pengantar

Setiap hari Anda, terburu-buru menjalankan bisnis Anda, berjalan di jalan, menggigil kedinginan atau berkeringat karena panas. Dan setelah hari kerja, pergi ke toko, membeli makanan. Meninggalkan toko, buru-buru menghentikan minibus yang lewat dan tanpa daya turun ke kursi kosong terdekat. Bagi banyak orang, ini adalah cara hidup yang akrab, bukan? Pernahkah Anda berpikir tentang bagaimana kehidupan berlangsung dalam hal ekologi? Keberadaan manusia, tumbuhan, dan hewan hanya dimungkinkan melalui interaksi mereka. Itu tidak dilakukan tanpa pengaruh alam mati. Masing-masing jenis pengaruh ini memiliki sebutan tersendiri. Jadi, hanya ada tiga jenis dampak lingkungan. Ini adalah faktor antropogenik, biotik dan abiotik. Mari kita lihat masing-masing dan dampaknya terhadap alam.

1. Faktor antropogenik - dampak pada sifat semua bentuk aktivitas manusia

Ketika istilah ini disebutkan, tidak ada satu pun pikiran positif yang muncul di benak. Bahkan ketika orang melakukan sesuatu yang baik untuk hewan dan tumbuhan, itu karena konsekuensi dari hal-hal buruk yang dilakukan sebelumnya (misalnya, perburuan).

Faktor antropogenik (contoh):

• Mengeringkan rawa-rawa.
• Pemupukan lahan dengan pestisida.
• Perburuan.
• Limbah industri (foto).

Kesimpulan

Seperti yang Anda lihat, pada dasarnya seseorang hanya merusak lingkungan. Dan karena peningkatan produksi ekonomi dan industri, bahkan tindakan perlindungan lingkungan yang dilembagakan oleh sukarelawan langka (pembuatan cadangan, demonstrasi lingkungan) tidak lagi membantu.

2. Faktor biotik - pengaruh satwa liar terhadap berbagai organisme

Sederhananya, ini adalah interaksi tumbuhan dan hewan satu sama lain. Itu bisa positif dan negatif. Ada beberapa jenis interaksi tersebut:

1. Persaingan - hubungan semacam itu antara individu dari spesies yang sama atau berbeda, di mana penggunaan sumber daya tertentu oleh salah satu dari mereka mengurangi ketersediaannya bagi orang lain. Secara umum, selama kompetisi, hewan atau tumbuhan bertarung di antara mereka sendiri untuk mendapatkan sepotong roti.

2. Mutualisme - hubungan semacam itu di mana masing-masing spesies menerima manfaat tertentu. Sederhananya, ketika tumbuhan dan/atau hewan saling melengkapi secara harmonis.

3. Komensalisme adalah suatu bentuk simbiosis antara organisme yang berbeda spesies, dimana salah satunya menggunakan tempat tinggal atau organisme inangnya sebagai tempat menetap dan dapat memakan sisa-sisa makanan atau hasil kegiatan vitalnya. Pada saat yang sama, itu tidak membawa kerugian atau manfaat apa pun bagi pemiliknya. Secara umum, tambahan kecil yang tidak mencolok.

Faktor biotik (contoh):

Koeksistensi polip ikan dan karang, protozoa flagellar dan serangga, pohon dan burung (misalnya pelatuk), jalak dan badak.

Kesimpulan

Terlepas dari kenyataan bahwa faktor biotik dapat berbahaya bagi hewan, tumbuhan, dan manusia, ada juga manfaat yang sangat besar darinya.

3. Faktor abiotik - dampak alam mati pada berbagai organisme

Ya, dan alam mati juga memainkan peran penting dalam proses kehidupan hewan, tumbuhan, dan manusia. Mungkin faktor abiotik yang paling penting adalah cuaca.

Faktor abiotik: contoh

Faktor abiotik adalah suhu, kelembaban, penerangan, salinitas air dan tanah, serta lingkungan udara dan komposisi gasnya.

Kesimpulan

Faktor abiotik dapat merugikan hewan, tumbuhan, dan manusia, tetapi tetap saja sebagian besar menguntungkan mereka.

Hasil

Satu-satunya faktor yang tidak menguntungkan siapa pun adalah antropogenik. Ya, itu juga tidak membawa sesuatu yang baik bagi seseorang, meskipun dia yakin bahwa dia mengubah alam untuk kebaikannya sendiri, dan tidak memikirkan apa yang akan berubah menjadi "kebaikan" ini baginya dan keturunannya dalam sepuluh tahun. Manusia telah sepenuhnya menghancurkan banyak spesies hewan dan tumbuhan yang memiliki tempatnya di ekosistem dunia. Biosfer Bumi seperti film di mana tidak ada peran kecil, mereka semua yang utama. Sekarang bayangkan bahwa beberapa dari mereka telah dihapus. Apa yang terjadi di film? Beginilah keadaannya di alam: jika butiran pasir terkecil menghilang, bangunan besar Kehidupan akan runtuh.

FAKTOR ABIOTIK, berbagai faktor yang tidak berhubungan dengan makhluk hidup, baik yang menguntungkan maupun yang merugikan, terdapat di lingkungan sekitar makhluk hidup. Ini termasuk, misalnya, atmosfer, iklim, struktur geologis, jumlah cahaya, ... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

Lingkungan, komponen dan fenomena benda mati, alam anorganik (iklim, cahaya, unsur dan zat kimia, suhu, tekanan dan pergerakan lingkungan, tanah, dll.), secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme. Ensiklopedia ekologi ... ... kamus ekologi

faktor abiotik- abiotiniai veiksniai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Fiziniai (temperatūra, aplinkos slėgis, klampumas, viesos, jonizuojančioji spinduliuotė, grunto granulometrinės savybės) (densir ... Ekologijos terminų aiskinamesis odynas

Faktor alam anorganik yang mempengaruhi makhluk hidup... Kamus Besar Kedokteran

Faktor abiotik- faktor lingkungan anorganik, atau mati, dalam kelompok faktor adaptasi lingkungan yang bekerja di antara spesies biologis dan komunitasnya, dibagi lagi menjadi iklim (cahaya, suhu udara, air, tanah, kelembaban, angin), tanah ... ... Awal dari ilmu alam modern

FAKTOR ABIOTIK- Faktor lingkungan anorganik yang mempengaruhi organisme hidup. Ini termasuk: komposisi atmosfer, laut dan air tawar, tanah, iklim, serta kondisi zoohigienis bangunan peternakan ... Istilah dan definisi yang digunakan dalam pemuliaan, genetika dan reproduksi hewan ternak

FAKTOR ABIOTIK- (dari bahasa Yunani awalan negatif dan biotikos vital, hidup), faktor anorganik. lingkungan yang mempengaruhi makhluk hidup. K A. f. meliputi komposisi atmosfer, laut. dan air tawar, tanah, iklim. karakteristik (laju pa, tekanan, dll.). Agregat… Kamus Ensiklopedis Pertanian

faktor abiotik- (dari bahasa Yunani a - awalan negatif dan biōtikós - vital, hidup), faktor lingkungan anorganik yang memengaruhi organisme hidup. K A. f. meliputi komposisi atmosfer, laut dan air tawar, tanah, karakteristik iklim (suhu ... Pertanian. Kamus ensiklopedis besar

FAKTOR ABIOTIK- lingkungan, seperangkat kondisi lingkungan anorganik yang mempengaruhi tubuh. Kimia A. f.: komposisi kimia atmosfer, laut dan air tawar, tanah, atau sedimen dasar. Fisik A. f .: suhu, cahaya, tekanan udara, angin, ... ... Kamus Ensiklopedis Hewan

Lingkungan, seperangkat kondisi lingkungan anorganik yang mempengaruhi organisme. A.F. dibagi menjadi kimia (komposisi kimia atmosfer, laut dan air tawar, tanah atau sedimen dasar) dan fisik, atau iklim (suhu, ... ... Ensiklopedia Besar Soviet

Buku

• Ekologi. Buku pelajaran. Hering Kementerian Pertahanan Federasi Rusia
• Ekologi. Buku pelajaran. Hering Kementerian Pertahanan Federasi Rusia, Potapov A.D. Buku teks membahas hukum dasar ekologi sebagai ilmu tentang interaksi organisme hidup dengan habitatnya. Prinsip-prinsip utama geoekologi sebagai ilmu utama…

Ingatlah sekali lagi bahwa faktor abiotik adalah sifat-sifat alam mati yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme hidup. Slide 3 menunjukkan klasifikasi faktor abiotik.

Suhu merupakan faktor iklim yang paling penting. Itu tergantung padanya tingkat metabolisme organisme dan mereka distribusi geografis. Setiap organisme dapat hidup dalam kisaran suhu tertentu. Dan meskipun untuk berbagai jenis organisme ( eurythermal dan stenothermal) interval ini berbeda, untuk sebagian besar dari mereka zona suhu optimal di mana fungsi vital dilakukan paling aktif dan efisien relatif kecil. Kisaran suhu di mana kehidupan dapat eksis adalah sekitar 300 C: dari -200 hingga +100 C. Tetapi sebagian besar spesies dan sebagian besar aktivitasnya terbatas pada kisaran suhu yang lebih sempit. Beberapa organisme, terutama pada tahap istirahat, dapat hidup setidaknya untuk sementara waktu, pada suhu yang sangat rendah. Jenis mikroorganisme tertentu, terutama bakteri dan alga, dapat hidup dan berkembang biak pada suhu yang mendekati titik didih. Batas atas untuk bakteri sumber air panas adalah 88 C, untuk ganggang biru-hijau adalah 80 C, dan untuk ikan dan serangga yang paling tahan adalah sekitar 50 C. Sebagai aturan, batas atas faktor tersebut lebih kritis daripada yang lebih rendah, meskipun banyak organisme di dekat batas atas rentang toleransi berfungsi lebih efisien.

Pada hewan air, kisaran toleransi suhu biasanya lebih sempit daripada hewan darat, karena kisaran fluktuasi suhu di air lebih kecil daripada di darat.

Dari sudut pandang dampaknya terhadap organisme hidup, variabilitas suhu sangat penting. Suhu berkisar antara 10 sampai 20 C (rata-rata 15 C) tidak selalu mempengaruhi tubuh dengan cara yang sama seperti suhu konstan 15 C. Aktivitas vital organisme, yang di alam biasanya terkena suhu yang bervariasi, sepenuhnya atau sebagian ditekan atau diperlambat oleh suhu konstan. Dengan bantuan suhu variabel, dimungkinkan untuk mempercepat perkembangan telur belalang rata-rata 38,6% dibandingkan dengan perkembangannya pada suhu konstan. Belum jelas apakah efek percepatan itu disebabkan oleh fluktuasi suhu itu sendiri atau peningkatan pertumbuhan yang disebabkan oleh kenaikan suhu jangka pendek dan perlambatan pertumbuhan yang tidak terkompensasi ketika diturunkan.

Dengan demikian, suhu merupakan faktor penting dan sangat sering membatasi. Ritme suhu sebagian besar mengontrol aktivitas musiman dan diurnal tumbuhan dan hewan. Suhu sering menciptakan zonasi dan stratifikasi di habitat perairan dan terestrial.

Air fisiologis diperlukan untuk setiap protoplasma. Dari sudut pandang ekologis, ini berfungsi sebagai faktor pembatas baik di habitat darat maupun di perairan, di mana jumlahnya tunduk pada fluktuasi yang kuat, atau di mana salinitas tinggi berkontribusi pada hilangnya air oleh tubuh melalui osmosis. Semua organisme hidup, tergantung pada kebutuhan mereka akan air, dan, akibatnya, pada perbedaan habitat, dibagi menjadi beberapa kelompok ekologi: akuatik atau hidrofilik- terus-menerus hidup di air; higrofilik- hidup di habitat yang sangat lembab; mesofilik- ditandai dengan kebutuhan air yang sedang dan xerofilik- hidup di habitat kering.

