-антропогенный | Генетический |
Антропогенный (в том числе | Популяционный |
техногенный, загрязнение | Биоценотический |
среды, в том числе беспокойство) | Экосистемный |
Биосферный |
Совокупность факторов одного рода составляет верхний уровень понятий. Нижний уровень понятий связан с познанием отдельных экологических факторов.
Влияние факторов среды определяется прежде всего их воздействием на обмен веш,еств организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямо-действующие и косвеннодействующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый
экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например силой и диапазоном действия.
Для разных видов растений и животных условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие - относительно сухую. Одни требуют сильной жары, другие лучше переносят более холодную среду и т.д.
Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший эффект - пессимумом, т. е. условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он еще может существовать. Так, при выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. В большинстве случаев это некий диапазон температур, составляющий несколько градусов, поэтому лучше здесь говорить о зоне оптимума. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости) или толерантности. Точки, ограничивающие его, т.е. максимальная и минимальная, пригодные для жизни температуры, - это пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т.е. речь идет о стрессовых зонах или зонах угнетения в рамках диапазона устойчивости (рис. 3.1). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, а в конечном итоге по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель.
Подобные эксперименты можно провести и для проверки влияния других факторов. Результаты графически будут соответствовать кривой подобного же типа.
Повторяемость наблюдаемых тенденций дает возможность сделать заключение, что здесь речь идет о фундаментальном биологическом принципе. Для каждого вида растений (животных) существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости или выносливости в отношении каждого средового фактора.
При значении фактора, близком к пределам выносливости или толерантности, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т.е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, и обычно определяют оптимум для отдельных показателей жизнедеятельности - скорости роста, выживаемости и т.п.
Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием "экологическая пластичность" (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.
Виды, способные существовать при небольших отклонениях от фактора, от оптимальной величины, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора - широкоприспособленными. К узкоспециализированным видам относятся, например, организмы пресных вод, нормальная жизнь которых сохраняется при низком содержании солей в среде. Для большинства обитателей морей, наоборот, нормальная жизнедеятельность сохраняется при высокой концентрации солей в окружающей среде. Отсюда пресноводные и морские виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. В то же время, например, трехиглой колюшке свойственна высокая экологическая пластичность, так как она может жить как в пресных, так и в соленых водах.
Экологически выносливые виды называют эврибионтными (eyros - широкий): маловыносливые - стенобионтными (stenos - узкий). Эврибионтность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительное время развивающиеся в относительно
стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, тогда как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными (рис. 3.2).
Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки "эври-" или "стено-" к названию фактора. Например, по отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, к концентрации солей - эвристеногалинные, к свету - эври- и стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эври- или стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Так, пресноводные и морские рыбы будут стеногалинными, тогда как ранее названная трехиглая колюшка - типичный эвригалинный представитель. Растение, являясь эвритермным, одновременно может относиться к стеногигробионтам, т.е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.
Эврибионтность, как правило, способствует широкому распространению видов. Многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами и распространены повсеместно. Стенобионтность обычно ограничивает ареалы. В то же время, нередко благодаря высокой специализированности, стенобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа (Pandion haliaetus) - типичный стенофаг, а по отношению же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.
Все факторы среды взаимосвязаны, и среди них нет абсолютно безразличных для любого организма. Популяция и вид в
целом реагируют на эти факторы, воспринимая их по-разному. Такая избирательность обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории.
Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т.д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т.е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.
