Wir beginnen unsere Bekanntschaft mit der Ökologie vielleicht mit einer der am weitesten entwickelten und am besten untersuchten Abteilungen - der Autökologie. Die Aufmerksamkeit der Autökologie richtet sich auf die Interaktion von Individuen oder Personengruppen mit den Bedingungen ihrer Umwelt. Daher ist der Schlüsselbegriff der Autökologie der ökologische Faktor, also der Umweltfaktor, der auf den Körper einwirkt.

Keine Umweltschutzmaßnahmen sind möglich, ohne die optimale Wirkung des einen oder anderen Faktors auf eine bestimmte biologische Art zu untersuchen. In der Tat, wie man diese oder jene Art schützt, wenn man nicht weiß, welche Lebensbedingungen er bevorzugt. Schon der „Schutz“ einer solchen Art als vernünftiger Mensch erfordert Kenntnisse über sanitäre und hygienische Standards, die nichts anderes sind als das Optimum verschiedener Umweltfaktoren in Bezug auf einen Menschen.

Der Einfluss der Umwelt auf den Körper wird als Umweltfaktor bezeichnet. Die genaue wissenschaftliche Definition lautet:

ÖKOLOGISCHER FAKTOR - jede Umweltbedingung, auf die das Lebende mit Anpassungsreaktionen reagiert.

Ein Umweltfaktor ist jedes Element der Umwelt, das sich direkt oder indirekt auf lebende Organismen zumindest während einer ihrer Entwicklungsphasen auswirkt.

Umweltfaktoren werden naturgemäß in mindestens drei Gruppen eingeteilt:

abiotische Faktoren - der Einfluss der unbelebten Natur;

biotische Faktoren - der Einfluss von Wildtieren.

Anthropogene Faktoren - Einflüsse, die durch vernünftige und unvernünftige menschliche Aktivitäten ("anthropos" - eine Person) verursacht werden.

Der Mensch verändert die belebte und unbelebte Natur und übernimmt in gewissem Sinne eine geochemische Rolle (z. B. indem er über viele Millionen Jahre in Form von Kohle und Öl eingeschlossenen Kohlenstoff freisetzt und mit Kohlendioxid in die Luft abgibt). Daher nähern sich anthropogene Faktoren hinsichtlich Umfang und globaler Wirkung geologischen Kräften an.

Nicht selten werden auch Umweltfaktoren einer genaueren Klassifizierung unterzogen, wenn es notwendig ist, auf eine bestimmte Gruppe von Faktoren hinzuweisen. Beispielsweise gibt es klimatische (klimabezogene), edaphische (Boden) Umweltfaktoren.

Als Lehrbuchbeispiel für die indirekte Wirkung von Umweltfaktoren werden die sogenannten Vogelkolonien genannt, das sind riesige Ansammlungen von Vögeln. Die hohe Vogeldichte erklärt sich aus einer ganzen Kette von Ursache-Wirkungs-Beziehungen. Vogelkot gelangt ins Wasser, organische Substanzen im Wasser werden durch Bakterien mineralisiert, eine erhöhte Konzentration an Mineralien führt zu einer Zunahme der Algenzahl und danach - Zooplankton. Die im Zooplankton enthaltenen niederen Krebstiere werden von Fischen gefüttert, und die Vögel, die die Vogelkolonie bewohnen, ernähren sich von Fischen. Die Kette schließt sich. Vogelkot wirkt als Umweltfaktor, der indirekt die Zahl der Vogelkolonien erhöht.

Wie kann man die Wirkung von so unterschiedlichen Faktoren vergleichen? Trotz der Vielzahl von Faktoren ergibt sich schon aus der Definition des Umweltfaktors als auf den Körper einwirkendes Umweltelement eine Gemeinsamkeit. Nämlich: Die Wirkung von Umweltfaktoren drückt sich immer in einer Veränderung der Lebenstätigkeit von Organismen aus und führt letztendlich zu einer Veränderung der Bevölkerungsgröße. Dadurch ist es möglich, die Wirkung verschiedener Umweltfaktoren zu vergleichen.

Selbstverständlich wird die Wirkung eines Faktors auf eine Person nicht durch die Natur des Faktors, sondern durch seine Dosis bestimmt. Im Lichte der oben genannten und sogar einfachen Lebenserfahrung wird offensichtlich, dass die Wirkung genau von der Dosis des Faktors bestimmt wird. Was ist eigentlich der Faktor "Temperatur"? Das ist eine ziemliche Abstraktion, aber wenn Sie sagen, dass die Temperatur -40 Grad Celsius beträgt, ist keine Zeit für Abstraktionen, es wäre besser, sich in alles Warme einzuhüllen! Andererseits werden uns +50 Grad nicht viel besser erscheinen.

Somit beeinflusst der Faktor den Körper mit einer bestimmten Dosis, und unter diesen Dosen kann man die minimale, maximale und optimale Dosis sowie die Werte unterscheiden, bei denen das Leben eines Individuums aufhört (sie werden als tödlich bezeichnet, oder tödlich).

Die Wirkung verschiedener Dosen auf die Gesamtbevölkerung wird grafisch sehr anschaulich beschrieben:

Auf der Ordinatenachse ist die Populationsgröße in Abhängigkeit von der Dosis des einen oder anderen Faktors aufgetragen (Abszissenachse). Es werden die optimalen Dosen des Faktors und die Dosen der Wirkung des Faktors unterschieden, bei denen die Hemmung der Vitalaktivität des gegebenen Organismus eintritt. In der Grafik entspricht dies 5 Zonen:

optimale Zone

rechts und links davon die Pessimumzonen (von der Grenze der optimalen Zone bis max bzw. min)

tödliche Zonen (jenseits von Max und Min), in denen die Bevölkerung 0 ist.

Der Wertebereich des Faktors, ab dem das normale Leben des Einzelnen unmöglich wird, wird als Ausdauergrenze bezeichnet.

In der nächsten Lektion werden wir uns ansehen, wie sich Organismen in Bezug auf verschiedene Umweltfaktoren unterscheiden. Mit anderen Worten, die nächste Lektion konzentriert sich auf die ökologischen Gruppen von Organismen sowie auf das Liebig-Fass und wie all dies mit der Definition von MPC zusammenhängt.

Glossar

FACTOR ABIOTIC - ein Zustand oder eine Reihe von Zuständen der anorganischen Welt; ökologischer Faktor der unbelebten Natur.

ANTHROPOGENER FAKTOR - ein Umweltfaktor, der seinen Ursprung menschlicher Aktivität verdankt.

PLANKTON - eine Gruppe von Organismen, die in der Wassersäule leben und der Übertragung von Strömungen nicht aktiv widerstehen können, dh im Wasser "schwimmen".

BIRD MARKET - eine koloniale Siedlung von Vögeln, die mit der aquatischen Umwelt in Verbindung stehen (Quillemots, Möwen).

Auf welche ökologischen Faktoren aus ihrer ganzen Vielfalt achtet der Forscher zuerst? Nicht selten steht ein Forscher vor der Aufgabe, diejenigen Umweltfaktoren zu identifizieren, die die Lebenstätigkeit von Vertretern einer bestimmten Population hemmen, Wachstum und Entwicklung begrenzen. Beispielsweise müssen die Gründe für den Ertragsrückgang oder die Gründe für das Aussterben der natürlichen Population herausgefunden werden.

Bei aller Vielfalt der Umweltfaktoren und den Schwierigkeiten bei der Bewertung ihrer gemeinsamen (Komplex-)Wirkung ist es wichtig, dass die Faktoren, die den natürlichen Komplex ausmachen, von ungleicher Bedeutung sind. Bereits im 19. Jahrhundert stellte Liebig (Liebig, 1840) bei der Untersuchung der Wirkung verschiedener Mikroelemente auf das Pflanzenwachstum fest, dass das Pflanzenwachstum durch das Element begrenzt wird, dessen Konzentration am geringsten ist. Der mangelhafte Faktor wurde der limitierende Faktor genannt. Im übertragenen Sinne trägt diese Position dazu bei, das sogenannte „Liebigsche Fass“ darzustellen.

Liebig-Lauf

Stellen Sie sich ein Fass mit Holzlatten an den Seiten unterschiedlicher Höhe vor, wie auf dem Bild gezeigt. Es ist klar, egal wie hoch die anderen Latten sind, aber Sie können genau so viel Wasser in das Fass gießen, wie die Länge der kürzesten Latte (in diesem Fall 4 Würfel).

Es bleibt nur, einige Begriffe zu "ersetzen": Lassen Sie die Höhe des gegossenen Wassers eine biologische oder ökologische Funktion sein (z. B. Produktivität), und die Höhe der Schienen gibt den Grad der Abweichung der Dosis des einen oder anderen Faktors an vom Optimum.

Gegenwärtig wird das Liebigsche Minimumgesetz weiter ausgelegt. Ein limitierender Faktor kann ein Faktor sein, der nicht nur knapp, sondern auch im Überfluss vorhanden ist.

Der Umweltfaktor spielt die Rolle eines BEGRENZUNGSFAKTORS, wenn dieser Faktor unter dem kritischen Niveau liegt oder das maximal tolerierbare Niveau überschreitet.

Der limitierende Faktor bestimmt das Verbreitungsgebiet der Art oder beeinflusst (unter weniger strengen Bedingungen) das allgemeine Stoffwechselniveau. Beispielsweise ist der Gehalt an Phosphaten im Meerwasser ein limitierender Faktor, der die Entwicklung von Plankton und die Gesamtproduktivität von Lebensgemeinschaften bestimmt.

Das Konzept des „begrenzenden Faktors“ gilt nicht nur für verschiedene Elemente, sondern für alle Umweltfaktoren. Wettbewerbsbeziehungen wirken oft als limitierender Faktor.

Jeder Organismus hat seine eigenen Grenzen der Belastbarkeit in Bezug auf verschiedene Umweltfaktoren. Je nachdem, wie weit oder eng diese Grenzen sind, werden eurybionte und stenobiontische Organismen unterschieden. Eurybionten sind in der Lage, ein breites Spektrum an Intensität verschiedener Umweltfaktoren zu ertragen. Zum Beispiel reicht der Lebensraum eines Fuchses von der Waldtundra bis zu den Steppen. Stenobionten dagegen ertragen nur sehr geringe Schwankungen in der Intensität des Umweltfaktors. Zum Beispiel sind fast alle tropischen Regenwaldpflanzen Stenobionten.

Nicht selten wird angegeben, welcher Faktor gemeint ist. Wir können also über eurythermale (tolerierende große Temperaturschwankungen) Organismen (viele Insekten) und stenotherme (für tropische Waldpflanzen können Temperaturschwankungen innerhalb von +5 ... +8 Grad C tödlich sein); eury / stenohalin (tolerieren / nicht tolerieren von Schwankungen des Wassersalzgehalts); evry / stenobats (leben in weiten / engen Grenzen der Tiefe des Reservoirs) und so weiter.

Die Entstehung von Stenobiontenarten im Prozess der biologischen Evolution kann als eine Form der Spezialisierung angesehen werden, bei der eine größere Effizienz auf Kosten der Anpassungsfähigkeit erreicht wird.

Zusammenspiel von Faktoren. MPC.

Bei der unabhängigen Wirkung von Umweltfaktoren reicht es aus, mit dem Begriff des "limitierenden Faktors" zu operieren, um die kombinierte Wirkung eines Komplexes von Umweltfaktoren auf einen bestimmten Organismus zu bestimmen. Unter realen Bedingungen können sich Umweltfaktoren jedoch gegenseitig verstärken oder abschwächen. Beispielsweise ist Frost in der Region Kirow leichter zu ertragen als in St. Petersburg, da letztere eine höhere Luftfeuchtigkeit aufweist.

Die Berücksichtigung des Zusammenspiels von Umweltfaktoren ist ein wichtiges wissenschaftliches Problem. Es gibt drei Haupttypen von Interaktionsfaktoren:

additiv - die Wechselwirkung von Faktoren ist eine einfache algebraische Summe der Auswirkungen jedes der Faktoren mit einer unabhängigen Wirkung;

synergistisch - die gemeinsame Wirkung von Faktoren verstärkt die Wirkung (dh die Wirkung ihrer gemeinsamen Wirkung ist größer als die einfache Summe der Wirkungen jedes Faktors mit unabhängiger Wirkung);

antagonistisch - die gemeinsame Wirkung von Faktoren schwächt die Wirkung (das heißt, die Wirkung ihrer gemeinsamen Wirkung ist geringer als die einfache Summe der Wirkungen jedes Faktors).

Warum ist es wichtig, das Zusammenspiel von Umweltfaktoren zu kennen? Die theoretische Begründung des Werts der maximal zulässigen Konzentrationen (MPC) von Schadstoffen oder der maximal zulässigen Werte (MPL) der Einwirkung von Schadstoffen (z. B. Lärm, Strahlung) basiert auf dem Gesetz des Begrenzungsfaktors. MPC wird experimentell auf ein Niveau eingestellt, bei dem noch keine pathologischen Veränderungen im Körper auftreten. Gleichzeitig gibt es Schwierigkeiten (z. B. ist es meistens notwendig, Daten von Tieren auf Menschen zu extrapolieren). Allerdings geht es hier nicht um sie.

Es ist nicht ungewöhnlich zu hören, wie Umweltbehörden erfreut berichten, dass die Konzentration der meisten Schadstoffe in der Atmosphäre der Stadt innerhalb des MPC liegt. Gleichzeitig stellen die staatlichen Gesundheits- und epidemiologischen Aufsichtsbehörden eine Zunahme von Atemwegserkrankungen bei Kindern fest. Die Erklärung könnte so lauten. Es ist kein Geheimnis, dass viele Luftschadstoffe eine ähnliche Wirkung haben: Sie reizen die Schleimhäute der oberen Atemwege, provozieren Atemwegserkrankungen etc. Und die gemeinsame Wirkung dieser Schadstoffe ergibt einen additiven (oder synergistischen) Effekt.

Daher sollte idealerweise bei der Entwicklung von MPC-Standards und der Bewertung der bestehenden Umweltsituation das Zusammenspiel der Faktoren berücksichtigt werden. Leider kann dies in der Praxis sehr schwierig sein: Es ist schwierig, ein solches Experiment zu planen, es ist schwierig, die Wechselwirkung zu bewerten, und die Verschärfung der MPCs hat negative wirtschaftliche Auswirkungen.

Glossar

MIKROELEMENTE - chemische Elemente, die für Organismen in vernachlässigbaren Mengen notwendig sind, aber den Erfolg ihrer Entwicklung bestimmen. M. in Form von Mikrodüngern wird zur Ertragssteigerung von Pflanzen eingesetzt.

BEGRENZUNGSFAKTOR - ein Faktor, der den Rahmen (bestimmend) für den Verlauf eines Prozesses oder für die Existenz eines Organismus (Art, Gemeinschaft) festlegt.

AREAL - das Verbreitungsgebiet einer systematischen Gruppe von Organismen (Art, Gattung, Familie) oder einer bestimmten Art von Organismengemeinschaft (z. B. das Gebiet der Flechtenkiefernwälder).

STOFFWECHSEL - (in Bezug auf den Körper) ständiger Verbrauch, Umwandlung, Verwendung, Ansammlung und Verlust von Stoffen und Energie in lebenden Organismen. Leben ist nur durch Stoffwechsel möglich.

eurybiont - ein Organismus, der unter verschiedenen Umweltbedingungen lebt

STENOBIONT - ein Organismus, der streng definierte Existenzbedingungen erfordert.

XENOBIOTIC - eine körperfremde chemische Substanz, die natürlicherweise nicht in den biotischen Kreislauf aufgenommen wird. Ein Fremdstoff ist in der Regel anthropogenen Ursprungs.

Ökosystem

STÄDTISCHE UND INDUSTRIELLE ÖKOSYSTEME

Allgemeine Merkmale urbaner Ökosysteme.

Städtische Ökosysteme sind heterotroph, der Anteil an Solarenergie, der durch städtische Anlagen oder Solarpaneele auf den Dächern von Häusern fixiert wird, ist unbedeutend. Die Hauptenergiequellen für die Unternehmen der Stadt, Heizung und Beleuchtung der Wohnungen der Bürger befinden sich außerhalb der Stadt. Dies sind Vorkommen von Öl-, Gas-, Kohle-, Wasser- und Kernkraftwerken.

Die Stadt verbraucht eine riesige Menge Wasser, von dem nur ein kleiner Teil eine Person für den direkten Verbrauch verwendet. Der Hauptteil des Wassers wird für Produktionsprozesse und Haushaltszwecke verwendet. Der persönliche Wasserverbrauch in Städten liegt zwischen 150 und 500 Litern pro Tag, und unter Berücksichtigung der Industrie entfallen auf einen Bürger bis zu 1000 Liter pro Tag. Von Städten genutztes Wasser kehrt verschmutzt in die Natur zurück – es ist gesättigt mit Schwermetallen, Ölrückständen, komplexen organischen Stoffen wie Phenol etc. Es kann Krankheitserreger enthalten. Die Stadt stößt giftige Gase und Staub in die Atmosphäre aus, konzentriert giftige Abfälle auf Deponien, die mit Quellwasser in aquatische Ökosysteme gelangen. Pflanzen wachsen als Teil urbaner Ökosysteme in Parks, Gärten und Rasenflächen, ihr Hauptzweck ist es, die Gaszusammensetzung der Atmosphäre zu regulieren. Sie setzen Sauerstoff frei, absorbieren Kohlendioxid und reinigen die Atmosphäre von schädlichen Gasen und Stäuben, die beim Betrieb von Industrieunternehmen und beim Transport in sie gelangen. Pflanzen haben auch einen großen ästhetischen und dekorativen Wert.