Pengendapan dan kelembaban adalah besaran utama yang diukur dalam studi faktor ini. Jumlah curah hujan terutama tergantung pada jalur dan sifat pergerakan besar massa udara. Misalnya, angin yang bertiup dari laut meninggalkan sebagian besar kelembapan di lereng yang menghadap ke laut, menghasilkan "bayangan hujan" di belakang pegunungan, yang berkontribusi pada pembentukan gurun. Bergerak ke pedalaman, udara mengakumulasi sejumlah uap air, dan jumlah presipitasi meningkat lagi. Gurun cenderung terletak di belakang pegunungan tinggi atau di sepanjang pantai di mana angin bertiup dari daerah pedalaman yang kering dan luas daripada dari lautan, seperti Gurun Nami di Afrika Barat Daya. Distribusi curah hujan menurut musim merupakan faktor pembatas yang sangat penting bagi organisme. Kondisi yang diciptakan oleh distribusi curah hujan yang seragam sangat berbeda dari yang dihasilkan oleh curah hujan selama satu musim. Dalam hal ini, hewan dan tumbuhan harus menanggung periode kekeringan berkepanjangan. Sebagai aturan, distribusi curah hujan yang tidak merata selama musim terjadi di daerah tropis dan subtropis, di mana musim hujan dan musim kemarau sering didefinisikan dengan baik. Di zona tropis, ritme musiman kelembaban mengatur aktivitas musiman organisme dengan cara yang mirip dengan ritme musiman panas dan cahaya di zona beriklim sedang. Embun bisa menjadi signifikan, dan di tempat-tempat dengan sedikit curah hujan, kontribusi yang sangat penting untuk jumlah total curah hujan.

Kelembaban - parameter yang mencirikan kandungan uap air di udara. kelembaban mutlak disebut jumlah uap air per satuan volume udara. Sehubungan dengan ketergantungan jumlah uap yang ditahan oleh udara pada suhu dan tekanan, konsep kelembaban relatif adalah rasio uap yang terkandung di udara dengan uap jenuh pada suhu dan tekanan tertentu. Karena di alam ada ritme kelembaban harian - peningkatan di malam hari dan penurunan di siang hari, dan fluktuasinya secara vertikal dan horizontal, faktor ini, bersama dengan cahaya dan suhu, memainkan peran penting dalam mengatur aktivitas organisme. Kelembaban mengubah efek ketinggian suhu. Misalnya, dalam kondisi kelembaban mendekati kritis, suhu memiliki efek pembatas yang lebih penting. Demikian pula, kelembaban memainkan peran yang lebih penting jika suhu mendekati nilai batas. Waduk besar secara signifikan melunakkan iklim darat, karena air dicirikan oleh panas laten penguapan dan pencairan yang besar. Sebenarnya, ada dua jenis iklim utama: kontinental dengan suhu dan kelembaban yang ekstrim dan bahari, yang ditandai dengan fluktuasi yang kurang tajam, yang dijelaskan oleh efek moderasi dari reservoir besar.

Pasokan air permukaan yang tersedia untuk organisme hidup tergantung pada jumlah curah hujan di daerah tertentu, tetapi nilai-nilai ini tidak selalu bertepatan. Jadi, dengan menggunakan sumber bawah tanah, di mana air berasal dari daerah lain, hewan dan tumbuhan dapat menerima lebih banyak air daripada dari asupannya dengan curah hujan. Sebaliknya, air hujan terkadang segera menjadi tidak dapat diakses oleh organisme.

Radiasi matahari adalah gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang. Ini mutlak diperlukan untuk alam yang hidup, karena merupakan sumber energi eksternal utama. Spektrum distribusi energi radiasi matahari di luar atmosfer bumi (Gbr. 6) menunjukkan bahwa sekitar setengah dari energi matahari dipancarkan di daerah inframerah, 40% di daerah tampak dan 10% di daerah ultraviolet dan sinar-X.

Harus diingat bahwa spektrum radiasi elektromagnetik Matahari sangat luas (Gbr. 7) dan rentang frekuensinya memengaruhi materi hidup dengan cara yang berbeda. Atmosfer bumi, termasuk lapisan ozon, secara selektif, yaitu selektif dalam rentang frekuensi, menyerap energi radiasi elektromagnetik Matahari dan terutama radiasi dengan panjang gelombang 0,3 hingga 3 mikron mencapai permukaan bumi. Radiasi panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih pendek diserap oleh atmosfer.

Dengan peningkatan jarak zenith Matahari, kandungan relatif radiasi inframerah meningkat (dari 50 menjadi 72%).

Untuk makhluk hidup, tanda kualitatif cahaya itu penting - panjang gelombang, intensitas dan durasi paparan.

Diketahui bahwa hewan dan tumbuhan merespons perubahan panjang gelombang cahaya. Penglihatan warna terlihat pada kelompok hewan yang berbeda: ini berkembang dengan baik pada beberapa spesies artropoda, ikan, burung, dan mamalia, tetapi pada spesies lain dari kelompok yang sama mungkin tidak ada.

Laju fotosintesis bervariasi dengan panjang gelombang cahaya. Misalnya, ketika cahaya melewati air, bagian merah dan biru dari spektrum disaring, dan cahaya kehijauan yang dihasilkan diserap dengan lemah oleh klorofil. Namun, ganggang merah memiliki pigmen tambahan (fikoeritrin) yang memungkinkan mereka memanfaatkan energi ini dan hidup di kedalaman yang lebih dalam daripada ganggang hijau.

Pada tumbuhan darat dan air, fotosintesis berkaitan dengan intensitas cahaya dalam hubungan linier hingga tingkat saturasi cahaya yang optimal, diikuti dalam banyak kasus dengan penurunan fotosintesis pada intensitas sinar matahari langsung yang tinggi. Pada beberapa tumbuhan, seperti kayu putih, fotosintesis tidak dihambat oleh sinar matahari langsung. Dalam hal ini, kompensasi faktor terjadi, sebagai individu tanaman dan seluruh komunitas beradaptasi dengan intensitas cahaya yang berbeda, menjadi disesuaikan dengan naungan (diatom, fitoplankton) atau sinar matahari langsung.

Panjang hari, atau fotoperiode, adalah "relai waktu" atau mekanisme pemicu yang mencakup urutan proses fisiologis yang mengarah ke pertumbuhan, pembungaan banyak tanaman, molting dan akumulasi lemak, migrasi dan reproduksi pada burung dan mamalia, dan permulaan diapause pada serangga. Beberapa tumbuhan tingkat tinggi mekar dengan bertambahnya panjang hari (tanaman hari panjang), yang lain mekar dengan memperpendek hari (tanaman hari pendek). Pada banyak organisme yang peka terhadap fotoperiode, pengaturan jam biologis dapat diubah dengan mengubah fotoperiode secara eksperimental.

radiasi pengion menjatuhkan elektron dari atom dan menempelkannya ke atom lain untuk membentuk pasangan ion positif dan negatif. Sumbernya adalah zat radioaktif yang terkandung dalam batuan, selain itu berasal dari luar angkasa.

Berbagai jenis organisme hidup sangat berbeda dalam kemampuannya untuk menahan paparan radiasi dosis besar. Misalnya, dosis 2 Sv (Ziver) menyebabkan kematian embrio beberapa serangga pada tahap penghancuran, dosis 5 Sv menyebabkan kemandulan beberapa spesies serangga, dosis 10 Sv benar-benar mematikan bagi mamalia . Seperti yang ditunjukkan oleh data sebagian besar penelitian, sel yang membelah dengan cepat adalah yang paling sensitif terhadap radiasi.

Dampak radiasi dosis rendah lebih sulit untuk dinilai, karena dapat menyebabkan konsekuensi genetik dan somatik jangka panjang. Misalnya, penyinaran pinus dengan dosis 0,01 Sv per hari selama 10 tahun menyebabkan perlambatan laju pertumbuhan, mirip dengan dosis tunggal 0,6 Sv. Peningkatan tingkat radiasi di lingkungan di atas latar belakang mengarah pada peningkatan frekuensi mutasi berbahaya.

Pada tumbuhan tingkat tinggi, kepekaan terhadap radiasi pengion berbanding lurus dengan ukuran inti sel, atau lebih tepatnya dengan volume kromosom atau kandungan DNA.

Pada hewan tingkat tinggi tidak ditemukan hubungan sederhana antara sensitivitas dan struktur sel; bagi mereka, sensitivitas sistem organ individu lebih penting. Dengan demikian, mamalia sangat sensitif bahkan terhadap radiasi dosis rendah karena fakta bahwa jaringan hematopoietik sumsum tulang yang membelah dengan cepat mudah rusak oleh penyinaran. Bahkan tingkat yang sangat rendah dari radiasi pengion yang bekerja secara kronis dapat menyebabkan pertumbuhan sel tumor di tulang dan jaringan sensitif lainnya, yang mungkin tidak muncul sampai bertahun-tahun setelah terpapar.

komposisi gas atmosfer juga merupakan faktor iklim yang penting (Gbr. 8). Sekitar 3-3,5 miliar tahun yang lalu, atmosfer mengandung nitrogen, amonia, hidrogen, metana, dan uap air, dan tidak ada oksigen bebas di dalamnya. Komposisi atmosfer sangat ditentukan oleh gas vulkanik. Karena kekurangan oksigen, tidak ada layar ozon untuk memblokir radiasi ultraviolet matahari. Seiring waktu, karena proses abiotik, oksigen mulai menumpuk di atmosfer planet, dan pembentukan lapisan ozon dimulai. Kira-kira di tengah Paleozoikum, konsumsi oksigen menjadi sama dengan pembentukannya, selama periode ini kandungan O2 di atmosfer mendekati yang modern - sekitar 20%. Selanjutnya, dari tengah Devonian, fluktuasi kandungan oksigen diamati. Pada akhir Paleozoikum, penurunan nyata kandungan oksigen dan peningkatan kandungan karbon dioksida terjadi, hingga sekitar 5% dari tingkat saat ini, yang menyebabkan perubahan iklim dan, tampaknya, menjadi pendorong mekar "autotrofik" yang melimpah. , yang menciptakan cadangan bahan bakar hidrokarbon fosil. Ini diikuti oleh kembalinya secara bertahap ke atmosfer dengan kandungan karbon dioksida yang rendah dan kandungan oksigen yang tinggi, setelah itu rasio O2/CO2 tetap dalam keadaan yang disebut keseimbangan stasioner berosilasi.

Saat ini, atmosfer bumi memiliki komposisi sebagai berikut: oksigen ~ 21%, nitrogen ~ 78%, karbon dioksida ~ 0,03%, gas inert dan kotoran ~ 0,97%. Menariknya, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida membatasi banyak tumbuhan tingkat tinggi. Di banyak tanaman, dimungkinkan untuk meningkatkan efisiensi fotosintesis dengan meningkatkan konsentrasi karbon dioksida, tetapi sedikit yang diketahui bahwa penurunan konsentrasi oksigen juga dapat menyebabkan peningkatan fotosintesis. Dalam percobaan pada kacang-kacangan dan banyak tanaman lain, ditunjukkan bahwa menurunkan kandungan oksigen di udara hingga 5% meningkatkan intensitas fotosintesis sebesar 50%. Nitrogen juga memainkan peran penting. Ini adalah elemen biogenik terpenting yang terlibat dalam pembentukan struktur protein organisme. Angin memiliki efek yang membatasi aktivitas dan distribusi organisme.

