Acasă » Clasa a 9-a » Principalii factori abiotici ai mediului. salut student

Principalii factori abiotici ai mediului. salut student

Adaptările organismelor la mediul lor se numesc adaptări. Capacitatea de adaptare este una dintre principalele proprietăți ale vieții în general, deoarece oferă însăși posibilitatea existenței sale, capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Adaptările apar în diferite niveluri: de la biochimia celulelor și comportamentul organismelor individuale până la structura și funcționarea comunităților și a sistemelor ecologice. Adaptările apar și se schimbă în timpul evoluției speciilor.

Proprietățile sau elementele separate ale mediului care afectează organismele sunt numite factori de mediu. Factorii de mediu sunt diverși. Ele pot fi necesare sau, dimpotrivă, dăunătoare ființelor vii, promovează sau împiedică supraviețuirea și reproducerea. Factorii de mediu au o natură și o specificitate diferită de acțiune. Factorii de mediu sunt împărțiți în abiotici și biotici, antropici.

Factori abiotici - temperatura, lumina, radiatiile radioactive, presiunea, umiditatea aerului, compozitia de sare a apei, vant, curenti, teren - toate acestea sunt proprietati de natura neanimata care afecteaza direct sau indirect organismele vii.

Factorii biotici sunt forme de influență a ființelor vii unele asupra altora. Fiecare organism experimentează în mod constant influența directă sau indirectă a altor ființe, intră în comunicare cu reprezentanții propriei specii și ai altor specii, depinde de acestea și le influențează el însuși. Lumea organică din jur - componentă mediul oricărei ființe vii. Legăturile reciproce ale organismelor stau la baza existenței biocenozelor și populațiilor; luarea în considerare a acestora ține de domeniul sinecologiei.

Factorii antropogeni sunt forme de activitate ale societății umane care duc la o schimbare a naturii ca habitat pentru alte specii sau le afectează direct viața. Deși omul influențează animale sălbatice printr-o schimbare a factorilor abiotici și a relațiilor biotice ale speciilor, activitatea antropică ar trebui să fie evidențiată ca o forță specială care nu se încadrează în cadrul acestei clasificări. Semnificația influenței antropice asupra lumii vii a planetei continuă să crească rapid. Același factor de mediu are o semnificație diferită în viața organismelor conviețuitoare din diferite specii. De exemplu, un vânt puternic iarna este nefavorabil pentru animalele mari, deschise, dar nu le afectează pe cele mai mici care se refugiază în vizuini sau sub zăpadă. Compoziția de sare a solului este importantă pentru nutriția plantelor, dar este indiferentă față de majoritatea animalelor terestre etc.

Modificările factorilor de mediu în timp pot fi: 1) regulat-periodice, modificând puterea impactului în legătură cu momentul zilei sau anotimpul anului sau ritmul mareelor în ocean; 2) neregulate, fără o periodicitate clară, de exemplu, schimbări ale condițiilor meteorologice în diferiți ani, fenomene catastrofale - furtuni, averse, alunecări de teren etc.; 3) direcționate pe anumite perioade de timp, uneori lungi, de exemplu, în timpul unei răcire sau încălzire a climei, supraîncălzire a corpurilor de apă, pășunat constant în aceeași zonă etc. Factorii de mediu de mediu au efecte variate asupra organismelor vii, de ex. poate acționa ca stimuli care provoacă modificări adaptive ale funcțiilor fiziologice și biochimice; ca limitatori, făcând imposibilă existența în aceste condiții; ca modificatori care provoacă modificări anatomice și morfologice în organism; ca semnale care indică modificări ale altor factori de mediu.

În ciuda varietății mari de factori de mediu, o serie de modele generale pot fi identificate în natura impactului lor asupra organismelor și în răspunsurile ființelor vii.

1. Legea optimului. Fiecare factor are doar anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor. Rezultatul acțiunii unui factor variabil depinde în primul rând de puterea manifestării acestuia. Atât acțiunea insuficientă, cât și cea excesivă a factorului afectează negativ viața indivizilor. Forța favorabilă de influență se numește zona optimă a factorului ecologic sau pur și simplu optimul pentru organismele unei specii date. Cu cât abaterile de la optim sunt mai puternice, cu atât efectul inhibitor al acestui factor asupra organismelor este mai pronunțat (zona pessimum). Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice, dincolo de care existența nu mai este posibilă, apare moartea. Limitele de anduranță dintre punctele critice se numesc valența ecologică (gama de toleranță) a ființelor vii în raport cu un anumit factor de mediu.

Reprezentanți tipuri diferite diferă foarte mult între ele atât în poziţia optimului cât şi în valenţa ecologică. De exemplu, vulpile arctice din tundra pot tolera fluctuații ale temperaturii aerului în intervalul de aproximativ 80°С (de la +30° la -55°С), în timp ce crustaceele de apă caldă Copilia mirabilis rezistă la schimbările de temperatură a apei în intervalul de nu mai mult de 6°С (de la 23° la 29°С). Apariția unor intervale de toleranță înguste în evoluție poate fi privită ca o formă de specializare, în urma căreia se realizează o eficiență mai mare în detrimentul creșterii adaptabilității și diversității în comunitate.

Aceeași forță de manifestare a unui factor poate fi optimă pentru o specie, pesimală pentru alta și depășește limitele rezistenței pentru a treia.

Valenta ecologica larga a unei specii in raport cu factorii de mediu abiotici este indicata prin adaugarea prefixului "evry" la numele factorului. Specii euritermice - care suportă fluctuații semnificative de temperatură, specii euribatice - o gamă largă de presiune, eurihalină - grade diferite salinizarea mediului.

Incapacitatea de a tolera fluctuații semnificative ale factorului, sau valența ecologică îngustă, este caracterizată de prefixul „steno” - specii stenoterme, stenobatice, stenohaline etc. Într-un sens mai larg, speciile care necesită condiții de mediu strict definite pentru existența lor sunt numite stenobiont și cei care sunt capabili să se adapteze la diferite condiții de mediu - eurybiont.

2. Ambiguitatea actiunii factorului asupra diferitelor functii. Fiecare factor afectează diferite funcții ale corpului în moduri diferite. Optimul pentru unele procese poate fi pessimum pentru altele. Astfel, temperatura aerului de la 40 ° la 45 ° C la animalele cu sânge rece crește foarte mult rata proceselor metabolice din organism, dar inhibă activitatea motorie, iar animalele cad într-o stupoare termică. Pentru mulți pești, temperatura apei care este optimă pentru maturarea produselor de reproducere este nefavorabilă pentru depunerea icrelor, care are loc într-un interval de temperatură diferit.

Ciclul de viață, în care în anumite perioade organismul îndeplinește preponderent anumite funcții (nutriție, creștere, reproducere, relocare etc.), este întotdeauna în concordanță cu schimbările sezoniere ale complexului de factori de mediu. De asemenea, organismele mobile pot schimba habitatele pentru implementarea cu succes a tuturor funcțiilor lor de viață. Sezonul de reproducere este de obicei critic; în această perioadă, mulți factori de mediu devin adesea limitativi. Limitele de toleranță pentru indivizi de reproducție, semințe, ouă, embrioni, răsaduri și larve sunt de obicei mai înguste decât pentru plantele sau animalele adulte care nu se reproduc. Deci, un chiparos adult poate crește atât pe un înalt uscat, cât și scufundat în apă, dar se reproduce numai acolo unde există sol umed, dar nu inundat pentru dezvoltarea răsadurilor. Multe animale marine pot tolera salmastre sau apa dulce cu un continut mare de cloruri, deci patrund adesea in rauri in amonte. Dar larvele lor nu pot trăi în astfel de ape, așa că specia nu se poate reproduce în râu și nu se stabilește aici definitiv.