Tiere in der Stadt sind nicht nur durch Arten vertreten, die in natürlichen Ökosystemen vorkommen (Vögel leben in Parks: Gartenrotschwänzchen, Nachtigall, Bachstelze; Säugetiere: Wühlmäuse, Eichhörnchen und Vertreter anderer Tiergruppen), sondern auch durch eine spezielle Gruppe von Stadttieren - menschliche Gefährten. Es umfasst Vögel (Spatzen, Stare, Tauben), Nagetiere (Ratten und Mäuse) und Insekten (Kakerlaken, Bettwanzen, Motten). Viele mit Menschen assoziierte Tiere ernähren sich von Müll auf Müllhalden (Dohlen, Spatzen). Das sind die städtischen Krankenschwestern. Die Zersetzung organischer Abfälle wird durch Fliegenlarven und andere Tiere und Mikroorganismen beschleunigt.

Das Hauptmerkmal der Ökosysteme moderner Städte ist, dass das ökologische Gleichgewicht in ihnen gestört ist. Alle Prozesse zur Regulierung des Stoff- und Energieflusses, die ein Mensch übernehmen muss. Eine Person muss sowohl den Energie- und Ressourcenverbrauch der Stadt regulieren - Rohstoffe für die Industrie und Lebensmittel für die Menschen als auch die Menge an Giftmüll, die durch Industrie und Verkehr in die Atmosphäre, das Wasser und den Boden gelangen. Schließlich bestimmt es auch die Größe dieser Ökosysteme, die sich in Industrieländern und in den letzten Jahren in Russland aufgrund des Baus von Vorstädten schnell „ausbreiten“. Niedrige Gebiete reduzieren die Fläche von Wäldern und landwirtschaftlichen Flächen, ihre "Ausbreitung" erfordert den Bau neuer Autobahnen, wodurch der Anteil der Ökosysteme verringert wird, die in der Lage sind, Nahrung zu produzieren und Sauerstoff zu zirkulieren.

Industrielle Umweltverschmutzung.

In städtischen Ökosystemen ist die industrielle Verschmutzung am gefährlichsten für die Natur.

Chemische Verschmutzung der Atmosphäre. Dieser Faktor ist einer der gefährlichsten für das menschliche Leben. Die häufigsten Schadstoffe

Schwefeldioxid, Stickoxide, Kohlenmonoxid, Chlor usw. In einigen Fällen können zwei oder relativ mehrere relativ harmlose Stoffe, die in die Atmosphäre freigesetzt werden, unter dem Einfluss von Sonnenlicht toxische Verbindungen bilden. Ökologen zählen etwa 2.000 Luftschadstoffe.

Die Hauptverschmutzungsquellen sind Wärmekraftwerke. Auch Kesselhäuser, Ölraffinerien und Fahrzeuge belasten die Atmosphäre stark.

Chemische Verschmutzung von Gewässern. Unternehmen leiten Ölprodukte, Stickstoffverbindungen, Phenol und viele andere Industrieabfälle in Gewässer. Während der Ölförderung werden Gewässer mit salzhaltigen Arten verschmutzt, Öl und Ölprodukte werden auch während des Transports verschüttet. In Russland leiden die Seen im Norden Westsibiriens am stärksten unter der Ölverschmutzung. In den letzten Jahren hat die Gefährdung aquatischer Ökosysteme durch häusliches Abwasser aus kommunalen Abwasserkanälen zugenommen. In diesen Abwässern hat sich die Konzentration an Detergenzien erhöht, die von Mikroorganismen nur schwer abgebaut werden.

Solange die Menge an Schadstoffen, die in die Atmosphäre emittiert oder in Flüsse eingeleitet werden, gering ist, können die Ökosysteme selbst damit fertig werden. Bei mäßiger Verschmutzung wird das Wasser im Fluss nach 3-10 km von der Verschmutzungsquelle fast sauber. Wenn es zu viele Schadstoffe gibt, können Ökosysteme damit nicht fertig werden und irreversible Folgen treten ein.

Das Wasser wird ungenießbar und gefährlich für den Menschen. Verschmutztes Wasser ist für viele Branchen nicht geeignet.

Verschmutzung der Bodenoberfläche mit festen Abfällen. Stadtdeponien von Industrie- und Haushaltsabfällen nehmen große Flächen ein. Müll kann giftige Stoffe wie Quecksilber oder andere Schwermetalle enthalten, chemische Verbindungen, die sich in Regen- und Schneewasser lösen und dann in Gewässer und Grundwasser gelangen. Kann in Müll und Geräte gelangen, die radioaktive Stoffe enthalten.

Die Bodenoberfläche kann durch Asche verschmutzt werden, die sich aus dem Rauch von Kohlekraftwerken, Zementfabriken, feuerfesten Ziegeln usw. ablagert. Um diese Kontamination zu verhindern, werden spezielle Entstauber an den Rohren installiert.

Chemische Verschmutzung des Grundwassers. Grundwasserströmungen transportieren industrielle Verschmutzungen über große Entfernungen, und es ist nicht immer möglich, ihre Quelle zu bestimmen. Ursache der Verschmutzung kann das Auswaschen giftiger Stoffe durch Regen- und Schneewasser aus Industriedeponien sein. Auch bei der Ölförderung mit modernen Methoden kommt es zu Grundwasserverunreinigungen, wenn zur Erhöhung der Ausbeute aus Öllagerstätten Salzwasser wieder in die Bohrlöcher injiziert wird, das beim Fördern mit dem Öl an die Oberfläche gestiegen ist.

Salzwasser dringt in die Grundwasserleiter ein, das Wasser in den Brunnen wird bitter und ungenießbar.

Lärmbelästigung. Die Quelle der Lärmbelästigung kann ein Industrieunternehmen oder der Verkehr sein. Besonders schwere Muldenkipper und Straßenbahnen erzeugen viel Lärm. Lärm wirkt sich auf das menschliche Nervensystem aus, daher werden in Städten und Unternehmen Lärmschutzmaßnahmen ergriffen.

Bahn- und Straßenbahnlinien sowie Straßen, auf denen der Güterverkehr verläuft, sollen aus den zentralen Stadtteilen in dünn besiedelte Gebiete verlagert und um sie herum lärmdämmende Grünflächen geschaffen werden.

Flugzeuge sollten nicht über Städte fliegen.

Lärm wird in Dezibel gemessen. Uhr ticken - 10 dB, Flüstern - 25, Lärm von einer stark befahrenen Autobahn - 80, Flugzeugstartgeräusch - 130 dB. Die Schmerzgrenze von Lärm liegt bei 140 dB. Auf dem Gebiet der Wohnbebauung sollte der Lärm tagsüber 50-66 dB nicht überschreiten.

Zu den Schadstoffen gehören auch: Kontamination der Bodenoberfläche mit Abraum und Aschehalden, biologische Verschmutzung, thermische Verschmutzung, Strahlenbelastung, Elektrosmog.

Luftverschmutzung. Wenn man die Luftverschmutzung über dem Ozean als Einheit nimmt, dann ist sie über Dörfern 10-mal höher, über Kleinstädten 35-mal und über Großstädten 150-mal höher. Die Dicke der verschmutzten Luftschicht über der Stadt beträgt 1,5 - 2 km.

Die gefährlichsten Schadstoffe sind Benz-a-pyren, Stickstoffdioxid, Formaldehyd und Staub. Im europäischen Teil Russlands und des Urals im Jahresdurchschnitt pro 1 km². km fielen mehr als 450 kg Luftschadstoffe.

Im Vergleich zu 1980 stieg die Menge der Schwefeldioxidemissionen um das 1,5-fache; 19 Millionen Tonnen Luftschadstoffe wurden durch den Straßenverkehr in die Atmosphäre geschleudert.

Die Abwassereinleitung in Flüsse betrug 68,2 Kubikmeter. km mit einem Nachverbrauch von 105,8 Kubikmetern. km. Der Wasserverbrauch der Industrie liegt bei 46 %. Der Anteil des ungeklärten Abwassers ist seit 1989 rückläufig und beträgt 28 %.

Aufgrund der vorherrschenden Westwinde erhält Russland 8-10 Mal mehr Luftschadstoffe von seinen westlichen Nachbarn, als es ihnen zuführt.

Saurer Regen hat die Hälfte der Wälder Europas in Mitleidenschaft gezogen, und auch in Russland hat die Austrocknung der Wälder begonnen. In Skandinavien sind bereits 20.000 Seen durch sauren Regen aus Großbritannien und Deutschland gestorben. Unter dem Einfluss von saurem Regen sterben Baudenkmäler.

Schadstoffe, die aus einem 100 m hohen Schornstein kommen, werden in einem Umkreis von 20 km, 250 m hoch - bis zu 75 km verteilt. Die Meisterpfeife wurde in einem Kupfer-Nickel-Werk in Sudbury (Kanada) gebaut und hat eine Höhe von über 400 m.

Ozonabbauende Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) gelangen aus Kühlsystemgasen (in den USA - 48 % und in anderen Ländern - 20 %), durch die Verwendung von Aerosoldosen (in den USA - 2 % und vor einigen Jahren) in die Atmosphäre ihr Verkauf wurde verboten; in anderen Ländern - 35 %), Lösungsmittel, die in der chemischen Reinigung (20 %) und bei der Herstellung von Schaumstoffen, einschließlich Styroform (25 -

Die Hauptquelle für Freone, die die Ozonschicht zerstören, sind industrielle Kühlschränke - Kühlschränke. In einem gewöhnlichen Haushaltskühlschrank 350 g Freon und in Industriekühlschränken - Dutzende von Kilogramm. Kühlung nur drin

Moskau verbraucht jährlich 120 Tonnen Freon. Ein erheblicher Teil davon gelangt aufgrund der Unvollkommenheit der Ausrüstung in die Atmosphäre.

Verschmutzung von Süßwasserökosystemen. 1989 wurden 1,8 Tonnen Phenole, 69,7 Tonnen Sulfate, 116,7 Tonnen synthetische oberflächenaktive Substanzen (Tenside) in den Ladogasee eingeleitet - ein Trinkwasserreservoir für das sechsmillionste St. Petersburg - im Jahr 1989.

Verschmutzt aquatische Ökosysteme und den Flusstransport. Auf dem Baikalsee schwimmen beispielsweise 400 Schiffe unterschiedlicher Größe, die jährlich etwa 8 Tonnen Ölprodukte ins Wasser werfen.

In den meisten russischen Unternehmen werden giftige Produktionsabfälle entweder in Gewässer gekippt und vergiften diese, oder sie werden ohne Verarbeitung oft in riesigen Mengen angesammelt. Diese Ansammlungen tödlichen Abfalls können als „Umweltminen“ bezeichnet werden; wenn Dämme brechen, können sie in Gewässer gelangen. Ein Beispiel für eine solche "Umweltmine" ist die Chemiefabrik "Ammophos" in Cherepovets. Seine Klärgrube umfasst eine Fläche von 200 Hektar und enthält 15 Millionen Tonnen Abfall. Der Damm, der den Sumpf umschließt, wird jährlich um angehoben

4 m. Leider ist die "Cherepovets Mine" nicht die einzige.

In Entwicklungsländern sterben jedes Jahr 9 Millionen Menschen. Bis zum Jahr 2000 werden mehr als 1 Milliarde Menschen kein Trinkwasser haben.

Verschmutzung mariner Ökosysteme. Etwa 20 Milliarden Tonnen Müll wurden in den Weltozean gekippt – von häuslichen Abwässern bis hin zu radioaktiven Abfällen. Jedes Jahr pro 1 qm. km Wasseroberfläche kommen weitere 17 Tonnen Müll hinzu.

Mehr als 10 Millionen Tonnen Öl werden jedes Jahr in den Ozean gegossen, der einen Film bildet, der 10-15 % seiner Oberfläche bedeckt; und 5 g Erdölprodukte reichen aus, um die Folie 50 Quadratmeter zu straffen. m Wasseroberfläche. Dieser Film reduziert nicht nur die Verdunstung und Aufnahme von Kohlendioxid, sondern verursacht auch Sauerstoffmangel und den Tod von Eiern und Jungfischen.

Strahlenbelastung. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Welt bis zum Jahr 2000 angesammelt haben wird

1 Million Kubikmeter m hochradioaktiver Abfälle.

Die natürliche radioaktive Hintergrundstrahlung betrifft jeden Menschen, auch diejenigen, die nicht mit Atomkraftwerken oder Atomwaffen in Berührung kommen. Wir alle erhalten im Laufe unseres Lebens eine bestimmte Strahlendosis, die zu 73 % aus der Strahlung natürlicher Körper (z. B. Granit in Denkmälern, Hausverkleidungen usw.), Strahlenraum) und 14% - auf kosmischer Strahlung. Im Laufe eines Lebens (70 Jahre) kann eine Person ohne großes Risiko Strahlung von 35 Rem erhalten (7 Rem aus natürlichen Quellen, 3 Rem aus Weltraumquellen und Röntgengeräten). In der Zone des Kernkraftwerks Tschernobyl in den am stärksten verschmutzten Gebieten können Sie bis zu 1 Rem pro Stunde erhalten. Die Strahlungsleistung auf dem Dach während des Löschens eines Feuers in einem Kernkraftwerk erreichte 30.000 Röntgen pro Stunde, und daher konnte ohne Strahlenschutz (Bleianzug) eine tödliche Strahlungsdosis in 1 Minute erhalten werden.

Die stündliche Strahlungsdosis, die für 50 % der Organismen tödlich ist, beträgt 400 Rem für Menschen, 1000–2000 Rem für Fische und Vögel, 1000 bis 150.000 Rem für Pflanzen und 100.000 Rem für Insekten. Somit ist die stärkste Verschmutzung kein Hindernis für die Massenvermehrung von Insekten. Von den Pflanzen sind Bäume am wenigsten strahlungsresistent und Gräser am widerstandsfähigsten.

Verschmutzung durch Hausmüll. Die Menge des angesammelten Mülls wächst ständig. Jetzt sind es 150 bis 600 kg pro Jahr für jeden Stadtbewohner. Der größte Teil des Mülls wird in den USA produziert (520 kg pro Jahr und Einwohner), in Norwegen, Spanien, Schweden, den Niederlanden - 200-300 kg und in Moskau - 300-320 kg.

Damit sich Papier in der natürlichen Umgebung zersetzt, dauert es 2 bis 10 Jahre, eine Blechdose - mehr als 90 Jahre, ein Zigarettenfilter - 100 Jahre, eine Plastiktüte - mehr als 200 Jahre, Plastik - 500 Jahre, Glas - mehr als 1000 Jahre.

Möglichkeiten zur Reduzierung von Schäden durch chemische Verschmutzung

Die häufigste Verschmutzung - chemisch. Es gibt drei Hauptwege, um den Schaden durch sie zu verringern.

Verdünnung. Sogar behandelte Abwässer müssen 10-mal (und unbehandelt - 100-200-mal) verdünnt werden. In Unternehmen werden hohe Schornsteine ​​​​gebaut, damit die emittierten Gase und Stäube gleichmäßig verteilt werden. Die Verdünnung ist ein unwirksamer Weg, um den Schaden durch Umweltverschmutzung zu verringern, und ist nur als vorübergehende Maßnahme akzeptabel.

Reinigung. Dies ist heute der wichtigste Weg, um die Emissionen von Schadstoffen in die Umwelt in Russland zu reduzieren. Als Ergebnis der Behandlung fallen jedoch viele konzentrierte flüssige und feste Abfälle an, die ebenfalls gelagert werden müssen.

Alte Technologien durch neue abfallarme Technologien ersetzen. Durch die tiefere Verarbeitung ist es möglich, die Menge der schädlichen Emissionen um ein Dutzend Mal zu reduzieren. Abfall aus einer Industrie wird zum Rohstoff für eine andere.

Bildliche Bezeichnungen für diese drei Möglichkeiten zur Reduzierung der Umweltbelastung wurden von deutschen Ökologen vergeben: „Leng the pipe“ (Verdünnung durch Dispergierung), „plug the pipe“ (Reinigung) und „tweed the pipe in a knot“ (Low-Waste-Technologien). . Die Deutschen stellten das Ökosystem des Rheins wieder her, der viele Jahre lang eine Kloake war, in der die Abfälle von Industriegiganten abgeladen wurden. Dies geschah erst in den 80er Jahren, als schließlich "die Pfeife zu einem Knoten gebunden wurde".

Die Umweltverschmutzung in Russland ist immer noch sehr hoch, und in fast 100 Städten des Landes hat sich eine ökologisch ungünstige Situation entwickelt, die für die Gesundheit der Bevölkerung gefährlich ist.

Eine gewisse Verbesserung der Umweltsituation in Russland wurde durch einen verbesserten Betrieb der Aufbereitungsanlagen und einen Produktionsrückgang erreicht.

Eine weitere Verringerung der Emissionen giftiger Substanzen in die Umwelt kann erreicht werden, wenn weniger gefährliche abfallarme Technologien eingeführt werden. Um jedoch „das Rohr zu einem Knoten zu binden“, ist es notwendig, die Ausrüstung in Unternehmen aufzurüsten, was sehr große Investitionen erfordert und daher schrittweise durchgeführt wird.

Städte und Industrieanlagen (Ölfelder, Steinbrüche für die Entwicklung von Kohle und Erz, chemische und metallurgische Anlagen) arbeiten mit Energie, die aus anderen industriellen Ökosystemen (Energiekomplex) stammt, und ihre Produkte sind keine pflanzliche und tierische Biomasse, sondern Stahl, Gusseisen und Aluminium, diverse Maschinen und Geräte, Baustoffe, Kunststoffe und vieles mehr, was in der Natur nicht vorkommt.

Die Probleme der Stadtökologie sind zuallererst die Probleme, Emissionen verschiedener Schadstoffe in die Umwelt zu reduzieren und Wasser, Atmosphäre und Boden vor Städten zu schützen. Sie werden durch die Schaffung neuer abfallarmer Technologien und Produktionsprozesse sowie effizienter Behandlungsanlagen gelöst.

Pflanzen spielen eine wichtige Rolle bei der Abschwächung der Auswirkungen städtischer Umweltfaktoren auf den Menschen. Grünflächen verbessern das Mikroklima, binden Staub und Gase und wirken sich positiv auf die Psyche der Bürger aus.