Angin bahkan dapat mengubah penampilan tanaman, terutama di habitat tersebut, misalnya, di zona alpine, di mana faktor lain memiliki efek pembatas. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa di habitat pegunungan terbuka, angin membatasi pertumbuhan tanaman: ketika tembok dibangun untuk melindungi tanaman dari angin, ketinggian tanaman meningkat. Badai sangat penting, meskipun tindakan mereka murni lokal. Badai dan angin biasa dapat membawa hewan dan tumbuhan jarak jauh dan dengan demikian mengubah komposisi komunitas.

Tekanan atmosfer , ternyata, bukan merupakan faktor pembatas aksi langsung, tetapi terkait langsung dengan cuaca dan iklim, yang memiliki efek pembatas langsung.

Kondisi air menciptakan semacam habitat bagi organisme, yang berbeda dari kondisi tanah terutama dalam kepadatan dan viskositas. Kepadatan air sekitar 800 kali, dan viskositas sekitar 55 kali lebih tinggi dari udara. Bersama dengan kepadatan dan viskositas Sifat fisik dan kimia yang paling penting dari lingkungan perairan adalah: stratifikasi suhu, yaitu perubahan suhu di sepanjang kedalaman badan air dan periodik perubahan suhu dari waktu ke waktu, sebaik transparansi air, yang menentukan rezim cahaya di bawah permukaannya: fotosintesis ganggang hijau dan ungu, fitoplankton, dan tanaman tingkat tinggi bergantung pada transparansi.

Seperti di atmosfer, peran penting dimainkan oleh komposisi gas lingkungan perairan. Di habitat akuatik, jumlah oksigen, karbon dioksida, dan gas lain yang terlarut dalam air dan oleh karena itu tersedia bagi organisme sangat bervariasi dari waktu ke waktu. Dalam badan air dengan kandungan bahan organik yang tinggi, oksigen adalah faktor pembatas yang sangat penting. Meskipun kelarutan oksigen dalam air lebih baik dibandingkan dengan nitrogen, bahkan dalam kasus yang paling menguntungkan, air mengandung lebih sedikit oksigen daripada udara, sekitar 1% volume. Kelarutan dipengaruhi oleh suhu air dan jumlah garam terlarut: dengan penurunan suhu, kelarutan oksigen meningkat, dengan peningkatan salinitas, itu menurun. Pasokan oksigen dalam air diisi ulang karena difusi dari udara dan fotosintesis tanaman air. Oksigen berdifusi ke dalam air sangat lambat, difusi difasilitasi oleh angin dan pergerakan air. Seperti yang telah disebutkan, faktor terpenting yang memastikan produksi oksigen fotosintesis adalah penetrasi cahaya ke dalam kolom air. Dengan demikian, kandungan oksigen dalam air bervariasi menurut waktu, musim, dan lokasi.

Kandungan karbon dioksida dalam air juga dapat sangat bervariasi, tetapi karbon dioksida berperilaku berbeda dari oksigen, dan peran ekologisnya kurang dipahami. Karbon dioksida sangat larut dalam air, selain itu, CO2 memasuki air, yang terbentuk selama respirasi dan dekomposisi, serta dari tanah atau sumber bawah tanah. Tidak seperti oksigen, karbon dioksida bereaksi dengan air:

dengan pembentukan asam karbonat, yang bereaksi dengan kapur, membentuk CO22-karbonat dan HCO3-hidrokarbonat. Senyawa ini mempertahankan konsentrasi ion hidrogen pada tingkat yang mendekati netral. Sejumlah kecil karbon dioksida dalam air meningkatkan intensitas fotosintesis dan merangsang perkembangan banyak organisme. Konsentrasi karbon dioksida yang tinggi merupakan faktor pembatas bagi hewan, karena disertai dengan kandungan oksigen yang rendah. Misalnya, jika kandungan karbon dioksida bebas di dalam air terlalu tinggi, banyak ikan yang mati.

Keasaman - konsentrasi ion hidrogen (pH) - berkaitan erat dengan sistem karbonat. Perubahan nilai pH dalam kisaran 0? pH? 14: pada pH=7 medium netral, pada pH<7 - кислая, при рН>7 - basa. Jika keasaman tidak mendekati nilai ekstrim, maka masyarakat dapat mengkompensasi perubahan faktor ini - toleransi masyarakat terhadap kisaran pH sangat signifikan. Keasaman dapat berfungsi sebagai indikator tingkat metabolisme keseluruhan suatu komunitas. Air dengan pH rendah mengandung sedikit nutrisi, sehingga produktivitasnya sangat rendah.

Salinitas - kandungan karbonat, sulfat, klorida, dll. - merupakan faktor abiotik penting lainnya dalam badan air. Ada beberapa garam di air tawar, dimana sekitar 80% adalah karbonat. Kandungan mineral di lautan dunia rata-rata 35 g/l. Organisme laut terbuka umumnya stenohalin, sedangkan organisme air payau pesisir umumnya euryhaline. Konsentrasi garam dalam cairan tubuh dan jaringan sebagian besar organisme laut adalah isotonik dengan konsentrasi garam dalam air laut, sehingga tidak ada masalah dengan osmoregulasi.

Mengalir tidak hanya sangat mempengaruhi konsentrasi gas dan nutrisi, tetapi juga secara langsung bertindak sebagai faktor pembatas. Banyak tumbuhan dan hewan sungai secara morfologis dan fisiologis beradaptasi dengan cara khusus untuk mempertahankan posisinya di sungai: mereka memiliki batas toleransi yang jelas terhadap faktor aliran.

tekanan hidrostatis di laut sangat penting. Dengan perendaman dalam air pada 10 m, tekanan meningkat sebesar 1 atm (105 Pa). Di bagian terdalam lautan, tekanannya mencapai 1000 atm (108 Pa). Banyak hewan dapat mentolerir fluktuasi tekanan yang tiba-tiba, terutama jika mereka tidak memiliki udara bebas di dalam tubuh mereka. Jika tidak, emboli gas dapat berkembang. Tekanan tinggi, karakteristik kedalaman yang luar biasa, sebagai suatu peraturan, menghambat proses vital.

Tanah adalah lapisan materi yang terletak di atas bebatuan di kerak bumi. Ilmuwan Rusia - naturalis Vasily Vasilyevich Dokuchaev pada tahun 1870 adalah orang pertama yang menganggap tanah sebagai lingkungan yang dinamis, dan bukan lingkungan yang lembam. Dia membuktikan bahwa tanah terus berubah dan berkembang, dan proses kimia, fisik, dan biologis terjadi di zona aktifnya. Tanah terbentuk sebagai hasil interaksi kompleks dari iklim, tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Ilmuwan tanah akademisi Soviet Vasily Robertovich Williams memberikan definisi lain tentang tanah - itu adalah cakrawala permukaan tanah yang longgar yang mampu menghasilkan tanaman. Pertumbuhan tanaman tergantung pada kandungan nutrisi penting dalam tanah dan strukturnya.

Komposisi tanah meliputi empat komponen struktural utama: mineral base (biasanya 50-60% dari total komposisi tanah), bahan organik (hingga 10%), udara (15-25%) dan air (25-30%). ).

Kerangka mineral tanah - merupakan komponen anorganik yang terbentuk dari batuan induk akibat pelapukannya.

Lebih dari 50% komposisi mineral tanah adalah silika SiO2, dari 1 hingga 25% dicatat oleh alumina Al2O3, dari 1 hingga 10% - oleh oksida besi Fe2O3, dari 0,1 hingga 5% - oleh oksida magnesium, kalium, fosfor, kalsium. Unsur-unsur mineral yang membentuk substansi kerangka tanah bervariasi dalam ukuran: dari bongkahan batu dan batu hingga butiran pasir - partikel dengan diameter 0,02-2 mm, debu - partikel dengan diameter 0,002-0,02 mm dan partikel tanah liat terkecil lebih sedikit. diameter lebih dari 0,002 mm. Rasio mereka menentukan struktur mekanik tanah . Ini sangat penting untuk pertanian. Tanah liat dan lempung, yang mengandung tanah liat dan pasir dalam jumlah yang kira-kira sama, biasanya cocok untuk pertumbuhan tanaman, karena mengandung nutrisi yang cukup dan mampu mempertahankan kelembaban. Tanah berpasir mengering lebih cepat dan kehilangan nutrisi melalui pencucian, tetapi lebih bermanfaat untuk panen awal karena permukaannya mengering lebih cepat di musim semi daripada tanah liat, menghasilkan pemanasan yang lebih baik. Ketika tanah menjadi lebih berbatu, kemampuannya untuk menahan air berkurang.

bahan organik tanah dibentuk oleh dekomposisi organisme mati, bagian-bagiannya dan kotorannya. Sisa-sisa organik yang tidak terdekomposisi sempurna disebut serasah, dan produk akhir dekomposisi - zat amorf di mana tidak mungkin lagi mengenali bahan aslinya - disebut humus. Karena sifat fisik dan kimianya, humus memperbaiki struktur dan aerasi tanah, serta meningkatkan kemampuan menahan air dan nutrisi.

Bersamaan dengan proses humifikasi, elemen-elemen vital berpindah dari senyawa organik ke anorganik, misalnya: nitrogen - menjadi ion amonium NH4 +, fosfor - menjadi ortofosfat H2PO4-, belerang - menjadi sulfasi SO42-. Proses ini disebut mineralisasi.

Udara tanah, seperti air tanah, terletak di pori-pori di antara partikel tanah. Porositas meningkat dari lempung ke lempung dan pasir. Pertukaran gas bebas terjadi antara tanah dan atmosfer, sehingga komposisi gas kedua lingkungan memiliki komposisi yang sama. Biasanya, udara tanah, karena respirasi organisme yang menghuninya, memiliki lebih sedikit oksigen dan lebih banyak karbon dioksida daripada udara atmosfer. Oksigen sangat penting untuk akar tanaman, hewan tanah, dan organisme pengurai yang menguraikan bahan organik menjadi konstituen anorganik. Jika terjadi proses genangan air, maka udara tanah tergeser oleh air dan kondisi menjadi anaerobik. Tanah secara bertahap menjadi asam karena organisme anaerobik terus menghasilkan karbon dioksida. Tanah, jika tidak kaya akan basa, dapat menjadi sangat asam, dan ini, bersama dengan menipisnya cadangan oksigen, berdampak buruk pada mikroorganisme tanah. Kondisi anaerobik yang berkepanjangan menyebabkan kematian tanaman.

Partikel tanah menahan sejumlah air di sekitarnya, yang menentukan kadar air tanah. Bagian darinya, yang disebut air gravitasi, dapat dengan bebas meresap ke kedalaman tanah. Hal ini menyebabkan pencucian berbagai mineral, termasuk nitrogen, dari tanah. Air juga dapat tertahan di sekitar partikel koloid individu dalam bentuk film kohesif yang tipis, kuat. Air ini disebut higroskopis. Itu teradsorpsi pada permukaan partikel karena ikatan hidrogen. Air ini adalah yang paling tidak dapat diakses oleh akar tanaman dan merupakan yang terakhir disimpan di tanah yang sangat kering. Jumlah air higroskopis tergantung pada kandungan partikel koloid di dalam tanah, oleh karena itu, di tanah liat jauh lebih besar - sekitar 15% dari massa tanah, daripada di tanah berpasir - sekitar 0,5%. Saat lapisan air menumpuk di sekitar partikel tanah, ia mulai mengisi pori-pori sempit di antara partikel-partikel ini terlebih dahulu, dan kemudian menyebar ke pori-pori yang semakin luas. Air higroskopis berangsur-angsur berubah menjadi air kapiler, yang ditahan di sekitar partikel tanah oleh gaya tegangan permukaan. Air kapiler dapat naik melalui pori-pori dan tubulus yang sempit dari permukaan air tanah. Tanaman dengan mudah menyerap air kapiler, yang memainkan peran terbesar dalam pasokan air reguler mereka. Tidak seperti kelembaban higroskopis, air ini mudah menguap. Tanah bertekstur halus, seperti lempung, menahan lebih banyak air kapiler daripada tanah bertekstur kasar, seperti pasir.

