Licht ist einer der wichtigsten Umweltfaktoren. Ohne Licht ist die photosynthetische Aktivität von Pflanzen nicht möglich, und ohne Licht ist das Leben im Allgemeinen undenkbar, da grüne Pflanzen die Fähigkeit haben, den für alle Lebewesen notwendigen Sauerstoff zu produzieren. Außerdem ist Licht die einzige Wärmequelle auf dem Planeten Erde. Es hat einen direkten Einfluss auf die in Organismen ablaufenden chemischen und physikalischen Prozesse, beeinflusst den Stoffwechsel.

Viele morphologische und Verhaltensmerkmale verschiedener Organismen hängen mit ihrer Lichteinwirkung zusammen. Die Aktivität einiger innerer Organe von Tieren hängt ebenfalls eng mit der Beleuchtung zusammen. Verhaltensweisen der Tiere, wie saisonale Migration, Eiablage, Balz der Weibchen, Frühjahrsbrunft, hängen mit der Dauer zusammen Tageslichtstunden.

In der Ökologie bezeichnet der Begriff „Licht“ das gesamte Spektrum der Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht. Das Verteilungsspektrum der Sonnenstrahlungsenergie außerhalb der Erdatmosphäre zeigt, dass etwa die Hälfte der Sonnenenergie im Infrarotbereich, 40 % im sichtbaren und 10 % im Ultraviolett- und Röntgenbereich emittiert wird.

wichtig für lebende Materie qualitative Merkmale Licht - Wellenlänge, Intensität und Dauer der Exposition. Es gibt nahe ultraviolette Strahlung (400-200 nm) und ferne oder Vakuum (200-10 nm). Quellen für ultraviolette Strahlung sind Hochtemperaturplasmen, beschleunigte Elektronen, einige Laser, die Sonne, Sterne usw. Die biologische Wirkung von ultravioletter Strahlung ist darauf zurückzuführen Chemische Veränderungen Moleküle lebender Zellen, die sie aufnehmen, hauptsächlich Moleküle Nukleinsäuren(DNA und RNA) und Proteinen und äußert sich in Teilungsverletzungen, dem Auftreten von Mutationen und dem Zelltod.

Ein Teil der Sonnenstrahlen erreicht nach Überwindung einer großen Entfernung die Erdoberfläche, beleuchtet und erwärmt sie. Es wird geschätzt, dass etwa ein Zweimilliardstel der Sonnenenergie auf unseren Planeten gelangt, und von dieser Menge werden nur 0,1-0,2 % von grünen Pflanzen zur Bildung organischer Stoffe verwendet. Zu jedem Quadratmeter Planet erhält durchschnittlich 1,3 kW Sonnenenergie. Es würde ausreichen, einen Wasserkocher oder ein Bügeleisen zu betreiben.

Die Lichtverhältnisse spielen eine herausragende Rolle im Leben von Pflanzen: Ihre Produktivität und Produktivität hängen von der Intensität des Sonnenlichts ab. Das Lichtregime auf der Erde ist jedoch sehr unterschiedlich. Im Wald ist es anders als auf der Wiese. Die Beleuchtung in Laub- und dunklen Nadelwäldern unterscheidet sich deutlich.

Licht steuert das Wachstum von Pflanzen: Sie wachsen in Richtung von mehr Licht. Ihre Lichtempfindlichkeit ist so groß, dass die Triebe mancher Pflanzen, die tagsüber im Dunkeln gehalten werden, auf einen Lichtblitz reagieren, der nur zwei Tausendstel Sekunden dauert.

Alle Pflanzen in Bezug auf Licht lassen sich in drei Gruppen einteilen: Heliophyten, Sciophyten, fakultative Heliophyten.

Heliophyten(aus dem Griechischen Helios - die Sonne und Phyton - eine Pflanze) oder lichtliebende Pflanzen vertragen entweder gar keine oder nicht einmal eine leichte Beschattung. Zu dieser Gruppe gehören Steppen- und Wiesengräser, Tundrapflanzen, Vorfrühlingspflanzen, die meisten Kulturpflanzen im Freiland und viele Unkräuter. Von den Arten dieser Gruppe können Sie sich an Wegerich, Ivan-Tee, Schilfgras usw. rächen.

Sciophyten(aus dem Griechischen scia - Schatten) oder Schattenpflanzen können starkes Licht nicht vertragen und leben im ständigen Schatten unter dem Blätterdach des Waldes. Dies sind hauptsächlich Waldkräuter. Bei einer starken Aufhellung der Baumkronen werden sie depressiv und sterben oft, aber viele bauen ihren Photosyntheseapparat wieder auf und passen sich an das Leben unter neuen Bedingungen an.

Fakultative Heliophyten, oder schattentolerante Pflanzen, können sich sowohl mit sehr viel als auch mit wenig Licht entwickeln. Als Beispiel können wir einige Bäume nennen - Fichte, Spitzahorn, gemeine Hainbuche; Sträucher - Leshina, Weißdorn; Kräuter - Erdbeeren, Feldgeranien; viele Zimmerpflanzen.

Ein wichtiger abiotischer Faktor ist Temperatur. Jeder Organismus kann in einem bestimmten Temperaturbereich leben. Das Verbreitungsgebiet der Lebenden beschränkt sich hauptsächlich auf den Bereich von knapp unter 0°C bis 50°C.

Die Hauptwärmequelle ist, wie Licht, die Sonnenstrahlung. Ein Organismus kann nur unter Bedingungen überleben, an die sein Stoffwechsel (Stoffwechsel) angepasst ist. Sinkt die Temperatur einer lebenden Zelle unter den Gefrierpunkt, wird die Zelle in der Regel physikalisch geschädigt und stirbt infolge der Bildung von Eiskristallen ab. Wenn die Temperatur zu hoch ist, tritt eine Proteindenaturierung auf. Genau das passiert, wenn man ein Hühnerei kocht.

Die meisten Organismen sind in der Lage, ihre Körpertemperatur bis zu einem gewissen Grad durch verschiedene Reaktionen zu kontrollieren. Bei den allermeisten Lebewesen kann die Körpertemperatur abhängig von der Umgebungstemperatur variieren. Solche Organismen sind nicht in der Lage, ihre Temperatur zu regulieren und werden genannt kaltblütig (poikilothermisch). Ihre Aktivität hängt hauptsächlich von der Wärme ab, die von außen kommt. Die Körpertemperatur poikilothermischer Organismen hängt mit den Werten der Umgebungstemperatur zusammen. Kaltblütigkeit ist charakteristisch für Gruppen von Organismen wie Pflanzen, Mikroorganismen, Wirbellose, Fische, Reptilien usw.

Eine viel kleinere Anzahl von Lebewesen ist in der Lage, die Körpertemperatur aktiv zu regulieren. Dies sind Vertreter der beiden höchsten Wirbeltierklassen - Vögel und Säugetiere. Die von ihnen erzeugte Wärme ist ein Produkt biochemischer Reaktionen und dient als wesentliche Quelle für einen Anstieg der Körpertemperatur. Diese Temperatur wird unabhängig von der Umgebungstemperatur auf einem konstanten Niveau gehalten. Organismen, die in der Lage sind, eine Konstante aufrechtzuerhalten optimale Temperatur Körper werden unabhängig von der Temperatur der Umgebung als warmblütig (homöothermisch) bezeichnet. Aufgrund dieser Eigenschaft können viele Tierarten bei Minustemperaturen leben und brüten (Rentiere, Eisbären, Flossenfüßer, Pinguine). Die Aufrechterhaltung einer konstanten Körpertemperatur wird durch eine gute Wärmeisolierung gewährleistet, die durch Fell, dichtes Gefieder, subkutane Lufthöhlen, eine dicke Fettschicht usw.

Ein Sonderfall der Homoiothermie ist die Heterothermie (von griechisch heteros - anders). Unterschiedliche Körpertemperaturen in heterothermalen Organismen hängen von ihrer funktionellen Aktivität ab. Während der Aktivitätszeit haben sie eine konstante Körpertemperatur, und während der Ruhe- oder Winterschlafphase sinkt die Temperatur erheblich. Heterothermie ist charakteristisch für Ziesel, Murmeltiere, Dachse, Fledermäuse, Igel, Bären, Kolibris usw.

Feuchtigkeitsverhältnisse spielen im Leben lebender Organismen eine besondere Rolle.

Wasser die Grundlage der lebenden Materie. Für die meisten lebenden Organismen ist Wasser einer der wichtigsten Umweltfaktoren. Dies ist die wichtigste Voraussetzung für die Existenz allen Lebens auf der Erde. Alle Lebensvorgänge in den Zellen lebender Organismen finden in einer aquatischen Umgebung statt.

Wasser verändert sich chemisch nicht unter dem Einfluss der meisten technische Anschlüsse die es auflöst. Dies ist für lebende Organismen sehr wichtig, da die für ihr Gewebe notwendigen Nährstoffe in wässriger Lösung in relativ unveränderter Form zugeführt werden. BEI natürliche Bedingungen Wasser enthält immer die eine oder andere Menge an Verunreinigungen, die nicht nur mit Feststoffen interagieren und flüssige Stoffe sondern auch durch das Auflösen von Gasen.

Die einzigartigen Eigenschaften des Wassers geben es vor besondere Rolle bei der Bildung der physikalischen und chemischen Umgebung unseres Planeten sowie bei der Entstehung und Aufrechterhaltung eines erstaunlichen Phänomens - des Lebens.

Der menschliche Embryo besteht zu 97 % aus Wasser, und bei Neugeborenen beträgt seine Menge 77 % des Körpergewichts. Im Alter von 50 Jahren nimmt die Wassermenge im menschlichen Körper ab und beträgt bereits 60% seiner Masse. Der Hauptteil des Wassers (70%) ist in den Zellen konzentriert, und 30% sind interzelluläres Wasser. Menschliche Muskeln bestehen zu 75 % aus Wasser, Leber zu 70 %, Gehirn zu 79 %, Nieren zu 83 %.

Der Körper eines Tieres enthält in der Regel mindestens 50% Wasser (zum Beispiel ein Elefant - 70%, Raupen, die Pflanzenblätter fressen - 85-90%, Quallen - mehr als 98%).

Das meiste Wasser (berechnet täglicher Bedarf) von Landtieren benötigt ein Elefant etwa 90 Liter. Elefanten gehören zu den besten „Hydrogeologen“ unter den Tieren und Vögeln: Sie spüren Gewässer in bis zu 5 km Entfernung! Nur die Bisons sind weiter entfernt - 7-8 km. Elefanten graben in Trockenzeiten mit ihren Stoßzähnen Löcher in das Bett ausgetrockneter Flüsse, in denen sich Wasser sammelt. Büffel, Nashörner und andere afrikanische Tiere nutzen gerne Elefantenbrunnen.

Die Ausbreitung des Lebens auf der Erde steht in direktem Zusammenhang mit Niederschlägen. Feuchtigkeit an verschiedenen Stellen der Globus ungleich. Die meisten Niederschläge fallen in der äquatorialen Zone, insbesondere im Oberlauf des Amazonas und auf den Inseln des malaiischen Archipels. Ihre Zahl erreicht in einigen Gebieten 12.000 mm pro Jahr. Also auf einem von Hawaiianische Inseln es regnet 335 bis 350 Tage im Jahr. Dies ist der feuchteste Ort der Erde. Die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge erreicht hier 11.455 mm. Zum Vergleich: In Tundra und Wüste fallen weniger als 250 mm Niederschlag pro Jahr.

Tiere reagieren unterschiedlich auf Feuchtigkeit. Wasser als physikalischer und chemischer Körper hat einen kontinuierlichen Einfluss auf das Leben von Hydrobionten ( aquatische Organismen). Es befriedigt nicht nur die physiologischen Bedürfnisse von Organismen, sondern liefert auch Sauerstoff und Nahrung, transportiert Metaboliten ab, überträgt Fortpflanzungsprodukte und Hydrobionten selbst. Aufgrund der Mobilität des Wassers in der Hydrosphäre ist die Existenz von anhaftenden Tieren möglich, die es an Land bekanntlich nicht gibt.

Edaphische Faktoren

Die Gesamtheit der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens, die einen ökologischen Einfluss auf lebende Organismen haben, bezieht sich auf edaphische Faktoren (aus dem Griechischen edaphos - Fundament, Erde, Boden). Die wichtigsten edaphischen Faktoren sind die mechanische Zusammensetzung des Bodens (die Größe seiner Partikel), die relative Brüchigkeit, die Struktur, die Wasserdurchlässigkeit, die Luftdurchlässigkeit und die chemische Zusammensetzung des Bodens und der darin zirkulierenden Substanzen (Gase, Wasser).

Die Art der Partikelgrößenverteilung des Bodens kann für Tiere von ökologischer Bedeutung sein, z bestimmten Zeitraum leben im Boden oder führen einen grabenden Lebensstil. Insektenlarven können in der Regel nicht in zu steinigem Boden leben; grabende Hautflügler, Eierlegen in unterirdischen Gängen, viele Heuschrecken, Eierkokons im Boden vergraben, brauchen ausreichend Lockerheit.

