Galvenie abiotiskie faktori. Galvenās vides faktoru grupas Saistīto abiotisko faktoru grupa

OGE un vienotajos valsts eksāmenos viņiem ir jānosauc faktori, kas ietekmē apkārtējo pasauli. Visbiežāk tiek runāts par abiotiskiem faktoriem, ar kuriem cilvēks sastopas burtiski ik uz soļa, pat nezinot.

Kādi ir šie faktori un kā tie ietekmē dzīvās būtnes, mēs aplūkosim šajā rakstā.

Kas ir abiotiskie faktori

Šis ir komplekss, kas sastāv no nedzīvas dabas elementiem. Šie elementi aktīvi ietekmē dzīvos organismus un vides stāvokli.

Klasifikācija:

Orogrāfisks (augstums virs jūras līmeņa, reljefs).
Augsne (augsnes mehāniskais sastāvs, tās blīvums).
Ķīmiskais (gaisa un ūdens vides ķīmiskais sastāvs, augsne).
Klimatiskie (gaisma, temperatūra, spiediens un mitrums, vēja ātrums).
Fiziskā (radioaktivitāte, magnētiskie lauki).

Abiotisko faktoru ietekmes piemēri

Kas ietekmē cilvēku, dzīvnieku un augu dzīvi un veselību?

Gaisma

Tas ir galvenais enerģijas avots. Tās lomu ir grūti pārvērtēt: tā ir gaisma, kas ir iesaistīta fotosintēzē un ūdens iztvaikošanā, dzīvnieku un cilvēku vizuālajā pasaules uztverē, kā arī D vitamīna veidošanā, kas nepieciešams zobu un kaulu augšanai un stiprināšanai.

Tādās devās, kādās mūs sasniedz saules gaisma, tā nespēj nodarīt lielu kaitējumu dzīvam organismam. Cilvēks var pamanīt patieso gaismas ietekmi pēc iedeguma uz ādu. Bet, lai vasarā izvairītos no apdegumiem, jāievēro sauļošanās režīms.

Temperatūra

Tiešā veidā ietekmē dzīvnieku un augu dzīvi. Aukstajā sezonā augi gandrīz pārstāj iztvaikot ūdeni caur stomatu, samazinās augšanas un uztura ātrums un intensitāte.

Daži dzīvnieki, piemēram, lāči, pārziemo, bet baltais zaķis, gluži pretēji, visu ziemu paliek nomodā, tikai nedaudz mainot kažokādas krāsu. Tāpat zemu temperatūru pavada barības apgādes samazināšanās, kas izraisa putnu migrāciju.

Fotoperiodisms

Fotoperiodisma piemērs (un, kā zināms, tā ir dzīva organisma reakcija uz dienas garumu) var būt augs, kas pāriet no veģetatīvās augšanas uz ziedēšanu.

Arī dienas un nakts garuma maiņa ir signāls par izmaiņām dabā: ziemas vai vasaras iestāšanos.

Mitrums

Gaisa mitrums tieši ietekmē cilvēka pašsajūtu. Pārāk augsts vai pārāk zems mitrums nav vēlams. Optimāli – 40-60%.

Ja gaisa mitrums ir zems, cilvēki piedzīvo vispārēju labsajūtas pasliktināšanos, miegainību un nogurumu. Augsts mitrums atkarībā no sezonas var izraisīt pārkaršanu vai hipotermiju.

Atmosfēra

Atmosfēras spiedienu galvenokārt izpaužas pēkšņas laika apstākļu izmaiņas.

Cilvēkam šādas izmaiņas ir vairāk nekā neērtas: ķermenim nav laika pielāgoties atmosfērai, tāpēc sāk stipri sāpēt galva, rodas problēmas ar asinsvadiem un sirdi.

Augsne vai edafiskie faktori

Auga augšana ir atkarīga no augsnes sastāva un tās auglības.

Ja augsne pietiekami neapmierinās auga vajadzības pēc ūdens un barības vielām, augs, visticamāk, aizies bojā.

Reljefs vai orogrāfiskie faktori

Būtībā reljefs ietekmē nokrišņu biezumu un attiecīgi mitrumu.

Cits

Abiotiskos faktorus pēc to īpašībām un pazīmēm iedala pēc to ietekmes uz organismiem, pēc to patēriņa un virziena.

Atkarībā no to ietekmes uz organismiem ir:

tiešā veidā iedarbojas uz organismiem, jo īpaši uz vielmaiņu;
netieši iedarbojoties - ietekmē organismus ar tādiem faktoriem kā reljefs, augstums u.c.

Tērējot:

resursi - vides patērējamās rezerves (gaisma, ūdens, oglekļa dioksīds, skābeklis);
apstākļi - "mūžīgie" vides elementi (augsnes skābums, temperatūra un gaisa kustība).

Pēc virziena:

vektorizēts - spēj mainīt virzienu (augsnes sasāļošanās, ūdens aizsērēšana);
daudzgadīgs-ciklisks - periodiski mainīgas vides izmaiņas (klimata izmaiņas laika gaitā);
oscilācijas (impulss, svārstības) - faktori, kas svārstās noteiktās skaitliskās robežās (temperatūras svārstības dienas laikā).

Abiotisko faktoru ietekme uz dzīviem organismiem un cilvēka veselību

Vides faktoru īpatnība ir tāda, ka tie nenes nāvi visam dzīvajam. Evolūcijas gaitā organismi ir iemācījušies izdzīvot pastāvīgi mainīgā vidē.

Šo pielāgošanos jauniem dzīves apstākļiem var pavadīt simbioze (attiecības, kurās dzīvās būtnes palīdz viena otrai).

Abiotiskie apstākļi, kas nosaka dzīvības pastāvēšanas lauku

Nav nemaz tik grūti uzskaitīt un raksturot apstākļus, kas padara iespējamu dzīvību uz Zemes.

Vissvarīgākie nosacījumi, kas nepieciešami jebkuram dzīvam organismam, ir:

skābeklis un oglekļa dioksīds;
ūdens;
ērta temperatūra;
minerālvielas.

Visi iepriekš minētie apstākļi ir ārkārtīgi nepieciešami dzīvniekiem, augiem un citiem organismiem.

Gaisma ir viens no galvenajiem vides faktoriem. Bez gaismas augu fotosintētiskā aktivitāte nav iespējama, un bez pēdējās nav iedomājama dzīve kopumā, jo zaļajiem augiem ir spēja ražot visām dzīvajām būtnēm nepieciešamo skābekli. Turklāt gaisma ir vienīgais siltuma avots uz planētas Zeme. Tam ir tieša ietekme uz ķīmiskajiem un fizikālajiem procesiem, kas notiek organismos, un tas ietekmē vielmaiņu.

Daudzas dažādu organismu morfoloģiskās un uzvedības īpašības ir saistītas ar to pakļaušanu gaismas iedarbībai. Arī dažu dzīvnieku iekšējo orgānu darbība ir cieši saistīta ar apgaismojumu. Dzīvnieku uzvedība, piemēram, sezonālā migrācija, olu dēšana, pieklājība un pavasara riesta, ir saistīta ar dienasgaismas stundu ilgumu.

Ekoloģijā termins "gaisma" attiecas uz visu saules starojuma diapazonu, kas sasniedz zemes virsmu. Saules starojuma enerģijas sadalījuma spektrs ārpus Zemes atmosfēras rāda, ka aptuveni puse saules enerģijas tiek izstarota infrasarkanajā reģionā, 40% redzamajā un 10% ultravioletajā un rentgenstaru zonā.

Dzīvai vielai svarīgas ir gaismas kvalitatīvās īpašības - viļņa garums, intensitāte un iedarbības ilgums. Ir tuvs ultravioletais starojums (400-200 nm) un tālais jeb vakuums (200-10 nm). Ultravioletā starojuma avoti ir augstas temperatūras plazma, paātrināti elektroni, daži lāzeri, Saule, zvaigznes uc Ultravioletā starojuma bioloģisko efektu izraisa ķīmiskās izmaiņas dzīvo šūnu molekulās, kas tos absorbē, galvenokārt nukleīnskābju molekulās ( DNS un RNS) un olbaltumvielas, un to izsaka dalīšanās traucējumi, mutāciju rašanās un šūnu nāve.