Air sangat penting bagi semua organisme tanah. Ia memasuki sel hidup melalui osmosis.

Air juga penting sebagai pelarut nutrisi dan gas yang diserap dari larutan berair oleh akar tanaman. Ini mengambil bagian dalam penghancuran batuan induk yang mendasari tanah, dan dalam proses pembentukan tanah.

Sifat kimia tanah tergantung pada kandungan zat mineral yang ada di dalamnya berupa ion-ion terlarut. Beberapa ion beracun bagi tanaman, yang lain sangat penting. Konsentrasi ion hidrogen dalam tanah (keasaman) pH> 7, yaitu rata-rata mendekati netral. Flora tanah seperti itu sangat kaya akan spesies. Tanah kapur dan salin memiliki pH = 8...9, dan tanah gambut - hingga 4. Vegetasi spesifik berkembang di tanah ini.

Tanah didiami oleh berbagai jenis organisme tumbuhan dan hewan yang mempengaruhi sifat fisikokimianya: bakteri, alga, fungi atau protozoa, cacing dan artropoda. Biomassanya di berbagai tanah adalah (kg/ha): bakteri 1000-7000, jamur mikroskopis - 100-1000, alga 100-300, artropoda - 1000, cacing 350-1000.

Di tanah, proses sintesis, biosintesis dilakukan, berbagai reaksi kimia transformasi zat terjadi, terkait dengan aktivitas vital bakteri. Dengan tidak adanya kelompok khusus bakteri di dalam tanah, peran mereka dimainkan oleh hewan tanah, yang mengubah residu tanaman besar menjadi partikel mikroskopis dan dengan demikian membuat zat organik tersedia untuk mikroorganisme.

Zat organik diproduksi oleh tanaman menggunakan garam mineral, energi matahari dan air. Dengan demikian, tanah kehilangan mineral yang telah diambil tanaman darinya. Di hutan, beberapa nutrisi dikembalikan ke tanah melalui gugurnya daun. Tanaman yang dibudidayakan menarik lebih banyak nutrisi secara signifikan dari tanah selama periode waktu tertentu daripada mengembalikannya ke tanah. Biasanya, kehilangan nutrisi diisi ulang dengan aplikasi pupuk mineral, yang pada umumnya tidak dapat langsung digunakan oleh tanaman dan harus diubah oleh mikroorganisme menjadi bentuk yang tersedia secara biologis. Dengan tidak adanya mikroorganisme seperti itu, tanah kehilangan kesuburannya.

Proses biokimia utama terjadi di lapisan tanah bagian atas setebal 40 cm, karena merupakan rumah bagi jumlah mikroorganisme terbesar. Beberapa bakteri berpartisipasi dalam siklus transformasi hanya satu elemen, yang lain - dalam siklus transformasi banyak elemen. Jika bakteri menmineralisasi bahan organik - menguraikan bahan organik menjadi senyawa anorganik, maka protozoa menghancurkan jumlah bakteri yang berlebihan. Cacing tanah, larva kumbang, tungau melonggarkan tanah dan dengan demikian berkontribusi pada aerasinya. Selain itu, mereka memproses zat organik yang sulit terurai.

Faktor abiotik dari habitat organisme hidup juga termasuk: faktor relief (topografi) . Pengaruh topografi sangat erat kaitannya dengan faktor abiotik lainnya, karena dapat sangat mempengaruhi iklim lokal dan perkembangan tanah.

Faktor topografi utama adalah ketinggian di atas permukaan laut. Dengan ketinggian, suhu rata-rata menurun, perbedaan suhu harian meningkat, jumlah curah hujan, kecepatan angin dan intensitas radiasi meningkat, tekanan atmosfer dan konsentrasi gas menurun. Semua faktor ini mempengaruhi tumbuhan dan hewan, menyebabkan zonalitas vertikal.

pegunungan dapat berfungsi sebagai penghalang iklim. Pegunungan juga berfungsi sebagai penghalang penyebaran dan migrasi organisme dan dapat memainkan peran sebagai faktor pembatas dalam proses spesiasi.

Faktor topografi lainnya adalah paparan lereng . Di belahan bumi utara, lereng yang menghadap ke selatan menerima lebih banyak sinar matahari, sehingga intensitas cahaya dan suhu di sini lebih tinggi daripada di bagian bawah lembah dan di lereng paparan utara. Situasi terbalik di belahan bumi selatan.

Faktor bantuan yang penting juga kecuraman lereng . Lereng yang curam dicirikan oleh drainase yang cepat dan erosi tanah, sehingga tanah di sini tipis dan lebih kering. Jika kemiringan melebihi 35b, tanah dan vegetasi biasanya tidak terbentuk, tetapi lapisan material lepas akan terbentuk.

Di antara faktor-faktor abiotik, perhatian khusus harus diberikan kepada: api atau api . Saat ini, para ahli ekologi telah sampai pada pendapat yang tegas bahwa api harus dianggap sebagai salah satu faktor abiotik alami bersama dengan faktor iklim, edafik, dan faktor lainnya.

Kebakaran sebagai faktor lingkungan bermacam-macam jenisnya dan meninggalkan berbagai akibat. Kebakaran gunung atau kebakaran liar, yaitu, sangat intens dan tidak terkendali, menghancurkan semua vegetasi dan semua bahan organik tanah, sedangkan konsekuensi dari kebakaran tanah sama sekali berbeda. Kebakaran tajuk memiliki efek yang membatasi pada sebagian besar organisme - komunitas biotik harus memulai dari awal lagi dengan sedikit yang tersisa, dan bertahun-tahun harus berlalu sebelum lokasi menjadi produktif kembali. Kebakaran tanah, sebaliknya, memiliki efek selektif: untuk beberapa organisme mereka lebih membatasi, untuk yang lain mereka adalah faktor yang kurang membatasi dan dengan demikian berkontribusi pada pengembangan organisme dengan toleransi tinggi terhadap api. Selain itu, kebakaran lahan kecil melengkapi aksi bakteri dengan menguraikan tanaman mati dan mempercepat transformasi nutrisi mineral menjadi bentuk yang cocok untuk digunakan oleh tanaman generasi baru.

Jika kebakaran tanah terjadi secara teratur setiap beberapa tahun, hanya ada sedikit kayu mati di tanah, ini mengurangi kemungkinan kebakaran tajuk. Di hutan yang tidak terbakar selama lebih dari 60 tahun, begitu banyak tempat tidur yang mudah terbakar dan kayu mati menumpuk sehingga, jika terbakar, kebakaran mahkota hampir tak terhindarkan.

Tumbuhan telah mengembangkan adaptasi khusus terhadap api, seperti yang telah mereka lakukan terhadap faktor abiotik lainnya. Secara khusus, kuncup sereal dan pinus disembunyikan dari api di kedalaman tandan daun atau jarum. Di habitat yang terbakar secara berkala, spesies tanaman ini mendapat manfaat, karena api berkontribusi pada konservasi mereka dengan secara selektif meningkatkan kemakmuran mereka. Spesies berdaun lebar kehilangan alat pelindung dari api, itu merusak bagi mereka.

Dengan demikian, kebakaran hanya menjaga stabilitas beberapa ekosistem. Untuk hutan tropis gugur dan lembab, keseimbangan yang berkembang tanpa pengaruh api, bahkan kebakaran tanah dapat menyebabkan kerusakan besar, menghancurkan cakrawala atas tanah yang kaya humus, menyebabkan erosi dan pencucian nutrisi darinya.

Pertanyaan "membakar atau tidak membakar" tidak biasa bagi kami. Efek dari burnout bisa sangat berbeda tergantung pada waktu dan intensitasnya. Karena kelalaiannya, seseorang sering menyebabkan peningkatan frekuensi kebakaran liar, sehingga perlu secara aktif memperjuangkan keselamatan kebakaran di hutan dan tempat rekreasi. Dalam hal apa pun orang pribadi tidak berhak untuk secara sengaja atau tidak sengaja menyebabkan kebakaran di alam. Namun perlu diketahui bahwa penggunaan api oleh orang yang terlatih secara khusus merupakan bagian dari tata guna lahan yang tepat.

Untuk kondisi abiotik, semua hukum yang dipertimbangkan tentang dampak faktor lingkungan pada organisme hidup adalah valid. Pengetahuan tentang hukum-hukum ini memungkinkan kita untuk menjawab pertanyaan: mengapa ekosistem yang berbeda terbentuk di berbagai wilayah di planet ini? Alasan utamanya adalah kekhasan kondisi abiotik masing-masing daerah.

Populasi terkonsentrasi di wilayah tertentu dan tidak dapat didistribusikan di mana-mana dengan kepadatan yang sama, karena mereka memiliki kisaran toleransi yang terbatas dalam kaitannya dengan faktor lingkungan. Akibatnya, setiap kombinasi faktor abiotik dicirikan oleh jenis organisme hidup sendiri. Banyak pilihan untuk kombinasi faktor abiotik dan spesies organisme hidup yang beradaptasi dengannya menentukan keanekaragaman ekosistem di planet ini.

Lingkungan kehidupan darat-udara dan fitur-fiturnya. Adaptasi organisme untuk hidup di lingkungan darat-udara

Lingkungan kehidupan air. Adaptasi organisme terhadap lingkungan perairan

Alami efek kumulatif dari berbagai kondisi. Faktor abiotik, faktor biotik dan antropogenik mempengaruhi ciri-ciri kehidupan dan adaptasi mereka.

Apa faktor lingkungan?

Semua kondisi alam mati disebut faktor abiotik. Ini, misalnya, jumlah radiasi matahari atau kelembaban. Faktor biotik mencakup semua jenis interaksi antara organisme hidup. Dalam beberapa tahun terakhir, aktivitas manusia memiliki pengaruh yang meningkat pada organisme hidup. Faktor ini bersifat antropogenik.

Faktor lingkungan abiotik

Tindakan faktor-faktor alam mati tergantung pada kondisi iklim habitat. Salah satunya adalah sinar matahari. Intensitas fotosintesis, dan karenanya saturasi udara dengan oksigen, tergantung pada kuantitasnya. Zat inilah yang dibutuhkan organisme hidup untuk respirasi.

Faktor abiotik juga meliputi suhu dan kelembaban udara. Keanekaragaman spesies dan musim tanam tanaman, ciri-ciri siklus hidup hewan bergantung padanya. Organisme hidup beradaptasi dengan faktor-faktor ini dengan cara yang berbeda. Misalnya, sebagian besar angiospermae menggugurkan daunnya selama musim dingin untuk menghindari hilangnya kelembapan yang berlebihan. Tanaman gurun memiliki yang mencapai kedalaman yang cukup dalam. Ini memberi mereka jumlah kelembaban yang diperlukan. Bunga mawar memiliki waktu untuk tumbuh dan mekar dalam beberapa minggu musim semi. Dan periode musim panas yang kering dan musim dingin dengan sedikit salju yang mereka alami di bawah tanah dalam bentuk bawang. Modifikasi tunas bawah tanah ini mengakumulasi air dan nutrisi dalam jumlah yang cukup.

Faktor lingkungan abiotik juga melibatkan pengaruh faktor lokal terhadap organisme hidup. Ini termasuk sifat relief, komposisi kimia dan kejenuhan tanah dengan humus, tingkat salinitas air, sifat arus laut, arah dan kecepatan angin, dan arah radiasi. Pengaruh mereka memanifestasikan dirinya baik secara langsung maupun tidak langsung. Dengan demikian, sifat relief menentukan pengaruh angin, kelembapan, dan penerangan.