Literatur:

Mirkin B. M., Naumova L. G. Ökologie Russlands. Ein Lehrbuch aus dem Bundessatz für die Klassen 9-11 einer Gesamtschule. Ed. 2., überarbeitet.

Und zusätzlich. - M.: AO MDS, 1996. - 272 mit Abb.

Staatliche Bildungseinrichtung

Höhere Berufsausbildung.

"SANKT PETERSBURG STAATLICHE UNIVERSITÄT

SERVICE UND WIRTSCHAFT»

Fach: Ökologie

Institut (Fakultät): (IREU) "Institut für Regionalökonomie und Management"

Fachgebiet: 080507 "Management von Organisationen"

Zum Thema: Umweltfaktoren und ihre Einordnung.

Aufgeführt:

Valkova Violetta Sergejewna

Student im 1. Jahr

Korrespondenzform der Ausbildung

Supervisor:

Ovchinnikova Raisa Andreevna

2008 - 2009

EINFÜHRUNG ………………………………………………………………………………………………..3

UMWELTFAKTOREN. UMWELTBEDINGUNGEN … …………………………………...3

abiotisch

Biotisch

Anthropogen

BIOTISCHE BEZIEHUNGEN VON ORGANISMEN ……………… ……………….6

ALLGEMEINE MUSTER DES EINFLUSSES VON UMWELTFAKTOREN AUF ORGANISMEN ……………………………………………………………………………………….7

SCHLUSSFOLGERUNG ………………………………………………………………………………………………9

LISTE DER VERWENDETEN LITERATUR ………… …………………………………………..10

EINLEITUNG

Stellen wir uns irgendeine Pflanzen- oder Tierart vor und darin eine Individuell mental vom Rest der Welt der Tierwelt zu isolieren. Dieses Individuum, unter dem Einfluss Umweltfaktoren wird von ihnen beeinflusst. Die wichtigsten von ihnen werden die vom Klima bestimmten Faktoren sein. Jeder weiß zum Beispiel, dass Vertreter der einen oder anderen Pflanzen- und Tierart nicht überall zu finden sind. Einige Pflanzen leben nur an den Ufern von Gewässern, andere - unter dem Blätterdach des Waldes. In der Arktis kann man keinen Löwen treffen, in der Wüste Gobi - einen Eisbären. Wir sind uns bewusst, dass klimatische Faktoren (Temperatur, Feuchtigkeit, Beleuchtung usw.) für die Verbreitung der Arten von größter Bedeutung sind. Für Landtiere, insbesondere Bodenbewohner, und Pflanzen spielen die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens eine wichtige Rolle. Für aquatische Organismen sind die Eigenschaften des Wassers als einziger Lebensraum von besonderer Bedeutung. Die Untersuchung der Wirkung verschiedener natürlicher Faktoren auf einzelne Organismen ist die erste und einfachste Unterteilung der Ökologie.

UMWELTFAKTOREN. UMWELTBEDINGUNGEN

Vielzahl von Umweltfaktoren. Umweltfaktoren sind alle externen Faktoren, die sich direkt oder indirekt auf die Anzahl (Häufigkeit) und geografische Verbreitung von Tieren und Pflanzen auswirken.

Umweltfaktoren sind sowohl in ihrer Natur als auch in ihrer Wirkung auf lebende Organismen sehr vielfältig. Herkömmlicherweise werden alle Umweltfaktoren in drei große Gruppen eingeteilt - abiotisch, biotisch und anthropogen.

Abiotischen Faktoren - dies sind Faktoren der unbelebten Natur, vor allem klimatische (Sonnenlicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) und lokale (Relief, Bodenbeschaffenheit, Salzgehalt, Strömungen, Wind, Strahlung usw.). Diese Faktoren können den Körper beeinflussen direkt(direkt) als Licht und Wärme, oder indirekt, wie z. B. das Gelände, das die Wirkung direkter Faktoren (Beleuchtung, Feuchtigkeit, Wind usw.) bestimmt.

Anthropogene Faktoren - Dies sind jene Formen menschlicher Aktivität, die durch Beeinflussung der Umwelt die Bedingungen lebender Organismen verändern oder einzelne Pflanzen- und Tierarten direkt betreffen. Einer der wichtigsten anthropogenen Faktoren ist die Umweltverschmutzung.

Umgebungsbedingungen. Als abiotische Umweltbedingungen werden zeitlich und räumlich veränderliche Umweltbedingungen oder ökologische Bedingungen bezeichnet, auf die Organismen je nach Stärke unterschiedlich reagieren. Umweltbedingungen erlegen Organismen bestimmte Beschränkungen auf. Die Menge an Licht, die durch die Wassersäule dringt, begrenzt die Lebensdauer von Grünpflanzen in Gewässern. Der Überfluss an Sauerstoff begrenzt die Anzahl der luftatmenden Tiere. Die Temperatur bestimmt die Aktivität und steuert die Fortpflanzung vieler Organismen.

Zu den wichtigsten Faktoren, die die Lebensbedingungen von Organismen in fast allen Lebensräumen bestimmen, gehören Temperatur, Feuchtigkeit und Licht. Betrachten wir die Wirkung dieser Faktoren genauer.

Temperatur. Jeder Organismus kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben: Individuen der Art sterben bei zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen. Irgendwo innerhalb dieses Intervalls sind die Temperaturbedingungen für die Existenz eines bestimmten Organismus am günstigsten, seine lebenswichtigen Funktionen werden am aktivsten ausgeführt. Wenn sich die Temperatur den Grenzen des Intervalls nähert, verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Lebensprozesse und hört schließlich ganz auf - der Organismus stirbt.

Die Grenzen der thermischen Belastbarkeit in verschiedenen Organismen sind unterschiedlich. Es gibt Arten, die Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich tolerieren können. Zum Beispiel können Flechten und viele Bakterien bei sehr unterschiedlichen Temperaturen leben. Warmblüter zeichnen sich unter den Tieren durch die größte Bandbreite an Temperaturbeständigkeit aus. Der Tiger beispielsweise verträgt sowohl die sibirische Kälte als auch die Hitze der tropischen Regionen Indiens oder des malaiischen Archipels gleichermaßen gut. Es gibt aber auch Arten, die nur innerhalb mehr oder weniger enger Temperaturgrenzen leben können. Dazu gehören viele tropische Pflanzen wie Orchideen. In der gemäßigten Zone können sie nur in Gewächshäusern wachsen und bedürfen sorgfältiger Pflege. Einige riffbildende Korallen können nur in Meeren leben, in denen die Wassertemperatur mindestens 21°C beträgt. Aber auch Korallen sterben ab, wenn das Wasser zu heiß ist.

In der Land-Luft-Umgebung und sogar in vielen Teilen der aquatischen Umwelt bleibt die Temperatur nicht konstant und kann je nach Jahres- oder Tageszeit stark variieren. In tropischen Gebieten können jährliche Temperaturschwankungen noch weniger auffällig sein als tägliche. Und umgekehrt, in gemäßigten Regionen, schwankt die Temperatur in den verschiedenen Jahreszeiten erheblich. Tiere und Pflanzen sind gezwungen, sich an die ungünstige Winterzeit anzupassen, in der ein aktives Leben schwierig oder schlichtweg unmöglich ist. In tropischen Gebieten sind solche Anpassungen weniger ausgeprägt. In einer kalten Periode mit ungünstigen Temperaturverhältnissen scheint im Leben vieler Organismen eine Pause einzutreten: Winterschlaf bei Säugetieren, Blattabwurf bei Pflanzen usw. Einige Tiere machen lange Wanderungen an Orte mit einem geeigneteren Klima.

Feuchtigkeit. Während des größten Teils ihrer Geschichte wurde die Tierwelt durch außergewöhnliche aquatische Formen von Organismen repräsentiert. Nachdem sie das Land erobert hatten, verloren sie dennoch nicht ihre Abhängigkeit vom Wasser. Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil der überwiegenden Mehrheit der Lebewesen: Es ist für ihr normales Funktionieren notwendig. Ein sich normal entwickelnder Organismus verliert ständig Wasser und kann daher nicht in absolut trockener Luft leben. Solche Verluste können früher oder später zum Tod des Organismus führen.

In der Physik wird die Luftfeuchtigkeit durch die Menge an Wasserdampf in der Luft gemessen. Der einfachste und bequemste Indikator, der die Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Gebiets charakterisiert, ist jedoch die Niederschlagsmenge, die hier für ein Jahr oder einen anderen Zeitraum fällt.

Pflanzen entziehen dem Boden mit ihren Wurzeln Wasser. Flechten können Wasserdampf aus der Luft aufnehmen. Pflanzen haben eine Reihe von Anpassungen, die einen minimalen Wasserverlust gewährleisten. Alle Landtiere benötigen eine regelmäßige Versorgung, um den unvermeidlichen Wasserverlust durch Verdunstung oder Ausscheidung auszugleichen. Viele Tiere trinken Wasser; andere, wie Amphibien, einige Insekten und Milben, nehmen es in flüssigem oder dampfförmigem Zustand durch die Haut des Körpers auf. Die meisten Wüstentiere trinken nie. Sie decken ihren Bedarf mit Wasser aus der Nahrung. Schließlich gibt es Tiere, die Wasser auf noch komplexere Weise gewinnen - im Prozess der Fettoxidation. Beispiele sind Kamele und bestimmte Insektenarten wie Reis- und Kornkäfer, Kleidermotten, die sich von Fett ernähren. Tiere haben wie Pflanzen viele Anpassungen, um Wasser zu sparen.

Licht. Für Tiere ist Licht als ökologischer Faktor unvergleichlich weniger wichtig als Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Aber Licht ist für die belebte Natur absolut notwendig, da es praktisch die einzige Energiequelle für sie ist.

Lange Zeit wurden lichtliebende Pflanzen, die sich nur unter Sonneneinstrahlung entwickeln können, und schattentolerante Pflanzen, die gut unter dem Blätterdach wachsen können, unterschieden. Schattentolerante Pflanzen bilden den größten Teil des Unterholzes im Buchenwald, der besonders schattig ist. Dies ist für die natürliche Verjüngung des Waldbestandes von großer praktischer Bedeutung: Unter dem Schutz großer Bäume können sich die jungen Triebe vieler Baumarten entwickeln.

Normale Lichtverhältnisse äußern sich bei vielen Tieren in einer positiven oder negativen Reaktion auf Licht. Jeder weiß, wie nachtaktive Insekten zum Licht strömen oder wie Kakerlaken auf der Suche nach Deckung davonlaufen, wenn in einem dunklen Raum nur Licht angeschaltet wird.

Die größte ökologische Bedeutung hat Licht jedoch im Wechsel von Tag und Nacht. Viele Tiere sind ausschließlich tagaktiv (die meisten Sperlingsvögel), andere ausschließlich nachtaktiv (viele kleine Nagetiere, Fledermäuse). Kleine Krebstiere, die in der Wassersäule schweben, bleiben nachts in Oberflächengewässern und sinken tagsüber in die Tiefe, um zu helles Licht zu vermeiden.

Im Vergleich zu Temperatur oder Luftfeuchtigkeit hat Licht fast keine direkte Wirkung auf Tiere. Es dient lediglich als Signal für die Umstrukturierung der im Körper ablaufenden Prozesse, die es ihnen ermöglichen, auf die sich ständig ändernden äußeren Bedingungen bestmöglich zu reagieren.

Die oben aufgeführten Faktoren erschöpfen nicht die Gesamtheit der ökologischen Bedingungen, die das Leben und die Verbreitung von Organismen bestimmen. Die sogenannte sekundäre klimatische Faktoren B. Wind, Luftdruck, Höhe. Der Wind hat einen indirekten Effekt: Durch die Erhöhung der Verdunstung erhöht er die Trockenheit. Starker Wind hilft zu kühlen. Diese Aktion ist wichtig an kalten Orten, im Hochland oder in den Polarregionen.

anthropogene Faktoren. Schadstoffe. Anthropogene Faktoren sind in ihrer Zusammensetzung sehr vielfältig. Der Mensch beeinflusst die belebte Natur, indem er Straßen legt, Städte baut, Landwirtschaft betreibt, Flüsse blockiert usw. Die moderne menschliche Aktivität manifestiert sich zunehmend in Umweltverschmutzung durch Nebenprodukte, oft giftige Produkte. Schwefeldioxid, das aus den Rohren von Fabriken und Wärmekraftwerken emittiert wird, Metallverbindungen (Kupfer, Zink, Blei), die in der Nähe von Bergwerken eingeleitet oder in Fahrzeugabgasen gebildet werden, Ölrückstände, die beim Waschen von Öltankern in Gewässer gelangen – dies sind nur einige davon die Schadstoffe, die die Verbreitung von Organismen (insbesondere Pflanzen) begrenzen.

In Industriegebieten stoßen die Schadstoffbegriffe teilweise an die Schwelle, d.h. tödlich für viele Organismen, Werte. Aber trotz allem wird es fast immer mindestens ein paar Individuen mehrerer Arten geben, die unter solchen Bedingungen überleben können. Der Grund ist, dass auch in natürlichen Populationen gelegentlich resistente Individuen anzutreffen sind. Wenn die Verschmutzungsgrade steigen, können resistente Individuen die einzigen Überlebenden sein. Darüber hinaus können sie die Gründer einer stabilen Population werden und Immunität gegen diese Art von Verschmutzung erben. Aus diesem Grund ermöglicht uns die Umweltverschmutzung sozusagen, die Evolution in Aktion zu beobachten. Natürlich ist nicht jede Bevölkerung mit der Fähigkeit ausgestattet, der Umweltverschmutzung zu widerstehen, selbst wenn es um einzelne Individuen geht.

Somit ist die Wirkung jedes Schadstoffs zweifach. Ist dieser Stoff erst kürzlich aufgetaucht oder in sehr hohen Konzentrationen enthalten, dann ist jede bisher in einer Altlast gefundene Art in der Regel nur durch wenige Exemplare vertreten – eben solche, die aufgrund natürlicher Variabilität eine Anfangsstabilität bzw. deren nächste Abflüsse hatten.

In der Folge stellt sich heraus, dass das kontaminierte Gebiet viel dichter, aber in der Regel von einer viel geringeren Artenzahl besiedelt ist, als wenn keine Verschmutzung vorhanden wäre. Solche neu entstandenen Gemeinschaften mit einer dezimierten Artenzusammensetzung sind bereits zu einem festen Bestandteil der menschlichen Umwelt geworden.

BIOTISCHE BEZIEHUNGEN VON ORGANISMEN

Zwei Arten von Organismen, die auf demselben Territorium leben und miteinander in Kontakt stehen, gehen unterschiedliche Beziehungen miteinander ein. Die Stellung der Art in verschiedenen Verwandtschaftsformen wird durch konventionelle Zeichen angezeigt. Das Minuszeichen (-) zeigt eine nachteilige Wirkung an (Individuen der Art erfahren Unterdrückung oder Schaden). Das Pluszeichen (+) kennzeichnet eine positive Wirkung (Artenindividuen profitieren). Das Nullzeichen (0) zeigt an, dass die Beziehung indifferent ist (kein Einfluss).

Somit können alle biotischen Beziehungen in 6 Gruppen eingeteilt werden: Keine der Populationen beeinflusst die andere (00); für beide Seiten vorteilhafte nützliche Verbindungen (+ +); Beziehungen, die für beide Arten schädlich sind (––); eine der Arten profitiert, die andere erfährt Unterdrückung (+ -); eine Art profitiert, die andere erleidet keinen Schaden (+ 0); eine Spezies wird unterdrückt, die andere profitiert nicht (-0).

Für eine der zusammenlebenden Arten ist der Einfluss der anderen negativ (sie erfährt Unterdrückung), während der Unterdrücker weder Schaden noch Nutzen erhält - dies Amensalismus(-0). Ein Beispiel für Amensalismus sind lichtliebende Gräser, die unter einer Fichte wachsen und unter starker Schattierung leiden, während dies dem Baum selbst gleichgültig ist.

Eine Form der Beziehung, in der eine Art einen Vorteil erlangt, ohne der anderen zu schaden oder zu nützen, wird als bezeichnet Kommensalismus(+0). Große Säugetiere (Hunde, Rehe) dienen zum Beispiel als Träger von Früchten und Samen mit Haken (wie Klette), ohne Schaden oder Nutzen daraus zu ziehen.

Kommensalismus ist die einseitige Nutzung einer Art durch eine andere, ohne ihr zu schaden. Die Erscheinungsformen des Kommensalismus sind vielfältig, daher wird darin eine Reihe von Varianten unterschieden.

"Freeloading" ist der Verzehr von Essensresten des Wirtes.

„Kameradschaft“ ist der Verzehr verschiedener Substanzen oder Teile desselben Lebensmittels.

"Behausung" - die Nutzung durch eine Art durch andere (ihre Körper, ihre Behausungen (als Unterschlupf oder Behausung).

In der Natur finden sich häufig gegenseitig vorteilhafte Beziehungen zwischen Arten, wobei einige Organismen gegenseitig von diesen Beziehungen profitieren. Diese Gruppe von für beide Seiten vorteilhaften biologischen Verbindungen umfasst verschiedene symbiotisch Beziehungen zwischen Organismen. Ein Beispiel für Symbiose sind Flechten, die eine enge, für beide Seiten vorteilhafte Lebensgemeinschaft von Pilzen und Algen darstellen. Ein bekanntes Beispiel für Symbiose ist das Zusammenleben von Grünpflanzen (vor allem Bäumen) und Pilzen.

Eine der Arten von gegenseitig vorteilhaften Beziehungen ist Proto-Betrieb(primäre Zusammenarbeit) (+ +). Gleichzeitig ist eine gemeinsame, wenn auch nicht zwingende Existenz für beide Arten förderlich, aber keine unabdingbare Voraussetzung für das Überleben. Ein Beispiel für Protokooperation ist die Verbreitung von Samen einiger Waldpflanzen durch Ameisen, die Bestäubung verschiedener Wiesenpflanzen durch Bienen.

