Abiotische Faktoren sind Bestandteile der unbelebten Natur. Dazu gehören: Klima (Licht, Temperatur, Wasser, Wind, Atmosphäre usw.), das auf alle Lebensräume lebender Organismen einwirkt: Wasser, Luft, Boden, der Körper eines anderen Organismus. Ihre Wirkung ist immer kumulativ.

Hell- einer der wichtigsten biotischen Faktoren, es ist die Lebensquelle für alles Leben auf der Erde. Im Leben von Organismen sind nicht nur sichtbare Strahlen wichtig, sondern auch andere, die die Erdoberfläche erreichen: ultraviolett, infrarot, elektromagnetisch. Der wichtigste Prozess, der in Pflanzen auf der Erde unter Beteiligung von Sonnenenergie abläuft: die Photosynthese. Im Durchschnitt werden 1-5 % des auf eine Pflanze fallenden Lichts für die Photosynthese verwendet und in Form von gespeicherter Energie entlang der Nahrungskette weitergegeben.

Photoperiodismus- Anpassung von Pflanzen und Tieren an eine bestimmte Tageslänge.

Bei Pflanzen: Es gibt lichtliebende und schattentolerante Arten. Einige Arten wachsen in beleuchteten Gebieten (Getreide, Birke, Sonnenblume), andere mit Lichtmangel (Waldgräser, Farne), schattentolerante Arten können unter verschiedenen Bedingungen wachsen, verändern aber gleichzeitig ihr Aussehen. Eine allein gewachsene Kiefer hat eine dichte, breite Krone, bei einem Waldbestand ist die Krone im oberen Teil ausgebildet und der Stamm kahl. Es gibt Kurz- und Langtagspflanzen.

Licht ist bei Tieren ein Orientierungsmittel im Raum. Einige sind an das Sonnenlicht angepasst, andere sind nacht- oder dämmerungsaktiv. Es gibt Tiere wie Maulwürfe, die kein Sonnenlicht benötigen.

Temperatur Der Temperaturbereich, in dem Leben möglich ist, ist sehr klein. Für die meisten Organismen wird sie von 0 bis +50 °C bestimmt.

Der Temperaturfaktor weist ausgeprägte jahreszeitliche und tageszeitliche Schwankungen auf. Die Temperatur bestimmt die Geschwindigkeit biochemischer Prozesse in der Zelle. Sie bestimmt das Erscheinungsbild des Organismus und die Breite der geografischen Verbreitung. Als Eurytherme werden Organismen bezeichnet, die einem weiten Temperaturbereich standhalten können. Stenothermische Organismen leben in einem engen Temperaturbereich.

Einige Organismen sind besser angepasst, um ungünstige (hohe oder niedrige) Lufttemperaturen zu ertragen, andere Bodentemperaturen. Es gibt eine große Gruppe warmblütiger Organismen, die dazu in der Lage sind

Halten Sie die Körpertemperatur auf einem stabilen Niveau. Die Fähigkeit von Organismen, ihre Lebenstätigkeit bei ungünstigen Temperaturen einzustellen, wird als Anabiose bezeichnet.

Wasser Es gibt keinen lebenden Organismus auf der Erde, der kein Wasser in seinem Gewebe enthält. Der Wassergehalt im Körper kann 60-98% erreichen. Die Menge an Wasser, die für eine normale Entwicklung benötigt wird, variiert mit dem Alter. Während der Brutzeit reagieren Organismen besonders empfindlich auf Wassermangel.

In Bezug auf das Wasserregime werden Pflanzen in 3 große Gruppen eingeteilt:

Hygrophyten- Pflanzen von feuchten Orten. Wasserknappheit können sie nicht ertragen.

Mesophyten- Pflanzen mäßig feuchter Habitate. Sie sind in der Lage, Boden- und Lufttrockenheit für kurze Zeit zu tolerieren. Dies ist die Mehrheit der landwirtschaftlichen Kulturpflanzen, Wiesengräser.

Xerophyten- Pflanzen trockener Lebensräume. Durch spezielle Vorrichtungen sind sie lange an den Wassermangel angepasst. Die Blätter verwandeln sich in Dornen oder beispielsweise bei Sukkulenten wachsen die Zellen zu enormen Größen heran und speichern Wasser in sich. Auch für Tiere gibt es eine ähnliche Einteilung. Nur das Ende der Phyta ändert sich in Phyla: Hygrophile, Mesophylle, Xerophile.

Atmosphäre Die geschichtete Atmosphäre, die die Erde bedeckt, und die Ozonschicht, die sich in einer Höhe von 10-15 km befindet, schützen alle Lebewesen vor starker ultravioletter Strahlung und kosmischer Strahlung. Die Gaszusammensetzung der modernen Atmosphäre beträgt 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0,3-3 % Wasserdampf, 1 % fällt auf andere chemische Elemente.

Boden- oder edaphische Faktoren. Der Boden ist ein bioinerter Naturkörper, der unter dem Einfluss der belebten und unbelebten Natur entsteht. Sie ist fruchtbar. Pflanzen verbrauchen Stickstoff, Phosphor, Kalium, Kalzium, Magnesium, Bor und andere Spurenelemente aus dem Boden. Das Wachstum, die Entwicklung und die biologische Produktivität von Pflanzen hängen von der Verfügbarkeit von Nährstoffen im Boden ab. Sowohl Mangel als auch Überschuss an Nährstoffen können zu einem limitierenden Faktor werden. Einige Pflanzenarten haben sich an einen Überschuss eines Elements wie Kalzium angepasst und werden als Kalziophile bezeichnet.

Der Boden zeichnet sich durch eine bestimmte Struktur aus, die von Humus abhängt - einem Produkt der lebenswichtigen Aktivität von Mikroorganismen, Pilzen. Der Boden hat in seiner Zusammensetzung Luft und Wasser, die mit anderen Elementen der Biosphäre interagieren.

Durch Wind, Wasser oder andere Erosion wird die Bodenbedeckung zerstört, was zum Verlust der Bodenfruchtbarkeit führt.

Orographische Faktoren - Gelände. Das Terrain ist kein direkter Faktor, aber als indirekter Faktor, der klimatische und andere abiotische Faktoren umverteilt, von großer ökologischer Bedeutung. Das auffälligste Beispiel für den Einfluss des Reliefs ist die für Bergregionen charakteristische vertikale Zonalität.

Unterscheiden:

Nanorelief - das sind Haufen in der Nähe von Tierhöhlen, Unebenheiten in Sümpfen usw.;

Mikrorelief - kleine Trichter, Dünen;

Mesorelief - Schluchten, Balken, Flusstäler, Hügel, Vertiefungen;

Makrorelief - Hochebenen, Ebenen, Bergketten, d.h. bedeutende geografische Grenzen, die einen erheblichen Einfluss auf die Bewegung von Luftmassen haben.

biotische Faktoren. Lebende Organismen werden nicht nur von abiotischen Faktoren beeinflusst, sondern auch von den lebenden Organismen selbst. Die Gruppe dieser Faktoren umfasst: phytogen, zoogen und anthropogen.

Der Einfluss biotischer Faktoren auf die Umwelt ist sehr vielfältig. Wenn sich verschiedene Arten gegenseitig beeinflussen, haben sie im einen Fall keine Wirkung (0), im anderen Fall sind die Wirkungen günstig (+) oder ungünstig (-).

Arten von Ansichtsbeziehungen

Neutralismus (0,0) – Arten beeinflussen sich gegenseitig nicht;

Wettbewerb (-,-) - jede Art hat eine nachteilige Wirkung, indem sie die andere unterdrückt und die schwächere verdrängt;

Mutualismus (+,+) - eine der Arten kann sich nur in Gegenwart einer anderen Art normal entwickeln (Symbiose von Pflanzen und Pilzen);

Protokollkooperation (+,+) - Zusammenarbeit, gegenseitig vorteilhafter Einfluss, nicht so hart wie bei Gegenseitigkeit;

Kommensalismus (+, 0) eine Art profitiert von der Koexistenz;

Amensalismus (0,-) - eine Spezies wird unterdrückt, die andere Spezies wird nicht unterdrückt;

Der anthropogene Einfluss passt in diese Klassifikation der Artenbeziehungen. Unter den biotischen Faktoren ist dies der stärkste. Sie kann direkt oder indirekt, positiv oder negativ sein. Anthropogene Einflüsse auf die abiotische und biotische Umwelt werden im Handbuch aus Sicht des Naturschutzes weiter diskutiert.

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

Temperatur ist der wichtigste Klimafaktor. Es hängt von ihr ab Stoffwechselrate Organismen und ihre geografische Verteilung. Jeder Organismus kann in einem bestimmten Temperaturbereich leben. Und obwohl für verschiedene Arten von Organismen ( eurythermal und stenotherm) diese Intervalle unterschiedlich sind, ist für die meisten von ihnen der Bereich optimaler Temperaturen, bei dem die Vitalfunktionen am aktivsten und effizientesten ausgeführt werden, relativ klein. Der Temperaturbereich, in dem Leben existieren kann, liegt bei etwa 300 °C: von -200 bis +100 °C. Aber die meisten Arten und der größte Teil ihrer Aktivität sind auf einen noch engeren Temperaturbereich beschränkt. Einige Organismen, insbesondere in der Ruhephase, können bei sehr niedrigen Temperaturen zumindest eine Zeit lang existieren. Bestimmte Arten von Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien und Algen, können bei Temperaturen nahe dem Siedepunkt leben und sich vermehren. Die Obergrenze für Thermalquellenbakterien liegt bei 88 C, für Blaualgen bei 80 C und für die widerstandsfähigsten Fische und Insekten bei etwa 50 C. In der Regel sind die Obergrenzen des Faktors kritischer als die niedrigere, obwohl viele Organismen in der Nähe der oberen Grenzen des Toleranzbereichs effizienter funktionieren.