Экологические проблемы ресурсного природопользования
Источники, состав и масштабы загрязнения атмосферы
Источники загрязнения атмосферного воздуха
Влияние некоторых загрязнителей атмосферы на организм человека и растения
Специфические загрязнители атмосферы
Парниковый эффект
Разрушение озонового экрана (озоновые дыры)
Кислотные дожди
Охрана атмосферы
Антропогенные воздействия на гидросферу и ее защита
Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод
Главные загрязнители воды
Экологические последствия загрязнения гидросферы
Истощение гидросферы и его экологические последствия
Состояние гидроресурсов на территории Омской области
Основные типы почв
Антропогенное воздействие на почву
Загрязнение почв
Вторичное засоление и заболачивание
Опустынивание
Сельское хозяйство как один из факторов воздействия на окружающую среду
Антропогенные воздействия на горные породы их массивы и недра
Основные экологические последствия разработки недр для литосферы
Охрана почв, горных массивов и недр
Антропогенные воздействия на биотические сообщества и их защита
Значение леса в природе и жизни человека
Краткая характеристика растительного покрова Омской области
Деградация растительного покрова
Защита растительного мира
Заповедники
Заказники
Национальные парки
Природные парки
Дендрологические парки и ботанические сады
Красная книга
Экология, рациональное использование и охрана природных ресурсов дикорастущих лекарственных растений
Источники загрязнений лекарственных растений
Рациональное использование и охрана природных ресурсов дикорастущих лекарственных растений
Основы экологического права
Экологическая паспортизация
Экологический аудит
Экологическая экспертиза
Экологический контроль
Юридическая ответственность за экологические правонарушения
Экономический механизм охраны окружающей среды
Экологический мониторинг
Нормирование качества окружающей среды
СТАНОВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ
Методы экологических исследований.
Оценка состояния видов в экосистемах
Пространственная структура экосистем
Пространственная структура биогеоценозов
Консортивные связи в экосистемах
Взаимополезные отношения
Полезно-нейтральные отношения
Взаимовредные отношения
Антропогенные экосистемы
Живое вещество планеты
Основные свойства биосферы
Антропогенный круговорот
Основные идеи об эволюции биосферы
Понятие ноосферы по В. И. Вернадскому
Современные проблемы биосферы
Автотрофные и гетеротрофные организмы (экологическая классификация живых организмов по типу питания)
Среды жизни на планете Земля
Некоторые общие закономерности действия экологических факторов
Понятие о природопользовании. Природные ресурсы.
Среда и условия существования организмов
Среда и условия существования организмов.
Среда – всё, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его жизнедеятельность, развитие, рост, выживаемость, размножение и т.д.
Среда каждого организма слагается из множеств неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы необходимы организму, другие безразличны для него, третьи оказывают вредное воздействие.
Условия существования , или условия жизни – совокупность необходимых организму элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях - от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Различные подходы к классификации экологических факторов
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ |
|||||||||
АБИОТИЧЕСКИЕ |
БИОТИЧЕСКИЕ |
||||||||
Свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня и т. д. Механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость |
Влияние растений на других членов биоценоза Влияние животных на других членов биоценоза Антропогенные факторы, возникающие в результате деятельности человека |
||||||||
ПО ВРЕМЕНИ |
ПО ПЕРИОДИЧНОСТИ |
ПО ОЧЕРЕДНОСТИ |
|||||||
Эволюционный Исторический |
Периодический Непериодический |
Первичный Вторичный |
|||||||
ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ |
ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ | ||||||||
Космический Абиотический (абиогенный) Биогенный Биотический Биологический Природно-антропогенный Антропогенный (в том числе техногенный, загрязнение среды, в том числе беспокойстве |
Атмосферный Водный (влажности) Геоморфологический Эдафический Физиологический Генетический Популяционный Биоценотический Экосистемный Биосферный | ||||||||
Экологические факторы принято делить на три основные группы: абиотические, биотические и антропические.
Абиотические факторы – комплекс условий неорганической и органической среды, влияющих на организм. Абиотические факторы подразделяются на химические (химический состав воздуха, океана, почвы и др.) и физические (температура, давление, ветер, влажность, свет, радиационный режим и др.).
Антропические факторы – совокупность воздействий деятельности человека на органический мир. Уже фактом своего существования человек оказывает влияние на среду (за счёт дыхания ежегодно в атмосферу поступает примерно 1,1·1012 кг СО2 и др.) и неизмеримо большее производственной деятельностью во всё возрастающей степени.