Daži saules stari, nogājuši milzīgu attālumu, sasniedz Zemes virsmu, izgaismo un silda to. Tiek lēsts, ka mūsu planēta saņem aptuveni vienu divu miljardu daļu saules enerģijas, un tikai 0,1-0,2% no šī daudzuma zaļie augi izmanto organisko vielu radīšanai. Katrs planētas kvadrātmetrs saņem vidēji 1,3 kW saules enerģijas. Pietiktu darbināt elektrisko tējkannu vai gludekli.

Apgaismojuma apstākļiem ir īpaša nozīme augu dzīvē: to produktivitāte un produktivitāte ir atkarīga no saules gaismas intensitātes. Tomēr gaismas režīms uz Zemes ir diezgan daudzveidīgs. Mežā ir savādāk nekā pļavā. Apgaismojums lapu koku un tumšo skujkoku egļu mežos ir manāmi atšķirīgs.

Gaisma kontrolē augu augšanu: tie aug lielākas gaismas virzienā. To gaismas jutība ir tik liela, ka dažu augu dzinumi, kas dienas laikā tiek turēti tumsā, reaģē uz gaismas zibspuldzi, kas ilgst tikai divas sekundes tūkstošdaļas.

Visus augus attiecībā pret gaismu var iedalīt trīs grupās: heliofīti, sciofīti, fakultatīvie heliofīti.

Heliofīti(no grieķu helios - saule un fitons - augs), vai gaismu mīloši augi vai nu nepanes, vai nepanes pat nelielu ēnojumu. Šajā grupā ietilpst stepju un pļavu stiebrzāles, tundras augi, agrā pavasara augi, lielākā daļa atklātā zemē kultivēto augu un daudzas nezāles. Starp šīs grupas sugām sastopam parasto ceļmallapu, ugunskuru, niedru zāli u.c.

Sciofīti(no grieķu valodas scia - ēna), jeb ēnas augi, nepanes spēcīgu gaismu un dzīvo pastāvīgā ēnā zem meža lapotnes. Tie galvenokārt ir meža augi. Strauji izgaismojot meža lapotni, tie kļūst nomākti un bieži iet bojā, bet daudzi atjauno savu fotosintēzes aparātu un pielāgojas dzīvei jaunos apstākļos.

Fakultatīvie heliofīti, jeb ēnā izturīgi augi, spēj attīstīties gan ļoti lielā, gan mazā gaismas daudzumā. Kā piemēru varam nosaukt dažus kokus - parasto egli, parasto kļavu, parasto skābardi; krūmi - lazda, vilkābele; garšaugi - zemenes, lauka ģerānija; daudzi istabas augi.

Svarīgs abiotiskais faktors ir temperatūra. Jebkurš organisms spēj dzīvot noteiktā temperatūras diapazonā. Dzīvo būtņu izplatības zona galvenokārt ir ierobežota ar apgabalu no nedaudz zem 0 °C līdz 50 °C.

Galvenais siltuma, kā arī gaismas avots ir saules starojums. Organisms var izdzīvot tikai apstākļos, kuriem tā vielmaiņa ir pielāgota. Ja dzīvas šūnas temperatūra nokrītas zem sasalšanas, šūna parasti tiek fiziski bojāta un ledus kristālu veidošanās rezultātā iet bojā. Ja temperatūra ir pārāk augsta, notiek olbaltumvielu denaturācija. Tieši tā notiek vārot vistas olu.

Lielākā daļa organismu zināmā mērā spēj kontrolēt savu ķermeņa temperatūru, izmantojot dažādas reakcijas. Lielākajai daļai dzīvo būtņu ķermeņa temperatūra var mainīties atkarībā no apkārtējās vides temperatūras. Šādi organismi nespēj regulēt savu temperatūru un tiek saukti aukstasiņu (poikilotermisks). To darbība galvenokārt ir atkarīga no siltuma, kas nāk no ārpuses. Poikilotermisko organismu ķermeņa temperatūra ir saistīta ar apkārtējās vides temperatūras vērtībām. Aukstasinība raksturīga tādām organismu grupām kā augi, mikroorganismi, bezmugurkaulnieki, zivis, rāpuļi u.c.

Ievērojami mazāks skaits dzīvo būtņu spēj aktīvi regulēt ķermeņa temperatūru. Tie ir divu augstāko mugurkaulnieku klašu pārstāvji – putni un zīdītāji. To radītais siltums ir bioķīmisko reakciju produkts un kalpo kā nozīmīgs paaugstinātas ķermeņa temperatūras avots. Šī temperatūra tiek uzturēta nemainīgā līmenī neatkarīgi no apkārtējās vides temperatūras. Organismus, kas spēj uzturēt nemainīgu optimālu ķermeņa temperatūru neatkarīgi no apkārtējās vides temperatūras, sauc par siltasiņu (homeotermiskiem). Pateicoties šai īpašībai, daudzas dzīvnieku sugas var dzīvot un vairoties temperatūrā, kas zemāka par nulli (ziemeļbrieži, polārlācis, roņkāji, pingvīni). Pastāvīgas ķermeņa temperatūras uzturēšanu nodrošina laba siltumizolācija, ko rada kažokādas, blīvs apspalvojums, zemādas gaisa dobumi, biezs taukaudu slānis u.c.

Īpašs homeotermijas gadījums ir heterotermija (no grieķu heteros - atšķirīgs). Dažādi ķermeņa temperatūras līmeņi heterotermiskajos organismos ir atkarīgi no to funkcionālās aktivitātes. Darbības periodā viņiem ir nemainīga ķermeņa temperatūra, un atpūtas vai ziemas guļas periodā temperatūra ievērojami pazeminās. Heterotermija ir raksturīga goferiem, murkšķiem, āpšiem, sikspārņiem, ežiem, lāčiem, kolibri u.c.

Īpaša loma dzīvo organismu dzīvē ir mitrināšanas apstākļiem.

Ūdens- dzīvās matērijas pamats. Lielākajai daļai dzīvo organismu ūdens ir viens no galvenajiem vides faktoriem. Tas ir vissvarīgākais nosacījums visas dzīvības pastāvēšanai uz Zemes. Visi dzīvības procesi dzīvo organismu šūnās notiek ūdens vidē.

Ūdeni ķīmiski nemaina lielākā daļa tehnisko savienojumu, ko tas izšķīst. Tas ir ļoti svarīgi dzīviem organismiem, jo to audiem nepieciešamās barības vielas tiek piegādātas ūdens šķīdumos salīdzinoši maz mainītā veidā. Dabiskos apstākļos ūdens vienmēr satur tādu vai citu daudzumu piemaisījumu, kas ne tikai mijiedarbojas ar cietām un šķidrām vielām, bet arī izšķīdina gāzes.

Ūdens unikālās īpašības nosaka tā īpašo lomu mūsu planētas fizikālās un ķīmiskās vides veidošanā, kā arī pārsteidzošas parādības - dzīvības - rašanās un uzturēšanas procesā.

Cilvēka embrijs sastāv no 97% ūdens, un jaundzimušajiem tā daudzums ir 77% no ķermeņa svara. Līdz 50 gadu vecumam ūdens daudzums cilvēka organismā samazinās un veido jau 60% no tā masas. Galvenā ūdens daļa (70%) ir koncentrēta šūnu iekšienē, un 30% ir starpšūnu ūdens. Cilvēka muskuļus 75% veido ūdens, 70% aknas, 79% smadzenes un 83% nieres.

Dzīvnieka ķermenis, kā likums, satur vismaz 50% ūdens (piemēram, zilonis - 70%, kāpurs, kas ēd augu lapas - 85-90%, medūzas - vairāk nekā 98%).

No jebkura sauszemes dzīvnieka zilonim ir nepieciešams visvairāk ūdens (pamatojoties uz ikdienas vajadzībām) - aptuveni 90 litri. Ziloņi ir vieni no labākajiem “hidroģeologiem” starp dzīvniekiem un putniem: viņi sajūt ūdenstilpes līdz 5 km attālumā! Tikai sumbri ir tālāk - 7-8 km. Sausos laikos ziloņi izmanto ilkņus, lai izraktu caurumus sausās upju gultnēs, lai savāktu ūdeni. Bifeļi, degunradži un citi Āfrikas dzīvnieki viegli izmanto ziloņu akas.