Bei Wassertieren ist die Bandbreite der Temperaturtoleranz meist enger als bei Landtieren, da die Bandbreite der Temperaturschwankungen im Wasser geringer ist als an Land.

Unter dem Gesichtspunkt der Auswirkungen auf lebende Organismen ist die Temperaturvariabilität äußerst wichtig. Eine Temperatur im Bereich von 10 bis 20 C (durchschnittlich 15 C) wirkt sich nicht unbedingt in gleicher Weise auf den Körper aus wie eine konstante Temperatur von 15 C. Die Lebenstätigkeit von Organismen, die in der Natur normalerweise schwankenden Temperaturen ausgesetzt sind, ist vollständig oder teilweise unterdrückt oder durch konstante Temperatur verlangsamt. Mit Hilfe der variablen Temperatur konnte die Entwicklung der Heuschreckeneier im Vergleich zu ihrer Entwicklung bei konstanter Temperatur um durchschnittlich 38,6 % beschleunigt werden. Es ist noch nicht klar, ob die beschleunigende Wirkung auf Temperaturschwankungen selbst oder auf verstärktem Wachstum beruht, das durch einen kurzfristigen Temperaturanstieg und eine unkompensierte Wachstumsverlangsamung bei einem Absenken verursacht wird.

Daher ist die Temperatur ein wichtiger und sehr oft limitierender Faktor. Temperaturrhythmen steuern weitgehend die saisonale und tägliche Aktivität von Pflanzen und Tieren. Die Temperatur erzeugt oft Zonierung und Schichtung in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen.

Wasser physiologisch notwendig für jedes Protoplasma. Aus ökologischer Sicht dient es sowohl in terrestrischen als auch in aquatischen Lebensräumen als limitierender Faktor, wo seine Menge starken Schwankungen unterliegt oder wo ein hoher Salzgehalt zum Wasserverlust des Körpers durch Osmose beiträgt. Alle lebenden Organismen werden je nach Wasserbedarf und damit nach Lebensraumunterschieden in eine Reihe von ökologischen Gruppen eingeteilt: aquatisch oder hydrophil- ständig im Wasser leben; hygrophil- Leben in sehr feuchten Lebensräumen; mesophil- gekennzeichnet durch einen mäßigen Wasserbedarf und xerophil- Leben in trockenen Lebensräumen.

Niederschlag und Feuchtigkeit sind die Hauptgrößen, die bei der Untersuchung dieses Faktors gemessen werden. Die Niederschlagsmenge hängt hauptsächlich von den Wegen und der Art großer Luftmassenbewegungen ab. Zum Beispiel hinterlassen Winde vom Meer die meiste Feuchtigkeit an den Hängen, die dem Meer zugewandt sind, was zu einem "Regenschatten" hinter den Bergen führt und zur Bildung der Wüste beiträgt. Im Landesinneren nimmt die Luft eine gewisse Feuchtigkeit auf und die Niederschlagsmenge nimmt wieder zu. Wüsten befinden sich in der Regel hinter hohen Bergketten oder an Küsten, wo die Winde eher aus weiten trockenen Regionen im Landesinneren als aus dem Ozean wehen, wie z. B. der Nami-Wüste in Südwestafrika. Die Verteilung des Niederschlags nach Jahreszeiten ist ein äußerst wichtiger limitierender Faktor für Organismen. Die Bedingungen, die durch die gleichmäßige Verteilung des Niederschlags geschaffen werden, sind ganz andere als diejenigen, die durch Niederschlag während einer Jahreszeit erzeugt werden. In diesem Fall müssen Tiere und Pflanzen längere Dürreperioden überstehen. In den Tropen und Subtropen, wo Regen- und Trockenzeit oft gut abgegrenzt sind, kommt es in der Regel zu einer ungleichmäßigen Niederschlagsverteilung über die Jahreszeiten. In der tropischen Zone reguliert der jahreszeitliche Feuchtigkeitsrhythmus die jahreszeitliche Aktivität der Organismen ähnlich wie der jahreszeitliche Wärme- und Lichtrhythmus in der gemäßigten Zone. Tau kann einen erheblichen und an Orten mit wenig Niederschlag einen sehr wichtigen Beitrag zum Gesamtniederschlag leisten.

Feuchtigkeit - ein Parameter, der den Wasserdampfgehalt der Luft charakterisiert. absolute Feuchtigkeit wird die Wasserdampfmenge pro Luftvolumeneinheit genannt. Im Zusammenhang mit der Abhängigkeit der von der Luft zurückgehaltenen Dampfmenge von Temperatur und Druck wurde das Konzept relative Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis des in der Luft enthaltenen Dampfes zum Sättigungsdampf bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck. Da es in der Natur einen täglichen Feuchtigkeitsrhythmus gibt - eine Zunahme in der Nacht und eine Abnahme während des Tages und seine vertikale und horizontale Schwankung - spielt dieser Faktor zusammen mit Licht und Temperatur eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Aktivität von Organismen. Luftfeuchtigkeit verändert die Auswirkungen der Temperaturhöhe. Beispielsweise hat die Temperatur unter Feuchtigkeitsbedingungen nahe dem kritischen Wert eine wichtigere begrenzende Wirkung. Ebenso spielt die Luftfeuchtigkeit eine kritischere Rolle, wenn sich die Temperatur in der Nähe der Grenzwerte befindet. Große Stauseen mildern das Landklima erheblich, da Wasser durch eine große latente Verdampfungs- und Schmelzwärme gekennzeichnet ist. Tatsächlich gibt es zwei Haupttypen von Klima: kontinental bei extremen Temperaturen und Feuchtigkeit u nautisch, die durch weniger starke Schwankungen gekennzeichnet ist, was durch die dämpfende Wirkung großer Stauseen erklärt wird.

Die Versorgung lebender Organismen mit Oberflächenwasser hängt von der Niederschlagsmenge in einem bestimmten Gebiet ab, aber diese Werte sind nicht immer gleich. So können Tiere und Pflanzen durch die Nutzung unterirdischer Quellen, wo Wasser aus anderen Gebieten kommt, mehr Wasser erhalten als durch die Aufnahme mit Niederschlägen. Umgekehrt wird Regenwasser manchmal sofort für Organismen unzugänglich.

Sonneneinstrahlung sind elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Länge. Es ist für das Leben in der Natur absolut notwendig, da es die wichtigste externe Energiequelle ist. Das Verteilungsspektrum der solaren Strahlungsenergie außerhalb der Erdatmosphäre (Abb. 6) zeigt, dass etwa die Hälfte der Sonnenenergie im Infrarotbereich emittiert wird, 40 % im sichtbaren und 10 % im Ultraviolett- und Röntgenbereich.

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

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

Für lebende Materie sind qualitative Lichtzeichen wichtig - Wellenlänge, Intensität und Dauer der Exposition.

Es ist bekannt, dass Tiere und Pflanzen auf Veränderungen der Lichtwellenlänge reagieren. Das Farbensehen wird in verschiedenen Tiergruppen entdeckt: Es ist bei einigen Arten von Arthropoden, Fischen, Vögeln und Säugetieren gut entwickelt, aber bei anderen Arten derselben Gruppen kann es fehlen.

Die Photosyntheserate variiert mit der Wellenlänge des Lichts. Wenn beispielsweise Licht durch Wasser geht, werden die roten und blauen Teile des Spektrums herausgefiltert und das resultierende grünliche Licht wird schwach vom Chlorophyll absorbiert. Rotalgen haben jedoch zusätzliche Pigmente (Phycoerythrine), die es ihnen ermöglichen, diese Energie zu nutzen und in größeren Tiefen zu leben als Grünalgen.

Sowohl bei Land- als auch bei Wasserpflanzen steht die Photosynthese bis zu einem optimalen Lichtsättigungsgrad in linearer Beziehung zur Lichtintensität, gefolgt in vielen Fällen von einer Abnahme der Photosynthese bei hohen Intensitäten des direkten Sonnenlichts. Bei einigen Pflanzen wie Eukalyptus wird die Photosynthese nicht durch direktes Sonnenlicht gehemmt. In diesem Fall findet eine Faktorkompensation statt, da sich einzelne Pflanzen und ganze Lebensgemeinschaften an unterschiedliche Lichtintensitäten anpassen, sich an Schatten (Kieselalgen, Phytoplankton) oder an direkte Sonneneinstrahlung anpassen.

Die Tageslänge oder Photoperiode ist ein „Zeitrelais“ oder Auslösemechanismus, der eine Abfolge physiologischer Prozesse umfasst, die zu Wachstum, Blüte vieler Pflanzen, Häutung und Fettansammlung, Migration und Fortpflanzung bei Vögeln und Säugetieren und dem Beginn führen der Diapause bei Insekten. Einige höhere Pflanzen blühen mit einer Zunahme der Tageslänge (Langtagpflanzen), andere blühen mit einer Verkürzung des Tages (Kurztagpflanzen). Bei vielen photoperiodenempfindlichen Organismen kann die Einstellung der biologischen Uhr durch experimentelles Ändern der Photoperiode geändert werden.

ionisierende Strahlung schlägt Elektronen aus Atomen und heftet sie an andere Atome, um Paare aus positiven und negativen Ionen zu bilden. Seine Quelle sind radioaktive Substanzen, die in Gesteinen enthalten sind, außerdem kommt es aus dem Weltraum.

Verschiedene Arten lebender Organismen unterscheiden sich stark in ihrer Fähigkeit, großen Strahlendosen standzuhalten. Beispielsweise verursacht eine Dosis von 2 Sv (Ziver) den Tod der Embryonen einiger Insekten im Stadium des Zerkleinerns, eine Dosis von 5 Sv führt zur Unfruchtbarkeit einiger Insektenarten, eine Dosis von 10 Sv ist für Säugetiere absolut tödlich . Wie die Daten der meisten Studien zeigen, sind sich schnell teilende Zellen am empfindlichsten gegenüber Strahlung.