Wenn zwei oder mehr Arten ähnliche ökologische Anforderungen haben und zusammenleben, kann sich zwischen ihnen eine Beziehung negativer Art entwickeln, die als bezeichnet wird Wettbewerb(Rivalität, Konkurrenz) (- -). Beispielsweise konkurrieren alle Pflanzen um Licht, Feuchtigkeit, Bodennährstoffe und damit um die Ausdehnung ihres Territoriums. Tiere konkurrieren um Nahrungsressourcen, Unterschlupf und auch um Territorium.

Raubtier(+ -) - diese Art der Interaktion zwischen Organismen, bei der Vertreter einer Art Vertreter einer anderen Art töten und fressen.

Dies sind die wichtigsten Arten von biotischen Wechselwirkungen in der Natur. Es ist zu beachten, dass die Art der Verwandtschaft eines bestimmten Artenpaares je nach äußeren Bedingungen oder dem Lebensstadium der interagierenden Organismen variieren kann. Außerdem sind in der Natur nicht wenige Arten, sondern eine viel größere Anzahl von ihnen gleichzeitig an biotischen Beziehungen beteiligt.

ALLGEMEINE REGELMÄSSIGKEITEN DES EINFLUSSES VON UMWELTFAKTOREN AUF ORGANISMEN

Das Beispiel Temperatur zeigt, dass dieser Faktor vom Körper nur in gewissen Grenzen toleriert wird. Der Organismus stirbt, wenn die Umgebungstemperatur zu niedrig oder zu hoch ist. In einer Umgebung, in der die Temperatur nahe an diesen Extremwerten liegt, sind lebende Bewohner selten. Ihre Anzahl nimmt jedoch zu, wenn sich die Temperatur dem Mittelwert nähert, der für diese Art das Beste (Optimum) ist.

Dieses Muster lässt sich auf jeden anderen Faktor übertragen, der die Geschwindigkeit bestimmter Lebensvorgänge bestimmt (Feuchtigkeit, Windstärke, Strömungsgeschwindigkeit etc.).

Wenn wir in die Grafik eine Kurve einzeichnen, die die Intensität eines bestimmten Prozesses (Atmung, Bewegung, Ernährung usw.) in Abhängigkeit von einem der Umweltfaktoren charakterisiert (natürlich vorausgesetzt, dass dieser Faktor einen Einfluss auf die Hauptlebensprozesse hat) , dann wird diese Kurve fast immer glockenförmig sein.

Diese Kurven werden Kurven genannt Toleranz(aus dem Griechischen. Toleranz- Geduld, Ausdauer). Die Position der Spitze der Kurve zeigt solche Bedingungen an, die für einen gegebenen Prozess optimal sind.

Einige Individuen und Arten zeichnen sich durch Kurven mit sehr scharfen Spitzen aus. Das bedeutet, dass der Bereich der Bedingungen, unter denen die Aktivität des Organismus ihr Maximum erreicht, sehr eng ist. Flache Kurven entsprechen einem weiten Toleranzbereich.

Organismen mit weiten Resistenzgrenzen haben natürlich eine Chance auf eine weitere Verbreitung. Weite Grenzen der Ausdauer für einen Faktor bedeuten jedoch nicht große Grenzen für alle Faktoren. Die Pflanze kann große Temperaturschwankungen tolerieren, hat aber enge Toleranzen gegenüber Wasser. Ein Tier wie eine Forelle kann in Bezug auf die Temperatur sehr anspruchsvoll sein, frisst jedoch eine Vielzahl von Lebensmitteln.

Manchmal kann sich während des Lebens eines Individuums seine Toleranz ändern (entsprechend ändert sich auch die Position der Kurve), wenn das Individuum in andere äußere Bedingungen gerät. Unter solchen Bedingungen gewöhnt sich der Körper nach einer Weile sozusagen daran, passt sich ihnen an. Die Folge davon ist eine Veränderung des physiologischen Optimums bzw. Verschiebungen der Kuppel der Toleranzkurve. Ein solches Phänomen wird genannt Anpassung, oder Akklimatisierung.

Bei Arten mit großer geografischer Verbreitung erweisen sich die Bewohner geografischer oder klimatischer Zonen oft als am besten an genau die Bedingungen angepasst, die für ein bestimmtes Gebiet charakteristisch sind. Dies ist auf die Fähigkeit einiger Organismen zurückzuführen, lokale (lokale) Formen oder Ökotypen zu bilden, die durch unterschiedliche Grenzen der Beständigkeit gegenüber Temperatur, Licht oder anderen Faktoren gekennzeichnet sind.

Betrachten Sie als Beispiel die Ökotypen einer der Quallenarten. Quallen bewegen sich mit rhythmischen Muskelkontraktionen durch das Wasser, die Wasser aus der zentralen Körperhöhle drücken, ähnlich der Bewegung einer Rakete. Die optimale Frequenz einer solchen Pulsation beträgt 15-20 Kontraktionen pro Minute. Individuen, die in den Meeren nördlicher Breiten leben, bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie Quallen derselben Art in den Meeren südlicher Breiten, obwohl die Wassertemperatur im Norden 20 ° C niedriger sein kann. Folglich konnten sich beide Formen von Organismen der gleichen Art am besten an die lokalen Bedingungen anpassen.

Das Gesetz des Minimums. Die Intensität bestimmter biologischer Prozesse hängt oft von zwei oder mehr Umweltfaktoren ab. In diesem Fall wird der entscheidende Faktor zu einem solchen Faktor gehören, der in der vom Standpunkt der Bedürfnisse des Organismus aus gesehen minimalen Menge verfügbar ist. Diese Regel wurde vom Begründer der Wissenschaft der Mineraldünger formuliert Justus Liebig(1803-1873) und wurde benannt Gesetz des Minimums. J. Liebig entdeckte, dass der Ertrag von Pflanzen durch jeden der Hauptnährstoffe begrenzt werden kann, wenn nur dieses Element knapp ist.

Es ist bekannt, dass verschiedene Umweltfaktoren zusammenwirken können, dh der Mangel an einem Stoff kann zu einem Mangel an anderen Stoffen führen. Daher kann das Gesetz des Minimums allgemein wie folgt formuliert werden: Das erfolgreiche Überleben lebender Organismen hängt von einer Reihe von Bedingungen ab; Ein limitierender oder limitierender Faktor ist jeder Zustand der Umwelt, der sich der Widerstandsgrenze für Organismen einer bestimmten Art nähert oder diese überschreitet.

Die Bestimmung der einschränkenden Faktoren erleichtert das Studium komplexer Situationen erheblich. Trotz der Komplexität der Beziehung zwischen Organismen und ihrer Umwelt haben nicht alle Faktoren die gleiche ökologische Bedeutung. So ist beispielsweise Sauerstoff für alle Tiere ein physiologisch notwendiger Faktor, aus ökologischer Sicht jedoch nur in bestimmten Lebensräumen limitierend. Sterben Fische in einem Fluss, muss als erstes die Sauerstoffkonzentration im Wasser gemessen werden, da diese stark schwankt, die Sauerstoffreserven schnell erschöpft sind und oft fehlen. Wird das Absterben von Vögeln in der Natur beobachtet, muss nach einem anderen Grund gesucht werden, da der Sauerstoffgehalt in der Luft relativ konstant und aus Sicht der Ansprüche von Landorganismen ausreichend ist.

FAZIT

Die Ökologie ist eine lebenswichtige Wissenschaft für den Menschen, die seine unmittelbare natürliche Umgebung untersucht. Der Mensch, der die Natur und ihre ihr innewohnende Harmonie beobachtete, versuchte unwillkürlich, diese Harmonie in sein Leben zu bringen. Dieser Wunsch wurde erst vor relativ kurzer Zeit besonders akut, nachdem die Folgen unvernünftiger wirtschaftlicher Aktivitäten, die zur Zerstörung der natürlichen Umwelt führten, sehr deutlich wurden. Und das wirkte sich letztlich negativ auf die Person selbst aus.

Es sollte daran erinnert werden, dass die Ökologie eine grundlegende wissenschaftliche Disziplin ist, deren Ideen sehr wichtig sind. Und wenn wir die Bedeutung dieser Wissenschaft erkennen, müssen wir lernen, ihre Gesetze, Konzepte und Begriffe richtig zu verwenden. Schließlich helfen sie den Menschen, ihren Platz in ihrer Umwelt zu bestimmen, natürliche Ressourcen richtig und rational zu nutzen. Es ist erwiesen, dass die Nutzung natürlicher Ressourcen durch eine Person mit völliger Unkenntnis der Naturgesetze oft zu schwerwiegenden, irreparablen Folgen führt.

Die Grundlagen der Ökologie als Wissenschaft über unser gemeinsames Zuhause – die Erde – sollten jedem Menschen auf dem Planeten bekannt sein. Die Kenntnis der Grundlagen der Ökologie hilft, Ihr Leben sowohl für die Gesellschaft als auch für den Einzelnen vernünftig zu gestalten; Sie werden jedem helfen, sich als Teil der großen Natur zu fühlen, Harmonie und Komfort zu erreichen, wo früher ein unvernünftiger Kampf mit den Naturkräften war.

LISTE DER VERWENDETEN LITERATUR Umweltfaktoren (Biotic Faktoren; Biotisch Umwelt Faktoren; Biotische Faktoren; ... .5 Frage Nr. 67 Natürliche Ressourcen, Sie Einstufung. Ressourcenkreislauf NATÜRLICHE RESSOURCEN (natürliche...

Das sind alle Umweltfaktoren, auf die der Körper mit Anpassungsreaktionen reagiert.

Umwelt ist eines der grundlegenden ökologischen Konzepte, dh ein Komplex von Umweltbedingungen, die das Leben von Organismen beeinflussen. Im weiteren Sinne wird Umwelt als Gesamtheit von materiellen Körpern, Phänomenen und Energien verstanden, die auf den Körper einwirken. Auch ein konkreteres, räumliches Verständnis der Umwelt als der unmittelbaren Umgebung des Organismus – seines Lebensraums – ist möglich. Lebensraum ist alles, wo ein Organismus lebt, es ist ein Teil der Natur, der lebende Organismen umgibt und direkt oder indirekt auf sie einwirkt. Diese. Elemente der Umwelt, die einem bestimmten Organismus oder einer bestimmten Art nicht gleichgültig sind und ihn auf die eine oder andere Weise beeinflussen, sind Faktoren in Bezug auf ihn.

Die Bestandteile der Umwelt sind vielfältig und veränderlich, daher passen sich lebende Organismen ständig an und regulieren ihre Lebenstätigkeit entsprechend den ständigen Schwankungen der Parameter der äußeren Umgebung. Solche Anpassungen von Organismen werden Anpassungen genannt und ermöglichen ihnen zu überleben und sich zu vermehren.

Alle Umweltfaktoren werden unterteilt in

• Abiotische Faktoren - Faktoren der unbelebten Natur, die direkt oder indirekt auf den Körper einwirken - Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, chemische Zusammensetzung der Luft, des Wassers und der Bodenumgebung usw. (d.h. die Eigenschaften der Umwelt, deren Auftreten und Auswirkung nicht direkt von der Aktivität lebender Organismen abhängen).
• Biotische Faktoren - alle Formen der Beeinflussung des Körpers durch die umgebenden Lebewesen (Mikroorganismen, der Einfluss von Tieren auf Pflanzen und umgekehrt).
• Anthropogene Faktoren sind verschiedene Formen von Aktivitäten der menschlichen Gesellschaft, die zu einer Veränderung der Natur als Lebensraum für andere Arten führen oder deren Leben direkt beeinflussen.

Umweltfaktoren beeinflussen lebende Organismen

• als Reizstoffe, die adaptive Veränderungen in physiologischen und biochemischen Funktionen verursachen;
• als Begrenzer, die es unmöglich machen, unter diesen Bedingungen zu existieren;
• als Modifikatoren, die strukturelle und funktionelle Veränderungen in Organismen verursachen, und als Signale, die Veränderungen in anderen Umweltfaktoren anzeigen.

In diesem Fall ist es möglich, die allgemeine Art der Auswirkung von Umweltfaktoren auf einen lebenden Organismus festzustellen.

Jeder Organismus hat eine spezifische Reihe von Anpassungen an Umweltfaktoren und existiert erfolgreich nur innerhalb bestimmter Grenzen ihrer Variabilität. Das günstigste Niveau des Faktors für die Lebensaktivität wird als optimal bezeichnet.

Bei kleinen Werten oder bei übermäßigem Einfluss des Faktors sinkt die Vitalaktivität von Organismen stark ab (es wird merklich gehemmt). Der Wirkungsbereich des ökologischen Faktors (Toleranzbereich) wird durch die Minimal- und Maximalpunkte begrenzt, die den Extremwerten dieses Faktors entsprechen, bei denen die Existenz des Organismus möglich ist.

Das obere Niveau des Faktors, jenseits dessen die Lebenstätigkeit von Organismen unmöglich wird, wird als Maximum und das untere Niveau als Minimum bezeichnet (Abb.). Natürlich hat jeder Organismus seine eigenen Maxima, Optima und Minima von Umweltfaktoren. Beispielsweise kann eine Stubenfliege Temperaturschwankungen von 7 bis 50 ° C standhalten, und ein menschlicher Spulwurm lebt nur bei menschlicher Körpertemperatur.

Die Punkte Optimum, Minimum und Maximum sind drei Kardinalpunkte, die die Möglichkeiten der Reaktion des Organismus auf diesen Faktor bestimmen. Die Extrempunkte der Kurve, die den Unterdrückungszustand mit einem Mangel oder Überschuss eines Faktors ausdrücken, werden als Pessimumbereiche bezeichnet; sie entsprechen den pessimalen Werten des Faktors. In der Nähe der kritischen Punkte befinden sich die subletalen Werte des Faktors und außerhalb der Toleranzzone die tödlichen Zonen des Faktors.

Die Umweltbedingungen, unter denen irgendein Faktor oder deren Kombination die Komfortzone überschreitet und deprimierend wirkt, werden in der Ökologie oft als Extrem, Grenze (extrem, schwierig) bezeichnet. Sie charakterisieren nicht nur ökologische Situationen (Temperatur, Salzgehalt), sondern auch solche Lebensräume, in denen Bedingungen nahe an der Grenze der Existenzmöglichkeit für Pflanzen und Tiere liegen.

Jeder lebende Organismus wird gleichzeitig von einem Komplex von Faktoren beeinflusst, aber nur einer davon ist einschränkend. Der Faktor, der den Rahmen für die Existenz eines Organismus, einer Art oder einer Gemeinschaft festlegt, wird als Begrenzung (Begrenzung) bezeichnet. Zum Beispiel ist die Verbreitung vieler Tiere und Pflanzen im Norden durch einen Mangel an Wärme begrenzt, während im Süden der limitierende Faktor für die gleiche Art ein Mangel an Feuchtigkeit oder notwendiger Nahrung sein kann. Die Grenzen der Belastbarkeit des Organismus in Bezug auf den limitierenden Faktor hängen jedoch von der Höhe anderer Faktoren ab.

Einige Organismen benötigen zum Leben Bedingungen in engen Grenzen, d. h. der optimale Bereich ist für die Art nicht konstant. Auch die optimale Wirkung des Faktors ist bei verschiedenen Arten unterschiedlich. Die Spannweite der Kurve, d. h. der Abstand zwischen den Schwellenpunkten, zeigt die Wirkungszone des Umweltfaktors auf den Organismus (Abb. 104). Unter Bedingungen nahe der Wirkungsschwelle des Faktors fühlen sich Organismen unterdrückt; sie können existieren, erreichen aber nicht ihre volle Entwicklung. Pflanzen tragen normalerweise keine Früchte. Bei Tieren hingegen beschleunigt sich die Pubertät.

Die Größe des Bereichs des Faktors und insbesondere der Bereich des Optimums ermöglicht es, die Beständigkeit von Organismen in Bezug auf ein bestimmtes Umweltelement zu beurteilen, und zeigt ihre ökologische Amplitude an. Als svrybiont (von griechisch „evros“ – breit) werden in diesem Zusammenhang Organismen bezeichnet, die unter ganz unterschiedlichen Umweltbedingungen leben können. Beispielsweise lebt ein Braunbär in kalten und warmen Klimazonen, in trockenen und feuchten Gebieten und ernährt sich von einer Vielzahl pflanzlicher und tierischer Nahrung.

In Bezug auf private Umweltfaktoren wird ein Begriff verwendet, der mit der gleichen Vorsilbe beginnt. Zum Beispiel werden Tiere, die in einem weiten Temperaturbereich existieren können, als eurythermal bezeichnet, und Organismen, die nur in engen Temperaturbereichen leben können, werden als stenotherm bezeichnet. Nach dem gleichen Prinzip kann ein Organismus je nach seiner Reaktion auf Feuchtigkeitsschwankungen ein Euryhydrid oder ein Stenohydrid sein; euryhalin oder stenohalin - je nach Tolerierbarkeit unterschiedlicher Salzgehalte etc.

Es gibt auch Konzepte der ökologischen Wertigkeit, die die Fähigkeit eines Organismus ist, eine Vielzahl von Umgebungen zu bewohnen, und der ökologischen Amplitude, die die Breite des Faktorbereichs oder die Breite der optimalen Zone widerspiegelt.

Quantitative Regelmäßigkeiten der Reaktion von Organismen auf die Einwirkung des Umweltfaktors unterscheiden sich je nach den Bedingungen ihres Lebensraums. Stenobiontness oder Eurybiontness charakterisiert nicht die Spezifität einer Art in Bezug auf einen ökologischen Faktor. Zum Beispiel sind einige Tiere auf einen engen Temperaturbereich beschränkt (d. h. stenothermisch) und können gleichzeitig in einem weiten Bereich des Salzgehalts der Umgebung (euryhalin) existieren.