Pengaruh faktor abiotik

Faktor alam mati memiliki sifat yang berbeda pengaruhnya terhadap makhluk hidup. Monodominan adalah dampak dari satu pengaruh dominan dengan sedikit manifestasi dari sisanya. Misalnya, jika tidak ada cukup nitrogen di tanah, sistem akar berkembang pada tingkat yang tidak mencukupi dan elemen lain tidak dapat mempengaruhi perkembangannya.

Penguatan aksi beberapa faktor sekaligus merupakan wujud sinergi. Jadi, jika ada cukup kelembaban di tanah, tanaman mulai menyerap nitrogen dan radiasi matahari dengan lebih baik. Faktor abiotik, faktor biotik dan faktor antropogenik dapat menjadi provokatif. Dengan awal pencairan awal, tanaman kemungkinan besar akan menderita embun beku.

Fitur aksi faktor biotik

Faktor biotik meliputi berbagai bentuk pengaruh organisme hidup satu sama lain. Mereka juga bisa langsung dan tidak langsung dan tampak cukup polar. Dalam kasus tertentu organisme tidak berpengaruh. Ini adalah manifestasi khas dari netralisme. Fenomena langka ini dianggap hanya jika tidak ada interaksi langsung organisme satu sama lain. Hidup dalam biogeocenosis umum, tupai dan rusa tidak berinteraksi dengan cara apa pun. Namun, mereka dipengaruhi oleh rasio kuantitatif umum dalam sistem biologis.

Contoh faktor biotik

Komensalisme juga merupakan faktor biotik. Misalnya, ketika rusa membawa buah burdock, mereka tidak menerima manfaat atau bahaya apa pun darinya. Pada saat yang sama, mereka membawa manfaat yang signifikan, menyelesaikan banyak jenis tanaman.

Antara organisme sering muncul dan Contohnya adalah mutualisme dan simbiosis. Dalam kasus pertama, ada hidup bersama yang saling menguntungkan dari organisme dari spesies yang berbeda. Contoh khas mutualisme adalah kelomang dan anemon. Bunga pemangsanya adalah pertahanan yang andal bagi arthropoda. Dan cangkang anemon laut digunakan sebagai tempat tinggal.

Kohabitasi yang saling menguntungkan lebih dekat adalah simbiosis. Contoh klasiknya adalah lumut. Kelompok organisme ini merupakan kumpulan filamen jamur dan sel-sel ganggang biru-hijau.

Faktor biotik, contohnya yang telah kita bahas, dapat dilengkapi dengan predasi. Dalam jenis interaksi ini, organisme dari satu spesies adalah makanan bagi yang lain. Dalam satu kasus, predator menyerang, membunuh, dan memakan mangsanya. Di tempat lain, mereka terlibat dalam pencarian organisme dari spesies tertentu.

Tindakan faktor antropogenik

Faktor abiotik, faktor biotik telah lama menjadi satu-satunya yang mempengaruhi organisme hidup. Namun, dengan perkembangan masyarakat manusia, pengaruhnya terhadap alam semakin meningkat. Ilmuwan terkenal V. I. Vernadsky bahkan memilih cangkang terpisah yang diciptakan oleh aktivitas manusia, yang ia sebut Noosfer. Penggundulan hutan, pembajakan tanah tanpa batas, pemusnahan banyak spesies tumbuhan dan hewan, penggunaan sumber daya alam yang tidak wajar adalah faktor utama yang mengubah lingkungan.

Habitat dan faktornya

Faktor biotik, contoh yang telah diberikan, bersama dengan kelompok lain dan bentuk pengaruh, memiliki signifikansinya sendiri di habitat yang berbeda. Aktivitas vital organisme di udara sangat bergantung pada fluktuasi suhu udara. Dan di dalam air, indikator yang sama tidak begitu penting. Tindakan faktor antropogenik saat ini sangat penting di semua habitat organisme hidup lainnya.

dan adaptasi organisme

Kelompok terpisah dapat diidentifikasi faktor-faktor yang membatasi aktivitas vital organisme. Mereka disebut membatasi atau membatasi. Untuk tumbuhan gugur, faktor abiotik meliputi jumlah radiasi matahari dan kelembaban. Mereka membatasi. Di lingkungan perairan, tingkat salinitas dan komposisi kimianya terbatas. Jadi pemanasan global menyebabkan mencairnya gletser. Pada gilirannya, ini memerlukan peningkatan kandungan air tawar dan penurunan salinitasnya. Akibatnya, organisme tumbuhan dan hewan yang tidak dapat beradaptasi dengan perubahan faktor ini dan beradaptasi pasti mati. Saat ini, ini adalah masalah lingkungan global umat manusia.

Jadi, faktor abiotik, faktor biotik, dan faktor antropogenik bersama-sama bertindak pada berbagai kelompok organisme hidup di habitat, mengatur jumlah dan proses kehidupan mereka, mengubah kekayaan spesies planet ini.

Ini adalah faktor-faktor dari alam mati yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi tubuh - cahaya, suhu, kelembaban, komposisi kimia udara, air dan lingkungan tanah, dll. (yaitu, sifat-sifat lingkungan, kejadian dan dampaknya tidak tidak langsung tergantung pada aktivitas organisme hidup).

Lampu

(radiasi matahari) - faktor lingkungan yang dicirikan oleh intensitas dan kualitas energi radiasi Matahari, yang digunakan oleh tumbuhan hijau fotosintesis untuk membuat biomassa tumbuhan. Sinar matahari yang mencapai permukaan bumi adalah sumber energi utama untuk menjaga keseimbangan panas planet, metabolisme air organisme, penciptaan dan transformasi bahan organik oleh tautan autotrofik biosfer, yang pada akhirnya memungkinkan untuk membentuk lingkungan yang mampu memuaskan. kebutuhan vital organisme.

Efek biologis sinar matahari ditentukan oleh komposisi spektralnya. [menunjukkan] ,

Dalam komposisi spektral sinar matahari, ada:

• sinar inframerah (panjang gelombang lebih dari 0,75 mikron)
• sinar tampak (0,40-0,75 mikron) dan
• sinar ultraviolet (kurang dari 0,40 mikron)

Bagian yang berbeda dari spektrum matahari tidak sama dalam tindakan biologis.

inframerah, atau termal, sinar membawa jumlah utama energi panas. Mereka menyumbang sekitar 49% dari energi radiasi yang dirasakan oleh organisme hidup. Radiasi termal diserap dengan baik oleh air, yang jumlahnya dalam organisme cukup besar. Ini mengarah pada pemanasan seluruh organisme, yang sangat penting bagi hewan berdarah dingin (serangga, reptil, dll.). Pada tumbuhan, fungsi terpenting sinar inframerah adalah untuk melakukan transpirasi, yang dengannya kelebihan panas dihilangkan dari daun oleh uap air, serta untuk menciptakan kondisi optimal untuk masuknya karbon dioksida melalui stomata.

Bagian spektrum yang terlihat membuat sekitar 50% dari energi radiasi mencapai bumi. Energi ini dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis. Namun, hanya 1% yang digunakan untuk ini, sisanya dipantulkan atau dihamburkan dalam bentuk panas. Wilayah spektrum ini telah menyebabkan munculnya banyak adaptasi penting pada organisme tumbuhan dan hewan. Pada tanaman hijau, selain pembentukan kompleks pigmen penyerap cahaya, yang dengannya proses fotosintesis dilakukan, warna bunga yang cerah telah muncul, yang membantu menarik penyerbuk.

Untuk hewan, cahaya terutama memainkan peran informasi dan terlibat dalam pengaturan banyak proses fisiologis dan biokimia. Protozoa sudah memiliki organel peka cahaya (mata peka cahaya dalam warna hijau Euglena), dan reaksi terhadap cahaya dinyatakan dalam bentuk fototaksis - gerakan menuju iluminasi tertinggi atau terendah. Dimulai dengan coelenterata, hampir semua hewan mengembangkan organ fotosensitif dari berbagai struktur. Ada hewan nokturnal dan senja (burung hantu, kelelawar, dll.), Serta hewan yang hidup dalam kegelapan konstan (beruang, cacing gelang, tahi lalat, dll.).

bagian UV dicirikan oleh energi kuantum tertinggi dan aktivitas fotokimia yang tinggi. Dengan bantuan sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 0,29-0,40 mikron, biosintesis vitamin D, pigmen retina, dan kulit dilakukan pada hewan. Sinar ini paling baik dirasakan oleh organ penglihatan banyak serangga, pada tanaman mereka memiliki efek pembentukan dan berkontribusi pada sintesis senyawa aktif biologis tertentu (vitamin, pigmen). Sinar dengan panjang gelombang kurang dari 0,29 mikron memiliki efek merugikan pada makhluk hidup.

intensitas [menunjukkan] ,

Tumbuhan, yang aktivitas vitalnya sepenuhnya bergantung pada cahaya, memiliki berbagai adaptasi morfostruktural dan fungsional terhadap rezim cahaya habitat. Menurut persyaratan untuk kondisi pencahayaan, tanaman dibagi menjadi kelompok ekologis berikut:

1. Tumbuhan yang menyukai cahaya (heliophyta) habitat terbuka yang berkembang hanya di bawah sinar matahari penuh. Mereka dicirikan oleh intensitas fotosintesis yang tinggi. Ini adalah tanaman awal musim semi stepa dan semi-gurun (bawang angsa, tulip), tanaman lereng tanpa pohon (sage, mint, thyme), sereal, pisang raja, teratai, akasia, dll.
2. tanaman tahan naungan dicirikan oleh amplitudo ekologi yang lebar terhadap faktor cahaya. Tumbuh paling baik dalam kondisi cahaya tinggi, tetapi mampu beradaptasi dengan kondisi tingkat naungan yang berbeda. Ini adalah tanaman berkayu (birch, oak, pinus) dan herba (strawberry liar, violet, St. John's wort, dll.).
3. Tumbuhan yang menyukai naungan (sciophyta) mereka tidak tahan dengan pencahayaan yang kuat, mereka hanya tumbuh di tempat teduh (di bawah kanopi hutan), dan mereka tidak pernah tumbuh di tempat terbuka. Di tempat terbuka di bawah iluminasi yang kuat, pertumbuhannya melambat, dan terkadang mereka mati. Tanaman ini termasuk rumput hutan - pakis, lumut, oxalis, dll. Adaptasi terhadap naungan biasanya dikombinasikan dengan kebutuhan akan pasokan air yang baik.

Frekuensi harian dan musiman [menunjukkan] .

Periodisitas harian menentukan proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dan hewan, yang bergantung pada lamanya siang hari.

Faktor yang mengatur dan mengontrol ritme kehidupan sehari-hari organisme disebut fotoperiodisme. Ini adalah faktor sinyal paling penting yang memungkinkan tumbuhan dan hewan untuk "mengukur waktu" - rasio antara durasi periode penerangan dan kegelapan di siang hari, untuk menentukan parameter kuantitatif penerangan. Dengan kata lain, fotoperiodisme adalah reaksi organisme terhadap perubahan siang dan malam, yang memanifestasikan dirinya dalam fluktuasi intensitas proses fisiologis - pertumbuhan dan perkembangan. Ini adalah durasi siang dan malam yang berubah dengan sangat akurat dan alami sepanjang tahun, terlepas dari faktor acak, selalu berulang dari tahun ke tahun, sehingga organisme dalam proses evolusi mengoordinasikan semua tahap perkembangannya dengan ritme interval waktu ini. .

Di zona beriklim sedang, sifat fotoperiodisme berfungsi sebagai faktor iklim fungsional yang menentukan siklus hidup sebagian besar spesies. Pada tumbuhan, efek fotoperiodik dimanifestasikan dalam koordinasi periode pembungaan dan pematangan buah-buahan dengan periode fotosintesis paling aktif, pada hewan - dalam kebetulan waktu reproduksi dengan periode kelimpahan makanan, pada serangga - pada awal diapause dan keluar darinya.