Влияние на организм абиотических факторов может быть прямым и косвенным (опосредованным). Так, например, температура среды определяет скорость физиологических процессов в организме и, соответственно, его развитие (прямое влияние); в то же время, влияя на развитие растений, являющихся кормом для животных, она оказывает на последних косвенное воздействие.
Эффект действия экологических факторов зависит не только от их характера, но и от дозы, воспринимаемой организмом (высокая или низкая температура, яркий свет или темнота и др.). У всех организмов в процессе эволюции выработались приспособления к восприятию факторов в определенных количественных пределах. Причем, для каждого организма существует свой набор факторов, наиболее для него благоприятный.
Чем больше доза факторов отклоняется от оптимальной для данного вида величины (увеличение или уменьшение), тем сильнее угнетается его жизнедеятельность. Границы, за которыми существование организма невозможно, называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности ).
Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для организма (его жизнедеятельности), называется оптимумом , а дающая наихудший эффект – пессимумом .
Организмы могут приспосабливаться во времени к изменению факторов. Свойство видов адаптироваться к изменению диапазонов экологических факторов называется экологической пластичностью (экологической валентностью ). Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность, тем шире диапазон его толерантности (выносливости).
Экологически непластичные (маловыносливые) виды называются стенобионтными (от греч. stenos – узкий), более пластичные (выносливые) – эврибионтными (от греч. eurys – широкий). Виды организмов, длительное время развивавшиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и приобретают черты стенобионтности; виды, существовавшие в условиях значительного изменения факторов среды, становятся эврибионтными.
Отношение организмов к колебаниям того или иного фактора среды выражается прибавлением приставокстено - и эври - (стено- и эвритермные, стено- и эврифотные и т.п.).
Исторически приспосабливаясь к абиотическим фактором среды и вступая в биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные биогеоценозы , в конечном итоге объединяющиеся в биосферу Земли.
Биогеоценоз – территориально (пространственно) обособленная целостная элементарная единица биосферы, все компоненты которой тесно связаны друг с другом.
Все экологические факторы действуют на организм одновременно и во взаимодействии. Такая совокупность их называется констелляцией . Поэтому оптимум и границы выносливости организма по отношению к какому-то одному фактору зависят от других. Причем, если интенсивность хотя бы одного фактора выходит за пределы выносливости вида, то существование последнего становится невозможным, как бы ни были благоприятны остальные условия. Такой фактор называется ограничивающим . Особым случаем принципа ограничивающих факторов является правило минимума, сформулированное Либихом (немецкий химик) для характеристики урожайности сельскохозяйственных культур: вещество, находящееся в минимуме (в почве, в воздухе), управляет урожаем и определяет величину и устойчивость последнего.
Среда обитания – часть природы (совокупность конкретных абиотических и биотических условий), непосредственно окружающая живые организмыСреда обитания –
часть природы (совокупность конкретных
абиотических и биотических условий),
непосредственно окружающая живые организмы
и оказывающая прямое или косвенное влияние на
их состояние, рост, развитие, размножение,
выживаемость и т. п.
основные среды обитания: водную, наземную
(воздушную), почвенную и тело другого организма,
используемое паразитами и полу паразитами.
От понятия «среда обитания» следует отличать понятие
«условия существования» совокупность жизненно
необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут
существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва).
Экологические факторы - элементы окружающей среды, которые вызывают у живых организмов и их сообществ приспособительные реакции (адаптаци
Экологические факторы - элементы окружающейсреды, которые вызывают у живых организмов и их
сообществ приспособительные реакции (адаптации)
По происхождению и характеру действия экологические факторы подразделяются на абиотические
(элементы неорганической, или неживой, природы), биотические (формы воздействия живых существ друг
на друга) и антропогенные (все формы деятельности человека, оказывающие влияние на живую природу).