Eine wichtige Eigenschaft des Bodens ist sein Säuregehalt. Es ist bekannt, dass der Säuregehalt des Mediums (pH) die Konzentration an Wasserstoffionen in der Lösung charakterisiert und numerisch gleich dem negativen Dezimallogarithmus dieser Konzentration ist: pH = -lg. Wässrige Lösungen können einen pH-Wert von 0 bis 14 haben. Neutrale Lösungen haben einen pH-Wert von 7, saure Umgebung gekennzeichnet durch pH-Werte von weniger als 7 und alkalisch - mehr als 7. Der Säuregehalt kann als Indikator für die Geschwindigkeit des allgemeinen Stoffwechsels der Gemeinschaft dienen. Wenn der pH-Wert der Bodenlösung niedrig ist, enthält der Boden nur wenige Nährstoffe, sodass seine Produktivität äußerst gering ist.

In Bezug auf die Bodenfruchtbarkeit werden folgende ökologische Pflanzengruppen unterschieden:

• Oligotrophe (aus dem Griechischen Olygos - klein, unbedeutend und Trophäe - Ernährung) - Pflanzen armer, unfruchtbarer Böden (Waldkiefer);
• Mesotrophe (aus dem Griechischen. mesos - mittel) - Pflanzen mit mäßigem Nährstoffbedarf (die meisten Waldpflanzen der gemäßigten Breiten);
• eutroph(vom Griechischen zu ihr - gut) - Pflanzen, die eine große Menge an Nährstoffen im Boden benötigen (Eiche, Hasel, Gicht).

Orographische Faktoren

Die Verbreitung von Organismen auf der Erdoberfläche wird bis zu einem gewissen Grad durch Faktoren wie Beschaffenheit von Reliefelementen, Höhenlage, Exposition und Steilheit von Hängen beeinflusst. Sie werden zu einer Gruppe von orographischen Faktoren (vom griechischen oros - Berg) zusammengefasst. Ihre Auswirkungen können das lokale Klima und die Bodenentwicklung stark beeinflussen.

Einer der wichtigsten orografischen Faktoren ist die Höhe über dem Meeresspiegel. Mit der Höhe nehmen die Durchschnittstemperaturen ab, die Tagestemperaturdifferenz nimmt zu, die Niederschlagsmenge nimmt zu, die Windgeschwindigkeit und die Strahlungsintensität nehmen zu und Atmosphärendruck und Gaskonzentrationen. All diese Faktoren wirken sich auf Pflanzen und Tiere aus und verursachen vertikale Zonalität.

Ein typisches Beispiel ist die vertikale Zonierung in den Bergen. Hier sinkt die Lufttemperatur pro 100 m Höhenunterschied um durchschnittlich 0,55 °C. Gleichzeitig ändert sich die Luftfeuchtigkeit, die Dauer der Vegetationsperiode wird verkürzt. Mit zunehmender Höhe des Lebensraums ändert sich die Entwicklung von Pflanzen und Tieren erheblich. Tropische Meere finden sich am Fuße der Berge und arktische Winde wehen an der Spitze. Auf der einen Seite der Berge kann es sonnig und warm sein, auf der anderen nass und kalt.

Ein weiterer orografischer Faktor ist die Hanglage. An den Nordhängen bilden Pflanzen schattige Formen, an den Südhängen - Licht. Die Vegetation hier wird hauptsächlich von trockenheitsresistenten Sträuchern repräsentiert. Die nach Süden ausgerichteten Hänge erhalten mehr Sonnenlicht, sodass die Lichtintensität und Temperatur hier höher sind als in den Talsohlen und an den Hängen der Nordausrichtung. Damit verbunden sind signifikante Unterschiede in der Erwärmung von Luft und Boden, der Geschwindigkeit der Schneeschmelze und der Austrocknung des Bodens.

Ein wichtiger Faktor ist die Steilheit des Hanges. Der Einfluss dieses Indikators auf die Lebensbedingungen von Organismen wirkt sich hauptsächlich auf die Eigenschaften der Bodenumgebung, des Wassers und der Temperaturregime aus. Steile Hänge sind durch schnelle Entwässerung und Bodenerosion gekennzeichnet, daher sind die Böden hier dünn und trockener. Ab einer Neigung von 35° entstehen in der Regel Schutthalden.

hydrographische Faktoren

Zu den hydrografischen Faktoren gehören solche Eigenschaften der aquatischen Umwelt wie die Dichte des Wassers, die Geschwindigkeit horizontaler Bewegungen (Strömung), die Menge an im Wasser gelöstem Sauerstoff, der Gehalt an Schwebstoffen, Strömung, Temperatur und Lichtregime von Stauseen usw.

Organismen, die in der aquatischen Umwelt leben, werden als Hydrobionten bezeichnet.

Verschiedene Organismen haben sich auf ihre Weise an die Dichte des Wassers und bestimmte Tiefen angepasst. Einige Arten können Druck von einigen bis zu Hunderten von Atmosphären tolerieren. Viele Fische, Kopffüßer, Krebstiere und Seesterne leben in großen Tiefen bei einem Druck von etwa 400-500 atm.

Die hohe Dichte des Wassers sichert die Existenz vieler Nichtskelettformen in der aquatischen Umwelt. Dies sind kleine Krebstiere, Quallen, einzellige Algen, Kielbeinige und Pteropodenmollusken usw.

Die hohe spezifische Wärmekapazität und die hohe Wärmeleitfähigkeit von Wasser bestimmen ein stabileres Temperaturregime von Gewässern im Vergleich zu Land. Die Amplitude der jährlichen Temperaturschwankungen überschreitet 10-15 °C nicht. In kontinentalen Gewässern sind es 30-35 °C. In den Stauseen selbst unterscheiden sich die Temperaturverhältnisse zwischen den oberen und unteren Wasserschichten erheblich. BEI tiefe Schichten Wassersäule (in den Meeren und Ozeanen) ist das Temperaturregime stabil und konstant (3-4 ° C).

Ein wichtiger hydrographischer Faktor ist das Lichtregime der Gewässer. Mit der Tiefe nimmt die Lichtmenge schnell ab, daher leben Algen im Weltozean nur in der beleuchteten Zone (meistens in Tiefen von 20 bis 40 m). Die Dichte von Meeresorganismen (ihre Anzahl pro Flächen- oder Volumeneinheit) nimmt natürlicherweise mit der Tiefe ab.

Chemische Faktoren

Die Wirkung chemischer Faktoren manifestiert sich in Form des Eindringens von Chemikalien in die Umwelt, die darin vorher nicht vorhanden waren, was größtenteils auf modernen anthropogenen Einfluss zurückzuführen ist.

Ein chemischer Faktor wie die Gaszusammensetzung ist für die im Wasser lebenden Organismen äußerst wichtig. Zum Beispiel gibt es viel Schwefelwasserstoff in den Gewässern des Schwarzen Meeres, was dieses Becken für einige Tiere nicht gerade günstig macht, um darin zu leben. Die hineinfließenden Flüsse führen nicht nur Pestizide bzw Schwermetalle von den Feldern gespült, aber auch Stickstoff und Phosphor. Und das sind nicht nur landwirtschaftliche Düngemittel, sondern auch Nahrung für marine Mikroorganismen und Algen, die sich aufgrund eines Nährstoffüberschusses schnell zu entwickeln beginnen (Wasserblüte). Sterbend sinken sie zu Boden und verbrauchen beim Zerfall eine erhebliche Menge Sauerstoff. In den letzten 30-40 Jahren hat die Blüte des Schwarzen Meeres erheblich zugenommen. In der unteren Wasserschicht wird Sauerstoff durch giftigen Schwefelwasserstoff verdrängt, daher gibt es hier praktisch kein Leben. Die organische Welt des Meeres ist relativ arm und eintönig. Seine Lebensschicht wird durch eine schmale Oberfläche mit einer Dicke von 150 m begrenzt.Die terrestrischen Organismen sind gegenüber der Gaszusammensetzung der Atmosphäre unempfindlich, da sie konstant ist.

Zur Gruppe der chemischen Faktoren gehört auch ein Indikator wie der Salzgehalt des Wassers (der Gehalt an löslichen Salzen in natürlichen Gewässern). Entsprechend der Menge an gelösten Salzen werden natürliche Wässer in folgende Kategorien eingeteilt: Süßwasser - bis zu 0,54 g / l, Brackwasser - von 1 bis 3, leicht salzhaltig - von 3 bis 10, salziges und sehr salziges Wasser - von 10 bis 50, Sole - mehr 50 g/l. So enthält 1 kg Wasser in Süßgewässern (Bäche, Flüsse, Seen) bis zu 1 g lösliche Salze. Meerwasser ist eine komplexe Salzlösung, durchschnittlicher Salzgehalt das sind 35 g/kg Wasser, d.h. 3,5 %.

Im Wasser lebende Organismen sind an einen genau definierten Salzgehalt des Wassers angepasst. Süßwasserformen können nicht in den Meeren leben, Meeresformen vertragen keine Entsalzung. Ändert sich der Salzgehalt des Wassers, bewegen sich die Tiere auf der Suche nach einer günstigen Umgebung. Beispielsweise sinken bei der Entsalzung der Meeresoberflächenschichten nach starken Regenfällen einige Arten von Meereskrebsen bis in eine Tiefe von 10 m.

Austernlarven leben im Brackwasser kleiner Buchten und Flussmündungen (halbgeschlossene Küstengewässer, die frei mit dem Ozean oder Meer kommunizieren). Die Larven wachsen besonders schnell, wenn der Salzgehalt des Wassers 1,5-1,8 % beträgt (irgendwo zwischen Süß- und Salzwasser). Bei einem höheren Salzgehalt wird ihr Wachstum etwas unterdrückt. Mit abnehmendem Salzgehalt wird das Wachstum bereits merklich zurückgedrängt. Bei einem Salzgehalt von 0,25 % hört das Wachstum der Larven auf und alle sterben ab.

Pyrogene Faktoren

Dazu gehören Feuerfaktoren oder Brände. Brände gelten derzeit als sehr bedeutsam und als einer der natürlichen abiotischen Umweltfaktoren. Richtig eingesetzt, kann Feuer ein sehr wertvolles Umweltwerkzeug sein.

Auf den ersten Blick sind Brände negativer Faktor. Aber in Wirklichkeit ist es nicht so. Ohne Feuer würde zum Beispiel die Savanne schnell verschwinden und von dichtem Wald bedeckt werden. Dazu kommt es jedoch nicht, denn die zarten Triebe der Bäume sterben im Feuer ab. Da Bäume langsam wachsen, schaffen es nur wenige von ihnen, Brände zu überleben und groß genug zu werden. Gras hingegen wächst schnell und erholt sich nach Bränden ebenso schnell wieder.

Es sollte gerächt werden, dass ein Mensch im Gegensatz zu anderen Umweltfaktoren Brände regulieren kann und daher zu einem gewissen begrenzenden Faktor bei der Ausbreitung von Pflanzen und Tieren werden kann. Von Menschen kontrollierte Brände schaffen reichhaltige, nützliche Substanzen Asche. Die Asche vermischt sich mit dem Boden und stimuliert das Wachstum von Pflanzen, deren Anzahl vom Leben der Tiere abhängt.

Darüber hinaus nutzen viele Savannenbewohner, wie der afrikanische Storch und der Sekretärsvogel, Feuer für ihre Zwecke. Sie suchen die Grenzen natürlicher oder kontrollierter Brände auf und fressen dort Insekten und Nagetiere, die dem Feuer entkommen.

Sowohl natürliche Faktoren (Blitzschlag) als auch zufällige und nicht zufällige menschliche Handlungen können zur Entstehung von Bränden beitragen. Es gibt zwei Arten von Bränden. Kronenbrände sind am schwierigsten einzudämmen und zu kontrollieren. Meistens sind sie sehr intensiv und zerstören alle Pflanzen und organische Bodensubstanz. Solche Brände haben eine limitierende Wirkung auf viele Organismen.

Bodenbrände, im Gegenteil, wirken selektiv: Für einige Organismen sind sie zerstörerischer, für andere weniger und tragen somit zur Entwicklung von Organismen mit hoher Feuerbeständigkeit bei. Darüber hinaus ergänzen kleine Bodenbrände die Wirkung von Bakterien, die abgestorbene Pflanzen zersetzen und die Umwandlung beschleunigen mineralische Elemente Ernährung in eine Form gebracht, die für die Verwendung durch neue Pflanzengenerationen geeignet ist. In Lebensräumen mit unfruchtbarem Boden tragen Brände zu seiner Anreicherung mit Ascheelementen und Nährstoffen bei.

Bei ausreichender Feuchtigkeit (Prärien Nordamerikas) regen Brände das Wachstum von Gräsern auf Kosten von Bäumen an. Feuer spielen in den Steppen und Savannen eine besonders wichtige regulierende Rolle. Hier verringern regelmäßige Brände die Wahrscheinlichkeit einer Invasion des Wüstengestrüpps.

Eine Person ist oft die Ursache für eine Zunahme der Häufigkeit von Waldbränden, obwohl eine Privatperson nicht das Recht hat, vorsätzlich (auch nicht zufällig) einen Brand in der Natur zu verursachen. Der Einsatz von Feuer durch Spezialisten gehört jedoch zur ordnungsgemäßen Landnutzung.