Fenomena biologis yang disebabkan oleh fotoperiodisme juga mencakup migrasi musiman (penerbangan) burung, manifestasi naluri bersarang dan reproduksi, perubahan mantel bulu pada mamalia, dll.

Menurut durasi yang diperlukan dari periode cahaya, tanaman dibagi menjadi:

• yang hari panjang, yang membutuhkan lebih dari 12 jam waktu cahaya untuk pertumbuhan dan perkembangan normal (rami, bawang, wortel, gandum, henbane, ganja, muda, kentang, belladonna, dll.);
• tanaman hari pendek - mereka membutuhkan setidaknya 12 jam periode gelap tanpa gangguan untuk berbunga (dahlia, kol, krisan, bayam, tembakau, jagung, tomat, dll.);
• tanaman netral di mana perkembangan organ generatif terjadi baik dengan hari panjang dan pendek (marigold, anggur, phlox, lilac, soba, kacang polong, knotweed, dll.)

Tumbuhan hari panjang terutama berasal dari garis lintang utara, tumbuhan hari pendek berasal dari garis lintang selatan. Di zona tropis, di mana panjang siang dan malam sedikit bervariasi sepanjang tahun, fotoperiode tidak dapat berfungsi sebagai faktor penentu dalam periodisitas proses biologis. Digantikan oleh musim kemarau dan musim hujan yang berganti-ganti. Spesies hari panjang berhasil menghasilkan tanaman bahkan dalam kondisi musim panas utara yang pendek. Pembentukan massa besar zat organik terjadi di musim panas pada siang hari yang agak panjang, yang pada garis lintang Moskow dapat mencapai 17 jam, dan pada garis lintang Arkhangelsk - lebih dari 20 jam per hari.

Panjang hari secara signifikan mempengaruhi perilaku hewan. Dengan permulaan hari-hari musim semi, durasi yang semakin meningkat, naluri bersarang muncul pada burung, mereka kembali dari tanah hangat (meskipun suhu udara mungkin masih tidak menguntungkan), dan mulai bertelur; hewan berdarah panas meranggas.

Pemendekan hari di musim gugur menyebabkan fenomena musiman yang berlawanan: burung terbang menjauh, beberapa hewan berhibernasi, yang lain menumbuhkan mantel yang lebat, tahap musim dingin terbentuk pada serangga (meskipun suhu masih menguntungkan dan kelimpahan makanan). Dalam hal ini, penurunan panjang hari memberi sinyal kepada organisme hidup bahwa periode musim dingin sudah dekat, dan mereka dapat mempersiapkannya terlebih dahulu.

Pada hewan, terutama artropoda, pertumbuhan dan perkembangan juga bergantung pada lamanya siang hari. Misalnya, kubis putih, ngengat birch berkembang secara normal hanya dengan hari cahaya yang panjang, sedangkan ulat sutra, berbagai jenis belalang, sendok - dengan yang pendek. Fotoperiodisme juga mempengaruhi waktu permulaan dan penghentian musim kawin pada burung, mamalia, dan hewan lainnya; tentang reproduksi, perkembangan embrio amfibi, reptil, burung dan mamalia;

Perubahan iluminasi musiman dan harian adalah jam yang paling akurat, yang jalannya jelas teratur dan praktis tidak berubah selama periode terakhir evolusi.

Berkat ini, menjadi mungkin untuk mengatur perkembangan hewan dan tumbuhan secara artifisial. Misalnya, pembuatan tanaman di rumah kaca, rumah kaca atau sarang siang hari yang berlangsung 12-15 jam memungkinkan Anda menanam sayuran, tanaman hias bahkan di musim dingin, mempercepat pertumbuhan dan perkembangan bibit. Sebaliknya, naungan tanaman di musim panas mempercepat munculnya bunga atau biji tanaman musim gugur yang mekar terlambat.

Dengan memperpanjang hari karena pencahayaan buatan di musim dingin, dimungkinkan untuk meningkatkan periode bertelur ayam, angsa, bebek, dan mengatur reproduksi hewan berbulu di peternakan bulu. Peran besar dimainkan oleh faktor cahaya dalam proses kehidupan hewan lainnya. Pertama-tama, ini adalah kondisi yang diperlukan untuk penglihatan, orientasi visual mereka di ruang angkasa sebagai hasil dari persepsi oleh organ penglihatan sinar cahaya langsung, tersebar atau dipantulkan dari benda-benda di sekitarnya. Isi informasi untuk sebagian besar hewan cahaya terpolarisasi, kemampuan untuk membedakan warna, untuk menavigasi dengan sumber cahaya astronomi di musim gugur dan musim semi migrasi burung, dan kemampuan navigasi hewan lain sangat bagus.

Berdasarkan fotoperiodisme pada tumbuhan dan hewan, dalam proses evolusi, siklus tahunan tertentu dari periode pertumbuhan, reproduksi, dan persiapan untuk musim dingin telah dikembangkan, yang disebut ritme tahunan atau musiman. Ritme ini dimanifestasikan dalam perubahan intensitas sifat proses biologis dan diulang pada interval tahunan. Kebetulan periode siklus hidup dengan musim yang sesuai sangat penting bagi keberadaan spesies. Irama musiman menyediakan tanaman dan hewan dengan kondisi yang paling menguntungkan untuk pertumbuhan dan perkembangan.

Selain itu, proses fisiologis tumbuhan dan hewan sangat bergantung pada ritme harian, yang diekspresikan oleh ritme biologis tertentu. Akibatnya, ritme biologis secara berkala berulang dalam intensitas dan sifat proses dan fenomena biologis. Pada tumbuhan, ritme biologis dimanifestasikan dalam pergerakan harian daun, kelopak, perubahan fotosintesis, pada hewan - fluktuasi suhu, perubahan sekresi hormon, laju pembelahan sel, dll. Pada manusia, fluktuasi harian dalam laju pernapasan, denyut nadi, darah tekanan, terjaga, dan tidur, dll. Ritme biologis adalah reaksi tetap yang diturunkan, oleh karena itu, pengetahuan tentang mekanismenya penting dalam organisasi kerja dan waktu luang seseorang.

Suhu

Salah satu faktor abiotik terpenting yang sangat bergantung pada keberadaan, perkembangan, dan distribusi organisme di Bumi [menunjukkan] .

Batas atas suhu untuk kehidupan di Bumi mungkin 50-60 °C. Pada suhu seperti itu, ada hilangnya aktivitas enzim dan pelipatan protein. Namun, kisaran suhu umum kehidupan aktif di planet ini jauh lebih luas dan dibatasi oleh batas-batas berikut (Tabel 1)

Tabel 1. Kisaran suhu kehidupan aktif di planet ini, °С

Di antara organisme yang dapat hidup pada suhu yang sangat tinggi, alga termofilik diketahui, yang dapat hidup di sumber air panas pada 70-80 °C. Lumut skala, biji dan organ vegetatif tanaman gurun (saxaul, duri unta, tulip) yang terletak di lapisan atas tanah panas berhasil mentolerir suhu yang sangat tinggi (65-80 ° C).

Ada banyak spesies hewan dan tumbuhan yang tahan terhadap suhu di bawah nol derajat yang besar. Pohon dan semak di Yakutia tidak membeku pada suhu minus 68°C. Di Antartika, pada minus 70 ° C, penguin hidup, dan di Kutub Utara - beruang kutub, rubah kutub, burung hantu kutub. Perairan kutub dengan suhu mulai dari 0 hingga -2°C dihuni oleh berbagai perwakilan flora dan fauna - mikroalga, invertebrata, ikan, yang siklus hidupnya terus-menerus terjadi dalam kondisi suhu seperti itu.

Signifikansi suhu terutama terletak pada pengaruh langsungnya pada laju dan sifat dari reaksi metabolisme dalam organisme. Karena fluktuasi suhu harian dan musiman meningkat dengan jarak dari khatulistiwa, tumbuhan dan hewan, beradaptasi dengan mereka, menunjukkan kebutuhan panas yang berbeda.

Metode adaptasi

• Migrasi - pemukiman kembali dalam kondisi yang lebih menguntungkan. Paus, banyak spesies burung, ikan, serangga, dan hewan lainnya bermigrasi secara teratur sepanjang tahun.
• Mati rasa - keadaan imobilitas total, penurunan tajam dalam aktivitas vital, penghentian nutrisi. Ini diamati pada serangga, ikan, amfibi, mamalia ketika suhu lingkungan turun di musim gugur, musim dingin (hibernasi) atau ketika naik di musim panas di gurun (hibernasi musim panas).
• Anabiosis adalah keadaan penekanan tajam terhadap proses vital, ketika manifestasi kehidupan yang terlihat berhenti sementara. Fenomena ini reversibel. Itu dicatat dalam mikroba, tumbuhan, hewan tingkat rendah. Benih beberapa tanaman dalam keadaan mati suri bisa sampai 50 tahun. Mikroba dalam keadaan mati suri membentuk spora, protozoa - kista.

Banyak tumbuhan dan hewan, dengan pelatihan yang tepat, berhasil bertahan pada suhu yang sangat rendah dalam keadaan dormansi yang dalam atau anabiosis. Dalam percobaan laboratorium, benih, serbuk sari, spora tanaman, nematoda, rotifera, kista protozoa dan organisme lain, spermatozoa, setelah dehidrasi atau penempatan dalam larutan zat pelindung khusus - cryoprotectors - bertahan pada suhu mendekati nol mutlak.

Saat ini, kemajuan telah dibuat dalam penggunaan praktis zat dengan sifat krioprotektif (gliserol, polietilen oksida, dimetil sulfoksida, sukrosa, manitol, dll.) dalam biologi, pertanian, dan kedokteran. Dalam larutan krioprotektan, penyimpanan jangka panjang darah kaleng, sperma untuk inseminasi buatan hewan ternak, beberapa organ dan jaringan untuk transplantasi dilakukan; perlindungan tanaman dari salju musim dingin, salju awal musim semi, dll. Masalah di atas berada dalam kompetensi cryobiology dan cryomedicine dan sedang diselesaikan oleh banyak lembaga ilmiah.