Абиотические факторы делят на физические, или климатические (свет, температура воздуха и воды, влажность
воздуха и почвы, ветер), эдафические, или почвенно-грунтовые (механический состав почв, их химические и
физические свойства), топографические, или орографические (особенности рельефа местности),
химические(соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.).
Биотические факторы разнообразные формы влияния одних организмов на жизнедеятельность других. При
этом одни организмы могут служить пищей для других (например, растения для животных, жертва для хищника), быть
средой обитания (например, хозяин для паразита), способствовать размножению и расселению (например, птицы и
насекомые-опылители для цветковых растений), оказывать механические, химические и другие воздействия.
Антропогенные (антропические) факторы это все формы деятельности человеческого общества,
изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение
антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова
Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.
Несмотря на такое разнообразие, действие экологических факторов на организм в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих зак
Несмотря на такое разнообразие, действие экологическихфакторов на организм в ответных реакциях живых
существ можно выявить ряд общих закономерностей:
а) экологическая пластичность (или экологическая валентность) - свойство
организмов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды;
б) закон ограничивающего фактора или закон минимума. Если все условия
оказываются благоприятными, за исключением одного, которое приобретает
решающее значение для жизни (недостаток или избыточность), он называется
законом ограничивающего фактора;
в) закон толерантности - диапазон выносливости действия экологических факторов;
г) законы оптимума (благоприятные воздействия выживаемости) минимума и
максимума – переносимые значения фактора – это критические точки,
ограничивающие степень выносимости для выживания.
Оптимум – интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятного для организма. Пессимум – условия, при которых организм испытыв
Оптимум –интенсивность
экологического
фактора, наиболее
благоприятного для
организма.
Пессимум –
условия, при
которых организм
испытывает
угнетение.
Факторы водной среды.
К факторам водной средыотносятся
физико-химические свойства
воды, которые накладывают
глубокий отпечаток на
строение и
жизнедеятельность
населяющих ее организмов.
10. Факторы рельефа (орографические факторы).
По форме рельефа различают:макрорельефы (горы, низменности, долины),
мезорельефы (холмы, овраги),
микрорельефы (мелкие углубления, выбросы земли роющих
животных).
11. Виды воздействия экологических факторов на организмы.
Виды воздействия экологическихфакторов на организмы.
Экологические факторы оказывают на живые организмы воздействия разного рода.
Они могут являться:
раздражителями, которые способствуют появлению приспособительных
(адаптивных) физиологических и биохимических изменений (зимняя спячка,
фотопериодизм);
ограничителями, изменяющими географическое распространение организмов из-за
невозможности существования в данных условиях;
модификаторами, которые вызывают морфологические и анатомические изменения
организмов;
сигналами, свидетельствующими об изменениях других факторов среды.
12.
Элементы среды, воздействующие на живой организм, называются экологическими факторами.Жизнь любого организма зависит от определённого состояния окружающих его веществ и процессов.
Эти условия подразделяются на:
1. Абиотические экологические факторы, которые делятся на:
климатические; почвенно-грунтовые.
К климатическим относятся: поступающая от Солнца энергия и периодическая по времени суток и года - смена
освещённости (фотопериодизм). Видимый спектр солнечных лучей нас освещает, инфракрасный - согревает, а
ультрафиолетовый - кормит, участвуя в фотосинтезе и в небольших дозах - оздоравливает.
2. Влажность атмосферного воздуха и количество осадков.
3. Газовый состав атмосферы, в норме состоящей из смеси азота 78,09%, кислорода 20,05%, углекислого газа
0,03% и других газов, включая озон в верхних слоях. Азот участвует в создании белков, образующих массу тела
живых организмов, в которые он попадает в результате деятельности микроорганизмов, способных его
устраивать из воздуха и передавать почве и растениям. Кислород входит в состав белков, жиров и углеродов,
обеспечивая окисление питательных веществ в клетках, что является источником энергии живых организмов.