Prüfen " Abiotischen Faktoren mittwochs"

1. Signal für den Beginn des Herbstzuges insektenfressender Vögel:

1) Senkung der Umgebungstemperatur

2) Reduzierung der Tageslichtstunden

3) Mangel an Nahrung

4) Erhöhung der Feuchtigkeit und des Drucks

2. Die Anzahl der Eichhörnchen in der Waldzone wird NICHT beeinflusst durch:

1) Wechsel von kalten und warmen Wintern

2) Ernte von Fichtenzapfen

3) die Anzahl der Raubtiere

3. Zu den abiotischen Faktoren gehören:

1) Konkurrenz von Pflanzen um die Absorption von Licht

2) der Einfluss von Pflanzen auf das tierische Leben

3) Temperaturänderung während des Tages

4) menschliche Verschmutzung

4. Der Faktor, der das Wachstum von krautigen Pflanzen in einem Fichtenwald begrenzt, ist ein Nachteil:

4) Mineralien

5. Wie heißt ein Faktor, der deutlich vom optimalen Wert für die Art abweicht:

1) abiotisch

2) biotisch

3) anthropogen

4) begrenzen

6. Das Signal für den Beginn des Laubfalls bei Pflanzen ist:

1) Erhöhung der Luftfeuchtigkeit der Umgebung

2) Reduzierung der Tageslichtstunden

3) Abnahme der Feuchtigkeit der Umgebung

4) Anstieg der Umgebungstemperatur

7. Wind, Niederschlag, Staubstürme sind Faktoren:

1) anthropogen

2) biotisch

3) abiotisch

4) begrenzen

8. Die Reaktion von Organismen auf eine Änderung der Länge der Tageslichtstunden heißt:

1) Mikroevolutionäre Veränderungen

2) Photoperiodismus

3) Phototropismus

4) unbedingter Reflex

9. Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehören:

1) Untergrabung der Wurzeln durch Eber

2) Heuschreckeninvasion

3) die Bildung von Vogelkolonien

4) starker Schneefall

10. Von den aufgeführten Phänomenen gehören zu den täglichen Biorhythmen:

1) Migrationen Meeresfische erscheinen

2) Öffnen und Schließen von Angiospermenblüten

3) Knospenbruch an Bäumen und Sträuchern

4) Öffnen und Schließen von Muscheln bei Mollusken

11. Welcher Faktor schränkt das Leben von Pflanzen in der Steppenzone ein?

1) hohe Temperatur

2) Mangel an Feuchtigkeit

3) kein Humus

4) überschüssige UV-Strahlen

12. Die wichtigsten abiotischen Faktoren zur Mineralisierung organischer Reststoffe in der Biogeozänose des Waldes sind:

1) Frost

13. Zu den abiotischen Faktoren, die die Populationsgröße bestimmen, gehören:

1) interspezifischer Wettbewerb

3) Abnahme der Fruchtbarkeit

4) Feuchtigkeit

14. Der wichtigste einschränkende Faktor für das Pflanzenleben im Indischen Ozean ist das Fehlen von:

3) Mineralsalze

4) organisches Material

15. Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehören:

1) Bodenfruchtbarkeit

2) eine große Vielfalt an Pflanzen

3) das Vorhandensein von Raubtieren

4) Lufttemperatur

16. Die Reaktion von Organismen auf die Länge des Tages heißt:

1) Phototropismus

2) Heliotropismus

3) Photoperiodismus

4) Phototaxis

17. Welcher der Faktoren reguliert saisonale Phänomene im Leben von Pflanzen und Tieren?

1) Temperaturänderung

2) Luftfeuchtigkeitsniveau

3) das Vorhandensein von Unterkünften

4) Länge von Tag und Nacht

Antworten: 1 – 2; 2 – 1; 3 – 3; 4 – 1; 5 – 4;

6 – 2; 7 – 3; 8 – 2; 9 – 4; 10 – 2; 11 – 2;

12 – 2; 13 – 4; 14 – 1; 15 – 4; 16 – 3;

17 – 4; 18 – 4; 19 – 1; 20 – 4; 21 – 2.

18. Welcher der folgenden Faktoren der unbelebten Natur beeinflusst die Verbreitung von Amphibien am stärksten?

3) Luftdruck

4) Feuchtigkeit

19. Kulturpflanzen wachsen nicht gut auf feuchtem Boden, da darin:

1) unzureichender Sauerstoffgehalt

2) Methan entsteht

3) überschüssiger Gehalt an organischer Substanz

4) enthält viel Torf

20. Welche Anpassung trägt zur Abkühlung der Pflanzen bei steigender Lufttemperatur bei?

1) Abnahme der Stoffwechselrate

2) Erhöhung der Intensität der Photosynthese

3) Abnahme der Atemintensität

4) erhöhte Wasserverdunstung

21. Welche Anpassung bei schattentoleranten Pflanzen sorgt für eine effizientere und vollständigere Absorption des Sonnenlichts?

1) kleine Blätter

2) große Blätter

3) Dornen und Dornen

4) Wachsbeschichtung auf den Blättern

Dies sind Faktoren unbelebter Natur, die den Körper direkt oder indirekt beeinflussen - Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, die chemische Zusammensetzung der Luft, des Wassers und der Bodenumgebung usw. (d. H. Die Eigenschaften der Umgebung, deren Auftreten und Auswirkungen nicht direkt von der Aktivität lebender Organismen abhängen).

Licht

(Sonnenstrahlung) - ein Umweltfaktor, der durch die Intensität und Qualität der Strahlungsenergie der Sonne gekennzeichnet ist, die von photosynthetischen Grünpflanzen zur Erzeugung pflanzlicher Biomasse verwendet wird. Sonnenlicht, das die Erdoberfläche erreicht, ist die wichtigste Energiequelle, die es zu erhalten gilt Wärmebilanz des Planeten, der Wasseraustausch von Organismen, die Entstehung und Umwandlung organischer Materie durch die autotrophe Verbindung der Biosphäre, die letztendlich die Bildung einer Umgebung ermöglicht, die die Lebensbedürfnisse von Organismen befriedigen kann.

Die biologische Wirkung des Sonnenlichts wird durch seine spektrale Zusammensetzung bestimmt. [zeigen] ,

In der spektralen Zusammensetzung des Sonnenlichts gibt es

• Infrarotstrahlen (Wellenlänge über 0,75 Mikrometer)
• sichtbare Strahlen (0,40-0,75 Mikron) und
• UV-Strahlen (weniger als 0,40 Mikron)

Verschiedene Teile des Sonnenspektrums sind in ihrer biologischen Wirkung ungleich.

Infrarot, oder thermische, Strahlen tragen die Hauptmenge an thermischer Energie. Sie machen etwa 49 % der Strahlungsenergie aus, die von lebenden Organismen wahrgenommen wird. Wärmestrahlung wird von Wasser gut absorbiert, dessen Menge in Organismen ziemlich groß ist. Dies führt zu einer Erwärmung des gesamten Organismus, was insbesondere für Kaltblüter (Insekten, Reptilien etc.) von Bedeutung ist. Bei Pflanzen essentielle Funktion Infrarotstrahlen bestehen in der Umsetzung der Transpiration, mit deren Hilfe überschüssige Wärme mit Wasserdampf aus den Blättern entfernt wird, sowie in der Erzeugung optimale Bedingungen betreten Kohlendioxid durch die Stomata.

Sichtbarer Teil des Spektrums machen etwa 50 % der Strahlungsenergie aus, die die Erde erreicht. Diese Energie wird von Pflanzen für die Photosynthese benötigt. Davon wird allerdings nur 1% genutzt, der Rest wird reflektiert oder in Form von Wärme abgeführt. Dieser Bereich des Spektrums hat zum Auftreten vieler wichtiger Anpassungen in pflanzlichen und tierischen Organismen geführt. Bei grünen Pflanzen ist neben der Bildung eines lichtabsorbierenden Pigmentkomplexes, mit dessen Hilfe der Photosyntheseprozess durchgeführt wird, eine leuchtende Blütenfarbe entstanden, die dazu beiträgt, Bestäuber anzuziehen.

Für Tiere spielt Licht vor allem eine informative Rolle und ist an der Regulation vieler physiologischer und biochemischer Prozesse beteiligt. Protozoen haben bereits lichtempfindliche Organellen (ein lichtempfindliches Auge in Euglena-Grün), und die Reaktion auf Licht drückt sich in Form von Phototaxis aus - Bewegung in Richtung der höchsten oder niedrigsten Beleuchtung. Beginnend mit den Hohltieren entwickeln praktisch alle Tiere lichtempfindliche Organe unterschiedlicher Struktur. Es gibt nachtaktive und dämmerungsaktive Tiere (Eulen, die Fledermäuse usw.) sowie Tiere, die in ständiger Dunkelheit leben (Medvedka, Spulwurm, Maulwurf usw.).

UV-Teil gekennzeichnet durch höchste Quantenenergie und hohe photochemische Aktivität. Mit Hilfe von ultravioletten Strahlen mit einer Wellenlänge von 0,29 bis 0,40 Mikrometer wird bei Tieren die Biosynthese von Vitamin D, Netzhautpigmenten und Haut durchgeführt. Diese Strahlen werden am besten von den Sehorganen vieler Insekten wahrgenommen, in Pflanzen wirken sie formgebend und tragen zur Synthese bestimmter biologisch aktiver Verbindungen (Vitamine, Farbstoffe) bei. Strahlen mit einer Wellenlänge von weniger als 0,29 Mikrometer wirken sich nachteilig auf Lebewesen aus.

Intensität [zeigen] ,

Pflanzen, deren Lebenstätigkeit vollständig vom Licht abhängt, haben vielfältige morphostrukturelle und funktionelle Anpassungen an das Lichtregime von Lebensräumen. Entsprechend den Anforderungen an die Lichtverhältnisse werden Pflanzen in folgende ökologische Gruppen eingeteilt:

1. Lichtliebende (Heliophyten) Pflanzen offene Lebensräume, die nur in voller Sonne gedeihen. Sie zeichnen sich durch eine hohe Intensität der Photosynthese aus. Dies sind Vorfrühlingspflanzen der Steppen und Halbwüsten (Gänsezwiebeln, Tulpen), Pflanzen baumloser Hänge (Salbei, Minze, Thymian), Getreide, Wegerich, Seerose, Akazie usw.
2. Schattentolerante Pflanzen zeichnen sich durch eine große ökologische Amplitude zum Lichtfaktor aus. Sie wächst am besten bei hohen Lichtverhältnissen, ist aber in der Lage, sich an Bedingungen unterschiedlicher Schattierungsstufen anzupassen. Dies sind verholzende (Birke, Eiche, Kiefer) und krautige (Waldbeere, Veilchen, Johanniskraut etc.) Pflanzen.
3. Schattenliebende Pflanzen (Sciophyten) Sie vertragen keine starke Beleuchtung, sie wachsen nur an schattigen Orten (unter dem Blätterdach des Waldes) und sie wachsen niemals an offenen Orten. Auf Lichtungen unter starker Beleuchtung verlangsamt sich ihr Wachstum und manchmal sterben sie ab. Zu diesen Pflanzen gehören Waldgräser - Farne, Moose, Oxalis usw. Die Anpassung an die Beschattung ist normalerweise mit der Notwendigkeit einer guten Wasserversorgung verbunden.

Tägliche und saisonale Häufigkeit [zeigen] .

Die tägliche Periodizität bestimmt die Wachstums- und Entwicklungsprozesse von Pflanzen und Tieren, die von der Länge der Tageslichtstunden abhängen.

Der Faktor, der den Rhythmus des täglichen Lebens von Organismen reguliert und kontrolliert, wird Photoperiodismus genannt. Es ist der wichtigste Signalfaktor, der es Pflanzen und Tieren ermöglicht, die Zeit zu messen - das Verhältnis zwischen der Dauer der Beleuchtungsperiode und der Dunkelheit während des Tages, um die quantitativen Parameter der Beleuchtung zu bestimmen. Mit anderen Worten, Photoperiodismus ist die Reaktion von Organismen auf den Wechsel von Tag und Nacht, die sich in Schwankungen in der Intensität physiologischer Prozesse - Wachstum und Entwicklung - manifestiert. Es ist die Dauer von Tag und Nacht, die sich im Laufe des Jahres sehr genau und natürlich ändert, unabhängig von zufälligen Faktoren, die sich unweigerlich von Jahr zu Jahr wiederholen, daher haben Organismen im Prozess der Evolution alle Stadien ihrer Entwicklung mit dem Rhythmus dieser Zeitintervalle koordiniert .

In der gemäßigten Zone dient die Eigenschaft des Photoperiodismus als funktionaler Klimafaktor, der den Lebenszyklus der meisten Arten bestimmt. Bei Pflanzen manifestiert sich der photoperiodische Effekt in der Koordination der Blüte- und Reifungszeit von Früchten mit der Zeit der aktivsten Photosynthese bei Tieren - im Zusammentreffen der Fortpflanzungszeit mit der Zeit des Nahrungsreichtums bei Insekten - beim Einsetzen der Diapause und beim Verlassen davon.

Zu den durch den Photoperiodismus verursachten biologischen Phänomenen gehören auch saisonale Wanderungen (Flüge) von Vögeln, die Manifestation ihres Nisttriebs und ihrer Fortpflanzung, der Fellwechsel bei Säugetieren usw.

Entsprechend der erforderlichen Dauer der Lichtperiode werden Pflanzen eingeteilt

• Langtagpflanzen, die mehr als 12 Stunden Lichtzeit für normales Wachstum und normale Entwicklung benötigen (Flachs, Zwiebeln, Karotten, Hafer, Bilsenkraut, Schmiere, Junge, Kartoffeln, Tollkirsche usw.);
• Kurztagspflanzen - sie brauchen mindestens 12 Stunden ununterbrochene Dunkelperiode zur Blüte (Dahlien, Kohl, Chrysanthemen, Amaranth, Tabak, Mais, Tomaten usw.);
• neutrale Pflanzen, bei denen die Entwicklung von Geschlechtsorganen sowohl mit langen als auch mit kurzen Tagen erfolgt (Ringelblumen, Trauben, Phloxen, Flieder, Buchweizen, Erbsen, Knöterich usw.)