Die Auswirkungen niedriger Strahlendosen sind schwieriger abzuschätzen, da sie langfristige genetische und somatische Folgen haben können. Beispielsweise verursachte die Bestrahlung von Kiefern mit einer Dosis von 0,01 Sv pro Tag über 10 Jahre eine Verlangsamung der Wachstumsrate, ähnlich einer Einzeldosis von 0,6 Sv. Eine Erhöhung des Strahlungsniveaus in der Umgebung über dem Hintergrund führt zu einer Erhöhung der Häufigkeit schädlicher Mutationen.

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

Bei höheren Tieren wurde keine so einfache Beziehung zwischen Empfindlichkeit und Zellstruktur gefunden; für sie ist die Empfindlichkeit einzelner Organsysteme wichtiger. Daher sind Säugetiere sehr empfindlich selbst gegenüber niedrigen Strahlungsdosen aufgrund der leichten Schädigung, die durch die Bestrahlung des sich schnell teilenden hämatopoetischen Gewebes des Knochenmarks verursacht wird. Selbst sehr geringe Mengen chronisch wirkender ionisierender Strahlung können das Wachstum von Tumorzellen in Knochen und anderen empfindlichen Geweben verursachen, die möglicherweise erst viele Jahre nach der Exposition auftreten.

Gaszusammensetzung Auch die Atmosphäre ist ein wichtiger Klimafaktor (Abb. 8). Vor ungefähr 3-3,5 Milliarden Jahren enthielt die Atmosphäre Stickstoff, Ammoniak, Wasserstoff, Methan und Wasserdampf, und es gab keinen freien Sauerstoff darin. Die Zusammensetzung der Atmosphäre wurde maßgeblich durch vulkanische Gase bestimmt. Aufgrund des Sauerstoffmangels gab es keinen Ozonschutz, um die ultraviolette Strahlung der Sonne zu blockieren. Im Laufe der Zeit begann sich aufgrund abiotischer Prozesse Sauerstoff in der Atmosphäre des Planeten anzusammeln und die Bildung der Ozonschicht begann. Ungefähr in der Mitte des Paläozoikums entsprach der Sauerstoffverbrauch seiner Entstehung, während dieser Zeit lag der O2-Gehalt in der Atmosphäre nahe am heutigen - etwa 20%. Außerdem werden ab der Mitte des Devons Schwankungen des Sauerstoffgehalts beobachtet. Am Ende des Paläozoikums kam es zu einer merklichen Abnahme des Sauerstoffgehalts und einer Zunahme des Kohlendioxidgehalts auf etwa 5 % des derzeitigen Niveaus, was zu einer Klimaveränderung führte und anscheinend als Anstoß für reichlich „autotrophe“ Blüten diente , wodurch Reserven an fossilen Kohlenwasserstoffbrennstoffen geschaffen wurden. Danach erfolgt eine allmähliche Rückkehr in eine kohlendioxidarme und sauerstoffreiche Atmosphäre, wonach das O2/CO2-Verhältnis im sogenannten oszillierenden stationären Gleichgewicht verbleibt.

Derzeit hat die Erdatmosphäre folgende Zusammensetzung: Sauerstoff ~ 21 %, Stickstoff ~ 78 %, Kohlendioxid ~ 0,03 %, Inertgase und Verunreinigungen ~ 0,97 %. Interessanterweise sind die Konzentrationen von Sauerstoff und Kohlendioxid für viele höhere Pflanzen limitierend. In vielen Pflanzen ist es möglich, die Effizienz der Photosynthese durch Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration zu steigern, aber es ist wenig bekannt, dass eine Verringerung der Sauerstoffkonzentration auch zu einer Erhöhung der Photosynthese führen kann. In Versuchen an Leguminosen und vielen anderen Pflanzen wurde gezeigt, dass eine Verringerung des Sauerstoffgehalts in der Luft auf 5 % die Intensität der Photosynthese um 50 % erhöht. Auch Stickstoff spielt eine wichtige Rolle. Dies ist das wichtigste biogene Element, das an der Bildung von Proteinstrukturen von Organismen beteiligt ist. Wind hat eine limitierende Wirkung auf die Aktivität und Verbreitung von Organismen.

Wind es kann sogar das Erscheinungsbild von Pflanzen verändern, insbesondere in solchen Lebensräumen, zum Beispiel in alpinen Zonen, wo andere Faktoren eine limitierende Wirkung haben. Es wurde experimentell gezeigt, dass der Wind in offenen Berglebensräumen das Pflanzenwachstum einschränkt: Wenn eine Mauer gebaut wurde, um die Pflanzen vor dem Wind zu schützen, stieg die Höhe der Pflanzen. Stürme sind von großer Bedeutung, obwohl ihre Wirkung rein lokal ist. Orkane und gewöhnliche Winde können Tiere und Pflanzen über große Entfernungen tragen und dadurch die Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften verändern.

Atmosphärendruck , ist offensichtlich kein limitierender Faktor der direkten Aktion, aber es steht in direktem Zusammenhang mit Wetter und Klima, die eine direkte limitierende Wirkung haben.

Die Wasserverhältnisse schaffen einen besonderen Lebensraum für Organismen, der sich vom terrestrischen vor allem durch Dichte und Viskosität unterscheidet. Dichte Wasser etwa 800 Mal, und Viskosität etwa 55-mal höher als die von Luft. Zusammen mit Dichte und Viskosität Die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften der aquatischen Umwelt sind: Temperaturschichtung, dh Temperaturänderung entlang der Tiefe des Wasserkörpers und periodisch Temperatur ändert sich mit der Zeit, und auch Transparenz Wasser, das das Lichtregime unter seiner Oberfläche bestimmt: Die Photosynthese von Grün- und Purpuralgen, Phytoplankton und höheren Pflanzen hängt von der Transparenz ab.

B. in der Atmosphäre, eine wichtige Rolle spielt Gaszusammensetzung aquatische Umgebung. In aquatischen Lebensräumen variiert die Menge an Sauerstoff, Kohlendioxid und anderen Gasen, die im Wasser gelöst und damit für Organismen verfügbar sind, im Laufe der Zeit stark. In Gewässern mit hohem Gehalt an organischer Substanz ist Sauerstoff der limitierende Faktor von überragender Bedeutung. Trotz der besseren Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser im Vergleich zu Stickstoff enthält Wasser selbst im günstigsten Fall weniger Sauerstoff als Luft, etwa 1 Vol.-%. Die Löslichkeit wird durch die Temperatur des Wassers und die Menge der gelösten Salze beeinflusst: Mit sinkender Temperatur steigt die Löslichkeit von Sauerstoff, mit steigendem Salzgehalt sinkt sie. Die Sauerstoffversorgung im Wasser wird durch Diffusion aus der Luft und Photosynthese von Wasserpflanzen ergänzt. Sauerstoff diffundiert sehr langsam ins Wasser, die Diffusion wird durch Wind und Wasserbewegung erleichtert. Wie bereits erwähnt, ist der wichtigste Faktor, der für die photosynthetische Sauerstoffproduktion sorgt, das in die Wassersäule eindringende Licht. Daher variiert der Sauerstoffgehalt im Wasser je nach Tageszeit, Jahreszeit und Ort.

Der Gehalt an Kohlendioxid im Wasser kann ebenfalls stark variieren, aber Kohlendioxid verhält sich anders als Sauerstoff, und seine ökologische Rolle ist kaum bekannt. Kohlendioxid ist gut wasserlöslich, zusätzlich gelangt CO2 ins Wasser, das bei der Atmung und Zersetzung entsteht, sowie aus dem Boden oder aus unterirdischen Quellen. Im Gegensatz zu Sauerstoff reagiert Kohlendioxid mit Wasser:

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

Säure - die Konzentration von Wasserstoffionen (pH) - ist eng mit dem Karbonatsystem verbunden. Der pH-Wert ändert sich im Bereich 0? pH-Wert? 14: bei pH = 7 ist das Medium bei pH neutral<7 - кислая, при рН>7 - alkalisch. Wenn sich der Säuregehalt nicht extremen Werten nähert, können die Gemeinschaften Änderungen dieses Faktors kompensieren - die Toleranz der Gemeinschaft gegenüber dem pH-Bereich ist sehr groß. Der Säuregehalt kann als Indikator für die Gesamtstoffwechselrate einer Gemeinschaft dienen. Wasser mit niedrigem pH-Wert enthält wenige Nährstoffe, sodass die Produktivität extrem gering ist.

Salzgehalt - Gehalt an Carbonaten, Sulfaten, Chloriden usw. - ist ein weiterer bedeutender abiotischer Faktor in Gewässern. In Süßwasser gibt es nur wenige Salze, von denen etwa 80 % Karbonate sind. Der Gehalt an Mineralien in den Weltmeeren beträgt durchschnittlich 35 g/l. Offene Ozeanorganismen sind im Allgemeinen stenohalin, während Brackwasserorganismen an der Küste im Allgemeinen euryhalin sind. Die Salzkonzentration in den Körperflüssigkeiten und Geweben der meisten Meeresorganismen ist isotonisch mit der Salzkonzentration im Meerwasser, sodass es keine Probleme mit der Osmoregulation gibt.

Fluss wirkt sich nicht nur stark auf die Konzentration von Gasen und Nährstoffen aus, sondern wirkt auch direkt als begrenzender Faktor. Viele Flusspflanzen und -tiere sind morphologisch und physiologisch in besonderer Weise daran angepasst, ihre Position im Bach zu halten: Sie haben wohldefinierte Toleranzgrenzen gegenüber dem Fließfaktor.

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

Boden ist eine Materieschicht, die auf den Felsen der Erdkruste liegt. Der russische Naturwissenschaftler Vasily Vasilyevich Dokuchaev war 1870 der erste, der den Boden als eine dynamische und nicht als eine inaktive Umgebung betrachtete. Er bewies, dass sich der Boden ständig verändert und entwickelt und in seiner aktiven Zone chemische, physikalische und biologische Prozesse ablaufen. Böden entstehen durch das komplexe Zusammenspiel von Klima, Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen. Der sowjetische Akademiker Bodenwissenschaftler Vasily Robertovich Williams gab eine andere Definition des Bodens – es ist ein lockerer Oberflächenhorizont von Land, das in der Lage ist, Pflanzen zu produzieren. Das Pflanzenwachstum hängt vom Gehalt an essentiellen Nährstoffen im Boden und von seiner Struktur ab.