Umweltfaktoren wirken gleichzeitig und gemeinsam auf einen lebenden Organismus ein, und die Wirkung eines von ihnen hängt bis zu einem gewissen Grad vom quantitativen Ausdruck anderer Faktoren ab - Licht, Feuchtigkeit, Temperatur, umgebende Organismen usw. Dieses Muster wird als Wechselwirkung von Faktoren bezeichnet. Manchmal wird das Fehlen eines Faktors teilweise durch die Verstärkung der Aktivität eines anderen kompensiert; Es gibt eine teilweise Substitution der Wirkung von Umweltfaktoren. Gleichzeitig kann keiner der für den Körper notwendigen Faktoren vollständig durch einen anderen ersetzt werden. Phototrophe Pflanzen können unter den optimalen Temperatur- oder Ernährungsbedingungen nicht ohne Licht wachsen. Wenn also der Wert mindestens eines der erforderlichen Faktoren den Toleranzbereich überschreitet (unter dem Minimum oder über dem Maximum), wird die Existenz des Organismus unmöglich.

Umweltfaktoren, die unter bestimmten Bedingungen einen pessimalen Wert haben, also am weitesten vom Optimum entfernt sind, machen es einer Art trotz optimaler Kombination anderer Bedingungen besonders schwer, unter diesen Bedingungen zu existieren. Diese Abhängigkeit wird als Gesetz der Begrenzungsfaktoren bezeichnet. Solche vom Optimum abweichenden Faktoren erlangen im Leben einer Art oder einzelner Individuen eine überragende Bedeutung und bestimmen ihre geographische Verbreitung.

Die Identifizierung von limitierenden Faktoren ist in der landwirtschaftlichen Praxis sehr wichtig, um die ökologische Wertigkeit herzustellen, insbesondere in den anfälligsten (kritischen) Perioden der Tier- und Pflanzenontogenese.

Umweltfaktoren ist eine Reihe von Umweltbedingungen, die lebende Organismen beeinflussen. Unterscheiden unbelebte Faktoren- abiotisch (klimatisch, edaphisch, orographisch, hydrographisch, chemisch, pyrogen), Wildtierfaktoren— biotische (phytogene und zoogene) und anthropogene Faktoren (Einfluss menschlicher Aktivitäten). Limitierende Faktoren umfassen alle Faktoren, die das Wachstum und die Entwicklung von Organismen einschränken. Die Anpassung eines Organismus an seine Umwelt wird Anpassung genannt. Das Erscheinungsbild eines Organismus, das seine Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen widerspiegelt, wird als Lebensform bezeichnet.

Das Konzept der Umweltfaktoren, ihre Klassifizierung

Einzelne Bestandteile des Lebensraums, die lebende Organismen betreffen, auf die sie mit Anpassungsreaktionen (Anpassungen) reagieren, werden als Umweltfaktoren oder ökologische Faktoren bezeichnet. Mit anderen Worten wird der Komplex von Umweltbedingungen genannt, die das Leben von Organismen beeinflussen ökologische Faktoren der Umwelt.

Alle Umweltfaktoren sind in Gruppen eingeteilt:

1. Komponenten und Phänomene unbelebter Natur umfassen, die lebende Organismen direkt oder indirekt betreffen. Unter den vielen abiotischen Faktoren spielen die Hauptrolle:

• klimatisch(Sonneneinstrahlung, Licht und Lichtregime, Temperatur, Feuchtigkeit, Niederschlag, Wind, Luftdruck usw.);
• edaphisch(mechanische Struktur und chemische Zusammensetzung des Bodens, Feuchtigkeitskapazität, Wasser-, Luft- und thermische Bedingungen des Bodens, Säuregehalt, Feuchtigkeit, Gaszusammensetzung, Grundwasserspiegel usw.);
• orographisch(Relief, Hangexposition, Hangsteilheit, Höhenunterschied, Höhe über NN);
• hydrographisch(Wasserdurchlässigkeit, Fließfähigkeit, Strömung, Temperatur, Säuregrad, Gaszusammensetzung, Gehalt an mineralischen und organischen Stoffen etc.);
• chemisch(Gaszusammensetzung der Atmosphäre, Salzzusammensetzung des Wassers);
• pyrogen(Feuerwirkung).

2. - eine Reihe von Beziehungen zwischen lebenden Organismen sowie deren gegenseitige Einflüsse auf die Umwelt. Die Wirkung biotischer Faktoren kann nicht nur direkt, sondern auch indirekt sein und sich in der Anpassung abiotischer Faktoren ausdrücken (z. B. Änderungen der Bodenzusammensetzung, des Mikroklimas unter dem Blätterdach usw.). Zu den biotischen Faktoren gehören:

• phytogen(der Einfluss von Pflanzen aufeinander und auf die Umwelt);
• zoogen(der Einfluss von Tieren aufeinander und auf die Umwelt).

3. den intensiven Einfluss einer Person (direkt) oder einer menschlichen Aktivität (indirekt) auf die Umwelt und lebende Organismen widerspiegeln. Zu diesen Faktoren gehören alle Formen menschlichen Handelns und menschlicher Gesellschaft, die zu einer Veränderung des Lebensraums Natur und anderer Arten führen und deren Leben direkt beeinflussen. Jeder lebende Organismus wird von der unbelebten Natur, Organismen anderer Arten, einschließlich des Menschen, beeinflusst und beeinflusst wiederum jede dieser Komponenten.

Der Einfluss anthropogener Faktoren in der Natur kann sowohl bewusst als auch zufällig oder unbewusst sein. Der Mensch pflügt jungfräuliches und brachliegendes Land um, schafft Ackerland, züchtet hochproduktive und krankheitsresistente Formen, siedelt einige Arten an und zerstört andere. Diese (bewussten) Einwirkungen sind oft negativer Natur, z. B. die vorschnelle Umsiedlung vieler Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen, die räuberische Vernichtung etlicher Arten, Umweltverschmutzung etc.

Biotische Faktoren der Umwelt manifestieren sich durch die Beziehung von Organismen, die Teil derselben Gemeinschaft sind. In der Natur sind viele Arten eng miteinander verbunden, ihre Beziehungen untereinander als Bestandteile der Umwelt können äußerst komplex sein. Was die Verbindungen zwischen der Gemeinschaft und der umgebenden anorganischen Umgebung betrifft, so sind sie immer bilateral, gegenseitig. Die Beschaffenheit des Waldes hängt also von der jeweiligen Bodenart ab, der Boden selbst wird aber zu einem großen Teil unter dem Einfluss des Waldes geformt. Ebenso werden Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Licht im Wald durch die Vegetation bestimmt, aber die entstandenen klimatischen Bedingungen wirken sich wiederum auf die Lebensgemeinschaft der im Wald lebenden Organismen aus.

Der Einfluss von Umweltfaktoren auf den Körper

Der Einfluss der Umwelt wird von Organismen durch sogenannte Umweltfaktoren wahrgenommen ökologisch. Es sollte beachtet werden, dass der Umweltfaktor ist nur ein veränderliches Element der Umgebung, die im Organismus bei erneuter Veränderung adaptive ökologische und physiologische Reaktionen hervorrufen, die im Verlauf der Evolution erblich fixiert sind. Sie werden in abiotisch, biotisch und anthropogen unterteilt (Abb. 1).

Sie benennen die Gesamtheit der Faktoren der anorganischen Umwelt, die das Leben und die Verbreitung von Tieren und Pflanzen beeinflussen. Unter ihnen werden unterschieden: physikalische, chemische und edaphische.

Physische Faktoren - diejenigen, deren Quelle ein physikalischer Zustand oder ein Phänomen ist (mechanisch, Welle usw.). Zum Beispiel Temperatur.

Chemische Faktoren- solche, die aus der chemischen Zusammensetzung der Umwelt stammen. Zum Beispiel Wassersalzgehalt, Sauerstoffgehalt usw.

Edaphische (oder Boden-) Faktoren sind eine Kombination chemischer, physikalischer und mechanischer Eigenschaften von Böden und Gesteinen, die sowohl die Organismen, für die sie Lebensraum sind, als auch das Wurzelsystem von Pflanzen beeinflussen. Zum Beispiel der Einfluss von Nährstoffen, Feuchtigkeit, Bodenstruktur, Humusgehalt etc. über das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen.

Reis. 1. Schema der Auswirkungen des Lebensraums (Umwelt) auf den Körper

- Faktoren menschlicher Aktivität, die die natürliche Umwelt beeinflussen (und Hydrosphären, Bodenerosion, Entwaldung usw.).

Limitierende (begrenzende) Umweltfaktoren bezeichnet solche Faktoren, die die Entwicklung von Organismen aufgrund eines Mangels oder Überschusses an Nährstoffen im Vergleich zum Bedarf (optimaler Gehalt) einschränken.

Wenn also Pflanzen bei unterschiedlichen Temperaturen gezüchtet werden, ist der Punkt, an dem maximales Wachstum beobachtet wird Optimum. Der gesamte Temperaturbereich, vom Minimum bis zum Maximum, bei dem noch Wachstum möglich ist, wird genannt Stabilitätsbereich (Ausdauer), oder Toleranz. Seine Grenzpunkte, d.h. maximale und minimale Aufenthaltstemperatur, - Stabilitätsgrenzen. Zwischen der optimalen Zone und den Stabilitätsgrenzen, wenn man sich letzteren nähert, erfährt die Pflanze zunehmenden Stress, d.h. wir reden über Stresszonen oder Zonen der Unterdrückung, innerhalb des Stabilitätsbereichs (Abb. 2). Mit zunehmender Entfernung vom Optimum auf der Skala nimmt nicht nur der Stress zu, sondern wenn die Grenzen der Widerstandskraft des Organismus erreicht werden, tritt sein Tod ein.

Reis. 2. Abhängigkeit der Wirkung des Umweltfaktors von seiner Intensität

Somit gibt es für jede Pflanzen- oder Tierart optimale Stresszonen und Grenzen der Stabilität (oder Ausdauer) in Bezug auf jeden Umweltfaktor. Wenn der Wert des Faktors nahe an der Grenze der Belastbarkeit liegt, kann der Organismus normalerweise nur kurze Zeit existieren. In einem engeren Bereich von Bedingungen ist ein langfristiges Bestehen und Wachstum von Individuen möglich. In einem noch engeren Bereich erfolgt die Fortpflanzung, und die Art kann auf unbestimmte Zeit existieren. Irgendwo im mittleren Bereich des Stabilitätsbereichs befinden sich normalerweise Bedingungen, die für Leben, Wachstum und Fortpflanzung am günstigsten sind. Diese Bedingungen werden als optimal bezeichnet, bei denen Individuen einer bestimmten Art am besten angepasst sind, d.h. hinterlässt die meisten Nachkommen. In der Praxis ist es schwierig, solche Bedingungen zu identifizieren, daher wird das Optimum normalerweise durch individuelle Indikatoren der Vitalaktivität (Wachstumsrate, Überlebensrate usw.) bestimmt.

Anpassung ist die Anpassung des Organismus an die Umweltbedingungen.

Die Fähigkeit zur Anpassung ist eine der grundlegenden Eigenschaften des Lebens im Allgemeinen und bietet die Möglichkeit seiner Existenz, die Fähigkeit von Organismen zu überleben und sich zu reproduzieren. Anpassungen manifestieren sich auf verschiedenen Ebenen – von der Biochemie von Zellen und dem Verhalten einzelner Organismen bis hin zur Struktur und Funktionsweise von Lebensgemeinschaften und Ökosystemen. Alle Anpassungen von Organismen an die Existenz unter verschiedenen Bedingungen haben sich historisch entwickelt. Als Ergebnis wurden Gruppierungen von Pflanzen und Tieren gebildet, die für jedes geografische Gebiet spezifisch sind.

Anpassungen können sein morphologisch, wenn sich die Struktur eines Organismus bis zur Bildung einer neuen Art ändert, und physiologisch, wenn Veränderungen in der Funktionsweise des Körpers auftreten. Morphologische Anpassungen hängen eng mit der adaptiven Färbung von Tieren zusammen, der Fähigkeit, sie in Abhängigkeit von der Beleuchtung zu ändern (Flunder, Chamäleon usw.).

Weithin bekannte Beispiele physiologischer Anpassung sind Überwinterung von Tieren, saisonale Flüge von Vögeln.

Sehr wichtig für Organismen sind Verhaltensanpassungen. Zum Beispiel bestimmt instinktives Verhalten das Verhalten von Insekten und niederen Wirbeltieren: Fischen, Amphibien, Reptilien, Vögeln usw. Dieses Verhalten ist genetisch programmiert und wird vererbt (angeborenes Verhalten). Dazu gehören: die Methode des Nestbaus bei Vögeln, die Paarung, die Aufzucht von Nachkommen usw.

Es gibt auch einen erworbenen Befehl, den der Einzelne im Laufe seines Lebens erhält. Ausbildung(oder Lernen) - die Hauptübertragungsart des erworbenen Verhaltens von einer Generation zur anderen.

Die Fähigkeit eines Individuums, seine kognitiven Fähigkeiten zu kontrollieren, um unerwartete Umweltveränderungen zu überleben, ist Intellekt. Die Rolle des Lernens und der Intelligenz im Verhalten nimmt mit der Verbesserung des Nervensystems zu - einer Zunahme der Großhirnrinde. Für den Menschen ist dies der bestimmende Mechanismus der Evolution. Die Fähigkeit von Arten, sich an eine bestimmte Reihe von Umweltfaktoren anzupassen, wird durch das Konzept bezeichnet ökologische Mystik der Gattung.

Die kombinierte Wirkung von Umweltfaktoren auf den Körper

Umweltfaktoren wirken normalerweise nicht einzeln, sondern auf komplexe Weise. Die Wirkung eines Faktors hängt von der Stärke des Einflusses anderer ab. Die Kombination verschiedener Faktoren hat einen wesentlichen Einfluss auf die optimalen Lebensbedingungen des Organismus (siehe Abb. 2). Die Wirkung eines Faktors ersetzt nicht die Wirkung eines anderen. Unter dem komplexen Einfluss der Umwelt kann man jedoch häufig den „Substitutionseffekt“ beobachten, der sich in der Ähnlichkeit der Ergebnisse des Einflusses verschiedener Faktoren äußert. So kann Licht nicht durch einen Überschuss an Wärme oder Kohlendioxid ersetzt werden, aber durch die Einwirkung auf Temperaturänderungen ist es möglich, beispielsweise die Photosynthese von Pflanzen zu stoppen.

Bei der komplexen Beeinflussung der Umwelt wirken sich verschiedene Faktoren auf Organismen ungleich aus. Sie können in Haupt-, Begleit- und Nebentätigkeiten unterteilt werden. Die führenden Faktoren sind für verschiedene Organismen unterschiedlich, selbst wenn sie am selben Ort leben. Die Rolle des führenden Faktors in verschiedenen Lebensphasen des Organismus kann entweder das eine oder das andere Element der Umwelt sein. Zum Beispiel ist im Leben vieler Kulturpflanzen wie Getreide die Temperatur während der Keimung, die Bodenfeuchtigkeit während des Erntens und der Blüte und die Menge an Nährstoffen und Luftfeuchtigkeit während der Reifung der entscheidende Faktor. Die Rolle des führenden Faktors kann sich zu verschiedenen Jahreszeiten ändern.

Der führende Faktor ist möglicherweise nicht derselbe bei derselben Art, die unter unterschiedlichen physischen und geografischen Bedingungen lebt.

Das Konzept der führenden Faktoren sollte nicht mit dem Konzept von verwechselt werden. Ein Faktor, dessen Niveau in qualitativer oder quantitativer Hinsicht (Mangel oder Überschuss) sich als nahe an der Belastbarkeitsgrenze eines bestimmten Organismus herausstellt, heißt Begrenzung. Die Wirkung des Begrenzungsfaktors zeigt sich auch in dem Fall, wenn andere Umgebungsfaktoren günstig oder sogar optimal sind. Sowohl führende als auch sekundäre Umweltfaktoren können limitierend wirken.

Das Konzept der limitierenden Faktoren wurde 1840 von dem Chemiker 10. Liebig eingeführt. Er untersuchte den Einfluss des Gehalts verschiedener chemischer Elemente im Boden auf das Pflanzenwachstum und formulierte das Prinzip: „Die minimale Substanz kontrolliert die Ernte und bestimmt deren Größe und Stabilität im Laufe der Zeit.“ Dieses Prinzip ist als Liebigsches Gesetz des Minimums bekannt.

Der limitierende Faktor kann nicht nur ein Mangel sein, wie Liebig betonte, sondern auch ein Überschuss an Faktoren wie zum Beispiel Wärme, Licht und Wasser. Wie bereits erwähnt, sind Organismen durch ein ökologisches Minimum und Maximum gekennzeichnet. Der Bereich zwischen diesen beiden Werten wird normalerweise als Stabilitätsgrenze oder Toleranz bezeichnet.

Im Allgemeinen spiegelt sich die Komplexität des Einflusses von Umweltfaktoren auf den Körper im Gesetz der Toleranz von W. Shelford wider: Das Fehlen oder die Unmöglichkeit des Wohlstands wird durch das Fehlen oder umgekehrt das Überschreiten einer Reihe von Faktoren bestimmt , deren Gehalt nahe an den vom jeweiligen Organismus tolerierten Grenzen liegen kann (1913). Diese beiden Grenzen werden als Toleranzgrenzen bezeichnet.

Zahlreiche Studien zur „Ökologie der Toleranz“ wurden durchgeführt, wodurch die Grenzen der Existenz vieler Pflanzen und Tiere bekannt wurden. Ein solches Beispiel ist die Wirkung eines Luftschadstoffs auf den menschlichen Körper (Abb. 3).