Langtagpflanzen stammen hauptsächlich aus nördlichen Breiten, Kurztagpflanzen aus südlichen Breiten. BEI tropische Zone, wo sich die Länge von Tag und Nacht im Laufe des Jahres nur wenig ändert, kann die Photoperiode nicht als Orientierungsfaktor für die Periodizität dienen biologische Prozesse. Es wird durch abwechselnde Trocken- und Regenzeiten ersetzt. Langtagsarten haben selbst unter den Bedingungen eines kurzen nördlichen Sommers Zeit, Pflanzen zu produzieren. Die Bildung einer großen Masse organischer Substanzen erfolgt im Sommer während ziemlich langer Tageslichtstunden, die auf dem Breitengrad von Moskau 17 Stunden und auf dem Breitengrad von Archangelsk mehr als 20 Stunden pro Tag erreichen können.

Die Länge des Tages beeinflusst maßgeblich das Verhalten der Tiere. Mit dem Einsetzen der Frühlingstage, deren Dauer immer länger wird, treten bei den Vögeln Nistinstinkte auf, sie kehren aus warmen Ländern zurück (obwohl die Lufttemperatur noch ungünstig sein kann) und beginnen mit der Eiablage; Warmblüter häuten sich.

Die Tagesverkürzung im Herbst bewirkt gegensätzliche jahreszeitliche Erscheinungen: Vögel fliegen weg, einige Tiere überwintern, andere legen ein dichtes Fell an, bei Insekten bilden sich Überwinterungsstadien (trotz noch günstiger Temperatur und Nahrungsreichtum). In diesem Fall signalisiert eine Verringerung der Tageslänge den lebenden Organismen, dass die Winterperiode naht, und sie können sich im Voraus darauf vorbereiten.

Bei Tieren, insbesondere Arthropoden, hängen Wachstum und Entwicklung auch von der Länge der Tageslichtstunden ab. Zum Beispiel entwickeln sich Kohlweißlinge und Birkenmotten normalerweise nur bei langem Tageslicht, während Seidenraupen, verschiedene Arten von Heuschrecken, Schaufeln - bei einem kurzen Tageslicht. Der Photoperiodismus beeinflusst auch den Beginn und das Ende der Paarungszeit bei Vögeln, Säugetieren und anderen Tieren; zur Fortpflanzung, Embryonalentwicklung von Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren;

Saisonale und tageszeitliche Änderungen der Beleuchtung sind am stärksten präzise Uhr, deren Verlauf eindeutig regelmäßig ist und sich während der letzten Evolutionsperiode praktisch nicht verändert hat.

Dadurch wurde es möglich, die Entwicklung von Tieren und Pflanzen künstlich zu regulieren. Beispielsweise können Sie durch die Schaffung von Pflanzen in Gewächshäusern, Gewächshäusern oder Brutstätten mit Tageslicht von 12 bis 15 Stunden Gemüse und Zierpflanzen auch im Winter anbauen und das Wachstum und die Entwicklung von Sämlingen beschleunigen. Umgekehrt beschleunigt eine Beschattung der Pflanzen im Sommer das Auflaufen von Blüten oder Samen von spät blühenden Herbstpflanzen.

Durch die Verlängerung des Tages durch künstliche Beleuchtung im Winter ist es möglich, die Eiablage von Hühnern, Gänsen, Enten zu verlängern und die Fortpflanzung von Pelztieren auf Pelztierfarmen zu regulieren. Auch bei anderen Lebensvorgängen von Tieren spielt der Lichtfaktor eine wichtige Rolle. Zuallererst ist es eine notwendige Voraussetzung für das Sehen, ihre visuelle Orientierung im Raum als Ergebnis der Wahrnehmung direkter, gestreuter oder reflektierter Lichtstrahlen von umgebenden Objekten durch die Sehorgane. Der Informationsgehalt für die meisten Tiere von polarisiertem Licht, die Fähigkeit, Farben zu unterscheiden, sich durch astronomische Lichtquellen in den Herbst- und Frühjahrszügen der Vögel zu orientieren, und in den Navigationsfähigkeiten anderer Tiere ist groß.

Auf der Grundlage des Photoperiodismus bei Pflanzen und Tieren haben sich im Laufe der Evolution spezifische Jahreszyklen von Wachstums-, Fortpflanzungs- und Wintervorbereitungsperioden entwickelt, die als Jahres- oder Jahreszeitenrhythmen bezeichnet werden. Diese Rhythmen manifestieren sich in einer Veränderung der Intensität der Natur biologischer Prozesse und wiederholen sich in jährlichen Abständen. Das Zusammenfallen der Perioden des Lebenszyklus mit der entsprechenden Jahreszeit ist für die Existenz der Art von großer Bedeutung. Jahreszeitliche Rhythmen bieten Pflanzen und Tieren die günstigsten Bedingungen für Wachstum und Entwicklung.

Außerdem, physiologische Prozesse Pflanzen und Tiere sind in strikter Abhängigkeit vom Tagesrhythmus, der sich in bestimmten biologischen Rhythmen ausdrückt. Biologische Rhythmen sind folglich periodisch wiederkehrende Veränderungen der Intensität und Art biologischer Prozesse und Phänomene. Bei Pflanzen biologische Rhythmen manifestieren sich in der täglichen Bewegung von Blättern, Blütenblättern, Veränderungen der Photosynthese, bei Tieren - in Temperaturschwankungen, Veränderungen der Hormonsekretion, der Zellteilungsrate usw. Beim Menschen tägliche Schwankungen der Atemfrequenz, des Pulses, Blutdruck, Wachzustand und Schlaf usw. Biologische Rhythmen sind erblich festgelegte Reaktionen, daher ist die Kenntnis ihrer Mechanismen wichtig für die Organisation von Arbeit und Ruhe eines Menschen.

Temperatur

Einer der wichtigsten abiotischen Faktoren, von dem die Existenz, Entwicklung und Verbreitung von Organismen auf der Erde maßgeblich abhängt [zeigen] .

Die obere Temperaturgrenze für das Leben auf der Erde liegt wahrscheinlich bei 50-60°C. Bei solchen Temperaturen kommt es zu einem Verlust an Enzymaktivität und Proteinfaltung. Der allgemeine Temperaturbereich des aktiven Lebens auf dem Planeten ist jedoch viel breiter und wird durch die folgenden Grenzen begrenzt (Tabelle 1):

Tabelle 1. Temperaturbereich des aktiven Lebens auf dem Planeten, °С

Unter den Organismen, die bei sehr hohen Temperaturen existieren können, sind thermophile Algen bekannt, die in heißen Quellen bei 70-80°C leben können. Erfolgreich tolerieren sehr hohe Temperaturen (65-80°C) Schuppenflechten, Samen u vegetative Organe Wüstenpflanzen (Saxaul, Kameldorn, Tulpen) befinden sich in der oberen Schicht heißer Erde.

Es gibt viele Tier- und Pflanzenarten, die großen Minusgraden standhalten können. Bäume und Sträucher in Jakutien frieren bei minus 68°C nicht. In der Antarktis leben bei minus 70 ° C Pinguine und in der Arktis Eisbären, Polarfüchse, Polareulen. Polargewässer mit Temperaturen von 0 bis -2°C werden von verschiedenen Vertretern der Flora und Fauna bewohnt - Mikroalgen, Wirbellose, Fische, deren Lebenszyklus sich ständig unter solchen Temperaturbedingungen abspielt.

Die Bedeutung der Temperatur liegt vor allem in ihrem direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit und Art des Ablaufs von Stoffwechselreaktionen in Organismen. Da die täglichen und jahreszeitlichen Temperaturschwankungen mit der Entfernung vom Äquator zunehmen, zeigen Pflanzen und Tiere, die sich daran anpassen, einen unterschiedlichen Wärmebedarf.

Anpassungsmethoden

• Migration - Umsiedlung unter günstigeren Bedingungen. Wale, viele Vogelarten, Fische, Insekten und andere Tiere wandern das ganze Jahr über regelmäßig.
• Taubheit - ein Zustand völliger Unbeweglichkeit, eine starke Abnahme der Vitalaktivität, Einstellung der Ernährung. Es wird bei Insekten, Fischen, Amphibien, Säugetieren beobachtet, wenn die Umgebungstemperatur im Herbst, Winter (Winterschlaf) sinkt oder im Sommer in Wüsten (Sommerschlaf) ansteigt.
• Anabiose ist ein Zustand der starken Unterdrückung lebenswichtiger Prozesse, wenn die sichtbaren Manifestationen des Lebens vorübergehend aufhören. Dieses Phänomen ist reversibel. Es wird in Mikroben, Pflanzen und niederen Tieren festgestellt. Samen einiger Pflanzen in suspendierter Animation können bis zu 50 Jahre alt sein. Mikroben in einem Zustand suspendierter Animation bilden Sporen, Protozoen - Zysten.

Viele Pflanzen und Tiere halten bei entsprechender Ausbildung extrem niedrige Temperaturen in einem Zustand tiefer Ruhe oder Anabiose erfolgreich aus. In Laborexperimenten ertragen Samen, Pollen, Pflanzensporen, Nematoden, Rädertierchen, Zysten von Protozoen und anderen Organismen, Spermatozoen nach Dehydrierung oder Einbringen in Lösungen spezieller Schutzsubstanzen - Kryoprotektiva - Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt.

Gegenwärtig wurden Fortschritte bei der praktischen Verwendung von Substanzen mit kryoprotektiven Eigenschaften (Glycerin, Polyethylenoxid, Dimethylsulfoxid, Saccharose, Mannit usw.) in Biologie, Landwirtschaft und Medizin erzielt. In Lösungen von Kryoschutzmitteln wird eine Langzeitlagerung von Blutkonserven, Sperma zur künstlichen Befruchtung von Nutztieren, einigen Organen und Geweben zur Transplantation durchgeführt; Schutz der Pflanzen vor Winterfröste, Frühlingsfröste usw. Die oben genannten Probleme liegen in der Kompetenz der Kryobiologie und Kryomedizin und werden von vielen wissenschaftlichen Einrichtungen gelöst.

• Thermoregulierung. Pflanzen und Tiere haben sich entwickelt verschiedene Mechanismen Thermoregulierung:

1. bei Pflanzen
   • physiologisch - die Ansammlung von Zucker in den Zellen, wodurch die Konzentration des Zellsafts zunimmt und der Wassergehalt der Zellen abnimmt, was zur Frostbeständigkeit von Pflanzen beiträgt. Zum Beispiel sterben bei Zwergbirke, Wacholder die oberen Äste bei extrem niedrigen Temperaturen ab, und die kriechenden überwintern unter dem Schnee und sterben nicht.
   • körperlich
     1. stomatale Transpiration - Entfernung überschüssiger Wärme und Verhinderung von Verbrennungen durch Entfernung von Wasser (Verdunstung) aus dem Pflanzenkörper
     2. morphologisch - zur Vermeidung von Überhitzung: dichte Behaarung der Blätter, um die Sonnenstrahlen zu streuen, eine glänzende Oberfläche, um sie zu reflektieren, eine Abnahme der die Strahlen absorbierenden Oberfläche - Falten der Blattspreite zu einer Röhre (Federgras, Schwingel), Positionieren der Blatt mit einem Rand zu den Sonnenstrahlen (Eukalyptus), Reduzierung des Laubs ( Saxaul, Kaktus); um ein Einfrieren zu verhindern: Sonderformen Wachstum - Zwergwuchs, Bildung von Kriechformen (Überwinterung unter dem Schnee), dunkle Farbe (hilft, Wärmestrahlen besser zu absorbieren und sich unter dem Schnee aufzuwärmen)
2. bei Tieren
   • kaltblütig (poikilotherm, ectotherm) [Wirbellose, Fische, Amphibien und Reptilien] - Die Regulierung der Körpertemperatur erfolgt passiv durch Erhöhung der Muskelarbeit, Merkmale der Struktur und Farbe der Haut, Suche nach Orten, an denen eine intensive Absorption von Sonnenlicht möglich ist usw., t .to. sie können nicht warm halten metabolische Prozesse und ihre Aktivität hängt hauptsächlich von der von außen kommenden Wärme und der Körpertemperatur ab - von den Werten der Umgebungstemperatur und der Energiebilanz (das Verhältnis von Absorption und Rückgabe von Strahlungsenergie).
   • warmblütig (homöothermisch, endothermisch) [Vögel und Säugetiere] - in der Lage, unabhängig von der Umgebungstemperatur eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Diese Eigenschaft ermöglicht vielen Tierarten das Leben und Brüten bei Minusgraden (Rentiere, Eisbären, Flossenfüßer, Pinguine). Im Laufe der Evolution haben sie zwei Thermoregulationsmechanismen entwickelt, mit denen sie eine konstante Körpertemperatur aufrechterhalten: chemisch und physikalisch. [zeigen] .
     • Der chemische Mechanismus der Thermoregulation wird durch die Geschwindigkeit und Intensität von Redoxreaktionen bereitgestellt und reflexartig vom zentralen Nervensystem gesteuert. Eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Effizienz chemischer Mechanismus Thermoregulation wurde durch solche Aromorphosen wie das Auftreten eines Vierkammerherzens, die Verbesserung der Atmungsorgane bei Vögeln und Säugetieren gespielt.
     • Der physikalische Mechanismus der Thermoregulation wird durch das Auftreten von wärmeisolierenden Hüllen (Federn, Fell, Unterhautfett), Schweißdrüsen, Atmungsorganen sowie der Entwicklung von Nervenmechanismen zur Regulierung der Durchblutung bereitgestellt.