3. Variabilitatea, variabilitatea și diversitatea răspunsurilor la acțiunea factorilor de mediu la indivizii individuali ai speciei.

Gradul de rezistență, punctele critice, zonele optime și pesimile ale indivizilor individuali nu coincid. Această variabilitate este determinată atât de calitățile ereditare ale indivizilor, cât și de sex, vârstă și diferențele fiziologice. De exemplu, la fluturele morii, unul dintre dăunătorii produselor din făină și cereale, temperatura minimă critică pentru omizi este de -7°C, pentru formele adulte -22°C, iar pentru ouă -27°C. Înghețul la 10°C ucide omizile, dar nu este periculos pentru adulți și ouăle acestui dăunător. În consecință, valența ecologică a unei specii este întotdeauna mai largă decât valența ecologică a fiecărui individ.

4. La fiecare dintre factorii de mediu, speciile se adaptează într-un mod relativ independent. Gradul de toleranță la orice factor nu înseamnă valența ecologică corespunzătoare a speciei în raport cu alți factori. De exemplu, speciile care tolerează schimbări mari de temperatură nu trebuie să fie, de asemenea, adaptate la fluctuații mari de umiditate sau salinitate. Speciile euritermale pot fi stenohaline, stenobatice sau invers. Valențele ecologice ale unei specii în raport cu diferiți factori pot fi foarte diverse. Acest lucru creează o varietate extraordinară de adaptări în natură. Un set de valențe ecologice în relație cu diverși factori de mediu constituie spectrul ecologic al unei specii.

5. Necoincidența spectrelor ecologice ale speciilor individuale. Fiecare specie este specifică prin capacitățile sale ecologice. Chiar și printre speciile care sunt apropiate în ceea ce privește modalitățile de adaptare la mediu, există diferențe în atitudinea lor față de orice factor individual.

6. Interacțiunea factorilor.

Zona optimă și limitele de rezistență ale organismelor în raport cu orice factor de mediu se pot schimba în funcție de puterea și combinația altor factori care acționează simultan. Acest model se numește interacțiunea factorilor. De exemplu, căldura este mai ușor de suportat în aer uscat, mai degrabă decât în aer umed. Amenințarea înghețului este mult mai mare în îngheț cu vânturi puternice decât în vreme calmă. Astfel, același factor în combinație cu alții are un impact inegal asupra mediului. Dimpotrivă, același rezultat ecologic poate fi obținut în moduri diferite. De exemplu, ofilirea plantelor poate fi oprită atât prin creșterea cantității de umiditate din sol, cât și prin scăderea temperaturii aerului, ceea ce reduce evaporarea. Se creează efectul înlocuirii parțiale reciproce a factorilor.

În același timp, compensarea reciprocă a acțiunii factorilor de mediu are anumite limite și este imposibil să înlocuiți complet unul dintre ei cu altul. Absența completă a apei, sau chiar unul dintre elementele principale ale nutriției minerale, face imposibilă viața plantei, în ciuda celei mai favorabile combinații de alte condiții. Lipsa extremă de căldură din deșerturile polare nu poate fi compensată nici prin umiditate abundentă, nici prin iluminare non-stop.

7. Regula factorilor limitatori (limitatori). Factorii de mediu care sunt cel mai departe de optim fac ca specia să fie deosebit de dificilă în condiții date. Dacă cel puțin unul dintre factorii de mediu se apropie sau depășește valorile critice, atunci, în ciuda combinației optime a altor condiții, indivizii sunt amenințați cu moartea. O astfel de abatere puternică de la factorii optimi devine de o importanță capitală în viața speciei sau a reprezentanților ei individuali la orice interval de timp anume.

Factorii limitatori de mediu determină aria geografică a unei specii. Natura acestor factori poate fi diferită. Astfel, deplasarea unei specii spre nord poate fi limitată de lipsa căldurii, iar în regiunile aride de lipsa de umiditate sau de temperaturi prea ridicate. Relațiile biotice, de exemplu, ocuparea unui teritoriu de către un concurent mai puternic sau lipsa polenizatorilor pentru plante, pot servi și ca factor de limitare a distribuției.

Pentru a determina dacă o specie poate exista într-o anumită zonă geografică, trebuie mai întâi să aflăm dacă vreun factor de mediu depășește valența sa ecologică, mai ales în perioada cea mai vulnerabilă de dezvoltare.

Organismele cu o gamă largă de toleranță la toți factorii sunt de obicei cele mai răspândite.

8. Regula conformării condiţiilor de mediu cu predeterminarea genetică a organismului. O specie de organisme poate exista atât timp cât și în măsura în care mediul natural care o înconjoară corespunde posibilităților genetice de adaptare a acestei specii la fluctuațiile și schimbările ei. Fiecare specie de viață a apărut într-un anumit mediu, într-un grad sau altul adaptat acestuia, iar existența ei ulterioară este posibilă numai în el sau într-un mediu apropiat. O schimbare bruscă și rapidă a mediului de viață poate duce la faptul că capacitățile genetice ale speciei vor fi insuficiente pentru a se adapta la noile condiții.

Ecologie generală. Habitat și factori de mediu. Legile generale de acțiune a factorilor de mediu asupra organismului.

Habitat- aceasta este acea parte a naturii care înconjoară un organism viu și cu care interacționează direct. Componentele și proprietățile mediului sunt diverse și schimbătoare. Orice ființă vie trăiește într-o lume complexă și în schimbare, adaptându-se constant la ea și reglându-și activitatea de viață în conformitate cu schimbările sale și consumând materie, energie și informații venite din exterior.

Adaptările organismelor la mediul lor se numesc adaptare. Capacitatea de adaptare este una dintre principalele proprietăți ale vieții în general, deoarece oferă însăși posibilitatea existenței sale, capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Adaptările se manifestă la diferite niveluri: de la biochimia celulelor și comportamentul organismelor individuale până la structura și funcționarea comunităților și a sistemelor ecologice. Adaptările apar și se schimbă în timpul evoluției speciilor.

Factori abiotici- temperatura, lumina, radiatiile radioactive, presiunea, umiditatea aerului, compozitia de sare a apei, vant, curenti, teren - acestea sunt toate proprietatile neanimatelor

natura care afectează direct sau indirect organismele vii.

Factori biotici- acestea sunt forme de influență ale ființelor vii unele asupra celeilalte. Fiecare organism experimentează în mod constant influența directă sau indirectă a altor creaturi, intră în contact cu reprezentanții propriei specii și ai altor specii - plante, animale, microorganisme, depinde de ele și are un impact asupra lor. Înconjurător lumea organică- parte integrantă a mediului înconjurător al fiecărei ființe vii.

Legăturile reciproce ale organismelor stau la baza existenței biocenozelor și populațiilor; luarea în considerare a acestora ține de domeniul sinecologiei.

Factori antropogeni- sunt forme de activitate ale societatii umane care duc la o schimbare a naturii ca habitat pentru alte specii sau le afecteaza direct viata. În cursul istoriei omenirii, dezvoltarea întâi vânătoarea, și apoi Agricultură, industria, transportul a schimbat foarte mult natura planetei noastre. Semnificația impactului antropic asupra întregii lumi vii a Pământului continuă să crească rapid.

Deși omul influențează fauna sălbatică printr-o schimbare a factorilor abiotici și a relațiilor biotice ale speciilor, activitățile oamenilor de pe planetă ar trebui să fie evidențiate ca o forță specială care nu se încadrează în cadrul acestei clasificări. În prezent, aproape întreaga soartă a acoperirii vii a Pământului și a tuturor tipurilor de organisme este în mâinile societății umane și depinde de influența antropică asupra naturii.