Dzīvības izplatība uz Zemes ir tieši saistīta ar nokrišņiem. Mitrums dažādās pasaules daļās nav vienāds. Visvairāk nokrišņu nokrīt ekvatoriālajā zonā, īpaši Amazones augštecē un Malajas arhipelāga salās. To skaits dažos apgabalos sasniedz 12 000 mm gadā. Tātad vienā no Havaju salām līst no 335 līdz 350 dienām gadā. Šī ir mitrākā vieta uz Zemes. Vidējais gada nokrišņu daudzums šeit sasniedz 11 455 mm. Salīdzinājumam, tundra un tuksneši saņem mazāk nekā 250 mm nokrišņu gadā.

Dzīvnieki pret mitrumu attiecas atšķirīgi. Ūdenim kā fizikālam un ķīmiskam ķermenim ir nepārtraukta ietekme uz hidrobiontu (ūdens organismu) dzīvi. Tas ne tikai apmierina organismu fizioloģiskās vajadzības, bet arī piegādā skābekli un pārtiku, aizvada metabolītus un transportē seksuālos produktus un pašus ūdens organismus. Pateicoties ūdens mobilitātei hidrosfērā, ir iespējama piesaistīto dzīvnieku eksistence, kas, kā zināms, uz sauszemes neeksistē.

Edafiskie faktori

Viss augsnes fizikālo un ķīmisko īpašību kopums, kam ir ekoloģiska ietekme uz dzīviem organismiem, attiecas uz edafiskajiem faktoriem (no grieķu valodas edaphos - pamatne, zeme, augsne). Galvenie edafiskie faktori ir augsnes mehāniskais sastāvs (tās daļiņu lielums), relatīvais irdenums, struktūra, ūdens caurlaidība, aerācija, augsnes ķīmiskais sastāvs un tajā cirkulējošās vielas (gāzes, ūdens).

Augsnes granulometriskā sastāva būtībai var būt ekoloģiska nozīme dzīvniekiem, kuri noteiktā dzīves periodā dzīvo augsnē vai piekopj urbumu. Kukaiņu kāpuri parasti nevar dzīvot augsnē, kas ir pārāk akmeņaina; ierakt Hymenoptera, dēj olas pazemes ejās, daudziem siseņiem, ierokot olu kokonus zemē, tai ir jābūt pietiekami irdenai.

Svarīga augsnes īpašība ir tās skābums. Zināms, ka barotnes skābums (pH) raksturo ūdeņraža jonu koncentrāciju šķīdumā un ir skaitliski vienāds ar šīs koncentrācijas negatīvo decimāllogaritmu: pH = -log. Ūdens šķīdumiem pH var būt no 0 līdz 14. Neitrāliem šķīdumiem pH ir 7, skābiem šķīdumiem ir raksturīgs pH līmenis, kas mazāks par 7, un sārmainiem šķīdumiem ir raksturīgs pH līmenis, kas lielāks par 7. Skābums var kalpot kā kopienas vispārējā vielmaiņas ātruma rādītājs. Ja augsnes šķīduma pH ir zems, tas nozīmē, ka augsnē ir maz barības vielu, tāpēc tās produktivitāte ir ārkārtīgi zema.

Attiecībā uz augsnes auglību izšķir šādas ekoloģiskās augu grupas:

oligotrofi (no grieķu olygos — mazi, nenozīmīgi un trofe — barība) — nabadzīgu, neauglīgu augsņu augi (Paras priede);
mezotrofi (no grieķu valodas mesos - vidēji) - augi ar mērenu vajadzību pēc barības vielām (lielākā daļa meža augu mērenajos platuma grādos);
eitrofisks(no grieķu valodas viņa - labi) - augi, kuriem augsnē nepieciešams liels daudzums barības vielu (ozols, lazda, ērkšķogas).

Orogrāfiskie faktori

Organismu izplatību uz zemes virsmas zināmā mērā ietekmē tādi faktori kā reljefa elementu īpatnības, augstums virs jūras līmeņa, nogāžu ekspozīcija un stāvums. Tie ir apvienoti orogrāfisko faktoru grupā (no grieķu oros — kalns). To ietekme var būtiski ietekmēt vietējo klimatu un augsnes attīstību.

Viens no galvenajiem orogrāfiskajiem faktoriem ir augstums virs jūras līmeņa. Ar augstumu pazeminās vidējā temperatūra, palielinās diennakts temperatūras atšķirības, palielinās nokrišņu daudzums, vēja ātrums un radiācijas intensitāte, samazinās atmosfēras spiediens un gāzu koncentrācija. Visi šie faktori ietekmē augus un dzīvniekus, izraisot vertikālu zonējumu.

Tipisks piemērs ir vertikālā zonēšana kalnos. Šeit ar katriem 100 m kāpuma gaisa temperatūra pazeminās vidēji par 0,55 °C. Tajā pašā laikā mainās mitrums un saīsinās augšanas sezonas ilgums. Palielinoties biotopa augstumam, būtiski mainās augu un dzīvnieku attīstība. Kalnu pakājē var būt tropiskas jūras, bet augšpusē pūš arktiskie vēji. Vienā kalnu pusē var būt saulains un silts, otrā - mitrs un auksts.

Vēl viens orogrāfisks faktors ir slīpuma iedarbība. Ziemeļu nogāzēs augi veido ēnu formas, bet dienvidu nogāzēs gaišas formas. Šeit veģetāciju galvenokārt pārstāv sausumam izturīgi krūmi. Uz dienvidiem vērstās nogāzes saņem vairāk saules gaismas, tāpēc gaismas intensitāte un temperatūra šeit ir augstāka nekā ielejas stāvos un ziemeļu nogāzēs. Tas ir saistīts ar būtiskām atšķirībām gaisa un augsnes sasilšanā, sniega kušanas ātrumā un augsnes izžūšanā.

Svarīgs faktors ir nogāzes stāvums. Šī rādītāja ietekmi uz organismu dzīves apstākļiem galvenokārt atspoguļo augsnes vides īpašības, ūdens un temperatūras režīmi. Stāvām nogāzēm raksturīga strauja drenāža un augsnes izskalošana, tāpēc augsnes šeit ir plānas un sausākas. Ja slīpums pārsniedz 35°, parasti tiek veidoti slaidi no irdena materiāla.

Hidrogrāfiskie faktori

Hidrogrāfiskie faktori ietver tādas ūdens vides īpašības kā ūdens blīvums, horizontālo kustību ātrums (straume), ūdenī izšķīdinātā skābekļa daudzums, suspendēto daļiņu saturs, ūdenstilpju plūsma, temperatūras un gaismas režīmi u.c.

Organismus, kas dzīvo ūdens vidē, sauc par hidrobiontiem.

Dažādi organismi ir savā veidā pielāgojušies ūdens blīvumam un noteiktiem dziļumiem. Dažas sugas var izturēt spiedienu no vairākiem līdz simtiem atmosfēru. Daudzas zivis, galvkāji, vēžveidīgie un jūras zvaigznes dzīvo lielā dziļumā aptuveni 400-500 atm spiedienā.

Lielais ūdens blīvums nodrošina daudzu bezskeleta formu eksistenci ūdens vidē. Tie ir mazie vēžveidīgie, medūzas, vienšūnu aļģes, kiilveidīgie un pteropodu mīkstmieši utt.

Ūdens augstā īpatnējā siltumietilpība un augstā siltumvadītspēja nosaka ūdenstilpņu stabilāku temperatūras režīmu salīdzinājumā ar zemi. Gada temperatūras svārstību amplitūda nepārsniedz 10-15 °C. Kontinentālajos ūdeņos ir 30-35 °C. Pašos rezervuāros temperatūras apstākļi starp augšējo un apakšējo ūdens slāni būtiski atšķiras. Ūdens staba dziļajos slāņos (jūrās un okeānos) temperatūras režīms ir stabils un nemainīgs (3-4 °C).

Svarīgs hidrogrāfiskais faktors ir ūdenstilpju gaismas režīms. Gaismas daudzums strauji samazinās līdz ar dziļumu, tāpēc Pasaules okeānā aļģes dzīvo tikai apgaismotajā zonā (visbiežāk dziļumā no 20 līdz 40 m). Jūras organismu blīvums (to skaits uz platības vai tilpuma vienību) dabiski samazinās līdz ar dziļumu.

Ķīmiskie faktori

Ķīmisko faktoru ietekme izpaužas kā ķīmisko vielu iekļūšana vidē, kuras tajā agrāk nebija, kas lielā mērā ir saistīts ar mūsdienu antropogēno ietekmi.