     Ein Sonderfall der Homoiothermie ist die Heterothermie - eine unterschiedliche Höhe der Körpertemperatur in Abhängigkeit von der funktionellen Aktivität des Organismus. Heterothermie ist charakteristisch für Tiere, die während einer ungünstigen Jahreszeit in Winterschlaf oder vorübergehende Benommenheit fallen. Gleichzeitig wird ihre hohe Körpertemperatur durch langsamen Stoffwechsel (Erdhörnchen, Igel, Fledermäuse, schnelle Küken etc.) merklich reduziert.

Grenzen der Ausdauer große Werte des Temperaturfaktors sind sowohl bei poikilothermen als auch bei homoiothermen Organismen unterschiedlich.

Eurythermale Arten sind in der Lage, Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich zu tolerieren.

Stenothermische Organismen leben in engen Temperaturgrenzen, unterteilt in wärmeliebende stenothermische Arten (Orchideen, Teestrauch, Kaffee, Korallen, Quallen usw.) Ozeantiefen usw.).

Für jeden Organismus oder jede Gruppe von Individuen gibt es optimale Zone Temperatur, innerhalb derer sich die Aktivität besonders gut ausdrückt. Oberhalb dieser Zone befindet sich eine Zone vorübergehender thermischer Betäubung, noch höher - eine Zone längerer Inaktivität oder Sommerschlaf, die an eine Zone mit hoher tödlicher Temperatur grenzt. Wenn letzteres unter das Optimum fällt, gibt es eine Zone kalter Benommenheit, Winterschlaf und tödlich niedriger Temperatur.

Die Verteilung der Individuen in der Bevölkerung in Abhängigkeit von der Änderung des Temperaturfaktors über das Territorium folgt im Allgemeinen dem gleichen Muster. Die Zone optimaler Temperaturen entspricht der höchsten Bevölkerungsdichte, und auf beiden Seiten davon wird eine Abnahme der Dichte bis zur Grenze des Bereichs beobachtet, wo sie am niedrigsten ist.

Der Temperaturfaktor über einen großen Bereich der Erde unterliegt starken tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, was wiederum den entsprechenden Rhythmus biologischer Phänomene in der Natur bestimmt. Abhängig von der Bereitstellung von Wärmeenergie auf symmetrischen Abschnitten beider Erdhalbkugeln, ausgehend vom Äquator, werden folgende Klimazonen unterschieden:

1. tropische Zone. Die minimale Jahresdurchschnittstemperatur übersteigt 16° C, an den kühlsten Tagen fällt sie nicht unter 0° C. Temperaturschwankungen im Laufe der Zeit sind unbedeutend, die Amplitude übersteigt 5° C nicht. Die Vegetation ist ganzjährig.
2. subtropische Zone. Die Durchschnittstemperatur des kältesten Monats beträgt nicht weniger als 4 °C und der wärmste Monat liegt über 20 °C. Minusgrade sind selten. Im Winter gibt es keine stabile Schneedecke. Die Vegetationsperiode dauert 9-11 Monate.
3. gemäßigte Zone. Die Sommervegetationszeit und die Winterruheperiode der Pflanzen werden gut ausgedrückt. Der Hauptteil der Zone hat eine stabile Schneedecke. Fröste sind typisch im Frühling und Herbst. Manchmal wird diese Zone in zwei Bereiche unterteilt: mäßig warm und mäßig kalt, die durch vier Jahreszeiten gekennzeichnet sind.
4. kalte Zone. Die durchschnittliche Jahrestemperatur liegt unter 0 °C, Fröste sind auch während einer kurzen (2-3 Monate) Vegetationsperiode möglich. Die jährlichen Temperaturschwankungen sind sehr groß.

Das Muster der vertikalen Verteilung von Vegetation, Böden und Wildtieren in Berggebieten ist ebenfalls hauptsächlich auf den Temperaturfaktor zurückzuführen. In den Bergen des Kaukasus, Indiens, Afrikas lassen sich vier oder fünf Pflanzengürtel unterscheiden, deren Abfolge von unten nach oben der Abfolge entspricht Breitenzonen vom Äquator bis zum Pol auf gleicher Höhe.

Feuchtigkeit

Ein Umweltfaktor, der durch den Wassergehalt in der Luft, im Boden und in lebenden Organismen gekennzeichnet ist. In der Natur gibt es einen Tagesrhythmus der Luftfeuchtigkeit: Sie steigt nachts an und fällt tagsüber ab. Feuchtigkeit spielt zusammen mit Temperatur und Licht eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Aktivität lebender Organismen. Die Hauptwasserquelle für Pflanzen und Tiere ist Niederschlag und Das Grundwasser sowie Tau und Nebel.

Feuchtigkeit ist eine notwendige Bedingung für die Existenz aller lebenden Organismen auf der Erde. Das Leben hat seinen Ursprung in der aquatischen Umwelt. Die Bewohner des Landes sind immer noch auf Wasser angewiesen. Wasser ist nach wie vor Lebensraum für viele Tier- und Pflanzenarten. Die Bedeutung des Wassers in den Lebensprozessen wird dadurch bestimmt, dass es die Hauptumgebung in der Zelle ist, wo Stoffwechselprozesse ablaufen, es fungiert als wichtigstes Ausgangs-, Zwischen- und Endprodukt biochemischer Umwandlungen. Die Bedeutung von Wasser wird auch durch seinen mengenmäßigen Gehalt bestimmt. Lebewesen bestehen zu mindestens 3/4 aus Wasser.

In Bezug auf Wasser werden höhere Pflanzen unterteilt

• Hydrophyten - Wasserpflanzen (Seerose, Pfeilspitze, Wasserlinse);
• Hygrophyten - Bewohner übermäßig feuchter Orte (Calamus, Uhr);
• Mesophyten - Pflanzen mit normaler Luftfeuchtigkeit (Maiglöckchen, Baldrian, Lupine);
• Xerophyten - Pflanzen, die unter ständigem oder saisonalem Feuchtigkeitsmangel leben (Saxaul, Kameldorn, Ephedra) und ihre Sukkulenten (Kakteen, Euphorbien).