Același factor de mediu are o semnificație diferită în viața organismelor conviețuitoare din diferite specii. De exemplu, un vânt puternic iarna este nefavorabil pentru animalele mari, deschise, dar nu le afectează pe cele mai mici care se refugiază în vizuini sau sub zăpadă. Compoziția de sare a solului este importantă pentru nutriția plantelor, dar este indiferentă față de majoritatea animalelor terestre etc.

Modificările factorilor de mediu în timp pot fi: 1) regulat-periodice, modificând puterea impactului în legătură cu momentul zilei sau anotimpul anului, sau ritmul mareelor în ocean; 2) neregulat, fără o periodicitate clară, de exemplu, fără schimbarea condițiilor meteorologice în ani diferiti, fenomene cu caracter catastrofal - furtuni, averse, avalanse etc.; 3) direcționate pe perioade de timp cunoscute, uneori lungi, de exemplu, în timpul unei răcire sau încălzire a climei, creșterea excesivă a corpurilor de apă, pășunatul constant în aceeași zonă etc.

Factorii de mediu de mediu au efecte variate asupra organismelor vii, de ex. poate acționa ca stimuli care provoacă modificări adaptive ale funcțiilor fiziologice și biochimice; ca limitatori, făcând imposibilă existența în aceste condiții; ca modificatori care provoacă modificări anatomice și morfologice în organism; ca semnale care indică modificări ale altor factori de mediu.

În ciuda varietății mari de factori de mediu, o serie de modele generale pot fi identificate în natura impactului lor asupra organismelor și în răspunsurile ființelor vii.

Să aruncăm o privire la cele mai cunoscute.

Legea lui Liebig a minimului (1873):

dar) rezistența unui organism este determinată de o verigă slabă din lanțul nevoilor sale ecologice;
b) toate condițiile de mediu necesare întreținerii vieții au un rol egal (legea echivalenței tuturor condițiilor de viață), orice factor poate limita posibilitatea existenței unui organism.

Legea factorilor limitatori sau legea lui F. Blechman (1909):factorii de mediu care au o valoare maxima in conditii specifice, in special complica (limiteaza) posibilitatea existentei unei specii in aceste conditii.

Legea toleranței a lui W. Shelford (1913): Factorul limitator în viața unui organism poate fi atât un minim cât și un maxim al impactului asupra mediului, intervalul dintre care determină amploarea rezistenței organismului la acest factor.

Ca exemplu care explică legea minimului, J. Liebig a desenat un butoi cu găuri, nivelul apei în care simbolizează rezistența organismului, iar găurile simbolizează factorii de mediu.

Legea optimului: fiecare factor are doar anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor.

Rezultatul acțiunii unui factor variabil depinde, în primul rând, de puterea manifestării acestuia. Atât acțiunea insuficientă, cât și cea excesivă a factorului afectează negativ viața indivizilor. Forța de impact favorabilă se numește zona optimă factor de mediu, efectul inhibitor al acestui factor asupra organismelor

(zona pessimum). Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice, dincolo de care existența nu mai este posibilă, apare moartea. Limitele de rezistență între punctele critice se numesc valența ecologică a ființelor vii în raport cu un anumit factor de mediu.

Reprezentanții diferitelor specii diferă foarte mult unul de celălalt atât în ceea ce privește poziția optimului, cât și în valența ecologică.

Un exemplu de acest tip de dependență este următoarea observație. Necesarul fiziologic mediu zilnic de fluor la un adult este de 2000-3000 mcg, iar o persoană primește 70% din această cantitate cu apă și doar 30% cu alimente. La utilizarea prelungită a apei, săracă în săruri de fluor (0,5 mg/dm 3 și mai puțin), se dezvoltă cariile dentare. Cu cât concentrația de fluor în apă este mai mică, cu atât incidența cariilor în populație este mai mare.

Concentrațiile mari de fluor în apa potabilă conduc, de asemenea, la dezvoltarea patologiei. Deci, la o concentrație mai mare de 15 mg / dm 3, apare fluoroza - un fel de pete și colorare maronie a smalțului dinților, dinții sunt distruși treptat.

Orez. 3.1. Dependența rezultatului acțiunii unui factor de mediu de intensitatea acestuia sau pur și simplu optim pentru organismele acestei specii. Cu cât abaterea de la optim este mai puternică, cu atât mai pronunțată

Ambiguitatea acțiunii factorului asupra diferitelor funcții. Fiecare factor afectează diferite funcții ale corpului în moduri diferite. Optimul pentru unele procese poate fi pessimum pentru altele.

Regula interacțiunii factorilor. Esența sa constă în faptul că singur factorii pot spori sau atenua puterea altor factori. De exemplu, un exces de căldură poate fi oarecum atenuat de umiditatea scăzută a aerului, lipsa de lumină pentru fotosinteza plantelor poate fi compensată printr-un conținut crescut de dioxid de carbonîn aer etc. Totuși, nu rezultă că factorii pot fi interschimbați. Nu sunt interschimbabile.

Regula factorilor limitativi: factor , care este în deficiență sau în exces (aproape de punctele critice), afectează negativ organismele și, în plus, limitează posibilitatea de manifestare a puterii altor factori, inclusiv a celor care sunt la optim. De exemplu, dacă solul conține din abundență toate elementele chimice, cu excepția unuia, necesare unei plante, atunci creșterea și dezvoltarea plantei va fi determinată de cea care este insuficientă. Toate celelalte elemente nu își arată efectul. Factorii limitatori determină, de obicei, limitele distribuției speciilor (populațiilor), ariile lor. Productivitatea organismelor și comunităților depinde de ele. Prin urmare, este extrem de important să se identifice în timp util factorii de semnificație minimă și excesivă, pentru a exclude posibilitatea manifestării lor (de exemplu, pentru plante - prin fertilizare echilibrată).

O persoană prin activitatea sa încalcă adesea aproape toate modelele de factori enumerate. Acest lucru este valabil mai ales pentru factorii limitatori (distrugerea habitatelor, încălcarea regimului de apă și nutriție minerală a plantelor etc.).

Identificarea factorilor limitanți este foarte importantă în practica agricolă, deoarece prin direcționarea principalelor eforturi de eliminare a acestora se poate crește rapid și eficient randamentul plantelor sau productivitatea animalelor. Deci, pe solurile puternic acide, randamentul grâului poate fi oarecum mărit prin aplicarea diferitelor efecte agronomice, dar cel mai bun efect se va obține doar ca urmare a vărării, care va elimina efectul limitativ al acidității. Cunoașterea factorilor limitatori este astfel cheia controlului vieții organismelor. În diferite perioade de viață ale indivizilor, diverși factori de mediu acționează ca factori limitatori, prin urmare, este necesară o reglare abil și constantă a condițiilor de viață ale plantelor și animalelor cultivate.

Legea maximizării energiei sau legea lui Odum: supraviețuirea unui sistem în competiție cu altele este determinată de cea mai bună organizare a aprovizionării cu energie a acestuia și de utilizarea cantității sale maxime în cel mai eficient mod. Această lege este valabilă și pentru informare. În acest fel, cea mai bună șansă de autoconservare este sistemul care contribuie cel mai mult la primirea, producerea și utilizarea eficientă a energiei și informațiilor. Orice sistem natural se poate dezvolta numai prin utilizarea capacităților materiale, energetice și informaționale ale mediului. Dezvoltarea absolut izolată este imposibilă.