Углекислый газ, участвуя в фотосинтезе растений, является регулятором солнечного и ответного земного
излучения тепловых лучей. Озон является "зонтиком", задерживающим ультрафиолетовые лучи с длинной
волны менее 0,3м/км смертельные для жизни.
13.
4. Температура5. Ветер и атмосферное давление
К почвенно-грунтовым относятся:
Почвы различной плодородности, формирующиеся в результате взаимодействия климата,
растений, животных и микроорганизмов. Почва - среда обитания множества микроорганизмов и
корней растений. Она имеет свои экологические особенности.
В почве первостепенное значение имеют:
" структура; " химический состав; " влажность. Но свет или резкие колебания температуры
практически роли не играют, кроме верхних слоёв. Обитателей почвенной среды называют
эдафобионтами или геобионтами. Вода, различная по степени прозрачности, кислотности и
наличия растворенных газов, особенно кислорода.
Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на
других. Воздействие происходит как внутри видов через половозрастные отношения,
совместную охоту и защиту от врагов, или борьбу за пищу и территорию, так и между видами.
14. Совместное действие экологических факторов
Экологические факторы действуют не по одиночке, а целым комплексом.Действие одного фактора не заменяется действиями другого. «Эффект
замещения» проявляется в сходстве результатов.
По воздействию факторы подразделяются: ведущие и фоновые.
Синергизм – совместное действие экологических факторов Правило
взаимодействия экологических факторов: Одни факторы могут усиливать или
смягчать силу действия других факторов.
Лимитирующие факторы. Фактор, уровень которого в качественном или
количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к
пределам выносливости данного организма.
Среда -- это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие.
Условия жизни, или условия существования, -- это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям -- одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях -- от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами .
Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.
Абиотические факторы -- это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.
Биотические факторы -- это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В отдельных случаях антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчеркивая тем самым чрезвычайное действие антропогенного фактора.
Влияние факторов среды определяется прежде всего их воздействием на обмен веществ организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямодействующие и косвенно-действующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например силой и диапазоном действия.
Для разных видов растений и животных условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие -- относительно сухую. Одни требуют сильной жары, другие лучше переносят более холодную среду и т. д. биосфера организм вода вещество
Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший эффект -- пессимумом, т. е. условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он еще может существовать.
Окружающая среда ? это всё, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его состояние и функционирование (развитие, рост, выживаемость, размножение и т. д.). Среда, обеспечивающая возможность существования организмов на Земле, очень разнообразна. На нашей планете можно выделить четыре качественно отличные среды жизни: водную, наземно-воздушную, почву и живой организм.
Водная среда
Вода служит средой обитания многих организмов. Из воды же они получают все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Поэтому как бы ни было высоко разнообразие водных организмов, все они должны быть приспособлены к главным особенностям жизни в водной среде. Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды.
В толще воды постоянно находится большое число мелких представителей растений и животных, ведущих жизнь во взвешенном состоянии. Способность их к парению обеспечивается не только физическими свойствами воды, обладающей выталкивающей силой, но и специальными приспособлениями самих организмов. Например, многочисленными выростами и придатками, значительно увеличивающими поверхность тела относительно массы и, следовательно, повышающими трение об окружающую жидкость.
К передвижению в водной среде животные приспособлены по-разному. Активные пловцы (рыбы, дельфины и др.) имеют характерную обтекаемую форму тела и конечности в виде плавников. Их быстрое плавание облегчается также особенностями строения внешних покровов и наличием специальной смазки? слизи, снижающей трение о воду.
У некоторых водных жуков выпущенный из дыхалец отработанный воздух задерживается между телом и надкрыльями благодаря не смачиваемым водой волоскам. С помощью такого приспособления водное насекомое быстро поднимается на поверхность воды, где выпускает воздух в атмосферу. Многие простейшие передвигаются при помощи колеблющихся ресничек (инфузории) или жгутиков (эвглена).