Tāds ķīmiskais faktors kā gāzes sastāvs ir ārkārtīgi svarīgs ūdens vidē dzīvojošajiem organismiem. Piemēram, Melnās jūras ūdeņos ir daudz sērūdeņraža, kas padara šo baseinu ne visai labvēlīgu dažu tajā esošo dzīvnieku dzīvībai. Tajā ietekošās upes nes sev līdzi ne tikai no laukiem izskalotos pesticīdus vai smagos metālus, bet arī slāpekli un fosforu. Un tas ir ne tikai lauksaimniecības mēslojums, bet arī barība jūras mikroorganismiem un aļģēm, kuras barības vielu pārpalikuma dēļ sāk strauji attīstīties (ūdens zied). Kad tie nomirst, tie nogrimst dibenā un sabrukšanas procesā patērē ievērojamu daudzumu skābekļa. Pēdējo 30–40 gadu laikā Melnās jūras ziedēšana ir ievērojami palielinājusies. Apakšējā ūdens slānī skābekli aizstāj indīgs sērūdeņradis, tāpēc dzīvības šeit praktiski nav. Jūras organiskā pasaule ir salīdzinoši nabadzīga un vienmuļa. Tās dzīvais slānis ir ierobežots līdz šaurai virsmai, kuras biezums ir 150 m. Kas attiecas uz sauszemes organismiem, tie ir nejutīgi pret atmosfēras gāzes sastāvu, jo tas ir nemainīgs.

Ķīmisko faktoru grupā ietilpst arī tāds rādītājs kā ūdens sāļums (šķīstošo sāļu saturs dabiskajos ūdeņos). Pēc izšķīdušo sāļu daudzuma dabiskos ūdeņus iedala šādās kategorijās: saldūdens - līdz 0,54 g/l, iesāļais ūdens - no 1 līdz 3, viegli sāļais - no 3 līdz 10, sāļais un ļoti sāļais ūdens - no plkst. 10 līdz 50, sālījumā - vairāk 50 g/l. Tādējādi saldūdens tilpnēs uz sauszemes (strautu, upju, ezeru) 1 kg ūdens satur līdz 1 g šķīstošo sāļu. Jūras ūdens ir komplekss sāls šķīdums, kura vidējais sāļums ir 35 g/kg ūdens, t.i. 3,5%.

Dzīvie organismi, kas dzīvo ūdens vidē, ir pielāgoti stingri noteiktam ūdens sāļumam. Saldūdens formas nevar dzīvot jūrās, un jūras formas nevar paciest atsāļošanu. Ja mainās ūdens sāļums, dzīvnieki pārvietojas, meklējot labvēlīgu vidi. Piemēram, kad pēc stiprām lietavām tiek atsāļoti jūras virszemes slāņi, dažas jūras vēžveidīgo sugas nogrimst 10 m dziļumā.

Austeru kāpuri dzīvo mazu līču un estuāru iesāļajos ūdeņos (daļēji slēgtās piekrastes ūdenstilpēs, kas brīvi sazinās ar okeānu vai jūru). Īpaši ātri kāpuri aug, ja ūdens sāļums ir 1,5-1,8% (kaut kur starp saldūdeni un sālsūdeni). Pie lielāka sāls satura to augšana ir nedaudz nomākta. Kad sāls saturs samazinās, augšana jau ir manāmi nomākta. Pie 0,25% sāļuma kāpuru augšana apstājas un tie visi iet bojā.

Pirogēnie faktori

Tie ietver uguns iedarbības faktorus vai ugunsgrēkus. Šobrīd ugunsgrēki tiek uzskatīti par ļoti nozīmīgu un vienu no dabiskajiem abiotiskajiem vides faktoriem. Pareizi lietojot, uguns var būt ļoti vērtīgs vides instruments.

No pirmā acu uzmetiena ugunsgrēki ir negatīvs faktors. Taču patiesībā tas tā nav. Bez ugunsgrēkiem savanna, piemēram, ātri izzustu un tiktu pārklāta ar blīvu mežu. Tomēr tas nenotiek, jo koku maigie dzinumi iet bojā ugunī. Tā kā koki aug lēni, daži izdzīvo ugunsgrēkus un aug pietiekami gari. Zāle ātri aug un tikpat ātri atjaunojas pēc ugunsgrēkiem.

Jāpiebilst, ka atšķirībā no citiem vides faktoriem cilvēki var regulēt ugunsgrēkus, līdz ar to tie var kļūt par zināmu ierobežojošu faktoru augu un dzīvnieku izplatībā. Cilvēku kontrolēti ugunsgrēki rada pelnus, kas ir bagāti ar labvēlīgām vielām. Sajaucoties ar augsni, pelni stimulē augu augšanu, kuru daudzums nosaka dzīvnieku dzīvi.

Turklāt daudzi savannu iemītnieki, piemēram, Āfrikas stārķis un sekretārais putns, izmanto ugunskurus saviem mērķiem. Viņi apmeklē dabisko vai kontrolēto ugunsgrēku robežas un ēd tur kukaiņus un grauzējus, kas izbēg no uguns.

Ugunsgrēkus var izraisīt gan dabas faktori (zibens spērieni), gan nejauša un nejauša cilvēka rīcība. Ir divu veidu ugunsgrēki. Jumta ugunsgrēkus ir visgrūtāk ierobežot un regulēt. Visbiežāk tie ir ļoti intensīvi un iznīcina visu veģetāciju un augsnes organiskās vielas. Šādiem ugunsgrēkiem ir ierobežojoša ietekme uz daudziem organismiem.

Zemes ugunsgrēki, gluži pretēji, ir selektīva iedarbība: dažiem organismiem tie ir vairāk postoši, citiem - mazāk un tādējādi veicina tādu organismu attīstību, kuriem ir augsta ugunsizturība. Turklāt nelieli zemes ugunsgrēki papildina baktēriju darbību, sadalot mirušos augus un paātrinot minerālvielu pārvēršanu formā, kas piemērota izmantošanai jaunām augu paaudzēm. Biotopos ar neauglīgu augsni ugunsgrēki veicina tās bagātināšanu ar pelnu elementiem un barības vielām.

Ja ir pietiekams mitrums (Ziemeļamerikas prērijas), ugunsgrēki stimulē stiebrzāļu augšanu uz koku rēķina. Ugunsgrēkiem ir īpaši svarīga regulējoša loma stepēs un savannās. Šeit periodiski ugunsgrēki samazina tuksneša krūmu iebrukuma iespējamību.

Savvaļas ugunsgrēku biežuma pieauguma cēlonis bieži ir cilvēks, lai gan privātpersonai nav tiesību tīši (pat nejauši) izraisīt ugunsgrēku dabā. Taču speciālistu veiktā uguns izmantošana ir daļa no pareizas zemes apsaimniekošanas.

Abiotiskie vides faktori ietver substrātu un tā sastāvu, mitrumu, temperatūru, gaismu un cita veida starojumu dabā un tā sastāvu un mikroklimatu. Jāņem vērā, ka temperatūru, gaisa sastāvu, mitrumu un gaismu nosacīti var klasificēt kā “individuālus”, bet substrātu, klimatu, mikroklimatu utt. – kā “kompleksus” faktorus.

Substrāts (burtiski) ir piestiprināšanas vieta. Piemēram, koksnes un zālaugu formām augsnes mikroorganismiem tā ir augsne. Dažos gadījumos substrātu var uzskatīt par biotopa sinonīmu (piemēram, augsne ir edafisks biotops). Substrātu raksturo noteikts ķīmiskais sastāvs, kas ietekmē organismus. Ja substrātu saprot kā biotopu, tad šajā gadījumā tas pārstāv raksturīgu biotisko un abiotisko faktoru kompleksu, kam tas vai cits organisms pielāgojas.

Temperatūras kā abiotiska vides faktora raksturojums

Temperatūras kā vides faktora loma ir saistīta ar to, ka tā ietekmē vielmaiņu: zemā temperatūrā bioorganisko reakciju ātrums ievērojami palēninās, bet augstā temperatūrā tas ievērojami palielinās, kas izraisa nelīdzsvarotību bioķīmisko procesu gaitā, un tas izraisa dažādas slimības un dažreiz nāvi.