Această lege este importantă valoare practică datorita principalelor consecinte:

dar) producția absolut fără deșeuri este imposibilă Prin urmare, este important să se creeze o producție cu deșeuri reduse, cu o intensitate scăzută a resurselor, atât la intrare, cât și la ieșire (economie și emisii scăzute). Idealul astăzi este crearea unei producții ciclice (deșeurile unei producții servesc drept materie primă pentru alta etc.) și organizarea unei eliminări rezonabile a reziduurilor inevitabile, neutralizarea deșeurilor energetice neamovibile;
b) orice sistem biotic dezvoltat, folosind și modificând mediul de viață, reprezintă o potențială amenințare pentru sistemele mai puțin organizate. Prin urmare, reapariția vieții este imposibilă în biosferă - va fi distrusă de organismele existente. Prin urmare, influențând mediul înconjurător, o persoană trebuie să neutralizeze aceste impacturi, deoarece pot fi distructive pentru natură și pentru persoana însăși.

Legea resurselor naturale limitate. Regula unu la sută. Deoarece planeta Pământ este un întreg natural limitat, părți infinite nu pot exista pe ea, deci totul Resurse naturale Terenurile sunt finite. Resursele energetice pot fi atribuite resurselor inepuizabile, crezând că energia Soarelui oferă o sursă aproape eternă de energie utilă. Eroarea aici constă în faptul că un astfel de raționament nu ține cont de limitările impuse de energia biosferei în sine. Conform regulii unu la sută schimbarea energiei sistem naturalîn termen de 1% îl scoate din echilibru. Toate fenomenele de amploare de pe suprafața Pământului (cicloni puternici, erupții vulcanice, procesul de fotosinteză globală) au o energie totală care nu depășește 1% din energia radiației solare incidente pe suprafața Pământului. Introducerea artificială a energiei în biosferă în timpul nostru a atins valori apropiate de limită (diferă de ele cu cel mult un ordin matematic - de 10 ori).

Modul de lumină. Adaptări ecologice ale plantelor
iar animalele la regimul luminos al mediului terestru

Radiatie solara. Toate organismele vii au nevoie de energie din exterior pentru a desfășura procesele vieții. Sursa sa principală este radiatie solara, care reprezintă aproximativ 99,9% din bilanțul energetic total al Pământului. Dacă luăm energia solară care ajunge pe Pământ ca 100%, atunci aproximativ 19% din ea este absorbită atunci când trece prin atmosferă, 33% este reflectată înapoi în spaţiu iar 47% ajung suprafața pământului sub formă de radiații directe și împrăștiate. Radiația solară directă este un continuum de radiații electromagnetice cu lungimi de undă de la 0,1 la 30.000 nm. Partea ultravioletă a spectrului reprezintă de la 1 la 5%, cea vizibilă - de la 16 la 45% și cea infraroșie - de la 49 la 84% din fluxul de radiații incident pe Pământ. Distribuția energiei pe spectru depinde în esență de masa atmosferei și se modifică la diferite altitudini ale Soarelui. Cantitatea de radiații împrăștiate (razele reflectate) crește odată cu scăderea înălțimii Soarelui și cu creșterea turbidității atmosferei. Compoziția spectrală a radiației unui cer fără nori se caracterizează printr-o energie maximă de 400 - 480 nm.

Efectul diferitelor părți ale spectrului radiației solare asupra organismelor vii. Dintre razele ultraviolete (UFL), doar undele lungi (290 - 380 nm) ajung la suprafața Pământului, iar undele scurte, distructive pentru toate viețuitoarele, sunt aproape complet absorbite la o înălțime de aproximativ 20 - 25 km de ozon. ecran - un strat subțire al atmosferei care conține molecule de O 3. UVL cu undă lungă, care au o energie fotonică mare, au o activitate chimică ridicată. Dozele mari sunt dăunătoare organismelor, în timp ce dozele mici sunt necesare pentru multe specii. În intervalul 250 - 300 nm, radiația UV are un efect bactericid puternic și provoacă formarea vitaminei D anti-rahitice din steroli la animale; la o lungime de undă de 200 - 400 nm - o persoană are un bronz, care este o reacție de protecție a pielii. Razele infraroșii cu o lungime de undă mai mare de 750 nm au un efect termic.

Radiația vizibilă transportă aproximativ 50% din energia totală. Radiația fiziologică (FR) (lungime de undă 300 - 800 nm) aproape coincide cu regiunea radiației vizibile percepută de ochiul uman, în interiorul căreia este izolată regiunea radiației active fotosintetic PAR (380-710 nm). Regiunea FR poate fi împărțită condiționat într-un număr de zone: ultraviolet (mai puțin de 400 nm), albastru-violet (400 - 500 nm), galben-verde (500 - 600 nm), portocaliu-roșu (600 - 700 nm) și roșu departe (mai mult 700 nm).

Cel mai mare importanță are lumină în nutriția aerului plantelor în utilizarea energiei solare pentru fotosinteză. Principalele adaptări ale plantelor în raport cu lumina sunt legate de aceasta.

Limitele de temperatură ale existenței speciilor.
Modalități de adaptare a acestora la fluctuațiile de temperatură

Temperatura reflectă viteza cinetică medie a atomilor și moleculelor din orice sistem. Temperatura organismelor și, în consecință, viteza tuturor reacții chimice care alcătuiesc metabolismul.

Prin urmare, limitele existenței vieții sunt temperaturile la care este posibilă structura și funcționarea normală a proteinelor, în medie de la 0 la +50 °C. Cu toate acestea, o serie de organisme au sisteme enzimatice specializate și sunt adaptate existenței active la temperaturi ale corpului care depășesc aceste limite.

Umiditate. Adaptări ale organismelor la regimul apei
mediu sol-aer

Fluxul tuturor proceselor biochimice din celule și funcționarea normală a corpului în ansamblu sunt posibile numai cu o aprovizionare suficientă cu apă - conditie necesara viaţă.

Deficiența de umiditate este una dintre cele mai semnificative caracteristici ale mediului terestre-aer al vieții. Întreaga evoluție a organismelor terestre a fost sub semnul adaptării la extracția și conservarea umidității. Modurile de umiditate a mediului pe uscat sunt foarte diverse - de la saturația completă și constantă a aerului cu vapori de apă în unele zone ale tropicelor până la absența aproape completă a acestora în aerul uscat al deșerților. Variabilitatea zilnică și sezonieră a conținutului de vapori de apă din atmosferă este, de asemenea, mare. Aprovizionarea suplimentară cu apă a organismelor terestre depinde și de modul de precipitare, prezența corpurilor de apă, rezervele de umiditate ale solului, proximitatea panza freatica etc.. Aceasta a dus la dezvoltarea multor adaptări la organismele terestre la diverse regimuri de alimentare cu apă.

Aerul ca factor de mediu pentru terestre
organisme

Mediul sol-aer este cel mai dificil din punct de vedere al conditii de mediu. Viața pe uscat necesita adaptări care au fost posibile doar cu suficient nivel inalt organizarea plantelor si animalelor.

Densitatea aerului. Densitatea scăzută a aerului determină forța sa scăzută de ridicare și capacitatea portantă nesemnificativă. Locuitorii mediului aerian trebuie să aibă propriile lor sistem de suport susținând organismul: plante - cu o varietate de țesuturi mecanice, animale - cu schelet solid sau mult mai rar hidrostatic. În plus, toți locuitorii mediului aerian sunt strâns legați de suprafața pământului, care le servește pentru atașare și sprijin. Viața în suspensie în aer este imposibilă.

Adevărat, multe microorganisme și animale, sporii, semințele și polenul plantelor sunt prezente în mod regulat în aer și transportate de curenții de aer, multe animale sunt capabile de zbor activ, dar în toate aceste specii funcția principală a lor. ciclu de viață- reproducerea - se realizează pe suprafața Pământului. Pentru cei mai mulți dintre ei, a fi în aer este asociat doar cu relocarea sau căutarea prăzii.