Вода обладает очень высокой теплоемкостью, т. е. свойством накапливать и удерживать тепло. По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше. Воды полярных морей могут быть очень холодными? близкими к замерзанию. Однако постоянство температуры позволило развиться ряду приспособлений, обеспечивающих жизнь даже в этих условиях.
Одним из наиболее важных свойств воды является способность растворять в себе другие вещества, которые могут использоваться водными организмами для дыхания и питания.
Для дыхания необходим кислород. Поэтому насыщенность им воды имеет очень большое значение.
Количество растворенного в воде кислорода уменьшается с увеличением температуры. Причем в морской воде кислород растворяется хуже, чем в пресной. По этой причине воды открытого моря тропического пояса бедны живыми организмами. И наоборот, в полярных водах, где больше кислорода, наблюдается обилие планктона? мелких рачков, которыми кормятся представители богатой фауны, включая рыб и крупных китообразных.
Дыхание водных организмов может совершаться всей поверхностью тела или специальными органами? жабрами. Для успешности дыхания необходимо, чтобы вблизи тела происходило постоянное обновление воды. Это достигается различными рода движениями. Для многих организмов необходимо поддержание постоянного тока воды. Это может обеспечиваться движением самого животного или особыми приспособлениями, например колеблющимися ресничками или щупальцами, которые производят возле рта водоворот, загоняющий в него пищевые частицы.
Очень важным для жизни является солевой состав воды, особенное значение для организмов имеют ионы Са 2+ . Моллюскам и ракообразным кальций совершенно необходим для построения раковины или панциря. Концентрация солей в воде может сильно изменяться. Вода считается пресной, если в ней содержится менее 0,5 г на литр растворенных солей. Морская вода отличается постоянством солености и содержит в среднем 35 г солей в одном литре.
Наземно-воздушная среда
Наземно-воздушная среда, освоенная позже в ходе эволюции водной, более сложна и разнообразна. Ей свойствен более высокий уровень организации живого.
Наиболее важным фактором жизни пребывающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани? внутренний и наружный скелет. Формы движения крайне разнообразны: бегание, прыгание, ползание, полет и т. д. По воздуху передвигаются птицы и многие насекомые. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.
Воздушные массы характеризуются огромным объемом и постоянно находятся в движении. Температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах. Поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие изменения температуры или избегать их. Наиболее замечательным приспособлением является развитие теплокровности, возникшее именно в наземно-воздушной среде.
В целом воздушно-наземная среда более разнообразна, чем водная; условия жизни здесь сильно меняются во времени и в пространстве. Эти изменения заметны даже на расстоянии в несколько десятков метров, например, на границе леса и поля, на разной высоте в горах, даже на разных склонах небольших холмов. Вместе с тем, здесь слабее выражены перепады давления, но часто возникает недостаток влаги. Поэтому у наземных обитателей развиты приспособления, связанные с обеспечением организма водой, особенно в засушливых условиях. У растений это мощная корневая система, водонепроницаемый слой на поверхности листьев и стеблей, способность к регуляции испарения воды через устьица. У животных, помимо особенностей строения внешних покровов, это и особенности поведения, способствующие поддержанию водного баланса, например миграции к водопоям или избегание иссушающих условий.
Большое значение для жизни наземных организмов имеет состав воздуха (79 % азота, 21 % кислорода и 0,03 % углекислого газа), который обеспечивает химическую основу жизни. Так, снижение удельного количества кислорода в воздухе в зависимости от повышения высоты местности определяет верхнюю границу жизни животных. Люди, например, никогда не образовывали постоянных поселений на высоте свыше 6000 м над уровнем моря.
Углекислый газ (диоксид углерода) является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.
Почва
Почва как среда обитания? верхний слой суши, образованный минеральными частицами, переработанными деятельностью почвенных обитателей. Это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими её частями. Жизнь почвы необычайна богата. Некоторые организмы проводят в почве всю жизнь, другие - часть жизни. Огромную роль играет почва в жизни растений.
Условия жизни в почве во многом определяются климатическими факторами, важнейшим из которых является температура.
Тела организмов