• Termoregulasi. Tumbuhan dan hewan dalam proses evolusi telah mengembangkan berbagai mekanisme termoregulasi:

1. pada tumbuhan
   • fisiologis - akumulasi gula dalam sel, yang menyebabkan peningkatan konsentrasi getah sel dan penurunan kadar air sel, yang berkontribusi pada ketahanan beku tanaman. Misalnya, pada birch kerdil, juniper, cabang-cabang atas mati pada suhu yang sangat rendah, dan yang merayap menahan musim dingin di bawah salju dan tidak mati.
   • fisik
     1. transpirasi stomata - penghilangan panas berlebih dan pencegahan luka bakar dengan menghilangkan air (penguapan) dari tubuh tanaman
     2. morfologis - bertujuan untuk mencegah panas berlebih: pubertas daun yang lebat untuk menyebarkan sinar matahari, permukaan yang mengkilap untuk memantulkannya, penurunan permukaan penyerap sinar - melipat bilah daun menjadi tabung (rumput bulu, fescue), pemosisian daun dengan tepi sinar matahari (eucalyptus), pengurangan dedaunan ( saxaul, kaktus); ditujukan untuk mencegah pembekuan: bentuk pertumbuhan khusus - kerdil, pembentukan bentuk merayap (musim dingin di bawah salju), warna gelap (membantu lebih baik menyerap sinar panas dan menghangatkan di bawah salju)
2. pada hewan
   • berdarah dingin (poikilothermic, ectothermic) [invertebrata, ikan, amfibi dan reptil] - pengaturan suhu tubuh dilakukan secara pasif dengan meningkatkan kerja otot, fitur struktur dan warna integumen, menemukan tempat di mana penyerapan sinar matahari yang intens dimungkinkan , dst., t .to. mereka tidak dapat mempertahankan rezim suhu proses metabolisme dan aktivitas mereka terutama bergantung pada panas yang datang dari luar, dan suhu tubuh - pada nilai suhu lingkungan dan keseimbangan energi (rasio penyerapan dan pengembalian energi radiasi).
   • berdarah panas (homeotermik, endotermik) [burung dan mamalia] - mampu mempertahankan suhu tubuh yang konstan terlepas dari suhu lingkungan. Properti ini memungkinkan banyak spesies hewan untuk hidup dan berkembang biak pada suhu di bawah nol (rusa kutub, beruang kutub, pinniped, penguin). Dalam proses evolusi, mereka telah mengembangkan dua mekanisme termoregulasi yang dengannya mereka mempertahankan suhu tubuh yang konstan: kimiawi dan fisik. [menunjukkan] .
     • Mekanisme kimia termoregulasi disediakan oleh kecepatan dan intensitas reaksi redoks dan dikendalikan secara refleks oleh sistem saraf pusat. Peran penting dalam meningkatkan efisiensi mekanisme kimia termoregulasi dimainkan oleh aromorfosis seperti penampilan jantung empat bilik, peningkatan organ pernapasan pada burung dan mamalia.
     • Mekanisme fisik termoregulasi disediakan oleh penampilan penutup insulasi panas (bulu, bulu, lemak subkutan), kelenjar keringat, organ pernapasan, serta pengembangan mekanisme saraf untuk mengatur sirkulasi darah.

     Kasus khusus homoiothermia adalah heterothermia - tingkat suhu tubuh yang berbeda tergantung pada aktivitas fungsional organisme. Heterothermia adalah karakteristik hewan yang jatuh ke dalam hibernasi atau pingsan sementara selama periode yang tidak menguntungkan dalam setahun. Pada saat yang sama, suhu tubuh mereka yang tinggi secara nyata berkurang karena metabolisme yang lambat (tupai tanah, landak, kelelawar, anak ayam cepat, dll.).

Batas daya tahan besar nilai faktor suhu berbeda baik pada organisme poikilothermic maupun homoiothermic.

Spesies eurythermal mampu mentolerir fluktuasi suhu pada rentang yang luas.

Organisme stenotermik hidup dalam kondisi batas suhu yang sempit, dibagi lagi menjadi spesies stenotermik yang menyukai panas (anggrek, semak teh, kopi, karang, ubur-ubur, dll.) kedalaman laut, dll.).

Untuk setiap organisme atau kelompok individu, ada zona suhu optimal di mana aktivitas diekspresikan dengan sangat baik. Di atas zona ini adalah zona pingsan termal sementara, bahkan lebih tinggi - zona tidak aktif yang berkepanjangan atau hibernasi musim panas, berbatasan dengan zona suhu mematikan yang tinggi. Ketika yang terakhir jatuh di bawah optimal, ada zona pingsan dingin, hibernasi dan suhu rendah yang mematikan.

Distribusi individu dalam populasi, tergantung pada perubahan faktor suhu di wilayah tersebut, umumnya mengikuti pola yang sama. Zona suhu optimal sesuai dengan kepadatan populasi tertinggi, dan di kedua sisinya, penurunan kepadatan diamati hingga batas kisaran, di mana itu adalah yang terendah.

Faktor suhu di sebagian besar wilayah Bumi tunduk pada fluktuasi harian dan musiman yang nyata, yang pada gilirannya menentukan ritme yang sesuai dari fenomena biologis di alam. Tergantung pada penyediaan energi panas ke bagian simetris dari kedua belahan bumi, mulai dari khatulistiwa, zona iklim berikut dibedakan:

1. zona tropis. Suhu tahunan rata-rata minimum melebihi 16 ° C, pada hari-hari paling dingin tidak turun di bawah 0 ° C. Fluktuasi suhu dari waktu ke waktu tidak signifikan, amplitudo tidak melebihi 5 ° C. Vegetasi sepanjang tahun.
2. zona subtropis. Suhu rata-rata bulan terdingin tidak lebih rendah dari 4° C, dan bulan terpanas di atas 20° C. Suhu di bawah nol jarang terjadi. Tidak ada lapisan salju yang stabil di musim dingin. Musim tanam berlangsung 9-11 bulan.
3. zona sedang. Musim tanam musim panas dan periode musim dingin dormansi tanaman diekspresikan dengan baik. Bagian utama dari zona ini memiliki tutupan salju yang stabil. Embun beku khas di musim semi dan musim gugur. Terkadang zona ini dibagi menjadi dua: cukup hangat dan cukup dingin, yang ditandai oleh empat musim.
4. zona dingin. Suhu tahunan rata-rata di bawah 0 ° C, embun beku mungkin terjadi bahkan selama musim tanam yang singkat (2-3 bulan). Fluktuasi suhu tahunan sangat besar.

Pola sebaran vertikal vegetasi, tanah, dan satwa liar di daerah pegunungan juga terutama disebabkan oleh faktor suhu. Di pegunungan Kaukasus, India, Afrika, empat atau lima sabuk tanaman dapat dibedakan, urutannya dari bawah ke atas sesuai dengan urutan zona latitudinal dari khatulistiwa ke kutub pada ketinggian yang sama.

Kelembaban

Faktor lingkungan yang ditandai dengan kandungan air di udara, tanah, organisme hidup. Di alam, ada ritme kelembaban harian: naik di malam hari dan turun di siang hari. Bersama dengan suhu dan cahaya, kelembaban memainkan peran penting dalam mengatur aktivitas organisme hidup. Sumber air untuk tumbuhan dan hewan terutama adalah curah hujan atmosfer dan air tanah, serta embun dan kabut.

Kelembaban adalah kondisi yang diperlukan untuk keberadaan semua organisme hidup di Bumi. Kehidupan berasal dari lingkungan akuatik. Penduduk bumi masih bergantung pada air. Bagi banyak spesies hewan dan tumbuhan, air terus menjadi habitat. Pentingnya air dalam proses kehidupan ditentukan oleh fakta bahwa itu adalah lingkungan utama dalam sel, di mana proses metabolisme dilakukan, ia bertindak sebagai produk awal, antara dan akhir yang paling penting dari transformasi biokimia. Pentingnya air juga ditentukan oleh kandungan kuantitatifnya. Organisme hidup terdiri dari setidaknya 3/4 air.

Dalam kaitannya dengan air, tumbuhan tingkat tinggi dibagi menjadi:

• hydrophytes - tanaman air (teratai air, panah, duckweed);
• hygrophytes - penghuni tempat yang terlalu lembab (calamus, awas);
• mesofit - tanaman dengan kondisi kelembaban normal (lili lembah, valerian, lupin);
• xerophytes - tanaman yang hidup dalam kondisi kekurangan kelembaban konstan atau musiman (saxaul, duri unta, ephedra) dan sukulen varietasnya (kaktus, euphorbia).