Densitatea scăzută a aerului determină o rezistență scăzută la mișcare. Prin urmare, multe animale terestre au folosit această proprietate a mediului aerian în cursul evoluției, dobândind capacitatea de a zbura. 75% din speciile tuturor animalelor terestre sunt capabile de zbor activ, în principal insecte și păsări, dar zburatorii se găsesc și printre mamifere și reptile. Animalele terestre zboară în principal cu ajutorul efortului muscular, dar unele pot aluneca și din cauza curenților de aer.

Compoziția gazoasă a aerului. cu exceptia proprietăți fizice Mediul aerian pentru existența organismelor terestre este extrem de important pentru caracteristicile sale chimice. Compoziția gazoasă a aerului din stratul de suprafață al atmosferei este destul de omogenă în ceea ce privește conținutul componentelor principale (azot - 75,5, oxigen - 23,2, argon - 1,28, dioxid de carbon - 0,046%) datorită capacității ridicate de difuzie a gaze și amestecare constantă prin convecție și curenți de vânt. Oxigenul, datorită conținutului său constant ridicat în aer, nu este un factor de limitare a vieții în mediul terestru.

Azotul aerului pentru majoritatea locuitorilor mediului terestru este un gaz inert, dar o serie de microorganisme (bacterii nodulare, bacterii azotate, clostridii, alge albastre-verzi etc.) au capacitatea de a-l lega și de a-l implica în ciclul biologic.

Impuritățile locale care intră în aer pot afecta, de asemenea, în mod semnificativ organismele vii. Acest lucru este valabil mai ales pentru substanțele gazoase toxice - metan, oxid de sulf, monoxid de carbon, oxid de azot, hidrogen sulfurat, compuși ai clorului, precum și particule de praf, funingine etc., care poluează aerul din zonele industriale. Principala sursă modernă de poluare chimică și fizică a atmosferei este antropică: munca diferitelor întreprinderi industriale și transport, eroziunea solului etc. Oxidul de sulf SO2, de exemplu, este otrăvitor pentru plante chiar și la concentrații cuprinse între o cincizeci de mii și o milioneme din volumul aerului. În jurul centrelor industriale care poluează atmosfera cu acest gaz, aproape toată vegetația moare. Unele specii de plante sunt deosebit de sensibile la SO 2 și servesc ca un indicator sensibil al acumulării sale în aer. De exemplu, lichenii mor chiar și cu urme de oxid de sulf în atmosfera înconjurătoare. Prezența lor în pădurile din jurul orașelor mari mărturisește puritatea ridicată a aerului. Rezistența plantelor la impuritățile din aer este luată în considerare la selectarea speciilor pentru amenajare aşezări. Sensibil la fum, de exemplu, molid și pin, arțar, tei, mesteacăn. Cele mai rezistente sunt tuia, plopul canadian, arțarul american, socul și alții.

Regimul de oxigen al apei.În apa saturată cu oxigen, conținutul său nu depășește 10 ml la 1 litru, ceea ce este de 21 de ori mai mic decât în atmosferă. Prin urmare, condițiile de respirație ale locuitorilor mediu acvatic semnificativ complicat. Oxigenul pătrunde în apă în principal ca produs al fotosintezei efectuate de alge și prin difuzie din aer. Prin urmare, straturile superioare ale coloanei de apă, de regulă, sunt mai bogate în acest gaz decât cele inferioare. Odată cu creșterea temperaturii și a salinității apei, concentrația de oxigen din aceasta scade. În straturile mai populate de animale și bacterii, se poate crea o deficiență accentuată de O 2 datorită consumului crescut al acestuia. De exemplu, în Oceanul Mondial, adâncimile bogate în viață de la 50 la 1000 m se caracterizează printr-o deteriorare bruscă a aerării: este de 7-10 ori mai mică decât în apele de suprafață locuite de fitoplancton. Aproape de fundul corpurilor de apă, condițiile pot fi apropiate de anaerobe.

Un factor de mediu este orice element sau proprietate a mediului care poate avea un efect direct sau indirect asupra organismelor vii.

Această secțiune discută modelele generale ale acțiunii factorilor de mediu asupra organismelor vii.

Pentru diferite tipuri de plante și animale, condițiile în care pot exista nu sunt aceleași. De exemplu, unii preferă solul foarte umed, alții relativ uscat. Adaptarea organismelor la mediul lor se numește adaptare. Capacitatea de adaptare este una dintre principalele proprietăți ale organismelor vii, oferind însăși posibilitatea existenței, supraviețuirii și reproducerii lor. Adaptările se manifestă la diferite niveluri de organizare a materiei vii - de la molecular-biochimic și celular la populație-specie și biocenotic. Toate fixările diverse organisme la existenţa în condiţii specifice de mediu dezvoltate în procesul de evoluţie. Ca urmare, s-au format complexe specifice de plante și animale pentru fiecare zonă biogeografică.

Clasificarea factorilor de mediu:

abiotic(factori de natură neînsuflețită, sau factori fizico-chimici) - un set de condiții ale mediului anorganic care afectează organismul. Acestea includ parametrii chimici, fizici, climatici, atmosferici, solului (edafic), geomorfologici, hidrologici, geofizici și alți parametri ai mediului;

biotic(factori animale) - influența unor organisme sau a comunităților lor asupra altora;

antropogenă- factori umani. activitate. Printre ei se numără factori antropogeni de acțiune directă, de exemplu, îndepărtarea biomasei în timpul extracției fructelor de mare, vânătoare și defrișări, schimbarea terenurilor furajere, ameliorarea,. dezumidificare etc.) şi antropotehnogene sau factori de influenţă indirectă cauzaţi de procesele de urbanizare a teritoriului şi de poluare a mediului prin deşeuri industriale. Există o clasificare a factorilor de mediu în funcție de frecvența și direcția acțiunii lor, în funcție de gradul de adaptare a organismelor la aceștia:

factori care acționează strict periodic (schimbarea orei, anotimpurile anului, fenomenele mareelor etc.);

factori care acționează fără periodicitate strictă, dar se repetă din când în când (evenimente meteo, inundații, uragane, cutremure etc.);

factori direcționali care de obicei se schimbă într-o direcție (încălzirea și răcirea climei, creșterea excesivă a corpurilor de apă, mlaștinarea teritoriilor etc.);

factori cu efect incert, precum factorii antropici, al căror efect variază în funcție de concentrația lor (chimică) sau de intensitatea impactului (fizic). Dintre acești factori, organismele se adaptează cel mai ușor să acționeze strict periodic sau la factori de acțiune dirijată. Cele mai mari dificultăți pentru adaptarea organismelor sunt factorii de acțiune nedefinită.

Legile generale de acțiune a factorilor de mediu asupra organismelor. Indiferent cât de diferiți în natură ar fi factorii de mediu, rezultatele impactului lor sunt comparabile, deoarece ele sunt întotdeauna exprimate într-o modificare a intensității activității vitale a organismelor, o schimbare a ratei de sinteză și degradare a substanțelor organice în organisme, ceea ce, în cele din urmă, duce întotdeauna la o schimbare a biomasei și a numărului de organisme din populații.

Fiecare factor de mediu are o valoare cantitativă. Cu o anumită gamă de valori ale factorului de mediu, sunt create condiții la care un anumit organism este cel mai adaptat, adică crește, se dezvoltă și se înmulțește în mod activ. Aceste condiții sunt numite optim,și zona corespunzătoare acestora pe scara valorilor factorilor - zona optima, sau zona de activitate normală a corpului(Fig. 4.1). Cu cât valorile factorului de mediu diferă mai mult de nivelul optim, cu atât activitatea vitală este suprimată. Gama de valori ale factorului, dincolo de care viața normală a organismelor devine imposibilă, se numește limitele rezistenței; în timp ce distinge limitele inferioare și superioare ale rezistenței.Între zona optimă și limitele de anduranță (stabilitate) sunt zone de opresiune (pessimum), care provoacă stres în organism. Când valoarea factorului este aproape de limitele rezistenței, organismul poate exista doar pentru o perioadă scurtă de timp. Se numește intervalul de valori ale factorilor care se află în afara limitelor rezistenței zone letale.