Anpassungen für das Leben in einer dehydrierten Umgebung und einer Umgebung mit periodischem Feuchtigkeitsmangel Ein wichtiges Merkmal der wichtigsten klimatischen Faktoren (Licht, Temperatur, Feuchtigkeit) ist ihre regelmäßige Variabilität während des Jahreszyklus und sogar während des Tages sowie in Abhängigkeit von der geografischen Zonalität. Insofern haben auch die Anpassungen lebender Organismen einen regelmäßigen und jahreszeitlichen Charakter. Die Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen kann schnell und reversibel oder eher langsam sein, was von der Tiefe des Einflusses des Faktors abhängt. Durch vitale Aktivität sind Organismen in der Lage, die abiotischen Lebensbedingungen zu verändern. Zum Beispiel sind Pflanzen der unteren Stufe weniger beleuchtet; Die in Gewässern ablaufenden Zersetzungsprozesse organischer Substanzen führen häufig zu Sauerstoffmangel für andere Organismen. Aufgrund der Aktivität von Wasserorganismen, Temperatur und Wasserregime, die Menge an Sauerstoff, Kohlendioxid, pH-Wert des Mediums, spektrale Zusammensetzung Licht und andere. Luftumgebung und ihre Gaszusammensetzung Die Entwicklung der Luftumgebung durch Organismen begann nach ihrer Landung. Lebe in Luft Umgebung erforderten spezifische Anpassungen und einen hohen Organisationsgrad von Pflanzen und Tieren. Geringe Dichte und Wassergehalt, hoher Sauerstoffgehalt, leicht zu bewegen Luftmassen, plötzliche Temperaturänderungen usw. beeinflussten merklich den Atmungsprozess, den Wasseraustausch und die Bewegung von Lebewesen. Die überwiegende Mehrheit der Landtiere erwarb im Laufe der Evolution die Fähigkeit zu fliegen (75 % aller Landtierarten). Viele Arten sind durch Ansmochorie gekennzeichnet - Besiedlung mit Hilfe von Luftströmungen (Sporen, Samen, Früchte, Protozoenzysten, Insekten, Spinnen usw.). Einige Pflanzen sind windbestäubt geworden. Für die erfolgreiche Existenz von Organismen sind nicht nur die physikalischen, sondern auch die chemischen Eigenschaften der Luft, der Gehalt an lebensnotwendigen Gaskomponenten wichtig. Sauerstoff. Zum absolute Mehrheit Lebewesen brauchen Sauerstoff zum Leben. Nur anaerobe Bakterien können in einer anoxischen Umgebung gedeihen. Sauerstoff sorgt für die Durchführung exothermer Reaktionen, bei denen die für das Leben von Organismen notwendige Energie freigesetzt wird. Es ist der letzte Elektronenakzeptor, der beim Energieaustausch vom Wasserstoffatom abgespalten wird. Bei Chemie gebundener Zustand Sauerstoff ist Bestandteil vieler sehr wichtiger organischer und mineralischer Verbindungen lebender Organismen. Seine Rolle als Oxidationsmittel im Kreislauf einzelner Elemente der Biosphäre ist enorm. Die einzigen Produzenten von freiem Sauerstoff auf der Erde sind grüne Pflanzen, die ihn im Prozess der Photosynthese bilden. Durch die Photolyse von Wasserdampf durch ultraviolette Strahlen außerhalb der Ozonschicht entsteht eine gewisse Menge Sauerstoff. Die Aufnahme von Sauerstoff durch Organismen aus der äußeren Umgebung erfolgt über die gesamte Körperoberfläche (Protozoen, Würmer) oder über spezielle Atmungsorgane: Luftröhren (Insekten), Kiemen (Fische), Lungen (Wirbeltiere). Sauerstoff wird durch spezielle Blutfarbstoffe chemisch gebunden und durch den Körper transportiert: Hämoglobin (Wirbeltiere), Hämocyapin (Weichtiere, Krebstiere). Organismen, die unter Bedingungen ständigen Sauerstoffmangels leben, haben entsprechende Anpassungen entwickelt: erhöhte Sauerstoffkapazität des Blutes, häufigere und tiefere Atembewegungen, große Lungenkapazität (bei Hochländern, Vögeln) oder eine Verringerung des Sauerstoffverbrauchs durch Gewebe aufgrund einer Erhöhung der Menge an Myoglobin, einem Sauerstoffspeicher im Gewebe (unter den Bewohnern der aquatischen Umwelt). Aufgrund der hohen Löslichkeit von CO 2 und O 2 in Wasser ist ihr relativer Gehalt hier höher (2-3 Mal) als in der Luft (Abb. 1). Dieser Umstand ist sehr wichtig für Wasserorganismen, die entweder gelösten Sauerstoff zur Atmung oder CO2 zur Photosynthese verwenden (aquatische Phototrophe). Kohlendioxid. Die normale Menge dieses Gases in der Luft ist gering - 0,03 % (Volumen) oder 0,57 mg / l. Dadurch spiegeln sich bereits kleine Schwankungen des CO 2 -Gehalts maßgeblich in dem direkt davon abhängigen Prozess der Photosynthese wider. Die Hauptquellen für den Eintrag von CO 2 in die Atmosphäre sind die Atmung von Tieren und Pflanzen, Verbrennungsprozesse, Vulkanausbrüche, die Aktivität von Bodenmikroorganismen und Pilzen, Industrieunternehmen und Transport. Kohlendioxid besitzt die Eigenschaft der Absorption im Infrarotbereich des Spektrums und beeinflusst die optischen Parameter und das Temperaturregime der Atmosphäre und verursacht den bekannten "Treibhauseffekt". Wichtig Umweltaspekt ist die Zunahme der Löslichkeit von Sauerstoff und Kohlendioxid in Wasser mit sinkender Temperatur. Aus diesem Grund ist die Fauna der Wasserbecken der polaren und subpolaren Breiten sehr reich und vielfältig, hauptsächlich aufgrund der erhöhten Konzentration in kaltes Wasser Sauerstoff. Die Auflösung von Sauerstoff in Wasser gehorcht wie jedes andere Gas dem Henryschen Gesetz: Sie ist umgekehrt proportional zur Temperatur und hört auf, wenn der Siedepunkt erreicht ist. BEI warme Gewässer In tropischen Becken schränkt eine verringerte Konzentration an gelöstem Sauerstoff die Atmung und damit das Leben und die Anzahl von Wassertieren ein. In letzter Zeit hat sich der Sauerstoffhaushalt vieler Gewässer merklich verschlechtert, verursacht durch eine Zunahme der Menge organischer Schadstoffe, deren Zerstörung eine große Menge Sauerstoff erfordert. Zonierung der Verbreitung lebender Organismen Geografische (Breiten-)Zonalität In Breitenrichtung von Norden nach Süden befinden sich auf dem Territorium der Russischen Föderation nacheinander folgende Naturzonen: Tundra, Taiga, Laubwald, Steppe, Wüste. Unter den Klimaelementen, die die Zonalität der Verteilung und Verteilung von Organismen bestimmen, spielen abiotische Faktoren - Temperatur, Feuchtigkeit, Lichtregime - die Hauptrolle. Die auffälligsten zonalen Veränderungen manifestieren sich in der Natur der Vegetation - der Hauptkomponente der Biozönose. Dies wiederum geht einher mit Veränderungen in der Zusammensetzung der Tiere – Verbraucher und Vernichter organischer Rückstände in den Gliedern der Nahrungsketten. Tundra- eine kalte, baumlose Ebene der nördlichen Hemisphäre. Seine klimatischen Bedingungen sind für den Pflanzenwuchs und die Zersetzung organischer Reststoffe (Permafrost, relativ niedrige Temperatur auch im Sommer kurzzeitig positive Temperaturen). Hier haben sich eigentümlich kleinteilige (Moose, Flechten) Biozönosen gebildet. In dieser Hinsicht ist die Produktivität der Tundra-Biozönose gering: 5-15 c/ha organische Substanz pro Jahr. Zone Taiga gekennzeichnet durch relativ günstige Boden- und Klimabedingungen, insbesondere für Nadelbäume. Hier haben sich reiche und hochproduktive Biozönosen gebildet. Die jährliche Bildung von organischer Substanz beträgt 15-50 c/ha. Die Bedingungen der gemäßigten Zone führten zur Bildung komplexer Biozönosen Laubwälder mit der höchsten biologischen Produktivität auf dem Territorium der Russischen Föderation (bis zu 60 c/ha pro Jahr). Arten von Laubwäldern sind Eichenwälder, Buchen-Ahorn-Wälder, Mischwälder usw. Solche Wälder zeichnen sich durch gut entwickeltes Strauch- und Grasunterholz aus, das zur Unterbringung einer in Arten und Menge vielfältigen Fauna beiträgt. Steppen- eine natürliche Zone der gemäßigten Zone der Erdhalbkugeln, die durch unzureichende Wasserversorgung gekennzeichnet ist, daher herrscht hier krautige, hauptsächlich Getreidevegetation (Federgras, Schwingel usw.). Die Tierwelt ist vielfältig und reichhaltig (Fuchs, Hase, Hamster, Mäuse, viele Vögel, besonders Zugvögel). In der Steppenzone befinden sich die wichtigsten Anbaugebiete für Getreide, Industrie, Gemüsekulturen und Viehzucht. Die biologische Produktivität dieser Naturzone ist relativ hoch (bis zu 50 c/ha pro Jahr). Wüste sich durchsetzen Zentralasien. Aufgrund geringer Niederschläge und hoher Temperaturen im Sommer bedeckt die Vegetation weniger als die Hälfte des Territoriums dieser Zone und ist an trockene Bedingungen spezifisch angepasst. Die Tierwelt ist vielfältig, ihre biologischen Merkmale wurden früher berücksichtigt. Die jährliche Bildung organischer Substanz in der Wüstenzone übersteigt 5 q/ha nicht (Abb. 107). Salzgehalt der Umgebung Salzgehalt der aquatischen Umwelt gekennzeichnet durch den Gehalt an löslichen Salzen darin. Süßwasser enthält 0,5-1,0 g / l und Meerwasser enthält 10-50 g / l Salze. Der Salzgehalt der aquatischen Umwelt ist wichtig für seine Bewohner. Es gibt Tiere, die nur an Süßwasser (Cypriniden) oder nur an Meerwasser (Hering) angepasst sind. Einige Fische haben separate Stadien individuelle Entwicklung passieren bei unterschiedlichem Salzgehalt des Wassers, zum Beispiel lebt der gemeine Aal in Süßwasser und wandert zum Laichen in die Sargassosee. Solche Wasserbewohner brauchen eine entsprechende Regulierung des Salzhaushaltes im Körper. Regulationsmechanismen der ionischen Zusammensetzung von Organismen. Landtiere sind gezwungen, die Salzzusammensetzung ihrer flüssigen Gewebe zu regulieren, um die innere Umgebung in einem konstanten oder nahezu konstanten chemisch unveränderten ionischen Zustand zu halten. Der wichtigste Weg, um das Salzgleichgewicht in Wasserorganismen und Landpflanzen aufrechtzuerhalten, besteht darin, Lebensräume mit unangemessenem Salzgehalt zu meiden. Besonders intensiv und genau sollen solche Mechanismen bei wandernden Fischen (Lachs, Kumpellachs, Rosalachs, Aal, Stör) wirken, die periodisch vom Meerwasser ins Süßwasser oder umgekehrt wechseln. Am einfachsten ist die osmotische Regulierung im Süßwasser. Es ist bekannt, dass die Konzentration von Ionen in letzterem viel geringer ist als in flüssigen Geweben. Nach den Gesetzen der Osmose dringt die äußere Umgebung entlang des Konzentrationsgradienten durch halbdurchlässige Membranen in die Zellen ein, es findet eine Art "Zucht" des inneren Inhalts statt. Wenn ein solcher Prozess nicht kontrolliert würde, könnte der Organismus anschwellen und absterben. Süßwasserorganismen haben jedoch Organe, die überschüssiges Wasser nach außen transportieren. Die Erhaltung der lebensnotwendigen Ionen wird durch die Tatsache erleichtert, dass der Urin solcher Organismen ziemlich verdünnt ist (Abb. 2, a). Die Trennung einer solchen verdünnten Lösung von inneren Flüssigkeiten erfordert wahrscheinlich die aktive chemische Arbeit spezialisierter Zellen oder Organe (Nieren) und deren Verbrauch eines erheblichen Anteils der gesamten Grundumsatzenergie. Im Gegensatz dazu trinken und assimilieren Meerestiere und Fische nur Meerwasser und füllen dadurch seinen ständigen Austritt aus dem Körper in die äußere Umgebung auf, die durch ein hohes osmotisches Potenzial gekennzeichnet ist. Gleichzeitig werden einwertige Ionen von Salzwasser aktiv von den Kiemen und zweiwertige Ionen von den Nieren ausgeschieden (Abb. 2, b). Zellen verbrauchen ziemlich viel Energie, um überschüssiges Wasser abzupumpen. Daher wechseln Organismen mit zunehmendem Salzgehalt und abnehmendem Wasser im Körper normalerweise in einen inaktiven Zustand - Salzanabiose. Dies ist charakteristisch für Arten, die in periodisch trocknenden Pfützen leben. Meerwasser, Flussmündungen, an der Küste (Rädertierchen, Bocoplovs, Flagellaten usw.) Salzgehalt der oberen Schicht Erdkruste wird durch den darin enthaltenen Gehalt an Kalium- und Natriumionen bestimmt und ist ebenso wie der Salzgehalt der aquatischen Umwelt wichtig für seine Bewohner und vor allem für Pflanzen, die eine entsprechende Anpassungsfähigkeit daran haben. Dieser Faktor ist für Pflanzen nicht zufällig, er begleitet sie während des Evolutionsprozesses. Die sogenannte Solonchak-Vegetation (Salzkraut, Süßholz etc.) ist auf Böden mit hohem Kalium- und Natriumgehalt beschränkt. Die oberste Schicht der Erdkruste ist der Boden. Neben dem Salzgehalt des Bodens werden andere Indikatoren unterschieden: Säuregehalt, hydrothermales Regime, Bodenbelüftung usw. Zusammen mit dem Relief haben diese Eigenschaften der Erdoberfläche, die sogenannten edaphischen Faktoren der Umwelt, eine ökologische Auswirkung auf ihre Bewohner. Edaphische Umweltfaktoren Eigenschaften der Erdoberfläche, die sich ökologisch auf ihre Bewohner auswirken. geliehen Bodenprofil Der Bodentyp wird durch seine Zusammensetzung und Farbe bestimmt. A - Tundraerde hat eine dunkle Torfoberfläche. B - Wüstenboden ist leicht, grobkörnig und arm an organischer Substanz Kastanienerde (C) und Schwarzerde (D) sind humusreiche Wiesenböden, die typisch für die Steppen Eurasiens und die Prärien Nordamerikas sind. Das rötlich ausgelaugte Latosol (E) der tropischen Savanne hat eine sehr dünne, aber humusreiche Schicht. Podzolische Böden sind typisch für nördliche Breiten, wo es viel Niederschlag und sehr wenig Verdunstung gibt. Dazu gehören Bio-Braunwald-Podzol (F), graubraunes Podzol (H) und grau-steiniges Podzol (I), das sowohl Nadel- als auch Laubbäume trägt. Alle sind relativ sauer und im Gegensatz zu ihnen ein rot-gelbes Podzol (G) Kiefernwälder ziemlich stark ausgelaugt. Abhängig von edaphischen Faktoren können eine Reihe von ökologischen Pflanzengruppen unterschieden werden. Entsprechend der Reaktion auf den Säuregehalt der Bodenlösung gibt es: acidophile Arten, die bei einem pH-Wert unter 6,5 wachsen (Pflanzen von Torfmooren, Schachtelhalm, Kiefer, Tanne, Farn); neutrophil, bevorzugt neutral reagierende Böden (pH 7) (die meisten Kulturpflanzen); basiphil - Pflanzen, die am besten auf einem Substrat wachsen, das hat alkalische Reaktion(pH über 7) (Fichte, Hainbuche, Thuja) und gleichgültig - können auf Böden mit unterschiedlichen pH-Werten wachsen. In Bezug auf die chemische Zusammensetzung des Bodens werden Pflanzen eingeteilt in oligotroph, anspruchslos in Bezug auf die Menge an Nährstoffen; mesotroph, erfordert eine mäßige Menge an Mineralien im Boden (staude Stauden, Fichte), mesotroph, brauchend in großen Zahlen verfügbare Eschenelemente (Eiche, Obst). In Bezug auf einzelne Batterien Arten, die einen hohen Stickstoffgehalt im Boden besonders fordern, werden als - Nitrophile (Brennnessel, Scheunenpflanzen) bezeichnet; erfordert viel Kalzium - Calcephile (Buche, Lärche, Kutter, Baumwolle, Olive); Pflanzen von Salzböden werden Halophyten (Soljanka, Sarsazan) genannt, einige der Halophyten können überschüssige Salze nach außen ausscheiden, wo diese Salze nach dem Trocknen feste Filme oder kristalline Cluster bilden In Bezug auf die mechanische Zusammensetzung freifließende Sandpflanzen - Psammophyten (Saxaul, Sandakazie) Pflanzen von Geröll, Spalten und Vertiefungen von Felsen und anderen ähnlichen Lebensräumen - Lithophyten [Petrophyten] (Wacholder, Traubeneiche) Das Relief des Geländes und die Beschaffenheit des Bodens beeinflussen maßgeblich die Besonderheiten der Bewegung von Tieren, die Verbreitung von Arten, deren Lebenstätigkeit vorübergehend oder dauerhaft mit dem Boden verbunden ist. Die Art des Wurzelsystems (tief, oberflächlich) und die Lebensweise der Bodenfauna hängen vom hydrothermalen Regime der Böden, ihrer Belüftung, mechanischen und chemischen Zusammensetzung ab. Die chemische Zusammensetzung des Bodens und die Vielfalt der Bewohner beeinflussen seine Fruchtbarkeit. Am fruchtbarsten sind humusreiche Schwarzerdeböden. Als abiotischer Faktor beeinflusst das Relief die Verteilung klimatischer Faktoren und damit die Ausbildung der entsprechenden Flora und Fauna. Beispielsweise herrscht an den Südhängen von Hügeln oder Bergen immer eine höhere Temperatur, eine bessere Beleuchtung und dementsprechend weniger Luftfeuchtigkeit.

Abiotische Faktoren sind Faktoren Platz (Sonnenstrahlung) klimatisch (Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, Niederschlag, Luftbewegung), edaphisch oder Boden Faktoren (mechanische Zusammensetzung des Bodens, Feuchtigkeitskapazität, Luftdurchlässigkeit, Bodendichte), orographische Faktoren (Relief, Höhe über NN, Hangexposition), chemische Faktoren (Gaszusammensetzung der Luft, Salzzusammensetzung und Acidität von Wasser und Bodenlösungen). Abiotische Faktoren beeinflussen lebende Organismen (direkt oder indirekt) durch bestimmte Aspekte des Stoffwechsels. Ihre Besonderheit ist die Einseitigkeit der Wirkung: Der Körper kann sich an sie anpassen, hat aber keinen nennenswerten Einfluss auf sie.

ich. Raumfaktoren

Die Biosphäre als Lebensraum für Lebewesen ist nicht isoliert von den komplexen Prozessen im Weltall und nicht nur direkt mit der Sonne verbunden. Kosmischer Staub, meteoritische Materie fällt auf die Erde. Die Erde kollidiert regelmäßig mit Asteroiden und nähert sich Kometen. Substanzen und Wellen, die aus Fackeln resultieren, passieren die Galaxie Supernovae. Natürlich ist unser Planet am engsten mit den Vorgängen auf der Sonne verbunden, mit der sogenannten Sonnenaktivität. Die Essenz dieses Phänomens ist die Umwandlung der in den Magnetfeldern der Sonne angesammelten Energie in die Energie der Bewegung gasförmiger Massen, schneller Teilchen und kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung.