Temperatūras ietekme uz augu organismiem

Temperatūra ir ne tikai faktors, kas nosaka augu iespējamību dzīvot noteiktā teritorijā, bet dažiem augiem tā ietekmē to attīstības procesu. Tādējādi ziemas kviešu un rudzu šķirnes, kuras dīgtspējas laikā netika pakļautas “vernalizācijas” procesam (zemas temperatūras iedarbībai), nedod sēklas, ja tās audzē vislabvēlīgākajos apstākļos.

Lai izturētu zemas temperatūras ietekmi, augiem ir dažādi pielāgojumi.

1. Ziemā citoplazma zaudē ūdeni un uzkrājas vielas, kurām ir “antifrīza” efekts (monosaharīdi, glicerīns un citas vielas) - koncentrēti šādu vielu šķīdumi sasalst tikai zemā temperatūrā.

2. Augu pāreja uz zemu temperatūru izturīgu stadiju (fāzi) - sporu, sēklu, bumbuļu, sīpolu, sakneņu, sakņu uc stadija Kokainās un krūmainās augu formas nomet lapas, kāti ir pārklāti ar korķi. , kam piemīt augstas siltumizolācijas īpašības, un dzīvās šūnās uzkrājas antifrīza vielas.

Temperatūras ietekme uz dzīvnieku organismiem

Temperatūra atšķirīgi ietekmē poikilotermiskos un homeotermiskos dzīvniekus.

Poikilotermiskie dzīvnieki ir aktīvi tikai viņu dzīvei optimālā temperatūrā. Zemas temperatūras periodos tie pārziemo (abinieki, rāpuļi, posmkāji utt.). Daži kukaiņi pārziemo vai nu kā olas, vai kā kūniņas. Organisma atrašanos ziemas guļas stāvoklī raksturo apturētas animācijas stāvoklis, kurā vielmaiņas procesi ir ļoti kavēti un organisms ilgstoši var iztikt bez ēdiena. Poikilotermiskie dzīvnieki var arī pārziemot, ja tie tiek pakļauti augstām temperatūrām. Tādējādi dzīvnieki zemākos platuma grādos atrodas urvos diennakts karstākajā laikā, un to aktīvās dzīves periods notiek agrā rītā vai vēlā vakarā (vai tie ir naktī).

Dzīvnieku organismi pārziemo ne tikai temperatūras, bet arī citu faktoru ietekmē. Tādējādi lācis (homeotermisks dzīvnieks) ziemā pārziemo barības trūkuma dēļ.

Homeotermiskie dzīvnieki savās dzīves aktivitātēs ir mazāk atkarīgi no temperatūras, bet temperatūra tos ietekmē barības pieejamības (neesamības) ziņā. Šiem dzīvniekiem ir šādi pielāgojumi, lai pārvarētu zemas temperatūras ietekmi:

1) dzīvnieki pārvietojas no aukstākiem apgabaliem uz siltākiem (putnu migrācijas, zīdītāju migrācijas);

2) mainīt seguma raksturu (vasaras kažokādu vai apspalvojumu nomaina pret biezāku ziemas; tajos uzkrājas liels tauku slānis - meža cūkas, roņi u.c.);

3) pārziemot (piemēram, lācis).

Homeotermiskiem dzīvniekiem ir pielāgojumi, lai samazinātu temperatūras ietekmi (gan augstu, gan zemu). Tādējādi cilvēkam ir sviedru dziedzeri, kas paaugstinātā temperatūrā maina sekrēcijas raksturu (palielinās sekrēta daudzums), mainās ādas asinsvadu lūmenis (zemā temperatūrā tas samazinās, bet augstā temperatūrā palielinās) utt.

Radiācija kā abiotisks faktors

Gan augu, gan dzīvnieku dzīvē milzīga loma ir dažādiem starojumiem, kas vai nu nokļūst uz planētas no ārpuses (saules stari), vai arī izdalās no Zemes zarnām. Šeit mēs galvenokārt apsvērsim saules starojumu.

Saules starojums ir neviendabīgs un sastāv no dažāda garuma elektromagnētiskiem viļņiem, un tāpēc tam ir atšķirīga enerģija. Gan redzamā, gan neredzamā spektra stari sasniedz Zemes virsmu. Neredzamā spektra staros ietilpst infrasarkanie un ultravioletie stari, un redzamā spektra stariem ir septiņi visvairāk atšķiramie stari (no sarkanā līdz violetajam). starojuma kvanti palielinās no infrasarkanā līdz ultravioletajam (tas ir, ultravioletie stari satur īsāko viļņu kvantus un lielāko enerģiju).

Saules stariem ir vairākas videi svarīgas funkcijas:

1) pateicoties saules stariem, uz Zemes virsmas tiek realizēts noteikts temperatūras režīms, kuram ir platuma un vertikālais zonālais raksturs;

Ja nav cilvēka ietekmes, gaisa sastāvs var mainīties atkarībā no augstuma (ar augstumu samazinās skābekļa un oglekļa dioksīda saturs, jo šīs gāzes ir smagākas par slāpekli). Piekrastes teritoriju gaiss ir bagātināts ar ūdens tvaikiem, kas satur jūras sāļus izšķīdinātā stāvoklī. Meža gaiss no lauku gaisa atšķiras ar dažādu augu izdalītajiem savienojumu piemaisījumiem (piemēram, priežu meža gaiss satur lielu daudzumu sveķainu vielu un esteru, kas iznīcina patogēnus, tāpēc šis gaiss ir dziedinošs pacienti ar tuberkulozi).

Vissvarīgākais kompleksais abiotiskais faktors ir klimats.

Klimats ir kumulatīvs abiotisks faktors, kas ietver noteiktu saules starojuma sastāvu un līmeni, ar to saistīto temperatūras un mitruma ietekmes līmeni un noteiktu vēja režīmu. Klimats ir atkarīgs arī no veģetācijas veida, kas aug noteiktā apgabalā un no reljefa.

Uz Zemes ir noteikta platuma un vertikālā klimatiskā zona. Ir mitrs tropisks, subtropisks, asi kontinentāls un cita veida klimats.

Pārskatiet informāciju par dažādiem klimata veidiem no fiziskās ģeogrāfijas mācību grāmatas. Apsveriet klimata īpatnības apgabalā, kurā dzīvojat.

Klimats kā kumulatīvs faktors veido vienu vai otru veģetācijas veidu (floru) un cieši saistītu faunas veidu. Cilvēku apmetnēm ir liela ietekme uz klimatu. Lielo pilsētu klimats atšķiras no piepilsētu klimata.

Salīdziniet temperatūras režīmu pilsētā, kurā dzīvojat, un temperatūras režīmu apgabalā, kurā pilsēta atrodas.

Parasti pilsētā (īpaši centrā) temperatūra vienmēr ir augstāka nekā reģionā.

Mikroklimats ir cieši saistīts ar klimatu. Mikroklimata rašanās iemesls ir reljefa atšķirības noteiktā teritorijā, rezervuāru klātbūtne, kas izraisa apstākļu izmaiņas dažādās konkrētās klimatiskās zonas teritorijās. Pat salīdzinoši nelielā vasarnīcas platībā atsevišķās tās daļās dažādu apgaismojuma apstākļu dēļ var rasties dažādi augu augšanas apstākļi.

Viņi piedzīvo dažādu apstākļu kombinēto ietekmi. Abiotiskie faktori, biotiskie faktori un antropogēnie faktori ietekmē to dzīves aktivitātes un adaptācijas īpašības.

Kādi ir vides faktori?

Visus nedzīvās dabas apstākļus sauc par abiotiskajiem faktoriem. Tas ir, piemēram, saules starojuma vai mitruma daudzums. Biotiskie faktori ietver visa veida mijiedarbību starp dzīviem organismiem. Pēdējā laikā cilvēka darbība arvien vairāk ietekmē dzīvos organismus. Šis faktors ir antropogēns.

Abiotiskie vides faktori

Nedzīvās dabas faktoru darbība ir atkarīga no biotopa klimatiskajiem apstākļiem. Viens no tiem ir saules gaisma. Fotosintēzes intensitāte un līdz ar to arī gaisa piesātinājums ar skābekli ir atkarīgs no tā daudzuma. Šī viela ir nepieciešama, lai dzīvie organismi varētu elpot.