Reis. 3. Wirkung von Luftschadstoffen auf den menschlichen Körper. Max - maximale Vitalaktivität; Dop - zulässige Vitalaktivität; Opt - optimale Konzentration einer schädlichen Substanz (die die Vitalaktivität nicht beeinträchtigt); MPC - die maximal zulässige Konzentration einer Substanz, die die Vitalaktivität nicht wesentlich verändert; Jahre - tödliche Konzentration

Die Konzentration des Einflussfaktors (Schadstoff) in Abb. 5.2 ist mit dem Symbol C gekennzeichnet. Bei Konzentrationswerten C = C Jahre stirbt eine Person, aber bei viel niedrigeren Werten C = C pdc treten irreversible Veränderungen in seinem Körper auf. Daher wird der Toleranzbereich genau durch den Wert C pdc = C lim begrenzt. Daher muss C MPC für jede umweltverschmutzende oder schädliche chemische Verbindung experimentell bestimmt werden und darf seinen C plc in einem bestimmten Lebensraum (Lebensumgebung) nicht überschreiten.

Im Umweltschutz ist es wichtig Obergrenzen der Widerstandsfähigkeit von Organismen zu Schadstoffen.

Die tatsächliche Konzentration des Schadstoffs C ist sollte daher C MPC nicht überschreiten (C ist ≤ C MPC = C lim).

Der Wert des Konzepts der limitierenden Faktoren (Clim) liegt darin, dass es dem Ökologen einen Ausgangspunkt für das Studium komplexer Situationen gibt. Wenn ein Organismus durch einen breiten Toleranzbereich gegenüber einem Faktor gekennzeichnet ist, der relativ konstant ist, und er in moderaten Mengen in der Umwelt vorhanden ist, dann ist es unwahrscheinlich, dass dieser Faktor limitierend ist. Im Gegenteil, wenn bekannt ist, dass der eine oder andere Organismus einen engen Toleranzbereich gegenüber einem variablen Faktor hat, dann verdient dieser Faktor eine sorgfältige Untersuchung, da er einschränkend sein kann.

Die Umwelt, die Lebewesen umgibt, besteht aus vielen Elementen. Sie beeinflussen das Leben von Organismen auf unterschiedliche Weise. Letztere reagieren unterschiedlich auf verschiedene Umweltfaktoren. Separate Elemente der Umwelt, die mit Organismen interagieren, werden als Umweltfaktoren bezeichnet. Die Existenzbedingungen sind eine Reihe lebenswichtiger Umweltfaktoren, ohne die lebende Organismen nicht existieren können. In Bezug auf Organismen wirken sie als Umweltfaktoren.

Klassifizierung von Umweltfaktoren.

Alle Umweltfaktoren akzeptiert klassifizieren(aufgeteilt) in folgende Hauptgruppen: abiotisch, biotisch und anthropisch. in abiotisch (abiogen) Faktoren sind physikalische und chemische Faktoren unbelebter Natur. biotisch, oder biogen, Faktoren sind der direkte oder indirekte Einfluss lebender Organismen sowohl aufeinander als auch auf die Umwelt. Antropisch (anthropogen) Faktoren wurden in den letzten Jahren aufgrund ihrer großen Bedeutung als eigenständige Gruppe von Faktoren unter den biotischen Faktoren herausgehoben. Dies sind Faktoren der direkten oder indirekten Einwirkung des Menschen und seiner wirtschaftlichen Tätigkeit auf Lebewesen und die Umwelt.

abiotischen Faktoren.

Abiotische Faktoren umfassen Elemente der unbelebten Natur, die auf einen lebenden Organismus einwirken. Arten von abiotischen Faktoren sind in der Tabelle dargestellt. 1.2.2.

Tabelle 1.2.2. Haupttypen abiotischer Faktoren

klimatische Faktoren.

Alle abiotischen Faktoren manifestieren sich und wirken innerhalb der drei geologischen Hüllen der Erde: Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre. Faktoren, die sich in der Atmosphäre und während der Wechselwirkung dieser mit der Hydrosphäre oder mit der Lithosphäre manifestieren (wirken), werden genannt klimatisch. Ihre Manifestation hängt von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der geologischen Hüllen der Erde ab, von der Menge und Verteilung der Sonnenenergie, die in sie eindringt und eindringt.

Sonnenstrahlung.

Unter den verschiedenen Umweltfaktoren ist die Sonneneinstrahlung von größter Bedeutung. (Sonnenstrahlung). Dies ist ein kontinuierlicher Strom von Elementarteilchen (Geschwindigkeit 300-1500 km/s) und elektromagnetischen Wellen (Geschwindigkeit 300.000 km/s), der eine riesige Energiemenge zur Erde transportiert. Sonnenstrahlung ist die Hauptquelle des Lebens auf unserem Planeten. Unter dem kontinuierlichen Fluss der Sonnenstrahlung entstand das Leben auf der Erde, hat einen langen Weg seiner Evolution hinter sich und existiert weiterhin und hängt von der Sonnenenergie ab. Die wesentlichen Eigenschaften der Strahlungsenergie der Sonne als Umweltfaktor werden durch die Wellenlänge bestimmt. Wellen, die die Atmosphäre passieren und die Erde erreichen, werden im Bereich von 0,3 bis 10 Mikrometer gemessen.

Je nach Art der Einwirkung auf lebende Organismen wird dieses Spektrum der Sonnenstrahlung in drei Teile unterteilt: ultraviolette Strahlung, sichtbares Licht und Infrarotstrahlung.

kurzwellige ultraviolette Strahlen fast vollständig von der Atmosphäre, nämlich ihrer Ozonschicht, absorbiert. Eine kleine Menge ultravioletter Strahlen durchdringt die Erdoberfläche. Die Länge ihrer Wellen liegt im Bereich von 0,3–0,4 Mikrometer. Sie machen 7% der Energie der Sonnenstrahlung aus. Kurzwellenstrahlen wirken sich nachteilig auf lebende Organismen aus. Sie können Veränderungen im Erbgut hervorrufen – Mutationen. Daher haben Organismen, die lange Zeit unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung standen, im Laufe der Evolution Anpassungen entwickelt, um sich vor UV-Strahlen zu schützen. Bei vielen von ihnen wird in der Haut zusätzlich eine Menge schwarzer Farbstoff, Melanin, produziert, der vor dem Eindringen unerwünschter Strahlen schützt. Deshalb werden Menschen braun, wenn sie sich lange im Freien aufhalten. In vielen Industrieregionen gibt es einen sog Industrieller Melanismus- Verdunkelung der Tierfarbe. Dies geschieht jedoch nicht unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung, sondern durch Verschmutzung mit Ruß, Umweltstaub, dessen Elemente normalerweise dunkler werden. Vor solch einem dunklen Hintergrund überleben dunklere Formen von Organismen (gut maskiert).

sichtbares Licht manifestiert sich im Wellenlängenbereich von 0,4 bis 0,7 Mikrometer. Es macht 48% der Energie der Sonnenstrahlung aus.

Es wirkt sich auch nachteilig auf lebende Zellen und ihre Funktionen im Allgemeinen aus: Es verändert die Viskosität des Protoplasmas, die Größe der elektrischen Ladung des Zytoplasmas, stört die Permeabilität von Membranen und verändert die Bewegung des Zytoplasmas. Licht beeinflusst den Zustand von Proteinkolloiden und den Fluss von Energieprozessen in Zellen. Trotzdem war, ist und bleibt sichtbares Licht eine der wichtigsten Energiequellen für alle Lebewesen. Seine Energie wird dabei genutzt Photosynthese und reichert sich in Form chemischer Bindungen in den Produkten der Photosynthese an und wird dann als Nahrung an alle anderen lebenden Organismen weitergegeben. Im Allgemeinen können wir sagen, dass alle Lebewesen in der Biosphäre und sogar der Mensch auf Sonnenenergie, auf die Photosynthese angewiesen sind.

Licht für Tiere ist eine notwendige Voraussetzung für die Wahrnehmung von Informationen über die Umwelt und ihre Elemente, das Sehen und die visuelle Orientierung im Raum. Je nach Lebensbedingungen haben sich Tiere an unterschiedliche Beleuchtungsstärken angepasst. Einige Tierarten sind tagaktiv, während andere in der Dämmerung oder Nacht am aktivsten sind. Die meisten Säugetiere und Vögel leben in der Dämmerung, sie können Farben nicht gut unterscheiden und sehen alles schwarz und weiß (Hunde, Katzen, Hamster, Eulen, Ziegenmelker usw.). Das Leben in der Dämmerung oder bei wenig Licht führt oft zu einer Hypertrophie der Augen. Relativ große Augen, die einen unbedeutenden Lichtanteil einfangen können, charakteristisch für nachtaktive oder in völliger Dunkelheit lebende Tiere, die von den Leuchtorganen anderer Organismen (Lemuren, Affen, Eulen, Tiefseefische usw.) . Wenn bei völliger Dunkelheit (in Höhlen, unterirdisch in Höhlen) keine anderen Lichtquellen vorhanden sind, verlieren die dort lebenden Tiere in der Regel ihre Sehorgane (europäischer Proteus, Maulwurfsratte usw.).

Temperatur.

Die Quellen der Entstehung des Temperaturfaktors auf der Erde sind Sonnenstrahlung und geothermische Prozesse. Obwohl der Kern unseres Planeten durch eine extrem hohe Temperatur gekennzeichnet ist, ist sein Einfluss auf die Oberfläche des Planeten unbedeutend, mit Ausnahme der Zonen vulkanischer Aktivität und der Freisetzung von geothermischem Wasser (Geysire, Fumarolen). Folglich kann die Sonnenstrahlung, nämlich Infrarotstrahlen, als die Hauptwärmequelle innerhalb der Biosphäre angesehen werden. Diejenigen Strahlen, die die Erdoberfläche erreichen, werden von der Lithosphäre und Hydrosphäre absorbiert. Die Lithosphäre als Festkörper erwärmt sich schneller und kühlt ebenso schnell ab. Die Hydrosphäre ist wärmespeichernder als die Lithosphäre: Sie erwärmt sich langsam und kühlt langsam ab und speichert daher die Wärme lange. Die Oberflächenschichten der Troposphäre werden durch die Wärmestrahlung der Hydrosphäre und der Oberfläche der Lithosphäre erwärmt. Die Erde absorbiert Sonnenstrahlung und strahlt Energie zurück in den luftleeren Raum. Dennoch trägt die Erdatmosphäre zur Speicherung von Wärme in den Oberflächenschichten der Troposphäre bei. Aufgrund ihrer Eigenschaften lässt die Atmosphäre kurzwellige Infrarotstrahlen durch und verzögert langwellige Infrarotstrahlen, die von der erwärmten Erdoberfläche ausgesandt werden. Dieses atmosphärische Phänomen wird genannt Treibhauseffekt. Ihm ist es zu verdanken, dass das Leben auf der Erde möglich wurde. Der Treibhauseffekt trägt dazu bei, die Wärme in den Oberflächenschichten der Atmosphäre zu halten (hier konzentrieren sich die meisten Organismen) und gleicht Temperaturschwankungen bei Tag und Nacht aus. Auf dem Mond beispielsweise, der sich unter nahezu gleichen Raumbedingungen wie die Erde befindet und auf dem keine Atmosphäre vorhanden ist, zeigen sich tägliche Temperaturschwankungen an seinem Äquator im Bereich von 160 ° C bis + 120 ° C.

Der in der Umgebung verfügbare Temperaturbereich erreicht Tausende von Grad (heißes vulkanisches Magma und die niedrigsten Temperaturen der Antarktis). Die uns bekannten Grenzen, innerhalb derer Leben existieren kann, sind ziemlich eng und liegen bei ungefähr 300 ° C, von -200 ° C (Gefrieren in verflüssigten Gasen) bis + 100 ° C (Siedepunkt von Wasser). Tatsächlich sind die meisten Arten und ein Großteil ihrer Aktivität an einen noch engeren Temperaturbereich gebunden. Der allgemeine Temperaturbereich aktiven Lebens auf der Erde wird durch folgende Temperaturen begrenzt (Tab. 1.2.3):

Tabelle 1.2.3 Temperaturbereich des Lebens auf der Erde

Pflanzen passen sich an unterschiedliche und sogar extreme Temperaturen an. Diejenigen, die hohe Temperaturen vertragen, werden genannt fruchtbare Pflanzen. Sie vertragen eine Überhitzung von bis zu 55-65 ° C (einige Kakteen). Arten, die bei hohen Temperaturen wachsen, tolerieren sie leichter aufgrund einer deutlichen Verkürzung der Blattgröße, der Entwicklung eines Filzes (pubertär) oder umgekehrt einer Wachsbeschichtung usw. Pflanzen können ohne Beeinträchtigung ihrer Entwicklung einer längeren Exposition standhalten zu niedrigen Temperaturen (von 0 bis -10 °C) genannt werden kältebeständig.

Obwohl die Temperatur ein wichtiger Umweltfaktor ist, der lebende Organismen beeinflusst, hängt ihre Wirkung stark von der Kombination mit anderen abiotischen Faktoren ab.

Feuchtigkeit.

Feuchtigkeit ist ein wichtiger abiotischer Faktor, der durch das Vorhandensein von Wasser oder Wasserdampf in der Atmosphäre oder Lithosphäre vorbestimmt ist. Wasser selbst ist eine notwendige anorganische Verbindung für das Leben lebender Organismen.

Wasser ist in der Atmosphäre immer in der Form vorhanden Wasser Paare. Die tatsächliche Wassermasse pro Luftvolumeneinheit wird genannt absolute Feuchtigkeit, und der Prozentsatz an Dampf im Verhältnis zur maximalen Menge, die Luft enthalten kann, - relative Luftfeuchtigkeit. Die Temperatur ist der Hauptfaktor, der die Fähigkeit der Luft beeinflusst, Wasserdampf zu halten. Beispielsweise kann die Luft bei einer Temperatur von +27°C doppelt so viel Feuchtigkeit enthalten wie bei einer Temperatur von +16°C. Das bedeutet, dass die absolute Luftfeuchtigkeit bei 27 °C doppelt so hoch ist wie bei 16 °C, während die relative Luftfeuchtigkeit in beiden Fällen 100 % beträgt.

Wasser als ökologischer Faktor ist für lebende Organismen äußerst notwendig, da ohne es der Stoffwechsel und viele andere damit zusammenhängende Prozesse nicht ablaufen können. Die Stoffwechselvorgänge von Organismen finden in Gegenwart von Wasser (in wässrigen Lösungen) statt. Alle lebenden Organismen sind offene Systeme, daher verlieren sie ständig Wasser und es besteht immer die Notwendigkeit, seine Reserven wieder aufzufüllen. Für ein normales Leben müssen Pflanzen und Tiere ein gewisses Gleichgewicht zwischen der Aufnahme von Wasser in den Körper und seinem Verlust aufrechterhalten. Großer Verlust von Körperwasser (Austrocknung) zu einer Abnahme seiner Vitalaktivität und in Zukunft zum Tod führen. Pflanzen decken ihren Wasserbedarf auf Kosten von Niederschlägen, Luftfeuchtigkeit und Tiere auf Kosten von Nahrung. Die Resistenz von Organismen gegen das Vorhandensein oder Fehlen von Feuchtigkeit in der Umgebung ist unterschiedlich und hängt von der Anpassungsfähigkeit der Art ab. In dieser Hinsicht werden alle Landorganismen in drei Gruppen eingeteilt: hygrophil(oder feuchtigkeitsliebend), mesophil(oder mäßig feuchtigkeitsliebend) und xerophil(oder trocken liebend). In Bezug auf Pflanzen und Tiere sieht dieser Abschnitt wie folgt aus:

1) hygrophile Organismen:

- Hygrophyten(Pflanzen);

- Hygrophile(Tier);

2) mesophile Organismen:

- Mesophyten(Pflanzen);

- Mesophile(Tier);

3) xerophile Organismen:

- Xerophyten(Pflanzen);

- Xerophile oder Hygrophobie(Tiere).

Brauchen die meiste Feuchtigkeit hygrophile Organismen. Unter den Pflanzen sind dies diejenigen, die auf zu feuchten Böden mit hoher Luftfeuchtigkeit leben (Hygrophyten). Unter den Bedingungen des Mittelgürtels gehören sie zu den krautigen Pflanzen, die in schattigen Wäldern (Sauer, Farne, Veilchen, Spaltgras usw.) und an offenen Stellen (Ringelblume, Sonnentau usw.) wachsen.

Hygrophile Tiere (Hygrophile) umfassen solche, die ökologisch mit der aquatischen Umwelt oder mit wassergesättigten Gebieten verbunden sind. Sie benötigen eine ständige Anwesenheit einer großen Menge Feuchtigkeit in der Umgebung. Dies sind Tiere tropischer Regenwälder, Sümpfe, Feuchtwiesen.

mesophile Organismen erfordern mäßige Mengen an Feuchtigkeit und sind normalerweise mit mäßig warmen Bedingungen und guten mineralischen Ernährungsbedingungen verbunden. Es können Waldpflanzen und Pflanzen von offenen Orten sein. Darunter finden sich Bäume (Linde, Birke), Sträucher (Hasel, Sanddorn) und noch mehr Kräuter (Klee, Wiesenlieschgras, Schwingel, Maiglöckchen, Hufe etc.). Im Allgemeinen sind Mesophyten eine breite ökologische Gruppe von Pflanzen. An mesophile Tiere (Mesophile) gehört zu den meisten Organismen, die in gemäßigten und subarktischen Bedingungen oder in bestimmten bergigen Landregionen leben.

xerophile Organismen - Dies ist eine ziemlich vielfältige ökologische Gruppe von Pflanzen und Tieren, die sich mit Hilfe solcher Mittel an trockene Lebensbedingungen angepasst haben: Begrenzung der Verdunstung, Erhöhung der Wasserentnahme und Schaffung von Wasserreserven für einen langen Zeitraum ohne Wasserversorgung.