Die intensivsten Prozesse werden in den Aktivitätszentren, sogenannten aktiven Regionen, beobachtet, in denen das Magnetfeld verstärkt wird, Regionen mit erhöhter Helligkeit auftreten, sowie die sogenannten Sonnenflecken. In aktiven Regionen kann es zu explosiven Energiefreisetzungen kommen, begleitet von Plasmaausstößen, dem plötzlichen Auftreten kosmischer Sonnenstrahlen und einer Zunahme von Kurzwellen- und Radioemissionen. Es ist bekannt, dass Änderungen der Flare-Aktivität zyklischer Natur sind mit einem normalen Zyklus von 22 Jahren, obwohl Schwankungen mit einer Häufigkeit von 4,3 bis 1850 Jahren bekannt sind. Die Sonnenaktivität beeinflusst eine Reihe von Lebensvorgängen auf der Erde – vom Auftreten von Epidemien über Geburtenausbrüche bis hin zu großen Klimaveränderungen. Dies wurde bereits 1915 vom russischen Wissenschaftler A. L. Chizhevsky, dem Begründer einer neuen Wissenschaft - der Heliobiologie (aus dem Griechischen helios - Sonne), gezeigt, die die Auswirkungen von Änderungen der Sonnenaktivität auf die Biosphäre der Erde berücksichtigt.

Daher gehört die mit der Sonnenaktivität verbundene elektromagnetische Strahlung mit einem breiten Wellenlängenbereich zu den wichtigsten kosmischen Faktoren. Die Absorption kurzwelliger Strahlung durch die Erdatmosphäre führt zur Bildung von Schutzhüllen, insbesondere der Ozonosphäre. Unter anderen kosmischen Faktoren ist die Korpuskularstrahlung der Sonne zu nennen.

Die Sonnenkorona (der obere Teil der Sonnenatmosphäre), die hauptsächlich aus ionisierten Wasserstoffatomen - Protonen - mit einer Beimischung von Helium besteht, dehnt sich ständig aus. Dieser Wasserstoffplasmastrom verlässt die Korona und breitet sich in radialer Richtung aus und erreicht die Erde. Sie nennen ihn Sonnenwind. Es füllt die ganze Fläche aus Sonnensystem; und fließt ständig um die Erde und interagiert mit ihrem Magnetfeld. Es ist klar, dass dies auf die Dynamik magnetischer Aktivität (z. B. Magnetstürme) zurückzuführen ist und das Leben auf der Erde direkt beeinflusst.

Veränderungen in der Ionosphäre in den Polarregionen der Erde sind auch mit solarer kosmischer Strahlung verbunden, die eine Ionisation verursacht. Während starker Eruptionen der Sonnenaktivität kann die Wirkung der kosmischen Sonnenstrahlung kurzzeitig den üblichen Hintergrund der galaktischen kosmischen Strahlung überschreiten. Gegenwärtig hat die Wissenschaft viele Tatsachenmaterialien angesammelt, die den Einfluss kosmischer Faktoren auf biosphärische Prozesse veranschaulichen. Insbesondere wurde die Empfindlichkeit von Wirbellosen gegenüber Änderungen der Sonnenaktivität nachgewiesen, eine Korrelation ihrer Variationen mit der Dynamik des menschlichen Nerven- und Herz-Kreislauf-Systems sowie mit der Dynamik von Krankheiten - erblich, onkologisch, infektiös usw., wurde eingerichtet.

Merkmale des Einflusses kosmischer Faktoren und Manifestationen der Sonnenaktivität auf die Biosphäre sind, dass die Oberfläche unseres Planeten durch eine mächtige Materieschicht vom Kosmos getrennt ist Gaszustand, also die Atmosphäre.

II. klimatische Faktoren

Die wichtigste klimabildende Funktion gehört der Atmosphäre als Umgebung, die kosmische und solare Faktoren wahrnimmt.

1. Licht. Die Energie der Sonnenstrahlung breitet sich in Form von elektromagnetischen Wellen im Weltraum aus. Etwa 99% davon sind Strahlen mit einer Wellenlänge von 170-4000 nm, davon 48% im sichtbaren Teil des Spektrums mit einer Wellenlänge von 400-760 nm und 45% im Infraroten (Wellenlänge von 750 nm bis 10 "3 m) , etwa 7% - bis ultraviolett (Wellenlänge kleiner als 400 nm).Bei den Prozessen der Photosynthese spielt photosynthetisch aktive Strahlung (380-710 nm) die wichtigste Rolle.

Die Menge an Sonnenstrahlungsenergie, die auf die Erde (bis zur oberen Grenze der Atmosphäre) trifft, ist nahezu konstant und wird auf 1370 W/m2 geschätzt. Dieser Wert wird Solarkonstante genannt.

Beim Durchgang durch die Atmosphäre wird die Sonnenstrahlung von Gasmolekülen, suspendierten Verunreinigungen (fest und flüssig) gestreut, von Wasserdampf, Ozon, Kohlendioxid und Staubpartikeln absorbiert. Gestreute Sonnenstrahlung erreicht teilweise die Erdoberfläche. Seine sichtbarer Teil schafft Licht tagsüber ohne direkte Sonneneinstrahlung, zum Beispiel bei dichter Bewölkung.

Die Energie der Sonnenstrahlung wird von der Erdoberfläche nicht nur absorbiert, sondern auch in Form eines Stroms langwelliger Strahlung von ihr reflektiert. Hellere Oberflächen reflektieren das Licht stärker als dunklere. Reiner Schnee reflektiert also 80-95%, verschmutzt - 40-50, Schwarzerde - 5-14, heller Sand - 35-45, Walddach - 10-18%. Das Verhältnis der von der Oberfläche reflektierten zur einfallenden Sonnenstrahlung wird als Albedo bezeichnet.

Die Strahlungsenergie der Sonne ist mit der Beleuchtung der Erdoberfläche verbunden, die durch Dauer und Intensität bestimmt wird Lichtstrom. Pflanzen und Tiere haben im Laufe der Evolution tiefe physiologische, morphologische und verhaltensbezogene Anpassungen an die Dynamik der Beleuchtung entwickelt. Alle Tiere, auch der Mensch, haben sogenannte circadiane (Tages-)Aktivitätsrhythmen.

Das Bedürfnis der Organismen nach einer bestimmten Dauer von Dunkel- und Hellzeit nennt man Photoperiodismus, wobei jahreszeitliche Schwankungen der Beleuchtung besonders wichtig sind. Der fortschreitende Trend zur Verkürzung der Tageslichtstunden vom Sommer zum Herbst dient als Information zur Vorbereitung auf die Überwinterung bzw. den Winterschlaf. Da photoperiodische Bedingungen vom Breitengrad abhängen, können eine Reihe von Arten (hauptsächlich Insekten) geografische Rassen bilden, die sich in der Schwellentageslänge unterscheiden.

2. Temperatur

Temperaturschichtung ist eine Änderung der Wassertemperatur entlang der Tiefe eines Wasserobjekts. Kontinuierliche Temperaturänderungen sind charakteristisch für alle ökologischen Systeme. Oft wird das Wort "Gradient" verwendet, um eine solche Änderung zu bezeichnen. Die Temperaturschichtung von Wasser in einem Reservoir ist jedoch ein spezifisches Phänomen. Oberflächengewässer erwärmen sich also im Sommer stärker als Tiefengewässer. Da wärmeres Wasser eine geringere Dichte und geringere Viskosität hat, findet seine Zirkulation in der oberflächlichen, erwärmten Schicht statt und es vermischt sich nicht mit dichtem und viskoserem kaltem Wasser. Zwischen warmer und kalter Schicht bildet sich eine Zwischenzone mit starkem Temperaturgefälle, die sogenannte Thermokline. Das allgemeine Temperaturregime verbunden mit periodischen (jährlichen, saisonalen, täglichen) Temperaturänderungen ist auch die wichtigste Bedingung für den Lebensraum von Lebewesen im Wasser.

3. Feuchtigkeit. Luftfeuchtigkeit ist die Menge an Wasserdampf in der Luft. Die unteren Schichten der Atmosphäre sind am feuchtesten (bis zu einer Höhe von 1,5-2,0 km), wo ungefähr 50 % der gesamten Luftfeuchtigkeit konzentriert sind. Der Wasserdampfgehalt der Luft hängt von deren Temperatur ab.

4. Niederschlag ist Wasser in flüssigem (Tropfen) oder festem Zustand, das auf die Erde fällt. auftauchen aus Wolken oder durch Kondensation von Wasserdampf direkt aus der Luft abgelagert. Regen, Schnee, Nieselregen, Eisregen, Schneekörner, Eispellets, Hagel können aus den Wolken fallen. Die Niederschlagsmenge wird durch die Dicke der gefallenen Wasserschicht in Millimetern gemessen.

Niederschlag hängt eng mit der Luftfeuchtigkeit zusammen und ist das Ergebnis der Wasserdampfkondensation. Aufgrund von Kondensation in der Oberflächenluftschicht bilden sich Tau und Nebel, und bei niedrigen Temperaturen wird eine Feuchtigkeitskristallisation beobachtet. Kondensation und Kristallisation von Wasserdampf in höheren Schichten der Atmosphäre bilden Wolken unterschiedliche Struktur und Niederschlag verursachen. Ordnen Sie nasse (feuchte) und trockene (trockene) Zonen der Erde zu. Die maximale Niederschlagsmenge fällt in die Tropenwaldzone (bis zu 2000 mm / Jahr), in Trockenzonen (z. B. in Wüsten) - 0,18 mm / Jahr.

Niederschlag - der wichtigste Faktor, die die Prozesse der Verschmutzung der natürlichen Umwelt beeinflusst. Das Vorhandensein von Wasserdampf (Nebel) in der Luft bei gleichzeitigem Eintritt von beispielsweise Schwefeldioxid führt dazu, dass letzteres zu schwefeliger Säure wird, die zu Schwefelsäure oxidiert wird. Bei stehender Luft (Ruhe) bildet sich ein stabiler giftiger Nebel. Solche Stoffe können aus der Atmosphäre ausgewaschen und auf Land- und Meeresoberflächen abgelagert werden. Eine typische Folge ist der sogenannte saure Regen. Feinstaub in der Atmosphäre kann als Keime für die Feuchtigkeitskondensation dienen und verursachen verschiedene Formen Niederschlag.

5. Atmosphärischer Druck. Als Normaldruck gelten 101,3 kPa (760 mm Hg). Innerhalb der Erdoberfläche gibt es Gebiete mit hohem und niedrigem Druck, und an denselben Stellen werden saisonale und tägliche Minima und Druckmaxima beobachtet. Marine und kontinentale Arten der atmosphärischen Druckdynamik unterscheiden sich ebenfalls. Periodisch auftretende Tiefdruckgebiete werden Zyklone genannt und zeichnen sich durch starke Luftströmungen aus, die sich spiralförmig bewegen und sich im Raum zum Zentrum hin bewegen. Zyklone sind mit instabilem Wetter verbunden und große Menge Niederschlag.

Im Gegensatz dazu sind Antizyklone durch stabiles Wetter, niedrige Windgeschwindigkeiten und in einigen Fällen durch Temperaturinversionen gekennzeichnet. Während Antizyklonen können ungünstige meteorologische Bedingungen im Hinblick auf die Übertragung und Verteilung von Verunreinigungen auftreten.

6. Luftbewegung. Der Grund für die Bildung von Windströmungen und die Bewegung von Luftmassen ist die ungleichmäßige Erwärmung verschiedener Teile der Erdoberfläche, verbunden mit Druckabfällen. Die Windströmung ist auf niedrigeren Druck gerichtet, aber die Rotation der Erde beeinflusst auch die Zirkulation von Luftmassen im globalen Maßstab. In der oberen Luftschicht beeinflusst die Bewegung der Luftmassen alle meteorologischen Faktoren der Umwelt, d.h. auf das Klima, einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Land- und Meeresverdunstung und Pflanzentranspiration.

Es ist besonders wichtig zu wissen, dass Windströmungen der wichtigste Faktor bei der Übertragung, Ausbreitung und Abscheidung von Schadstoffen sind, die von Industrieunternehmen, Wärmekraftwerken und dem Verkehr in die Atmosphäre gelangen. Stärke und Richtung des Windes bestimmen die Art der Umweltverschmutzung. Zum Beispiel wird Windstille in Kombination mit einer Inversion der Lufttemperatur als widrige meteorologische Bedingungen (NMC) angesehen, die zu einer langfristigen schweren Luftverschmutzung in Gebieten von Industrieunternehmen und menschlichen Behausungen beitragen.

Allgemein Muster der Verteilung von Ebenen und regionalen Regimen von Umweltfaktoren

Die geographische Hülle der Erde (wie die Biosphäre) ist räumlich heterogen, sie ist in voneinander verschiedene Territorien differenziert. Es wird sukzessive in physisch-geografische Zonen, geografische Zonen, intrazonale Berg- und Tieflandregionen und Unterregionen, Unterzonen usw. unterteilt.

Der physikalisch-geographische Gürtel ist die größte taxonomische Einheit der geographischen Schale, die aus einer Reihe besteht geografische Gebiete, die in Bezug auf Wärmehaushalt und Befeuchtungsregime nahe beieinander liegen.

Es gibt insbesondere die arktischen und antarktischen, subarktischen und subantarktischen, nördlichen und südlichen gemäßigten und subtropischen, subäquatorialen und äquatorialen Gürtel.

geographisch (aka.–natürliche, Landschaft) Zone–dies ist ein wesentlicher Teil des physiographischen Gürtels mit Sonderzeichen geomorphologische Prozesse, mit besonderen Arten von Klima, Vegetation, Böden, Flora und Fauna.