Die Zusammensetzung des Bodens umfasst vier Hauptstrukturkomponenten: die mineralische Basis (normalerweise 50-60 % der gesamten Bodenzusammensetzung), organische Substanz (bis zu 10 %), Luft (15-25 %) und Wasser (25-30 % ).

Das mineralische Skelett des Bodens - ist ein anorganischer Bestandteil, der durch Verwitterung aus dem Ausgangsgestein entstanden ist.

Über 50% der mineralischen Zusammensetzung des Bodens ist Kieselsäure SiO2, 1 bis 25% entfallen auf Aluminiumoxid Al2O3, 1 bis 10% - auf Eisenoxide Fe2O3, 0,1 bis 5% - auf Oxide von Magnesium, Kalium, Phosphor, Kalzium. Die mineralischen Elemente, die die Substanz des Bodenskeletts bilden, sind unterschiedlich groß: von Felsbrocken und Steinen bis hin zu Sandkörnern - Partikel mit einem Durchmesser von 0,02 bis 2 mm, Schlick - Partikel mit einem Durchmesser von 0,002 bis 0,02 mm und die kleinsten Tonpartikel weniger als 0,002 mm im Durchmesser. Ihr Verhältnis bestimmt bodenmechanische Struktur . Für die Landwirtschaft ist er von großer Bedeutung. Tone und Lehme, die ungefähr zu gleichen Teilen Ton und Sand enthalten, sind normalerweise für das Pflanzenwachstum geeignet, da sie ausreichend Nährstoffe enthalten und Feuchtigkeit speichern können. Sandige Böden entwässern schneller und verlieren Nährstoffe durch Auswaschung, sind aber vorteilhafter für frühe Ernten, da ihre Oberfläche im Frühjahr schneller austrocknet als Lehmböden, was zu einer besseren Erwärmung führt. Wenn der Boden steiniger wird, nimmt seine Fähigkeit, Wasser zu speichern, ab.

organische Materie Boden entsteht durch die Zersetzung von toten Organismen, deren Teilen und Exkrementen. Unvollständig zersetzte organische Reste werden als Streu bezeichnet, das Endprodukt der Zersetzung – eine amorphe Substanz, in der das Ausgangsmaterial nicht mehr erkennbar ist – als Humus. Humus verbessert aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften die Bodenstruktur und -durchlüftung sowie die Fähigkeit, Wasser und Nährstoffe zu speichern.

Gleichzeitig mit dem Humifizierungsprozess gehen lebenswichtige Elemente von organischen Verbindungen zu anorganischen über, zum Beispiel: Stickstoff - in Ammoniumionen NH4 +, Phosphor - in Orthophosphationen H2PO4-, Schwefel - in Sulfatierungen SO42-. Dieser Vorgang wird als Mineralisierung bezeichnet.

Bodenluft befindet sich wie Bodenwasser in den Poren zwischen den Bodenpartikeln. Die Porosität nimmt von Tonen zu Lehmen und Sanden zu. Zwischen dem Boden und der Atmosphäre findet ein freier Gasaustausch statt, wodurch die Gaszusammensetzung beider Umgebungen ähnlich zusammengesetzt ist. Üblicherweise enthält die Bodenluft aufgrund der Atmung der sie bewohnenden Organismen etwas weniger Sauerstoff und mehr Kohlendioxid als die atmosphärische Luft. Sauerstoff ist unentbehrlich für Pflanzenwurzeln, Bodentiere und Zersetzerorganismen, die organische Stoffe in anorganische Bestandteile zersetzen. Kommt es zu Staunässe, wird die Bodenluft durch Wasser verdrängt und die Bedingungen werden anaerob. Der Boden wird allmählich sauer, da die anaeroben Organismen weiterhin Kohlendioxid produzieren. Der Boden kann, wenn er nicht reich an Basen ist, extrem sauer werden, was zusammen mit der Erschöpfung der Sauerstoffreserven die Bodenmikroorganismen beeinträchtigt. Andauernde anaerobe Bedingungen führen zum Absterben von Pflanzen.

Bodenpartikel halten eine bestimmte Menge Wasser um sich herum, die den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens bestimmt. Ein Teil davon, Gravitationswasser genannt, kann ungehindert in die Tiefe des Bodens sickern. Dies führt zur Auswaschung verschiedener Mineralien, darunter auch Stickstoff, aus dem Boden. Wasser kann auch um einzelne kolloidale Teilchen herum in Form eines dünnen, starken, kohäsiven Films zurückgehalten werden. Dieses Wasser wird als hygroskopisch bezeichnet. Es wird aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen an der Oberfläche von Partikeln adsorbiert. Dieses Wasser ist für Pflanzenwurzeln am wenigsten zugänglich und wird in sehr trockenen Böden als letztes zurückgehalten. Die Menge an hygroskopischem Wasser hängt vom Gehalt an kolloidalen Partikeln im Boden ab, daher ist sie in Lehmböden viel größer - etwa 15% der Bodenmasse - als in Sandböden - etwa 0,5%. Wenn sich Wasserschichten um Bodenpartikel ansammeln, beginnt es, zuerst die engen Poren zwischen diesen Partikeln zu füllen und breitet sich dann in immer breiteren Poren aus. Hygroskopisches Wasser wird allmählich zu Kapillarwasser, das durch Oberflächenspannungskräfte um Bodenpartikel gehalten wird. Kapillarwasser kann durch enge Poren und Röhrchen aus dem Grundwasserspiegel aufsteigen. Pflanzen nehmen leicht Kapillarwasser auf, das für ihre regelmäßige Wasserversorgung die größte Rolle spielt. Im Gegensatz zu hygroskopischer Feuchtigkeit verdunstet dieses Wasser leicht. Fein strukturierte Böden wie Lehm halten mehr Kapillarwasser zurück als grob strukturierte Böden wie Sand.

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

Wasser ist auch wichtig als Lösungsmittel für Nährstoffe und Gase, die von Pflanzenwurzeln aus der wässrigen Lösung aufgenommen werden. Es ist an der Zerstörung des unter dem Boden liegenden Muttergesteins und am Prozess der Bodenbildung beteiligt.

Die chemischen Eigenschaften des Bodens hängen vom Gehalt an Mineralstoffen ab, die in Form von gelösten Ionen darin enthalten sind. Manche Ionen sind für Pflanzen giftig, andere lebensnotwendig. Die Konzentration von Wasserstoffionen im Boden (Säure) pH> 7, dh im Durchschnitt nahezu neutral. Die Flora solcher Böden ist besonders artenreich. Kalk- und Salzböden haben pH = 8...9 und Torfböden - bis zu 4. Auf diesen Böden entwickelt sich eine spezifische Vegetation.

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

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

Organische Substanzen werden von Pflanzen aus Mineralsalzen, Sonnenenergie und Wasser hergestellt. Dadurch verliert der Boden die Mineralien, die ihm die Pflanzen entnommen haben. In Wäldern wird ein Teil der Nährstoffe durch Laubfall an den Boden zurückgegeben. Kulturpflanzen entziehen dem Boden auf Dauer deutlich mehr Nährstoffe, als sie ihm wieder zurückgeben. Nährstoffverluste werden in der Regel durch die Ausbringung von mineralischen Düngemitteln ausgeglichen, die in der Regel nicht direkt von Pflanzen verwertet werden können und durch Mikroorganismen in eine biologisch verfügbare Form umgewandelt werden müssen. Ohne solche Mikroorganismen verliert der Boden seine Fruchtbarkeit.

Die wichtigsten biochemischen Prozesse finden in der bis zu 40 cm dicken oberen Bodenschicht statt, da sie die meisten Mikroorganismen beheimatet. Einige Bakterien nehmen am Transformationszyklus nur eines Elements teil, andere - an den Transformationszyklen vieler Elemente. Wenn Bakterien organisches Material mineralisieren - sie zersetzen organisches Material in anorganische Verbindungen, dann zerstören Protozoen eine überschüssige Menge an Bakterien. Regenwürmer, Käferlarven, Milben lockern den Boden und tragen so zu seiner Durchlüftung bei. Außerdem verarbeiten sie schwer abbaubare organische Substanzen.

Zu den abiotischen Faktoren des Lebensraums lebender Organismen gehören auch Entlastungsfaktoren (Topographie) . Der Einfluss der Topographie steht in engem Zusammenhang mit anderen abiotischen Faktoren, da sie das lokale Klima und die Bodenentwicklung stark beeinflussen kann.

Der wichtigste topografische Faktor ist die Höhe über dem Meeresspiegel. Mit zunehmender Höhe nehmen die Durchschnittstemperaturen ab, die Tagestemperaturdifferenz nimmt zu, Niederschlagsmenge, Windgeschwindigkeit und Strahlungsintensität nehmen zu, Luftdruck und Gaskonzentrationen nehmen ab. All diese Faktoren wirken sich auf Pflanzen und Tiere aus und verursachen vertikale Zonalität.

Bergketten können als Klimabarrieren dienen. Berge dienen auch als Barrieren für die Ausbreitung und Migration von Organismen und können die Rolle eines begrenzenden Faktors bei Speziationsprozessen spielen.

Ein weiterer topografischer Faktor ist Hanglage . Auf der Nordhalbkugel erhalten die nach Süden ausgerichteten Hänge mehr Sonnenlicht, sodass die Lichtintensität und die Temperatur hier höher sind als am Fuße der Täler und an den Hängen der Nordausrichtung. Auf der Südhalbkugel ist die Situation umgekehrt.