Pflanzen, die in trockenen Bedingungen leben, überwinden sie auf unterschiedliche Weise. Einige haben keine strukturellen Anpassungen, um den Mangel an Feuchtigkeit zu tragen. Ihre Existenz ist unter trockenen Bedingungen nur möglich, weil sie in einem kritischen Moment in Form von Samen (Ephemeriden) oder Zwiebeln, Rhizomen, Knollen (Ephemeroiden) ruhen und sehr leicht und schnell in ein aktives Leben und vollständig wechseln verschwinden in kurzer Zeit jährlicher Entwicklungszyklus. Efemeri hauptsächlich in Wüsten, Halbwüsten und Steppen verbreitet (Steinfliege, Frühlingskreuzkraut, Rübenkiste usw.). Ephemeroide(aus dem Griechischen. Eintagsfliegen und aussehen)- Dies sind mehrjährige krautige, hauptsächlich Frühlingspflanzen (Seggen, Gräser, Tulpen usw.).

Eine sehr besondere Kategorie von Pflanzen, die sich an Dürrebedingungen angepasst haben, ist Sukkulenten und Sklerophyten. Sukkulenten (aus dem Griechischen. saftig) können eine große Menge Wasser in sich ansammeln und nach und nach verwenden. Beispielsweise können einige Kakteen der nordamerikanischen Wüsten 1000 bis 3000 Liter Wasser enthalten. Wasser sammelt sich in Blättern (Aloe, Fetthenne, Agave, junge) oder Stängeln (Kakteen und kaktusähnliche Wolfsmilch).

Tiere nehmen Wasser hauptsächlich auf drei Arten auf: durch direktes Trinken oder durch Aufnahme über die Haut, mit der Nahrung und als Ergebnis des Stoffwechsels.

Viele Tierarten trinken Wasser und zwar in ausreichend großen Mengen. Beispielsweise können Raupen der Chinesischen Eichenseidenraupe bis zu 500 ml Wasser trinken. Einige Tier- und Vogelarten erfordern eine regelmäßige Wasseraufnahme. Deshalb suchen sie sich bestimmte Quellen aus und besuchen diese regelmäßig als Wasserstellen. Wüstenvogelarten fliegen täglich zu den Oasen, trinken dort Wasser und bringen Wasser zu ihren Küken.

Einige Tierarten nehmen Wasser nicht durch direktes Trinken auf, sondern können es verbrauchen, indem sie es mit der gesamten Hautoberfläche aufnehmen. Bei Insekten und Larven, die in mit Baumstaub angefeuchteten Böden leben, sind ihre Hautschichten wasserdurchlässig. Die australische Moloch-Eidechse nimmt Regenwasser mit ihrer Haut auf, die extrem hygroskopisch ist. Viele Tiere bekommen Feuchtigkeit aus saftiger Nahrung. Solche saftigen Lebensmittel können Gras, saftige Früchte, Beeren, Zwiebeln und Knollen von Pflanzen sein. Die in den zentralasiatischen Steppen lebende Steppenschildkröte nimmt Wasser nur aus saftiger Nahrung auf. In diesen Regionen, wo Gemüse angebaut wird oder auf Melonen, richten Schildkröten großen Schaden an, indem sie Melonen, Wassermelonen und Gurken fressen. Einige Raubtiere nehmen auch Wasser auf, indem sie ihre Beute fressen. Das ist zum Beispiel typisch für den afrikanischen Fennek.

Arten, die sich ausschließlich von Trockenfutter ernähren und keine Möglichkeit haben, Wasser aufzunehmen, nehmen es durch den Stoffwechsel auf, also chemisch bei der Nahrungsverdauung. Durch die Oxidation von Fetten und Stärke kann im Körper Stoffwechselwasser gebildet werden. Gerade für Tiere, die in heißen Wüsten leben, ist dies ein wichtiger Weg zur Wassergewinnung. Zum Beispiel ernährt sich die Rotschwanz-Rennmaus manchmal nur von trockenen Samen. Es sind Experimente bekannt, als die nordamerikanische Hirschmaus in Gefangenschaft etwa drei Jahre lebte und nur trockene Gerstenkörner aß.

Ernährungsfaktoren.

Die Oberfläche der Lithosphäre der Erde stellt einen eigenen Lebensraum dar, der durch seine eigenen Umweltfaktoren gekennzeichnet ist. Diese Gruppe von Faktoren wird genannt edaphisch(aus dem Griechischen. edafos- Boden). Böden haben ihre eigene Struktur, Zusammensetzung und Eigenschaften.

Böden zeichnen sich durch einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt, eine mechanische Zusammensetzung, einen Gehalt an organischen, anorganischen und organisch-mineralischen Verbindungen und einen bestimmten Säuregehalt aus. Viele Eigenschaften des Bodens selbst und die Verteilung der darin lebenden Organismen hängen von den Indikatoren ab.

Zum Beispiel lieben bestimmte Pflanzen- und Tierarten Böden mit einem bestimmten Säuregehalt, nämlich: Torfmoose, wilde Johannisbeeren, Erlen wachsen auf sauren Böden und grüne Waldmoose wachsen auf neutralen.

Auch Käferlarven, Landweichtiere und viele andere Organismen reagieren auf eine gewisse Säure des Bodens.

Die chemische Zusammensetzung des Bodens ist für alle Lebewesen sehr wichtig. Für Pflanzen sind nicht nur die chemischen Elemente am wichtigsten, die sie in großen Mengen verbrauchen (Stickstoff, Phosphor, Kalium und Calcium), sondern auch solche, die selten sind (Spurenelemente). Einige der Pflanzen reichern selektiv bestimmte seltene Elemente an. Kreuzblütler und Schirmpflanzen beispielsweise reichern 5-10 Mal mehr Schwefel in ihrem Körper an als andere Pflanzen.

Überschüssige Gehalte an bestimmten chemischen Elementen im Boden können sich negativ (pathologisch) auf Tiere auswirken. Zum Beispiel wurde in einem der Täler von Tuva (Russland) festgestellt, dass Schafe an einer bestimmten Krankheit litten, die sich in Haarausfall, Verformung der Hufe usw. äußerte. Später stellte sich heraus, dass in diesem Tal im Boden , Wasser und einigen Pflanzen gab es einen hohen Selengehalt. Dieses Element gelangte im Übermaß in den Körper von Schafen und verursachte eine chronische Selentoxikose.

Der Boden hat sein eigenes thermisches Regime. Zusammen mit der Feuchtigkeit beeinflusst es die Bodenbildung, verschiedene Prozesse, die im Boden ablaufen (physikalisch-chemische, chemische, biochemische und biologische).

Böden sind aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit in der Lage, Temperaturschwankungen mit der Tiefe auszugleichen. In einer Tiefe von etwas mehr als 1 m sind tägliche Temperaturschwankungen kaum wahrnehmbar. In der Karakum-Wüste, die durch ein stark kontinentales Klima gekennzeichnet ist, war beispielsweise im Sommer, wenn die Bodenoberflächentemperatur +59 ° C erreicht, in den Höhlen von Rennmaus-Nagetieren in einer Entfernung von 70 cm vom Eingang die Temperatur niedrig 31°C niedriger und betrug +28°C. Im Winter, während einer frostigen Nacht, betrug die Temperatur in den Höhlen der Rennmäuse +19°C.

Der Boden ist eine einzigartige Kombination physikalischer und chemischer Eigenschaften der Oberfläche der Lithosphäre und der darin lebenden Organismen. Der Boden ist ohne Lebewesen nicht vorstellbar. Kein Wunder, dass der berühmte Geochemiker V.I. Vernadsky nannte den Boden bioinerter Körper.

Orographische Faktoren (Erleichterung).

Das Relief bezieht sich nicht auf direkt wirkende Umweltfaktoren wie Wasser, Licht, Wärme, Boden. Die Art der Erleichterung im Leben vieler Organismen hat jedoch eine indirekte Wirkung.

Je nach Größe der Formen wird das Relief mehrerer Ordnungen eher bedingt unterschieden: Makrorelief (Berge, Tiefland, Zwischengebirgssenken), Mesorrelief (Hügel, Schluchten, Grate usw.) und Mikrorelief (kleine Vertiefungen, Unregelmäßigkeiten usw.). . Jeder von ihnen spielt eine bestimmte Rolle bei der Bildung eines Komplexes von Umweltfaktoren für Organismen. Die Entlastung betrifft insbesondere die Umverteilung von Faktoren wie Feuchtigkeit und Wärme. So schaffen selbst leichte Vertiefungen von einigen zehn Zentimetern Bedingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit. Aus höher gelegenen Bereichen fließt Wasser in tiefer gelegene Bereiche, wo günstige Bedingungen für feuchtigkeitsliebende Organismen geschaffen werden. Die Nord- und Südhänge haben unterschiedliche Licht- und Thermikverhältnisse. Unter gebirgigen Bedingungen werden auf relativ kleinen Gebieten erhebliche Höhenamplituden erzeugt, was zur Bildung verschiedener Klimakomplexe führt. Ihre typischen Merkmale sind insbesondere niedrige Temperaturen, starke Winde, Änderungen des Befeuchtungsregimes, der Gaszusammensetzung der Luft usw.

Beispielsweise sinkt die Lufttemperatur mit steigendem Meeresspiegel um 6 ° C pro 1000 m. Dies ist zwar eine Eigenschaft der Troposphäre, aber aufgrund des Reliefs (Hochland, Berge, Bergplateaus usw.) terrestrischer Organismen können sich in Bedingungen wiederfinden, die denen in benachbarten Regionen nicht ähnlich sind. Zum Beispiel ist das bergige Vulkanmassiv des Kilimandscharo in Afrika am Fuße von Savannen umgeben, und weiter oben an den Hängen befinden sich Kaffeeplantagen, Bananen, Wälder und Almwiesen. Die Gipfel des Kilimandscharo sind mit ewigem Schnee und Gletschern bedeckt. Wenn die Lufttemperatur auf Meereshöhe +30 ° C beträgt, treten negative Temperaturen bereits in einer Höhe von 5000 m auf. In gemäßigten Zonen entspricht eine Temperaturabnahme pro 6 ° C einer Bewegung von 800 km in Richtung hoher Breiten.

Druck.

Druck manifestiert sich sowohl in Luft- als auch in Wasserumgebungen. In atmosphärischer Luft variiert der Druck jahreszeitlich abhängig von der Wetterlage und der Höhe über dem Meeresspiegel. Von besonderem Interesse sind die Anpassungen von Organismen, die unter Bedingungen mit niedrigem Druck und verdünnter Luft im Hochland leben.

Der Druck in der aquatischen Umwelt variiert je nach Tiefe: Er wächst um etwa 1 atm pro 10 m. Für viele Organismen gibt es Grenzen der Druckänderung (Tiefe), an die sie sich angepasst haben. Zum Beispiel können Abgrundfische (Fische der tiefen Welt) großen Druck aushalten, aber sie steigen nie an die Meeresoberfläche, weil es für sie tödlich ist. Umgekehrt sind nicht alle Meeresorganismen in der Lage, in große Tiefen zu tauchen. Der Pottwal zum Beispiel kann bis zu einer Tiefe von 1 km tauchen und Seevögel bis zu 15-20 m, wo sie ihre Nahrung bekommen.

Lebende Organismen an Land und im Wasser reagieren eindeutig auf Druckänderungen. Früher wurde festgestellt, dass Fische selbst geringfügige Druckänderungen wahrnehmen können. ihr Verhalten ändert sich, wenn sich der atmosphärische Druck ändert (z. B. vor einem Gewitter). In Japan werden einige Fische speziell in Aquarien gehalten und die Veränderung ihres Verhaltens zur Beurteilung möglicher Wetteränderungen herangezogen.

Landtiere, die leichte Druckänderungen wahrnehmen, können mit ihrem Verhalten Änderungen der Wetterlage vorhersagen.

Druckungleichmäßigkeit, die das Ergebnis ungleichmäßiger Erwärmung durch die Sonne und Wärmeverteilung sowohl im Wasser als auch in der atmosphärischen Luft ist, schafft Bedingungen für das Mischen von Wasser- und Luftmassen, d.h. die Bildung von Strömungen. Die Strömung ist unter bestimmten Bedingungen ein starker Umweltfaktor.

hydrologische Faktoren.

Wasser als integraler Bestandteil der Atmosphäre und der Lithosphäre (einschließlich des Bodens) spielt eine wichtige Rolle im Leben von Organismen als einer der Umweltfaktoren, der als Feuchtigkeit bezeichnet wird. Gleichzeitig kann Wasser im flüssigen Zustand ein Faktor sein, der seine eigene Umgebung bildet – Wasser. Aufgrund seiner Eigenschaften, die Wasser von allen anderen chemischen Verbindungen unterscheiden, schafft es in flüssigem und freiem Zustand eine Reihe von Bedingungen für die aquatische Umwelt, die sogenannten hydrologischen Faktoren.

Solche Eigenschaften von Wasser wie Wärmeleitfähigkeit, Fließfähigkeit, Transparenz, Salzgehalt manifestieren sich auf unterschiedliche Weise in Gewässern und sind Umweltfaktoren, die in diesem Fall als hydrologisch bezeichnet werden. Beispielsweise haben sich Wasserorganismen unterschiedlich an unterschiedliche Salzgehalte des Wassers angepasst. Unterscheiden Sie zwischen Süßwasser- und Meeresorganismen. Süßwasserorganismen überraschen nicht mit ihrer Artenvielfalt. Erstens hat das Leben auf der Erde seinen Ursprung im Meerwasser, und zweitens nehmen Süßwasserkörper einen winzigen Teil der Erdoberfläche ein.

Meeresorganismen sind vielfältiger und quantitativ zahlreicher. Einige von ihnen haben sich an den niedrigen Salzgehalt angepasst und leben in entsalzten Meeresgebieten und anderen Brackwasserkörpern. Bei vielen Arten solcher Reservoirs wird eine Abnahme der Körpergröße beobachtet. So sind beispielsweise die Schalen von Mollusken, Flussmuschel (Mytilus edulis) und Lamarck-Herzwurm (Cerastoderma lamarcki), die in den Buchten der Ostsee bei einem Salzgehalt von 2-6 % o leben, 2-4 mal kleiner als Individuen, die im selben Meer leben, erst bei einem Salzgehalt von 15 % o. Die Krabbe Carcinus moenas ist in der Ostsee klein, während sie in entsalzten Lagunen und Flussmündungen viel größer ist. Seeigel werden in Lagunen kleiner als im Meer. Das Krebstier Artemia (Artemia salina) hat bei einem Salzgehalt von 122 % o eine Größe von bis zu 10 mm, wird aber bei 20 % o 24-32 mm groß. Salzgehalt kann auch die Lebenserwartung beeinflussen. Der gleiche Lamarck-Herzwurm lebt in den Gewässern des Nordatlantiks bis zu 9 Jahre und in den weniger salzhaltigen Gewässern des Asowschen Meeres - 5.

Die Temperatur von Gewässern ist ein konstanterer Indikator als die Temperatur von Land. Dies liegt an den physikalischen Eigenschaften des Wassers (Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit). Die Amplitude der jährlichen Temperaturschwankungen in den oberen Schichten des Ozeans überschreitet nicht 10-15 ° C und in kontinentalen Gewässern - 30-35 ° C. Was können wir über die tiefen Wasserschichten sagen, die durch eine Konstante gekennzeichnet sind thermisches Regime.

biotische Faktoren.

Die Organismen, die auf unserem Planeten leben, brauchen nicht nur abiotische Bedingungen für ihr Leben, sie interagieren miteinander und sind oft sehr abhängig voneinander. Die Gesamtheit der Faktoren der organischen Welt, die direkt oder indirekt auf Organismen einwirken, wird als biotische Faktoren bezeichnet.

Biotische Faktoren sind sehr unterschiedlich, haben aber trotzdem ihre eigene Klassifikation. Nach der einfachsten Einteilung werden biotische Faktoren in drei Gruppen eingeteilt, die durch Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen verursacht werden.

Clements und Shelford (1939) schlugen eine eigene Klassifikation vor, die die typischsten Formen der Interaktion zwischen zwei Organismen berücksichtigt - Co-Aktionen. Alle Koaktionen werden in zwei große Gruppen eingeteilt, je nachdem, ob Organismen der gleichen Art oder zwei verschiedene zusammenwirken. Die Art der Wechselwirkungen von Organismen, die zur gleichen Art gehören, ist homotypische Reaktionen. Heterotypische Reaktionen Nennen Sie die Interaktionsformen zwischen zwei Organismen verschiedener Arten.

homotypische Reaktionen.

Unter der Interaktion von Organismen derselben Art können folgende Zusammenwirkungen (Wechselwirkungen) unterschieden werden: Gruppenwirkung, Massenwirkung und innerartliche Konkurrenz.

Gruppeneffekt.

Viele Lebewesen, die alleine leben können, bilden Gruppen. In der Natur kann man oft beobachten, wie manche Arten in Gruppen wachsen Pflanzen. Dies gibt ihnen die Möglichkeit, ihr Wachstum zu beschleunigen. Tiere werden auch zusammen gruppiert. Unter solchen Bedingungen überleben sie besser. Mit einem gemeinsamen Lebensstil ist es für Tiere einfacher, sich zu verteidigen, Nahrung zu bekommen, ihren Nachwuchs zu schützen und widrige Umwelteinflüsse zu überstehen. Der Gruppeneffekt wirkt sich also positiv auf alle Mitglieder der Gruppe aus.

Gruppen, in denen Tiere zusammengefasst werden, können unterschiedlich groß sein. Zum Beispiel können Kormorane, die riesige Kolonien an den Küsten Perus bilden, nur existieren, wenn es mindestens 10.000 Vögel in der Kolonie gibt und es drei Nester pro 1 Quadratmeter Territorium gibt. Es ist bekannt, dass für das Überleben afrikanischer Elefanten die Herde aus mindestens 25 Individuen und die Rentierherde aus 300-400 Köpfen bestehen muss. Ein Rudel Wölfe kann bis zu einem Dutzend Individuen umfassen.