Abiotiskie faktori ietver arī temperatūru un gaisa mitrumu. No tiem ir atkarīga augu sugu daudzveidība un augšanas sezona, dzīvnieku dzīves cikla īpatnības. Dzīvie organismi pielāgojas šiem faktoriem dažādos veidos. Piemēram, lielākā daļa segsēklu koku ziemā nomet lapas, lai izvairītos no pārmērīga mitruma zuduma. Tuksneša augiem ir augi, kas sasniedz ievērojamu dziļumu. Tas nodrošina viņiem nepieciešamo mitruma daudzumu. Prīmulām ir laiks augt un uzziedēt dažu pavasara nedēļu laikā. Un viņi pārdzīvo sausu vasaru un aukstu ziemu ar nelielu sniega daudzumu pazemē spuldzes formā. Šī dzinuma pazemes modifikācija uzkrāj pietiekamu daudzumu ūdens un barības vielu.

Abiotiskie vides faktori nozīmē arī vietējo faktoru ietekmi uz dzīviem organismiem. Tie ietver reljefa raksturu, augsnes ķīmisko sastāvu un humusa piesātinājumu, ūdens sāļuma līmeni, okeāna straumju raksturu, vēja virzienu un ātrumu, kā arī radiācijas virzienu. To ietekme izpaužas gan tieši, gan netieši. Tādējādi reljefa raksturs nosaka vēja, mitruma un gaismas ietekmi.

Abiotisko faktoru ietekme

Nedzīvās dabas faktoriem ir dažāda ietekme uz dzīviem organismiem. Monodominants ir vienas dominējošās ietekmes ietekme ar nenozīmīgu pārējo izpausmi. Piemēram, ja augsnē nav pietiekami daudz slāpekļa, sakņu sistēma attīstās nepietiekamā līmenī un citi elementi nevar ietekmēt tās attīstību.

Vairāku faktoru darbības pastiprināšana vienlaikus ir sinerģijas izpausme. Tātad, ja augsnē ir pietiekami daudz mitruma, augi sāk labāk absorbēt gan slāpekli, gan saules starojumu. Abiotiskie faktori, biotiskie faktori un antropogēni faktori var būt arī provokatīvi. Agri iestājoties atkusnim, augi, visticamāk, cietīs no sala.

Biotisko faktoru darbības iezīmes

Biotiskie faktori ietver dažādas dzīvo organismu ietekmes formas vienam uz otru. Tie var būt arī tieši un netieši un izpausties diezgan polāri. Dažos gadījumos organismiem nav nekādas ietekmes. Tā ir tipiska neitralisma izpausme. Šo reto parādību ņem vērā tikai tad, ja organismiem nav tiešas ietekmes vienam uz otru. Dzīvojot vispārējā biogeocenozē, vāveres un aļņi nekādā veidā nesadarbojas. Tomēr tos ietekmē vispārējās kvantitatīvās attiecības bioloģiskajā sistēmā.

Biotisko faktoru piemēri

Kommensālisms ir arī biotisks faktors. Piemēram, kad brieži nes diždadža augļus, viņi no tā nesaņem ne labumu, ne kaitējumu. Tajā pašā laikā tie sniedz ievērojamu labumu, izkliedējot daudzas augu sugas.

Starp organismiem bieži rodas savstarpēja attieksme un simbioze, piemēram, savstarpēja attieksme un simbioze. Pirmajā gadījumā notiek abpusēji izdevīga dažādu sugu organismu kopdzīve. Tipisks savstarpības piemērs ir vientuļnieks krabis un jūras anemone. Tās plēsīgais zieds ir uzticama aizsardzība posmkājiem. Un jūras anemons izmanto gliemežvāku kā māju.

Ciešāka abpusēji izdevīga kopdzīve ir simbioze. Tās klasiskais piemērs ir ķērpji. Šī organismu grupa ir sēnīšu pavedienu un zilaļģu šūnu kolekcija.

Biotiskos faktorus, kuru piemērus mēs esam pārbaudījuši, var papildināt ar plēsonību. Šāda veida mijiedarbībā vienas sugas organismi nodrošina pārtiku citiem. Vienā gadījumā plēsēji uzbrūk, nogalina un apēd savu upuri. Citā viņi meklē noteiktu sugu organismus.

Antropogēno faktoru darbība

Abiotiskie faktori un biotiskie faktori jau sen ir bijuši vienīgie, kas ietekmē dzīvos organismus. Taču, attīstoties cilvēku sabiedrībai, tās ietekme uz dabu arvien vairāk pieauga. Slavenais zinātnieks V. I. Vernadskis pat identificēja atsevišķu cilvēka darbības radītu apvalku, ko viņš sauca par Noosfēru. Mežu izciršana, neierobežota zemes uzaršana, daudzu augu un dzīvnieku sugu iznīcināšana un nepamatota vides apsaimniekošana ir galvenie faktori, kas maina vidi.

Biotops un tā faktori

Biotiskajiem faktoriem, kuru piemēri tika doti, kopā ar citām ietekmju grupām un formām ir sava nozīme dažādos biotopos. Organismu dzīves aktivitāte zeme-gaiss lielā mērā ir atkarīga no gaisa temperatūras svārstībām. Bet ūdenī šis pats rādītājs nav tik svarīgs. Antropogēnā faktora darbība pašlaik iegūst īpašu nozīmi visās citu dzīvo organismu dzīvotnēs.

un organismu adaptācija

Atsevišķu grupu var identificēt kā faktorus, kas ierobežo organismu dzīvības aktivitāti. Tos sauc par ierobežojošiem vai ierobežojošiem. Lapu augiem abiotiskie faktori ietver saules starojuma un mitruma daudzumu. Tie ir ierobežojoši. Ūdens vidē ierobežojošie faktori ir tās sāļuma līmenis un ķīmiskais sastāvs. Tādējādi globālā sasilšana noved pie ledāju kušanas. Tas savukārt nozīmē saldūdens satura palielināšanos un tā sāļuma līmeņa pazemināšanos. Tā rezultātā neizbēgami iet bojā augu un dzīvnieku organismi, kas nevar pielāgoties šī faktora izmaiņām un pielāgoties. Šobrīd cilvēcei tā ir globāla vides problēma.

Tātad abiotiskie faktori, biotiskie faktori un antropogēnie faktori kolektīvi iedarbojas uz dažādām dzīvo organismu grupām to dzīvotnēs, regulējot to skaitu un dzīvības procesus, mainot planētas sugu bagātību.

Ievads

Galvenie abiotiskie faktori un to īpašības

Literatūra

Ievads

Abiotiskie vides faktori ir nedzīvas, neorganiskas dabas sastāvdaļas un parādības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus. Protams, šie faktori darbojas vienlaicīgi, un tas nozīmē, ka visi dzīvie organismi ir to ietekmē. Katra no tām klātbūtnes vai neesamības pakāpe būtiski ietekmē organismu dzīvotspēju un dažādām sugām atšķiras. Jāņem vērā, ka tas lielā mērā ietekmē visu ekosistēmu kopumā un tās ilgtspēju.

Vides faktori gan atsevišķi, gan kopā, ietekmējot dzīvos organismus, liek tiem mainīties un pielāgoties šiem faktoriem. Šo spēju sauc par ekoloģisko valenci vai plastiskumu. Katras sugas plastiskums jeb vides valence ir atšķirīga un atšķirīgi ietekmē dzīvo organismu spēju izdzīvot mainīgu vides faktoru ietekmē. Ja organismi ne tikai pielāgojas biotiskajiem faktoriem, bet var arī ietekmēt tos, mainot citus dzīvos organismus, tad ar abiotiskiem vides faktoriem tas nav iespējams: organisms spēj tiem pielāgoties, bet nespēj uz tiem būtiski ietekmēt.

Abiotiskie vides faktori ir apstākļi, kas nav tieši saistīti ar organismu dzīvības aktivitāti. Nozīmīgākie abiotiskie faktori ir temperatūra, gaisma, ūdens, atmosfēras gāzu sastāvs, augsnes struktūra, barības vielu sastāvs tajā, reljefs u.c. Šie faktori var ietekmēt organismus gan tieši, piemēram, gaisma vai siltums, gan netieši, piemēram, reljefs, kas nosaka tiešo faktoru, gaismas, vēja, mitruma uc darbību. Pēdējā laikā Saules aktivitātes izmaiņu ietekme uz biosfēru procesi ir atklāti.