Astfel, pentru fiecare specie de plante sau animale, există zone optime, de stres, limite de stabilitate sau rezistență și zone letale pentru fiecare factor ecologic de mediu.

Zonele optime pentru diferite specii nu sunt aceleași. Organismele care rezistă la variații mari ale valorilor factorului care acționează fără modificări semnificative ale proceselor vitale aparțin grupului euribionti(din greaca eurys - larg si greaca bion - element al vietii), iar organismele cu o limita ingusta de rezistenta in raport cu acelasi factor sunt numite stenobionte(din greaca stenos ingust). Capacitatea organismelor de a se adapta la o anumită gamă de factori de mediu este numită plasticitate ecologică sau ek valență logică. Cu cât gama de valori ale factorului ecologic în care poate exista un anumit organism este mai largă, cu atât plasticitatea sa ecologică este mai mare.

De exemplu, proaspăt organisme acvatice activitatea normală a vieții se menține la o salinitate relativ scăzută a apei, iar pentru majoritatea locuitorilor mării - la o concentrație mare de săruri în mediul acvatic înconjurător. Cu alte cuvinte, organismele marine sunt „foarte specializate” în ceea ce privește salinitatea. În același timp, anumite tipuri de organisme marine (spinicul cu trei spine, larve ale unor pești, crabi, creveți, crustacee Artemia) pot trăi atât în apă dulce, cât și în apă sărată, adică sunt organisme eurihaline. Astfel, astfel de specii se caracterizează printr-o plasticitate ecologică ridicată în raport cu salinitatea.

Eurybiontness și stenobiontness caracterizează diferite tipuri de adaptabilitate a organismelor la mediu. Speciile care se dezvoltă mult timp în condiții relativ stabile își pierd plasticitatea ecologică și dezvoltă trăsături de stenobiontism („specializare îngustă”), care este tipică pentru organismele acvatice. Speciile care există într-un mediu mai variabil (mediu sol-aer) capătă plasticitate ecologică crescută și devin euribionte (Fig. 4.2).

Orez. 4.2. Plasticitatea ecologică a speciilor:

opta. - valoarea optimă a factorului; min., - minim

valorile factorilor; Max. - valorile maxime ale factorului

Pentru a exprima atitudinea organismelor față de fluctuațiile unui anumit factor, există o serie de termeni în ecologie:

Stenotermic - euritermic (în raport cu temperatura); ,

Stenohaline - eurihalină (în raport cu salinitatea);

Stenofag - eurifag (în raport cu diversitatea resurselor nutritive) etc.

În raport cu toți factorii ecologici de mediu, euribiontismul este rar. Cel mai adesea, eury- și stenobiontismul se manifestă în raport cu un singur factor. Planta, fiind euritermală (trăind într-un interval larg de temperatură), poate fi un stenohigrobiont, adică mai puțin rezistent la fluctuațiile de umiditate. Euribiontismul, de regulă, contribuie la o distribuție geografică mai largă a anumitor specii (multe protozoare, ciuperci, microorganisme).

limitarea factorilor de mediu. Orice stare (de fapte) a mediului care se apropie de limita de stabilitate (toleranţă) sau mai mare decât se numește limitativ (limitare) stare, sau factor de limitare.Într-o stare staționară (stabilă) a factorilor de mediu, cel limitativ va fi cel a cărui valoare se apropie cel mai mult de minimul necesar. Acest concept este cunoscut sub numele de „Legea minimului” a lui Liebig.

Ideea că rezistența unui organism este determinată de cea mai slabă verigă din lanțul nevoilor sale ecologice a fost exprimată pentru prima dată de către chimistul agricol german J. Liebig la mijlocul secolului al XIX-lea, când a studiat influența conținutului cantitativ al elementele biogene ale solului (azot, fosfor, calciu, potasiu etc.) asupra creșterii plantelor agricole și a făcut concluzia importantă că „creșterea plantelor depinde de elementul nutritiv care este prezent în cantitate minimă”.

Ca o ilustrare clară a așa-numitei legi a minimului, putem cita un butoi de apă, în care scândurile care formează suprafața laterală au înălțimi diferite. Evident, nivelul apei din butoiul lui Liebig este determinat de înălțimea celor mai scurte scânduri. De exemplu, dacă solul conține în cantități suficiente toate elementele chimice necesare dezvoltării normale, cu excepția unuia, atunci creșterea și dezvoltarea plantei va fi determinată tocmai de cea care îi lipsește. Toate celelalte elemente în același timp nu vor asigura dezvoltarea optimă a plantei.

Nu doar o deficiență, ci și un exces de factor poate fi limitativ. Pentru prima dată asumarea unei influenţe limitative valoare maximă factor de egalitate cu minimul a fost exprimat în 1913 de zoologul american W. Shelford, care a formulat Fundamental Biological legea tolerantei.

Orice organism viu are limite superioare și inferioare de rezistență (toleranță) la orice factor de mediu determinate genetic.

Interacțiunea factorilor. Factorii de mediu acționează de obicei împreună, adică în combinație. Toate organismele există sub influența simultană a mai multor factori de mediu diferiți - (iluminare, temperatură, umiditate, concentrație de nutrienți etc.). Unii factori nu limitează dezvoltarea organismelor, deoarece valorile lor sunt în regiunea optimului, alți factori inhibă sau limitează dezvoltarea, deoarece valorile lor sunt în regiunea pessimum.

În general, interacțiunea diverșilor factori care afectează același organism sau grup de organisme se poate reduce fie la însumarea efectelor influenței lor. (aditivitate), sau la întărirea reciprocă a influenţei lor (sinergism). De asemenea, este posibilă slăbirea reciprocă a efectelor factorilor asupra organismelor. (antagonism). Astfel, unii factori pot spori sau atenua efectul altor factori. De exemplu, un exces de căldură poate fi atenuat într-o oarecare măsură de umiditatea scăzută a aerului, lipsa de lumină pentru fotosinteza plantelor poate fi compensată printr-un conținut crescut de dioxid de carbon în aer etc.

nișă ecologică. Pentru a înțelege diferitele tipuri de relații interspecifice din ecosisteme și condiționalitatea mecanismelor de funcționare a acestora, este important să vă familiarizați cu conceptul de „nișă ecologică” - unul dintre cele fundamentale în ecologie. Fiecare specie sau părțile ei (populațiile) ocupă un anumit loc în mediul lor. De exemplu, un anumit tip de animal nu își poate schimba în mod arbitrar dieta sau timpul de hrănire, locurile de reproducere, adăposturile etc.

Nișă ecologică - totalitatea tuturor factorilor de mediu în cadrul cărora este posibilă existența unei specii în natură. Conceptul de „nișă ecologică” determină cantitatea totală de cerințe ale organismului la condițiile de existență (adaptarea acestuia) și este de obicei folosit în studiul relației speciilor apropiate din punct de vedere ecologic aparținând aceluiași nivel trofic.

Spre deosebire de conceptul de „habitat”, „nisa ecologică” este un concept mai încăpător, care include nu numai spațiul fizic ocupat de organism, ci și rolul funcțional al organismului în comunitatea biologică (de exemplu, statutul trofic). ), precum și toleranța acesteia în raport cu factorii de mediu - temperatură, umiditate și, compoziția solului etc.