Ein wichtiger Entlastungsfaktor ist auch Hangsteilheit . Steile Hänge sind durch schnelle Entwässerung und Bodenerosion gekennzeichnet, daher sind die Böden hier dünn und trockener. Wenn die Neigung 35b überschreitet, bilden sich normalerweise kein Boden und keine Vegetation, sondern Geröll aus lockerem Material.

Unter den abiotischen Faktoren sollte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden das Feuer oder Feuer . Gegenwärtig sind Ökologen zu der eindeutigen Meinung gelangt, dass Feuer neben klimatischen, edaphischen und anderen Faktoren als einer der natürlichen abiotischen Faktoren betrachtet werden sollte.

Brände als Umweltfaktor sind vielfältiger Art und hinterlassen unterschiedliche Folgen. Berittene oder wilde Brände, das heißt sehr intensiv und unkontrollierbar, zerstören die gesamte Vegetation und alle organischen Bodensubstanzen, während die Folgen von Bodenbränden völlig andere sind. Kronenbrände wirken sich auf die meisten Organismen einschränkend aus – die Lebensgemeinschaft muss mit dem wenigen Rest wieder von vorne beginnen, und viele Jahre müssen vergehen, bis der Standort wieder produktiv wird. Bodenbrände hingegen wirken selektiv: Für manche Organismen sind sie eher limitierend, für andere weniger limitierend und tragen so zur Entwicklung von Organismen mit hoher Brandtoleranz bei. Darüber hinaus ergänzen kleine Bodenbrände die Wirkung von Bakterien, indem sie abgestorbene Pflanzen zersetzen und die Umwandlung mineralischer Nährstoffe in eine Form beschleunigen, die für die Verwendung durch neue Pflanzengenerationen geeignet ist.

Kommt es regelmäßig alle paar Jahre zu Bodenbränden, liegt wenig Totholz im Boden, dies verringert die Wahrscheinlichkeit von Kronenbränden. In Wäldern, die seit mehr als 60 Jahren nicht mehr gebrannt haben, sammelt sich so viel brennbare Streu und Totholz an, dass bei einer Entzündung ein Kronenbrand fast unvermeidlich ist.

Pflanzen haben spezielle Anpassungen an Feuer entwickelt, ebenso wie an andere abiotische Faktoren. Insbesondere die Knospen von Getreide und Kiefern sind in den Tiefen von Blatt- oder Nadelbüscheln vor Feuer verborgen. In periodisch abgebrannten Lebensräumen profitieren diese Pflanzenarten, da Feuer zu ihrer Erhaltung beiträgt, indem es ihr Gedeihen selektiv fördert. Breitblättrigen Arten werden Schutzvorrichtungen vor Feuer vorenthalten, es ist für sie zerstörerisch.

Brände erhalten also nur die Stabilität einiger Ökosysteme. Bei Laub- und Feuchttropenwäldern, deren Gleichgewicht sich ohne Brandeinwirkung entwickelt hat, kann schon ein Bodenbrand große Schäden anrichten, indem er den oberen Horizont des humusreichen Bodens zerstört, zu Erosion und Auswaschung von Nährstoffen führt.

Die Frage „brennen oder nicht brennen“ ist für uns ungewohnt. Die Auswirkungen eines Burnouts können je nach Zeitpunkt und Intensität sehr unterschiedlich sein. Aufgrund ihrer Nachlässigkeit verursacht eine Person häufig eine Zunahme der Häufigkeit von Waldbränden, daher ist es notwendig, aktiv für den Brandschutz in Wäldern und Erholungsgebieten zu kämpfen. In keinem Fall hat eine Privatperson das Recht, vorsätzlich oder versehentlich einen Brand in der Natur zu verursachen. Es ist jedoch notwendig zu wissen, dass der Einsatz von Feuer durch speziell geschulte Personen Teil der ordnungsgemäßen Landnutzung ist.

Für abiotische Bedingungen gelten alle betrachteten Gesetzmäßigkeiten des Einflusses von Umweltfaktoren auf lebende Organismen. Die Kenntnis dieser Gesetze erlaubt uns, die Frage zu beantworten: Warum haben sich in verschiedenen Regionen der Erde unterschiedliche Ökosysteme gebildet? Der Hauptgrund ist die Besonderheit der abiotischen Bedingungen jeder Region.

Populationen konzentrieren sich auf ein bestimmtes Gebiet und können nicht überall mit der gleichen Dichte verteilt werden, da sie eine begrenzte Toleranz gegenüber Umweltfaktoren haben. Folglich ist jede Kombination abiotischer Faktoren durch ihre eigenen Arten lebender Organismen gekennzeichnet. Viele Kombinationsmöglichkeiten von abiotischen Faktoren und daran angepassten Arten lebender Organismen bestimmen die Vielfalt der Ökosysteme auf dem Planeten.

Bodenluftumgebung des Lebens und seine Eigenschaften. Anpassungen von Organismen an das Leben in der Bodenluftumgebung

Lebensumfeld im Wasser. Anpassungen von Organismen an die aquatische Umwelt

Die Menschheit entwickelt sich ständig weiter und denkt nicht besonders darüber nach, wie sich abiotische Faktoren direkt oder indirekt auf eine Person auswirken. Was sind abiotische Bedingungen und warum ist es so wichtig, ihren scheinbar unmerklichen Einfluss zu berücksichtigen? Dies sind bestimmte physikalische Phänomene, die nichts mit Wildtieren zu tun haben, die auf die eine oder andere Weise das Leben oder die Umwelt einer Person beeinflussen. Grob gesagt werden Licht, Feuchtigkeitsgrad, Erdmagnetfeld, Temperatur, Atemluft – all diese Parameter werden als abiotisch bezeichnet. Unter diese Definition fällt in keiner Weise der Einfluss lebender Organismen, einschließlich Bakterien, Mikroorganismen und sogar Protozoen.

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Beispiele und Typen

Wir haben bereits herausgefunden, dass dies eine Reihe von Phänomenen der unbelebten Natur ist, die Klima, Wasser oder Boden sein können. Die Klassifizierung abiotischer Faktoren wird bedingt in drei Typen unterteilt:

1. Chemisch,
2. körperlich,
3. Mechanisch.

Der chemische Einfluss wird durch die organische und mineralische Zusammensetzung des Bodens, der atmosphärischen Luft, des Grundwassers und anderer Gewässer ausgeübt. Zu den physikalischen gehören natürliches Licht, Druck, Temperatur und Feuchtigkeit der Umgebung. Dementsprechend gelten Wirbelstürme, Sonnenaktivität, Boden-, Luft- und Wasserbewegungen in der Natur als mechanische Faktoren. Die Kombination all dieser Parameter hat einen enormen Einfluss auf die Fortpflanzung, Verbreitung und Lebensqualität aller Lebewesen auf unserem Planeten. Und wenn ein moderner Mensch denkt, dass all diese Phänomene, die das Leben seiner alten Vorfahren buchstäblich kontrollieren, jetzt mit Hilfe fortschrittlicher Technologien gezähmt wurden, dann ist dies leider überhaupt nicht der Fall.

Biotische Faktoren und Prozesse, die unweigerlich mit dem abiotischen Einfluss auf alle Lebewesen verbunden sind, sollten nicht aus den Augen verloren werden. Biotisch sind die Formen der Beeinflussung lebender Organismen untereinander, fast jede von ihnen wird durch abiotische Umweltfaktoren und deren Einfluss auf lebende Organismen verursacht.

Welchen Einfluss können die Faktoren der unbelebten Natur haben?

Zunächst ist anzugeben, was unter die Definition abiotischer Umweltfaktoren fällt? Welche der Parameter lassen sich hier zuordnen? Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehören: Licht, Temperatur, Feuchtigkeit und der Zustand der Atmosphäre. Betrachten wir genauer, welcher Faktor wie beeinflusst.

Hell

Licht ist einer der Umweltfaktoren, die buchstäblich jedes Objekt in der Geobotanik nutzt. Sonnenlicht ist die wichtigste Quelle thermischer Energie, die in der Natur für die Prozesse der Entwicklung, des Wachstums, der Photosynthese und vieler, vieler anderer verantwortlich ist.

Licht als abiotischer Faktor hat eine Reihe spezifischer Eigenschaften: spektrale Zusammensetzung, Intensität, Periodizität. Diese abiotischen Bedingungen sind am wichtigsten für Pflanzen, deren Hauptleben der Prozess der Photosynthese ist. Ohne ein hochwertiges Spektrum und eine gute Beleuchtungsstärke kann sich die Pflanzenwelt nicht aktiv vermehren und voll auswachsen. Auch die Dauer der Lichteinwirkung ist wichtig, sodass bei kurzem Tageslicht das Pflanzenwachstum deutlich reduziert und die Fortpflanzungsfunktionen gehemmt werden. Nicht umsonst schaffen sie für gutes Wachstum und Ernte unter (künstlichen) Gewächshausbedingungen zwangsläufig die längstmögliche Lichtperiode, die für das Pflanzenleben so notwendig ist. In solchen Fällen werden natürliche biologische Rhythmen drastisch und bewusst verletzt. Beleuchtung ist der wichtigste natürliche Faktor für unseren Planeten.

Temperatur

Die Temperatur ist auch einer der stärksten abiotischen Faktoren. Ohne das richtige Temperaturregime ist Leben auf der Erde wirklich unmöglich - und das ist keine Übertreibung. Wenn eine Person außerdem das Lichtgleichgewicht bewusst auf einem bestimmten Niveau halten kann und dies ganz einfach ist, dann ist die Situation mit der Temperatur viel schwieriger.