1. Galvenie abiotiskie faktori un to raksturojums

Starp abiotiskajiem faktoriem ir:

Klimatiskais (temperatūras, gaismas un mitruma ietekme);

Ģeoloģiskā (zemestrīce, vulkāna izvirdums, ledāju kustība, dubļu plūsmas un lavīnas utt.);

Orogrāfisks (apvidus, kurā dzīvo pētāmie organismi, iezīmes).

Apskatīsim galveno tiešo abiotisko faktoru darbību: gaismu, temperatūru un ūdens klātbūtni. Temperatūra, gaisma un mitrums ir vissvarīgākie vides faktori. Šie faktori dabiski mainās gan gada un dienas garumā, gan saistībā ar ģeogrāfisko zonējumu. Organismi šiem faktoriem pielāgo zonāli un sezonāli.

Gaisma kā vides faktors

Saules starojums ir galvenais enerģijas avots visiem procesiem, kas notiek uz Zemes. Saules starojuma spektrā var izdalīt trīs reģionus, kas atšķiras pēc bioloģiskās iedarbības: ultravioletais, redzamais un infrasarkanais. Ultravioletie stari, kuru viļņa garums ir mazāks par 0,290 mikroniem, ir postoši visam dzīvajam, bet tos aiztur atmosfēras ozona slānis. Tikai neliela daļa garāku ultravioleto staru (0,300 - 0,400 mikroni) sasniedz Zemes virsmu. Tie veido apmēram 10% no starojuma enerģijas. Šie stari ir ļoti ķīmiski aktīvi un ar lielu devu var bojāt dzīvos organismus. Nelielos daudzumos tie gan ir nepieciešami, piemēram, cilvēkiem: šo staru ietekmē cilvēka organismā veidojas D vitamīns, un kukaiņi vizuāli atšķir šos starus, t.i. redzēt ultravioletajā gaismā. Viņi var pārvietoties ar polarizētu gaismu.

Organismiem īpaši svarīgi ir redzamie stari ar viļņa garumu no 0,400 līdz 0,750 mikroniem (tie sastāda lielāko daļu enerģijas – 45% no saules starojuma), kas sasniedz Zemes virsmu. Zaļie augi, pateicoties šim starojumam, sintezē organiskās vielas (veic fotosintēzi), ko par pārtiku izmanto visi pārējie organismi. Lielākajai daļai augu un dzīvnieku redzamā gaisma ir viens no svarīgiem vides faktoriem, lai gan ir tādi, kuriem gaisma nav eksistences priekšnoteikums (augsnes, alu un dziļūdens pielāgošanās dzīvei tumsā). Lielākā daļa dzīvnieku spēj atšķirt gaismas spektrālo sastāvu - viņiem ir krāsu redze, un augiem ir spilgti krāsaini ziedi, lai piesaistītu apputeksnētājus.

Infrasarkanos starus, kuru viļņa garums ir lielāks par 0,750 mikroniem, cilvēka acs neuztver, taču tie ir siltumenerģijas avots (45% no starojuma enerģijas). Šos starus absorbē dzīvnieku un augu audi, izraisot audu sasilšanu. Daudzi aukstasiņu dzīvnieki (ķirzakas, čūskas, kukaiņi) izmanto saules gaismu, lai paaugstinātu ķermeņa temperatūru (dažas čūskas un ķirzakas ir ekoloģiski siltasiņu dzīvnieki). Gaismas apstākļiem, kas saistīti ar Zemes rotāciju, ir atšķirīgi dienas un sezonas cikli. Gandrīz visiem fizioloģiskajiem procesiem augos un dzīvniekos ir dienas ritms ar maksimumu un minimumu noteiktās stundās: piemēram, noteiktās diennakts stundās auga zieds atveras un aizveras, un dzīvniekiem ir izveidojusies pielāgošanās nakts un dienas dzīvei. Dienas garumam (jeb fotoperiodam) ir liela nozīme augu un dzīvnieku dzīvē.

Augi atkarībā no dzīves apstākļiem pielāgojas ēnai - ēnā izturīgi augi vai, gluži pretēji, saulei - gaismas mīlošie augi (piemēram, graudaugi). Tomēr spēcīga, spoža saule (virs optimālā spilgtuma) nomāc fotosintēzi, apgrūtinot augstas ražas ar proteīniem bagātu kultūru ražošanu tropos. Mērenajās joslās (virs un zem ekvatora) augu un dzīvnieku attīstības cikls ir ierobežots ar gadalaikiem: gatavošanās temperatūras apstākļu izmaiņām notiek, pamatojoties uz signālu - dienas garuma izmaiņām, kas plkst. noteikts gada laiks noteiktā vietā vienmēr ir vienāds. Šī signāla rezultātā tiek ieslēgti fizioloģiskie procesi, kas izraisa augu augšanu un ziedēšanu pavasarī, augļus vasarā un lapu izkrišanu rudenī; dzīvniekiem - putniem un zīdītājiem - uz molting, tauku uzkrāšanos, migrāciju, vairošanos un kukaiņu atpūtas stadijas sākšanos. Dzīvnieki uztver dienas garuma izmaiņas, izmantojot savus redzes orgānus. Un augi - ar īpašu pigmentu palīdzību, kas atrodas augu lapās. Kairinājumi tiek uztverti caur receptoriem, kā rezultātā notiek virkne bioķīmisku reakciju (aktivizējas fermenti vai izdalās hormoni), un pēc tam parādās fizioloģiskas vai uzvedības reakcijas.

Augu un dzīvnieku fotoperiodisma izpēte ir parādījusi, ka organismu reakcija uz gaismu balstās ne tikai uz saņemtās gaismas daudzumu, bet gan uz noteikta ilguma gaismas un tumsas periodu maiņu dienas laikā. Organismi spēj izmērīt laiku, t.i. ir bioloģiskais pulkstenis - no vienšūnu organismiem līdz cilvēkiem. Bioloģiskais pulkstenis - tos regulē arī sezonālie cikli un citas bioloģiskas parādības. Bioloģiskais pulkstenis nosaka gan veselu organismu ikdienas darbības ritmu, gan procesus, kas notiek pat šūnu līmenī, jo īpaši šūnu dalīšanās.

Temperatūra kā vides faktors

Visi ķīmiskie procesi, kas notiek organismā, ir atkarīgi no temperatūras. Dabā bieži novērotās termisko apstākļu izmaiņas dziļi ietekmē dzīvnieku un augu augšanu, attīstību un citas dzīves izpausmes. Ir organismi ar nestabilu ķermeņa temperatūru - poikilotermiski un organismi ar nemainīgu ķermeņa temperatūru - homeotermiski. Poikilotermiskie dzīvnieki ir pilnībā atkarīgi no apkārtējās vides temperatūras, savukārt homeotermiskie dzīvnieki spēj uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru neatkarīgi no vides temperatūras izmaiņām. Lielākā daļa sauszemes augu un dzīvnieku aktīvās dzīves stāvoklī nevar paciest negatīvas temperatūras un iet bojā. Dzīves temperatūras augšējā robeža dažādām sugām nav vienāda - reti virs 40-45 O C. Dažas zilaļģes un baktērijas dzīvo 70-90 grādu temperatūrā O C, daži mīkstmieši (līdz 53 O AR). Lielākajai daļai sauszemes dzīvnieku un augu optimālie temperatūras apstākļi svārstās diezgan šaurās robežās (15-30 O AR). Dzīves temperatūras augšējo slieksni nosaka olbaltumvielu koagulācijas temperatūra, jo aptuveni 60 o temperatūrā notiek neatgriezeniska olbaltumvielu koagulācija (olbaltumvielu struktūras traucējumi). AR.

Poikilotermiskie organismi evolūcijas procesā ir attīstījuši dažādus pielāgojumus mainīgajiem vides temperatūras apstākļiem. Galvenais siltumenerģijas avots poikilotermiskajiem dzīvniekiem ir ārējais siltums. Poikilotermiskie organismi ir attīstījuši dažādus pielāgojumus zemām temperatūrām. Daži dzīvnieki, piemēram, Arktikas zivis, pastāvīgi dzīvo -1,8 temperatūrā o C, satur audu šķidrumā esošās vielas (glikoproteīnus), kas novērš ledus kristālu veidošanos organismā; kukaiņi šiem nolūkiem uzkrāj glicerīnu. Citi dzīvnieki, gluži pretēji, palielina siltuma ražošanu organismā, pateicoties aktīvai muskuļu kontrakcijai - tādā veidā tie paaugstina ķermeņa temperatūru par vairākiem grādiem. Vēl citi regulē savu siltuma apmaiņu, pateicoties siltuma apmaiņai starp asinsrites sistēmas asinsvadiem: asinsvadi, kas nāk no muskuļiem, ir ciešā saskarē ar asinsvadiem, kas nāk no ādas un pārvadā atdzesētas asinis (šī parādība ir raksturīga aukstam ūdenim). zivis). Adaptīvā uzvedība ir saistīta ar daudziem kukaiņiem, rāpuļiem un abiniekiem, kuri izvēlas vietas saulē, lai sasildītos, vai maina dažādas pozīcijas, lai palielinātu apkures virsmu.