Adaptasi untuk hidup di lingkungan yang mengalami dehidrasi dan lingkungan dengan kekurangan kelembaban secara berkala Fitur penting dari faktor iklim utama (cahaya, suhu, kelembaban) adalah variabilitas regulernya selama siklus tahunan dan bahkan pada siang hari, serta tergantung pada zonasi geografis. Dalam hal ini, adaptasi organisme hidup juga memiliki karakter reguler dan musiman. Adaptasi organisme terhadap kondisi lingkungan dapat berlangsung cepat dan reversibel atau agak lambat, yang bergantung pada kedalaman pengaruh faktor tersebut. Sebagai hasil dari aktivitas vital, organisme mampu mengubah kondisi abiotik kehidupan. Misalnya, tanaman tingkat bawah berada dalam kondisi penerangan yang lebih sedikit; Proses penguraian zat organik yang terjadi di badan air seringkali menyebabkan kekurangan oksigen bagi organisme lain. Karena aktivitas organisme air, suhu dan rezim air, jumlah oksigen, karbon dioksida, pH lingkungan, komposisi spektral cahaya, dll., berubah. Lingkungan udara dan komposisi gasnya Perkembangan lingkungan udara oleh organisme dimulai setelah mereka mendarat. Kehidupan di udara membutuhkan adaptasi khusus dan tingkat organisasi tumbuhan dan hewan yang tinggi. Kepadatan dan kadar air yang rendah, kandungan oksigen yang tinggi, kemudahan pergerakan massa udara, perubahan suhu yang tiba-tiba, dll., secara signifikan mempengaruhi proses respirasi, pertukaran air, dan pergerakan makhluk hidup. Sebagian besar hewan darat selama evolusi memperoleh kemampuan untuk terbang (75% dari semua spesies hewan darat). Banyak spesies dicirikan oleh ansmochory - penyelesaian dengan bantuan arus udara (spora, biji, buah-buahan, kista protozoa, serangga, laba-laba, dll.). Beberapa tanaman telah menjadi angin penyerbukan. Untuk keberhasilan keberadaan organisme, tidak hanya sifat fisik, tetapi juga sifat kimia udara, kandungan komponen gas yang diperlukan untuk kehidupan adalah penting. Oksigen. Bagi sebagian besar organisme hidup, oksigen sangat penting. Hanya bakteri anaerob yang dapat berkembang biak di lingkungan anoksik. Oksigen memastikan pelaksanaan reaksi eksotermik, di mana energi yang diperlukan untuk kehidupan organisme dilepaskan. Ini adalah akseptor elektron terakhir, yang dipisahkan dari atom hidrogen dalam proses pertukaran energi. Dalam keadaan terikat secara kimia, oksigen adalah bagian dari banyak senyawa organik dan mineral yang sangat penting dari organisme hidup. Perannya sebagai agen pengoksidasi dalam sirkulasi elemen individu biosfer sangat besar. Satu-satunya produsen oksigen bebas di Bumi adalah tumbuhan hijau, yang membentuknya dalam proses fotosintesis. Sejumlah oksigen terbentuk sebagai hasil fotolisis uap air oleh sinar ultraviolet di luar lapisan ozon. Penyerapan oksigen oleh organisme dari lingkungan luar terjadi oleh seluruh permukaan tubuh (protozoa, cacing) atau oleh organ pernapasan khusus: trakea (serangga), insang (ikan), paru-paru (vertebrata). Oksigen secara kimiawi terikat dan diangkut ke seluruh tubuh oleh pigmen darah khusus: hemoglobin (vertebrata), hemocyapin (moluska, krustasea). Organisme yang hidup dalam kondisi kekurangan oksigen yang konstan telah mengembangkan adaptasi yang tepat: peningkatan kapasitas oksigen darah, gerakan pernapasan yang lebih sering dan lebih dalam, kapasitas paru-paru yang besar (di dataran tinggi, burung) atau penurunan penggunaan oksigen oleh jaringan karena peningkatan jumlah mioglobin, akumulator oksigen dalam jaringan (di antara penghuni lingkungan akuatik). Karena kelarutan CO 2 dan O 2 yang tinggi dalam air, kandungan relatifnya di sini lebih tinggi (2-3 kali) daripada di udara (Gbr. 1). Keadaan ini sangat penting bagi organisme akuatik yang menggunakan oksigen terlarut untuk respirasi atau CO2 untuk fotosintesis (fototrof akuatik). Karbon dioksida. Jumlah normal gas ini di udara kecil - 0,03% (berdasarkan volume) atau 0,57 mg / l. Akibatnya, bahkan fluktuasi kecil dalam kandungan CO 2 secara signifikan tercermin dalam proses fotosintesis, yang secara langsung bergantung padanya. Sumber utama CO2 yang masuk ke atmosfer adalah pernapasan hewan dan tumbuhan, proses pembakaran, letusan gunung berapi, aktivitas mikroorganisme dan jamur tanah, perusahaan industri dan transportasi. Memiliki sifat penyerapan di wilayah spektrum inframerah, karbon dioksida mempengaruhi parameter optik dan rezim suhu atmosfer, menyebabkan "efek rumah kaca" yang terkenal. Aspek ekologis yang penting adalah peningkatan kelarutan oksigen dan karbon dioksida dalam air karena suhunya menurun. Itulah sebabnya fauna cekungan air di garis lintang kutub dan subkutub sangat melimpah dan beragam, terutama karena peningkatan konsentrasi oksigen dalam air dingin. Pembubaran oksigen dalam air, seperti gas lainnya, mematuhi hukum Henry: berbanding terbalik dengan suhu dan berhenti ketika titik didih tercapai. Di perairan hangat cekungan tropis, penurunan konsentrasi oksigen terlarut membatasi respirasi, dan, akibatnya, kehidupan dan jumlah hewan air. Baru-baru ini, telah terjadi penurunan yang nyata dalam rezim oksigen di banyak badan air, yang disebabkan oleh peningkatan jumlah polutan organik, yang penghancurannya membutuhkan sejumlah besar oksigen. Zonasi distribusi organisme hidup Zonasi geografis (latitudinal) Dalam arah garis lintang dari utara ke selatan, zona alami berikut berturut-turut terletak di wilayah Federasi Rusia: tundra, taiga, hutan gugur, stepa, gurun. Di antara unsur-unsur iklim yang menentukan zonalitas distribusi dan distribusi organisme, peran utama dimainkan oleh faktor abiotik - suhu, kelembaban, rezim cahaya. Perubahan zona yang paling mencolok dimanifestasikan dalam sifat vegetasi - komponen utama biocenosis. Ini, pada gilirannya, disertai dengan perubahan komposisi hewan - konsumen dan penghancur residu organik dalam mata rantai rantai makanan. Tundra- dataran dingin tanpa pohon di belahan bumi utara. Kondisi iklimnya sangat tidak cocok untuk vegetasi tanaman dan dekomposisi residu organik (permafrost, suhu yang relatif rendah bahkan di musim panas, periode suhu positif yang singkat). Di sini, biocenosis kecil dalam komposisi spesies (lumut, lumut) terbentuk. Dalam hal ini, produktivitas biocenosis tundra rendah: 5-15 c/ha bahan organik per tahun. Daerah taiga dicirikan oleh kondisi tanah dan iklim yang relatif menguntungkan, terutama untuk tumbuhan runjung. Biocenosis yang kaya dan sangat produktif telah terbentuk di sini. Pembentukan tahunan bahan organik adalah 15-50 c/ha. Kondisi zona beriklim menyebabkan pembentukan biocenosis kompleks hutan gugur dengan produktivitas biologis tertinggi di wilayah Federasi Rusia (hingga 60 c/ha per tahun). Varietas hutan gugur adalah hutan ek, hutan maple beech, hutan campuran, dll. Hutan seperti itu dicirikan oleh semak yang berkembang dengan baik dan semak berumput, yang berkontribusi pada penempatan fauna yang beragam dalam spesies dan kuantitas. Stepa- zona alami dari zona beriklim belahan bumi, yang ditandai dengan pasokan air yang tidak mencukupi, oleh karena itu herba, terutama vegetasi sereal (rumput bulu, fescue, dll.) berlaku di sini. Dunia hewan beragam dan kaya (rubah, kelinci, hamster, tikus, banyak burung, terutama yang bermigrasi). Area terpenting untuk produksi biji-bijian, industri, tanaman sayuran, dan ternak terletak di zona stepa. Produktivitas biologis zona alami ini relatif tinggi (sampai 50 c/ha per tahun). gurun menang di Asia Tengah. Karena curah hujan rendah dan suhu tinggi di musim panas, vegetasi menutupi kurang dari setengah wilayah zona ini dan memiliki adaptasi khusus terhadap kondisi kering. Dunia hewan beragam, fitur biologisnya dipertimbangkan sebelumnya. Pembentukan tahunan bahan organik di zona gurun tidak melebihi 5 q/ha (Gbr. 107). Salinitas lingkungan Salinitas lingkungan perairan ditandai dengan kandungan garam terlarut di dalamnya. Air tawar mengandung 0,5-1,0 g/l, dan air laut mengandung 10-50 g/l garam. Salinitas lingkungan perairan penting bagi penghuninya. Ada hewan yang beradaptasi hanya hidup di air tawar (cyprinids) atau hanya di air laut (herring). Pada beberapa ikan, tahap individu perkembangan individu melewati salinitas air yang berbeda, misalnya, belut biasa hidup di badan air tawar, dan bermigrasi untuk bertelur di Laut Sargasso. Penghuni air seperti itu membutuhkan pengaturan keseimbangan garam dalam tubuh yang tepat. Mekanisme pengaturan komposisi ionik organisme. Hewan darat dipaksa untuk mengatur komposisi garam dari jaringan cair mereka untuk menjaga lingkungan internal dalam keadaan ion yang konstan atau hampir konstan secara kimiawi. Cara utama untuk menjaga keseimbangan garam pada organisme air dan tumbuhan darat adalah dengan menghindari habitat dengan salinitas yang tidak sesuai. Mekanisme seperti itu harus bekerja secara intensif dan akurat pada ikan yang bermigrasi (salmon, chum salmon, pink salmon, belut, sturgeon), yang secara berkala berpindah dari air laut ke air tawar atau sebaliknya. Cara termudah adalah regulasi osmotik dalam air tawar. Diketahui bahwa konsentrasi ion pada yang terakhir jauh lebih rendah daripada di jaringan cair. Menurut hukum osmosis, lingkungan eksternal di sepanjang gradien konsentrasi melalui membran semi-permeabel memasuki sel, ada semacam "perkembangbiakan" konten internal. Jika proses seperti itu tidak dikendalikan, organisme bisa membengkak dan mati. Namun, organisme air tawar memiliki organ yang membuang kelebihan air ke luar. Pelestarian ion yang diperlukan untuk kehidupan difasilitasi oleh fakta bahwa urin organisme tersebut cukup encer (Gbr. 2, a). Pemisahan larutan encer seperti itu dari cairan internal mungkin memerlukan kerja kimia aktif dari sel atau organ khusus (ginjal) dan konsumsinya dalam proporsi yang signifikan dari total energi metabolisme basal. Sebaliknya, hewan laut dan ikan hanya minum dan mengasimilasi air laut, sehingga mengisi kembali pengeluarannya yang konstan dari tubuh ke lingkungan eksternal, yang ditandai dengan potensi osmotik yang tinggi. Pada saat yang sama, ion monovalen air garam diekskresikan secara aktif oleh insang, dan ion divalen - oleh ginjal (Gbr. 2, b). Sel menghabiskan cukup banyak energi untuk memompa kelebihan air, oleh karena itu, dengan peningkatan salinitas dan penurunan air dalam tubuh, organisme biasanya beralih ke keadaan tidak aktif - anabiosis garam. Ini adalah karakteristik spesies yang hidup di genangan air laut yang mengering secara berkala, muara, di littoral (rotifer, amphipod, flagellata, dll.) Salinitas lapisan atas kerak bumi ditentukan oleh kandungan ion kalium dan natrium di dalamnya, dan, seperti salinitas lingkungan akuatik, penting bagi penghuninya dan, pertama-tama, tanaman yang memiliki adaptasi yang sesuai dengannya. Faktor ini tidak disengaja untuk tanaman; itu menyertai mereka selama proses evolusi. Yang disebut vegetasi solonchak (saltwort, licorice, dll.) terbatas pada tanah dengan kandungan kalium dan natrium yang tinggi. Lapisan atas kerak bumi adalah tanah. Selain salinitas tanah, indikator lainnya dibedakan: keasaman, rezim hidrotermal, aerasi tanah, dll. Bersama dengan relief, sifat-sifat permukaan bumi ini, yang disebut faktor edafis lingkungan, memiliki dampak ekologis bagi penghuninya. Faktor lingkungan edafis Sifat-sifat permukaan bumi yang memiliki dampak ekologis bagi penghuninya. dipinjam Profil tanah Jenis tanah ditentukan oleh komposisi dan warnanya. A - Tanah Tundra memiliki permukaan gambut yang gelap. B - Tanah gurun ringan, berbutir kasar dan miskin bahan organik Tanah kastanye (C) dan chernozem (D) adalah tanah padang rumput kaya humus yang khas dari stepa Eurasia dan padang rumput Amerika Utara. Latosol (E) yang tercuci kemerahan di sabana tropis memiliki lapisan yang sangat tipis namun kaya humus. Tanah podsolik adalah tipikal dari garis lintang utara, di mana ada banyak curah hujan dan sangat sedikit penguapan. Mereka termasuk podzol hutan coklat organik (F), podzol coklat abu-abu (H), dan podzol batu abu-abu (I), yang memiliki pohon jenis konifera dan gugur. Semuanya relatif asam, dan berbeda dengan mereka, podzol (G) merah-kuning dari hutan pinus cukup kuat tercuci. Tergantung pada faktor edafis, sejumlah kelompok ekologi tumbuhan dapat dibedakan. Menurut reaksi keasaman larutan tanah, ada: spesies acidophilic yang tumbuh pada pH di bawah 6,5 (tanaman rawa gambut, ekor kuda, pinus, cemara, pakis); neutrofilik, lebih menyukai tanah dengan reaksi netral (pH 7) (kebanyakan tanaman budidaya); basiphilic - tanaman yang tumbuh paling baik pada substrat yang memiliki reaksi basa (pH lebih dari 7) (cemara, hornbeam, thuja) dan acuh tak acuh - dapat tumbuh pada tanah dengan nilai pH yang berbeda. Berdasarkan komposisi kimia tanah, tumbuhan dibedakan menjadi: oligotrofik, tidak menuntut jumlah nutrisi; mesotrofik, membutuhkan mineral dalam jumlah sedang di tanah (tanaman herba, cemara), mesotrofik, membutuhkan sejumlah besar elemen abu yang tersedia (ek, buah). Sehubungan dengan baterai individu spesies yang sangat menuntut kandungan nitrogen tinggi di tanah disebut - nitrofil (jelatang, tanaman lumbung); membutuhkan banyak kalsium - calcephiles (beech, larch, cutter, kapas, zaitun); tanaman tanah salin disebut halophytes (salwort, sarsazan), beberapa halophytes mampu mengeluarkan kelebihan garam di luar, di mana garam ini, setelah pengeringan, membentuk film padat atau kelompok kristal Sehubungan dengan komposisi mekanik tanaman pasir yang mengalir bebas - psammophytes (saxaul, akasia pasir) tanaman screes, retakan dan depresi bebatuan dan habitat serupa lainnya - lithophytes [petrofit] (juniper, sessile oak) Relief medan dan sifat tanah secara signifikan mempengaruhi kekhasan pergerakan hewan, distribusi spesies yang aktivitas vitalnya secara sementara atau permanen terhubung dengan tanah. Sifat sistem akar (dalam, permukaan) dan cara hidup fauna tanah bergantung pada rezim hidrotermal tanah, aerasi, komposisi mekanis dan kimianya. Komposisi kimia tanah dan keragaman penghuninya mempengaruhi kesuburannya. Yang paling subur adalah tanah chernozem yang kaya akan humus. Sebagai faktor abiotik, relief mempengaruhi distribusi faktor iklim dan, dengan demikian, pembentukan flora dan fauna yang sesuai. Misalnya, di lereng selatan bukit atau gunung, selalu ada suhu yang lebih tinggi, penerangan yang lebih baik dan, karenanya, kelembaban yang lebih rendah.