Natürlich haben sich sowohl Pflanzen als auch Tiere im Laufe der Jahrmillionen des Bestehens auf dem Planeten an die für sie unangenehme Temperatur angepasst. Die Prozesse der Thermoregulation sind hier unterschiedlich. Beispielsweise werden in Pflanzen zwei Methoden unterschieden: physiologisch, nämlich eine Erhöhung der Zellsaftkonzentration aufgrund der intensiven Ansammlung von Zucker in Zellen. Ein solches Verfahren sorgt für die notwendige Frostbeständigkeit der Pflanzen, bei der sie auch bei sehr niedrigen Temperaturen nicht absterben können. Der zweite Weg ist physisch, er besteht in der besonderen Struktur des Blattwerks oder seiner Reduzierung sowie in Wachstumsmethoden - in der Hocke oder am Boden entlang kriechen -, um ein Einfrieren im Freien zu vermeiden.

Unter den Tieren werden Eurythermen unterschieden - solche, die mit erheblichen Temperaturschwankungen frei existieren, und Stenothermen, für deren Leben ein bestimmter Temperaturbereich von nicht zu großer Größe wichtig ist. Eurythermale Organismen existieren, wenn die Umgebungstemperatur zwischen 40 und 50 Grad schwankt, normalerweise sind dies Bedingungen, die dem kontinentalen Klima nahe kommen. Hohe Temperaturen im Sommer, Frost im Winter.

Ein auffälliges Beispiel für ein eurythermisches Tier kann ein Hase sein. In der warmen Jahreszeit fühlt er sich in der Hitze wohl, und bei Frost verwandelt er sich in einen Hasen und passt sich perfekt an die abiotischen Temperaturfaktoren der Umgebung und deren Auswirkungen auf lebende Organismen an.

Es gibt auch viele Vertreter der Fauna - das sind Tiere, Insekten und Säugetiere, die eine andere Art der Thermoregulation haben - mit Hilfe eines Erstarrungszustands. In diesem Fall verlangsamt sich der Stoffwechsel, aber die Körpertemperatur kann auf dem gleichen Niveau gehalten werden. Beispiel: Für einen Braunbären ist der abiotische Faktor die Lufttemperatur im Winter, und seine Anpassungsmethode an Frost ist der Winterschlaf.

Luft

Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehört auch die Luftumgebung. Im Laufe der Evolution mussten Lebewesen den Lebensraum Luft meistern, nachdem sie das Wasser an Land verlassen hatten. Bei einigen von ihnen spiegelte sich dies besonders in Insekten und Vögeln wider, die sich im Entwicklungsprozess landbewegender Arten an die Luftbewegung angepasst hatten und die Flugtechnik beherrschten.

Man sollte den Vorgang der Ansmochorie nicht ausschließen - die Migration von Pflanzenarten mit Hilfe von Luftströmungen - die überwiegende Mehrheit der Pflanzen besiedelte die Gebiete, in denen sie jetzt wachsen, auf diese Weise durch Bestäubung, Samenübertragung durch Vögel, Insekten und die wie.

Wenn Sie sich fragen, welche abiotischen Faktoren Flora und Fauna beeinflussen, dann wird die Atmosphäre in Bezug auf ihren Einfluss eindeutig nicht an letzter Stelle stehen – ihre Rolle im Prozess der Evolution, Entwicklung und Populationsgröße kann nicht überschätzt werden.

Wichtig ist jedoch nicht die Luft selbst als Parameter, der die Natur und Organismen beeinflusst, sondern ihre Qualität, nämlich ihre chemische Zusammensetzung. Welche Faktoren sind in diesem Aspekt wichtig? Es gibt zwei davon: Sauerstoff und Kohlendioxid.

Bedeutung von Sauerstoff

Ohne Sauerstoff können nur anaerobe Bakterien existieren, andere lebende Organismen brauchen ihn in höchstem Maße. Die Sauerstoffkomponente der Luftumgebung bezieht sich auf jene Arten von Produkten, die nur verbraucht werden, aber nur grüne Pflanzen sind in der Lage, durch Photosynthese Sauerstoff zu produzieren.

Sauerstoff, der in den Körper eines Säugetiers gelangt, wird im Blut durch Hämoglobin zu einer chemischen Verbindung gebunden und in dieser Form mit dem Blut zu allen Zellen und Organen transportiert. Dieser Prozess gewährleistet das normale Funktionieren jedes lebenden Organismus. Der Einfluss der Luftumgebung auf den Prozess der Lebenserhaltung ist groß und kontinuierlich während des gesamten Lebens.

Bedeutung von Kohlendioxid

Kohlendioxid ist ein von Säugetieren und einigen Pflanzen ausgeatmetes Produkt, es entsteht auch bei der Verbrennung und lebenswichtigen Aktivität von Bodenmikroorganismen. All diese natürlichen Prozesse stoßen jedoch eine so unbedeutende Menge an Kohlendioxid aus, dass sie nicht einmal mit einer echten Ökosystemkatastrophe verglichen werden können, die direkt und indirekt mit allen natürlichen Prozessen zusammenhängt – Industrieemissionen und Produkte technologischer Prozesse. Und wenn ein ähnliches Problem vor einigen hundert Jahren hauptsächlich in einer großen Industriestadt wie beispielsweise Tscheljabinsk zu beobachten war, dann ist es heute fast über den ganzen Planeten verbreitet. In unserer Zeit wird Kohlendioxid überall produziert: Unternehmen, Fahrzeuge, verschiedene Geräte, erweitert hartnäckig die Gruppe seiner Auswirkungen, einschließlich der Atmosphäre.

Feuchtigkeit

Feuchtigkeit als abiotischer Faktor ist der Wassergehalt von allem, was es ist: Pflanze, Luft, Boden oder lebender Organismus. Von den Umweltfaktoren ist Feuchtigkeit die erste Voraussetzung für die Entstehung und Entwicklung des Lebens auf der Erde.

Alle Lebewesen auf dem Planeten brauchen Wasser. Die bloße Tatsache, dass jede lebende Zelle zu achtzig Prozent aus Wasser besteht, spricht für sich. Und für viele Lebewesen sind gerade Gewässer oder ein feuchtes Klima die idealen Bedingungen für den Lebensraum der Natur.

Regenreichster Ort der Erde Urek (Insel Bioko, Äquatorialguinea)

Natürlich gibt es auch Arten von Gebieten, in denen die Wassermenge minimal oder mit beliebiger Periodizität vorhanden ist, dies sind Wüsten, Hochgebirgsreliefs und dergleichen. Dies hat offensichtliche Auswirkungen auf die Natur: Fehlende oder minimale Vegetation, austrocknende Böden, keine fruchttragenden Pflanzen, nur die Arten von Flora und Fauna, die sich an solche Bedingungen anpassen können, überleben. Fitness, in welchem ​​Ausmaß auch immer sie zum Ausdruck kommt, ist nicht lebenslang, und falls sich die Eigenschaften abiotischer Faktoren aus irgendeinem Grund ändern, kann sie sich auch ändern oder ganz verschwinden.

Bei der Beeinflussung der Natur ist die Luftfeuchtigkeit nicht nur als einzelner Parameter, sondern auch in Kombination mit jedem der aufgeführten Faktoren zu berücksichtigen, da sie zusammen die Art des Klimas bilden. Jedes spezifische Territorium mit seinen eigenen abiotischen Umweltfaktoren hat seine eigenen Merkmale, seine eigene Vegetation, Arten und Populationsgröße.

Der Einfluss abiotischer Faktoren auf den Menschen

Der Mensch als Bestandteil eines Ökosystems gilt auch für Objekte, die von abiotischen Faktoren der unbelebten Natur beeinflusst werden. Die Abhängigkeit der menschlichen Gesundheit und des Verhaltens von der Sonnenaktivität, dem Mondzyklus, Wirbelstürmen und ähnlichen Einflüssen wurde dank der Beobachtung unserer Vorfahren vor mehreren Jahrhunderten festgestellt. Und in der modernen Gesellschaft ist die Anwesenheit einer Gruppe von Menschen ausnahmslos festgelegt, deren Stimmungs- und Wohlbefindensänderungen indirekt von abiotischen Umweltfaktoren beeinflusst werden.

Studien zum Sonneneinfluss haben beispielsweise gezeigt, dass dieser Stern einen elfjährigen Zyklus periodischer Aktivität aufweist. Auf dieser Grundlage treten Schwankungen im elektromagnetischen Feld der Erde auf, die sich auf den menschlichen Körper auswirken. Spitzen der Sonnenaktivität können das Immunsystem schwächen, und pathogene Mikroorganismen machen sie im Gegenteil zäher und an eine weite Verbreitung innerhalb der Gemeinschaft angepasst. Die traurigen Folgen eines solchen Prozesses sind Seuchenausbrüche, das Auftreten neuer Mutationen und Viren.

Epidemie einer unbekannten Infektion in Indien

Ein weiteres wichtiges Beispiel für abiotischen Einfluss ist Ultraviolett. Jeder weiß, dass diese Art der Bestrahlung in bestimmten Dosen sogar sinnvoll ist. Dieser Umweltfaktor wirkt antibakteriell, verlangsamt die Entwicklung von Sporen, die Hautkrankheiten verursachen. Aber in hohen Dosen wirkt sich ultraviolette Strahlung negativ auf die Bevölkerung aus und verursacht so tödliche Krankheiten wie Krebs, Leukämie oder Sarkome.

Zu den Manifestationen der Einwirkung abiotischer Umweltfaktoren auf eine Person gehören direkt Temperatur, Druck und Feuchtigkeit, kurz Klima. Ein Temperaturanstieg führt zu einer Hemmung der körperlichen Aktivität und zur Entwicklung von Problemen mit dem Herz-Kreislauf-System. Niedrige Temperaturen sind eine gefährliche Unterkühlung, was eine Entzündung der Atemwege, Gelenke und Gliedmaßen bedeutet. Hierbei ist zu beachten, dass der Feuchteparameter den Einfluss des Temperaturregimes weiter verstärkt.

Ein Anstieg des Luftdrucks gefährdet die Gesundheit von Besitzern schwacher Gelenke und zerbrechlicher Blutgefäße. Besonders gefährlich sind starke Veränderungen dieses Klimaparameters - plötzliche Hypoxie, Verstopfung der Kapillaren, Ohnmacht und sogar Koma können auftreten.