Vairākiem aukstasiņu dzīvniekiem ķermeņa temperatūra var mainīties atkarībā no fizioloģiskā stāvokļa: piemēram, lidojošiem kukaiņiem iekšējā ķermeņa temperatūra var paaugstināties par 10-12 o C vai vairāk paaugstināta muskuļu darba dēļ. Sociālie kukaiņi, īpaši bites, ir izstrādājuši efektīvu veidu, kā uzturēt temperatūru, izmantojot kolektīvo termoregulāciju (strops var uzturēt temperatūru 34-35 o C, kas nepieciešams kāpuru attīstībai).

Poikilotermiskie dzīvnieki spēj pielāgoties augstām temperatūrām. Tas notiek arī dažādos veidos: siltuma pārnešana var notikt mitruma iztvaikošanas rezultātā no ķermeņa virsmas vai augšējo elpceļu gļotādas, kā arī zemādas asinsvadu regulācijas dēļ (piemēram, ķirzakām, asins plūsmas ātrums caur ādas traukiem palielinās, palielinoties temperatūrai).

Vispilnīgākā termoregulācija vērojama putniem un zīdītājiem – homeotermiskajiem dzīvniekiem. Evolūcijas procesā viņi ieguva spēju uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru, pateicoties četrkameru sirds un vienas aortas loka klātbūtnei, kas nodrošināja pilnīgu arteriālās un venozās asinsrites atdalīšanu; augsts metabolisms; spalvas vai mati; siltuma pārneses regulēšana; labi attīstīta nervu sistēma ieguva spēju aktīvi dzīvot dažādās temperatūrās. Lielākajai daļai putnu ķermeņa temperatūra ir nedaudz virs 40 o C, un zīdītājiem tas ir nedaudz zemāks. Dzīvniekiem ļoti svarīgas ir ne tikai termoregulācijas spējas, bet arī adaptīvā uzvedība, speciālu nojumju un ligzdu izbūve, vietas izvēle ar labvēlīgāku temperatūru u.c. Viņi arī spēj pielāgoties zemai temperatūrai vairākos veidos: papildus spalvām vai matiem siltasiņu dzīvnieki izmanto trīci (ārēji nekustīgu muskuļu mikrokontrakcijas), lai samazinātu siltuma zudumus; brūno taukaudu oksidēšanās zīdītājiem rada papildu enerģiju, kas atbalsta vielmaiņu.

Siltasiņu dzīvnieku pielāgošanās augstām temperatūrām daudzējādā ziņā ir līdzīga aukstasiņu dzīvnieku līdzīgām adaptācijām - putniem svīšana un ūdens iztvaikošana no mutes un augšējo elpceļu gļotādas - tikai pēdējā metode, kopš viņiem nav sviedru dziedzeru; asinsvadu paplašināšanās, kas atrodas tuvu ādas virsmai, kas palielina siltuma pārnesi (putniem šis process notiek ķermeņa zonās bez spalvām, piemēram, caur cekuli). Temperatūra, kā arī gaismas režīms, no kura tā ir atkarīga, dabiski mainās visu gadu un saistībā ar ģeogrāfiskajiem platuma grādiem. Tāpēc visi pielāgojumi ir svarīgāki dzīvošanai zemā temperatūrā.

Ūdens kā vides faktors

Ūdenim ir izņēmuma loma jebkura organisma dzīvē, jo tas ir šūnas struktūras sastāvdaļa (ūdens veido 60-80% no šūnas masas). Ūdens nozīmi šūnas dzīvē nosaka tā fizikāli ķīmiskās īpašības. Pateicoties polaritātei, ūdens molekula spēj piesaistīt jebkuras citas molekulas, veidojot hidrātus, t.i. ir šķīdinātājs. Daudzas ķīmiskās reakcijas var notikt tikai ūdens klātbūtnē. Ūdens atrodas dzīvās sistēmās termiskais buferis , absorbējot siltumu, pārejot no šķidruma uz gāzveida stāvokli, tādējādi aizsargājot šūnas nestabilās struktūras no bojājumiem īslaicīgas siltumenerģijas atbrīvošanās laikā. Šajā sakarā tas rada dzesēšanas efektu, iztvaicējot no virsmas un regulē ķermeņa temperatūru. Ūdens siltumvadītspējas īpašības nosaka tā vadošo lomu kā klimata termoregulatoram dabā. Ūdens lēnām uzsilst un lēnām atdziest: vasarā un dienā jūru, okeānu un ezeru ūdens uzsilst, naktī un ziemā arī lēnām atdziest. Pastāv pastāvīga oglekļa dioksīda apmaiņa starp ūdeni un gaisu. Turklāt ūdens veic transporta funkciju, pārvietojot augsnes vielas no augšas uz leju un atpakaļ. Mitruma nozīme sauszemes organismiem ir saistīta ar to, ka nokrišņi visu gadu tiek sadalīti nevienmērīgi uz zemes virsmas. Sausos apvidos (stepēs, tuksnešos) augi ūdeni iegūst ar augsti attīstītas sakņu sistēmas palīdzību, dažkārt ļoti garām saknēm (kamieļa ērkšķiem - līdz 16 m), sasniedzot mitro slāni. Šūnu sulas augstais osmotiskais spiediens (līdz 60-80 atm), kas palielina sakņu sūkšanas jaudu, palīdz saglabāt ūdeni audos. Sausā laikā augi samazina ūdens iztvaikošanu: tuksneša augos sabiezē lapu pārklājuma audi vai uz lapu virsmas veidojas vaskaina kārtiņa vai blīvs pubescence. Vairāki augi mitruma samazināšanos panāk, samazinot lapu lāpstiņu (lapas pārvēršas mugurkaulās, bieži vien augi pilnībā zaudē lapas - saksauls, tamarisks u.c.).

Atkarībā no ūdens režīma prasībām augos izšķir šādas ekoloģiskās grupas:

Hidratofīti ir augi, kas pastāvīgi dzīvo ūdenī;

Hidrofīti - augi, kas tikai daļēji iegremdēti ūdenī;

Helofīti - purva augi;

Higrofīti ir sauszemes augi, kas dzīvo pārmērīgi mitrās vietās;

Mezofīti - dod priekšroku mērenam mitrumam;

Kserofīti ir augi, kas pielāgoti pastāvīgam mitruma trūkumam; Starp kserofītiem ir:

Sukulenti - uzkrāj ūdeni sava ķermeņa audos (sulīgs);

Sklerofīti - zaudē ievērojamu daudzumu ūdens.

Daudzi tuksneša dzīvnieki spēj izdzīvot bez dzeramā ūdens; daži var skriet ātri un ilgi, veicot garas migrācijas uz dzirdināšanas vietām (saigu antilopes, kamieļi utt.); Daži dzīvnieki ūdeni iegūst no pārtikas (kukaiņi, rāpuļi, grauzēji). Tuksneša dzīvnieku tauku nogulsnes var kalpot kā sava veida ūdens rezerve organismā: taukiem oksidējoties veidojas ūdens (tauku nogulsnes kamieļu kuprā vai zemādas tauku nogulsnes grauzējiem). Ādas segumi ar zemu caurlaidību (piemēram, rāpuļiem) aizsargā dzīvniekus no mitruma zuduma. Daudzi dzīvnieki ir pārgājuši uz nakts dzīvesveidu vai slēpjas urvos, izvairoties no zemā mitruma un pārkaršanas radītās žāvēšanas. Periodiska sausuma apstākļos virkne augu un dzīvnieku nonāk fizioloģiskā miera stāvoklī - augi pārtrauc augt un nomet lapas, dzīvnieki pārziemo. Šos procesus pavada metabolisma samazināšanās sausuma periodos.

abiotiskā daba saules biosfēra