Aceste trei criterii pentru determinarea unei nișe ecologice pot fi denumite în mod convenabil ca spațial, trofic și multidimensional nişe. O nișă spațială, sau nișă de habitat, poate fi numită „adresa” unui organism. Nișa trofică caracterizează caracteristicile nutriției și, în consecință, rolul organismului în comunitate, parcă „profesia”. O nișă multidimensională este gama tuturor condițiilor în care un individ sau o populație trăiește și se reproduce. Astfel, nișa ecologică este determinată de cantitatea totală de adaptări ale unui organism la mediul în care trăiește. Mai mult, acest lucru se aplică nu numai organismelor individuale, ci și populațiilor și speciilor în ansamblu. Diferența dintre mediu și nișa unui organism este că aceasta din urmă reflectă capacitatea organismului de a-și stăpâni mediul și implică modalități de utilizare efectivă a acestuia.

Aplicând teoria mulțimilor, o nișă multidimensională poate fi privită ca o zonă într-un spațiu multidimensional sau un hipervolum, ale cărui dimensiuni sunt diverși factori de mediu. Acest hipervolum acoperă intervalele de toleranță ale organismului pentru fiecare dimensiune factor. Dacă construiți un grafic al dependenței de toleranță sau fitness a unui organism de un singur factor, atunci obțineți de obicei o curbă în formă de clopot (vezi Fig. 4.1). Pentru a afișa o astfel de dependență pentru doi sau trei factori, sunt reprezentate simultan grafice bidimensionale și tridimensionale, similare cu cele prezentate în Fig. 4.3. Adăugarea fiecărei variabile noi care caracterizează mediul oferă o altă axă și crește numărul de dimensiuni ale graficului cu una. Conceptual, acest proces poate fi extins la orice număr de axe utilizând geometria în n-spațiul dimensional. Astfel, nișa ecologică a unui organism este definită ca n-hipervolum dimensional, acoperind intreaga gama de conditii in care un organism se poate reproduce cu succes.

Se numește setul de condiții optime pentru organism fundamental nisa (potenţială) pe care un organism ar putea-o ocupa în absenţa inamicilor şi a concurenţilor. În condițiile existenței într-o comunitate, fiecare organism ocupă o nișă mai îngustă, care se numește realizat(actual) nisa.

Conceptul de nișă ecologică se dovedește a fi cel mai util pentru evaluările cantitative ale diferențelor dintre specii în unul sau câțiva parametri de bază care caracterizează rezistența organismelor la principalii factori de mediu. Pentru a caracteriza o nișă, cel mai adesea se folosesc două măsurători - lățimea acesteia și cantitatea de intersecție a unei nișe cu cele învecinate (nișe suprapuse). O nișă se suprapune atunci când două organisme folosesc aceleași resurse (Figura 4.4). Este evident că în intervalul de valori ale factorilor (de exemplu, resursele alimentare) în care nișele speciilor concurente se suprapun, va exista concurență între ele, iar cu cât se suprapun mai multe nișe, cu atât concurența este mai puternică.

Controlați întrebările și sarcinile

1 Definiți un factor de mediu.

2 Numiți principalele tipuri de factori de mediu.

3 Care sunt modelele generale de acțiune ale oricăror factori?

4 Ce determină plasticitatea ecologică a speciilor?

5 Când devin factorii de mediu limitanți? Ce limitează ele?

6 Pot diferiți factori să-și schimbe efectul unul altuia?

7 Ce este o nișă ecologică?

Cum sunt clasificate organismele în funcție de sursa lor de hrană? Prin funcțiile ecologice în comunitățile biotice?

De o importanță deosebită pentru alocarea ecosistemelor sunt trofic, adică relațiile nutriționale ale organismelor care reglează întreaga energie a comunităților biotice și întregul ecosistem în ansamblu.

În primul rând, toate organismele sunt împărțite în două grupuri mari - autotrofe și heterotrofe.

autotrof organismele folosesc surse anorganice pentru existența lor, creând astfel materie organică din anorganice. Astfel de organisme includ plante verzi fotosintetice din mediul terestre și acvatic, alge albastre-verzi, unele bacterii datorate chimiosintezei etc.

Deoarece organismele sunt destul de diverse în tipuri și forme de nutriție, ele intră în interacțiuni trofice complexe între ele, îndeplinind astfel cele mai importante funcții ecologice în comunitățile biotice. Unii dintre ei produc produse, alții consumă, alții le transformă într-o formă anorganică. Se numesc respectiv: producatori, consumatori si descompunori.

Producătorii¾ producători de produse cu care toate celelalte organisme se hrănesc apoi ¾ acestea sunt plante verzi terestre, alge marine microscopice și de apă dulce care produc materie organică din compuși anorganici.

Consumatori¾ aceștia sunt consumatori de substanțe organice, printre care se numără și animale care consumă numai alimente vegetale ¾ erbivore(vacă) sau consumând numai carnea altor animale ¾ carnivore(prădători), precum și cei care folosesc ambele ¾ "omnivor„(om, urs).

descompozitori (distructori)) ¾ agenți reducători.Aceștia returnează substanțele din organismele moarte în natura neînsuflețită, descompunând materia organică în compuși și elemente anorganice simple (de exemplu, în CO2, NO2 și H2O). Prin returnarea nutrienților în sol sau în mediul acvatic, aceștia completează ciclul biochimic. Acest lucru este realizat în principal de bacterii, majoritatea altor microorganisme și ciuperci. Din punct de vedere funcțional, reductoarele ¾ sunt aceiași consumatori, așa că sunt adesea numiți microconsumatori.

3. Care este habitatul unui organism? Concepte despre factorii ecologici.

Factori de mediu

Habitatul unui organism este un set de niveluri abiotice și biotice ale vieții sale. Proprietățile mediului sunt în continuă schimbare și orice creatură, pentru a supraviețui, se adaptează la aceste schimbări. (apă, pământ-aer și sol impreuna cu stânci partea de suprafață a litosferei)

Factori de mediu¾ acestea sunt anumite condiții și elemente ale mediului care au un efect specific asupra organismului. Ele sunt împărțite în abiotice, biotice și antropice

¨ 2. Factori biotici

3. Factori antropici generați de om și care afectează mediu inconjurator(poluare, eroziune a solului, defrișări etc.)

periodic. Acestea includ nu numai climatice, ci și unele fluxuri și reflux hidrografice ¾, unii curenți oceanici. Factorii care apar pe neașteptate (erupție vulcanică, atacul prădătorilor etc.) se numesc

neperiodică.

Un set de factori ai mediului anorganic? Dați numele și definiți acești factori.

. Factori abiotici includ componente și fenomene de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Dintre numeroșii factori abiotici rol principal se joacă:

§ Factori fizici¾ acestea sunt cele a căror sursă este o stare fizică sau un fenomen (mecanic, ondulatoriu etc.). De exemplu, temperatura este ¾ dacă este ridicată, va fi o arsură, dacă este foarte scăzută ¾ degerături.

§ Factori chimici¾ acestea sunt cele care provin din compoziția chimică a mediului. De exemplu, salinitatea apei, dacă este mare, viața într-un rezervor poate fi complet absentă

§ Factori edafici, adică solul, ¾ este o combinație de proprietăți chimice, fizice și mecanice ale solurilor și rocilor care afectează atât organismele care trăiesc în ele, adică pentru care sunt habitatul, și sistemul rădăcină plantelor

Câmpuri geofizice naturale au un impact ecologic global asupra biotei Pământului și a oamenilor. Semnificația ecologică a, de exemplu, câmpurile magnetice, electromagnetice, radioactive și alte câmpuri ale Pământului este binecunoscută.

Printre factorii abiotici, se evidențiază adesea climatice(temperatura, umiditatea aerului, vant, etc.) si hidrografic¾ factori ai mediului acvatic (apă, curent, salinitate etc.).