Von den Umweltfaktoren ist auch der chemische Aspekt der Wirkung auf den Menschen zu beachten. Dazu gehören alle chemischen Elemente, die in Wasser, Atmosphäre oder Boden enthalten sind. Es gibt das Konzept der regionalen Faktoren - das Übermaß oder umgekehrt das Fehlen bestimmter Verbindungen oder Spurenelemente in der Natur jeder einzelnen Region. Zum Beispiel ist von den aufgeführten Faktoren sowohl ein Mangel an Fluor schädlich - er verursacht Schäden am Zahnschmelz als auch sein Überschuss - er beschleunigt den Prozess der Ossifikation der Bänder und stört die Funktion einiger innerer Organe. Schwankungen im Gehalt von chemischen Elementen wie Chrom, Kalzium, Jod, Zink und Blei machen sich bei der Bevölkerungshäufigkeit besonders bemerkbar.

Natürlich sind viele der oben aufgeführten abiotischen Bedingungen, obwohl sie abiotische Faktoren der natürlichen Umwelt sind, tatsächlich sehr stark von menschlicher Aktivität abhängig - der Entwicklung von Minen und Lagerstätten, Veränderungen in Flussbetten, der Luftumgebung und ähnlichen Beispielen der Eingriff des Fortschritts in Naturphänomene.

Detaillierte Eigenschaften abiotischer Faktoren

Warum ist der Einfluss der meisten abiotischen Faktoren auf die Bevölkerung so enorm? Das ist logisch: Um den Lebenszyklus jedes lebenden Organismus auf der Erde sicherzustellen, ist die Gesamtheit aller Parameter, die die Lebensqualität beeinflussen, seine Dauer, die die Anzahl der Ökosystemobjekte bestimmt, wichtig. Beleuchtung, atmosphärische Zusammensetzung, Feuchtigkeit, Temperatur, Zonalität der Verbreitung von Vertretern der Tierwelt, Salzgehalt von Wasser und Luft, ihre edaphischen Daten sind die wichtigsten abiotischen Faktoren und die Anpassung von Organismen an sie ist positiv oder negativ, aber in jedem Fall ist es so unvermeidlich. Das lässt sich leicht überprüfen: Schauen Sie sich einfach um!

Abiotische Faktoren der aquatischen Umwelt sind der Ursprung des Lebens und machen drei Viertel jeder lebenden Zelle auf der Erde aus. Im Waldökosystem umfassen biotische Faktoren alle gleichen Parameter: Feuchtigkeit, Temperatur, Boden, Licht - sie bestimmen die Art des Waldes, die Sättigung mit Pflanzen, ihre Anpassungsfähigkeit an eine bestimmte Region.

Neben den offensichtlichen, bereits aufgeführten, wichtigen abiotischen Faktoren der natürlichen Umwelt sind auch der Salzgehalt, der Boden und das elektromagnetische Feld der Erde zu nennen. Das gesamte Ökosystem hat sich über Hunderte von Jahren entwickelt, das Terrain hat sich verändert, der Grad der Anpassung lebender Organismen an bestimmte Lebensbedingungen, neue Arten sind aufgetaucht und ganze Populationen sind abgewandert. Diese natürliche Kette wird jedoch seit langem durch die Früchte menschlicher Aktivitäten auf dem Planeten verletzt. Die Wirkung von Umweltfaktoren wird dadurch grundlegend gestört, dass die Beeinflussung abiotischer Parameter nicht zielgerichtet als unbelebte Naturfaktoren erfolgt, sondern bereits als schädigende Wirkung auf die Entwicklung von Organismen.

Leider war und ist der Einfluss abiotischer Faktoren auf die Qualität und Lebenserwartung des Menschen und der Menschheit insgesamt enorm und kann für jeden einzelnen Organismus sowohl positive als auch negative Folgen für die gesamte Menschheit haben.

Abiotischen Faktoren

Klima (Einfluss von Temperatur, Licht und Feuchtigkeit);

Geologische (Erdbeben, Vulkanausbruch, Gletscherbewegungen, Muren und Lawinen usw.);

Orographisch (Eigenschaften des Geländes, in dem die untersuchten Organismen leben).

Betrachten wir die Wirkung der wichtigsten direkt wirkenden abiotischen Faktoren: Licht, Temperatur und das Vorhandensein von Wasser. Temperatur, Licht und Luftfeuchtigkeit sind die wichtigsten Umweltfaktoren. Diese Faktoren ändern sich naturgemäß sowohl im Jahres- und Tagesverlauf als auch in Verbindung mit der geografischen Zonierung. An diese Faktoren zeigen Organismen eine zonale und saisonale Art der Anpassung.

Licht als Umweltfaktor

Sonnenstrahlung ist die Hauptenergiequelle für alle auf der Erde ablaufenden Prozesse. Im Spektrum der Sonnenstrahlung können drei Bereiche unterschieden werden, die sich in ihrer biologischen Wirkung unterscheiden: ultraviolett, sichtbar und infrarot. Ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von weniger als 0,290 Mikrometern sind für alle Lebewesen schädlich, werden aber durch die Ozonschicht der Atmosphäre verzögert. Nur ein kleiner Teil der längeren ultravioletten Strahlen (0,300 - 0,400 Mikrometer) erreicht die Erdoberfläche. Sie machen etwa 10 % der Strahlungsenergie aus. Diese Strahlen haben eine hohe chemische Aktivität - bei einer großen Dosis können sie lebende Organismen schädigen. In geringen Mengen sind sie jedoch zum Beispiel für den Menschen notwendig: Unter dem Einfluss dieser Strahlen wird im menschlichen Körper Vitamin D gebildet, und Insekten unterscheiden diese Strahlen visuell, d.h. im ultravioletten Licht sehen. Sie können durch polarisiertes Licht navigieren.

Sichtbare Strahlen mit einer Wellenlänge von 0,400 bis 0,750 Mikrometer (sie machen den größten Teil der Energie aus - 45% - Sonnenstrahlung), die die Erdoberfläche erreichen, sind für Organismen von besonderer Bedeutung. Grüne Pflanzen synthetisieren aufgrund dieser Strahlung organisches Material (führen Photosynthese durch), das von allen anderen Organismen als Nahrung verwendet wird. Für die meisten Pflanzen und Tiere ist sichtbares Licht einer der wichtigsten Umweltfaktoren, obwohl es auch solche gibt, für die Licht keine Existenzvoraussetzung ist (Boden-, Höhlen- und Tiefseeanpassungen an das Leben im Dunkeln). Die meisten Tiere sind in der Lage, die spektrale Zusammensetzung des Lichts zu unterscheiden – sie haben Farbsehen, und bei Pflanzen haben Blumen leuchtende Farben, um bestäubende Insekten anzulocken.

Das menschliche Auge nimmt Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von mehr als 0,750 Mikrometer nicht wahr, aber sie sind eine Quelle thermischer Energie (45 % der Strahlungsenergie). Diese Strahlen werden von den Geweben von Tieren und Pflanzen absorbiert, wodurch die Gewebe erwärmt werden. Viele wechselwarme Tiere (Eidechsen, Schlangen, Insekten) nutzen das Sonnenlicht, um ihre Körpertemperatur zu erhöhen (einige Schlangen und Eidechsen sind ökologisch warmblütige Tiere). Lichtverhältnisse, die mit der Rotation der Erde verbunden sind, haben eine deutliche tägliche und jahreszeitliche Periodizität. Fast alle physiologischen Prozesse in Pflanzen und Tieren haben einen Tagesrhythmus mit einem Maximum und einem Minimum zu bestimmten Stunden: Beispielsweise öffnet und schließt sich zu bestimmten Tageszeiten eine Blume in Pflanzen, und Tiere haben Anpassungen für das Nacht- und Tagleben entwickelt. Die Tageslänge (oder Photoperiode) ist für das Leben von Pflanzen und Tieren von großer Bedeutung.

Pflanzen passen sich je nach Lebensraumbedingungen an den Schatten an - schattentolerante Pflanzen oder im Gegenteil an die Sonne - lichtliebende Pflanzen (z. B. Getreide). Starke helle Sonne (über die optimale Helligkeit hinaus) unterdrückt jedoch die Photosynthese, sodass es in den Tropen schwierig ist, einen hohen Ertrag an proteinreichen Pflanzen zu erzielen. In gemäßigten Zonen (über und unter dem Äquator) ist der Entwicklungszyklus von Pflanzen und Tieren auf die Jahreszeiten abgestimmt: Die Vorbereitung auf wechselnde Temperaturbedingungen erfolgt auf der Grundlage eines Signals - einer Änderung der Tageslänge , die zu einer bestimmten Jahreszeit an einem bestimmten Ort immer gleich ist. Als Ergebnis dieses Signals werden physiologische Prozesse aktiviert, die zum Wachstum, zur Blüte der Pflanzen im Frühling, zur Fruchtbildung im Sommer und zum Abfallen der Blätter im Herbst führen; bei Tieren - Häutung, Fettansammlung, Migration, Fortpflanzung bei Vögeln und Säugetieren, Beginn der Ruhephase bei Insekten. Tiere nehmen mit Hilfe ihrer Sehorgane Veränderungen der Tageslänge wahr. Und Pflanzen - mit Hilfe spezieller Pigmente, die sich in den Blättern von Pflanzen befinden. Irritationen werden mit Hilfe von Rezeptoren wahrgenommen, wodurch eine Reihe biochemischer Reaktionen (Aktivierung von Enzymen oder Freisetzung von Hormonen) und dann physiologische oder Verhaltensreaktionen auftreten.