Aus einfachen Ansammlungen (vorübergehend oder dauerhaft) können komplexe Gruppen werden, die aus spezialisierten Individuen bestehen, die in dieser Gruppe ihre eigene Funktion erfüllen (Bienen-, Ameisen- oder Termitenfamilien).

Massenwirkung.

Ein Masseneffekt ist ein Phänomen, das auftritt, wenn ein Wohnraum überbevölkert ist. Wenn man sich in Gruppen zusammenschließt, besonders in großen, gibt es natürlich auch eine gewisse Überbevölkerung, aber es gibt einen großen Unterschied zwischen Gruppen- und Masseneffekten. Das erste verschafft jedem Vereinsmitglied Vorteile, das andere dagegen unterdrückt die vitale Aktivität aller, das heißt, es hat negative Folgen. Der Masseneffekt manifestiert sich beispielsweise in der Ansammlung von Wirbeltieren. Wenn eine große Anzahl von Versuchsratten in einem Käfig gehalten wird, treten Aggressivität in ihrem Verhalten auf. Bei längerer Haltung von Tieren unter solchen Bedingungen lösen sich Embryonen bei trächtigen Weibchen auf, die Aggressivität nimmt so stark zu, dass Ratten sich gegenseitig Schwänze, Ohren und Gliedmaßen abnagen.

Die Massenwirkung hochorganisierter Organismen führt zu einem Stresszustand. Beim Menschen kann dies zu psychischen Störungen und Nervenzusammenbrüchen führen.

Innerartlicher Wettbewerb.

Zwischen Individuen der gleichen Art gibt es immer eine Art Konkurrenzkampf um die besten Lebensbedingungen. Je größer die Populationsdichte einer bestimmten Organismengruppe ist, desto intensiver ist die Konkurrenz. Ein solcher Wettbewerb von Organismen derselben Art untereinander um bestimmte Existenzbedingungen wird als bezeichnet innerartliche Konkurrenz.

Massenwirkung und intraspezifischer Wettbewerb sind keine identischen Konzepte. Tritt das erste Phänomen relativ kurzzeitig auf und endet in der Folge mit einer Verkleinerung der Gruppe (Mortalität, Kannibalismus, verminderte Fruchtbarkeit etc.), so besteht ständig innerartliche Konkurrenz und führt letztlich zu einer breiteren Anpassung der Art an die Umweltbedingungen. Die Art wird ökologisch angepasster. Durch die innerartliche Konkurrenz bleibt die Art selbst erhalten und zerstört sich nicht durch einen solchen Kampf.

Intraspezifische Konkurrenz kann sich in allem manifestieren, was Organismen derselben Art beanspruchen können. Bei Pflanzen, die dicht wachsen, kann es zu einer Konkurrenz um Licht, mineralische Nährstoffe usw. kommen. Zum Beispiel hat eine Eiche, wenn sie alleine wächst, eine kugelförmige Krone, sie breitet sich ziemlich aus, da die unteren Seitenäste ausreichend Licht erhalten. Bei Eichenplantagen im Wald werden die unteren Äste von den oberen beschattet. Äste, die zu wenig Licht bekommen, sterben ab. Wenn die Eiche in die Höhe wächst, fallen die unteren Äste schnell ab und der Baum nimmt eine Waldform an - einen langen zylindrischen Stamm und eine Astkrone an der Spitze des Baumes.

Bei Tieren entsteht Konkurrenz um ein bestimmtes Revier, Nahrung, Nistplätze etc. Es ist für bewegliche Tiere einfacher, harte Konkurrenz zu vermeiden, aber es betrifft sie trotzdem. Wer Konkurrenz meidet, findet sich in der Regel oft in ungünstigen Verhältnissen wieder, sie sind wie Pflanzen (oder angehängte Tierarten) gezwungen, sich an die Bedingungen anzupassen, mit denen sie sich begnügen müssen.

heterotypische Reaktionen.

Tabelle 1.2.4. Formen interspeziesischer Interaktionen

	Arten besetzen		Arten besetzen
Interaktionsform (Co-Shares)	gleiches Territorium (zusammen leben)		verschiedene Gebiete (leben getrennt)
	Ansicht A	Ansicht B	Ansicht A	Ansicht B
Neutralismus
Komensalismus (Typ A - Komensalismus)
Protokollkooperation
Mutualismus
Amensalismus (Typ A - Amensal, Typ B - Inhibitor)
Prädation (Typ A - Raubtier, Typ B - Beute)
Wettbewerb

0 - Interaktion zwischen Arten nützt keiner Seite und schadet keiner Seite;

Wechselwirkungen zwischen Arten haben positive Folgen; -Interaktion zwischen den Arten hat negative Folgen.

Neutralismus.

Die häufigste Form der Interaktion tritt auf, wenn Organismen verschiedener Arten, die dasselbe Territorium besetzen, sich in keiner Weise gegenseitig beeinflussen. Im Wald leben eine Vielzahl von Arten, von denen viele neutrale Beziehungen pflegen. Zum Beispiel bewohnen ein Eichhörnchen und ein Igel denselben Wald, aber sie haben eine neutrale Beziehung, wie viele andere Organismen. Diese Organismen sind jedoch Teil desselben Ökosystems. Sie sind Elemente eines Ganzen, und daher findet man bei genauerem Studium immer noch keine direkten, sondern indirekte, eher subtile und auf den ersten Blick nicht wahrnehmbare Verbindungen.

Es gibt. Doom gibt in seiner Popular Ecology ein spielerisches, aber sehr treffendes Beispiel für solche Verbindungen. Er schreibt, dass in England alte alleinstehende Frauen die Macht der königlichen Garde unterstützen. Und die Verbindung zwischen Gardisten und Frauen ist ganz einfach. Alleinstehende Frauen züchten in der Regel Katzen, während Katzen Mäuse jagen. Je mehr Katzen, desto weniger Mäuse auf den Feldern. Mäuse sind Feinde von Hummeln, weil sie ihre Höhlen zerstören, in denen sie leben. Je weniger Mäuse, desto mehr Hummeln. Es ist nicht bekannt, dass Hummeln die einzigen Bestäuber von Klee sind. Mehr Hummeln auf den Feldern – mehr Kleeernte. Pferde weiden auf Klee, und die Gardisten essen gerne Pferdefleisch. Hinter einem solchen Vorbild in der Natur verbergen sich viele versteckte Verbindungen zwischen verschiedenen Organismen. Obwohl Katzen in der Natur, wie aus dem Beispiel ersichtlich ist, ein neutrales Verhältnis zu Pferden oder Jmels haben, sind sie indirekt mit ihnen verwandt.

Kommensalismus.

Viele Arten von Organismen gehen Beziehungen ein, von denen nur eine Seite profitiert, während die andere darunter nicht leidet und nichts nützlich ist. Diese Form der Interaktion zwischen Organismen wird als bezeichnet Kommensalismus. Kommensalismus manifestiert sich oft in Form der Koexistenz verschiedener Organismen. So leben Insekten oft in den Höhlen von Säugetieren oder in den Nestern von Vögeln.

Oft kann man eine solche gemeinsame Besiedlung auch beobachten, wenn Sperlinge in den Nestern von großen Greifvögeln oder Störchen nisten. Für Greifvögel stört die Nachbarschaft der Spatzen nicht, aber für die Spatzen selbst ist dies ein zuverlässiger Schutz ihrer Nester.

In der Natur gibt es sogar eine Art, die so heißt - die kommensale Krabbe. Diese kleine, anmutige Krabbe lässt sich leicht in der Mantelhöhle von Austern nieder. Dadurch stört er die Molluske nicht, sondern erhält selbst einen Unterschlupf, frische Portionen Wasser und Nährstoffpartikel, die mit Wasser zu ihm gelangen.

Protokollkooperation.

Der nächste Schritt im gemeinsamen positiven Zusammenwirken zweier Organismen verschiedener Arten ist Protokollkooperation, in denen beide Arten von der Interaktion profitieren. Natürlich können diese Arten ohne Verluste getrennt existieren. Diese Form der Interaktion wird auch genannt primäre Zusammenarbeit, oder Zusammenarbeit.

Im Meer entsteht eine solche für beide Seiten vorteilhafte, aber nicht zwingende Form der Interaktion, wenn Krabben und Darm kombiniert werden. Anemonen zum Beispiel lassen sich oft auf der Rückenseite von Krebsen nieder und tarnen und schützen sie mit ihren stechenden Tentakeln. Die Seeanemonen wiederum erhalten von den Krabben die Essensreste ihrer Mahlzeit und nutzen die Krabben als Vehikel. Sowohl Krabben als auch Seeanemonen können im Stausee frei und unabhängig existieren, aber wenn sie in der Nähe sind, verpflanzt die Krabbe selbst mit ihren Krallen die Seeanemonen auf sich selbst.

Auch das gemeinsame Nisten von Vögeln verschiedener Arten in derselben Kolonie (Reiher und Kormorane, Stelzvögel und Seeschwalben verschiedener Arten usw.) ist ein Beispiel für eine Zusammenarbeit, bei der beide Parteien beispielsweise beim Schutz vor Raubtieren profitieren.

Mutualismus.

Gegenseitigkeit (bzw obligatorische Symbiose) ist die nächste Stufe der gegenseitig vorteilhaften Anpassung verschiedener Arten aneinander. Es unterscheidet sich von der Protokooperation in seiner Abhängigkeit. Wenn bei Protokooperation die Organismen, die eine Beziehung eingehen, getrennt und unabhängig voneinander existieren können, dann ist bei Mutualismus die getrennte Existenz dieser Organismen unmöglich.

Diese Art des Zusammenwirkens tritt oft in ganz unterschiedlichen Organismen auf, systematisch entfernt, mit unterschiedlichen Bedürfnissen. Ein Beispiel hierfür wäre die Beziehung zwischen stickstofffixierenden Bakterien (Blasenbakterien) und Leguminosen. Vom Wurzelsystem der Hülsenfrüchte ausgeschiedene Substanzen stimulieren das Wachstum von Blasenbakterien, und die Abfallprodukte von Bakterien führen zu einer Verformung der Wurzelhaare, wodurch die Bildung von Blasen beginnt. Bakterien haben die Fähigkeit, Luftstickstoff aufzunehmen, der im Boden fehlt, aber ein essentieller Makronährstoff für Pflanzen ist, was in diesem Fall für Leguminosen von großem Vorteil ist.

In der Natur ist die Verwandtschaft zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln durchaus üblich, sog Mykorrhiza. Der Pilz, der mit dem Gewebe der Wurzel interagiert, bildet eine Art Organ, das der Pflanze hilft, Mineralien aus dem Boden effektiver aufzunehmen. Pilze aus dieser Interaktion erhalten die Produkte der Photosynthese der Pflanze. Viele Baumarten können ohne Mykorrhiza nicht wachsen, und bestimmte Pilzarten bilden Mykorrhiza mit den Wurzeln bestimmter Baumarten (Eiche und Steinpilze, Birke und Steinpilze usw.).

Ein klassisches Beispiel für Mutualismus sind Flechten, die die symbiotische Beziehung von Pilzen und Algen vereinen. Die funktionellen und physiologischen Verbindungen zwischen ihnen sind so eng, dass sie als getrennt betrachtet werden Gruppe Organismen. Der Pilz in diesem System versorgt die Algen mit Wasser und Mineralsalzen, und die Algen wiederum geben dem Pilz organische Substanzen, die sie selbst synthetisieren.

Amensalismus.

In der Natur beeinflussen sich nicht alle Organismen gegenseitig positiv. Es gibt viele Fälle, in denen eine Art einer anderen Schaden zufügt, um ihr Leben zu sichern. Diese Form des Zusammenwirkens, bei der eine Art von Organismus das Wachstum und die Vermehrung eines Organismus einer anderen Art unterdrückt, ohne etwas zu verlieren, nennt man Amensalismus (Antibiose). Die unterdrückte Spezies in einem Paar, das interagiert, wird genannt Amensalom, und derjenige, der unterdrückt - Inhibitor.

Amensalismus wird am besten an Pflanzen untersucht. Pflanzen geben im Lebensprozess Chemikalien an die Umwelt ab, die andere Organismen beeinflussen. Bei Pflanzen hat der Amensalismus seinen eigenen Namen - Allelopathie. Es ist bekannt, dass der Volokhatensky nechuiweter aufgrund der Ausscheidung giftiger Substanzen durch die Wurzeln andere einjährige Pflanzen verdrängt und über große Flächen durchgehende Einzelartendickichte bildet. Auf Feldern verdrängen oder überwältigen Weizengras und andere Unkräuter Nutzpflanzen. Walnuss und Eiche bedrängen grasige Vegetation unter ihren Kronen.

Pflanzen können allelopathische Substanzen nicht nur über ihre Wurzeln, sondern auch über den oberirdischen Teil ihres Körpers absondern. Flüchtige allelopathische Substanzen, die von Pflanzen in die Luft abgegeben werden, werden genannt Phytonzide. Grundsätzlich wirken sie zerstörerisch auf Mikroorganismen. Jeder kennt die antimikrobielle vorbeugende Wirkung von Knoblauch, Zwiebel, Meerrettich. Viele Phytonzide werden von Nadelbäumen produziert. Ein Hektar Wacholderplantagen produziert mehr als 30 kg Phytonzide pro Jahr. Oft werden Nadelbäume in Siedlungen verwendet, um Hygieneschutzgürtel um verschiedene Industrien zu schaffen, die zur Reinigung der Luft beitragen.

Phytonzide beeinträchtigen nicht nur Mikroorganismen, sondern auch Tiere. Im Alltag werden seit langem verschiedene Pflanzen zur Bekämpfung von Insekten eingesetzt. Baglitsa und Lavendel sind also eine gute Möglichkeit, Motten zu bekämpfen.

Antibiose ist auch bei Mikroorganismen bekannt. Das erste Mal wurde von geöffnet. Babesh (1885) und wiederentdeckt von A. Fleming (1929). Es wurde gezeigt, dass Penicillu-Pilze eine Substanz (Penicillin) absondern, die das Bakterienwachstum hemmt. Es ist allgemein bekannt, dass einige Milchsäurebakterien ihre Umgebung ansäuern, so dass Fäulnisbakterien, die eine alkalische oder neutrale Umgebung benötigen, darin nicht existieren können. Die allelopathischen Chemikalien von Mikroorganismen sind bekannt als Antibiotika. Es wurden bereits mehr als 4.000 Antibiotika beschrieben, aber nur etwa 60 ihrer Sorten sind in der medizinischen Praxis weit verbreitet.

Der Schutz von Tieren vor Feinden kann auch durch Isolieren von Substanzen mit unangenehmem Geruch erfolgen (z. B. unter Reptilien - Geierschildkröten, Schlangen; Vögel - Wiedehopfküken; Säugetiere - Stinktiere, Frettchen).

Raubtier.

Unter Diebstahl im weitesten Sinne des Wortes versteht man eine Art der Nahrungsbeschaffung und Fütterung von Tieren (manchmal auch Pflanzen), bei der andere Tiere gefangen, getötet und verzehrt werden. Manchmal wird dieser Begriff als irgendein Fressen einiger Organismen durch andere verstanden, d.h. Beziehungen zwischen Organismen, in denen einer den anderen als Nahrung verwendet. Mit diesem Verständnis ist der Hase ein Raubtier in Bezug auf das Gras, das er frisst. Aber wir werden ein engeres Verständnis von Prädation verwenden, bei dem sich ein Organismus von einem anderen ernährt, der dem ersten systematisch nahe kommt (z. B. Insekten, die sich von Insekten ernähren; Fische, die sich von Fischen ernähren; Vögel, die sich von Reptilien ernähren, Vögel und Säugetiere; Säugetiere, die sich von Vögeln und Säugetieren ernähren). Ein extremer Fall von Prädation, bei dem sich eine Art von Organismen ihrer eigenen Art ernährt, wird als Raubtier bezeichnet Kannibalismus.

Manchmal wählt ein Raubtier eine Beute in einer solchen Menge aus, dass dies die Größe seiner Population nicht negativ beeinflusst. Dadurch trägt der Räuber zu einer besseren Verfassung der Beutepopulation bei, die sich zudem bereits an den Druck des Räubers angepasst hat. Die Geburtenrate in den Populationen der Beute ist höher als für die übliche Aufrechterhaltung ihrer Anzahl erforderlich ist. Bildlich gesprochen berücksichtigt die Beutepopulation, was der Räuber auswählen muss.

Konkurrenz zwischen den Arten.

Zwischen Organismen verschiedener Arten sowie zwischen Organismen derselben Art treten Wechselwirkungen auf, aufgrund derer sie versuchen, dieselbe Ressource zu erhalten. Solche Kooperationen zwischen verschiedenen Arten werden als interspezifische Konkurrenz bezeichnet. Mit anderen Worten, wir können sagen, dass interspezifische Konkurrenz jede Interaktion zwischen Populationen verschiedener Arten ist, die ihr Wachstum und Überleben negativ beeinflusst.

Die Folgen einer solchen Konkurrenz können die Verdrängung eines Organismus durch einen anderen aus einem bestimmten Ökosystem sein (Prinzip des Konkurrenzausschlusses). Gleichzeitig fördert Konkurrenz die Entstehung vieler Anpassungen durch Selektion, was zu einer Artenvielfalt führt, die in einer bestimmten Gemeinschaft oder Region existiert.

Wettbewerbsinteraktionen können Raum, Nahrung oder Nährstoffe, Licht und viele andere Faktoren beinhalten. Interspezifische Konkurrenz kann, je nachdem, worauf sie sich stützt, entweder zu einem Gleichgewicht zwischen zwei Arten führen oder bei intensiverer Konkurrenz zur Verdrängung einer Population einer Art durch eine Population einer anderen. Das Ergebnis der Konkurrenz kann auch so sein, dass eine Art die andere an einen anderen Ort verdrängt oder sie zwingt, zu anderen Ressourcen zu wechseln.