Cum se numește setul de factori de mediu? Dați denumirea și dați o definiție a influenței activității vitale a unor organisme asupra activității vitale a altora la nivel intraspecific și interspecific.

Factori biotici¾ totalitatea influențelor activității vitale a unor organisme asupra activității vitale a altora, precum și asupra mediului neînsuflețit (Khrustalev et al., 1996). De exemplu, într-o pădure, sub influența acoperirii vegetației, o specială microclimat, sau micromediu, unde, în comparație cu habitatul deschis, se creează propriul regim de temperatură și umiditate: iarna este cu câteva grade mai cald, vara este cu ¾ mai rece și mai umed. Un micromediu special este creat și în golurile copacilor, vizuini, peșteri etc.

Interacțiuni intraspecificeîntre indivizii aceleiaşi specii sunt alcătuite din efecte de grup şi de masă şi competiţie intraspecifică.

factori demografici. Ele caracterizează dinamica numărului și a densității grupurilor de organisme la nivel de populație, care se bazează pe competiţie intraspecifică, care este fundamental diferit de interspecific.Se manifestă în principal în comportamentul teritorial al animalelor care își protejează locurile de cuibărit și zonă cunoscutăîn District

Relația interspecie-două speciile care trăiesc în apropiere s-ar putea să nu se influențeze deloc unele pe altele, ele se pot influența atât favorabil, cât și nefavorabil.

tipuri de relatii:

¨ neutralism¾ ambele tipuri sunt independente și nu au niciun efect unul asupra celuilalt;

¨ concurență¾ fiecare dintre specii are un efect negativ asupra celeilalte;

¨ mutualism¾ speciile nu pot exista unele fără altele;

¨ proto-operație(commonwealth) ¾ ambele specii formează o comunitate, dar pot exista separat, deși comunitatea le aduce beneficii pe ambele;

¨ comensalism¾ o specie, comensalul, beneficiază de coabitare, iar cealaltă specie ¾ gazda nu are niciun beneficiu (toleranță reciprocă);

¨ amensalism¾ o specie, amensală, experimentează inhibarea creșterii și reproducerii de la alta;

prădare Specia prădătoare se hrănește cu prada sa.

Care este sensul adaptărilor? Care este semnificația factorilor periodici și neperiodici în procesele de adaptare?

Adaptare(lat. adaptare) ¾ adaptarea organismelor la mediu Acest proces acoperă structura și funcțiile organismelor (indivizi, specii, populații) și organele acestora

Factorii care se modifică în mod regulat în timp sunt numiți periodic(maree înalte și joase, unii curenți oceanici) . Factorii care apar pe neașteptate (erupție vulcanică, atacul prădătorilor etc.) se numesc neperiodică.

Organismele sunt adaptate să acționeze în mod constant factori periodici, dar printre ele este important să se facă distincția între primar și secundar.

Primar¾ aceștia sunt factorii care au existat pe Pământ chiar înainte de apariția vieții: temperatura, iluminarea, mareele, refluxul etc. Secundar factorii periodici sunt rezultatul modificărilor celor primari: umiditatea aerului, în funcție de temperatură; hrana vegetală, în funcție de ciclicitatea dezvoltării plantelor; o serie de factori biotici de influenţă intraspecifică etc.

În condiții normale, în habitat ar trebui să acționeze doar factorii periodici, factorii neperiodici ar trebui să lipsească.

Sursa adaptării sunt modificările genetice din organism ¾ mutatii apărute atât sub influența factorilor naturali, cât și a influenței artificiale asupra organismului.

Întrebarea 1. Cum se numește intensitatea acțiunii unui factor de mediu care este favorabil organismelor?

Pentru fiecare specie există o intensitate optimă a acțiunii oricărui factor, numită zona optimă a factorului ecologic (sau pur și simplu optimul acestuia), abaterea de la care în direcția scăderii sau creșterii inhibă activitatea vitală a acestei specii.

Întrebarea 2. Ce se numește limitele rezistenței și ce determină valoarea acestora?

Valorile limită ale factorului, dincolo de care are loc moartea organismului, sunt numite limitele superioare și inferioare ale rezistenței.

Întrebarea 3. Care este factorul limitativ? De ce a primit un asemenea nume?

Factorul cel mai îndepărtat de optimul său se numește factor limitator, deoarece face imposibil ca specia să prospere în condițiile date. Existența factorilor limitatori a fost subliniată pentru prima dată de chimistul german J. Liebig (1803–1873). Natura acestor factori nu este aceeași: lipsa de element chimicîn sol, lipsă de căldură sau umiditate. Relațiile biotice pot fi și factori limitativi pentru distribuție: ocuparea teritoriului de către un concurent mai puternic sau lipsa polenizatorilor pentru plante.

Întrebarea 4. Cum se modifică rezistența organismelor la acțiunea factorilor de mediu în diferite etape ale ontogenezei?

Mulți factori devin limitanți în timpul sezonului de reproducere. Limitele de toleranță pentru semințe, ouă, embrioni, larve sunt de obicei mai înguste decât cele pentru plante și animale adulte. De exemplu, mulți crabi pot pătrunde în râuri mult în amonte, dar larvele lor nu se pot dezvolta în apa râului, iar acest lucru limitează distribuția speciei. Gama de păsări de vânat este adesea determinată de efectul climei asupra ouălor sau puilor, mai degrabă decât asupra adulților.

Întrebarea 5. Încercați să descrieți grafic efectul oricărui factor de mediu asupra unui organism viu.

Axa absciselor arată intensitatea (sau „doza”) factorului (de exemplu, temperatura, iluminarea, concentrația de sare în soluția de sol, pH-ul sau umiditatea solului etc.), iar axa ordonatelor arată răspunsul organismului la impact. a factorului de mediu în exprimarea sa cantitativă (de exemplu, intensitatea fotosintezei, respirația, rata de creștere, productivitatea, numărul de indivizi pe unitatea de suprafață etc.), adică gradul de binefacere a factorului.

Gama de acțiune a factorului ecologic este limitată de valorile prag extreme corespunzătoare (puncte minime și maxime), la care existența unui organism este încă posibilă. Aceste puncte sunt numite limitele inferioare și superioare ale rezistenței (toleranței) ființelor vii în raport cu un anumit factor de mediu.

Punctul 2 pe axa absciselor, corespunzător celor mai buni indicatori ai activității vitale a organismului, înseamnă valoarea cea mai favorabilă a factorului de influență pentru organism - acesta este punctul optim. Pentru majoritatea organismelor, este adesea dificil să se determine valoarea optimă a factorului cu suficientă acuratețe, așa că se obișnuiește să se vorbească despre zona optimă. Secțiunile extreme ale curbei, care exprimă starea de oprimare a organismelor cu o deficiență sau un exces accentuat de factor, sunt numite zone de pessimum sau stres. Valorile subletale ale factorului se află în apropierea punctelor critice, iar valorile letale se află în afara zonei de supraviețuire.

Întrebarea 6. Folosind exemplul plantelor și animalelor cunoscute de dvs., descrieți posibilele limite ale rezistenței acestora la factorii de mediu.

Arbuști pitici alpini - Rhododendron ferrugineum, Erica carnea și alții (-28, -36°C), speciile de conifere se disting printr-o rezistență mare la frig: de exemplu, pentru pinul Pinus strobus din Alpii tirolezi, s-a observat o temperatură record în experimente : -78°C.

Întrebarea 7. Discutați în clasă care organisme vii din zona dumneavoastră au o gamă largă de toleranțe la majoritatea factorilor abiotici.

Pinul silvestru, păpădia, mesteacănul cu frunze mici, multe ierburi anuale și perene au o gamă largă de toleranță la majoritatea factorilor de mediu abiotici.

Vizualizări