Die Untersuchung des Photoperiodismus bei Pflanzen und Tieren hat gezeigt, dass die Reaktion von Organismen auf Licht nicht einfach auf der empfangenen Lichtmenge basiert, sondern auf dem Wechsel von Licht- und Dunkelheitsperioden einer bestimmten Dauer während des Tages. Organismen sind in der Lage, Zeit zu messen, d.h. haben eine "biologische Uhr" - vom Einzeller bis zum Menschen. "Biologische Uhr" - auch gesteuert durch jahreszeitliche Zyklen und andere biologische Phänomene. Die "biologische Uhr" bestimmt den täglichen Aktivitätsrhythmus sowohl ganzer Organismen als auch auf Zellebene ablaufende Prozesse, insbesondere Zellteilungen.

Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehören das Substrat und seine Zusammensetzung, Feuchtigkeit, Temperatur, Licht und andere Strahlungsarten in der Natur und seine Zusammensetzung sowie das Mikroklima. Zu beachten ist, dass Temperatur, Luftzusammensetzung, Luftfeuchtigkeit und Licht bedingt als „individuell“ bezeichnet werden können und Untergrund, Klima, Mikroklima etc. – als „komplexe“ Faktoren.

Das Substrat (buchstäblich) ist der Ort der Befestigung. Für holzige und krautige Pflanzenformen, für Bodenmikroorganismen ist dies beispielsweise der Boden. In einigen Fällen kann das Substrat als Synonym für Lebensraum angesehen werden (Boden ist beispielsweise ein edaphischer Lebensraum). Das Substrat ist durch eine bestimmte chemische Zusammensetzung gekennzeichnet, die auf Organismen wirkt. Wird das Substrat als Lebensraum verstanden, so handelt es sich in diesem Fall um einen für ihn charakteristischen Komplex aus biotischen und abiotischen Faktoren, an den sich der eine oder andere Organismus anpasst.

Eigenschaften der Temperatur als abiotischer Umweltfaktor

Die Rolle der Temperatur als Umweltfaktor beruht darauf, dass sie den Stoffwechsel beeinflusst: Bei niedrigen Temperaturen verlangsamt sich die Geschwindigkeit bioorganischer Reaktionen stark, bei hohen Temperaturen steigt sie deutlich an, was zu einem Ungleichgewicht im Ablauf biochemischer Prozesse führt , und dies verursacht verschiedene Krankheiten und manchmal tödliche Folgen.

Die Wirkung der Temperatur auf Pflanzenorganismen

Die Temperatur ist nicht nur ein Faktor, der die Möglichkeit der Pflanzenbesiedlung in einem bestimmten Gebiet bestimmt, sondern beeinflusst bei einigen Pflanzen auch den Prozess ihrer Entwicklung. So produzieren Winterweizen- und Roggensorten, die während der Keimung nicht dem Prozess der „Vernalisation“ (niedrige Temperaturen) unterzogen wurden, keine Samen, wenn sie unter den günstigsten Bedingungen wachsen.

Pflanzen haben verschiedene Anpassungen, um niedrigen Temperaturen standzuhalten.

1. Im Winter verliert das Zytoplasma Wasser und sammelt Substanzen an, die als "Frostschutzmittel" wirken (dies sind Monosaccharide, Glycerin und andere Substanzen) - konzentrierte Lösungen solcher Substanzen gefrieren nur bei niedrigen Temperaturen.

2. Der Übergang von Pflanzen in ein Stadium (Phase), das gegen niedrige Temperaturen resistent ist - das Stadium der Sporen, Samen, Knollen, Zwiebeln, Rhizome, Hackfrüchte usw. Holzige und strauchartige Pflanzenformen werfen ihre Blätter ab, die Stängel sind bedeckt Kork, der hohe Wärmedämmeigenschaften hat, und Frostschutzmittel reichern sich in lebenden Zellen an.

Die Wirkung der Temperatur auf tierische Organismen

Die Temperatur wirkt sich unterschiedlich auf poikilotherme und homöotherme Tiere aus.

Poikilothermische Tiere sind nur während der Zeit aktiv, in der die Temperaturen für ihre Vitalaktivität optimal sind. Bei niedrigen Temperaturen fallen sie in den Winterschlaf (Amphibien, Reptilien, Arthropoden etc.). Einige Insekten überwintern entweder als Eier oder als Puppe. Der Winterschlaf eines Organismus ist durch einen Zustand der Anabiose gekennzeichnet, in dem Stoffwechselvorgänge sehr stark gehemmt sind und der Körper längere Zeit ohne Nahrung auskommen kann. Poikilothermische Tiere können auch unter dem Einfluss hoher Temperaturen überwintern. Tiere in den unteren Breiten befinden sich also in der heißen Tageszeit in Löchern, und die Zeit ihres aktiven Lebens fällt auf den frühen Morgen oder den späten Abend (oder sie sind nachtaktiv).

Tierische Organismen verfallen nicht nur durch Temperatureinfluss, sondern auch durch andere Faktoren in den Winterschlaf. Ein Bär (ein homöothermes Tier) überwintert also im Winter aufgrund von Nahrungsmangel.

Homoiotherme Tiere sind in ihrem Leben in geringerem Maße von der Temperatur abhängig, aber die Temperatur beeinflusst sie in Bezug auf das Vorhandensein (Fehlen) der Nahrungsversorgung. Diese Tiere haben die folgenden Anpassungen, um die Auswirkungen niedriger Temperaturen zu überwinden:

1) Tiere ziehen von kälteren in wärmere Regionen (Vogelzug, Säugetierzug);

2) Ändern Sie die Art der Abdeckung (Sommerfell oder Gefieder wird durch ein dickeres Winterfell ersetzt; sie sammeln eine große Fettschicht an - Wildschweine, Robben usw.);

3) überwintern (zum Beispiel ein Bär).

Homöothermische Tiere haben Anpassungen, um die Exposition gegenüber Temperaturen (sowohl hohen als auch niedrigen) zu reduzieren. Eine Person hat also Schweißdrüsen, die die Art der Sekretion bei erhöhten Temperaturen verändern (die Sekretionsmenge nimmt zu), das Lumen der Blutgefäße in der Haut ändert sich (bei niedrigen Temperaturen nimmt es ab und bei hohen Temperaturen zu) usw.

Strahlung als abiotischer Faktor

Sowohl im Leben der Pflanzen als auch im Leben der Tiere spielen verschiedene Strahlungen eine große Rolle, die entweder von außen in den Planeten eindringen (Sonnenstrahlen) oder aus dem Erdinneren freigesetzt werden. Hier betrachten wir hauptsächlich die Sonneneinstrahlung.

Sonnenstrahlung ist heterogen und besteht aus elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Länge und damit auch unterschiedlicher Energie. Die Erdoberfläche erreicht die Strahlen sowohl des sichtbaren als auch des unsichtbaren Spektrums. Das unsichtbare Spektrum umfasst Infrarot- und Ultraviolettstrahlen, während das sichtbare Spektrum sieben der am besten unterscheidbaren Strahlen (von Rot bis Violett) umfasst. Strahlungsquanten nehmen vom Infraroten zum Ultravioletten zu (d.h. ultraviolette Strahlen enthalten Quanten mit den kürzesten Wellen und der höchsten Energie).

Die Sonnenstrahlen haben mehrere ökologisch wichtige Funktionen:

1) Aufgrund der Sonnenstrahlen wird auf der Erdoberfläche ein bestimmtes Temperaturregime realisiert, das einen Breiten- und Vertikalzonalcharakter hat;

Ohne menschlichen Einfluss kann die Zusammensetzung der Luft jedoch je nach Höhe über dem Meeresspiegel unterschiedlich sein (mit der Höhe nimmt der Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid ab, da diese Gase schwerer als Stickstoff sind). Die Luft der Küstengebiete ist mit Wasserdampf angereichert, der Meersalze in gelöster Form enthält. Die Luft des Waldes unterscheidet sich von der Luft der Felder durch Verunreinigungen von Verbindungen, die von verschiedenen Pflanzen abgesondert werden (zum Beispiel enthält die Luft eines Kiefernwaldes eine große Menge an harzigen Substanzen und Äthern, die Krankheitserreger abtöten, daher ist diese Luft heilsam gegen Tuberkulose Patienten).

Das Klima ist der wichtigste komplexe abiotische Faktor.

Das Klima ist ein kumulativer abiotischer Faktor, der eine bestimmte Zusammensetzung und Höhe der Sonneneinstrahlung, das damit verbundene Temperatur- und Feuchtigkeitsniveau sowie ein bestimmtes Windregime umfasst. Das Klima hängt auch von der Art der Vegetation ab, die in einem bestimmten Gebiet wächst, und vom Gelände.

Auf der Erde gibt es eine bestimmte klimatische Breiten- und Höhenzonenzugehörigkeit. Es gibt feuchtes tropisches, subtropisches, scharf kontinentales und andere Klimatypen.

Wiederholen Sie die Informationen zu den verschiedenen Klimatypen im Lehrbuch der Physischen Geographie. Berücksichtigen Sie das Klima der Gegend, in der Sie leben.

Das Klima bildet als kumulativer Faktor die eine oder andere Art von Vegetation (Flora) und eine eng verwandte Art von Fauna. Menschliche Siedlungen haben einen großen Einfluss auf das Klima. Das Klima der Großstädte unterscheidet sich vom Klima der Vorstädte.

Vergleichen Sie das Temperaturregime der Stadt, in der Sie leben, und das Temperaturregime des Gebiets, in dem sich die Stadt befindet.

In der Regel ist die Temperatur in der Stadt (insbesondere im Zentrum) immer höher als in der Region.

Das Mikroklima ist eng mit dem Klima verbunden. Der Grund für die Entstehung eines Mikroklimas sind die Unterschiede im Relief in einem bestimmten Gebiet, das Vorhandensein von Gewässern, die zu einer Veränderung der Bedingungen in verschiedenen Gebieten dieser Klimazone führen. Auch auf einer relativ kleinen Fläche eines Gartenhauses, in seinen einzelnen Teilen, können aufgrund unterschiedlicher Lichtverhältnisse unterschiedliche Bedingungen für das Pflanzenwachstum entstehen.