Die Zonen haben überwiegend (aber keineswegs immer) breitgestreckte Umrisse und zeichnen sich durch ähnliche natürliche Bedingungen aus, eine bestimmte Abfolge je nach Breitengrad – dies ist geografische Breitenzonalität, hauptsächlich aufgrund der Art der Verteilung der Sonnenenergie über Breitengrade , d.h. mit einer Abnahme seiner Ankunft vom Äquator zu den Polen und einer ungleichmäßigen Befeuchtung.

Neben dem Breitengrad gibt es auch eine für Bergregionen typische vertikale (oder Höhen-) Zonalität, d. h. eine Veränderung der Vegetation, der Tierwelt, des Bodens und der klimatischen Bedingungen, wenn Sie sich vom Meeresspiegel erheben, hauptsächlich verbunden mit einer Veränderung des Wärmehaushalts: Die Lufttemperaturdifferenz beträgt 0,6-1,0 °C pro 100 m Höhe.

III. edaphischoder ErdeFaktoren

Nach der Definition von V. R. Williams ist der Boden ein lockerer Oberflächenhorizont des Landes, der eine Pflanzenernte hervorbringen kann. Die wichtigste Eigenschaft des Bodens ist seine Fruchtbarkeit, d.h. die Fähigkeit, Pflanzen mit organischen und mineralischen Nährstoffen zu versorgen. Die Fruchtbarkeit hängt von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens ab, die zusammen edaphogen sind (aus dem Griechischen. edafos - Boden) oder edaphische Faktoren.

1. Mechanische Zusammensetzung des Bodens. Der Boden ist ein Produkt der physikalischen, chemischen und biologischen Umwandlung (Verwitterung) von Gesteinen, er ist ein dreiphasiges Medium, das Feststoffe enthält; flüssige und gasförmige Bestandteile. Es entsteht durch komplexe Wechselwirkungen von Klima, Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen und gilt als bioinerter Körper, der lebende und nicht lebende Bestandteile enthält.

Es gibt viele Arten von Böden auf der Welt, die mit unterschiedlichen klimatischen Bedingungen und den Besonderheiten ihrer Entstehungsprozesse verbunden sind. Böden zeichnen sich durch eine gewisse Zonalität aus, wobei die Gürtel keineswegs immer durchgehend sind. Unter Haupttypen Die Böden Russlands können als Tundra bezeichnet werden, podzolische Böden der Taiga-Waldzone (die häufigsten), Schwarzerde, graue Waldböden, Kastanienböden (südlich und östlich von Schwarzerde), braune Böden (charakteristisch für trockene Steppen und halb- Wüsten), rote Böden, Solonchaks usw. .

Durch Stoffbewegungen und Stoffumwandlungen wird der Boden in der Regel in einzelne Schichten oder Horizonte unterteilt, deren Kombination im Schnitt ein Bodenprofil bildet (Abb. 2), das im Allgemeinen so aussieht:

der oberste Horizont (ABER 1 ), Zerfallsprodukte organischer Substanz enthält, ist am fruchtbarsten. Es wird Humus oder Humus genannt, hat eine körnig-klumpige oder schichtige Struktur. Darin finden komplexe physikalisch-chemische Prozesse statt, durch die Elemente der Pflanzenernährung gebildet werden. Humus hat eine andere Farbe.

Oberhalb des Humushorizonts befindet sich eine Schicht aus Pflanzenstreu, die allgemein als Streu (A 0 ) bezeichnet wird. Es besteht aus unverrotteten Pflanzenresten.

Unterhalb des Humushorizonts befindet sich eine unfruchtbare weißliche Schicht von 10-12 cm Dicke (A 2). Nährstoffe mit Wasser oder Säuren ausgewaschen. Daher wird es als Auslaugungs- oder Auswaschungshorizont bezeichnet. Eigentlich ist es ein podsolischer Horizont. Quarz und Aluminiumoxid werden schwach gelöst und verbleiben in diesem Horizont.

Noch tiefer liegt das Muttergestein (C).

Abiotische Faktoren umfassen verschiedene Wirkungen von nicht lebenden (physikochemischen) Bestandteilen der Natur auf biologische Systeme.

Folgende abiotische Hauptfaktoren werden unterschieden:

Lichtmodus (Beleuchtungsstärke);

Temperaturregime (Temperatur);

Wasserregime (Feuchtigkeit),

Sauerstoffregime (Sauerstoffgehalt);

Physikalische und mechanische Eigenschaften des Mediums (Dichte, Viskosität, Druck);

Chemische Eigenschaften des Mediums (Säuregehalt, Gehalt an verschiedenen Chemikalien).

Darüber hinaus gibt es zusätzliche abiotische Faktoren: die Bewegung der Umgebung (Wind, Wasserströmung, Brandung, Schauer), Heterogenität der Umgebung (Vorhandensein von Unterständen).

Manchmal wird die Wirkung abiotischer Faktoren katastrophal: bei Bränden, Überschwemmungen, Dürren. Mit großen natürlichen u von Menschen verursachte Katastrophen Es kann zu einer vollständigen Zerstörung aller Organismen kommen.

In Bezug auf die Wirkung der wichtigsten abiotischen Faktoren werden ökologische Gruppen von Organismen unterschieden.

Um diese Gruppen zu beschreiben, werden Begriffe verwendet, die Wurzeln altgriechischen Ursprungs beinhalten: -phytes (von "phyton" - eine Pflanze), -philes (von "phileo" - ich liebe), -trophy (von "trophy" - Nahrung) , -phagen (von „phagos“ – ein Verschlinger). Die Wurzel - Phyta wird in Bezug auf Pflanzen und Prokaryoten (Bakterien) verwendet, die Wurzel - Phyla - in Bezug auf Tiere (seltener in Bezug auf Pflanzen, Pilze und Prokaryoten), die Wurzel - Trophäe - in Bezug auf Pflanzen, Pilze und einige Prokaryoten, die Wurzel - Phagen - in Bezug auf Tiere sowie einige Viren.

Das Lichtregime wirkt sich zunächst direkt auf Pflanzen aus. In Bezug auf die Beleuchtung werden folgende ökologische Pflanzengruppen unterschieden:

1. Heliophyten - lichtliebende Pflanzen (Pflanzen von Freiflächen, ständig gut beleuchtete Lebensräume).

2. Sciophyten - schattenliebende Pflanzen, die keine intensive Beleuchtung vertragen (Pflanzen der unteren Schichten schattiger Wälder).

3. Fakultative Heliophyten - schattentolerante Pflanzen (bevorzugen eine hohe Lichtintensität, können sich aber bei schwachem Licht entwickeln). Diese Pflanzen sind teilweise Heliophyten, teilweise Sciophyten.

Temperaturregime. Die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen niedrige Temperaturen wird erreicht, indem die Struktur des Zytoplasmas verändert und die Oberfläche reduziert wird (z. B. durch Laubfall, Umwandlung typischer Blätter in Nadeln). Erhöhung der Pflanzenresistenz gegen hohe Temperaturen Dies wird erreicht, indem die Struktur des Zytoplasmas verändert, die erhitzte Fläche reduziert und eine dicke Kruste gebildet wird (es gibt Pyrophytenpflanzen, die Brände vertragen).

Tiere regulieren die Körpertemperatur auf verschiedene Weise:

Biochemische Regulierung - eine Änderung der Stoffwechselintensität und des Wärmeerzeugungsniveaus;

Physikalische Thermoregulation - Änderung der Wärmeübertragung;

Abhängig von den klimatischen Bedingungen weisen nahe Tierarten eine Variabilität in Körpergröße und -proportionen auf, die durch im 19. Jahrhundert etablierte empirische Regeln beschrieben werden. Bergmans Regel: Wenn sich zwei eng verwandte Tierarten in ihrer Größe unterscheiden, lebt die größere Art in kälteren und die kleinere in einem warmen Klima. Allensche Regel - wenn zwei nahe verwandte Tierarten unterschiedlich leben Klimabedingungen, dann nimmt das Verhältnis von Körperoberfläche zu Körpervolumen mit dem Vordringen in hohe Breiten ab.

Wasserregime. Entsprechend ihrer Fähigkeit, den Wasserhaushalt aufrechtzuerhalten, werden Pflanzen in poikilohydrische und homeiohydrische Pflanzen eingeteilt. Poikilohydrische Pflanzen nehmen leicht Wasser auf und verlieren es leicht, tolerieren eine längere Austrocknung. In der Regel sind dies Pflanzen mit schwach entwickeltem Gewebe (Moos, einige Farne und Blütenpflanzen) sowie Algen, Pilze und Flechten. Heimische Pflanzen sind in der Lage, einen konstanten Wassergehalt im Gewebe aufrechtzuerhalten. Unter ihnen sind die folgenden ökologischen Gruppen:

1. Hydatophyten - in Wasser getauchte Pflanzen; ohne Wasser sterben sie schnell;

2. Hydrophyten - Pflanzen extrem wassergesättigter Lebensräume (Ufer von Stauseen, Sümpfen); gekennzeichnet durch eine hohe Transpiration; nur bei ständiger intensiver Wasseraufnahme wachstumsfähig;

3. Hygrophyten - erfordern feuchte Böden und hohe Luftfeuchtigkeit; wie die Pflanzen der vorigen Gruppen vertragen sie keine Austrocknung;

4. Mesophyten - benötigen mäßige Feuchtigkeit, vertragen kurzfristige Trockenheit; es ist eine große und heterogene Pflanzengruppe;

5. Xerophyten – Pflanzen, die in der Lage sind, Feuchtigkeit zu entziehen, wenn sie fehlt, Wasserverdunstung zu begrenzen oder Wasser zu speichern;

6. Sukkulenten - Pflanzen mit einem entwickelten wasserspeichernden Parenchym in verschiedenen Organen; die Saugkraft der Wurzeln ist gering (bis 8 atm), Kohlendioxidfixierung erfolgt nachts (saurer Stoffwechsel der Crassulidae);

In einigen Fällen ist Wasser in großen Mengen verfügbar, aber für Pflanzen nicht ohne weiteres verfügbar (niedrige Temperatur, hoher Salzgehalt oder hoher Säuregehalt). In diesem Fall erhalten Pflanzen xeromorphe Merkmale, z. B. Pflanzen von Sümpfen, Salzböden (Halophyten).

Tiere in Bezug auf Wasser werden in folgende ökologische Gruppen eingeteilt: Hygrophile, Mesophile und Xerophile.

Die Verringerung des Wasserverlusts wird auf verschiedene Weise erreicht. Zunächst entwickeln sich wasserdichte Körperhüllen (Arthropoden, Reptilien, Vögel). Die Ausscheidungsorgane sind verbessert: Malpighische Gefäße bei Spinnentieren und Trachealatmern, Beckennieren bei Amnioten. Die Konzentration von Stickstoffstoffwechselprodukten steigt: Harnstoff, Harnsäure und andere. Die Verdunstung von Wasser ist temperaturabhängig, daher spielen Verhaltensreaktionen zur Vermeidung von Überhitzung eine wichtige Rolle bei der Wassereinsparung. Von besonderer Bedeutung ist die Konservierung von Wasser während der Embryonalentwicklung außerhalb des mütterlichen Organismus, was zum Auftreten von Embryonalmembranen führt; bei Insekten werden seröse und amniotische Membranen gebildet, bei eierlegenden Amnioten - Serosa, Amnion und Allantois.

Chemische Eigenschaften der Umwelt.

Sauerstoffmodus. In Bezug auf den Sauerstoffgehalt werden alle Organismen in aerobe (benötigen einen erhöhten Sauerstoffgehalt) und anaerobe (benötigen keinen Sauerstoff) eingeteilt. Anaerobier werden in fakultative (können sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Sauerstoff existieren) und obligate (können nicht in einer Sauerstoffumgebung existieren) unterteilt werden.

1. oligotroph - anspruchslos an den Gehalt an mineralischen Nährstoffen im Boden;

2. eutroph oder megatroph – anspruchsvoll für die Bodenfruchtbarkeit; Unter den eutrophen Pflanzen stechen die Nitrophilen hervor, die einen hohen Stickstoffgehalt im Boden erfordern.

3. mesotroph - nehmen Sie eine Zwischenposition zwischen oligotrophen und megatrophen Pflanzen ein.

Unter Organismen, die fertige organische Substanzen über die gesamte Körperoberfläche aufnehmen (z. B. unter Pilzen), werden folgende ökologische Gruppen unterschieden:

Wurfsaprotrophe - zersetzen den Müll.

Humussaprotrophe - bauen Humus ab.

Xylotrophe oder Xylophile - entwickeln sich auf Holz (auf toten oder geschwächten Pflanzenteilen).

Koprotrophe oder Koprophile - entwickeln sich auf den Überresten von Exkrementen.

Auch der pH-Wert des Bodens ist für Pflanzen wichtig. Es gibt acidophile Pflanzen, die saure Böden bevorzugen (Sphagnum, Schachtelhalm, Wollgras), calciphile oder basophile Pflanzen, die alkalische Böden bevorzugen (Wermut, Huflattich, Luzerne) und Pflanzen, die anspruchslos an den pH-Wert des Bodens sind (Kiefer, Birke, Schafgarbe, Maiglöckchen). Tal).